CN102439187A - 机械结构用钢 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械结构用钢，其在满足作为机械结构用钢的强度特性的同时，在利用高速钢工具的断续切削及利用超硬工具的连续切削两方面发挥优异的被削性(特别是工具寿命)。本发明的机械结构用钢含有C：0.05～0.9质量％、Si：0.03～2质量％、Mn：0.2～1.8质量％、P：0.03质量％以下、S：0.03质量％以下、Al：0.1～0.5质量％、N：0.002～0.017质量％、以及O：0.003质量％以下，并且含有选自Ti：0.05质量％以下(不包括0质量％)、以及B：0.008质量％以下(不包括0质量％)中的1种以上，余量由铁及不可避免的杂质组成，满足下述式(1)～(3)。式(1)：[N]-0.3×[Ti]-1.4×[B]＜(0.0004/[Al])-0.002；式(2)：[Ti]-[N]/0.3＜0.005；式(3)：[Ti]-[N]/0.3＜0时，[B]-([N]-0.3×[Ti])/1.4＜0.003，[Ti]-[N]/0.3≥0时，[B]＜0.003。

Description

机械结构用钢
技术领域
本发明涉及用于制造被实施切削加工的机械部件的机械结构用钢，特别涉及在滚刀(hob)加工之类的低速的断续切削中具有优异的被削性、并且具有优异的热加工性的机械结构用钢。
背景技术
对于以汽车用变速器和差动装置为首的各种齿轮传动装置中所用的齿轮、轴、滑轮或等速万向接头等、以及曲轴、连杆等机械结构用部件，一般来说是在实施锻造等加工后，通过实施切削加工而精整为最终形状的。由于该切削加工所需的成本在制作费用中所占的比例很大，因此对于构成上述机械结构部件的钢材要求被削性良好。由此，以往公开过用于改善被削性的技术。
作为此种技术的代表性例子，例如有添加Pb的技术、或添加S而生成MnS的技术。但是，由于Pb对人体有害，因此使用受到限制。另外，在起因于硫化物的机械的特性劣化成为问题的部件中，在S的使用中存在极限。此外，特别是在齿轮等的切削加工中，一般的做法是进行借助滚刀的切齿，而此时的切削与所谓的旋削等连续切削不同，是被称作断续切削的样式。在现实状况下，在滚切中改善被削性的钢材基本上尚未得到实用化。作为滚刀使用的工具坯料是高速钢(high-speed steel)，一般实施有TiAlN等的涂覆。已知在该情况下，因在比较低速的加工中反复进行切削和空转，工具表面在被氧化的同时发生磨损。
作为改善断续切削性的方法，在专利文献1中，记载有通过含有0.04～0.20％的Al、0.0030％以下的O而在高速(切削速度为200m/min以上)下的断续切削(工具寿命)方面优异的钢材。
专利文献2中，记载有如下的机械结构用钢，即，分别含有C：0.05～1.2％、Si：0.03～2％、Mn：0.2～1.8％、P：0.03％以下、S：0.03％以下、Cr：0.1～3％、Al：0.06～0.5％、N：0.004～0.025％、O：0.003％以下，并且含有Ca：0.0005～0.02％以及Mg：0.0001～0.005％，钢中的固溶N为0.002％以上，余量由铁及不可避免的杂质组成，并且满足(0.1×[Cr]+[Al])/[O]≥150。
另外，专利文献3中，记载有如下的机械结构用钢，即，含有C：0.1～0.85％、Si：0.01～1.0％、Mn：0.05～2.0％、P：0.005～0.2％、全部Al：超过0.1％而为0.3％以下、全部N：0.0035～0.020％，并且固溶N被限制为0.0020％以下。
专利文献1：日本特开2001-342539号公报
专利文献2：日本专利第4193998号公报
专利文献3：日本特开2008-13788号公报
但是，专利文献1中记载的钢材并非以低速(例如切削速度为150m/min左右)下的断续切削为对象。另外，一旦Al的含量增加，加热时的延展性就会降低，从而出现在热轧或热锻等热加工中容易产生裂纹等问题。
另外，专利文献2中，前提是添加Mg及Ca，通过Mg和Ca的氧化物发生软化来改善断续切削中的被削性。但是，由于Mg和Ca还容易生成硫化物，因此会有这些硫化物在铸造时附着于喷嘴内部而导致喷嘴堵塞的问题。另外，专利文献2中认为，通过确保0.002％以上的钢中的固溶N量，可以改善被削性。但是，如果固溶N量增多，机械结构用钢的热加工性就会降低。
另外，专利文献3中记载，通过主要使AlN析出而限制固溶N量，借此来改善工具磨损。但是，在钢材制造时的连续铸造或热锻等中如果加热到大约1100℃以上，就会将AlN固溶，从而会有其后的热加工中的延展性降低的问题。
发明内容
本发明是着眼于所述的事情而完成的，其目的在于，提供一种机械结构用钢，其不依靠导致机械的特性降低的S添加量的增加，另外，不依靠Ca及Mg的添加，确保热加工性等制造性，并且在高速钢工具的低速下的断续切削(例如滚刀加工)中可以发挥优异的被削性(特别是工具寿命)。
可以达成上述目的的本发明的机械结构用钢含有C：0.05～0.9质量％、Si：0.03～2质量％、Mn：0.2～1.8质量％、P：0.03质量％以下(不包括0质量％)、S：0.03质量％以下(不包括0质量％)、Al：0.1～0.5质量％、N：0.002～0.017质量％以及O：0.003质量％以下(不包括0质量％)，并且含有选自Ti：0.05质量％以下(不包括0质量％)以及B：0.008质量％以下(不包括0质量％)中的1种以上，余量为铁及不可避免的杂质，满足下述式(1)～(3)。
式(1)：[N]-0.3×[Ti]-1.4×[B]＜(0.0004/[Al])-0.002
式(2)：[Ti]-[N]/0.3＜0.005
式(3)：[Ti]-[N]/0.3＜0时，
[B]-([N]-0.3×[Ti])/1.4＜0.003，
[Ti]-[N]/0.3≥0时，
[B]＜0.003。
其中，上述式(1)～(3)中[N]、[Ti]、[B]、[Al]分别表示机械结构用钢中的N、Ti、B、Al的含量(质量％)。
另外，本发明的机械结构用钢根据需要优选含有Cr：3质量％以下(不包括0质量％)、或者Mo：1.0质量％以下(不包括0质量％)、或者Nb：0.15质量％以下(不包括0质量％)。另外，本发明的机械结构用钢优选含有选自Zr：0.02质量％以下(不包括0质量％)、Hf：0.02质量％以下(不包括0质量％)以及Ta：0.02质量％以下(不包括0质量％)中的1种以上，或者含有选自V：0.5质量％以下(不包括0质量％)、Cu：3质量％以下(不包括0质量％)以及Ni：3质量％以下(不包括0质量％)中的1种以上。
根据本发明，可以恰当地调整机械结构用钢的化学成分，并且可以按照满足特定的关系的方式使N、Ti、B、Al这4种元素平衡。由此，就可以获得如下的机械结构用钢，即，满足作为机械结构用钢的强度特性，并且在利用高速钢工具的断续切削及利用超硬工具的连续切削两方面都发挥优异的被削性(特别是工具寿命)。
附图说明
图1是表示在本发明的实施例中所用的拉伸试验片的形状的图。
具体实施方式
本发明人等为了提高低速下的断续切削的被削性，从各种角度进行了研究。结果发现，通过恰当地调整机械结构用钢的化学成分，并且按照满足特定的关系的方式使N、Ti、B、Al这4种元素平衡，就可以提高钢的被削性(特别是工具寿命)，从而完成了本发明。本发明的机械结构用钢中所规定的化学成分组成的范围限定理由如下所示。
[C：0.05～0.9质量％]
C是为了确保作为机械结构部件来说所必需的强度而必需的元素，因此需要含有0.05质量％以上。但是，如果C含量过多，则硬度就会过度升高，被削性或韧性降低，因此需要为0.9质量％以下。而且，C含量的优选的下限为0.10质量％(更优选为0.15质量％)，优选的上限为0.7质量％(更优选为0.5质量％)。
[Si：0.03～2质量％]
Si作为脱氧元素是对于提高钢材的内部品质有效的元素。为了有效地发挥此种效果，Si含量需要为0.03质量％以上，优选为0.07质量％以上(更优选为0.1质量％以上)。另外，如果Si含量过多，在渗碳时会生成异常组织，另外热加工性及冷加工性受损。所以，Si含量需要为2质量％以下，优选为1.7质量％以下(更优选为1.5质量％以下)。
[Mn：0.2～1.8质量％]
Mn是提高淬火性而可以有效提高钢材的强度的元素。为了有效地发挥此种效果，Mn含量为0.2质量％以上(优选为0.4质量％以上，更优选为0.5质量％以上)。但是，如果Mn含量过多，则淬火性就会过度增大，即使在正火后也会生成过冷组织，被削性降低。所以，Mn含量为1.8质量％以下(优选为1.6质量％以下，更优选为1.5质量％以下)。
[P：0.03质量％以下(不包括0质量％)]
P是钢材中不可避免地含有的元素(杂质)，然而由于会促进热加工时的裂纹，因此P含量越少越好。为此，将P含量设为0.03质量％以下(更优选为0.02质量％以下，进一步优选为0.015质量％以下)。将P含量设为0质量％在工业上难以实现。
[S：0.03质量％以下(不包括0质量％)]
S是提高被削性的元素，然而如果过多地含有S，则钢材的延展性·韧性就会降低。由此，S含量的上限为0.03质量％(更优选为0.02质量％，进一步优选为0.015质量％)。特别是，如果S含量过多，则S与Mn反应而形成的MnS夹杂物的量就会增大，该夹杂物在压延时沿压延方向伸展而使垂直于压延方向的韧性(横向的韧性)劣化。但是，S是钢中不可避免地含有的杂质，将S含量设为0质量％在工业上难以实现。
[O：0.003质量％以下(不包括0质量％)]
如果O含量过多，则会生成粗大的氧化物夹杂物，对被削性或延展性·韧性、钢的热加工性以及延展性造成不良影响。所以将O含量的上限设为0.003质量％(优选为0.002质量％，更优选为0.0015质量％)。
[Al：0.1～0.5质量％]
为了提高断续切削性，与以往的表面硬化钢相比需要增多Al，特别是需要以固溶状态存在0.05质量％以上。另外，由于Al的一部分除了与N结合而抑制渗碳处理时的异常粒子生长以外，还作为脱氧剂发挥作用，因此Al作为整体来说需要含有0.1质量％以上(优选为0.15质量％以上，更优选为0.2质量％以上)。另一方面，如果Al过多，则Al容易在高温下与N结合而生成AlN，热加工性降低。由此，Al含量的上限为0.5质量％(优选为0.45质量％，更优选为0.4质量％)。
[N：0.002～0.017质量％]
N与Al结合而抑制粒子生长，发挥提高强度的效果。为了有效地发挥此种效果，N含量为0.002质量％以上(优选为0.003质量％以上，更优选为0.004质量％以上，进一步优选为0.005质量％以上)。另一方面，如果N含量过多，则在高温下生成AlN而降低热加工性。由此，N含量为0.017质量％以下(优选为0.015质量％以下，更优选为0.013质量％以下，进一步优选为0.011质量％以下)。
[Ti和/或B]
在添加了Ti的情况下，会生成TiN而有助于抑制粒子生长。另外，因所添加的Ti的大部分与N结合，N的固溶量得到抑制，从而改善钢材的热加工性。由于Ti的氮氧化物在高温下稳定，因此即使在1200℃以上的加热状态下也很少有再次固溶的情况，可以有效地改善热加工性。此外，由于Ti的一部分通过进入氧化物系夹杂物中而降低夹杂物的熔点，有助于改善被削性，因此在本发明中发挥重要的作用。
在添加了B的情况下，B与N结合而生成BN，该BN有助于改善热加工性和被削性。虽然BN与TiN相比易于在高温下再次固溶，然而由于通过在冷却过程中再次生成BN而抑制AlN的生成，因此热加工性得到改善。此外，由于B还具有被削性改善效果，因此它们是本发明的重要的方面。
如上所述，因Ti、B都与N结合，N的固溶量得到抑制，高温下的AlN得到抑制，因此可以改善钢材的热加工性。所以，本发明的机械结构用钢取代为了改善连续切削性以往一直使用的Ca，为了提高断续切削性而含有Ti、B中的至少一方。
而且，上述的Ti、B的含量是下述的范围。
[Ti：0.05质量％以下(不包括0质量％)]
为了有效地发挥上述的Ti的效果，最好Ti的含量为0.001质量％以上(优选为0.005质量％以上，更优选为0.009质量％以上，进一步优选为0.0012质量％以上)。另一方面，如果过多地添加Ti，则粗大的TiN会降低机械结构用钢的被削性。所以，Ti的含量为0.05质量％以下(优选为0.04质量％以下，更优选为0.03质量％以下，进一步优选为0.02质量％以下)。而且，如果相对于N添加量添加某个一定量以上的量的Ti，则未变成TiN而余下的固溶Ti在机械结构用钢的冷却过程中大量地析出微细的TiC，因此被削性或韧性降低。对于用于避免该情况的条件将在后面叙述。
[B：0.008质量％以下(不包括0质量％)]
为了有效地发挥上述的B的效果，最好B的含量为0.0005质量％以上(优选为0.0006质量％以上，更优选为0.0007质量％以上，进一步优选为0.0008质量％以上)。另一方面，如果过多地添加B，则淬火性就会升高到必需程度以上，机械结构用钢的硬度变高，被削性降低。所以，B的含量为0.008质量％以下(优选为0.0075％以下，更优选为0.007质量％以下，进一步优选为0.0065质量％以下)。
本发明中所用的机械结构用钢的基本成分如上所述，余量实际上是铁。但是，在机械结构用钢中当然容许含有不可避免的杂质，也可以使用在对本发明的作用不会造成不良影响的范围中还主动地含有其他元素的机械结构用钢。
本发明中十分重要的是，除了将机械结构用钢的化学成分调整为上述规定范围以外，还要按照满足下述式(1)～(3)的关系的方式调整机械结构用钢中的N、Ti、B、Al这4种元素的含量。
式(1)：[N]-0.3×[Ti]-1.4×[B]＜(0.0004/[Al])-0.002
式(2)：[Ti]-[N]/0.3＜0.005
式(3)：[Ti]-[N]/0.3＜0时，[B]-([N]-0.3×[Ti])/1.4＜0.003，[Ti]-[N]/0.3≥0时，[B]＜0.003。
其中，上述式(1)～(3)中[N]、[Ti]、[B]、[Al]分别表示机械结构用钢中的N、Ti、B、Al的含量(质量％)。
对式(1)～(3)的内容进行说明。首先，式(1)有关固溶N量的抑制。固溶N在机械结构用钢的冷却过程中利用与Al的结合形成AlN，使机械结构用钢的热加工性降低。由此，本发明中，固溶N量受到抑制。更具体来说，由于N更优先地与Ti、B结合，而不是Al，因此如果适量地添加Ti、B，则Ti、B的大致全部量都形成氮化物。基于此种前提，式(1)的左边是从总N量中减去乘以特定系数的总Ti量及总B量的值，相当于机械结构用钢的固溶N量。另外，式(1)的右边表示由Al量决定的固溶N的容许量。
其次，式(2)有关固溶Ti量的抑制。Ti因N的添加而形成TiN，然而如果相对于N添加量添加某个一定量以上的量的Ti，则过多的Ti(固溶Ti)在机械结构用钢的冷却过程中会大量地析出微细的TiC，使被削性和韧性降低。由此，利用式(2)的条件，将固溶Ti量抑制为小于0.005质量％(优选为小于0.002质量％)。
最后，式(3)有关固溶B量的抑制。B因N的添加而形成BN，然而由此将淬火性提高到必需程度以上，机械结构用钢变硬，从而使被削性降低。所以，利用式(3)，将固溶B量抑制为小于0.003质量％。
这里，在由于机械结构用钢中的Ti量少而存在没有完全与Ti结合的N的情况下([Ti]-[N]/0.3＜0时)，残存的固溶N在机械结构用钢的冷却过程中与B结合。由此，限制固溶B量的式子可以用[B]-([N]-0.3×[Ti])/1.4＜0.003表示。
另一方面，在因充分地添加Ti而不残存固溶N的情况下([Ti]-[N]/0.3≥0时)，限制固溶B量的式子可以用[B]＜0.003表示。
本发明的机械结构用钢中，通过如上所述地恰当地控制化学成分组成(尤其是Ti、B、N、Al的平衡)，来保持作为机械结构用钢的强度，并且提高低速下的断续切削性。另外，本发明的机械结构用钢根据需要，也可以含有以下的选择元素。与所含有的元素的种类对应地进一步改善钢材的特性。
[Cr：3质量％以下(不包括0质量％)]
Cr是提高钢材的淬火性从而有效地提高机械结构用钢的强度的元素。另外，Cr是通过与Al的复合添加而可以有效地提高钢材的断续切削性的元素。为了有效地发挥此种效果，Cr含量例如为0.1质量％以上(更优选为0.3质量％以上，进一步优选为0.7质量％以上)。但是，如果Cr含量过多，则因粗大碳化物的生成或过冷组织的发达而使被削性变差。所以，最好Cr含量为3质量％以下(更优选为2质量％以下，进一步优选为1.6质量％以下)。
[Mo：1.0质量％以下(不包括0质量％)]
Mo是确保母材的淬火性从而有效地抑制不完全淬火组织的生成的元素，也可以根据需要包含于机械结构用钢中。为了有效地发挥此种效果，Mo的含量例如为0.05质量％以上(更优选为0.1质量％以上，进一步优选为0.15质量％以上)。此种效果随着Mo的含量增加而增大。但是，如果过多地含有Mo，则即使在正火后也会生成过冷组织，降低机械结构用钢的被削性。所以，最好Mo的含量为1.0质量％以下(更优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.6质量％以下)。
[Nb：0.15质量％以下(不包括0质量％)]
机械结构用钢当中，特别是表面硬化钢，通常来说进行渗碳处理而将表面硬化，在该处理之时，有时因渗碳温度·时间、加热速度等会产生晶粒的异常生长。Nb具有抑制此种现象的效果。为了有效地发挥此种效果，Nb的含量例如为0.01质量％以上(更优选为0.03质量％以上，进一步优选为0.05质量％以上)。此种效果随着Nb含量增加而增大。但是，如果过多地含有Nb，就会生成硬质的碳化物而降低被削性。所以，最好Nb的含量为0.15质量％以下(更优选为0.12质量％以下，进一步优选为0.1质量％以下)。
[选自Zr：0.02质量％以下(不包括0质量％)、Hf：0.02质量％以下(不包括0质量％)以及Ta：0.02质量％以下(不包括0质量％)中的1种以上]
Zr、Hf及Ta与Nb相同，具有抑制晶粒的异常生长的效果，因此也可以根据需要包含于钢中。此种效果随着这些元素的含量(1种以上的合计量)增加而增大。但是，如果过多地含有这些元素，则会生成硬质的碳化物而降低机械结构用钢的被削性，因此优选分别以上述的量作为上限。进一步优选这些元素的含量合计为0.02质量％以下。
[选自V：0.5质量％以下(不包括0质量％)、Cu：3质量％以下(不包括0质量％)以及Ni：3质量％以下(不包括0质量％)中的1种以上]
这些元素提高钢材的淬火性而有效地使之高强度化，因此也可以根据需要包含于机械结构用钢中。此种效果随着这些元素的含量(1种以上的合计量)增加而增大。但是，如果过多地含有这些元素，就会生成过冷组织，另外，会降低延展性·韧性，因此优选分别以上述的量作为上限。
本发明的机械结构用钢是通过对在规定好的范围内添加有上述合金元素的熔钢进行铸造、锻造而制造的。本发明通过特别对Ti和/或B的添加量进行调整，除了当然可以调节固溶Ti量、固溶B量以外，还可以调节固溶N量。
而且，在添加Ti时，如果在Al的添加前将Ti添加量中的例如一半投入熔钢中，在Al的添加后投入剩下的Ti，则可以使氧化物夹杂物中含有Ti的一部分。这样，就可以进一步提高机械结构用钢的被削性。如果最先投入Al，然后添加Ti，则由于Al与Ti相比氧化力更强，因此氧的大部分与Al结合，无法形成Ti的氧化物。但是，如果将Ti的例如一半的量在Al之前投入，则可以使Ti作为氧化物存在。
实施例
下面，举出实施例对本发明进行更具体的说明，然而本发明并不受以下的实施例限制。当然也可以在能够适合前述·下述的宗旨的范围中适当地加以变更来实施本发明，它们都包含于本发明的技术范围中。
[试验片的制成]
将表1所示的化学成分的钢150kg在真空感应炉中熔化，分别铸造成上面的直径为245mm、下面的直径为210mm、长为480mm的近似圆柱状的钢锭。而且，表1中，除了钢材的化学成分以外，还分别显示有根据化学成分量计算的将上述(1)的右边的值从左边的值中减去的值、式(2)的左边的值、以及式(3)的左边的值。式(3)的左边的值如上述的规定所示，在[Ti]-[N]/0.3＜0时，是[B]-([N]-0.3×[Ti])/1.4的值，在[Ti]-[N]/0.3≥0时，是[B]的值。
[表1]
Figure BDA0000110905190000101
余量是铁和不可避免的杂质
接下来，对该钢锭进行锻造(均热：1250℃×3小时左右、锻造加热：1100℃×1小时左右)，通过切割，在经由150mm×150mm×680mm的四角材形状后，加工为下述(a)、(b)两种锻造材料。
(a)厚30mm、宽155mm、长100mm的板材
(b)直径80mm、长350mm的圆棒材
将所得的板材及圆棒材在900℃加热1小时后自然冷却。板材(锻造材料(a))用作立铣刀，圆棒材((锻造材料(b))用作旋削试验片。使用这些试验片，进行(1)断续切削时的被削性、(2)连续切削时的被削性的评价。另外，还从上述圆棒材的一部分中切出热加工性评价用的试验片，进行(3)热加工性的评价。
(1)断续切削时的被削性评价
为了评价断续切削时的被削性，评价了立铣刀加工中的工具磨损。对上述锻造材料(a)(正火材料、或正火后进行了热锻的材料)，通过为了去除氧化皮及脱碳层的影响而切削除去约2mm表面，制作出厚25mm×宽150mm×长100mm的立铣刀切削试验片。具体来说，在加工中心主轴安装立铣刀工具，利用虎头钳固定如上所述地制造的试验片，在干式的切削气氛下进行顺铣加工。详细的加工条件表示于表2中。在进行200次断续切削后，利用光学显微镜测定平均退刀面磨损宽度(工具磨损量)Vb。试验片编号(No.)对应于表1的试验片编号(No.)。将断续切削后的Vb为90μm以下的试验片评价为断续切削时的被削性优异的材料。结果表示于表3中。
[表2]
断续切削条件
Figure BDA0000110905190000111
(2)连续切削时的被削性评价
为了评价连续切削时的被削性，将上述锻造材料(b)(正火材料)除去氧化皮后，通过切削除去2mm的表面，制作出旋削试验片。对该试验片进行外周旋削加工后，利用光学显微镜，测定出平均退刀面磨损宽度(工具磨损量)Vb。将该磨损宽度Vb为100μm以下的试验片评价为被削性优异的材料。此时的外周旋削加工条件如下所示。将其结果也与上述的断续切削时的被削性试验的结果一起表示于表3中。结果表示于表3中。
(外周旋削加工条件)
工具：超硬合金P10(JIS B4053)
切削速度：200m/min
进给：0.25mm/rev
进刀量：1.5mm
润滑方式：干式
(3)热加工性的评价
为了评价机械结构用钢的热加工性，制作出图1所示的形状的试验片。此后，实施将加热到900℃的状态的该试验片的两端以0.01mm/s的速度拉伸至断裂的试验，将测定出的断面收缩率为40％以上的试验片评价为热加工性优异。结果表示于表3中。
[表3]
Figure BDA0000110905190000121
[考察]
试验片No.1～22都是属于本发明的材料，具有优异的被削性和热加工性。另一方面，试验片No.23～29是脱离化学成分的规定范围、或者式(1)～(3)的任意一种的条件之外的材料，被削性和热加工性的某一个差。具体来说，试验片No.23由于B、N、Ti、Al的平衡差，因此不满足式(1)，淬火性变高，从而硬度变高，热加工性差。试验片No.24由于Ti添加量多，N、Ti的平衡差，因此不满足式(2)的条件，Ti作为碳化物析出而使硬度变高，断续切削性及连续切削性差。就试验片No.25而言，虽然机械结构用钢的化学成分暂且是满足规定的范围内的量，然而由于B、N、Ti的平衡差，因此不满足式(3)，硬度变大，断续切削性及连续切削性差。试验片No.26而言，由于Al过少，因此断续切削性差。相反，就试验片No.27而言，Al过多，式(1)也不满足，析出粗大的Al，因此断续切削性也好连续切削性也好都很差，热加工性也很差。试验片No.28而言，由于B过多，B、N、Ti的平衡差，不满足式(3)，硬度变大，断续切削性及连续切削性差，热加工性也很差。试验片No.29虽然添加有Ti、B，然而由于B、N、Ti、Al的平衡差，因此不满足式(1)，机械结构用钢的热加工性差。
以上虽然对本发明的实施方式进行了说明，然而本发明并不限于上述的实施方式，只要是记载于技术方案的范围内，就可以进行各种变更地实施。本申请是基于2009年6月5日申请的日本专利申请(日本特愿2009-136657)的申请，在这里作为参照将其内容纳入。

Claims (6)

1.一种机械结构用钢，其特征在于，含有C：0.05～0.9质量％、Si：0.03～2质量％、Mn：0.2～1.8质量％、P：0.03质量％以下但不包括0质量％、S：0.03质量％以下但不包括0质量％、Al：0.1～0.5质量％、N：0.002～0.017质量％以及O：0.003质量％以下但不包括0质量％，
并且含有选自Ti：0.05质量％以下但不包括0质量％以及B：0.008质量％以下但不包括0质量％中的1种以上的元素，
余量是铁和不可避免的杂质，
并且，全部满足下述式(1)～(3)；
式(1)：[N]-0.3×[Ti]-1.4×[B]＜(0.0004/[Al])-0.002
式(2)：[Ti]-[N]/0.3＜0.005
式(3)：[Ti]-[N]/0.3＜0时，
[B]-([N]-0.3×[Ti])/1.4＜0.003，
[Ti]-[N]/0.3≥0时，
[B]＜0.003，
其中，上述式(1)～(3)中的[N]、[Ti]、[B]、[Al]分别表示机械结构用钢中的N、Ti、B、Al的质量百分比含量。
2.根据权利要求1所述的机械结构用钢，其中，含有Cr：3质量％以下但不包括0质量％。
3.根据权利要求1所述的机械结构用钢，其中，含有Mo：1.0质量％以下但不包括0质量％。
4.根据权利要求1所述的机械结构用钢，其中，含有Nb：0.15质量％以下但不包括0质量％。
5.根据权利要求1所述的机械结构用钢，其中，含有选自Zr：0.02质量％以下但不包括0质量％、Hf：0.02质量％以下但不包括0质量％以及Ta：0.02质量％以下但不包括0质量％中的1种以上的元素。
6.根据权利要求1所述的机械结构用钢，其中，含有选自V：0.5质量％以下但不包括0质量％、Cu：3质量％以下但不包括0质量％以及Ni：3质量％以下但不包括0质量％中的1种以上的元素。
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