JFEスチール、高強度で高靭性のNiフリー合金鋼粉

 JFEスチール( http://www.jfe-steel.co.jp/ )は、1000MPa級の高強度と、ニッケル(Ni)含有合金鋼粉と同等の高靱性を備え、被削性にも優れた粉末冶金用途向けのNiフリー合金鋼粉「FM1000S」を開発した。

 従来、高強度で高靱性の焼結部品には、Niが4%、銅(Cu)が1.5%、モリブデン(Mo)が0.5%含まれる、4%Ni合金鋼粉が使用されていた。これは、Ni、CuおよびMo添加により強度が、Ni添加により靱性が高まるため。しかし、特にNiの原料価格上昇に伴う、コスト上昇が課題だったという。

 すでに同社では、Niフリーで、顧客が焼結・熱処理を行った後に1000MPa級以上の強度を有する焼結体が得られる合金鋼粉Niフリーの合金鋼粉「FM1000」を商品化しているが、靱性が4%Ni合金鋼粉より低いという課題があった。そこで、「FM1000S」は粒子形状を不定形化し、さらに粒子表層にMoを濃化することで、部品製造時に焼結を促進させ、焼結部品の組織中にある空孔を微細化(図1)させた。これにより、強度と靭性が向上し、Niを添加することなく、4%Ni合金鋼粉と同等以上の高強度と高靱性を実現した。また、FMシリーズの特徴の一つでもある高い被削性も備えている。これによりNi添加が不要となり、「FM1000S」は4%Ni合金鋼粉に比べて大幅なコストダウンが可能になるという。スプロケットなど、自動車のエンジン・トランスミッション部品への適用を目指す。
JFEスチール「焼結部品の組織中にある空孔」: 図1 焼結部品の組織中にある空孔JFEスチール「焼結部品の組織中にある空孔」: 図1 焼結部品の組織中にある空孔
JFEスチール「焼結・熱処理部品の強度と空孔径の関係」: 図2 焼結・熱処理部品の強度と空孔径の関係JFEスチール「焼結・熱処理部品の強度と空孔径の関係」: 図2 焼結・熱処理部品の強度と空孔径の関係