JP2000282171A - Steel for machine structure excellent in parting property of chip and mechanical property - Google Patents

Steel for machine structure excellent in parting property of chip and mechanical property

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JP2000282171A
JP2000282171A JP9320999A JP9320999A JP2000282171A JP 2000282171 A JP2000282171 A JP 2000282171A JP 9320999 A JP9320999 A JP 9320999A JP 9320999 A JP9320999 A JP 9320999A JP 2000282171 A JP2000282171 A JP 2000282171A
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steel
less
machine structural
mechanical properties
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Takehiro Tsuchida
武広 土田
Hiroshi Kaguchi
浩 家口
Katsuhiko Ozaki
勝彦 尾崎
Takahiro Kudo
高裕 工藤
Moriyoshi Kanamaru
守賀 金丸
Masami Somekawa
雅実 染川
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a steel to stably and securely exhibit excellent parting properties of chips and mechanical properties in a state of being freed of Pb by controlling the sulfide grain distributing index having a specified relation to a specified value. SOLUTION: The sulfide grain distributing index F1 expressed by the formula I [in the formula X1 denotes the value (μm) obtd. in such a manner that the distance per grain in the observing field with an another grain present most closely to the grain is measured as to all grains present in the observing field, and this is averaged, A denotes the observing area (mm2), and (n) denotes the number (pieces) of sulfide grains observed in the observing area] is controlled to <=0.5. Preferably, the sulfide grain distributing index F2 expressed by the formula II [in the formula, σ denotes the standard deviation of the number of the sulfide grains per unit area, and X2 denotes the average value of the number of the sulfide grains per unit area] is >=1.5 and it contains respectively, by mass, 0.01 to 0.7% C, 0.01 to 2.5% Si, 0.1 to 3% Mn, 0.01 to 0.2% S, <=0.05% (including zero) P, <=0.1% (including zero) Al and 0.002 to 0.02% N.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械や自動
車、電気製品等の部品の様に、切削加工を施すことによ
って製造される部品の素材として有用な機械構造用鋼に
関し、殊に被削性改善成分としてのPbを実質的に含ま
ない所謂Pbフリーで、切削加工時の切り屑処理性およ
び機械的特性に優れた機械構造用鋼に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to steel for machine structural use which is useful as a material for parts manufactured by cutting, such as parts for industrial machines, automobiles, electric appliances and the like. The present invention relates to a so-called Pb-free steel that does not substantially contain Pb as a property improving component and is excellent in chip disposability at the time of cutting and excellent in mechanical properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業機械や自動車、電気製品等の部品に
おいては、切削加工して製造されるものであるので、被
削性が良好であることが要求される。こうした部品の素
材となる機械構造用鋼の被削性を改善する方法として
は、従来から鋼中に被削性改善成分としてPbやS等を
含有させる方法が採用されており、特にPbは少量の添
加で優れた被削性を発揮することが知られている。
2. Description of the Related Art Parts such as industrial machines, automobiles, and electric products are manufactured by cutting, so that good machinability is required. As a method of improving the machinability of steel for machine structural use as a material of such components, a method of incorporating Pb, S, or the like as a machinability improving component in steel has been conventionally adopted, and particularly, a small amount of Pb is used. It is known that excellent machinability is exhibited by the addition of.

【0003】こうした技術として、例えば特開昭59−
205453号には、SにTe,PbおよびBiを複合
添加すると共に、長径と短径がある値以上で(長径/短
径)比が5以下である様なMnS系介在物が全MnS介
在物の50%以上を占め、且つ酸化物介在物中のAl2
3の含有量が15%以下である快削鋼について提案さ
れている。
[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 205453, MnS-based inclusions in which Te, Pb, and Bi are added to S in combination and the ratio of the major axis to the minor axis is greater than a certain value and the (major axis / minor axis) ratio is 5 or less are all MnS inclusions. Account for 50% or more of Al 2 in the oxide inclusions.
A free-cutting steel having an O 3 content of 15% or less has been proposed.

【0004】また、特開昭62−23970号には、連
続鋳造法による低炭素硫黄−鉛快削鋼で、C,Mn,
P,S,Pb,O,Si,Al等の成分範囲を規定する
と共に、MnS系介在物の平均サイズや酸化物と結合し
ていない硫化物系介在物の割合を規定することによっ
て、被削性を改善する技術が提案されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-23970 discloses a low carbon sulfur-lead free-cutting steel produced by a continuous casting method.
By defining the component ranges of P, S, Pb, O, Si, Al, etc., and defining the average size of MnS-based inclusions and the proportion of sulfide-based inclusions not bonded to oxides, Techniques for improving the performance have been proposed.

【0005】これらの技術は、いずれもPbとSを複合
添加した快削鋼であるが、Pbによる環境汚染の問題が
クローズアップされるに及び、鉄鋼材料においてもPb
の使用が制限される傾向にあり、所謂Pbフリーで被削
性を改善する技術の研究が積極的に進められている。
[0005] All of these technologies are free cutting steels to which Pb and S are added in combination, but the problem of environmental pollution due to Pb has been highlighted, and Pb has also been used in steel materials.
There is a tendency that the use of steel is restricted, and research on a technology for improving the machinability in a so-called Pb-free manner is being actively promoted.

【0006】こうした状況の下で、硫黄快削鋼における
MnS等の硫化物系介在物の大きさや形状等の形態制御
によって被削性を改善する技術が主流をなしているが、
Pb快削鋼に匹敵する被削性を発揮する快削鋼は実現さ
れていない。また、硫化物系介在物の形態制御によって
被削性を改善する技術では、鋼材を圧延したり鍛造する
際に母材を塑性変形に伴ってMnSが長く変形し、これ
が原因して機械的特性に異方性を生じ、或る方向におけ
る衝撃値が低下するという問題も指摘されている。
Under these circumstances, a technique for improving machinability by controlling the size and shape of sulfide-based inclusions such as MnS in sulfur free-cutting steel has become mainstream.
Free cutting steels exhibiting machinability comparable to Pb free cutting steels have not been realized. In the technology of improving machinability by controlling the morphology of sulfide-based inclusions, MnS is deformed long with plastic deformation of the base material when rolling or forging steel materials, which causes mechanical properties It has been pointed out that the anisotropy is caused in the steel and the impact value in a certain direction is reduced.

【0007】ところで被削性は、(1)切削抵抗、
(2)工具寿命、(3)仕上げ面粗さ、(4)切り屑分
断性、等の項目によって評価されるものであり、従来で
はこれらの項目のうち工具寿命と仕上げ面粗さが重要視
されていたが、近年機械加工の自動化や無人化が進めら
れる中で、作業効率や安全性の観点から切り屑分断性も
軽視できない重要な課題となっている。即ち、切り屑分
断性は、切削時に切り屑が短尺に分断された状態で生じ
る特性であるが、この特性が悪くなると切り屑が螺旋状
に長く伸びて切削工具に絡まる等の障害が生じることに
なる。こうした切り屑分断性の点からしても、従来のP
b添加鋼では比較良好な被削性が発揮されていたのであ
るが、Pbフリーの鋼材においてはこの特性が良好であ
るものは実現されていないのが実状である。
Incidentally, machinability includes (1) cutting resistance,
It is evaluated by items such as (2) tool life, (3) finished surface roughness, and (4) chip breaking property. Conventionally, the tool life and finished surface roughness of these items are regarded as important. However, in recent years, automation and unmanned machining have been advanced, and from the viewpoint of work efficiency and safety, chip breaking has become an important issue that cannot be neglected. That is, the chip breaking property is a property that occurs when the chip is cut into short lengths during cutting, but if this property is deteriorated, the chip may be elongated in a spiral shape and cause troubles such as entanglement with the cutting tool. become. Even in view of such chip breaking property, the conventional P
Although the comparatively good machinability was exhibited by the b-added steel, the fact is that the Pb-free steel material having good characteristics has not been realized.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした状
況の下でなされたものであって、その目的は、Pbフリ
ーで、従来のPb添加鋼に匹敵する優れた切り屑分断性
と機械的特性を安定して確実に発揮することのできる機
械構造用鋼を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made under such a circumstance, and it is an object of the present invention to provide a Pb-free, excellent chip breaking property and mechanical strength comparable to conventional Pb-added steel. An object of the present invention is to provide a steel for machine structural use capable of stably and reliably exhibiting characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明の機械構造用鋼とは、硫化物系介在物が存在する機
械構造用鋼において、下記(1)式で規定される硫化物
粒子分布指数F1が0.5以下である点に要旨を有する
ものである。
The steel for machine structural use according to the present invention, which has achieved the above object, is a steel for machine structural use in which sulfide-based inclusions are present. The gist is that the matter particle distribution index F1 is 0.5 or less.

【0010】F1=X1/(A/n)1/2……(1) 但し、X1:観察視野内の各粒子毎に該粒子に最も近接
して存在する別の粒子との距離を、観察視野に存在する
全粒子について実測して、これを平均して求められる値
(μm) A:観察面積(mm2) n:上記観察面積内で観察される硫化物粒子数(個) また、上記本発明の目的は、下記(2)式で規定される
硫化物粒子分布指数F2が1.5以上である様な機械構
造用鋼においても達成することができる。
F1 = X 1 / (A / n) 1/2 (1) where X 1 is the distance between each particle in the observation visual field and another particle that is closest to the particle. A value obtained by actually measuring all particles present in the observation visual field and averaging the values (μm) A: Observed area (mm 2 ) n: Number of sulfide particles observed in the observed area (number) The object of the present invention can also be achieved in a machine structural steel having a sulfide particle distribution index F2 defined by the following formula (2) of 1.5 or more.

【0011】F2=σ/X2 ……(2) 但し、σ:単位面積当たりの硫化物粒子数の標準偏差 X2:単位面積当たりの硫化物粒子数の平均値 上記いずれ機械構造用鋼においても、硫化物系介在物の
長径L1と短径L2の比(L1/L2)が1.5〜8.
0であるという要件を満足するものであることが好まし
く、これによって切り屑分断性および機械的特性を更に
改善することができる。。
F2 = σ / X 2 (2) where σ: standard deviation of the number of sulfide particles per unit area X 2 : average value of the number of sulfide particles per unit area Also, the ratio (L1 / L2) of the major axis L1 and the minor axis L2 of the sulfide-based inclusions is 1.5 to 8.
It preferably satisfies the requirement of 0, which can further improve the chip breaking property and mechanical properties. .

【0012】本発明の機械構造用鋼においては、機械構
造用鋼として求められる物性などを確保する意味からし
て、鋼材の化学成分として、C:0.01〜0.7%、
Si:0.01〜2.5%、Mn:0.1〜3%、S:
0.01〜0.2%、P:0.05%以下(0%を含
む)、Al:0.1%以下(0%を含む)およびN:
0.002〜0.02%を夫々含有するものであること
が好ましい。また、この化学成分には、必要によって更
に(a)Ti:0.002〜0.2%および希土類元
素:合計で0.0002〜0.2%よりなる群から選ば
れる1種以上、(b)Bi:0.3%以下(0%を含ま
ない)、等を含有させることも有用である。
In the steel for machine structural use of the present invention, from the viewpoint of securing physical properties required for the steel for machine structural use, C: 0.01 to 0.7%,
Si: 0.01 to 2.5%, Mn: 0.1 to 3%, S:
0.01 to 0.2%, P: 0.05% or less (including 0%), Al: 0.1% or less (including 0%) and N:
It is preferable to contain 0.002 to 0.02% each. The chemical component may further include, if necessary, one or more selected from the group consisting of (a) 0.002 to 0.2% Ti and a rare earth element: 0.0002 to 0.2% in total; ) Bi: 0.3% or less (excluding 0%), etc. is also useful.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明者らは、上記課題を解決す
るべく、特に切り屑分断性と硫化物系介在物の形態との
関係について、様々な角度から検討した。その結果、従
来の様にMnS等の大きさや形状ではなく、介在物の分
布状態と切り屑分断性とには相関関係があることを明ら
かにした。以下、本発明の作用効果について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied from various angles the relationship between the chip breaking property and the form of sulfide inclusions. As a result, it was clarified that there is a correlation between the distribution state of inclusions and the chip breaking property, not the size or shape of MnS or the like as in the conventional case. Hereinafter, the operation and effect of the present invention will be described.

【0014】機械化された切削加工においては、切削時
の切り屑が細かく分断することが被削性の評価項目の一
つとして求められていることは前述した通りである。そ
してこの切り屑の分断は、鋼中に存在する介在物付近へ
の応力の集中が原因となって亀裂が発生して起こること
を本発明者らは確認している。また、介在物が鋼中に細
長く伸びた状態であれば、或る一定の方向の切削に対し
ては良好な切り屑分断性が得られるものの、切削方向が
変わると急に切り屑分断性が低下するという問題があ
る。一方、球状の介在物の場合には、切削方向によって
被削性が変わるといういう様な異方性はないものの、切
り屑分断性は必ずしも良好であるとはいえなかった。
As described above, in the mechanized cutting process, it is required that one of the evaluation items of the machinability is to divide the chips at the time of cutting into fine pieces. The present inventors have confirmed that the cutting of the chips is caused by the occurrence of cracks due to the concentration of stress near the inclusions present in the steel. In addition, if the inclusions are elongated in the steel, good chip breaking properties can be obtained for cutting in a certain direction, but when the cutting direction changes, the chip breaking properties suddenly increase. There is a problem of lowering. On the other hand, in the case of the spherical inclusion, although there is no anisotropy such that the machinability changes depending on the cutting direction, the chip breaking property was not always good.

【0015】そこで本発明者らは、硫化物系介在物の分
布状態に着目し、細かい介在物がクラスターを形成する
ことによって、お互いに連携して切り屑の分断を促すこ
とが可能となり、それと同時にまた細長く伸びた介在物
の場合と異なり、三次元にクラスタを形成している為に
異方性も大きくなく、横方向の衝撃値も良好な状態とな
り得ることを見出した。尚、上記クラスターとは、介在
物の分布状態が空間的に均一には分散しておらず、分布
状態が不均一で凝集領域を形成した状態を意味する。
Therefore, the present inventors focused on the distribution of sulfide-based inclusions, and by forming fine inclusions into clusters, it was possible to promote the cutting of chips in cooperation with each other, At the same time, it has been found that unlike the case of elongated elongated inclusions, since the clusters are formed in three dimensions, the anisotropy is not large and the impact value in the lateral direction can be good. Here, the cluster means a state in which the distribution state of the inclusions is not spatially dispersed uniformly, the distribution state is non-uniform, and an aggregation region is formed.

【0016】本発明者らは、上記の着想に基づいて上記
のクラスターを評価する手段について様々な角度から検
討したところ、前記 (1)式または(2)で規定
される硫化物粒子分布指数F1またはF2が所定の範囲
となれば、上記目的が見事に達成されることを見出し本
発明完成した。次に、これら硫化物粒子分布指数F1,
F2について説明する。
The present inventors have examined the means for evaluating the cluster based on the above idea from various angles, and found that the sulfide particle distribution index F1 defined by the above formula (1) or (2). Alternatively, it has been found that the above object can be achieved satisfactorily if F2 falls within a predetermined range, and the present invention has been completed. Next, these sulfide particle distribution indexes F1,
F2 will be described.

【0017】まず、硫化物粒子分布指数F1の意味する
ところは、観察視野の各介在物粒子毎に該粒子に最も近
接して存在際する粒子との距離を、観察視野に存在する
全粒子について実測し、その平均値X1と、観察した全
粒子を均一に格子点に整列させた場合の粒子間距離(A
/n)1/2[但し、A:観察面積(mm2)、n:上記観
察面積内で観察される硫化物粒子数(個)]との比の値
[X1/(A/n)1/2]である。
First, the meaning of the sulfide particle distribution index F1 is that, for each inclusion particle in the observation field, the distance between the particle and the particle existing closest to the particle is determined for all the particles present in the observation field. The average value X 1 measured and the inter-particle distance (A) when all observed particles were uniformly aligned at lattice points
/ N) 1/2 [where A: observation area (mm 2 ), n: number of sulfide particles (number) observed in the observation area] [X 1 / (A / n) 1/2 ].

【0018】上記の様にして規定される硫化物粒子分布
指数F1は、硫化物が完全に均一なときには1に近い値
をとり、不均一なときには1から外れて1よりも小さい
値となる。そして、本発明者らが検討したところによる
と、このF1の値が0.5以下になると、クラスターの
形成によって切り屑分断性および横方向衝撃値が共に良
好な状態になり、0.5を超えると切り屑分断性が低下
することを明らかにした。
The sulfide particle distribution index F1 defined as described above takes a value close to 1 when the sulfide is completely uniform, and deviates from 1 when the sulfide is not uniform, and takes a value smaller than 1. According to the study of the present inventors, when the value of F1 is 0.5 or less, both the chip breaking property and the lateral impact value become favorable due to the formation of clusters. It was clarified that the chip breaking property was reduced when exceeding.

【0019】一方、硫化物粒子分布指数F2の意味する
ところは、ある面積の視野を格子状に分割し、各格子の
中に存在する硫化物系介在物の個数の標準偏差σを、単
位面積当たりの硫化物粒子数の平均値X2で規格化した
値である。この場合には、硫化物系介在物が完全に均一
な分布であれば、F2の値は0に近づくことになる。そ
してこのF2の値が1.5以上になれば、クラスターの
形成によって切り屑分断性および横方向衝撃値が共に良
好な状態になり、1.5未満では切り屑分断性が低下す
ることを明らかにした。
On the other hand, the meaning of the sulfide particle distribution index F2 is that a visual field of a certain area is divided into a grid, and the standard deviation σ of the number of the sulfide-based inclusions present in each grid is expressed by a unit area. is a normalized value by an average value X 2 number of sulfide particles per. In this case, if the sulfide-based inclusions have a completely uniform distribution, the value of F2 will approach zero. When the value of F2 is 1.5 or more, it is apparent that both the chip breaking property and the lateral impact value become favorable due to the formation of clusters, and that the chip breaking property decreases when the value is less than 1.5. I made it.

【0020】また、本発明の機械構造用鋼においては、
硫化物系介在物の長径L1と短径L2の比(L1/L
2:アスペクト比)が1.5〜8.0に制御することが
好ましく、これによって更に優れた切り屑分断性と横方
向衝撃値が発揮される。即ち、硫化物系介在物は圧延や
鍛造によってある程度変形するものであるが、しかるべ
き方向に試料を切断して観察したときの、硫化物系介在
物の上記アスペクト比が平均で1.5未満であると切り
屑分断性が低下し、一方この値が大き過ぎて8.0を超
えると横方向の衝撃値が低下することになる。
In the steel for machine structural use of the present invention,
The ratio (L1 / L) of the major axis L1 and the minor axis L2 of the sulfide-based inclusions
2: aspect ratio) is preferably controlled to 1.5 to 8.0, whereby more excellent chip breaking property and lateral impact value are exhibited. That is, the sulfide-based inclusions are deformed to some extent by rolling or forging, but when the sample is cut in an appropriate direction and observed, the aspect ratio of the sulfide-based inclusions is less than 1.5 on average. When the value is too large, the chip breaking property is reduced. On the other hand, when this value is too large and exceeds 8.0, the impact value in the lateral direction is reduced.

【0021】本発明の機械構造用は、上記の様に硫化物
系介在物の分布状態を規定したところに特徴があり、鋼
材の種類については特に限定するものではないが、機械
構造用鋼としての要求特性を満足させるという観点から
して、C:0.01〜0.7%、Si:0.01〜2.
5%、Mn:0.1〜3%、S:0.01〜0.2%、
P:0.05%以下(0%を含む)、Al:0.1%以
下(0%を含む)およびN:0.002〜0.02%を
夫々含有するものであることが好ましく、この様に化学
成分組成を調整することによって、機械構造用鋼として
必要な引張強度で更に良好な特性が得られ、硫化物系介
在物の分布や形状も良好になって、被削性および機械的
特性のいずれもより優れたものとなる。これらの各成分
の作用は、下記の通りである。
The mechanical structure of the present invention is characterized in that the distribution of sulfide-based inclusions is defined as described above, and the type of steel material is not particularly limited. From the viewpoint of satisfying the required characteristics of C: 0.01 to 0.7%, Si: 0.01 to 2.
5%, Mn: 0.1-3%, S: 0.01-0.2%,
It is preferable that P: 0.05% or less (including 0%), Al: 0.1% or less (including 0%), and N: 0.002 to 0.02%. By adjusting the chemical composition as described above, better properties can be obtained with the tensile strength required for steel for machine structural use, and the distribution and shape of sulfide-based inclusions can be improved, and machinability and mechanical properties can be improved. All of the properties are better. The action of each of these components is as follows.

【0022】C:0.01〜0.7% Cは、最終製品の強度を確保するのに最も重要な元素で
あり、こうした観点からC含有量は0.01%以上であ
ることが好ましい。しかしながら、C含有量が過剰にな
ると、靭性が低下すると共に工具寿命などの被削性にも
悪影響を与えるので0.7%以下とすることが好まし
い。尚、C含有量のより好ましい下限は、0.05%で
あり、より好ましい上限は0.5%である。
C: 0.01 to 0.7% C is the most important element for securing the strength of the final product, and from such a viewpoint, the C content is preferably 0.01% or more. However, when the C content is excessive, the toughness is reduced and the machinability such as tool life is adversely affected. Note that a more preferred lower limit of the C content is 0.05%, and a more preferred upper limit is 0.5%.

【0023】Si:0.01〜2.5% Siは、脱酸性元素として有効である他、固溶強化によ
って機械的部品の高強度化に寄与する元素であり、こう
した効果を発揮させる為には、0.01%以上含有させ
ることが好ましく、より好ましくは0.1%以上とする
のが良い。しかしながら、過剰に含有させると、被削性
に悪影響が現れてくるので、2.5%以下とすることが
好ましく、より好ましくは2.0%以下とするのが良
い。
Si: 0.01-2.5% In addition to being effective as a deacidifying element, Si is an element that contributes to increasing the strength of mechanical parts by solid solution strengthening. Is preferably contained at 0.01% or more, more preferably 0.1% or more. However, if it is contained excessively, the machinability will be adversely affected. Therefore, the content is preferably set to 2.5% or less, more preferably 2.0% or less.

【0024】Mn:0.1〜3% Mnは、鋼材の焼入れ性を高めて強度増大に寄与するだ
けでなく、硫化物系介在物を形成して切り屑分断性の向
上にも寄与する元素であり、これらの効果を有効に発揮
させる為には0.1%以上含有させることが好ましい。
しかしながら、過剰に含有させると、被削性を却って低
下させるので、3%以下とするのが好ましく、より好ま
しくは2%以下に抑えるのが良い。
Mn: 0.1 to 3% Mn is an element that not only enhances the hardenability of steel material and contributes to an increase in strength, but also forms sulfide-based inclusions and contributes to improvement in chip breaking performance. In order to exhibit these effects effectively, it is preferable to contain 0.1% or more.
However, if it is contained excessively, the machinability is rather deteriorated. Therefore, the content is preferably 3% or less, more preferably 2% or less.

【0025】S:0.01〜0.2% Sは硫化物系介在物を形成して、被削性を向上させるの
に有効な元素であり、こうした効果を発揮させる為には
0.01%以上含有させることが好ましく、より好まし
くは0.03%以上とするのが良い。しかしながら、S
の含有量が過剰になるとMnSなどの硫化物を起点とし
て割れが生じ易くなることから、0.2%以下とするこ
とが好ましい、より好ましくは0.12%以下とするの
が良い。
S: 0.01% to 0.2% S is an element effective for forming sulfide-based inclusions and improving machinability. % Or more, more preferably 0.03% or more. However, S
Is excessive, the cracks tend to occur starting from sulfides such as MnS. Therefore, the content is preferably 0.2% or less, more preferably 0.12% or less.

【0026】P:0.05%以下(0%を含む) Pは、粒界偏析を起こして耐衝撃特性を劣化させる傾向
があるので、0.05%以下、より好ましくは0.02
%以下に抑えるべきである。
P: 0.05% or less (including 0%) Since P tends to cause grain boundary segregation and deteriorate impact resistance, P is 0.05% or less, more preferably 0.02% or less.
%.

【0027】Al:0.1%以下(0%を含む) Alは、鋼材を溶製する際の脱酸性元素として重要であ
る他、窒化物を形成してオーステナイト結晶粒の微細化
にも有効であるが、過剰になると逆に結晶粒が粗大化し
て靭性に悪影響を及ぼすので、0.1%以下に抑えるの
が良く、より好ましくは0.05%以下に抑えるのが良
い。
Al: 0.1% or less (including 0%) Al is important as a deacidifying element when smelting steel, and is also effective in forming nitrides and refining austenite crystal grains. However, if it becomes excessive, the crystal grains become coarser and adversely affect toughness. Therefore, the content is preferably suppressed to 0.1% or less, more preferably 0.05% or less.

【0028】N:0.002〜0.02% Nは、AlやTi等と微細な窒化物を形成して、組織の
微細化や強度の向上に寄与する。こうした効果を発揮さ
せる為には、0.002%以上含有させることが好まし
いが、過剰になると粗大な窒化物を形成することがある
ので、0.02%以下に抑えるべきである。
N: 0.002 to 0.02% N forms fine nitrides with Al, Ti, and the like, and contributes to refinement of the structure and improvement of the strength. In order to exhibit such an effect, it is preferable that the content be 0.002% or more. However, if the content is excessive, coarse nitrides may be formed. Therefore, the content should be suppressed to 0.02% or less.

【0029】本発明に係る機械構造用鋼における好まし
い化学成分組成は上記の通りであり、残部は基本的に鉄
および不可避不純物からなるものであるが、本発明では
上記の様に硫化物系介在物の分布状態を規定したところ
に技術思想としての特徴を有するものであるから、該化
学成分組成は本発明を限定するものではなく、機械構造
用鋼の用途や要求特性によって、上記好ましい化学成分
組成から若干外れることがあってもかまわない。また、
上記以外にも、必要によって更に、下記の元素を含有さ
せることも有効である。
The preferred chemical composition of the steel for machine structural use according to the present invention is as described above, and the balance is basically composed of iron and unavoidable impurities. The chemical composition is not limited to the present invention because it has characteristics as a technical idea when the distribution state of the substance is defined. It may be slightly different from the composition. Also,
In addition to the above, it is effective to further include the following elements as necessary.

【0030】Ti:0.002〜0.2%および希土類
元素:合計で0.0002〜0.2%よりなる群から選
ばれる1種以上 鋼材を溶製で製造する場合には、Tiや希土類元素を添
加することによって硫化物の分布状態等の形態が変化
し、添加しない場合に比べて優れた特性が得られる。但
し、Ti含有量が0.002%に満たないとその添加効
果が不十分であり、0.2%を超えて過剰に含有すると
衝撃値が著しく低下することになる。また、Ce,L
a,Pr,Nd等の希土類元素の場合は、その含有量が
合計で0.0002%に満たないとその添加効果が不十
分であり、0.2%を超えるとTiと同様に衝撃値が低
下することになる。尚、これらの元素は、Tiと希土類
元素の添加はどちらか一方でも良く、両方を同時に添加
しても良い。
Ti: 0.002 to 0.2% and rare earth
Element: selected from the group consisting of 0.0002 to 0.2% in total
When one or more types of steel materials are produced by melting, the addition of Ti or a rare earth element changes the form such as the distribution state of sulfides, and provides superior characteristics as compared with the case where no addition is made. However, if the Ti content is less than 0.002%, the effect of the addition is insufficient, and if the Ti content exceeds 0.2%, the impact value is significantly reduced. Also, Ce, L
In the case of rare earth elements such as a, Pr and Nd, if the total content is less than 0.0002%, the effect of the addition is insufficient. Will decrease. These elements may be added to either Ti or the rare earth element, or both may be added simultaneously.

【0031】Bi:0.3%以下(0%を含まない) Biは被削性を向上させるのに有効な元素であるが、過
剰に含有してもその効果が飽和するばかりでなく、熱間
鍛造性を劣化させて機械的特性を低下させることになる
ので0.3%以下とすべきである。
Bi: not more than 0.3% (not including 0%) Bi is an element effective for improving machinability, but if contained excessively, not only does the effect become saturated, but also heat Since the forgeability is deteriorated and the mechanical properties are reduced, the content should be set to 0.3% or less.

【0032】本発明の機械構造用鋼の製造法について
は、粉末法、溶製法のいずれもいずれも採用でき、特に
限定するものではないが、要するに硫化物の形態が上記
の要件を満足したものであれば良い。また、本発明で対
象とする硫化物は、その種類については特定するもので
はなく、Mn,Ca,Zr,Ti、その他の元素の硫化
物や、これらの複合硫化物、炭硫化物、酸硫化物等であ
っても良く、介在物の分布状態が上記(1)式または
(2)式で規定する要件を満足するものであれば良い。
The method for producing the steel for machine structural use of the present invention may be any of a powder method and a melting method, and is not particularly limited. In short, the sulfide forms satisfying the above requirements. Is fine. The types of sulfides targeted in the present invention are not specified, and sulfides of Mn, Ca, Zr, Ti, and other elements, composite sulfides, carbosulfides, and oxysulfides thereof are not specified. An object may be used as long as the distribution state of the inclusions satisfies the requirements defined by the above equation (1) or (2).

【0033】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples do not limit the present invention. It is included in the technical range of.

【0034】[0034]

【実施例】実施例1 硫化物系介在物の分布状態を種々変えて比較検討する為
に、次の様に粉末を原料にして材料を作製した。まず原
料としては、一定量の不純物を含有する純鉄粉末、Mn
S粉末、グラファイト粉末、Fe−Si合金粉末、Fe
−Mn合金粉末およびFe−P合金粉末等を準備した。
そして、意図的に硫化物の分布状態を変化させる為に、
純鉄粉とMnS粉末の割合を2:1、4:1、10:1
にして予備混合して、目の開き約400μm程度のメッ
シュを通し、約300μm程度の造粒粉を用意した。
EXAMPLES Example 1 In order to make various comparisons by changing the distribution of sulfide-based inclusions, powder was used as a raw material to prepare a material as follows. First, as raw materials, pure iron powder containing a certain amount of impurities, Mn
S powder, graphite powder, Fe-Si alloy powder, Fe
-Mn alloy powder, Fe-P alloy powder, etc. were prepared.
And, in order to intentionally change the distribution of sulfide,
The ratio of pure iron powder to MnS powder is 2: 1, 4: 1, 10: 1
The mixture was preliminarily mixed and passed through a mesh having an opening of about 400 μm to prepare a granulated powder of about 300 μm.

【0035】この予備混合粉末と他の原料粉末を所定の
割合に混合して、硫化物の分布状態の異なる混合粉末を
得た。このとき、成分はC:0.3%、Si:0.85
%、Mn:0.65%、S:0.06%、P:0.01
%、残部鉄および不可避不純物になる様にした。
The premixed powder and other raw material powders were mixed at a predetermined ratio to obtain mixed powders having different sulfide distributions. At this time, the components were C: 0.3%, Si: 0.85
%, Mn: 0.65%, S: 0.06%, P: 0.01
%, The balance being iron and inevitable impurities.

【0036】上記の様にして調製した各混合粉末を、ゴ
ム型でCIP成形(冷間静水圧加圧成形)し、次いで鉄
製のカプセルに真空封入して1100℃でHIP成形
(熱間静水圧力加圧成形)を施した。更に、硫化物系介
在物のアスペクト比(長径/短径)を変える為に、鍛造
比を変えて丸棒の直径を減少する様に熱間鍛造し、焼入
れ・焼戻しを実施してビッカース硬さを270±10に
揃えた。そして、切削試験片用およびシャルピー衝撃試
験片用の素材を作製した。このとき、衝撃試験片は、丸
棒の長手方向と垂直な方向に切り出した。
Each of the mixed powders prepared as described above is subjected to CIP molding (cold isostatic pressing) in a rubber mold, and then vacuum-encapsulated in an iron capsule and HIP molded at 1100 ° C. (hot isostatic pressure). Pressure molding). Furthermore, in order to change the aspect ratio (major axis / minor axis) of the sulfide-based inclusions, forging is performed by changing the forging ratio to reduce the diameter of the round bar, and quenching / tempering is performed to perform Vickers hardness. Was adjusted to 270 ± 10. Then, materials for the cutting test piece and the Charpy impact test piece were produced. At this time, the impact test piece was cut out in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the round bar.

【0037】上記の様にして得られた試験片を用いて、
切削試験および衝撃試験を行なうと共に、硫化物の形態
測定を行なった。このとき切削試験は、ハイス製(直
径:10mm)のストレートドリルを用いて行ない、2
穴分の切り屑の個数をカウントした。また、切削条件
は、速度:20m/min、送り速度:0.2mm/r
evおよび穴深さ:10mmとし、乾式切削を実施し
た。また、衝撃試験は横方向の衝撃値を求めた。
Using the test piece obtained as described above,
The cutting test and the impact test were performed, and the sulfide morphology was measured. At this time, the cutting test was performed using a straight drill made of HSS (diameter: 10 mm).
The number of chips for the holes was counted. The cutting conditions were as follows: speed: 20 m / min, feed speed: 0.2 mm / r
ev and hole depth: 10 mm, and dry cutting was performed. In the impact test, a lateral impact value was obtained.

【0038】一方、硫化物の形態測定は、光学顕微鏡を
用いて倍率:100倍で、1視野当たり0.5mm×
0.5mmの面積を100視野づつ観察し、硫化物の形
状と分布状態を以下の要領で画像解析した。
On the other hand, the morphology of sulfide was measured using an optical microscope at a magnification of 100 × 0.5 mm × 1 field of view.
The area of 0.5 mm was observed in 100 visual fields at a time, and the shape and distribution of the sulfide were image-analyzed in the following manner.

【0039】(硫化物の形状)硫化物の形状について
は、観察した100視野の全てに対して、面積が1.0
μm2以上の硫化物について長径、短径、面積および個
数を測定した。
(Shape of Sulfide) Regarding the shape of the sulfide, the area was 1.0 for all of the 100 visual fields observed.
The major axis, minor axis, area, and number of sulfides having a size of 2 μm 2 or more were measured.

【0040】(硫化物の分布状態)硫化物の分布状態の
評価は、下記の様にして硫化物粒子分布指数F1または
F2で評価した。
(Sulfide Distribution State) The sulfide distribution state was evaluated by the sulfide particle distribution index F1 or F2 as described below.

【0041】[F1]面積:0.5mm×0.5mmの
各視野について、面積:1.0μm2以上の硫化物の重
心を求め、各硫化物について他の硫化物との重心間距離
を測定し、各粒子について最も近接して存在する粒子と
の距離を求めた。そして、各視野の最近接粒子間距離の
実測値の平均値X1と、同一面積に同数の硫化物粒子を
格子状に均一分散させた場合の最近接粒子間距離[(A
/n)1/2]との比[X1/(A/n)1/2]をとって、
硫化物粒子分布指数F1とした。これを、5視野につい
て測定して平均値を求めた。尚、対象とする硫化物の面
積を1.0μm2以上としたのは、これより小さな硫化
物を制御してもあまり効果がないからである。
[F1] For each visual field having an area of 0.5 mm × 0.5 mm, the center of gravity of a sulfide having an area of 1.0 μm 2 or more is determined, and the distance between the centers of gravity of each sulfide and another sulfide is measured. Then, the distance between each particle and the closest particle was determined. Then, the average value X 1 of the actually measured values of the distances between the closest particles in each field of view and the distances between the closest particles when the same number of sulfide particles are uniformly dispersed in the same area in a grid pattern [(A
/ N) 1/2 ] and the ratio [X 1 / (A / n) 1/2 ]
The sulfide particle distribution index F1 was used. This was measured for five visual fields and the average value was determined. The area of the target sulfide is set to 1.0 μm 2 or more because controlling a sulfide smaller than this has little effect.

【0042】[F2]面積:0.5mm×0.5mmの
各視野について、0.1mm×0.1mmの格子25個
に分割し、各格子内に重心位置が含まれるものの個数を
測定し、25個の各格子間での個数のばらつきを標準偏
差σとして算出し、この標準偏差σを、個数の平均値X
2(単位面積当たりの硫化物粒子数の平均値)で規格化
した値(σ/X2)を硫化物粒子分布指数F2とした。
これを、5視野について測定して平均値を求めた。
[F2] Area: Each field of view of 0.5 mm × 0.5 mm is divided into 25 grids of 0.1 mm × 0.1 mm, and the number of grids including the position of the center of gravity is measured. The variation in the number between the 25 grids is calculated as the standard deviation σ, and this standard deviation σ is calculated as the average value X of the number.
The value (σ / X 2 ) normalized by 2 (the average value of the number of sulfide particles per unit area) was defined as the sulfide particle distribution index F2.
This was measured for five visual fields and the average value was determined.

【0043】下記表1は、このとき用いた試験片の化学
成分組成を示したものであり、表2はこれらの硫化物介
在物の分布・形状の測定結果、切削試験結果および衝撃
試験結果を示したものである。また図1は、表2のN
o.1〜15の結果に基づき、従来の様に硫化物のサイ
ズ(ここでは平均面積で評価した)が切り屑分断性[図
1(a)]や機械的特性[図1(b)]に与える影響を
示したグラフであり、図2は同じく硫化物のアスペクト
比(長径/短径)が切り屑分断性[図2(a)]や機械
的特性[図2(b)]に与える影響を示したグラフであ
る。
Table 1 below shows the chemical composition of the test pieces used at this time, and Table 2 shows the measurement results of the distribution and shape of these sulfide inclusions, the cutting test results and the impact test results. It is shown. FIG. 1 shows N in Table 2.
o. Based on the results of 1 to 15, the size of the sulfide (evaluated by the average area here) gives the chip breaking property [FIG. 1 (a)] and the mechanical properties [FIG. 1 (b)] as in the conventional case. FIG. 2 is a graph showing the influence, and FIG. 2 also shows the effect of the aspect ratio (major axis / minor axis) of the sulfide on the chip breaking property [FIG. 2 (a)] and the mechanical properties [FIG. 2 (b)]. It is a graph shown.

【0044】一方、図3は、表2のNo.1〜8の結果
に基づき、硫化物介在物分布指数F1が、切り屑分断性
[図3(a)]や機械的特性[図3(b)]に与える影
響を示したグラフである。また図4は、表2のNo.9
〜15の結果に基づき、硫化物介在物分布指数F2が、
切り屑分断性[図4(a)]や機械的特性[図4
(b)]に与える影響を示したグラフである。
On the other hand, FIG. 4 is a graph showing the influence of the sulfide inclusion distribution index F1 on the chip breaking property [FIG. 3 (a)] and the mechanical properties [FIG. 3 (b)] based on the results of 1 to 8. Also, FIG. 9
Based on the results of 1515, the sulfide inclusion distribution index F2 is
Chip breaking [Fig. 4 (a)] and mechanical properties [Fig.
(B)] is a graph showing the effect on [b].

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 これらの結果から、次の様に考察できる。まず図1、2
から明らかな様に、硫化物のサイズやアスペクト比を規
定しただけでは、必ずしも優れた特性が得られていない
ことが分かる。これに対して、図3から明らかな様に、
硫化物粒子分布指数F1が0.5以下(即ち硫化物の分
布状態が不均一)になると、切り分断性が向上している
ことが分かる。また、このとき横方向衝撃値も低下する
ことなく、実用に十分なレベルにあることがわかる。ま
た、図4から明らかな様に、硫化物粒子分布指数F2が
1.5以上になると、良好な結果が得られているが、こ
のF2が1.5未満になるとクラスターの形成が不十分
になって切り屑分断性が低下していることが分かる。
[Table 2] From these results, the following can be considered. First, FIGS.
As is clear from the above, it is understood that excellent characteristics are not necessarily obtained only by specifying the size and aspect ratio of the sulfide. On the other hand, as is apparent from FIG.
When the sulfide particle distribution index F1 becomes 0.5 or less (that is, the distribution state of the sulfide is non-uniform), it can be seen that the cutting and cutting properties are improved. Also, at this time, the lateral impact value does not decrease, indicating that it is at a level sufficient for practical use. As is clear from FIG. 4, when the sulfide particle distribution index F2 is 1.5 or more, good results are obtained. However, when this F2 is less than 1.5, cluster formation is insufficient. As a result, it can be seen that the chip breaking ability is reduced.

【0047】尚、図5は、表2のNo.16〜23の結
果に基づき、硫化物粒子分布指数F1をほぼ一定にし
て、硫化物系介在物のアスペクト比が切り屑分断性[図
5(a)]や機械的特性[図5(b)]に与える影響を
示したグラフであるが、硫化物系介在物のアスペクト比
が平均1.5未満では切り屑分断性が低下し、逆に8.
0よりも大きくなると横方向衝撃値が低下していること
が分かる。
Note that FIG. Based on the results of Nos. 16 to 23, the sulfide particle distribution index F1 was made substantially constant, and the aspect ratio of the sulfide inclusions was changed to the chip breaking property [FIG. 5 (a)] and the mechanical properties [FIG. 5 (b)]. Is a graph showing the influence of the sulfide-based inclusions on average, when the aspect ratio of the sulfide-based inclusions is less than 1.5, the chip breaking property is reduced, and conversely, 8.
It can be seen that when the value is larger than 0, the lateral impact value decreases.

【0048】実施例2 高周波真空溶解炉を用いて、下記表3に示す化学成分組
成に調整した各種鋼材を溶製した。得られたインゴット
を、直径:140mm→80mmに熱間鍛造して、適当
な寸法に切断し、焼入れ・焼戻しを実施してビッカース
硬さを270±10に揃えた。そして、切削試験片用お
よびシャルピー衝撃試験片用の素材を作製した。このと
き、衝撃試験片は、丸棒の長手方向と垂直な方向に切り
出した。この様にして得られた試験片を用いて、実施例
1と同様にして切削試験および衝撃試験を行なうと共
に、硫化物の形態測定を行なった。下記表4は、このと
きの硫化物介在物の分布・形状の測定結果、切削試験結
果および衝撃試験結果を示したものである。
Example 2 Using a high-frequency vacuum melting furnace, various steel materials adjusted to the chemical composition shown in Table 3 below were melted. The obtained ingot was hot forged to a diameter of 140 mm → 80 mm, cut into appropriate dimensions, and quenched and tempered to adjust the Vickers hardness to 270 ± 10. Then, materials for the cutting test piece and the Charpy impact test piece were produced. At this time, the impact test piece was cut out in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the round bar. Using the test piece thus obtained, a cutting test and an impact test were performed in the same manner as in Example 1, and the morphology of sulfide was measured. Table 4 below shows the measurement results of the distribution and shape of the sulfide inclusions, the cutting test results, and the impact test results at this time.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【表4】 これらの結果から、次の様に考察できる。まずNo.2
4〜28のものは、Tiの添加効果について示したもの
である。また図6は、これらの結果に基づいて、Tiの
添加が切り屑分断性[図6(a)]や機械的特性[図6
(b)]に与える影響をグラフ化したものである。これ
らから明らかな様に、Ti含有量が0.005〜0.2
%の場合には、切り屑分断性および機械的特性(横方向
衝撃値)のいずれも良好であることが分かる。
[Table 4] From these results, the following can be considered. First, no. 2
4 to 28 show the effect of adding Ti. Further, FIG. 6 shows that, based on these results, the addition of Ti makes the chip breaking property [FIG. 6 (a)] and the mechanical properties [FIG.
(B)] is a graph of the effect on [b]. As is clear from these, the Ti content is 0.005 to 0.2.
%, It can be seen that both the chip breaking property and the mechanical properties (transverse impact value) are good.

【0051】No.29〜35のものは、希土類元素
(REM)の添加効果について示したものである。また
図7は、これらの結果に基づいて、REMの添加が切り
屑分断性[図7(a)]や機械的特性[図7(b)]に
与える影響をグラフ化したものである。これらから明ら
かな様に、REM含有量が合計で0.0002〜0.2
%の場合には、切り屑分断性および機械的特性(横方向
衝撃値)のいずれも良好であることが分かる。
No. 29 to 35 show the effect of adding a rare earth element (REM). FIG. 7 is a graph showing the influence of the addition of REM on the chip breaking property [FIG. 7A] and the mechanical properties [FIG. 7B] based on these results. As is clear from these, the REM content is 0.0002 to 0.2 in total.
%, It can be seen that both the chip breaking property and the mechanical properties (transverse impact value) are good.

【0052】No.36〜39のものは、Biの添加効
果について示したものである。また図8は、この結果に
基づいて、Biの添加が切り屑分断性[図8(a)]や
機械的特性[図8(b)]に与える影響をグラフ化した
ものである。これらから明らかな様に、Biを適量添加
したNo.37,38のものでは、Bi無添加のNo.
36のものに比べて切り屑分断性および機械的特性のい
ずれも良好であり、No.39のものではBi含有量が
多すぎるので横方向衝撃値が低下していることが分か
る。
No. 36 to 39 show the effect of adding Bi. FIG. 8 is a graph showing the influence of the addition of Bi on the chip breaking property [FIG. 8A] and the mechanical properties [FIG. 8B] based on the results. As is evident from these results, No. 2 containing an appropriate amount of Bi was added. In the case of Nos. 37 and 38, No.
No. 36 had better chip breaking properties and mechanical properties than No. 36. It can be seen that in the case of No. 39, the Bi content was too large, so that the lateral impact value was lowered.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、硫
化物系介在物の分布状態を適切に規定することによっ
て、Pbフリーでも従来のPb添加鋼に匹敵する優れた
切り屑処理性と機械的特性を安定して確実に発揮するこ
とのできる機械構造用鋼が実現できた。
The present invention is constituted as described above. By appropriately defining the distribution of sulfide-based inclusions, excellent chip control performance comparable to that of conventional Pb-added steel even in Pb-free steel. And a steel for machine structural use that can exhibit mechanical properties stably and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】硫化物のサイズが切り屑分断性や機械的特性に
与える影響を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the effect of sulfide size on chip breaking and mechanical properties.

【図2】硫化物のアスペクト比が切り屑分断性や機械的
特性に与える影響を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the effect of the sulfide aspect ratio on chip breaking and mechanical properties.

【図3】硫化物介在物分布指数F1が切り屑分断性や機
械的特性に与える影響を示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the effect of the sulfide inclusion distribution index F1 on chip breaking and mechanical properties.

【図4】硫化物介在物分布指数F2が切り屑分断性や機
械的特性に与える影響を示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the effect of a sulfide inclusion distribution index F2 on chip breaking and mechanical properties.

【図5】硫化物介在物のアスペクト比が切り屑分断性や
機械的特性に与える影響を示したグラフである
FIG. 5 is a graph showing the effect of the aspect ratio of sulfide inclusions on chip breaking and mechanical properties.

【図6】Tiの添加が切り屑分断性や機械的特性に与え
る影響を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the effect of the addition of Ti on chip breaking and mechanical properties.

【図7】REMの添加が切り屑分断性や機械的特性に与
える影響を示したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the effect of the addition of REM on chip breaking and mechanical properties.

【図8】Biの添加が切り屑分断性や機械的特性に与え
る影響を示したグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the effect of the addition of Bi on chip breaking properties and mechanical properties.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 勝彦 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 工藤 高裕 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 金丸 守賀 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 染川 雅実 神戸市灘区灘浜東町2番地 株式会社神戸 製鋼所神戸製鉄所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katsuhiko Ozaki 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe City Inside Kobe Research Institute, Kobe Steel Ltd. (72) Inventor Takahiro Kudo 1-chome, Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi No. 5-5 Kobe Steel, Ltd.Kobe Research Institute (72) Inventor Moriga Kanamaru 1-5-5 Takatsukadai, Nishi-ku, Kobe-shi Kobe Steel Research Institute, Kobe Research Institute (72) Inventor Masami 2 Nadahama-Higashi-cho, Nada-ku, Kobe Kobe Steel Works, Ltd.Kobe Works

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 硫化物系介在物が存在する機械構造用鋼
において、下記(1)式で規定される硫化物粒子分布指
数F1が0.5以下であることを特徴とする切り屑処理
性および機械的特性に優れた機械構造用鋼。 F1=X1/(A/n)1/2……(1) 但し、X1:観察視野内の各粒子毎に該粒子に最も近接
して存在する別の粒子との距離を、観察視野に存在する
全粒子について実測して、これを平均して求められる値
(μm) A:観察面積(mm2) n:上記観察面積内で観察される硫化物粒子数(個)
1. A chip for machine structural use in which sulfide-based inclusions are present, wherein a sulfide particle distribution index F1 defined by the following formula (1) is 0.5 or less. And mechanical structural steel with excellent mechanical properties. F1 = X 1 / (A / n) 1/2 (1) where X 1 is the distance between each particle in the observation field and another particle closest to the particle, and A: Observed area (mm 2 ) n: Number of sulfide particles observed within the above-mentioned observed area (μm)
【請求項2】 硫化物系介在物が存在する機械構造用鋼
において、下記(2)式で規定される硫化物粒子分布指
数F2が1.5以上であることを特徴とする切り屑処理
性および機械的特性に優れた機械構造用鋼。 F2=σ/X2 ……(2) 但し、σ:単位面積当たりの硫化物粒子数の標準偏差 X2:単位面積当たりの硫化物粒子数の平均値
2. A chip treating property in a steel for machine structural use in which sulfide-based inclusions are present, wherein a sulfide particle distribution index F2 defined by the following formula (2) is 1.5 or more. And mechanical structural steel with excellent mechanical properties. F2 = σ / X 2 (2) where σ: Standard deviation of the number of sulfide particles per unit area X 2 : Average value of the number of sulfide particles per unit area
【請求項3】 硫化物系介在物の長径L1と短径L2の
比(L1/L2)が1.5〜8.0である請求項1また
は2に記載の機械構造用鋼。
3. The steel for machine structural use according to claim 1, wherein a ratio (L1 / L2) of the major axis L1 and the minor axis L2 of the sulfide-based inclusions is 1.5 to 8.0.
【請求項4】 C:0.01〜0.7%(質量%の意
味、以下同じ)、Si:0.01〜2.5%、Mn:
0.1〜3%、S:0.01〜0.2%、P:0.05
%以下(0%を含む)、Al:0.1%以下(0%を含
む)およびN:0.002〜0.02%を夫々含有する
ものである請求項1〜3のいずれかに記載の機械構造用
鋼。
4. C: 0.01 to 0.7% (meaning by mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.01 to 2.5%, Mn:
0.1-3%, S: 0.01-0.2%, P: 0.05
% Or less (including 0%), Al: 0.1% or less (including 0%), and N: 0.002 to 0.02%, respectively. Machine structural steel.
【請求項5】 更に、Ti:0.002〜0.2%およ
び希土類元素:合計で0.0002〜0.2%よりなる
群から選ばれる1種以上を含有するものである請求項4
に記載の機械構造用鋼。
5. The composition according to claim 4, further comprising at least one selected from the group consisting of 0.002 to 0.2% of Ti and 0.0002 to 0.2% of rare earth elements in total.
The steel for machine structural use according to claim 1.
【請求項6】 更に、Bi:0.3%以下(0%を含ま
ない)を含有するものである請求項4または5に記載の
機械構造用鋼。
6. The steel for machine structural use according to claim 4, further comprising Bi: 0.3% or less (excluding 0%).
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