BRPI1001251B1

BRPI1001251B1 - Aço para endurecimento por indução

Info

Publication number: BRPI1001251B1
Application number: BRPI1001251-6A
Authority: BR
Inventors: Hajime Saitoh; Toshiharu Aiso; Masayuki Hashimura; Atsushi Mizuno; Manabu Kubota
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2021-05-04
Also published as: EP2381003B1; EP2381003A1; KR20130035281A; RU2455382C2; CN104726798A; US20110002807A1; RU2010138630A; WO2010082454A1; KR20100105796A; TW201350590A; BRPI1001251A2; JP4659139B2; KR101340729B1; EP2381003A4; CN101960035A; TW201037089A; JPWO2010082454A1; TWI412606B; TWI502076B

Abstract

aço para endurecimento por indução a invenção refere-se a um aço para endurecimento por indução incluindo, em termos de % em massa, c: 0,40% ou mais até o, 75% ou menos; si: 0,002% ou mais até 3,0% ou menos; mn: 0,20% ou mais até 2,0% ou menos; s: 0,002% ou mais até o, 1% ou menos; ai: mais que o, 10% até 3,0% ou menos; p: 0,030% ou menos; e n: 0,035% ou menos, com o restante sendo fe e as inevitáveis impurezas.

Description

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um aço para endurecimento por indução (resfriamento brusco indutivo) tendo excelente capacidade de usinagem. Mais particularmente a presente invenção refere-se a um aço para endurecimento por indução que é usado para rodas dentadas, peças de veículos, tais como Transmissão Continuamente Variável (CVT) e Junta de Velocidade Constante (CVJ) e similares.

O presente pedido reivindica prioridade sobre o Pedido de Patente Japonesa n° 2009-007757, depositada em 16 de janeiro de 2009, cujo teor está aqui incorporado como referência.

TÉCNICA ANTERIOR

Convencionalmente, rodas dentadas para veículos são geralmente submetidas a um tratamento de endurecimento de superfície antes de serem usadas. Como métodos de endurecimento de superfície são empregados a carburação, a nitruração, e o endurecimento por indução (resfriamento brusco indutivo). Entre esses, a “carburação” visa a endurecer uma matriz com uma alta tenacidade pela execução da alta carburação na camada de superfície de um material, e é aplicada principalmente a materiais de rodas dentadas, peças de veículos, tais como uma CVT e uma CVJ, e similares com o propósito de uma resistência à fadiga melhorada. Entretanto, o tratamento de carburação é principalmente um tratamento em grupo em uma atmosfera gasosa. São consumidos energia e custo massivos, uma vez que, por exemplo, o aquecimento deve ser executado a cerca de 930°C e essa temperatura deve ser mantida por várias horas ou mais. Em adição, na operação atual, o tratamento de materiais carburados ou similares é vulnerável ao problema de degradação ambiental, e, em adição, é difícil executar esse tratamento in-line.

Por tais razões, para resolver os problemas acima, foram feitos estudos visando a obter as características de resistência pretendidas apenas por um tratamento de endurecimento por indução. Isto é porque o endureci- mento por indução é muito vantajoso em termos de redução no tempo do tratamento de endurecimento, energia necessária e impacto ambiental.

Como invenções relativas ao endurecimento por indução que visam resolver os problemas acima, uma proposta de um aço para endurecimento por indução é relatada, por exemplo, no Documento de Patente 1. Isto é para fornecer um material de aço no qual a fração de área da martensita é controlada para estar na faixa de 70% ou mais em relação à microestrutura anterior ao endurecimento por indução. Limitando-se o teor de Si para estar numa faixa de 0,50% ou menos e o teor de Al para estar em uma faixa de 0,10% ou menos. De acordo com essa técnica, a resistência é notavelmente melhorada com certeza. Entretanto, a capacidade de processamento, em particular, a capacidade de usinagem é extremamente degradada. Até o presente, como materiais de aço que são submetidos à carburação na produção de peças, são usados os assim chamados aços cementados tais como JIS SCr420 e SCM420, nos quais a quantidade de C é de cerca de 0,2%. A maior razão para usar os materiais de aço que incluem uma pequena quantidade de C é garantir a capacidade de usinagem. Após esses materiais de aço serem processados em peças, eles são submetidos ao resfriamento brusco por carburação. Isto resulta em um aumento na dureza da superfície, e portanto a resistência das peças é aumentada. Entretanto, para obter uma dureza de superfície adequada para as peças que são submetidas ao endurecimento por indução, é essencial aumentar a quantidade de C do próprio material de aço para estar em uma faixa de 0,4% ou mais. Nesse caso, a dureza do material de aço é aumentada antes do corte, e assim a capacidade de usinagem degrada. Portanto, é necessário um material de aço que mantenha boa capacidade de usinagem mesmo quando ele é duro devido ao aumento na quantidade de C. Isto é, até o presente, no campo técnico no qual peças produzidas pela carburação são submetidas ao endurecimento por indução, o maior desafio é uma melhoria na capacidade de usinagem do material de aço.

As invenções precedentes observadas visaram um aumento da capacidade de usinagem. O Documento de Patente 2 propôs ima invenção que melhora a capacidade de usinagem. Este é um aço de corte livre BN no qual grandes quantidades de B e N são incluídas tais como 0,0050% ou mais de B, e 0,007% ou mais de N. Essa tecnologia é aplicável a um aço de baixo C (isto e, um aço que inclui C em um baixo teor) tal como JIS SUM11 que não necessita resistência mas melhora apenas a capacidade de usinagem tal como a rugosidade de superfície. Entretanto, se grandes quantidades de B e de N forem adicionadas a um aço de médio-alto carbono (isto é, um aço que inclua C em um teor médio ou alto) que é o principal objetivo da invenção, a fragilidade a quente se torna notavelmente pior, e assim a produção dos materiais de aço se torna difícil. Em adição, as características do material de aço degradam notavelmente em termos de tenacidade e resistência à fadiga. Portanto, esse não é um aço adequado.

Os Documentos de Patente 3 e 4 são invenções que têm tanto capacidade de usinagem quanto resistência à fadiga. No Documento de Patente 3, a fração total de uma microestrutura ferrita e de uma microestrutura perlita é controlada para estar em uma faixa de 90% ou mais pelo ajuste da composição e, além disso, a espessura máxima da estrutura ferrita é controlada para estar em uma faixa de 30 mm. Portanto, é fornecido um aço que tenha tanto capacidade de usinagem quanto resistência à fadiga. Embota haja vários tipos de aços nos quais a fração total da microestrutura ferrita e da microestrutura perlita está em uma faixa de 90% ou mais, esse fator em si (o controle da fração das microestruturas) é insuficiente para melhorar a capacidade de usinagem. É necessária uma nova melhoria com base nos elementos de ligação. No Documento de Patente 4, a razão de aspecto de MnS é reduzida para estar em uma faixa de 10 ou menos e, além disso, o aquecimento por indução é executado até a porção central do material de aço. Portanto, a capacidade de usinagem e a resistência à fadiga são melhoradas. Esse método de melhorar a capacidade de usinagem e a resistência à fadiga pela diminuição da razão de aspecto de MnS é um método que tem sido convencionalmente conhecido. Entretanto, esse método é insuficiente, e é necessária uma nova melhoria com base em elementos de ligação. Em adição, esse método tem o problema do uso prático limitado, porque é dada também uma limitação para um método de endurecimento por indução. [Documento de Patente 1] Pedido de Patente Japonesa Não- Examinada,Primeira Publicação n° 2007-131871 [Documento de Patente 2] Pedido de Patente Japonesa Não- Examinada, Primeira Publicação n° 2007-107020 [Documento de Patente 3] Pedido de Patente Japonesa Não- Examinada,Primeira Publicação n° 2006-28598 [Documento de Patente 4] Pedido de Patente Japonesa Não- Examinada,Primeira Publicação n°. 2007-16271

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO Problemas a serem resolvidos pela invenção

O objetivo da presente invenção é melhorar as desvantagens precedentes das invenções convencionais e fornecer um aço para endurecimento por indução que tenha excelente capacidade de usinagem. Em particular, o objetivo da invenção é converter um processo de produção de rodas dentadas, peças usadas em veículos tais como uma CVT e uma CVJ, e similares, do tratamento de carburação para o tratamento de endurecimento por indução.

Meios para resolver os problemas

Como resultado do exame detalhado executado para resolver os objetivos precedentes, os inventores descobriram que é possível melhorar a capacidade de usinagem enquanto se mantém a resistência pelo aumentan- do-se a quantidade de Al para ser muito maior que a dos aços convencionais e controlando-se adequadamente a quantidade de Al e a quantidade de N; e, assim, a presente invenção foi completada. Isto é, a presente invenção tem os seguintes aspectos:

Um aço para endurecimento por indução inclui, em termos de % em massa, C: 0,40% ou mais a 0,75% ou menos; Si: 0,002% ou mais a 3,0% ou menos; Mn: 0,20% ou mais a 2,0% ou menos; S: 0,002% ou mais a 0,1% ou menos; Al: mais que 0,10% a 3,0% ou menos; P: 0,030% ou menos; e N: 0,035% ou menos, com o restante sendo Fe e as inevitáveis impurezas.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode tam- bém incluir, em termos de % em massa, B: 0,0004% ou mais a 0,005% ou menos.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode também incluir, em termos de % em massa, Ti: 0,004% ou mais a 0,10% ou menos.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode também incluir, em termos de % em massa, ou um ou ambos entre Cr: 0,05% ou mais a 1,50% ou menos; e Mo: 0,05% ou mais a 0,6% ou menos.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode também incluir, em termos de % em massa, ou um ou ambos entre Nb: 0.005% ou mais a 0,2% ou menos; e V: 0,01% ou mais a 1,0% ou menos.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode também incluir, em termos de % em massa, um ou mais elementos selecionados do grupo consistindo em Sb: 0,0005% ou mais a 0,0150% ou menos; Sn: 0,005% ou mais a 2,0% ou menos; Zn: 0,0005% ou mais a 0,5% ou menos; Te: 0,0003% ou mais a 0,2% ou menos; Bi: 0,.005% ou mais a 0,5% ou menos; e Pb: 0,005% ou mais a 0,5% ou menos.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode também incluir, em termos de % em massa, um ou dois ou mais elementos selecionados do grupo consistindo em: Mg: 0,0002% ou mais a 0,003% ou menos; Ca: 0,0003% ou mais a 0,003% ou menos; Zr: 0,0003% ou mais a 0,005% ou menos; e REM: 0,0003% ou mais a 0,005% ou menos.

O aço para endurecimento por indução da invenção pode também incluir, em termos de % em massa, ou um ou ambos entre: Ni: 0,05% ou mais a 2,0% ou menos; e Cu: 0,01% ou mais a 2, 0% ou menos.

Efeitos da Invenção

De acordo com o aço para endurecimento por indução da presente invenção, é possível melhorar a capacidade de usinagem enquanto se mantém a resistência do aço para endurecimento por indução, porque o teor de C está em uma faixa de 0,40% ou mais a 0,75% ou menos, e o teor de Al está em uma faixa de mais de 0,10% a 3,0% ou menos.

Portanto, a presente invenção fornece um aço que torna possí- vel, em particular, converter o processo de produção de rodas dentadas, peças que são usadas para uma CVT e uma CVJ para veículos, e similares, do tratamento por carburação para o tratamento por endurecimento por indu-ção. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é um diagrama mostrando a relação entre o teor de Al e a vida útil de um material de aço.

MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

Daqui por diante, configurações de exemplo da invenção serão descritas em detalhes.

Será descrita a razão porque uma composição de aço é limitada. Aqui a unidade % dos teores dos componentes representa % em massa. C: igual a ou maior que 0,40% e igual a ou menor que 0,75% O C serve para garantir a dureza de superfície após o endurecimento por indução e para garantir uma resistência pretendida para o aço (parte do núcleo). No caso em que o teor de C está em uma faixa de menos de 0,40%, os efeitos pretendidos devido à ação acima não podem ser obtidos. Entretanto, no caso em que o teor de C excede 0,75%, a tenacidade degrada. Isto causa um problema de produção tal como a fratura por enve-lhecimento de uma chapa laminada ou similar. Portanto, o teor de C é ajustado para estar em uma faixa de 0,40% ou mais até 0,75% ou menos, e é preferivelmente ajustado para estar em uma faixa de 0,50% ou mais até 0,65% ou menos para garantir mais estavelmente os efeitos descritos acima. Al: maior que 0,10% e não maior que 3,0% O Al será descrito em detalhes uma vez que o Al é o elemento mais importante no aço da invenção.

Uma pluralidade de lingotes foi preparada ajustando-se as composições para incluir: C: 0,50% ou mais a 0,60% ou menos; Si: 0,002% ou mais a 0,80% ou menos; Mn: 0,50% ou mais a 0,9% ou menos; S: 0,005% ou mais a 0,1% ou menos; Al: 0,010% ou mais a 3,5% ou menos; N: 0,001% ou mais a 0,035% ou menos; e P: 0,030% ou menos, com o saldo sendo Fe e as inevitáveis impurezas. Aços laminados de 50Φ foram produzidos usan- do-se os lingotes. As composições foram ajustadas dessa forma de modo que a dureza das chapas laminadas ficasse em uma faixa aproximadamente de 200 a 220HV. Amostras em forma de disco de 45Φx15 mm foram produzidas desses materiais.

Essas amostras foram submetidas a um teste de capacidade de usinagem (isto é, um método de teste descrito em “METHOD OF FINDING AND SELECTING WORKPIECE MATERIAL AND TOOL MATERIAL WITHOUT ERROR” editado por Katayama Akira, publicado pela The Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd., Tóquio, 2007, P.27), sob as condições apresentadas na Tabela 1. Furos tendo uma profundidade total de 1000 mm foram perfurados nas amostras em forma de disco a uma certa taxa de rotação da broca (m/min). No caso em que a broca não é danificada durante a perfuração, furos tendo uma profundidade total de 1000 mm foram perfurados a uma taxa de rotação da broca mais rápida, usando-se uma nova broca. Essa operação foi executada até a broca ser danificada. E então, entre as taxas de rotação nas quais as brocas não foram danificadas, a taxa de rotação máxima (isto é, a taxa de perfuração máxima (m/min) na qual a profundidade total do furo perfurado pela broca foi 1000 mm) foi usada na avaliação da capacidade de usinagem. Este é um teste que avalia a vida útil da ferramenta, e pode ser entendido que a ferramenta é menos facilmente danificada e a capacidade de usinagem do aço é melhor se a taxa máxima de corte for mais rápida. Tabela 1

O resultado dos testes está apresentado na figura 1. Em referência à figura 1, pode ser entendido que uma excelente vida útil da ferramenta pode ser obtida no caso em que a quantidade de Al excede 0,10% e não é maior que 3,0% (em uma faixa de mais de 0,1% a 3,0% ou menos).

Dos resultados dos testes acima, a quantidade de Al para melhorar a vida útil da ferramenta é ajustada para estar em uma faixa de mais de 0,1% a 3,0% ou menos.

Embora a razão detalhada em relação a porque foi possível obter esses resultados interessantes não seja clara, os inventores examinaram a superfície da ferramenta por EPMA ou espectroscopia eletrônica Auger após o teste de corte. Os inventores puderam confirmar que foi formado Al- 2O3 na superfície da ferramenta após o corte ainda que não tenha sido observado na superfície de um novo produto ferramenta.Com isso, é considerado que uma película dura de AI2O3 foi formada através da reação do Al no aço, que foi anexado à superfície da ferramenta durante 0 corte, com oxigênio no ar, oxigênio contido em um óleo de corte, ou oxigênio em uma película de homo-tratamento (Fe3O4) na superfície de uma broca de uma Chapa de Alta Velocidade (HSS) (0 homo-tratamento é também referido como um tratamento de vapor, e é um tratamento que forma uma película óxido no aço tendo uma espessura de vários micrômetros por tratamento térmico no vapor ou similar para fornecer resistência à corrosão ou similar a uma ferramenta. Referir-se ao “HANDBOOK FOR HEAT TREATMENT,” editado pela The Japan Society for Heat Treatment, publicado por The Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd., Tóquio, 2000, P. 569).

Uma vez que o AI2O3 tem uma dureza de cerca de 3000 HV, o AI2O3 é mais duro que um aço de broca HSS (tendo uma dureza de cerca de 700 HV), e não se desgasta facilmente. Em adição, geralmente se um material de aço é o mesmo material (aço) que a ferramenta, ocorre a adesão na porção de contato, e portanto a ferramenta é vulnerável à abrasão (abrasão por adesão). Em, contraste, se o AI2O3 for interposto entre esses materiais, é possível reduzir o contato entre os mesmos materiais (aço); e portanto o desgaste da ferramenta pode ser suprimido. Portanto, foi suposto que a vida útil da ferramenta foi melhorada uma vez que a película de AI2O3 evitou a abrasão por adesão.

O aço de corte livre convencional, que inclui Pb, se funde facil- mente devido a um aumento na temperatura durante o processamento do corte porque o Pb tem um baixo ponto de fusão de cerca de 330°C. Isto provoca a ação de lubrificação na interface entre a ferramenta e as sucatas de corte; e assim a adesão é evitada. Em adição, uma vez que a ductilidade é diminuída devido à fusão do Pb, é fácil provocar uma fratura dúctil, em uma porção que circunda uma borda da lâmina. Portanto, a capacidade de usinagem é melhorada uma vez que a energia de processamento da deformação necessária para o corte e diminuída. Entretanto, isto não é preferível em relação à saúde, e assim um elemento de corte livre, que não inclua Pb, é requerido. Em um aço de corte livre convencional, que inclui S, a capacidade de usinagem é melhorada devido a dois efeitos. O primeiro efeito é uma a- ção lubrificante que é criada pelo MnS uma vez que o MnS é grandemente deformado a altas temperaturas e é ligado à interface entre a ferramenta e as sucatas de corte. O segundo efeito é uma promoção da fratura dúctil alcançada pelo fato de que o MnS em uma porção que contata a borda da lâmina da ferramenta se torna o ponto de partida da fratura. Entretanto, uma vez que o MnS é estirado no forjamento a quente, há o problema de que as características mecânicas tais como tenacidade dúctil em uma direção perpendicular à direção de forjamento são degradadas.

Em contraste, na chapa de aço da presente invenção, é considerado que uma película de AI2O3 é formada na superfície da ferramenta; e assim o desgaste da ferramenta pode ser suprimido.

Em geral, se a dureza de um material de aço for maior, o tempo de vida útil da ferramenta geralmente diminui. Entretanto, quando comparado com um material de aço tendo um nível igual de dureza, o aço da presente invenção tem um efeito de aumentar a vida útil da ferramenta.

A quantidade de Al está preferivelmente em uma faixa de 0,11 % ou mais a 3,0% ou menos. A quantidade de Al está mais preferivelmente em uma faixa de 0,15% ou mais a 2,9% ou menos, e está ainda mais preferivelmente em uma faixa de 0,2% ou mais a 1,1% ou menos.

Essa configuração se refere a um aço para endurecimento por indução e, em geral, no endurecimento por indução, uma porção da superfí- cie do aço com uma espessura de 2 a 3 mm da superfície é aquecida a uma temperatura dentro da faixa de não menos que o ponto A1 (isto é, a temperatura de transformação da fase ferrita (fase a) na fase austenita (fase g)), e então o aço é submetido ao resfriamento a água. Devido a isso, a camada de superfície se torna martensita (tendo uma dureza de cerca de 600HV ou mais).

Se o teor de Al aumenta, o ponto A1 aumenta. Se o teor de Al exceder 3,0%, a transformação de fase não ocorre no endurecimento por indução. Portanto, do ponto de vista de endurecimento por indução, é necessário ajustar o teor de Al para estar em uma faixa de 3,0% ou menos.

Em adição, o Al age tipicamente como um agente desoxidante e, como resultado, o Al2O3 permanece no aço com um teor em uma faixa de aproximadamente 0,001% ou mais a 0,002% ou menos. Aqui, a quantidade de Al no Al2O3 é 27x2/(27x2 + 16x3). Uma porção do Al remanescente é ligada com o N, e assim é formado AlN. É considerado que o Al no AlN dificilmente forma uma solução sólida e não reage com o oxigênio na atmosfera, o oxigênio no lubrificante de corte, ou o oxigênio na película de homo- tratamento (Fe3O4) na superfície da broca HSS.

Portanto, é preferido que o teor de Al na solução sólida (isto é, a quantidade de Al exceto para o AlN) excede 0,1%. Por isto, é preferido que a relação a seguir seja satisfeita: [%Al] - (27/14)x[%N] - 0,001 > 0,10%,

Aqui os colchetes [ ] na relação indicam o teor de um elemento (em % em massa). Em adição, a relação acima é uma fórmula que pode ser obtida na suposição de que toda a quantidade de N no aço é ligada com Al devido aos tratamentos térmicos ou similares executados na produção do aço Si: igual a ou maior que 0,002% e igual a ou menor 3,0% Si é um elemento que é adicionado como um agente desoxidante na produ- ção do aço bem como para melhorar a resistência de um material de aço, e o teor de Si é ajustado conforme a resistência necessária. Entretanto, é ne- cessário que o teor de Si esteja na faixa de 0,002% ou mais para efetuar a ação de desoxidação. Entretanto, no caso em que o teor de Si excede 3,0%, a tenacidade e a ductilidade do material de aço são diminuídas e, ao mesmo tempo, a capacidade de usinagem do material de aço é diminuída porque várias inclusões duras são geradas dentro do material de aço. Portanto, o teor de Si é ajustado para estar em uma faixa de 0,002% ou mais até 3,0% ou menos. O teor de Si está preferivelmente em uma faixa de 0,3% ou mais até 3,0% ou menos. A quantidade de Si está mais preferivelmente em uma faixa de 0,4% ou mais até 2,5% ou menos, e está ainda mais preferivelmente em uma faixa de 0,5% ou mais até 2,2% ou menos. Se a quantidade de Si for ajustada para estar em uma faixa de 0,6% ou mais até 2,1% ou menos, uma excelente resistência é alcançada. Se a quantidade de Si for ajustada para estar em uma faixa de 0,8% ou mais até 2,0% ou menos, uma resistência mais excelente é obtida. Mn: igual a ou mais que 0,20% e igual a ou menos que 2,0% Similarmente ao Si, o Mn é um elemento que melhora a resistência do material de aço, e o teor de Mn é ajustado conforme a resistência desejada. Portanto, é necessário garantir que o teor de Mn esteja em uma faixa de 0,20% ou mais para efetuar essa ação. Entretanto, no caso em que o teor de Mn excede 2,0%, a capacidade de endurecimento é aumentada excessivamente. Assim, na produção do material, a formação de uma micro- estrutura bainita ou de um constituinte martensita-austenita é promovida, e assim a capacidade de processamento é diminuída. Portanto, a quantidade de Mn é ajustada para estar em uma faixa de 0,20% ou mais até 2,0% ou menos. No caso em que a forma de uma peça é formada cortando-se o aço da presente configuração e então a peça é submetida ao endurecimento por indução, é preferido que o aço seja relativamente macio nos processos até o processo de corte e o aço serem endurecidos para ter uma dureza pretendida pelo endurecimento por indução. Para realizar tal capacidade excelente de processamento, o teor de Mn é ajustado para estar, preferivelmente, em uma faixa de 0,40% ou mais até 1,5% ou menos e, mais preferivelmente, em uma faixa de 0,45% ou mais até 1,0% ou menos. S: igual a ou mais que 0,002% e igual ou menos que 0,1% É necessário incluir S a um teor em uma faixa de 0,002% ou mais para garantir a capacidade de usinagem mínima. No caso em que o teor de S excede 0,1%, é provocada a degradação da tenacidade ou da resistência à fadiga. Portanto, o teor de S é ajustado para estar em uma faixa de 0,002% ou mais até 0,1% ou menos. No caso de ser usado para rodas dentadas, o teor de S está, preferivelmente, em uma faixa de 0,005 ou mais até 0,06% ou menos e, mais preferivelmente, em uma faixa de 0,01 ou mais até 0,05% ou menos. P: 0,030% ou menos

O P serve para degradar a tenacidade de uma camada endurecida. Em particular, no caso em que o teor de P excede 0,030%, a tenacidade é feita degradar notavelmente, Portanto, o teor de P é ajustado para estar em uma faixa de 0,030% ou menos. O teor de P é ajustado para estar, preferivelmente, em uma faixa de 0,0001% ou mais até 0,030% ou menos e, mais preferivelmente, em uma faixa de 0,0001% ou mais até 0,020% ou menos. N: 0,035% ou menos

No caso em que a quantidade de adição de N excede 0,035%, ele leva a uma notável degradação em termos de fragilidade a quente, e isso torna extremamente difícil produzir um aço laminado. Portanto,.o teor de N é limitado para estar em uma faixa de 0,035% ou menos.

Em adição, o N reage com Al para formar AIN; e, portanto, o N tem um efeito de suprimir o embrutecimento dos grãos de cristal. Em geral, é difícil formar tais grãos de cristal grandes através do aquecimento por indu-ção porque o tempo de aquecimento é extremamente curto diferentemente do aquecimento típico em um forno de tratamento térmico. Entretanto, no caso em que é pretendido promover positivamente o refino dos grãos de cristal, é preferido que o teor de N seja ajustado para estar em uma faixa de 0,0001% ou mais até 0,035% ou menos. Mais preferivelmente, o N é adicionado em uma quantidade em uma faixa de aproximadamente 0,001% ou mais até 0,015% ou menos. Em adição, é ainda mais preferível que a quantidade de N seja ajustada para estar em uma faixa de aproximadamente 0,002% ou mais até 0,007% ou menos.

É preferido que o aço da presente invenção também inclua os elementos que serão mencionados abaixo, de acordo com a necessidade. B: igual a ou mais que 0,0004% e igual a ou menos que 0,005%

O B é um elemento que é importante em dois pontos. Um ponto se refere a uma ação que fornece capacidade de endurecimento ao aço. No caso em que a quantidade de B está em uma faixa de 0,0004% ou mais, B segrega suficientemente nas bordas dos grãos de austenita; e, portanto, a capacidade de endurecimento é desenvolvida. O B é prático em termos de economia, uma vez que uma quantidade muito pequena de B pode desenvolver a capacidade de endurecimento e o custo das matérias-primas de B é barato. O outro ponto se refere a uma ação que aumenta a resistência das bordas do grão de cristal. Se a camada de superfície for endurecida através de endurecimento por indução, ele se torna frágil e se fratura nas bordas dos grãos de cristal. O B serve para prevenir essa fragilidade. Mesmo nesse caso, é necessário que o B segregue através das bordas dos grãos de austeni-ta e, portanto, é necessário adicionar B a um teor em uma faixa de 0,0004% ou mais. No caso em que a quantidade adicionada de B excede 0,005%, o material de aço, ao contrário, se torna frágil. Portanto, a quantidade de B é ajustada para estar em uma faixa de 0,0004% ou mais até 0,005% ou menos.

Particularmente, no aço da presente invenção, uma vez que o teor de Al excede 0,1%, o BN é raramente formado; e portanto as ações e efeitos do B descritos acima são fáceis de se obter.

O teor de B está, preferivelmente, em uma faixa de 0,0005 ou mais more até 0,004% ou menos e, mais preferivelmente, em uma faixa de 0,001% ou mais até 0,0035% ou menos. Nesse caso, pode ser produzido um aço que tenha excelente capacidade de endurecimento bem como excelentes características mecânicas. Ti: igual a ou mais que 0,004% e igual a ou menos que 0,10%

O Ti é um elemento que é importante em dois pontos. Um ponto se refere a uma ação que refina o diâmetro dos grãos de cristal após o a- quecimento por indução. O outro ponto se refere a uma ação que evita uma diminuição na quantidade de solução sólida de B devido à formação de BN, pela segregação de N na forma de TiN. Tipicamente, nesse último ponto, a quantidade de adição de Ti precisa ser 3,43 vezes a do N. Entretanto, uma vez que o aço da presente invenção inclui uma grande quantidade de Al, tal quantidade de Ti não é necessária. No caso em que o teor de Ti está em uma faixa de menos de 0,004%, ambos os efeitos são insuficientes. Entretanto, no caso em que o teor de Ti excede 0,10%, inclusões brutas e grandes de Ti são formadas e agem como ponto de partida da fratura de fadiga. Portanto, o teor de Ti é ajustado para estar em uma faixa de 0,004% ou mais até 0,10% ou menos.

O teor de Ti está, preferivelmente, em uma faixa de 0,005% ou mais até 0,08% ou menos e, mais preferivelmente, em uma faixa de 0,01% ou mais até 0,03% ou menos. Nesse caso, o efeito de melhorar a capacidade de endurecimento devido ao B em solução sólida pode ser efetivamente utilizado, e em adição os grãos de cristal podem ser refinados.

Ou um ou ambos entre Cr: igual a ou mais que 0,05% e igual a ou menos que 1,50%, e Mo: igual a ou mais que 0,05% e igual a ou menos que 0,6%

O Cr e o Mo são elementos que melhoram a resistência do material de aço, e podem ser incluídos em uma certa quantidade de acordo com a resistência desejada e o tamanho das peças.

Entretanto, no caso em que o teor de Cr está em uma faixa de menos que 0,05%, é impossível obter os efeitos pretendidos das ações descritas acima. Entretanto, no caso em que o teor de Cr excede 1,50%, a capacidade de endurecimento é aumentada excessivamente. Assim, na produção de um material (aço), a formação de uma estrutura bainita ou de um constituinte martensita-austenita é promovida, e portanto a capacidade de processamento é diminuída. Portanto, se adicionado, o teor de Cr é ajustado para estar em uma faixa de 0,05% ou mais até 1,50% ou menos. Em particular, no caso em que é necessário fundir facilmente cementita durante o a- quecimento por indução de modo a uniformizar a solução sólida C, é preferí- vel que o teor de Cr esteja em uma faixa de 0,05% ou mais até 0,2% ou menos.

O efeito não pode ser obtido no caso em que a quantidade de Mo está em uma faixa de menos de 0,05%. Entretanto, no caso em que o teor de Mo excede 0,6%, a capacidade de endurecimento é aumentada excessivamente. Assim, na produção do material (aço), a formação de uma estrutura bainita ou de um constituinte martensita-austenita é promovida, e portanto a capacidade de processamento é diminuída. Portanto, se adicionado, a quantidade de MO é ajustada para estar em uma faixa de 0,05% ou mais até 0,6% ou menos.

Em uma tentativa para melhorar a resistência do material de aço, ou um ou ambos entre Cr e Mo pode(m) ser adicionado(s), uma vez que Cr e Mo executam uma ação comum.

Ou um ou ambos entre Nb: igual a ou mais que 0,005% e igual a ou menor que 0,2%, e V: igual a ou maior que 0,01% e igual a ou menor que 1,0%

Carbonitretos de Nb e V se precipitam no aço, e esses carboni- tretos têm uma propriedade de ligação para fixar as bordas dos grãos de cristal e, portanto, Nb e V servem para refinar os grãos de cristal. Isto resulta em um aumento na resistência das bordas dos grãos de cristal.

No caso em que a quantidade de Nb está em uma faixa de menos de 0,005%, a quantidade de precipitados é pequena, e portanto a ação de suprimir o crescimento dos grãos é insuficiente. Entretanto, no caso em que a quantidade de Nb excede 0,2%, a fragilidade a quente do aço aumenta, e isso torna difícil a produção do aço. Portanto, a quantidade de Nb é a- justada para estar em uma faixa de 0,005% ou mais até 0,2% ou menos.

No caso em que a quantidade de V está em uma faixa de menos de 0,01%, a quantidade de precipitados é pequena, e portanto a ação de suprimir o crescimento dos grãos é insuficiente. Entretanto, no caso em que a quantidade de V excede 1,0%, a fragilidade a quente do material aumenta, e isso torna difícil produzir o aço. Portanto, a quantidade de V é ajustada para estar em uma faixa de 0,01 % ou mais até 1,0% ou menos Um ou ambos entre Nb e V pode(m) ser adicionado(s), uma vez que Nb e V executam a mesma ação.

Um ou ambos entre Ni: igual a ou mais que 0,05% e igual a ou menos que 2,0%, e Cu: igual a ou mais que 0,01% e igual a ou menos que 2,0% Ambos os elementos Ni and Cu são elementos que melhoram a resistência do material de aço, e podem ser incluídos em uma certa quantidade conforme a resistência necessária e o tamanho das peças.

Entretanto, no caso em que o teor de Ni está em uma faixa de menos de 0,05%, é impossível obter os efeitos pretendidos das ações descritas acima. Entretanto, no caso em que o teor de Ni excede 2,0%, a capacidade de endurecimento é aumentada excessivamente. Assim, na produção de um material (aço), a formação de uma estrutura bainita ou de um constituinte martensita-austenita é promovida e, portanto, a capacidade de pro-cessamento é diminuída. Portanto, a quantidade de Ni é ajustada para estar em uma faixa de 0,05% ou mais até 2,0% ou menos.

Os efeitos pretendidos das ações descritas acima não podem ser obtidos no caso em que o teor de Cu está em uma faixa de menos de 0,01%. Entretanto, no caso em que o teor de Cu excede 2,0%, a capacidade de endurecimento é aumentada excessivamente. Assim, na produção do material (aço), a formação de uma estrutura bainita ou um constituinte martensita-austenita é promovida; e portanto a capacidade de processamento é diminuída. Portanto, a quantidade de Cu é ajustada para estar em uma faixa de 0,01% ou mais até 2,0% ou menos. Em adição, no caso de incluir Cu, é preferido que o Ni seja também adicionado a uma quantidade que seja metade daquela do Cu, porque o Cu também tem o problema de provocar a fragilidade a quente.

Em adição, no caso de melhoria da capacidade de usinagem, um ou dois elementos selecionados do grupo consistindo em Sb: igual a ou mais que 0,0005% e igual a ou menos que 0,0150%; Sn: igual a ou mais que 0,005% e igual a ou menos que 2,0%; Zn: igual a ou mais que 0,0005% e igual a ou menos que 0,5%; Te: igual a ou mais que 0,0003% e igual a ou menos que 0,2%; Bi: igual a ou mais que 0,005% e igual a ou menos que 0,5%; e Pb: igual a ou mais que 0,005% e igual a ou menos que 0,5% podem ser adicionados em adição aos componentes respectivos conforme descrito acima. Sb: igual a ou mais que 0,0005% e igual a ou menos que 0,0150%

O Sb torna a ferrita adequadamente frágil e, devido a essa a- ção, o Sb serve para melhorar a capacidade de usinagem. No caso em que o teor de Sb está em uma faixa de menos de 0,0005%, o efeito não pode ser apresentado. Em adição, no caso em que o teor de Sb excede 0,0150%, a macrossegregação de Sb se torna excessiva, e torna difícil produzir o aço. Portanto, se o Sb é adicionado, o teor de Sb é ajustado para estar em uma faixa de 0,0005% ou mais até 0,0150% ou menos. Sn: igual a ou mais que 0,005% e igual a ou menos que 2,0%

O Sn torna a ferrita frágil; e devido a essa ação, o Sn tem efeitos de aumentar a vida útil da ferramenta e melhorar a rugosidade da superfície. Entretanto, no caso em que o teor de Sn está em uma faixa de menos de 0,005%, aqueles efeitos não podem ser exibidos. Em adição, no caso em que o teor de Sn excede 2,0%, a produção do aço se torna difícil. Portanto, se o Sn for adicionado, o teor do Sn é ajustado para estar em uma faixa de 0,005% ou menos até 2,0% ou menos. Zn: igual a ou mais que 0,0005% e igual a ou menos que 0,5%

O Zn torna a ferrita frágil, e devido a essa ação, o Zn tem efeitos de aumentar a vida útil da ferramenta e melhorar a rugosidade da superfície. Entretanto, no caso em que o teor de Zn está em uma faixa de menos de 0,0005%, esses efeitos não podem ser apresentados. Em adição, no caso em que o teor de Zn excede 0,5%, a produção do aço se torna difícil. Portanto, se o Zn for adicionado, o teor de Zn é ajustado para estar em uma faixa de 0,0005% ou mais até 0,5% ou menos. Te: igual a ou mais que 0,0003% e igual a ou menos que 0,2%

O Te é um elemento que melhora a capacidade de usinagem. Em adição, o Te forma MnTe, e o Te coexiste com MnS. Portanto, o Te di- minui a capacidade de deformação de MnS e, devido a essa ação, o Te serve para suprimir a estampagem em uma forma de MnS. Dessa forma, o Te é um elemento que é eficaz na redução da anisotropia. Entretanto, no caso em que o teor de Te está em uma faixa de menos de 0,0003%, esses efeitos não podem ser apresentados. Em adição, no caso em que o teor de Te excede 0,2%, não apenas esses efeitos se tornam saturados mas também a ductilidade a quente é diminuída, e isso se torna a causa de falhas. Portanto, se o Te for adicionado, o teor de TE é ajustado para estar em uma faixa de 0,0003% ou mais até 0,2% ou menos. Bi: igual a ou mais que 0,005% e igual a ou menos que 0,5%

O Bi é um elemento que melhora a capacidade de usinagem. Entretanto, no caso em que o teor de Bi está em uma faixa de menos de 0,005%, esse efeito não pode ser obtido. Em adição, no caso em que o teor de Bi excede 0,5%, não apenas o efeito de melhorar a capacidade de usinagem se torna saturado como também a ductilidade a quente é diminuída, e isto se torna a causa de falhas. Portanto, se o Bi for adicionado, o teor de Bi é ajustado para estar em uma faixa de 0,005% ou mais até 0,5% ou menos. Pb: igual a ou maior que 0,005% e igual a ou menor que 0,5% O Pb é um elemento que melhora a capacidade de usinagem.

Entretanto, no caso em que o teor de Pb está em uma faixa de menos de 0,005%, esse efeito não é confirmado. Em adição, no caso em que o teor de Pb excede 0,5%, não apenas o efeito de melhorar a capacidade de usinagem se torna saturado como também a ductilidade a quente é diminuída, e isto se torna a causa de falhas. Portanto, se o Pb for adicionado, o teor de Pb é ajustado para estar em uma faixa de 0,005% ou mais até 0,5% ou menos.

Em adição, no caso de controle da configuração de MnS, um ou mais elementos selecionados do grupo consistindo em: Mg: igual a ou maior que 0,0002% e igual a ou menor que 0,003%; Ca: igual a ou maior que 0,0003% e igual a ou menor que 0,003%; Zr: igual a ou maior que 0,0003% e igual a ou menor que 0,005%; e REM: igual a ou maior que 0,0003% e i- gual a ou menor que 0,005% podem ser adicionados. . Mg: igual a ou maior que 0,0002% e igual a ou menor que 0,003%

O MnS alongado, que está presente em uma peça de aço, tem a desvantagem de provocar a anisotropia nas características mecânicas da peça de aço e a desvantagem de que ele se torna um ponto de partida para a fratura de fadiga do metal. Uma resistência à fadiga extrema é necessária dependendo das peças e, em tais casos, a adição de Mg é eficaz para controlar a configuração de MnS. O Mg forma (Mg, Mn)S no aço; e portanto o MnS se torna um composto mais duro. Portanto, a estampagem não ocorre durante a laminação, e assim torna-se possível controlar a configuração. Com o propósito de controlar a configuração de MnS, é necessário incluir Mg a um teor numa faixa de 0,0002% ou mais. Entretanto, no caso em que o teor de Mg excede 0,003%, o Mg embrutece os óxidos; e assim a resistência à fadiga é degradada contra a intenção pretendida. Portanto, se for adicionado Mg, o teor de Mg é ajustado para estar em uma faixa de 0,0002 ou mais até 0,003% ou menos. Ca: igual a ou mais que 0,0003% até igual a ou menos que 0,003%

O Ca é um elemento que também ajuda o controle da configuração do MnS. O Ca forma (Ca, Mn)S no aço, e portanto o MnS se torna um composto mais duro. Portanto a estampagem não ocorre durante a laminação, e assim se torna possível controlar a configuração. Com o propósito de controlar a configuração de MnS, é necessário incluir Ca a um teor em uma faixa de 0,0003% ou mais. Entretanto, no caso em que o teor de Ca excede 0,003%, o Ca embrutece os óxidos, e assim a resistência à fadiga é, ao con-trário, degradada. Portanto, se o Ca for adicionado, seu teor é ajustado para estar em uma faixa de 0,0003 ou mais até 0,003% ou menos. Zr: igual a ou mais que 0,0003% até igual a ou menos que 0,005%

O Zr é também um elemento eficaz para controlar a configuração de MnS. O Zr forma (Zr, Mn)S no aço, e assim o MnS se torna um composto mais duro. Portanto, a estampagem não ocorre durante a laminação, e assim se torna possível controlar a configuração. Para controlar a configuração do MnS, é necessário incluir Zr a um teor na faixa de 0,0003% ou mais. Entretanto, no caso em que o teor de Zr excede 0,005%, o Zr embrutece os óxidos; e portanto a resistência à fadiga é, ao contrário, degradada. Portanto, se Zr for adicionado, o teor de Zr é ajustado para estar em uma faixa de 0,0003 ou mais até 0,005% ou menos. REM: igual a ou mais que 0,0003% até igual a ou menos que 0,005%

Os REM são também elementos eficazes para controlar a configuração de MnS. Os REM formam (REM, Mn)S no aço, e assim o MnS se torna um composto mais duro. Portanto, a estampagem não ocorre durante a laminação, e assim torna-se possível controlar a configuração. Para controlar a configuração de MnS, é necessário incluir REM a um teor em uma faixa de 0,0003% ou mais. Entretanto, no caso em que o teor de REM excede 0,005%, os REM embrutecem os óxidos, e portanto a resistência à fadiga é degradada ao contrário do pretendido. Portanto, se os REM forem adicionados, o teor de REM é ajustado para estar em uma faixa de 0,0003% ou mais até 0,005% ou menos.

Em adição, os REM indicam um elemento metal terra rara, que são um ou mais selecionados entre Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, e Lu.

O aço da presente invenção pode realizar as ações e efeitos descritos acima no caso em que tenha a composição descrita acima. Portanto, o aço da presente invenção é produzido por métodos conhecidos, e suas condições de produção não são especificamente limitadas. Tipicamente o aço da presente invenção é um aço laminado que pode ser produzido controlando-se a composição de uma placa e submetendo-se a placa à laminação a quente ou à laminação a frio.

Embora o aço da presente invenção seja um aço que tem uma capacidade de usinagem extremamente excelente, exemplos de utilização do aço (isto é, processos de produção de produtos tais como peças e similares usando-se o aço) podem incluir um caso em que a forma de uma peça é formada cortando-se um aço laminado (isto é, o aço da presente invenção) e então o endurecimento por indução é executado em um caso no qual um aço laminado é forjado, a forma de uma peça é formada cortando-se o aço laminado forjado e então o endurecimento por indução é executado, um caso em que o recozimento é executado antes do corte, e similares. Em adição, é possível também aumentar a dureza da camada de superfície após o endurecimento por indução executando-se nitruração suave antes do endu-recimento por indução, e o aço da presente invenção pode ser aplicado a tal processo. Além disso, é possível produzir peças a partir do aço pela combinação da pluralidade de processos acima descritos entre si.

EXEMPLOS

Doravante, a presente invenção será descrita em maiores detalhes em relação aos Exemplos. Entretanto, os Exemplos a seguir não pretendem limitar a invenção. Todas as mudanças no projeto feitas em vista das intenções, que serão descritas mais tarde, devem cair dentro do escopo técnico da presente invenção. Abaixo, a presente invenção será descrita em relação aos E- xemplos.

Barras de aço de 50Φforam produzidas pela fusão e laminação de aços apresentados nas Tabelas 2 a 4.

Os aços laminados foram cortados, e suas seções transversais foram polidas. Uma dureza média foi obtida medindo-se as durezas Vickers de três pontos, posicionados a uma profundidade de 12,5mm da superfície, sob uma carga de 10kg.

Entretanto, as amostras em forma de disco de 45Φx15 mm fo-ram produzidas desses materiais (isto é, os aços laminados). Essas amos-tras em forma de disco foram submetidas a um teste de capacidade de usi- nagem sob as condições apresentadas na Tabela 1. Conforme descrito aci-ma, a capacidade de usinagem foi avaliada pela obtenção da taxa de perfu-ração máxima (m/min) pela qual 1.000 mm da profundidade total do furo perfurado pela broca foram alcançados. Este é um teste que avalia a vida útil da ferramenta.

Entretanto, amostras cilíndricas de 17,5Φx52,5mm foram produ-zidas desses materiais, Essas amostras cilíndricas foram submetidas ao en-durecimento por indução sob condições pelas quais uma porção dentro de uma profundidade de 2mm se tornou uma camada endurecida. Posterior-mente seções transversais das amostras foram cortadas e polidas, e a dure-za média da camada de superfície foi obtida medindo-se as durezas Vickers de 10 pontos, posicionados em uma profundidade de 0,5 mm da camada de superfície, sob uma carga de 300 g. Este é um índice que avalia a resistên-cia do aço para endurecimento por indução, em particular quando usado pa-ra uma variedade de peças, tais como uma roda dentada.

Os resultados da dureza média, vida útil da ferramenta, e dureza média da camada de superfície após o endurecimento por indução dos aços laminados, que foram obtidos pelos testes, estão apresentados nas Tabelas 5 e 6. Tabela 5

Tabela 6

Os resultados dos testes dos exemplos da invenção são comparados com aqueles dos exemplos comparativos em todos os níveis de dureza dos aços laminados. Isto é porque a comparação é insignificante, a menos que seja feita entre materiais de aço tendo substancialmente a mesma 5 dureza, uma vez que a capacidade de usinagem é influenciada pela dureza.

O mesmo numeral em um número de amostra (amostra n°) indica o mesmo nível de dureza dos aços laminados.

As amostras nos 1A e 1B são exemplos da invenção. As suas vidas úteis de ferramenta são excelentes. Em adição, as durezas das cama- 10 das de superfície são HV600 ou mais; e, portanto, esses são materiais de aço que produzem características de resistência suficientes. As amostras nos 1C e 1D são exemplos comparativos. A amostra n° 1C é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção. A amostra n° 1D é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção, entretanto a dureza da camada de superfície após o endurecimento por indução é diminuída porque a quantidade de C é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 2A é um exemplo da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção e o Pb está incluído. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais, e portanto esse é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 2B é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo no qual a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

As amostras nos 3A, 3B, 3C, e 3D são exemplos da invenção. As suas vidas úteis são excelentes. Em adição, as durezas das camadas de superfície são HV600 ou mais e, portanto, esses são materiais de aço que produzem características de resistência suficientes. A amostra n° 3E é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 4A é um exemplo da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da presente invenção e o Sb está também incluído. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais e, portanto, este é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 4B é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 5A é um exemplo da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção e o Bi está também incluído. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais; e, portanto, este é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 5B é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 6a é um exemplo da invenção. A sua vida útil de ferramenta é excelente. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais; e, portanto, esse é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 6B é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 7A é um exemplo da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção e o Sn está também incluído. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais; e, portanto, esse é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 7B é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente in-venção.

As amostras nos 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, e 8H são exemplos da invenção. As suas vidas úteis de ferramentas são excelentes, e as durezas das camadas de superfície são HV600 ou mais e, portanto, esses são materiais de aço que produzem características de resistência suficientes. A amostra n° 8i é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção. A amostra n° 8J é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 9A é um exemplo da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção e Zn está também, incluído. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais; e, portanto, esse é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 9B é um e- xemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente inven- ção.

As amostras nos 10A, 10B, e 10C são exemplos da invenção. As vidas úteis das ferramentas são excelentes. Em adição, as durezas das camadas de superfície são HV600 ou mais; e, portanto, esses são materiais de aço que produzem características de resistência suficientes. A amostra n° 10D é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

As amostras nos 11 A, 11B, 11C, 11 D, 11E, 11F, e 11G são e- xemplos da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção. Em adição, as durezas das camadas de superfície são HV600 ou mais; e, portanto, esses são materiais de aço que produzem características de resistência suficientes. A amostra n° 11H é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 12A é um exemplo da invenção. A vida útil da ferramenta é excelente porque a quantidade de Al está dentro da faixa da presente invenção e Te está também incluído. Em adição, a dureza da camada de superfície é HV600 ou mais; e, portanto, esse é um material de aço que produz características de resistência suficientes. A amostra n° 12B é um e- xemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção.

As amostras nos 13A, 13B, e 13C são exemplos da invenção. As vidas úteis das ferramentas são excelentes; em adição, a dureza das camadas de superfície é HV600 ou mais; e, portanto, esses são materiais de aço que produzem características de resistência suficientes. A amostra n° 13D é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída porque a quantidade de Al é menor que a faixa da presente invenção. A amostra n° 13E é um exemplo comparativo. Este é um exemplo em que a vida útil da ferramenta é diminuída devido ao aumento da quantidade de inclusões duras porque o teor de Si é maior que a faixa da presente invenção.

A amostra n° 14 é um exemplo comparativo. Esse é um exemplo em que as fraturas por envelhecimento são formadas após a laminação. Isto é porque a tenacidade é degradada uma vez que o teor de C é maior que a faixa da presente invenção.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

O aço para endurecimento por indução da presente invenção pode ser muito adequadamente usado como material de aço que é aplicado a um processo de produção de produtos, tais como peças, nas quais o aço é submetido a tratamentos de processamento tais como corte, e então é submetido ao endurecimento por indução. Em particular, o aço da presente invenção pode ser muito adequadamente usado como aço para a produção de peças, que são usadas para rodas dentadas, uma CVT, ou uma CVJ para veículos, ou similar, através de endurecimento por indução.

Claims

1. Aço para endurecimento por indução, caracterizado pelo fato de que consiste de: em termos de % em massa, C: 0,50% ou mais até 0,75% ou menos; Si: 0,002% ou mais até 3,0% ou menos; Mn: 0,20% ou mais até 2,0% ou menos; S: 0,002% ou mais até 0,1% ou menos; Al: 1,1% ou mais até 3,0% ou menos; P: 0,030% ou menos; N: 0,035% ou menos; opcionalmente um ou mais selecionados do grupo consistindo de, B: 0,0004% ou mais até 0,005% ou menos; Ti: 0,004% ou mais até 0,10% ou menos; Cr: 0,05% ou mais até 1,50% ou menos; Mo: 0,05% ou mais até 0,6% ou menos; Nb: 0,005% ou mais até 0,2% ou menos; V: 0,01% ou mais até 1,0% ou menos; Sb: 0,0005% ou mais até 0,0150% ou menos; Sn: 0,005% ou mais até 2,0% ou menos; Zn: 0,0005% ou mais até 0,5% ou menos; Te: 0,0003% ou mais até 0,2% ou menos; Bi: 0,005% ou mais até 0,5% ou menos; Pb: 0,005% ou mais até 0,5% ou menos; Zr: 0,0003% ou mais até 0,005% ou menos; REM: 0,0003% ou mais até 0,005% ou menos; Ni: 0,05% ou mais até 2,0% ou menos; e Cu: 0,01% ou mais até 2,0% ou menos, com o restante sendo Fe e as inevitáveis impurezas, em que a seguinte expressão (1) é satisfeita, [%Al] - (27/14) x [%N] — 0,001 > 0,10%: expressão (1), e [%Al] na expressão (1) representa uma quantidade de Al no aço em termos de % em massa, e [%N] na expressão (1) representa uma quan-tidade de N no aço em termos de % em massa.