P添加した中炭素低合金鋼の温間テンプフォーミングによる靭化

摘要

Pは粒界脆化元素であり、靭性向上にはPを減らすことが一般的である。一方、我々は、Pを0.05%添加した 0.4%C-CrMo 鋼材(SCM440 鋼：0.4%C-1%Cr-0.2%Mo-0.7%Mn 鋼をベース)では、500°Cでの焼戻マルテンサイト組織の加工（温間テンプフォーミング、TF)による超微細繊維状結晶粒組織の形成によつて、Pの粒界偏析に起因した旧オーステナイト(γ)粒界での割れが抑制されるとともに層状破壊が促進され、シャルピー衝撃特性が向上することを見出した。これは、有害と見なされていたP偏析をむしろ靱性向上に活用するという視点から重要である。本報では、Sを10 mass ppm未満に抑えた0.4%C-CrMo 鋼材をベース材として、P量を0.001～0.093%の間で変化させた鋼材に温間TFを施し、超微細繊維状結晶粒組織の形成、引張変形特性、ならびにシャルピー衝撃特性に及ぼすP添加の効果を調査した。