[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE60222595T2 - STEEL MATERIAL FOR MECHANICAL CONSTRUCTIONS WITH EXCELLENT ROLLING PERFORMANCE, DETERLECTIVE RAKING STRENGTH AND TORSION PROPERTIES AND DRIVE SHAFT - Google Patents

STEEL MATERIAL FOR MECHANICAL CONSTRUCTIONS WITH EXCELLENT ROLLING PERFORMANCE, DETERLECTIVE RAKING STRENGTH AND TORSION PROPERTIES AND DRIVE SHAFT Download PDF

Info

Publication number
DE60222595T2
DE60222595T2 DE60222595T DE60222595T DE60222595T2 DE 60222595 T2 DE60222595 T2 DE 60222595T2 DE 60222595 T DE60222595 T DE 60222595T DE 60222595 T DE60222595 T DE 60222595T DE 60222595 T2 DE60222595 T2 DE 60222595T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
content
drive shaft
less
strength
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60222595T
Other languages
German (de)
Other versions
DE60222595D1 (en
Inventor
Yasuhiro Omori
Akihiro Matsuzaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
JFE Steel Corp
Original Assignee
NTN Corp
JFE Steel Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, JFE Steel Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Publication of DE60222595D1 publication Critical patent/DE60222595D1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE60222595T2 publication Critical patent/DE60222595T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft Maschinenbaustahlprodukte. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Maschinenbaustahlprodukt, das hervorragende Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften aufweist. Ein Stahlprodukt wird bereitgestellt, wobei dieses ein Maschinenbaustahlprodukt ist, das unter Verwendung eines Elektroofens anstelle eines Blashochofens gefertigt wurde und das verschiedene Eigenschaften, auch wenn ein Begleitelement wie Cu oder Ni eingearbeitet ist, beibehält.The The present invention relates to engineering steel products. Especially the present invention relates to a mechanical engineering steel product, excellent formability in rotational forming, resistance to harsher and torsion properties. A steel product is provided this being a engineering steel product using an electric furnace instead of a blast furnace was made and that different properties, even if an accompanying element as Cu or Ni is incorporated, maintains.

Technischer HintergrundTechnical background

Für Maschinenbauelemente, wie Antriebswellen zur Verwendung in Kraftfahrzeugen und Gleichlaufgelenken ist es erforderlich, dass sie Torsionsfestigkeit auf einem geforderten Niveau aufweisen. Um die Torsionsfestigkeit sicherzustellen, wurde bisher ein warmgewalzter Stahlstab generell durch die Stufen des Heißschmiedens, Normalglühens, wenn dieses nötig ist, Schneidens, Kaltschmiedens und dergleichen, so dass eine vorgegebene Form erhalten wird, und anschließenden Induktionshärtens und Anlassens bearbeitet.For machine components, such as drive shafts for use in motor vehicles and constant velocity joints It is required that they have torsional strength on a required Level. To ensure torsional strength was So far, a hot-rolled steel rod generally through the steps of Hot forging, Normalizing, if necessary is, cutting, cold forging and the like, so that a given Form and subsequent induction hardening and Tempered.

In den letzten Jahren wurden zur Umweltschonung Versuche unternommen, das Gewicht von Kraftfahrzeugkarosserien zu verringern, um den Benzinverbrauch von Kraftfahrzeugen zu ver bessern. Zur Verringerung des Gewichts von Kraftfahrzeugkomponenten wurde eine Verbesserung der Torsionsfestigkeit von Kraftfahrzeugelementen gewünscht. Ferner sind bei einem Herstellungsverfahren für Kraftfahrzeugkomponenten auch spanende Bearbeitbarkeit und Härterissbeständigkeit von Stahlprodukten erforderlich.In In recent years, attempts have been made to protect the environment, to reduce the weight of motor vehicle bodies to the gas mileage from motor vehicles to ver. To reduce weight of automotive components has been an improvement in torsional strength desired by motor vehicle elements. Further, in a manufacturing process for automotive components also machinability and hardness resistance of steel products required.

Zur Verbesserung der Torsionsfestigkeit wurde in Betracht gezogen, dass Abschreckhärte und Härteeindringtiefe durch Induktionshärten erhöht werden. Um jedoch die Abschreckhärte und die Härteeindringtiefe zu erhöhen, muss entweder eine Änderung der Hochfrequenzhärtungsbedingungen oder eine Erhöhung der Menge von Legierungselementen in einem Stahlprodukt durchgeführt werden. In den beiden oben beschriebenen Fällen werden die Herstellungskosten unvermeidlich erhöht. Um gleichzeitig Torsionsfestigkeit, spanende Bearbeitbarkeit und Härterissbeständigkeit von Kraftfahrzeugkomponenten zu erfüllen, wurde beispielsweise gemäß der Offenbarung in Patentdokument 1 eine Technik vorgeschlagen, die die Menge an Legierungselementen spezifiziert.to Improvement of torsional strength was considered that Quenching and hardness penetration depth by induction hardening elevated become. However, the quenching hardness and the hardness penetration depth too increase, must be either a change the high frequency curing conditions or an increase the amount of alloying elements in a steel product. In the two cases described above, the manufacturing costs inevitably increased. To simultaneously torsional strength, machinability and machinability Quenching-crack resistance of automotive components, for example according to the disclosure in Patent Document 1, a technique proposed that the amount of Alloy elements specified.

Jedoch kann nur durch Spezifizieren von chemischen Komponenten entsprechend der oben genannten Technik das Problem auftreten, dass der Zusammensetzungsbereich, der gleichzeitig die Eigenschaften der spanenden Bearbeitbarkeit, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften erfüllt, sehr klein ist. Ferner ist das Problem einer instabilen Qualität immer noch nicht gelöst.however can only be done by specifying chemical components accordingly the above technique the problem occur that the compositional area, at the same time the properties of the machinability, Quenching-crack resistance and torsion properties, is very small. Furthermore, the problem of unstable quality is always not yet solved.

Daher schlugen die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Lösung der oben beschriebenen Probleme ein Maschinenbaustahlprodukt mit hervorragender spanender Bearbeitbarkeit, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften gemäß der Offenbarung in beispielsweise Patentdokument 2 vor, wobei die Stahltextur gleichzeitig mit einer entsprechenden Einstellung der Komponenten des Stahlprodukts kontrolliert wird.

  • Patentdokument 1: Ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 4-218641 (Ansprüche)
  • Patentdokument 2: Patent JP 3-288563 (Ansprüche).
Therefore, in order to solve the above-described problems, the present inventors proposed a engineering steel product having excellent machinability, resistance to corrosion and torsional properties as disclosed in, for example, Patent Document 2, wherein the steel texture is controlled simultaneously with a corresponding adjustment of the components of the steel product.
  • Patent Document 1: Unexamined Published Japanese Patent Application No. Hei. 4-218641 (Claims)
  • Patent Document 2: Patent JP 3-288563 (Claims).

Jedoch wurde ermittelt, dass, wenn das in Patentdokument 2 offenbarte Maschinenbaustahlprodukt unter Verwendung eines Elektroofens hergestellt wird, gewünschte Eigenschaften nicht erhalten werden können und insbesondere die Verschlechterung im Hinblick auf die Umformbarkeit bei Rotationsumformung signifikant ist. Im Vergleich zu einem unter Verwendung eines Blashochofens hergestellten Stahlprodukts wird ein Begleitelement wie Cu oder Ni unvermeidlich in das unter Verwendung eines Elektroofens hergestellte Stahlprodukt eingebaut. Es wird angenommen, dass die Begleitelemente die Umformbarkeit bei Rotationsumformung beeinträchtigen.however For example, it has been found that when the engineering steel product disclosed in Patent Document 2 is omitted Using an electric furnace is produced, desired properties can not be obtained and in particular the deterioration in terms of formability is significant in rotary forming. Compared to an under Use of a blast furnace furnace produced steel product is an accompanying element such as Cu or Ni inevitably in use built of an electric furnace produced steel product. It will assumed that the accompanying elements the formability of rotary forming affect.

Die JP-A-9 111401 offenbart einen Stahl zur Verwendung im Maschinenbau mit einer Zusammensetzung, die, bezogen auf die Masse, aus 0,35–0,60 % C, ≤ 0,05 % Si, 0,65–1,70 % Mn, ≤ 0,020 % P, 0,005–0,035 % S, ≤ 0,15 % Cr, 0,05–0,50 % Mo, 0,01–0,05 % Ti, 0,01–0,05 % Al, ≤ 0,01 % N, 0,0005–0,0050 % B und zum Rest Fe besteht und ferner eine Struktur aufweist, die 5–30 %, bezogen auf die Fläche, Bainitphase enthält, wobei ferner die obige Torsionsfestigkeit in diesem Stahl auf ≥ 1400 MPa geregelt ist. Die Härterissbeständigkeit dieses Stahls kann in einem größeren Ausmaß durch Regelung des Ms-Werts, der durch die Gleichung Ms = 538 – 317(%C) – 33(%Mn) – 28(%Cr) – 17(%Ni) – 11(%Si) – 11(%Mo)definiert ist, auf ≥ 360 verbessert werden. Darüberhinaus können eine oder mehrere Arten von ≤ 1,0 % Cu, ≤ 3,5 % Ni, 0,01–0,30 % V und 0,005–0,050 % Nb des weiteren in diesen Stahl eingearbeitet werden.The JP-A-9 111401 discloses a steel for use in engineering with a composition comprising, by mass, 0.35-0.60% C, ≤ 0.05% Si, 0.65-1.70% Mn, ≤ 0.020% P , 0.005-0.035% S, ≤ 0.15% Cr, 0.05-0.50% Mo, 0.01-0.05% Ti, 0.01-0.05% Al, ≤ 0.01% N , 0.0005-0.0050% B and the remainder Fe, and further having a structure containing 5-30% by area of bainite phase, and further, the above torsional strength in this steel is controlled to ≥ 1400 MPa. The hardness resistance of this steel can to a greater extent be controlled by the Ms value given by the equation Ms = 538 - 317 (% C) - 33 (% Mn) - 28 (% Cr) - 17 (% Ni) - 11 (% Si) - 11 (% Mo) is defined to be improved to ≥ 360. Moreover, one or more kinds of ≦ 1.0% Cu, ≦ 3.5% Ni, 0.01-0.30% V and 0.005-0.050% Nb may further be incorporated into this steel.

Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der oben beschriebenen Probleme. Das heißt, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Maschinenbaustahlprodukts das hervorragende Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften aufweist und das wirksam eine Verschlechterung im Hinblick auf die Umformbarkeit bei Rotationsumformung auch bei Herstellung unter Verwendung eines Elektroofens anstelle eines Blashochofens verhindert. Ferner wird auch eine aus diesem Stahlprodukt gebildete Antriebswelle vorgeschlagen.A The main object of the present invention is the solution of problems described above. That is, task of the present The invention is the provision of a mechanical engineering steel product the excellent hardness resistance and torsional properties, and which is effective in deterioration in the Regarding the formability in rotary forming even in production using an electric furnace instead of a blast furnace prevented. Further, also formed from this steel product Drive shaft proposed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Durch lange und intensive Forschungen, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, um die obigen Aufgaben zu lösen, wurden die im folgenden angegebenen Erkenntnisse erhalten.

  • (1) Um die nachteiligen Einflüsse von Begleitelementen zu unterdrücken, ist es wirksam, die Menge an Cr zu erhöhen;
  • (2) jedoch verursacht eine Erhöhung der Menge an Cr eine Verschlechterung im Hinblick auf die Umformbarkeit bei Rotationsumformung und sie bewirkt auch eine Verschlechterung im Hinblick auf Torsionseigenschaften und spanende Verarbeitbarkeit;
  • (3) die Verschlechterung der Torsionseigenschaften und spanenden Bearbeitbarkeit gleichzeitig mit einer Erhöhung der Menge an Cr kann durch eine Erhöhung der Menge an Si und zusätzlich durch eine Verringerung der Menge von Mn gelöst werden; und
  • (4) die Verschlechterung im Hinblick auf die Umformbarkeit bei Rotationsumformung kann überwunden werden, wenn ein LD-Wert, der ein Index für die Textur und die Härte durch die Härtbarkeit ist, in einem vorgegebenen Bereich kontrolliert wird.
Through long and intensive research conducted by the inventors of the present invention to solve the above objects, the findings given below have been obtained.
  • (1) In order to suppress the adverse influences of accompanying elements, it is effective to increase the amount of Cr;
  • (2) however, an increase in the amount of Cr causes a deterioration in workability in rotary forming and also causes deterioration in torsion properties and machinability;
  • (3) the deterioration of the torsional properties and machinability simultaneously with an increase in the amount of Cr can be solved by increasing the amount of Si and additionally by decreasing the amount of Mn; and
  • (4) The deterioration with respect to workability in rotary forming can be overcome when an LD value which is an index of the texture and the hardness by the hardenability is controlled in a predetermined range.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der obigen Erkenntnisse gemacht und die speziellen Aspekte der vorliegenden Erfindung sind wie im folgenden angegeben.

  • 1. Ein Maschinenbaustahlprodukt, das mit hervorragender Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften ausgestattet ist, das – auf Masseprozentbasis – umfasst: C: 0,35 % bis 0,50 %, Si: 0,05 % bis 0,15 %, Mn: 0,20 % bis 1,1 %, P: 0,02 % oder weniger, S: 0,005 % bis 0,035 %, Cr: mehr als 0,1 % bis 0,2 %; Mo: 0,05 % bis 0,5 %, Ti: 0,01 % bis 0,05 %, Al: 0,01 % bis 0,05 %, N: 0,01 % oder weniger, B: 0,0005 % bis 0,0050 %, Cu: 0,06 % bis 0,25 %, Ni: 0,05 % bis 0,2 %, optional V: 0,01 % bis 0,30 % und optional Nb: 0,005 % bis 0,05 %, wobei ein LD-Wert, der durch die im folgenden angegebene Gleichung (1) dargestellt wird, von 120 oder weniger erfüllt ist und der Rest der Zusammensetzung Fe und beiläufige Verunreinigungen umfasst; wobei gilt: LD = 0,569x{7,98x(C)}1/2x(1 + 4,1 Mn)·(1 + 2,83 P)(1 – 0,62 S)·(1 + 0,64 Si)·(1 + 2,33 Cr)·(1 + 0,52 Ni)·(1 + 3,14 Mo)·(1 + 0,27 Cu)·(1 + 1,5(0,9 – C))} + 52,6 (1) In der obigen Gleichung geben C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo und Cu in der Gleichung jeweils den Gehalt (Masseprozent) an den jeweiligen Elementen an.
  • 2. Das Maschinenbaustahlprodukt mit hervorragender Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften nach obigem 1, das ferner – auf Masseprozentbasis – V: 0,01 % bis 0,30 % und Nb: 0,005% bis 0,05 % umfasst.
  • 3. Eine Antriebswelle, die das Maschinenbaustahlprodukt nach obigem 1 oder 2 umfasst, wobei auf dieser eine gehärtete Schicht durch Durchführen von Induktionshärten und Anlassen bereitgestellt wird.
The present invention has been accomplished on the basis of the above findings, and the specific aspects of the present invention are as follows.
  • 1. A machined steel product provided with excellent formability in rotary forming, hardening resistance and torsional properties, which comprises, by mass percentage, C: 0.35% to 0.50%, Si: 0.05% to 0.15%, Mn : 0.20% to 1.1%, P: 0.02% or less, S: 0.005% to 0.035%, Cr: more than 0.1% to 0.2%; Mo: 0.05% to 0.5%, Ti: 0.01% to 0.05%, Al: 0.01% to 0.05%, N: 0.01% or less, B: 0.0005 % to 0.0050%, Cu: 0.06% to 0.25%, Ni: 0.05% to 0.2%, optional V: 0.01% to 0.30%, and optional Nb: 0.005% to 0.05%, wherein an LD value represented by the following equation (1) is satisfied by 120 or less, and the rest of the composition comprises Fe and incidental impurities; where: LD = 0.569x {7.98x (C)} 1.2 x (1 + 4.1 Mn) × (1 + 2.83 P) (1 - 0.62 S) · (1 + 0.64 Si) · (1 + 2.33 Cr) · (1 + 0, 52 Ni) · (1 + 3.14 Mo) · (1 + 0.27 Cu) · (1 + 1.5 (0.9 - C))} + 52.6 (1) In the above equation, C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo and Cu in the equation respectively indicate the content (mass%) of the respective elements.
  • 2. The engineering grade steel product having excellent formability in rotary forming, hardening resistance and torsional properties according to the above 1, further comprising - by mass percentage basis - V: 0.01% to 0.30% and Nb: 0.005% to 0.05% includes.
  • 3. A drive shaft comprising the engineering steel product according to the above 1 or 2, on which a hardened layer is provided by performing induction hardening and tempering.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist ein Diagramm, das den Einfluss des LD-Werts auf die Umformbarkeit bei Rotationsumformung zeigt. 1 is a diagram showing the influence of the LD value on the formability in rotary forming.

2 zeigt das Ergebnis einer Messung der statischen Festigkeit einer Antriebswelle, die durch einen Test der statischen Festigkeit ermittelt wurde. 2 shows the result of measuring the static strength of a drive shaft, which was determined by a static strength test.

3 zeigt das Ergebnis einer Messung der Dauerfestigkeit einer Antriebswelle eines Beispiels und der eines Vergleichsbeispiels. 3 shows the result of measurement of the fatigue strength of a drive shaft of an example and that of a comparative example.

Beste Art und Weise zur Durchführung der ErfindungBest way to carry out the invention

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben. Die Gründe für die Spezifizierung der Zusammensetzung eines Stahlprodukts der vorliegenden Erfindung in dem obigen Bereich werden beschrieben. In der vorliegenden Erfindung gibt "%", das für Komponenten verwendet wird, falls nicht anders angegeben, "Masseprozent" an.in the Next, the present invention will be described in detail. The reasons for the Specification of the composition of a steel product of the present Invention in the above range will be described. In the present Invention gives "%" for components Unless otherwise specified, "mass percent" is used.

C: 0,35 % oder mehr, 0,50 % oder wenigerC: 0.35% or more, 0.50% or less

C ist ein Element, das den größten Einfluss auf die Hochfrequenzhärtbarkeit aufweist, und es ist ein wirksames Element zum Erhöhen der Härte und der Tiefe einer gehärteten Schicht durch Abschrecken und zum Sicherstellen einer Torsionsfestigkeit von 1400 MPa oder mehr nach Induktionshärten und Anlassen. Wenn der Gehalt jedoch weniger als 0,35 % beträgt, ist die Wirkung der Kohlenstoffkomponente nicht ausreichend, und wenn der Gehalt mehr als 0,50 % beträgt, sind spanende Bearbeitbarkeit und Härterissbeständigkeit verschlechtert. Daher ist der C-Gehalt auf den Bereich von 0,35 % bis 0,50 % festgelegt.C is an element that has the biggest impact on high-frequency hardenability and it is an effective element for increasing the Hardness and the depth of a hardened Layer by quenching and to ensure torsional strength of 1400 MPa or more after induction hardening and tempering. If the Content is less than 0.35%, is the effect of the carbon component not sufficient, and if the content is more than 0.50%, are machinability and resistance to harshness deteriorated. Therefore, the C content is in the range of 0.35 % to 0.50%.

Si: 0,15 % oder weniger, 0,05 oder mehrSi: 0.15% or less, 0.05 or more

Zusätzlich zur Funktion als Desoxidationselement ist Si ein Element, das die Funktion der Verstärkung von Stahl aufweist, wenn es in Ferrit gelöst ist, wodurch die Torsionsfestigkeit verbessert wird. Der Gehalt beträgt 0,05 % oder mehr. Wenn jedoch der Si-Gehalt mehr als 0,15 % beträgt, ist die spanende Bearbeitbarkeit deutlich beeinträchtigt und daher ist der Gehalt auf 0,15 % oder weniger festgelegt.In addition to Function as a deoxidizing element, Si is an element that performs the function the reinforcement of Steel, when dissolved in ferrite, thereby increasing the torsional strength is improved. The salary is 0.05% or more. However, if the Si content is more than 0.15% the machinability significantly affected and therefore is the content set to 0.15% or less.

Mn: 0,2 % oder mehr, 1,1 % oder wenigerMn: 0.2% or more, 1.1% or less

Mn ist ein wirksames Element zur Verbesserung der Härtbarkeit und zum Erhöhen der Härteeindringtiefe beim Induktionshärten, wodurch zur Verbesserung der Torsionsfestigkeit beigetragen wird. Wenn jedoch der Gehalt weniger als 0,2 % beträgt, ist die Wirkung der Mn-Komponente nicht ausreichend. Andererseits sind, wenn der Gehalt mehr als 1,1 % beträgt, zusätzlich zur Umformbarkeit bei Rotationsumformung die spanende Bearbeitbarkeit und die Torsionsfestigkeit ebenfalls verschlechtert. Daher ist der Gehalt von Mn auf den Bereich von 0,2 % bis 1,1 % festgelegt. Vorzugsweise liegt der Gehalt im Bereich von 0,2 % bis 0,8 %.Mn is an effective element for improving the hardenability and increasing the Härteeindringtiefe during induction hardening, thereby contributing to the improvement of torsional strength. However, when the content is less than 0.2%, the effect of the Mn component is unsatisfactory. On the other hand, if the content is more than 1.1 %, additionally for formability in rotational forming, the machinability and the torsional strength also deteriorates. Therefore, the Content of Mn set to the range of 0.2% to 1.1%. Preferably the content is in the range of 0.2% to 0.8%.

P: 0,020 % oder wenigerP: 0.020% or less

Da für P die Neigung besteht, dass eine Segregation in Austenitkorngrenzen bei Abschrecken erfolgt und Härterissbildung erfolgt, wird der Gehalt an P vorzugsweise möglichst stark verringert. Im Hinblick darauf wird der Gehalt auf 0,020 % oder weniger verringert.There for P the There is a tendency for segregation to occur in austenite grain boundaries Quenching occurs and hardening takes place, the content of P is preferably reduced as much as possible. in the In view of this, the content is reduced to 0.020% or less.

S: 0,005 % oder mehr, 0,035 % oder wenigerS: 0.005% or more, 0.035% or less

S bildet in Stahl MnS und es hat die Funktion einer Verbesserung der spanenden Bearbeitbarkeit und daher ist der Gehalt auf 0,005 % oder mehr festgelegt. Da jedoch MnS dazu neigt, Rissbildung auszulösen und eine Verringerung von Festigkeit und Zähigkeit bewirkt, ist der maximale Gehalt an S auf 0,035 % festgelegt. Vorzugsweise liegt der Gehalt im Bereich von 0,010 % bis 0,035 %.S forms in steel MnS and it has the function of improving the machinability and therefore the content is 0.005% or more fixed. However, because MnS tends to cause cracking and one Reduction of strength and toughness causes is the maximum Content of S fixed at 0.035%. Preferably, the content is in the range of 0.010% to 0.035%.

Cr: mehr als 0,1 %, 0,2 % oder wenigerCr: more than 0.1%, 0.2% or less

Cr ist ein besonders wichtiges Element in der vorliegenden Erfindung und wenn Cr enthalten ist, kann der nachteilige Einfluss von Begleitelementen wie Cu und Ni in vorteilhafter Weise beseitigt werden, wobei der nachteilige Einfluss eine Verschlechterung der Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Torsionseigenschaften, spanenden Bearbeitbarkeit und dergleichen ist. Wenn jedoch der Gehalt an Cr 0,1 % oder weniger beträgt, ist die Wirkung einer Cr-Komponente nicht ausreichend. Andererseits ist, da die Umformbarkeit bei Rotationsumformung, spanender Bearbeitbarkeit und Torsionsfestigkeit ver schlechtert sind, wenn der Gehalt mehr als 0,2 % beträgt, der Gehalt an Cr auf mehr als 0,1 % bis 0,2 % festgelegt.Cr is a particularly important element in the present invention and if Cr is included, can the adverse influence of accompanying elements as Cu and Ni are advantageously removed, the disadvantageous Influence a deterioration of the formability during rotary forming, Torsion properties, machinability and the like is. However, when the content of Cr is 0.1% or less, it is the effect of a Cr component is insufficient. on the other hand is because the formability of rotary forming, machinability and torsional strength are deteriorated when the content is more than 0.2%, the content of Cr is set to more than 0.1% to 0.2%.

Mo: 0,05 % oder mehr, 0,5 % oder wenigerMo: 0.05% or more, 0.5% or less

Mo ist nicht nur wirksam zur Verbesserung der Härtbarkeit, sondern es hat auch die Funktion der Erleichterung des Wachstums von Bainit, so dass die spanende Bearbeitbarkeit verbessert wird. Daher muss der Gehalt 0,05 % oder mehr betragen; wenn jedoch der Gehalt mehr als 0,5 % beträgt, ist die spanende Bearbeitbarkeit in nachteiliger Weise verschlechtert. Daher ist der Gehalt an Mo auf den Bereich von 0,05 % bis 0,5 % festgelegt. Vorzugsweise liegt der Gehalt im Bereich von 0,1 % bis 0,5 %.Not a word Not only is it effective in improving hardenability, but it also has the function of facilitating the growth of bainite, so that the machinability is improved. Therefore, the salary must 0.05% or more; however, if the salary exceeds 0.5% is, the machinability is adversely affected. Therefore, the content of Mo is in the range of 0.05% to 0.5% established. Preferably, the content is in the range of 0.1% to 0.5%.

Ti: 0,01 % oder mehr, 0,05 % oder wenigerTi: 0.01% or more, 0.05% or less

Ti bildet ein Nitrid mit N und es verringert die Korngröße von Austenit bei Hochtemperaturerhitzen. Dieses Element ist wesentlich, um gelöstes B sicherzustellen, das zur Verbesserung der Härtbarkeit wirksam ist. Daher muss der Gehalt 0,01 % oder mehr betragen; wenn jedoch der Gehalt mehr als 0,05 % beträgt, ist die Zähigkeit verschlechtert. Daher ist der Gehalt an Ti auf den Bereich von 0,01 % bis 0,05 % festgelegt.Ti forms a nitride with N and it reduces the grain size of austenite at high temperature heating. This element is essential to ensure dissolved B that to improve the hardenability is effective. Therefore, the content must be 0.01% or more; if however, the content is more than 0.05%, is the toughness deteriorated. Therefore, the content of Ti is in the range of 0.01 % to 0.05%.

Al: 0,01 % oder mehr, 0,05 % oder wenigerAl: 0.01% or more, 0.05% or less

Al ist ein wirksames Element als Desoxidationsmittel und um diese Wirkung zu erhalten, muss der Gehalt an demselben mindestens 0,01 % betragen. Wenn jedoch der Gehalt mehr als 0,05 % beträgt, wachsen riesige Aluminiumoxidkörner und eine Ermüdungsschädigung wird ausgelöst, wodurch die Dauerfestigkeit verringert wird. Daher ist der Gehalt von Al auf den Bereich von 0,01 % bis 0,05 % festgelegt.al is an effective element as a deoxidizer and this effect the content of it must be at least 0.01%. However, when the content is more than 0.05%, huge alumina grains grow and becomes a fatigue injury fires whereby the fatigue strength is reduced. Therefore, the salary Al is set to the range of 0.01% to 0.05%.

N: 0,01 % oder wenigerN: 0.01% or less

N ist ein wirksames Element zur Bildung eines Nitrids mit Al oder Ti und zur Verringerung der Korngröße von Austenit bei Hochfrequenzerhitzen und daher kann die Dauerfestigkeit verbessert werden. Wenn jedoch der Gehalt an demselben mehr als 0,01 % beträgt, wächst das Nitrid in grober Weise und die Dauerfestigkeit wird nachteilig verschlechtert. Ferner wird, wenn eine übermäßige Menge an N enthalten ist, BN gebildet und infolgedessen wird die Menge einer gelösten B-Komponente, die zur Verbesserung der Härtbarkeit wirksam ist, in nachteiliger Weise verringert. Daher ist der Gehalt an Ni auf 0,01 % oder weniger festgelegt.N is an effective element for forming a nitride with Al or Ti and to reduce the grain size of austenite at high frequency heating and therefore fatigue resistance can be improved. But when the content thereof is more than 0.01%, the nitride grows coarsely and the fatigue strength is adversely deteriorated. Furthermore, if an excessive amount At N, BN is formed and as a result the amount becomes a solved one B component, which is effective for improving the hardenability, in disadvantageous Way reduced. Therefore, the content of Ni is 0.01% or less established.

B: 0,0005 % oder mehr, 0,0050 % oder wenigerB: 0.0005% or more, 0.0050% or less

B hat die Wirkung einer Verbesserung der Torsionsfestigkeit durch Verbessern der Härtbarkeit und durch Erhöhen der Härteeindringtiefe bei Hochfrequenzhärtung. Um die obige Wirkung zu erhalten, muss der Gehalt an demselben 0,0005 % oder mehr betragen; wenn jedoch der Gehalt mehr als 0,0050 % beträgt, ist die Zähigkeit verringert. Daher ist der Gehalt an B auf den Bereich von 0,0005 % bis 0,0050 % festgelegt.B has the effect of improving torsional strength Improve the hardenability and by raising the hardness penetration depth at high frequency hardening. In order to obtain the above effect, the content of the same must be 0.0005 % or more; however, if the content is more than 0.0050%, the toughness reduced. Therefore, the content of B is in the range of 0.0005 % to 0.0050%.

Cu: 0,06 % oder mehr, 0,25 % oder wenigerCu: 0.06% or more, 0.25% or less

Cu ist ein Element, das unvermeidlich als Begleitelement enthalten ist. Wenn der Gehalt mehr als 0,25 % beträgt, kann eine Verschlechterung der Umformbarkeit bei Rotationsumformen und dergleichen in einigen Fällen auftreten und daher ist der Gehalt auf 0,25 % oder weniger festgelegt. Andererseits sind, wenn der Gehalt auf weniger als 0,06 % verringert ist, die Herstellungskosten erhöht und infolgedessen ist der Gehalt auf 0,06 % oder mehr festgelegt.Cu is an element that is inevitably included as a companion element is. If the content is more than 0.25%, deterioration may occur formability in rotary forming and the like occur in some cases and therefore, the content is set to 0.25% or less. on the other hand when the content is reduced to less than 0.06%, the Production costs increased and as a result, the content is set to 0.06% or more.

Ni: 0,05 % oder mehr, 0,2 % oder wenigerNi: 0.05% or more, 0.2% or less

Ni ist ein Element, das unvermeidlich als Begleitelement enthalten ist. Wenn der Gehalt mehr als 0,2 % beträgt, kann in einigen Fällen eine Verschlechterung der Umformbarkeit bei Rotationsumformen und dergleichen auftreten und daher ist der Gehalt auf 0,2 % oder weniger festgelegt. Andererseits sind, wenn der Gehalt auf weniger als 0,05 % verringert wird, die Herstellungskosten erhöht und infolgedessen ist der Gehalt auf 0,05 % oder mehr festgelegt.Ni is an element that is inevitably included as a companion element. When the content is more than 0.2%, in some cases, a deterioration of the formability in rotary forming and the occur and therefore the content is set to 0.2% or less. On the other hand, if the content is reduced to less than 0.05%, the manufacturing cost is increased and, as a result, the content is set to 0.05% or more.

Die Hauptkomponenten sind im Vorhergehenden beschrieben und gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu diesen Komponenten die im folgenden angegebenen Elemente ebenfalls optional verwendet werden.The Main components are described above and according to the present invention Invention can additionally to these components also the elements given below optionally used.

V: 0,01 % oder mehr, 0,30 % oder weniger, und Nb: 0,005 % oder mehr, 0,050 % oder wenigerV: 0.01% or more, 0.30% or less, and Nb: 0.005% or more, 0.050% or less

Sowohl V als auch Nb bilden Carbonitride und sie verringern die Korngröße von Austenit, wodurch wirksam zur Verbesserung der Festigkeit beigetragen wird. Wenn jedoch der Gehalt an V und Nb weniger als 0,01 % bzw. weniger als 0,005 % beträgt, sind die Wirkungen derselben nicht ausreichend. Andererseits wird, wenn die Gehalte an V und Nb mehr als 0,30 % bzw. mehr als 0,050 % betragen, ein großes und grobes Material ausgefällt und die Zähigkeit dadurch verringert. Daher ist der Gehalt an V auf den Bereich von 0,01 % bis 0,30 % festgelegt, der Gehalt an Nb auf den Bereich von 0,005 % bis 0,050 % festgelegt.Either V and Nb form carbonitrides and they reduce the grain size of austenite, thereby effectively contributing to the improvement of strength. However, if the content of V and Nb is less than 0.01% or less is 0.005%, the effects of these are insufficient. On the other hand, if the contents of V and Nb are more than 0.30% and more than 0.050% respectively, a big and coarse material precipitated and the tenacity thereby reduced. Therefore, the content of V is in the range of 0.01% to 0.30%, the content of Nb to the range of 0.005% to 0.050%.

Obwohl die passenden Bereiche der Komponenten oben beschrieben sind, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung nicht ausreichend, dass die individuellen Komponenten einfach die obigen Bereiche erfüllen, und die individuellen Komponenten müssen derart gesteuert werden, dass der LD-Wert, der durch die im folgenden angegebene Gleichung (1) dargestellt wird, 120 oder weniger beträgt.Even though the appropriate portions of the components are described above it according to the present Invention is insufficient that the individual components just meet the above ranges, and the individual components need be controlled so that the LD value by the below given equation (1) is 120 or less.

Es gilt: LD = 0,569x{7,98x(C)}1/2x(1 + 4,1 Mn)·(1 + 2,83 P)·(1 – 0,62 S)·(1 + 0,64 Si)·(1 + 2,33 Cr)·(1 + 0,52 Ni)·(1 + 3,14 Mo)·(1 + 0,27 Cu) (1 + 1,5(0,9 – C))} + 52,6 (1) The following applies: LD = 0.569x {7.98x (C)} 1.2 x (1 + 4.1 Mn) · (1 + 2.83 P) · (1 - 0.62 S) · (1 + 0.64 Si) · (1 + 2.33 Cr) · (1 + 0 , 52 Ni) · (1 + 3.14 Mo) · (1 + 0.27 Cu) (1 + 1.5 (0.9 - C))} + 52.6 (1)

In der obigen Gleichung geben C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo und Cu jeweils den Gehalt (Masseprozent) an den jeweiligen Elementen an.In In the above equation, C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo and Cu respectively the content (mass percentage) of the respective elements.

Dieser LD-Wert ist der Index der Textur und der Härte durch die Härtbarkeit.This LD value is the index of texture and hardness due to hardenability.

1 zeigt die Ergebnisse einer Messung des Einflusses des LD-Werts auf die Umformbarkeit bei Rotationsumformung von Stahl mit hohem Cr-Gehalt und Stahl mit hohem Si-Gehalt. Ferner sind in der oben beschriebenen Figur die Ergebnisse einer Messung von Stahl mit niedrigem Cr-Gehalt und niedrigem Si-Gehalt gemäß der Offenbarung im oben beschriebenen Patentdokument 2 ebenfalls zum Vergleich angegeben. 1 Fig. 10 shows the results of measurement of the influence of the LD value on the formability in rotary forming of high Cr steel and high Si steel. Further, in the above-described figure, the results of measurement of low-Cr and low-Si steel according to the disclosure in Patent Document 2 described above are also given for comparison.

In dieser Ausführungsform wird die Umformbarkeit bei Rotationsumformung durch die in einem Formrolltest erhaltene Formwerkzeuglebensdauer beurteilt.In this embodiment is the formability of rotary forming by in one Form Roll Test Evaluated Mold Life Evaluated.

Wie in der Figur gezeigt ist, ist in beiden Fällen, wenn der LD-Wert mehr als 120 beträgt, die Formwerkzeuglebensdauer rasch verringert; wenn jedoch der LD-Wert 120 oder weniger beträgt, ist die Formwerkzeuglebensdauer, d.h. die Umformbarkeit bei Rotationsumformung des Stahls mit hohem Cr-Gehalt und hohem Si-Gehalt gemäß der vorliegenden Erfindung viel hochwertiger.As In the figure, in both cases, when the LD value is more than 120, rapidly reducing die life; however, if the LD value 120 or less, is the mold life, i. the formability of rotary forming of the high Cr content, high Si content steel according to the present invention Invention much higher quality.

Demgemäß werden in der vorliegenden Erfindung die Komponenten derart gesteuert, dass ein LD-Wert von 120 oder weniger erhalten wird.Accordingly, become in the present invention, the components are controlled so that an LD value of 120 or less is obtained.

In der vorliegenden Erfindung ist die Stahltextur nicht speziell spezifiziert; jedoch wird eine Struktur, die aus Ferrit als Hauptkomponente und etwa 5 bis 30 an einer Bainitphase auf Flächenprozentbasis besteht, vorzugsweise verwendet.In In the present invention, the steel texture is not specifically specified; however, a structure consisting of ferrite as the main component and is about 5 to 30 on a bainite phase on area percent basis, preferably used.

Das oben beschriebene Stahlprodukt wird vorzugsweise für Energieübertragungsvorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeugantriebswellen und Gleichlaufgelenke verwendet. Zusätzlich zu der hervorragenden spanenden Bearbeitbarkeit kann, da die Lasttragfähigkeit erhöht ist, ein signifikanter Vorteil, d.h. eine Gewichtsverringerung, erhalten werden.The steel product described above is preferably used for energy transmission devices, especially for Motor vehicle drive shafts and constant velocity joints used. In addition to Excellent machinability can, since the load carrying capacity elevated is a significant advantage, i. a weight reduction, to be obtained.

Als nächstes werden bevorzugte Herstellungsbedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.When next are preferred manufacturing conditions according to the present invention described.

Ein Stahlschmelzverfahren für das Stahlprodukt der vorliegenden Erfindung kann durch ein bekanntes Verfahren durchgeführt werden und es ist nicht speziell beschränkt. Der Maschinenbaustahl der vorliegenden Erfindung weist hervorragende Umformbarkeit bei Rotationsumformung, auch wenn Cu oder Ni enthalten sind, die bei Schmelzen von Stahl, das unter Verwendung eines Elektroofens durchgeführt wird, schwierig zu entfernen sind, auf und daher wird das Schmelzen von Stahl vorzugsweise unter Verwendung eines Elektroofens durchgeführt. Vakuumentgasen, wie RH-Entgasen, Raffination unter Verwendung von Pfannen und dergleichen können zusätzlich durchgeführt werden. Eine Stahlschmelze wird durch ein kontinuierliches Gießverfahren oder ein Brammenherstellungsverfahren verfestigt und dann zu Materialien mit vorgegebenen Formen durch Warmwalzen oder Heiß/Warmschmieden geformt. Nach der Bearbeitung durch eine intermediäre Wärmebehandlung, wenn diese not wendig ist, wie Normalglühen, sphäroidisierendes Glühen oder Weichglühen, werden die auf diese Weise erhaltenen Materialien zu einer gewünschten Form durch Kaltumformen, wie Schneiden, Schmieden oder Formwalzen, fertiggestellt.One Steel melting process for The steel product of the present invention can be prepared by a known method carried out and it is not specifically limited. The engineering steel The present invention provides excellent formability Rotationsumformung, even if Cu or Ni are included in the Melting of steel carried out using an electric furnace difficult to remove, and therefore the melting of Steel preferably carried out using an electric furnace. vacuum degassing, such as RH degassing, refining using pans, and the like can additionally carried out become. A molten steel is produced by a continuous casting process or a slab-making process and then solidified into materials with predetermined shapes by hot rolling or hot forging shaped. After processing by an intermediate heat treatment, if this is necessary, such as normalizing, spheroidizing or glowing Soft annealing, be the materials obtained in this way to a desired Cold forming, such as cutting, forging or forming, completed.

In der vorliegenden Erfindung wird das Produkt mit einer vorgegebenen Form durch Warmwalzen oder Heißschmieden geformt oder dann durch Normalglühen weiterbearbeitet. Ein Kühlen nach der Bildung von Austenit durch dieses Warmwalzen oder Heißschmieden und anschließendes Normalglühen oder dergleichen wird vorzugsweise mit einer Rate von etwa 0,2 bis 2,0 °C/s durchgeführt, um eine passende Menge Bainit zu produzieren. Insbesondere wird für einen Stahlstab mit einem großen Durchmesser ein beschleunigtes Kühlen, wobei das Kühlen gesteuert wird, vorzugsweise durchgeführt.In The present invention provides the product with a predetermined Mold by hot rolling or hot forging shaped or then by normalizing further edited. A cooling after the formation of austenite by this hot rolling or hot forging and subsequent normalizing or the like is preferably at a rate of about 0.2 to 2.0 ° C / s carried out, to produce a suitable amount of bainite. In particular, will for one Steel bar with a big one Diameter an accelerated cooling, the cooling is controlled, preferably carried out.

Ferner kann das letzte Induktionshärten und Anlassen durch Erhitzen während etwa 0,2 bis 1,0 s mit einer Leistung von etwa 120 kW unter Verwendung einer Induktionshärtungsvorrichtung mit einer Frequenz von etwa 15 kHz und ein anschließendes Anlassen bei einer Temperatur von 170 °C während etwa 30 min durchgeführt werden.Further may be the last induction hardening and tempering by heating during about 0.2 to 1.0 s with a power of about 120 kW using an induction hardening device with a frequency of about 15 kHz and a subsequent tempering at a temperature of 170 ° C while carried out for about 30 minutes become.

BeispieleExamples

Stahl mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurde in einem Stahlkonverter erschmolzen, worauf kontinuierliches Gießen unter Bildung eines Walzblocks mit einer Größe von 400 × 540 mm folgte und anschließend wurde daraus ein Barren von 150 mm im Quadrat durch Warmwalzen geformt. Als nächstes wurde dieser Barren zu einem geraden Stab eines Durchmessers von 25 mm durch Erhitzen auf 1030 °C und anschließendes Warmwalzen und dann Luftkühlen mit einer Kühlrate von 0,7 °C/s geformt.stole with the composition given in Table 1 was in a Steel converters melted, whereupon continuous casting under Formation of a billet with a size of 400 × 540 mm followed and then became made from it a billet of 150 mm square formed by hot rolling. Was next this ingot to a straight rod of a diameter of 25 mm by heating to 1030 ° C and subsequent Hot rolling and then air cooling with a cooling rate of 0.7 ° C / s shaped.

Die Ergebnisse einer Messung der Textur, Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Torsionseigenschaften und Härterissbeständigkeit des auf diese Weise gebildeten Stahlstabs sind in Tabelle 2 angegeben.The Results of a measurement of texture, formability in rotational forming, Torsion properties and hardness resistance of the steel rod thus formed are shown in Table 2.

Das Messverfahren der Stahltextur und der verschiedenen Eigenschaften sind im folgenden angegeben.The Measuring method of steel texture and various properties are given below.

(1) Textur(1) texture

Nachdem eine Photographie der Mikrotextur des geraden Stabs nach dem Kühlen unter Verwendung eines optischen Mikroskops aufgenommen wurde, wurde die Textur des Stahls aus dieser Photographie identifiziert und ferner der Flächenprozentsatz einer Bainitphase durch einen Bildanalysator ermittelt.After this a photograph of the microtexture of the straight bar after cooling Using an optical microscope was recorded, the Texture of the steel identified from this photograph and further the area percentage a bainite phase determined by an image analyzer.

(2) Umformbarkeit bei Rotationsumformung(2) Formability in rotary forming

Die Umformbarkeit bei Rotationsumformung wurde durch die Formwerkzeuglebensdauer gemäß einem Formrolltest beurteilt. Die Formwerkzeuglebensdauer wurde durch die Zahl der Materialien, die formgerollt wurden, bis das Formrollen aufgrund des Kippens von Zähnen, des Ablösens einer Bruchoberfläche, Zahnverschleiß und dergleichen nicht weiter fortgesetzt werden konnte, bestimmt.The Formability in rotary forming has been determined by the tool life according to one Form roll test assessed. The mold life was through the number of materials that were rolled up until the form rolling due to the tilting of teeth, of detachment a fracture surface, tooth wear and the like could not continue, determined.

Das Material des Formwerkzeugs war SKD 11 und die Nutungsdaten waren die folgenden.

  • Zahnform: Involutenform, Modul: 1,27, Druckwinkel: 30°, Zahl der Zähne: 21, Schraubengangdurchmesser: 26,27 mm, großer Durchmesser: 28,1 mm, kleiner Durchmesser: 24,88 mm, Durchmesser über Stiften (Stift mit 2,5 mm Durchmesser): 30,49 mm.
The material of the mold was SKD 11 and the grooving data were the following.
  • Tooth shape: involute, module: 1.27, pressure angle: 30 °, number of teeth: 21, screw diameter: 26.27 mm, large diameter: 28.1 mm, small diameter: 24.88 mm, diameter over pins (pin with 2.5 mm diameter): 30.49 mm.

(3) Torsionseigenschaften(3) torsion properties

Nachdem ein Torsionsteststück in der Form eines glatten Rundstabs mit einem parallelen Bereich eines Durchmessers von 20 mm aus einem geraden Stab gebildet wurde und dann mit einer Frequenz von 15 kHz unter Verwendung einer Induktionshärtungsvorrichtung abgeschreckt wurde, wurde eine Anlassbehandlung bei 170 °C über 30 min durchgeführt und dann der Torsionstest durchgeführt. Die Härteeindringtiefe nach dem Induktionshärten und Anlassen wurde auf etwa 4 mm festgelegt. Der Torsionstest wurde unter Verwendung eines Torsionstesters mit 4900 J (500 kgf·m) durchgeführt und die maximale Torsionsscherfestigkeit wurde als Torsionsfestigkeit ermittelt.After a Torsionsteststück in the form of a smooth round rod with a parallel region ei 20 mm in diameter was formed from a straight bar and then quenched at a frequency of 15 kHz using an induction hardening device, annealing was performed at 170 ° C for 30 minutes, and then the torsion test was performed. The hardness penetration depth after induction hardening and tempering was set at about 4 mm. The torsion test was carried out using a 4900 J (500 kgf · m) torsion tester, and the maximum torsional shear strength was found to be torsional strength.

(4) Härterissbeständigkeit(4) Tear resistance

Zur Ermittlung der Härterissbeständigkeit wurde ein Rundstab (20 mm Durchmesser) mit einer V-förmigen Kerbe auf der Oberfläche desselben längs der Achsenrichtung aus dem obigen geraden Stab eines Durchmessers von 25 mm gebildet und dann durch ein dem oben beschriebenen äquivalentes Induktionshärten bearbeitet. Nachdem 10 Stellen auf einem C-Querschnitt des Rundstabs poliert und betrachtet wurden, wurde die Beurteilung nach der Zahl erzeugter Risse durchgeführt.to Determination of hardness resistance was a round rod (20 mm diameter) with a V-shaped notch on the surface the same along the axis direction from the above straight bar of a diameter of 25 mm and then by an equivalent to that described above induction hardening processed. Having 10 digits on a C-section of the round rod polished and looked at, the assessment was based on the number generated cracks performed.

(5) Spanende Bearbeitbarkeit(5) Machinability

Für den Test der spanenden Bearbeitbarkeit wurde eine Öffnung einer Länge von 12 mm unter Verwendung eines aus SKH 4 bestehenden Bohrers mit einem Durchmesser von 4 mm mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 1500 Umin–1 gebildet und der oben beschriebene Vorgang wurde wiederholt, bis die Bildung der Öffnung nicht weiter fortgesetzt werden konnte, wodurch die Gesamtlänge (mm) der Öffnungen erhalten wurde. Diese Gesamtlänge der auf diese Weise gebildeten Öffnungen wurde als Werkzeuglebensdauer beurteilt.For the test of the machinability, an opening of a length of 12 mm using a made of SKH 4 drill was formed with a diameter of 4 mm at a rotation speed of 1500 rpm -1 and the process described above was repeated until the formation of the opening could not be continued, whereby the total length (mm) of the openings was obtained. This total length of openings formed in this way was judged as tool life.

Wie aus Tabelle 2 klar ersichtlich ist, weisen die gemäß der vor liegenden Erfindung erhaltenen Stahlprodukte hervorragende Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Torsionseigenschaften, Härterissbeständigkeit und spanende Bearbeitbarkeit auf.As from Table 2 is clearly shown, according to the lying before Invention obtained steel products excellent formability at Rotational deformation, torsion properties, resistance to tempering and machinability on.

Die statische Festigkeit und Dauerfestigkeit einer Antriebswelle, die aus dem Stahlprodukt der vorliegenden Erfindung, das mit einer durch Induktionshärten und Anlassen gehärteten Schicht ausgestattet ist, gebildet wurde, wird unter Bezug auf 2 bzw. 3 beschrieben. Die Antriebswelle des Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung wurde aus dem in Tabelle 1 angegebenen Stahlprodukt Nr. 2 gebildet. Die Antriebswelle des Vergleichsbeispiels wurde aus dem in Tabelle 1 angegebenen Stahlprodukt Nr. 18 gebildet. 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Ermittlung der statischen Festigkeit der Antriebswellen durch einen Test der statischen Festigkeit zeigt. Der Test der statischen Festigkeit (statischer Festigkeitstest) dient zur Beurteilung der statischen Festigkeit durch Ermittlung des maximalen Drehmoments, das erhalten wird, wenn die Antriebswelle bricht. Die Zahl der für den Test verwendeten Antriebswellen war 1 für das Vergleichsbeispiel und 2 für die Beispiele. Die Ergebnisse für das Vergleichsbeispiel, Beispiel 1 und Beispiel 2 sind in 2 gezeigt. Das maximale Drehmoment, das erhalten wurde, wenn die Antriebswelle des Vergleichsbeispiels brach, wird auf 1 festgelegt und das maximale Drehmoment, das erhalten wurde, wenn die Antriebswelle des Beispiels brach, wird durch das Verhältnis dazu dargestellt. Es ist klar, dass die statische Festigkeit der Antriebswelle des Beispiels auf das etwa 1,17-fache der der Antriebswelle des Vergleichsbeispiels verbessert war.The static strength and fatigue strength of a drive shaft formed from the steel product of the present invention equipped with an induction hardening and tempering-hardened layer will be described with reference to FIG 2 or 3 described. The drive shaft of the example according to the present invention was formed from the steel product No. 2 shown in Table 1. The drive shaft of the comparative example was formed from the steel product No. 18 shown in Table 1. 2 Fig. 11 is a graph showing the results of determination of the static strength of the drive shafts by a static strength test. The static strength test (static strength test) is used to assess the static strength by determining the maximum torque that is obtained when the drive shaft breaks. The number of drive shafts used for the test was 1 for the comparative example and 2 for the examples. The results for Comparative Example, Example 1 and Example 2 are in 2 shown. The maximum torque obtained when the drive shaft of the comparative example broke is set to 1, and the maximum torque obtained when the drive shaft of the example broke is represented by the ratio thereto. It is clear that the static strength of the drive shaft of the example was improved to about 1.17 times that of the drive shaft of the comparative example.

3 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Dauerfestigkeiten der Antriebswelle des Beispiels und der Antriebswelle des Vergleichsbeispiels, die durch einen Dauerfestigkeitstest ermittelt wurden, zeigt. Der Dauerfestigkeitstest ist ein Test zur Ermittlung der Dauerfestigkeit, die erhalten wird, wenn ein Drehmoment wiederholt angewandt wird. Ein vorgegebenes Belastungsdrehmoment wird wiederholt auf die Antriebswelle ausgeübt und die Zahl der Zyklen N einer Belastungsausübung, die das Brechen der Antriebswelle bewirkt, wird erhalten. Die vertikale Achse gibt einen Wert an, der durch Division des Belastungsdrehmoments durch die statische Festigkeit der Antriebswelle des Vergleichsbeispiels erhalten wird, an und der auf diese Weise erhaltene Wert ist dimensionslos. Die horizontale Achse gibt die Zahl der Zyklen der Belastungsausübung, die das Brechen der Antriebswelle bewirkt, an. Aufgrund der auf diese Weise erhaltenen Testergebnisse betrug beispielsweise, wenn die Zahl der Zyklen 10.000 war, der Wert längs der vertikalen Achse für die Antriebswelle des Vergleichsbeispiels etwa 0,49 und andererseits der Wert längs der vertikalen Achse für die Antriebswelle des Beispiels etwa 0,55. Daher ist klar, dass die Dauerfestigkeit der Antriebswelle des Beispiels um etwa 10 % im Vergleich zu der des Vergleichsbeispiels verbessert war. 3 FIG. 15 is a graph showing the results of the endurance strengths of the drive shaft of the example and the drive shaft of the comparative example obtained by fatigue test. The fatigue strength test is a fatigue strength test obtained when a torque is repeatedly applied. A predetermined load torque is repetitively applied to the drive shaft, and the number of cycles N of load exertion causing the drive shaft to break is obtained. The vertical axis indicates a value obtained by dividing the load torque by the static strength of the drive shaft of the comparative example, and the value thus obtained is dimensionless. The horizontal axis indicates the number of cycles of load application that causes the drive shaft to break. For example, based on the test results obtained in this way, when the number of cycles was 10,000, the value along the vertical axis for the drive shaft of the comparative example was about 0.49 and the value along the vertical axis for the drive shaft of the example was about 0.55 , Therefore, it is clear that the fatigue strength of the drive shaft of the example was improved by about 10% as compared with that of the comparative example.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Gemäß der vorliegenden Erfindung können nachteilige Einflüsse eines Begleitelements auch aus einem Maschinenbaustahlprodukt, das unter Verwendung eines Elektroofens hergestellt wurde, wobei die Gleitelemente unvermeidlich in dem Stahlprodukt enthalten sind, entfernt werden. Ein Stahlprodukt, das hervorragende Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Torsionseigenschaften, Härterissbeständigkeit und Härtbarkeit aufweist, kann erhalten werden. Insbesondere kann, wenn das Stahlprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bildung von Energieübertragungsvorrichtungen, wie Kraftfahrzeugantriebswellen und Gleichlaufgelenken, verwendet wird, zusätzlich zu hervorragender spanender Bearbeitbarkeit ein signifikanter Vorteil, d.h. eine Gewichtsverringerung, aufgrund der hohen Festigkeit erhalten werden.According to the present invention, adverse effects of a companion element also from egg A mechanical engineering steel product made using an electric furnace, wherein the sliding elements are inevitably contained in the steel product, are removed. A steel product having excellent formability in rotary forming, torsion properties, resistance to tearing and hardenability can be obtained. In particular, when the steel product according to the present invention is used for forming energy transmission devices such as automobile drive shafts and constant velocity joints, in addition to excellent machinability, a significant advantage, ie, weight reduction, due to the high strength can be obtained.

Figure 00190001
Figure 00190001

Figure 00200001
Figure 00200001

Claims (3)

Maschinenbaustahlprodukt, das mit hervorragender Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften ausgestattet ist, das – auf Masseprozentbasis – umfasst: C: 0,35 % bis 0,50 %, Si: 0,05 % bis 0,15 %, Mn: 0,20 % bis 1,1 %, P: 0,02 % oder weniger, S: 0,005 % bis 0,035 %, Cr: mehr als 0,1 % bis 0,2 %; Mo: 0,05 % bis 0,5 %, Ti: 0,01 % bis 0,05 %, Al: 0,01 % bis 0,05 %, N: 0,01 % oder weniger, B: 0,0005 % bis 0,0050 %, Cu: 0,06 % bis 0,25 %, Ni: 0,05 % bis 0,2 %, optional V: 0,01 % bis 0,30 % und optional Nb: 0,005 % bis 0,05 %, wobei ein LD-Wert, der durch die im folgenden angegebene Gleichung (1) dargestellt wird, von 120 oder weniger erfüllt ist und der Rest der Zusammensetzung Fe und beiläufige Verunreinigungen umfasst; wobei gilt: LD = 0,569x{7,98x(C)}1/2x(1 + 4,1 Mn)·(1 + 2,83 P)·(1 – 0,62 S) (1 + 0,64 Si)·(1 + 2,33 Cr)·(1 + 0,52 Ni)·(1 + 3,14 Mo)·(1 + 0,27 Cu) (1 + 1,5(0,9 – C))} + 52,6 (1)wobei C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo und Cu in der Gleichung jeweils den Gehalt (Masseprozent) an den jeweiligen Elementen angeben.Engineering steel product provided with excellent formability in rotary forming, hardening resistance and torsional properties, comprising - on a weight percentage basis: C: 0.35% to 0.50%, Si: 0.05% to 0.15%, Mn: 0, 20% to 1.1%, P: 0.02% or less, S: 0.005% to 0.035%, Cr: more than 0.1% to 0.2%; Mo: 0.05% to 0.5%, Ti: 0.01% to 0.05%, Al: 0.01% to 0.05%, N: 0.01% or less, B: 0.0005 % to 0.0050%, Cu: 0.06% to 0.25%, Ni: 0.05% to 0.2%, optional V: 0.01% to 0.30%, and optional Nb: 0.005% to 0.05%, wherein an LD value represented by the following equation (1) is satisfied by 120 or less, and the rest of the composition comprises Fe and incidental impurities; where: LD = 0.569x {7.98x (C)} 1.2 × (1 + 4.1 Mn) × (1 + 2.83 P) · (1 - 0.62 S) (1 + 0.64 Si) · (1 + 2.33 Cr) · (1 + 0, 52 Ni) · (1 + 3.14 Mo) · (1 + 0.27 Cu) (1 + 1.5 (0.9 - C))} + 52.6 (1) wherein C, Mn, P, S, Si, Cr, Ni, Mo and Cu in the equation indicate the content (mass%) of the respective elements, respectively. Maschinenbaustahlprodukt mit hervorragender Umformbarkeit bei Rotationsumformung, Härterissbeständigkeit und Torsionseigenschaften nach Anspruch 1, das ferner – auf Masseprozentbasis – V: 0,01 % bis 0,30 % und Nb: 0,005 % bis 0,05 % umfasst.Engineering steel product with excellent formability in rotary forming, resistance to harsher and torsional properties according to claim 1, further comprising - on a percentage by mass basis - V: 0.01% to 0.30% and Nb: 0.005% to 0.05% includes. Antriebswelle, die das Maschinenbaustahlprodukt nach Anspruch 1 oder 2 umfasst, wobei auf dieser eine gehärtete Schicht durch Durchführen von Induktionshärten und Anlassen bereitgestellt wird.Drive shaft following the engineering steel product Claim 1 or 2, wherein on this a hardened layer by performing of induction hardening and starting is provided.
DE60222595T 2002-10-18 2002-12-26 STEEL MATERIAL FOR MECHANICAL CONSTRUCTIONS WITH EXCELLENT ROLLING PERFORMANCE, DETERLECTIVE RAKING STRENGTH AND TORSION PROPERTIES AND DRIVE SHAFT Expired - Lifetime DE60222595T2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002304190 2002-10-18
JP2002304190 2002-10-18
PCT/JP2002/013564 WO2004035848A1 (en) 2002-10-18 2002-12-26 Steel material for mechanical structure excellent in suitability for rolling, quenching crack resistance, and torsional property and drive shaft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60222595D1 DE60222595D1 (en) 2007-10-31
DE60222595T2 true DE60222595T2 (en) 2008-06-19

Family

ID=32105100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60222595T Expired - Lifetime DE60222595T2 (en) 2002-10-18 2002-12-26 STEEL MATERIAL FOR MECHANICAL CONSTRUCTIONS WITH EXCELLENT ROLLING PERFORMANCE, DETERLECTIVE RAKING STRENGTH AND TORSION PROPERTIES AND DRIVE SHAFT

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060065328A1 (en)
EP (1) EP1553197B1 (en)
JP (1) JP4170294B2 (en)
CN (1) CN1307319C (en)
DE (1) DE60222595T2 (en)
ES (1) ES2292836T3 (en)
WO (1) WO2004035848A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE527221C2 (en) * 2005-04-12 2006-01-24 Scania Cv Abp Drilling steel for induction hardening, has low alloy composition containing silicon, manganese, phosphorous, sulphur, chromium, molybdenum, nickel, titanium, aluminium and boron
JP2007154305A (en) * 2005-07-05 2007-06-21 Jfe Steel Kk Steel for mechanical structure with excellent strength, ductility and toughness, and its manufacturing method
WO2018212327A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 新日鐵住金株式会社 Wire, steel wire, and method for manufacturing steel wire
WO2020179800A1 (en) * 2019-03-05 2020-09-10 日本製鉄株式会社 Crankshaft
WO2023248556A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 Jfeスチール株式会社 Steel for high-frequency hardening

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61174322A (en) * 1985-01-28 1986-08-06 Nippon Steel Corp Method for softening rolled material of machine structural steel
US5279688A (en) * 1989-12-06 1994-01-18 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Steel shaft material which is capable of being directly cut and induction hardened and a method for manufacturing the same
JP3062275B2 (en) * 1990-05-02 2000-07-10 川崎製鉄株式会社 Steel for high strength shaft parts
JP3598147B2 (en) * 1995-06-19 2004-12-08 エヌケーケー条鋼株式会社 Machine structural steel with excellent cold workability and induction hardening
JPH0920958A (en) * 1995-06-30 1997-01-21 Nkk Corp Hot rolled steel sheet for press forming excellent in secondary working resistance and its production
JP3288563B2 (en) * 1995-10-17 2002-06-04 川崎製鉄株式会社 Steel for mechanical structure excellent in machinability and resistance to fire cracking and method for producing the same
CN1163942A (en) * 1996-02-08 1997-11-05 阿斯克迈塔尔公司 Steel for manufacture of forging and process for manufacturing forging
JP3402562B2 (en) * 1996-07-19 2003-05-06 大同特殊鋼株式会社 Induction hardened parts
US6660105B1 (en) * 1997-07-22 2003-12-09 Nippon Steel Corporation Case hardened steel excellent in the prevention of coarsening of particles during carburizing thereof, method of manufacturing the same, and raw shaped material for carburized parts
JP2000154828A (en) * 1998-11-19 2000-06-06 Nippon Steel Corp Outer ring for constant velocity universal joint excellent in anti-flaking characteristic and shaft strength and manufacture thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN1688733A (en) 2005-10-26
JPWO2004035848A1 (en) 2006-02-16
EP1553197A4 (en) 2006-07-05
ES2292836T3 (en) 2008-03-16
EP1553197B1 (en) 2007-09-19
CN1307319C (en) 2007-03-28
DE60222595D1 (en) 2007-10-31
JP4170294B2 (en) 2008-10-22
US20060065328A1 (en) 2006-03-30
WO2004035848A1 (en) 2004-04-29
EP1553197A1 (en) 2005-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004000140T2 (en) Stainless austenitic steel
DE69718784T2 (en) STEEL WITH EXCELLENT PROCESSABILITY AND COMPONENT PRODUCED WITH IT
DE69829739T2 (en) METHOD FOR PRODUCING ULTRA-FIRED HOT-ROLLED STEEL PLATE
DE60130755T2 (en) HOT-ROLLED WIRE OR STEEL BLOCK WHICH IS HEAT-TAPERABLE AND USEABLE IN MACHINE CONSTRUCTION AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
DE60017059T2 (en) MARTENSITIC STAINLESS STEEL FOR SEAMLESS STEEL TUBE
DE69221597T3 (en) High-strength, hot-rolled sheet steel with a low yield ratio and process for its production
DE60021670T2 (en) Method for producing a tool steel and tool
DE60103598T2 (en) Unfreshened steel with reduced anisotropy and excellent strength, toughness and workability
DE112014004834T5 (en) Hot rolled steel sheet with excellent surface hardness after carburizing heat treatment and excellent drawability
DE112014004844T5 (en) Hot rolled steel sheet with excellent surface hardness after carburizing heat treatment and excellent cold workability
DE60016534T2 (en) Method for producing steel strip or sheet with strain-induced martensite
DE69426341T2 (en) Graphite structural steel with good machinability and good cold forming properties and process for its production
DE3685816T4 (en) CASE-HARDENED STEEL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.
DE60102869T2 (en) Ferritic stainless steel
DE69430835T2 (en) STEEL MATERIAL FOR INDUCTION-HARDENED SHAFT PART AND PARTS THEREFORE MANUFACTURED
WO2018036918A1 (en) Method for producing a high-strength steel strip with improved properties for further processing, and a steel strip of this type
DE69418565T2 (en) HEAT-UNTREATED STEEL FOR HOT FORGING, METHOD FOR PRODUCING A FORGING PIECE MADE THEREOF AND A FORGING PIECE
DE112016005198T5 (en) Wire rod with excellent cold forgeability and process for its production
DE60024495T2 (en) Steel with excellent forgeability and machinability
JP5368830B2 (en) Steel for machine structure, manufacturing method thereof and machine structure parts
DE19955386C2 (en) High strength drive shaft and method of manufacturing the same
DE2253148B2 (en) Process for the production of a ferritic, corrosion-resistant steel and its use
DE60210767T2 (en) HIGH-TENSION HOT-ROLLED STEEL PLATE WITH EXCELLENT DURABILITY AND EXCELLENT CONTINUOUS SHELVING CHARACTERISTICS
DE19920324B4 (en) Use of a steel with excellent fracture splittability and fatigue strength in connecting rods
DE60222595T2 (en) STEEL MATERIAL FOR MECHANICAL CONSTRUCTIONS WITH EXCELLENT ROLLING PERFORMANCE, DETERLECTIVE RAKING STRENGTH AND TORSION PROPERTIES AND DRIVE SHAFT

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition