JP2002161308A - 高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法 - Google Patents
高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法Info
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 下記成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
Ｓ、Ｐ、Ｔｉなどの不純物が多い原料を用いても製造す
ることができる製造方法を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：
０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、その後真空炉
外精錬炉で真空精錬し、さらにその後エレクトロスラグ
溶解法、電子ビーム溶解法及び真空アーク溶解法の１種
又は２種で再溶解することを特徴とする高強度、高耐疲
労構造用鋼の製造方法。
Ｓ、Ｐ、Ｔｉなどの不純物が多い原料を用いても製造す
ることができる製造方法を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：
０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、その後真空炉
外精錬炉で真空精錬し、さらにその後エレクトロスラグ
溶解法、電子ビーム溶解法及び真空アーク溶解法の１種
又は２種で再溶解することを特徴とする高強度、高耐疲
労構造用鋼の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度、高耐疲労
構造用鋼の製造方法、詳細にはマルエージング鋼の疲労
特性を改善したものに相当する高強度、高耐疲労構造用
鋼の製造方法に関する。
構造用鋼の製造方法、詳細にはマルエージング鋼の疲労
特性を改善したものに相当する高強度、高耐疲労構造用
鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高強度としてマルエージング鋼
（Ｃ：０．０３％以下、Ｎｉ：１２．０〜２５．０％、
Ｃｏ：８．０〜１２．５％、Ｍｏ：３．５〜４．８％、
Ｔｉ：０．２〜１．７％及びＡｌ：０．１〜０．３％を
含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物）が知られてい
る。このマルエージング鋼は、強度が極めて高く、また
靱性が優れているとともに、被削性、加工性及び溶接性
も優れているので、タービンエンジンの羽根シャフト、
航空機用部品、抗張力ボルトなどの多くの用途に用いら
れている。
（Ｃ：０．０３％以下、Ｎｉ：１２．０〜２５．０％、
Ｃｏ：８．０〜１２．５％、Ｍｏ：３．５〜４．８％、
Ｔｉ：０．２〜１．７％及びＡｌ：０．１〜０．３％を
含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物）が知られてい
る。このマルエージング鋼は、強度が極めて高く、また
靱性が優れているとともに、被削性、加工性及び溶接性
も優れているので、タービンエンジンの羽根シャフト、
航空機用部品、抗張力ボルトなどの多くの用途に用いら
れている。
【０００３】上記従来のマルエージング鋼は、高強度で
あるが、疲労強度などの疲労特性が十分でないため、疲
労特性を改善したものが求められていた。しかし、従来
のマルエージング鋼は、Ｔｉ及びＭｏをＮｉと化合させ
て金属化合物を析出させ、その析出によって２次硬化さ
せて高強度にしているため、Ｔｉ系非金属介在物が疲労
強度を低下する原因であることが知られていても、疲労
強度を改善することが困難であった。
あるが、疲労強度などの疲労特性が十分でないため、疲
労特性を改善したものが求められていた。しかし、従来
のマルエージング鋼は、Ｔｉ及びＭｏをＮｉと化合させ
て金属化合物を析出させ、その析出によって２次硬化さ
せて高強度にしているため、Ｔｉ系非金属介在物が疲労
強度を低下する原因であることが知られていても、疲労
強度を改善することが困難であった。
【０００４】近年、上記従来のマルエージング鋼の疲労
強度を改善したものに相当する高強度、高耐疲労構造用
鋼、すなわちＣ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜
３．０％及びＴｉ：０．１０％以下を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高耐疲労構造用
鋼が開発され、米国特許第５，３９３，４８８号として
知られている。この高強度、高耐疲労構造用鋼は、従来
のマルエージング鋼の添加元素であるＴｉの代わりにＡ
ｌ及びＣｒを添加したもので、疲労強度を低下する原因
のＴｉ系非金属介在物をほとんど含有していないため、
高強度であるとともに、耐疲労強度も優れているもので
ある。
強度を改善したものに相当する高強度、高耐疲労構造用
鋼、すなわちＣ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜
３．０％及びＴｉ：０．１０％以下を含有し、残部がＦ
ｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高耐疲労構造用
鋼が開発され、米国特許第５，３９３，４８８号として
知られている。この高強度、高耐疲労構造用鋼は、従来
のマルエージング鋼の添加元素であるＴｉの代わりにＡ
ｌ及びＣｒを添加したもので、疲労強度を低下する原因
のＴｉ系非金属介在物をほとんど含有していないため、
高強度であるとともに、耐疲労強度も優れているもので
ある。
【０００５】この高強度、高耐疲労構造用鋼は、真空誘
導溶解法で溶解した後、真空アーク溶解法、エレクトロ
スラグ溶解法又は電子ビーム溶解法で再溶解することに
よって製造されているが、これらの方法は、精錬がほと
んどできないため、不純物の少ない原料しか使用できな
いという問題があった。すなわち、真空誘導溶解法では
Ｏなどのガス含有量を低下することができるが、Ｓ、Ｐ
及びＴｉを減少することができない。また真空アーク溶
解法、エレクトロスラグ溶解法及び電子ビーム溶解法の
うちではエレクトロスラグ溶解法がＳを減少することが
できるが、他の方法ではＳを減少することができず、ま
たいずれの方法によってもＰ及びＴｉを減少させること
ができないという問題があった。
導溶解法で溶解した後、真空アーク溶解法、エレクトロ
スラグ溶解法又は電子ビーム溶解法で再溶解することに
よって製造されているが、これらの方法は、精錬がほと
んどできないため、不純物の少ない原料しか使用できな
いという問題があった。すなわち、真空誘導溶解法では
Ｏなどのガス含有量を低下することができるが、Ｓ、Ｐ
及びＴｉを減少することができない。また真空アーク溶
解法、エレクトロスラグ溶解法及び電子ビーム溶解法の
うちではエレクトロスラグ溶解法がＳを減少することが
できるが、他の方法ではＳを減少することができず、ま
たいずれの方法によってもＰ及びＴｉを減少させること
ができないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｃ：０．３
％以下、Ｎｉ：１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜
１６．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０
％以下、Ａｌ：０．５〜０．１３％、Ｃｒ：１．０〜
３．０％及びＳ：０．００３０％以下又はさらにＰを
０．０１０％以下にし、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼をＳｉ、
Ｓ、Ｐ、Ｔｉなどの不純物が多い原料を用いても製造す
ることができる製造方法を提供することを課題としてい
る。
％以下、Ｎｉ：１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜
１６．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０
％以下、Ａｌ：０．５〜０．１３％、Ｃｒ：１．０〜
３．０％及びＳ：０．００３０％以下又はさらにＰを
０．０１０％以下にし、残部がＦｅ及び不可避的不純物
からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼をＳｉ、
Ｓ、Ｐ、Ｔｉなどの不純物が多い原料を用いても製造す
ることができる製造方法を提供することを課題としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、上記米国特許の高強度、高耐疲労構
造用鋼を不純物が多い原料を用いて製造方法について鋭
意研究していたところ、加熱装置及び真空装置の付いた
取鍋精錬炉、真空装置の付いたアルゴンガス吹込み酸素
脱ガス炉（以下「ＡＯＤ炉」という。）などの真空炉外
精錬炉を使用すれば、この真空炉外精錬炉での精錬で
Ｃ、Ｓ、Ｏ、Ｎなどを低下することができるので、この
処理より前にＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉなどを低下するこ
とができるエルー式アーク炉により大気溶解及び精錬を
することができ、さらにエレクトロスラグ溶解法、電子
ビーム溶解法及び真空アーク溶解法の１種又は２種で再
溶解すれば、偏析が少なく、かつエレクトロスラグ溶解
法を用いればＳがさらに少ない、また電子ビーム溶解法
又は真空アーク溶解法を用いれば、Ｏ、Ｎなどのガスが
さらに少ないインゴットを製造することができるとの知
見を得た。
め、本発明者らは、上記米国特許の高強度、高耐疲労構
造用鋼を不純物が多い原料を用いて製造方法について鋭
意研究していたところ、加熱装置及び真空装置の付いた
取鍋精錬炉、真空装置の付いたアルゴンガス吹込み酸素
脱ガス炉（以下「ＡＯＤ炉」という。）などの真空炉外
精錬炉を使用すれば、この真空炉外精錬炉での精錬で
Ｃ、Ｓ、Ｏ、Ｎなどを低下することができるので、この
処理より前にＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉなどを低下するこ
とができるエルー式アーク炉により大気溶解及び精錬を
することができ、さらにエレクトロスラグ溶解法、電子
ビーム溶解法及び真空アーク溶解法の１種又は２種で再
溶解すれば、偏析が少なく、かつエレクトロスラグ溶解
法を用いればＳがさらに少ない、また電子ビーム溶解法
又は真空アーク溶解法を用いれば、Ｏ、Ｎなどのガスが
さらに少ないインゴットを製造することができるとの知
見を得た。
【０００８】さらに、加熱装置の付いた取鍋精錬炉、Ａ
ＯＤ炉などの炉外精錬炉を使用すれば、この炉外精錬炉
での精錬によりＳなどを低下することができるので、こ
の処理より前にＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉなどを低下する
ことができるエルー式アーク炉による大気溶解及び精錬
をすることができ、さらに電子ビーム溶解法又は真空ア
ーク溶解法で真空再溶解すれば、偏析が少なく、且つ
Ｏ、Ｎなどのガスの少ないインゴットを製造することが
できるとの知見を得た。また、真空炉外精錬炉又は炉外
精錬炉を使用すれば、Ｓを上記米国特許の高強度、高耐
疲労構造用鋼より少なくすることができ、またエルー式
アーク炉による大気溶解及び精錬を使用することにより
ＰおよびＴｉを上記米国特許の高強度、高耐疲労構造用
鋼より少なくすることができるという知見も得た。本発
明は、これらの知見に基づいて発明されたものである。
ＯＤ炉などの炉外精錬炉を使用すれば、この炉外精錬炉
での精錬によりＳなどを低下することができるので、こ
の処理より前にＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉなどを低下する
ことができるエルー式アーク炉による大気溶解及び精錬
をすることができ、さらに電子ビーム溶解法又は真空ア
ーク溶解法で真空再溶解すれば、偏析が少なく、且つ
Ｏ、Ｎなどのガスの少ないインゴットを製造することが
できるとの知見を得た。また、真空炉外精錬炉又は炉外
精錬炉を使用すれば、Ｓを上記米国特許の高強度、高耐
疲労構造用鋼より少なくすることができ、またエルー式
アーク炉による大気溶解及び精錬を使用することにより
ＰおよびＴｉを上記米国特許の高強度、高耐疲労構造用
鋼より少なくすることができるという知見も得た。本発
明は、これらの知見に基づいて発明されたものである。
【０００９】すなわち、本発明の高強度、高耐疲労構造
用鋼の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：
１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：
０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、その後加熱装
置及び真空装置の付いた取鍋精錬炉、真空装置の付いた
ＡＯＤ炉などの真空炉外精錬炉で真空精錬し、必要に応
じて真空脱ガスをし、その後さらにエレクトロスラグ溶
解法、電子ビーム溶解法及び真空アーク溶解法の１種又
は２種で再溶解することである。
用鋼の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：
１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：
０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、その後加熱装
置及び真空装置の付いた取鍋精錬炉、真空装置の付いた
ＡＯＤ炉などの真空炉外精錬炉で真空精錬し、必要に応
じて真空脱ガスをし、その後さらにエレクトロスラグ溶
解法、電子ビーム溶解法及び真空アーク溶解法の１種又
は２種で再溶解することである。
【００１０】さらに、本発明の高強度、高耐疲労構造用
鋼の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：
０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、加熱装置の付
いた取鍋精錬炉、ＡＯＤ炉などの炉外精錬炉（真空炉外
精錬炉で、真空装置を使用しない場合も含む）で大気精
錬し、必要に応じてエレクトロスラグ溶解法で再溶解
し、その後電子ビーム溶解法又は真空アーク溶解法で真
空再溶解し、さらに必要に応じて真空アーク法で真空再
溶解することである。
鋼の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：
０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を
エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、加熱装置の付
いた取鍋精錬炉、ＡＯＤ炉などの炉外精錬炉（真空炉外
精錬炉で、真空装置を使用しない場合も含む）で大気精
錬し、必要に応じてエレクトロスラグ溶解法で再溶解
し、その後電子ビーム溶解法又は真空アーク溶解法で真
空再溶解し、さらに必要に応じて真空アーク法で真空再
溶解することである。
【００１１】また、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼
の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％、Ｓ：０．
００３０％以下及びＰ：０．０１０％以下を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成の高強
度、高耐疲労構造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解
及び精錬し、その後真空炉外精錬炉で真空精錬し、さら
にその後エレクトロスラグ溶解法、電子ビーム溶解法及
び真空アーク溶解法の１種又は２種で再溶解して製造す
ることからなり、上記エルー式アーク炉での大気精錬に
おいてＰを０．０１０％以下にするため、酸素吹錬後、
溶鋼温度を１７５０℃以下にし、この状態でＣａＦ2 を
添加し、溶鋼が過酸化の状態で除滓することである。
の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％、Ｓ：０．
００３０％以下及びＰ：０．０１０％以下を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成の高強
度、高耐疲労構造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解
及び精錬し、その後真空炉外精錬炉で真空精錬し、さら
にその後エレクトロスラグ溶解法、電子ビーム溶解法及
び真空アーク溶解法の１種又は２種で再溶解して製造す
ることからなり、上記エルー式アーク炉での大気精錬に
おいてＰを０．０１０％以下にするため、酸素吹錬後、
溶鋼温度を１７５０℃以下にし、この状態でＣａＦ2 を
添加し、溶鋼が過酸化の状態で除滓することである。
【００１２】また、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼
の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％、Ｓ：０．
００３０％以下及びＰ：０．０１０％以下を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成の高強
度、高耐疲労構造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解
及び精錬し、炉外精錬炉で大気精錬し、さらに電子ビー
ム溶解法又は真空アーク溶解法で真空再溶解して製造す
ることからなり、上記エルー式アーク炉での大気精錬に
おいてＰを０．０１０％以下にするため、酸素吹錬後、
溶鋼温度を１７５０℃以下にし、この状態でＣａＦ2 を
添加し、溶鋼が過酸化の状態で除滓することである。
の製造方法においては、Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１
０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍ
ｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：
０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％、Ｓ：０．
００３０％以下及びＰ：０．０１０％以下を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成の高強
度、高耐疲労構造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解
及び精錬し、炉外精錬炉で大気精錬し、さらに電子ビー
ム溶解法又は真空アーク溶解法で真空再溶解して製造す
ることからなり、上記エルー式アーク炉での大気精錬に
おいてＰを０．０１０％以下にするため、酸素吹錬後、
溶鋼温度を１７５０℃以下にし、この状態でＣａＦ2 を
添加し、溶鋼が過酸化の状態で除滓することである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の高強度、高耐疲労構造用
鋼の製造方法について詳細に説明する。先ず、本発明の
高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法において製造する
高強度、高耐疲労構造用鋼の成分組成は、Ｃ：０．３％
以下、Ｎｉ：１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１
６．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％
以下、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０
％及びＳ：０．００３０％以下を含有し、又はこれらに
Ｐ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなるものである。
鋼の製造方法について詳細に説明する。先ず、本発明の
高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法において製造する
高強度、高耐疲労構造用鋼の成分組成は、Ｃ：０．３％
以下、Ｎｉ：１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１
６．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％
以下、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０
％及びＳ：０．００３０％以下を含有し、又はこれらに
Ｐ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避
的不純物からなるものである。
【００１４】以下に各成分及びその組成について説明す
る。従来のマルエージング鋼においては、Ｃは、Ｔｉと
結合してＴｉ炭化物を形成し、強度、延性及び靱性を低
下するので、０．０３％以下にすることが要求されてい
た。しかし、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼におい
ては、Ｃは、時効によりＣｒ及びＭｏと結合して炭化物
を析出させ、二次硬化をさせる元素である。そのため、
０．３％まで含有させる必要があるが、０．３％を超え
ると硬くなり過ぎて機械加工が困難になると共に、延性
及び靱性が低下するので、その含有量を０．３％以下と
している。好ましい含有量は、０．１５〜０．２５％で
あり、よりに好ましい含有量は、０．１８〜０．２２％
である。
る。従来のマルエージング鋼においては、Ｃは、Ｔｉと
結合してＴｉ炭化物を形成し、強度、延性及び靱性を低
下するので、０．０３％以下にすることが要求されてい
た。しかし、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼におい
ては、Ｃは、時効によりＣｒ及びＭｏと結合して炭化物
を析出させ、二次硬化をさせる元素である。そのため、
０．３％まで含有させる必要があるが、０．３％を超え
ると硬くなり過ぎて機械加工が困難になると共に、延性
及び靱性が低下するので、その含有量を０．３％以下と
している。好ましい含有量は、０．１５〜０．２５％で
あり、よりに好ましい含有量は、０．１８〜０．２２％
である。
【００１５】Ｎｉは、マトリックスをオーステナイトに
し、固溶化熱処理温度から室温まで放冷することにより
マトリックスをマルテンサイトにして強度及び靱性を向
上させ、延性─靱性遷移温度を高くすると共に、時効に
よりＭｏ、Ａｌと金属間化合物を析出し、二次硬化させ
る元素である。そのため、１０．０％以上含有させる必
要があるが、１８．０％を超えると固溶化熱処理温度か
ら室温まで放冷してもオーステナイトが残って全体がマ
ルテンサイトにならないので、その含有量を１０．０〜
１８．０％にしている。
し、固溶化熱処理温度から室温まで放冷することにより
マトリックスをマルテンサイトにして強度及び靱性を向
上させ、延性─靱性遷移温度を高くすると共に、時効に
よりＭｏ、Ａｌと金属間化合物を析出し、二次硬化させ
る元素である。そのため、１０．０％以上含有させる必
要があるが、１８．０％を超えると固溶化熱処理温度か
ら室温まで放冷してもオーステナイトが残って全体がマ
ルテンサイトにならないので、その含有量を１０．０〜
１８．０％にしている。
【００１６】Ｃｏは、時効効果特性を高めて強度を向上
させると共に、マルテンサイ変態温度を高めて、マルテ
ンサイ変態をし易くする元素である。そのため、８．０
％以上含有させる必要があるが、１８．０％を超えても
これらの作用効果は飽和し、コストも高くなるので、そ
の含有量を８．０〜１８．０％にしている。
させると共に、マルテンサイ変態温度を高めて、マルテ
ンサイ変態をし易くする元素である。そのため、８．０
％以上含有させる必要があるが、１８．０％を超えても
これらの作用効果は飽和し、コストも高くなるので、そ
の含有量を８．０〜１８．０％にしている。
【００１７】Ｍｏは、時効によりＮｉと化合して金属間
化合物（Ｎｉ3 Ｍｏ）を析出し、またＣｒと共にＣと結
合して炭化物を析出し、二次硬化させる元素である。そ
のため１．０％以上含有させる必要があるが、５．０％
を超えると延性及び靱性を低下させるので、その含有量
を１．０〜５．０％にしている。
化合物（Ｎｉ3 Ｍｏ）を析出し、またＣｒと共にＣと結
合して炭化物を析出し、二次硬化させる元素である。そ
のため１．０％以上含有させる必要があるが、５．０％
を超えると延性及び靱性を低下させるので、その含有量
を１．０〜５．０％にしている。
【００１８】Ｔｉは、上記のようにＣ、Ｎなどと結合し
てＴｉ系非金属介在物を形成し、疲労強度などの疲労特
性を低下させる元素であるので、その含有量を０．１０
％以下にしている。Ａｌは、溶製時の脱酸剤であると共
に、時効によりＮｉと化合して金属間化合物（ＮｉＡｌ
等）を析出して二次硬化させる元素である。そのため、
０．５％以上含有させる必要があるが、１．３％を超え
ると延性及び靱性を低下させるので、その含有量を０．
５〜１．３％にしている。
てＴｉ系非金属介在物を形成し、疲労強度などの疲労特
性を低下させる元素であるので、その含有量を０．１０
％以下にしている。Ａｌは、溶製時の脱酸剤であると共
に、時効によりＮｉと化合して金属間化合物（ＮｉＡｌ
等）を析出して二次硬化させる元素である。そのため、
０．５％以上含有させる必要があるが、１．３％を超え
ると延性及び靱性を低下させるので、その含有量を０．
５〜１．３％にしている。
【００１９】Ｃｒは、Ｍｏと共にＣと化合して炭化物を
析出し、二次硬化させると共に、マトリックスに溶解し
て耐腐食性を高める元素である。そのため、１．０％以
上含有させる必要があるが、３．０％を超えると延性及
び靱性を低下させるので、その含有量を１．０〜３．０
％にしている。
析出し、二次硬化させると共に、マトリックスに溶解し
て耐腐食性を高める元素である。そのため、１．０％以
上含有させる必要があるが、３．０％を超えると延性及
び靱性を低下させるので、その含有量を１．０〜３．０
％にしている。
【００２０】Ｓは、被削性を改善させる元素であるが、
靱性及び疲労強度を低下させるので、その含有量を０．
００３％以下にしている。その好ましい含有量は０．０
０２０％以下、より好ましい含有量は０．０００５％以
下である。Ｐは、靱性及び疲労強度を低下させるので、
０．０１０％以下にするのが好ましい。より好ましい含
有量は、０．００４０％以下である。なお、Ｐ含有量の
低下は、下記の方法によって行うことができる。
靱性及び疲労強度を低下させるので、その含有量を０．
００３％以下にしている。その好ましい含有量は０．０
０２０％以下、より好ましい含有量は０．０００５％以
下である。Ｐは、靱性及び疲労強度を低下させるので、
０．０１０％以下にするのが好ましい。より好ましい含
有量は、０．００４０％以下である。なお、Ｐ含有量の
低下は、下記の方法によって行うことができる。
【００２１】Ｓｉ及びＭｎは、溶製時の脱酸剤として添
加させる元素であるが、その含有量が多くなると延性及
び靱性が低下するので、０．０５％以下、好ましくは
０．０３５％以下とする。またＣｕは、原料から入る不
純物であるが、０．２５％以下を含有しても合金の性質
に大きな影響を与えないので、その含有量を０．２５％
以下とするのが好ましい。
加させる元素であるが、その含有量が多くなると延性及
び靱性が低下するので、０．０５％以下、好ましくは
０．０３５％以下とする。またＣｕは、原料から入る不
純物であるが、０．２５％以下を含有しても合金の性質
に大きな影響を与えないので、その含有量を０．２５％
以下とするのが好ましい。
【００２２】次に、本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼
の製造方法における溶解及び精錬方法について説明す
る。 エルー式アーク炉での大気溶解及び精錬について 本発明のエルー式アーク炉での大気溶解及び精錬は、通
常用いられている３本の電極に三相交流を供給して加熱
するエルー式アーク炉を用い、通常行われている塩基性
法により大気溶解し、精錬することである。精錬におい
ては、通常行われているように酸素を吹き込んで精錬
し、Ｃ、Ｐ、Ｔｉ及びＳを低減することである。
の製造方法における溶解及び精錬方法について説明す
る。 エルー式アーク炉での大気溶解及び精錬について 本発明のエルー式アーク炉での大気溶解及び精錬は、通
常用いられている３本の電極に三相交流を供給して加熱
するエルー式アーク炉を用い、通常行われている塩基性
法により大気溶解し、精錬することである。精錬におい
ては、通常行われているように酸素を吹き込んで精錬
し、Ｃ、Ｐ、Ｔｉ及びＳを低減することである。
【００２３】このエルー式アーク炉での大気溶解及び精
錬において、脱Ｐ法について説明する。従来は溶解原料
中のＣｒが約１％を超えるとＣｒ酸化後、脱Ｐはできる
ものの、スラグの流動性が極端に悪くなり、Ｐ2 Ｏ5 を
含有したスラグが完全に除滓できず、後の還元工程で復
Ｐするという問題があった。本発明では、エルー式アー
ク炉においてＰよりも酸化物生成標準自由エネルギーの
大きい元素を酸素吹錬（酸素量は、装入原料トン当たり
１５ｍ3 以上）で除去した後、冷材を投入するなどで溶
鋼温度を１７５０℃以下、好ましくは１７００℃以下ま
で下げて脱Ｐ反応を促進させ、更にＣｒの酸化で発生し
たＣｒ2 Ｏ3により流動性が悪化したスラグにＣａＦ2
（装入原料トン当たり５ｋｇ以上），を添加することで
除滓を完全に行えるようにしてＰを除くのである。な
お、この除滓は、溶鋼が過酸化の状態で行う必要がある
ので、速やかに行うことが必要である。還元性になると
復Ｐするからである。また、この除滓が十分に行えない
場合には、加熱装置の付いた取鍋精錬炉において加熱し
てスラグを滓化させ、このスラグを完全に除滓すること
もできる。
錬において、脱Ｐ法について説明する。従来は溶解原料
中のＣｒが約１％を超えるとＣｒ酸化後、脱Ｐはできる
ものの、スラグの流動性が極端に悪くなり、Ｐ2 Ｏ5 を
含有したスラグが完全に除滓できず、後の還元工程で復
Ｐするという問題があった。本発明では、エルー式アー
ク炉においてＰよりも酸化物生成標準自由エネルギーの
大きい元素を酸素吹錬（酸素量は、装入原料トン当たり
１５ｍ3 以上）で除去した後、冷材を投入するなどで溶
鋼温度を１７５０℃以下、好ましくは１７００℃以下ま
で下げて脱Ｐ反応を促進させ、更にＣｒの酸化で発生し
たＣｒ2 Ｏ3により流動性が悪化したスラグにＣａＦ2
（装入原料トン当たり５ｋｇ以上），を添加することで
除滓を完全に行えるようにしてＰを除くのである。な
お、この除滓は、溶鋼が過酸化の状態で行う必要がある
ので、速やかに行うことが必要である。還元性になると
復Ｐするからである。また、この除滓が十分に行えない
場合には、加熱装置の付いた取鍋精錬炉において加熱し
てスラグを滓化させ、このスラグを完全に除滓すること
もできる。
【００２４】なお、この処理において、酸素吹錬前のＣ
ｒが３．０％以下、Ａｌが１．５％以下、Ｔｉが１．０
％以下およびＳｉが０．２％以下の場合、脱Ｐ後のＣｒ
は１．０％以下、Ａｌは０．２％以下、Ｔｉは０．２％
以下およびＳｉは０．１％以下になる。
ｒが３．０％以下、Ａｌが１．５％以下、Ｔｉが１．０
％以下およびＳｉが０．２％以下の場合、脱Ｐ後のＣｒ
は１．０％以下、Ａｌは０．２％以下、Ｔｉは０．２％
以下およびＳｉは０．１％以下になる。
【００２５】エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬後に
行う真空炉外精錬炉での真空精錬について 本発明の真空炉外精錬炉での真空精錬は、加熱装置及び
真空装置を備えた取鍋精錬炉、真空装置を備えたＡＯＤ
炉などの真空炉外精錬炉により真空精錬をすることであ
る。加熱装置及び真空装置を備えた取鍋精錬炉は、傾動
可能に設置され、底部に溶鋼を攪拌するためのＡｒガス
等の不活性ガスを吹き込むポーラスプラグなどからなる
ガス吹き込み口が設けられている取鍋、取鍋内の溶鋼を
アークなどで加熱する加熱装置、取鍋内を減圧する真空
装置、上記ガス吹き込み口に不活性ガスを供給する装
置、合金元素を添加する装置などを有するもので、例え
ば図１又は図２及び図３（図２の側面図）に記載されて
いるようなものである。
行う真空炉外精錬炉での真空精錬について 本発明の真空炉外精錬炉での真空精錬は、加熱装置及び
真空装置を備えた取鍋精錬炉、真空装置を備えたＡＯＤ
炉などの真空炉外精錬炉により真空精錬をすることであ
る。加熱装置及び真空装置を備えた取鍋精錬炉は、傾動
可能に設置され、底部に溶鋼を攪拌するためのＡｒガス
等の不活性ガスを吹き込むポーラスプラグなどからなる
ガス吹き込み口が設けられている取鍋、取鍋内の溶鋼を
アークなどで加熱する加熱装置、取鍋内を減圧する真空
装置、上記ガス吹き込み口に不活性ガスを供給する装
置、合金元素を添加する装置などを有するもので、例え
ば図１又は図２及び図３（図２の側面図）に記載されて
いるようなものである。
【００２６】この取鍋精錬炉を用いる真空精錬は、加熱
装置を用いてアークなどで溶鋼を加熱し、初期脱酸をす
るために溶鋼中にＡｌを添加し、酸素が５０ｐｐｍ以下
になるまで下げ、その後ＣａＯ，ＣａＦ2 あるいはＡｌ
2 Ｏ3 を添加して還元性スラグを作り、ポーラスプラグ
から不活性ガスを吹き込んで攪拌しながら、造滓剤及び
合金材を適宜添加してＳを除くと共に、所望の成分組成
の合金とし、その後加熱装置を除いて取鍋内などを密閉
状態にし、ガス吹き込み口から不活性ガスを吹き込んで
攪拌しながら、真空装置により減圧してＯ、Ｎなどのガ
スを脱ガスすることである。
装置を用いてアークなどで溶鋼を加熱し、初期脱酸をす
るために溶鋼中にＡｌを添加し、酸素が５０ｐｐｍ以下
になるまで下げ、その後ＣａＯ，ＣａＦ2 あるいはＡｌ
2 Ｏ3 を添加して還元性スラグを作り、ポーラスプラグ
から不活性ガスを吹き込んで攪拌しながら、造滓剤及び
合金材を適宜添加してＳを除くと共に、所望の成分組成
の合金とし、その後加熱装置を除いて取鍋内などを密閉
状態にし、ガス吹き込み口から不活性ガスを吹き込んで
攪拌しながら、真空装置により減圧してＯ、Ｎなどのガ
スを脱ガスすることである。
【００２７】また、真空装置を備えたＡＯＤ炉は、傾動
可能に支持され、下部に酸化ガス及び不活性ガス又は不
活性ガスを吹き込むガス吹込口を設けた吹錬炉、この吹
錬炉内を減圧する真空装置、合金元素を添加する装置な
どを有するもので、例えば図４（合金元素の添加装置な
どを省略）に記載されているようなものである。このＡ
ＯＤ炉を用いる真空精錬は、吹錬炉中の溶鋼中にガス吹
込口から酸化ガス及び不活性ガス又は不活性ガスを吹き
込んで攪拌しながらＣを酸化して減少させ、その後造滓
剤及び合金材を適宜添加してＳ、Ｔｉ、Ｐなどを除くと
共に、所望の成分組成の合金とし、その後密閉状態に
し、真空装置により減圧してＯ、Ｎなどのガスを脱ガス
することである。上記真空炉外精錬炉により真空精錬さ
れた溶鋼は、鋳造されてインゴットになり、次の再溶解
の原料（消耗電極など）になる。
可能に支持され、下部に酸化ガス及び不活性ガス又は不
活性ガスを吹き込むガス吹込口を設けた吹錬炉、この吹
錬炉内を減圧する真空装置、合金元素を添加する装置な
どを有するもので、例えば図４（合金元素の添加装置な
どを省略）に記載されているようなものである。このＡ
ＯＤ炉を用いる真空精錬は、吹錬炉中の溶鋼中にガス吹
込口から酸化ガス及び不活性ガス又は不活性ガスを吹き
込んで攪拌しながらＣを酸化して減少させ、その後造滓
剤及び合金材を適宜添加してＳ、Ｔｉ、Ｐなどを除くと
共に、所望の成分組成の合金とし、その後密閉状態に
し、真空装置により減圧してＯ、Ｎなどのガスを脱ガス
することである。上記真空炉外精錬炉により真空精錬さ
れた溶鋼は、鋳造されてインゴットになり、次の再溶解
の原料（消耗電極など）になる。
【００２８】炉外精錬炉（真空炉外精錬炉で、真空装置
を使用しない場合も含む）での精錬について 炉外精錬炉での精錬は、加熱装置を備えた取鍋精錬炉、
ＡＯＤ炉などの炉外精錬炉により大気精錬をすることで
ある。加熱装置を備えた取鍋精錬炉は、上記加熱装置お
よび真空装置を備えた取鍋精錬炉から真空装置を取り除
いたものと同じものである。また、その精錬も真空装置
により減圧してＯ、Ｎなどを脱ガスすること以外は上記
加熱装置および真空装置を備えた取鍋精錬炉を用いる精
錬方法と同じである。
を使用しない場合も含む）での精錬について 炉外精錬炉での精錬は、加熱装置を備えた取鍋精錬炉、
ＡＯＤ炉などの炉外精錬炉により大気精錬をすることで
ある。加熱装置を備えた取鍋精錬炉は、上記加熱装置お
よび真空装置を備えた取鍋精錬炉から真空装置を取り除
いたものと同じものである。また、その精錬も真空装置
により減圧してＯ、Ｎなどを脱ガスすること以外は上記
加熱装置および真空装置を備えた取鍋精錬炉を用いる精
錬方法と同じである。
【００２９】ＡＯＤ炉は、上記真空装置を備えたＡＯＤ
炉から真空装置を取り除いたものと同じものである。ま
た、その精錬も真空装置により減圧してＯ、Ｎなどを脱
ガスすること以外は上記真空装置を備えたＡＯＤ炉を用
いる精錬方法と同じである。上記炉外精錬炉を用いて大
気精錬した溶鋼は、鋳造されてインゴットになり、次の
再溶解の原料（消耗電極など）になる。
炉から真空装置を取り除いたものと同じものである。ま
た、その精錬も真空装置により減圧してＯ、Ｎなどを脱
ガスすること以外は上記真空装置を備えたＡＯＤ炉を用
いる精錬方法と同じである。上記炉外精錬炉を用いて大
気精錬した溶鋼は、鋳造されてインゴットになり、次の
再溶解の原料（消耗電極など）になる。
【００３０】真空炉外精錬炉で真空精錬後などに行うエ
レクトロスラグ溶解法での再溶解について エレクトロスラグ溶解法での再溶解は、水冷鋳型内の溶
融スラグの電気抵抗熱により消耗電極を溶解して凝固さ
せるエレクトロスラグ溶解法を用いて通常の再溶解をす
ることである。
レクトロスラグ溶解法での再溶解について エレクトロスラグ溶解法での再溶解は、水冷鋳型内の溶
融スラグの電気抵抗熱により消耗電極を溶解して凝固さ
せるエレクトロスラグ溶解法を用いて通常の再溶解をす
ることである。
【００３１】炉外精錬炉での精錬後又は真空炉外精錬炉
で真空精錬後などに行う電子ビーム溶解法での再溶解に
ついて 電子ビーム溶解法での再溶解は、真空容器の中で再溶解
するインゴットを電子銃から放出された電子ビームで溶
解し水冷鋳型内に鋳込んで凝固させる溶解法を用いて通
常の再溶解をすることである。
で真空精錬後などに行う電子ビーム溶解法での再溶解に
ついて 電子ビーム溶解法での再溶解は、真空容器の中で再溶解
するインゴットを電子銃から放出された電子ビームで溶
解し水冷鋳型内に鋳込んで凝固させる溶解法を用いて通
常の再溶解をすることである。
【００３２】炉外精錬炉での精錬後又は真空炉外精錬炉
で真空精錬後などに行う真空アーク溶解法での再溶解に
ついて 真空アーク溶解法での再溶解は、真空容器の中で再溶解
するインゴットの消耗電極と水冷鋳型内の溶鋼プールと
の間にアークを飛ばし、そのアーク熱で消耗電極の先端
から溶解して凝固させる真空アーク溶解法を用いて通常
の再溶解をすることである。
で真空精錬後などに行う真空アーク溶解法での再溶解に
ついて 真空アーク溶解法での再溶解は、真空容器の中で再溶解
するインゴットの消耗電極と水冷鋳型内の溶鋼プールと
の間にアークを飛ばし、そのアーク熱で消耗電極の先端
から溶解して凝固させる真空アーク溶解法を用いて通常
の再溶解をすることである。
【００３３】
【作用】本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法
においては、エルー式アーク炉により大気溶解及び精錬
をすることにより、くず鉄などの原料を効率よく溶解す
ることができると共に、原料中のＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔ
ｉなどを低下することができ、その後真空炉外精錬炉で
真空精錬又は炉外精錬炉で大気精錬することにより、溶
鋼中のＳ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉなど又はＳ、Ｔｉなどを低下す
ることができ、さらに、真空炉外精錬炉で真空精錬後に
エレクトロスラグ溶解法により再溶解することにより、
Ｓを低下することができ、また、真空炉外精錬炉で真空
精錬後又は炉外精錬炉で大気精錬後に電子ビーム溶解法
及び真空アーク溶解法で再溶解することにより、Ｏ、Ｎ
などのガスをより少なくすることができるので、不純物
の多い原料、すなわち安価な原料を用いてもＳｉ、Ｓ、
Ｏ、Ｔｉなどの少ない上記高強度、高耐疲労構造用鋼を
製造することができる。
においては、エルー式アーク炉により大気溶解及び精錬
をすることにより、くず鉄などの原料を効率よく溶解す
ることができると共に、原料中のＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔ
ｉなどを低下することができ、その後真空炉外精錬炉で
真空精錬又は炉外精錬炉で大気精錬することにより、溶
鋼中のＳ、Ｏ、Ｎ、Ｔｉなど又はＳ、Ｔｉなどを低下す
ることができ、さらに、真空炉外精錬炉で真空精錬後に
エレクトロスラグ溶解法により再溶解することにより、
Ｓを低下することができ、また、真空炉外精錬炉で真空
精錬後又は炉外精錬炉で大気精錬後に電子ビーム溶解法
及び真空アーク溶解法で再溶解することにより、Ｏ、Ｎ
などのガスをより少なくすることができるので、不純物
の多い原料、すなわち安価な原料を用いてもＳｉ、Ｓ、
Ｏ、Ｔｉなどの少ない上記高強度、高耐疲労構造用鋼を
製造することができる。
【００３４】
【実施例】実施例１ 下記表１の１の欄記載の平均成分組成のくず鉄（溶解原
料）３０トンを溶解能力が３０トンのエルー式アーク炉
により大気溶解及び精錬して下記表１の２の欄記載の成
分組成の溶鋼を得た。この溶鋼のうちの１５トンを溶解
能力が３０トンの加熱装置及び真空装置の付いた取鍋精
錬炉と、残りの溶鋼１５トンを溶解能力が２０トンの真
空装置の付いたＡＯＤ炉に入れて真空精錬し、鋳造した
ところ、下記表１の３及び４の欄記載の成分組成のイン
ゴットを得た。
料）３０トンを溶解能力が３０トンのエルー式アーク炉
により大気溶解及び精錬して下記表１の２の欄記載の成
分組成の溶鋼を得た。この溶鋼のうちの１５トンを溶解
能力が３０トンの加熱装置及び真空装置の付いた取鍋精
錬炉と、残りの溶鋼１５トンを溶解能力が２０トンの真
空装置の付いたＡＯＤ炉に入れて真空精錬し、鋳造した
ところ、下記表１の３及び４の欄記載の成分組成のイン
ゴットを得た。
【００３５】その後上記取鍋精錬炉で精錬して得たイン
ゴット（Ｂ）を用いてエレクトロスラグ溶解法により再
溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表
１の５の欄記載の成分組成のインゴット（Ｄ）を得た。
さらに、上記ＡＯＤ炉で精錬して得たインゴット（Ｃ）
を用いて電子ビーム溶解法により直径５００ｍｍの鋳型
に再溶解し、下記表１の６の欄記載の成分組成のインゴ
ットを得た。また、上記取鍋精錬炉で精錬して得たイン
ゴット（Ｂ）を用いて真空アーク溶解法により直径５０
０ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表１の７の欄記載の成分
組成のインゴットを得た。
ゴット（Ｂ）を用いてエレクトロスラグ溶解法により再
溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表
１の５の欄記載の成分組成のインゴット（Ｄ）を得た。
さらに、上記ＡＯＤ炉で精錬して得たインゴット（Ｃ）
を用いて電子ビーム溶解法により直径５００ｍｍの鋳型
に再溶解し、下記表１の６の欄記載の成分組成のインゴ
ットを得た。また、上記取鍋精錬炉で精錬して得たイン
ゴット（Ｂ）を用いて真空アーク溶解法により直径５０
０ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表１の７の欄記載の成分
組成のインゴットを得た。
【００３６】また、その後上記エレクトロスラグ再溶解
して得たインゴット（Ｄ）を用いて真空アーク溶解法に
より直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表１の８の
欄記載の成分組成のインゴットを得た。
して得たインゴット（Ｄ）を用いて真空アーク溶解法に
より直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表１の８の
欄記載の成分組成のインゴットを得た。
【００３７】実施例２ 下記表２の９の欄記載の成分組成のくず鉄（溶解原料）
３０トンを溶解能力が３０トンのエルー式アーク炉によ
り大気溶解及び精錬して下記表２の10の欄記載の成分組
成の溶鋼を得た。この溶鋼のうちの１５トンを上記溶解
能力が３０トンの加熱装置及び真空装置の付いた取鍋精
錬炉と、残りの溶鋼１５トンを上記溶解能力が２０トン
の真空装置の付いたＡＯＤ炉に入れて真空処理なしの精
錬（大気精錬）をし、鋳造したところ、下記表２の11及
び12の欄記載の成分組成のインゴットを得た。
３０トンを溶解能力が３０トンのエルー式アーク炉によ
り大気溶解及び精錬して下記表２の10の欄記載の成分組
成の溶鋼を得た。この溶鋼のうちの１５トンを上記溶解
能力が３０トンの加熱装置及び真空装置の付いた取鍋精
錬炉と、残りの溶鋼１５トンを上記溶解能力が２０トン
の真空装置の付いたＡＯＤ炉に入れて真空処理なしの精
錬（大気精錬）をし、鋳造したところ、下記表２の11及
び12の欄記載の成分組成のインゴットを得た。
【００３８】その後上記取鍋精錬炉で大気精錬して得た
インゴット（ｂ）を用いて真空アーク溶解法により直径
５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表２の13の欄に記載
の成分組成のインゴット(d) を得た。さらに、上記ＡＯ
Ｄ炉で大気精錬して得たインゴット（ｃ）を用いて電子
ビーム溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、
下記表２の14の欄記載の成分組成のインゴットを得た。
インゴット（ｂ）を用いて真空アーク溶解法により直径
５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表２の13の欄に記載
の成分組成のインゴット(d) を得た。さらに、上記ＡＯ
Ｄ炉で大気精錬して得たインゴット（ｃ）を用いて電子
ビーム溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、
下記表２の14の欄記載の成分組成のインゴットを得た。
【００３９】また、上記真空アーク溶解法により再溶解
して得たインゴット(d) を用いて更に真空アーク溶解法
によ直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表２の15の
欄記載の成分組成のインゴットを得た。
して得たインゴット(d) を用いて更に真空アーク溶解法
によ直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表２の15の
欄記載の成分組成のインゴットを得た。
【００４０】比較例１ 下記表１の16の欄記載の成分組成のくず鉄（溶解原料）
３０トンを溶解能力が３０トンの真空誘導溶解炉で溶解
及び精錬し、その後鋳造して下記表１の17の欄記載の成
分組成のインゴット（Ｈ）を得た。この真空誘導溶解炉
で溶解及び精錬して得たインゴット（Ｈ）を用いてエレ
クトロスラグ溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶
解し、下記表１の18の欄記載の成分組成のインゴットを
得た。さらに、上記真空誘導溶解炉で溶解及び精錬して
得たインゴット（Ｈ）を用いて真空アーク溶解法により
直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表１の19の欄記
載の成分組成のインゴットを得た。
３０トンを溶解能力が３０トンの真空誘導溶解炉で溶解
及び精錬し、その後鋳造して下記表１の17の欄記載の成
分組成のインゴット（Ｈ）を得た。この真空誘導溶解炉
で溶解及び精錬して得たインゴット（Ｈ）を用いてエレ
クトロスラグ溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶
解し、下記表１の18の欄記載の成分組成のインゴットを
得た。さらに、上記真空誘導溶解炉で溶解及び精錬して
得たインゴット（Ｈ）を用いて真空アーク溶解法により
直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表１の19の欄記
載の成分組成のインゴットを得た。
【００４１】比較例２ 下記表２の20の欄記載の成分組成のくず鉄（溶解原料）
３０トンを溶解能力が３０トンの真空誘導溶解炉で溶解
及び精錬し、その後鋳造して下記表２の21の欄記載の成
分組成のインゴット（ｈ）を得た。この真空誘導溶解炉
で溶解及び精錬して得たインゴット（ｈ）を用いてエレ
クトロスラグ溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶
解し、下記表２の24の欄記載の成分組成のインゴットを
得た。さらに、上記真空誘導溶解炉で溶解及び精錬して
得たインゴット（ｈ）を用いて真空アーク溶解法により
直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表２の25の欄記
載の成分組成のインゴットを得た。
３０トンを溶解能力が３０トンの真空誘導溶解炉で溶解
及び精錬し、その後鋳造して下記表２の21の欄記載の成
分組成のインゴット（ｈ）を得た。この真空誘導溶解炉
で溶解及び精錬して得たインゴット（ｈ）を用いてエレ
クトロスラグ溶解法により直径５００ｍｍの鋳型に再溶
解し、下記表２の24の欄記載の成分組成のインゴットを
得た。さらに、上記真空誘導溶解炉で溶解及び精錬して
得たインゴット（ｈ）を用いて真空アーク溶解法により
直径５００ｍｍの鋳型に再溶解し、下記表２の25の欄記
載の成分組成のインゴットを得た。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】これらの結果より、本発明のエルー式アー
ク炉で大気溶解及び精錬し、その後真空炉外精錬炉で真
空精錬し、さらにその後エレクトロスラグ溶解法、電子
ビーム溶解法又は真空アーク溶解法により再溶解したイ
ンゴットはいずれもＴｉ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｏ及びＮが十
分低くなっていた。さらに、本発明のエルー式アーク炉
で大気溶解及び精錬し、その後炉外精錬炉で大気精錬
し、その後電子ビーム溶解法又は真空アーク溶解法によ
り再溶解したインゴットはいずれもＴｉ、Ｓｉ、Ｐ、
Ｓ、Ｏ及びＮが十分低くなっていた。また、上記エレク
トロスラグ溶解法により再溶解したインゴットをさらに
真空アーク溶解法により再溶解したインゴットはＳ含有
量がより低くなっていた。
ク炉で大気溶解及び精錬し、その後真空炉外精錬炉で真
空精錬し、さらにその後エレクトロスラグ溶解法、電子
ビーム溶解法又は真空アーク溶解法により再溶解したイ
ンゴットはいずれもＴｉ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｏ及びＮが十
分低くなっていた。さらに、本発明のエルー式アーク炉
で大気溶解及び精錬し、その後炉外精錬炉で大気精錬
し、その後電子ビーム溶解法又は真空アーク溶解法によ
り再溶解したインゴットはいずれもＴｉ、Ｓｉ、Ｐ、
Ｓ、Ｏ及びＮが十分低くなっていた。また、上記エレク
トロスラグ溶解法により再溶解したインゴットをさらに
真空アーク溶解法により再溶解したインゴットはＳ含有
量がより低くなっていた。
【００４５】これに対して、比較例のものは、いずれも
Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ及びＳがほとんど低くならず、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、Ｐ及びＳが低い原料を使用する必要があることが判
った。
Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ及びＳがほとんど低くならず、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、Ｐ及びＳが低い原料を使用する必要があることが判
った。
【００４６】
【発明の効果】本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼の製
造方法は、上記構成にしたこにより、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ及
びＳ含有量が高いくず鉄などの原料、すなわち安価なく
ず鉄などの原料を使用しても、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ及びＳ含
有量が十分低い高強度、高耐疲労構造用鋼を得ることが
できるという優れた効果を奏する。
造方法は、上記構成にしたこにより、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ及
びＳ含有量が高いくず鉄などの原料、すなわち安価なく
ず鉄などの原料を使用しても、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐ及びＳ含
有量が十分低い高強度、高耐疲労構造用鋼を得ることが
できるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法
に用いる真空装置を備えた炉外精錬炉の一種の加熱装置
及び真空装置の付いた取鍋精錬炉の一例の概念図であ
る。
に用いる真空装置を備えた炉外精錬炉の一種の加熱装置
及び真空装置の付いた取鍋精錬炉の一例の概念図であ
る。
【図２】本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法
に用いる真空装置を備えた炉外精錬炉の一種の加熱装置
及び真空装置の付いた取鍋精錬炉の他の例の概念図であ
る。
に用いる真空装置を備えた炉外精錬炉の一種の加熱装置
及び真空装置の付いた取鍋精錬炉の他の例の概念図であ
る。
【図３】図２の側面図である。
【図４】本発明の高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法
に用いる真空装置を備えた炉外精錬炉の一種のＡＯＤ炉
の一例の概念図である。
に用いる真空装置を備えた炉外精錬炉の一種のＡＯＤ炉
の一例の概念図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｂ 9/18 Ｃ２２Ｂ 9/20 9/187 9/22 9/20 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｚ 9/22 38/52 // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２ Ｃ２２Ｂ 9/18 Ａ 38/52 Ｆターム(参考） 4K001 AA10 EA02 FA01 FA10 FA13 4K013 AA01 BA01 BA02 BA03 BA05 BA08 BA11 CA02 CA09 CA11 CA23 CD02 CE05 CE07 DA03 DA05 DA08 DA10 DA12 DA14 EA03 EA05 EA09 EA18 EA19 FA01 FA02 4K014 CA03 CC07 CC09 CE01
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で（以下同じ）、Ｃ：０．３％以
下、Ｎｉ：１０．０〜１８．０％、Ｃｏ：８．０〜１
６．０％、Ｍｏ：１．０〜５．０％、Ｔｉ：０．１０％
以下、Ａｌ：０．５〜１．３％、Ｃｒ：１．０〜３．０
％及びＳ：０．００３０％以下を含有し、残部がＦｅ及
び不可避的不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労
構造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、
その後真空炉外精錬炉で真空精錬し、さらにその後エレ
クトロスラグ溶解法、電子ビーム溶解法及び真空アーク
溶解法の１種又は２種で再溶解して製造することを特徴
とする高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法。 - 【請求項２】 Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：０．５〜１．
３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％及びＳ：０．００３０％
以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる
成分組成の高強度、高耐疲労構造用鋼を、エルー式アー
ク炉で大気溶解及び精錬し、炉外精錬炉で大気精錬し、
さらに電子ビーム溶解法又は真空アーク溶解法で真空再
溶解して製造することを特徴とする高強度、高耐疲労構
造用鋼の製造方法。 - 【請求項３】 Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：０．５〜１．
３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％、Ｓ：０．００３０％以
下及びＰ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構
造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、そ
の後真空炉外精錬炉で真空精錬し、さらにその後エレク
トロスラグ溶解法、電子ビーム溶解法及び真空アーク溶
解法の１種又は２種で再溶解して製造することからな
り、上記エルー式アーク炉での大気精錬においてＰを
０．０１０％以下にするため、酸素吹錬後、溶鋼温度を
１７５０℃以下にし、この状態でＣａＦ2 を添加し、溶
鋼が過酸化の状態で除滓することを特徴とする高強度、
高耐疲労構造用鋼の製造方法。 - 【請求項４】 Ｃ：０．３％以下、Ｎｉ：１０．０〜１
８．０％、Ｃｏ：８．０〜１６．０％、Ｍｏ：１．０〜
５．０％、Ｔｉ：０．１０％以下、Ａｌ：０．５〜１．
３％、Ｃｒ：１．０〜３．０％、Ｓ：０．００３０％以
下及びＰ：０．０１０％以下を含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物からなる成分組成の高強度、高耐疲労構
造用鋼を、エルー式アーク炉で大気溶解及び精錬し、炉
外精錬炉で大気精錬し、さらに電子ビーム溶解法又は真
空アーク溶解法で真空再溶解して製造することからな
り、上記エルー式アーク炉での大気精錬においてＰを
０．０１０％以下にするため、酸素吹錬後、溶鋼温度を
１７５０℃以下にし、この状態でＣａＦ2 を添加し、溶
鋼が過酸化の状態で除滓することを特徴とする高強度、
高耐疲労構造用鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357916A JP2002161308A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000357916A JP2002161308A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161308A true JP2002161308A (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18829909
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000357916A Pending JP2002161308A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 高強度、高耐疲労構造用鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002161308A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2006114499A2 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Aubert & Duval | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
| FR2885141A1 (fr) * | 2005-04-27 | 2006-11-03 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue |
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- 2000-11-24 JP JP2000357916A patent/JP2002161308A/ja active Pending
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