JP2002069572A - 曲げ疲労強度に優れた軟窒化用鋼 - Google Patents
曲げ疲労強度に優れた軟窒化用鋼Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高い曲げ疲労強度を有する軟窒化用鋼の提
供。 【解決手段】 合金元素が質量％で、Ｃ：０．０１％〜
０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．
１５％〜２％、Ｃｕ：０．５％〜２％を含有し、Ｎ：
０．００５％未満に制限し、Ｔｉ：０．０１％〜０．５
％、Ｎｂ：０．００５％〜０．５％、Ｖ：０．０５％〜
０．５％の中から１種以上含有し、且つＣ＋Ｎ≦Ｔｉ／
４．０＋Ｎｂ／７．７＋Ｖ／４．３であり、更に必要に
応じて、Ｎｉ：０．５％〜２％以下、Ｃｒ：０．１％〜
２％、Ａｌ：０．０５％〜０．５％以下、Ｓ：０．０３
％〜０．１％、Ｐｂ：０．００５％〜０．３％の中から
１種以上を含有させることができ、残部がＦｅ及び不可
避的不純物からなり、フェライトの面積率が９０％以上
で、残りが炭化物及びパーライト組織からなり、パーラ
イトの平均サイズが２０μｍ以下である曲げ疲労強度に
優れた軟窒化用鋼。
供。 【解決手段】 合金元素が質量％で、Ｃ：０．０１％〜
０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．
１５％〜２％、Ｃｕ：０．５％〜２％を含有し、Ｎ：
０．００５％未満に制限し、Ｔｉ：０．０１％〜０．５
％、Ｎｂ：０．００５％〜０．５％、Ｖ：０．０５％〜
０．５％の中から１種以上含有し、且つＣ＋Ｎ≦Ｔｉ／
４．０＋Ｎｂ／７．７＋Ｖ／４．３であり、更に必要に
応じて、Ｎｉ：０．５％〜２％以下、Ｃｒ：０．１％〜
２％、Ａｌ：０．０５％〜０．５％以下、Ｓ：０．０３
％〜０．１％、Ｐｂ：０．００５％〜０．３％の中から
１種以上を含有させることができ、残部がＦｅ及び不可
避的不純物からなり、フェライトの面積率が９０％以上
で、残りが炭化物及びパーライト組織からなり、パーラ
イトの平均サイズが２０μｍ以下である曲げ疲労強度に
優れた軟窒化用鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟窒化後に浸炭材
と同等以上の曲げ疲労強度を発揮できる軟窒化用鋼に関
するものである。本軟窒化用鋼は例えば歯車やクランク
シャフト、コンロッド等の熱処理歪みの発生を嫌う高強
度構造用部品に好適に利用される。
と同等以上の曲げ疲労強度を発揮できる軟窒化用鋼に関
するものである。本軟窒化用鋼は例えば歯車やクランク
シャフト、コンロッド等の熱処理歪みの発生を嫌う高強
度構造用部品に好適に利用される。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の高出力化および軽量化に
伴い、構造用部品の高強度化が要望されている。そこ
で、歯車、シャフト等のように疲労強度や耐摩耗性が要
求される部品に対しては、従来より浸炭等の表面硬化処
理が行われてきたが、浸炭処理を行うと、浸炭処理後の
焼入れ時に大きな歪みが発生するという問題がある。熱
処理歪みの小さい表面硬化処理としては軟窒化処理があ
るが、この方法では、充分な曲げ疲労特性が得られない
問題があり、更に軟窒化処理は５００〜６００℃の温度
範囲で数時間処理されることから、内部硬さが低下する
ため、ＪＩＳに規格化されているＳＡＣＭ６４５等の比
較的炭素含有量の多い鋼が用いられ、切削加工等の加工
性に問題があった。
伴い、構造用部品の高強度化が要望されている。そこ
で、歯車、シャフト等のように疲労強度や耐摩耗性が要
求される部品に対しては、従来より浸炭等の表面硬化処
理が行われてきたが、浸炭処理を行うと、浸炭処理後の
焼入れ時に大きな歪みが発生するという問題がある。熱
処理歪みの小さい表面硬化処理としては軟窒化処理があ
るが、この方法では、充分な曲げ疲労特性が得られない
問題があり、更に軟窒化処理は５００〜６００℃の温度
範囲で数時間処理されることから、内部硬さが低下する
ため、ＪＩＳに規格化されているＳＡＣＭ６４５等の比
較的炭素含有量の多い鋼が用いられ、切削加工等の加工
性に問題があった。
【０００３】また、軟窒化時に析出硬化を目的とし、特
開平５−５９４８８号公報、特開平７−１３８７０１号
公報、特開平１０−３０６３４号公報があり、これらは
軟窒化時に金属間化合物やＣｕの析出により疲労強度の
向上を図るものである。
開平５−５９４８８号公報、特開平７−１３８７０１号
公報、特開平１０−３０６３４号公報があり、これらは
軟窒化時に金属間化合物やＣｕの析出により疲労強度の
向上を図るものである。
【０００４】しかしながら、従来はＣｕの析出効果によ
る曲げ疲労強度の向上および加工性との両立が必ずしも
十分とはいえなかった。
る曲げ疲労強度の向上および加工性との両立が必ずしも
十分とはいえなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に着目してなされたものであって、その目的は従来の
軟窒化鋼以上の優れた疲労強度特性を発揮することがで
きる軟窒化用鋼を提供することにある。
情に着目してなされたものであって、その目的は従来の
軟窒化鋼以上の優れた疲労強度特性を発揮することがで
きる軟窒化用鋼を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは軟窒化処理
後には優れた曲げ疲労特性を得るためには、フェライト
中にＣｕを析出させることにより優れた析出硬化が得ら
れ、高い疲労強度が得られる。その効果を得るための鋼
材組織はマルテンサイト組織やベイナイト組織、パーラ
イト組織よりもフェライト組織を主体とした組織の方が
効果が高いことを見出した。また、マトリックスをフェ
ライト組織とした場合のパーライト組織やセメンタイト
はあたかもフェライト粒界に存在する形態となり、特に
セメンタイトは粒界にフィルム状に生成するため、疲労
強度を強度を低下させる原因となることを見出し、それ
を解決する手段としてはＣ量の低減が望ましいが、Ｃ量
の低減は素材の硬さが低下するため、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの
炭化物により、できるだけ粒状微細な炭化物とし、また
その析出硬化により内部硬さを高めることができ、疲労
強度の向上を図ることができることを見出した。
後には優れた曲げ疲労特性を得るためには、フェライト
中にＣｕを析出させることにより優れた析出硬化が得ら
れ、高い疲労強度が得られる。その効果を得るための鋼
材組織はマルテンサイト組織やベイナイト組織、パーラ
イト組織よりもフェライト組織を主体とした組織の方が
効果が高いことを見出した。また、マトリックスをフェ
ライト組織とした場合のパーライト組織やセメンタイト
はあたかもフェライト粒界に存在する形態となり、特に
セメンタイトは粒界にフィルム状に生成するため、疲労
強度を強度を低下させる原因となることを見出し、それ
を解決する手段としてはＣ量の低減が望ましいが、Ｃ量
の低減は素材の硬さが低下するため、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの
炭化物により、できるだけ粒状微細な炭化物とし、また
その析出硬化により内部硬さを高めることができ、疲労
強度の向上を図ることができることを見出した。
【０００７】本発明の軟窒化用鋼は、Ｃ：０．０１％〜
０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．
１５％〜２％、Ｃｕ：０．５％〜２％を含有し、Ｎ：
０．００５％未満に制限し、Ｔｉ：０．０１％〜０．５
％、Ｖ：０．０５％〜０．５％、Ｎｂ：０．００５％〜
０．５％の中から１種以上を含有し、且つＣ＋Ｎ≦Ｔｉ
／４．０＋Ｎｂ／７．７＋Ｖ／４．３であり、残部がＦ
ｅおよび不可避的な不純物元素からなり、フェライトの
面積率が９０％以上で、残りが炭化物およびパーライト
組織からなり、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下
であることを特徴とするものである。上記を基本とする
ものであるが、必要に応じて、Ｎｉ：０．５％〜２％を
含有することにより、鋼の熱間延性を改善することがで
きる。更に、Ａｌ：０．０５％〜０．５％、Ｃｒ：０．
１％〜２％の中から１種以上を含有することにより軟窒
化特性を高めることができ、更に、Ｓ：０．０３％〜
０．１％、Ｐｂ：０．００５％〜０．３％の中から１種
以上を含有することも有効であり、これらの元素の添加
は被削性改善に効果がある。
０．１５％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．
１５％〜２％、Ｃｕ：０．５％〜２％を含有し、Ｎ：
０．００５％未満に制限し、Ｔｉ：０．０１％〜０．５
％、Ｖ：０．０５％〜０．５％、Ｎｂ：０．００５％〜
０．５％の中から１種以上を含有し、且つＣ＋Ｎ≦Ｔｉ
／４．０＋Ｎｂ／７．７＋Ｖ／４．３であり、残部がＦ
ｅおよび不可避的な不純物元素からなり、フェライトの
面積率が９０％以上で、残りが炭化物およびパーライト
組織からなり、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下
であることを特徴とするものである。上記を基本とする
ものであるが、必要に応じて、Ｎｉ：０．５％〜２％を
含有することにより、鋼の熱間延性を改善することがで
きる。更に、Ａｌ：０．０５％〜０．５％、Ｃｒ：０．
１％〜２％の中から１種以上を含有することにより軟窒
化特性を高めることができ、更に、Ｓ：０．０３％〜
０．１％、Ｐｂ：０．００５％〜０．３％の中から１種
以上を含有することも有効であり、これらの元素の添加
は被削性改善に効果がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の詳細を説明する。
【０００９】Ｃ：０．０１％〜０．１５％ 通常、鋼の強度を得る上でＣは必要である。そのため、
下限を０．０１％とした。しかし、パーライト組織をで
きるだけ抑制し、２０μｍ以下の粒状に保つために上限
を０．１５％とした。
下限を０．０１％とした。しかし、パーライト組織をで
きるだけ抑制し、２０μｍ以下の粒状に保つために上限
を０．１５％とした。
【００１０】Ｓｉ:０．０１％〜１．５％ Ｓｉは溶製時の脱酸剤として有用な元素でり、鋼の強度
の向上に効果があり、０．０１％以上とした。しかし、
多すぎると加工性を劣化させるため、１．５％以下とし
た。
の向上に効果があり、０．０１％以上とした。しかし、
多すぎると加工性を劣化させるため、１．５％以下とし
た。
【００１１】Ｍｎ：０．１５％〜２％ Ｍｎは溶製時の脱酸剤として有用な元素であり、鋼の強
度の向上に効果があり、０．１５％以上とした。しかし
多すぎると鋼の焼入れ性が高くなり、マルテンサイトや
ベイナイト組織が生成しやすくなるため、その上限を２
％とした。
度の向上に効果があり、０．１５％以上とした。しかし
多すぎると鋼の焼入れ性が高くなり、マルテンサイトや
ベイナイト組織が生成しやすくなるため、その上限を２
％とした。
【００１２】Ｃｕ：０．５％〜２％ Ｃｕは軟窒化時における芯部硬さの時効硬化に寄与する
元素であり、高い疲労強度を得るために本鋼においては
必須である。その効果を得るためには０．５％以上が必
要である。但し、多すぎると熱間脆性を生じて製造過程
で割れが発生するため、２％以下とした。
元素であり、高い疲労強度を得るために本鋼においては
必須である。その効果を得るためには０．５％以上が必
要である。但し、多すぎると熱間脆性を生じて製造過程
で割れが発生するため、２％以下とした。
【００１３】Ｎ：０．００５％未満 ＮはＴｉ、Ｎｂ、Ｖと結びついて窒化物を生成する。Ｎ
濃度が高くなると窒化物とするために必要なＴｉ、Ｎ
ｂ、Ｖ添加量が多く必要になり、またＴｉＮ等は窒素量
が高いと粗大になり、疲労強度の低下の原因となるた
め、窒素濃度は極力低いことが望ましいが、０．００５
％未満までは許容されるので、上限を０．００５％未満
とした。
濃度が高くなると窒化物とするために必要なＴｉ、Ｎ
ｂ、Ｖ添加量が多く必要になり、またＴｉＮ等は窒素量
が高いと粗大になり、疲労強度の低下の原因となるた
め、窒素濃度は極力低いことが望ましいが、０．００５
％未満までは許容されるので、上限を０．００５％未満
とした。
【００１４】Ｔｉ：０．０１％〜０．５％ Ｔｉは炭化物を生成し、疲労強度の劣化原因となるフィ
ルム状セメンタイトの抑制に効果がある。
ルム状セメンタイトの抑制に効果がある。
【００１５】ＴｉＣ炭化物は熱間圧延または熱間鍛造で
の析出硬化に効果があり、鋼材の強度を向上させること
ができる。また、その添加量は鋼のＣ量と密接な関係が
あり、フィルム状セメンタイトを抑制するための炭化物
を生成させるために必要である。それらの効果はＶやＮ
ｂとの複合添加によっても可能であるため、その下限を
０．０１％以上とした。また、Ｔｉは軟窒化時に浸入す
るＮと結合して窒化物を生成し、表面硬さを向上させる
効果がある。０．５％以上を超えて添加しても効果が飽
和するため、０．５％以下とした。
の析出硬化に効果があり、鋼材の強度を向上させること
ができる。また、その添加量は鋼のＣ量と密接な関係が
あり、フィルム状セメンタイトを抑制するための炭化物
を生成させるために必要である。それらの効果はＶやＮ
ｂとの複合添加によっても可能であるため、その下限を
０．０１％以上とした。また、Ｔｉは軟窒化時に浸入す
るＮと結合して窒化物を生成し、表面硬さを向上させる
効果がある。０．５％以上を超えて添加しても効果が飽
和するため、０．５％以下とした。
【００１６】Ｖ：０．０５〜０．５％ ＶはＴｉと同様に炭化物を生成し、フィルム状セメンタ
イトの抑制に効果がある。また、Ｖは軟窒化時に浸入す
る窒素と結合して窒化物を生成し、表面硬さを高めるこ
とができる元素である。それらの効果を得るためには
０．０５％以上必要であるが、０．５％を超えて添加し
ても効果が飽和するため、０．５％以下とした。
イトの抑制に効果がある。また、Ｖは軟窒化時に浸入す
る窒素と結合して窒化物を生成し、表面硬さを高めるこ
とができる元素である。それらの効果を得るためには
０．０５％以上必要であるが、０．５％を超えて添加し
ても効果が飽和するため、０．５％以下とした。
【００１７】Ｎｂ：０．００５％〜０．５％ ＮｂもＴｉ、Ｖと同様に炭化物を生成し、フィルム状セ
メンタイトの抑制に効果がある。また、Ｎｂは軟窒化時
に浸入する窒素と結合して窒化物を生成し、表面硬さを
高めることができる元素である。その効果を得るために
は０．００５％以上必要であるが、０．５％を超えて添
加しても効果が飽和するため、０．５％以下とした。
メンタイトの抑制に効果がある。また、Ｎｂは軟窒化時
に浸入する窒素と結合して窒化物を生成し、表面硬さを
高めることができる元素である。その効果を得るために
は０．００５％以上必要であるが、０．５％を超えて添
加しても効果が飽和するため、０．５％以下とした。
【００１８】軟窒化処理前のフェライトの面積率が９０
％以上であり、残りが炭化物およびパーライト組織であ
り、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下：本発明に
とって鋼材の組織と疲労強度に対して重要な役割を果た
す。軟窒化処理前の組織としてはフェライト組織が望ま
しく、下限として９０％とした。残りの組織としての炭
化物はセメンタイトが極力少なく、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ等の
微細炭化物であることが望ましい。また、パーライト組
織が生成したとしてもそのサイズが小さいことが望まし
い。パーライトの平均サイズが２０μｍ以下であれば、
疲労強度の低下が小さいことを見出し、平均サイズを２
０μｍ以下とした。
％以上であり、残りが炭化物およびパーライト組織であ
り、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下：本発明に
とって鋼材の組織と疲労強度に対して重要な役割を果た
す。軟窒化処理前の組織としてはフェライト組織が望ま
しく、下限として９０％とした。残りの組織としての炭
化物はセメンタイトが極力少なく、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ等の
微細炭化物であることが望ましい。また、パーライト組
織が生成したとしてもそのサイズが小さいことが望まし
い。パーライトの平均サイズが２０μｍ以下であれば、
疲労強度の低下が小さいことを見出し、平均サイズを２
０μｍ以下とした。
【００１９】フェライト面積率は、例えば組織を光学顕
微鏡を用いて組織観察を行い、画像解析により、視野内
におけるフェライト部分の占有面積率を求めた。後述の
実施例では光学顕微鏡により４００倍で任意に１０視野
の組織観察を行い、その平均値をフェライトの占有面積
率とした。
微鏡を用いて組織観察を行い、画像解析により、視野内
におけるフェライト部分の占有面積率を求めた。後述の
実施例では光学顕微鏡により４００倍で任意に１０視野
の組織観察を行い、その平均値をフェライトの占有面積
率とした。
【００２０】本発明のパーライトのサイズとは、例えば
後述の実施例では光学顕微鏡を用いてランダムに１０視
野を４００倍で組織観察を行い、その視野に存在する全
てのパーライトの長径を測定し、その平均値を平均サイ
ズとした。
後述の実施例では光学顕微鏡を用いてランダムに１０視
野を４００倍で組織観察を行い、その視野に存在する全
てのパーライトの長径を測定し、その平均値を平均サイ
ズとした。
【００２１】 Ｃ＋Ｎ≦Ｔｉ／４．０＋Ｎｂ／７．７＋Ｖ／４．３： 上述したように鋼の組織としてはフェライトを９０％以
上とし、パーライトの平均サイズを２０μ以下としなけ
ればならない。そのためにはＴｉ、Ｎｂ、Ｖの微細炭化
物とし、各元素の添加量を上記式の関係を満たすことが
必要である。
上とし、パーライトの平均サイズを２０μ以下としなけ
ればならない。そのためにはＴｉ、Ｎｂ、Ｖの微細炭化
物とし、各元素の添加量を上記式の関係を満たすことが
必要である。
【００２２】Ｎｉ:０．５％〜２％ ＮｉはＣｕによる熱間脆性を抑制する効果がある。その
効果を得るためには０．５％以上が必要であり、２％を
超えると効果が飽和するため上限とした。
効果を得るためには０．５％以上が必要であり、２％を
超えると効果が飽和するため上限とした。
【００２３】Ｃｒ：０．１％〜２％ Ｃｒは軟窒化での表面硬さを得るために必要な元素であ
る。その効果を得るためには０．１％以上が必要であ
る。しかし、２％以上としても効果が小さく、また鋼の
焼入れ性が高くなり、マルテンサイトやベイナイト組織
が生成しやすくなるため２％を上限とした。
る。その効果を得るためには０．１％以上が必要であ
る。しかし、２％以上としても効果が小さく、また鋼の
焼入れ性が高くなり、マルテンサイトやベイナイト組織
が生成しやすくなるため２％を上限とした。
【００２４】Ａｌ：０．０５％〜０．５％ Ａｌは軟窒化時に浸入する窒素と結合して窒化物を生成
し、表面硬さを高めることができる元素である。その効
果を得るためには０．０５％以上必要であるが、０．５
％を超えて添加しても効果が飽和するため上限とした。
し、表面硬さを高めることができる元素である。その効
果を得るためには０．０５％以上必要であるが、０．５
％を超えて添加しても効果が飽和するため上限とした。
【００２５】Ｓ：０．０３％〜０．１％ Ｓは被削性を改善する元素であり、必要に応じて添加さ
れるが、０．０３％未満では効果が小さく、０．１％を
超えると強度が劣化するため、上限とした。
れるが、０．０３％未満では効果が小さく、０．１％を
超えると強度が劣化するため、上限とした。
【００２６】Ｐｂ：０．００５％〜０．３％ Ｐｂは鋼の被削性を改善する元素であり、必要に応じて
添加されるが、０．００５％未満では効果が小さく、ま
た０．３％を超えると強度が劣化するため、上限を０．
３％とした。
添加されるが、０．００５％未満では効果が小さく、ま
た０．３％を超えると強度が劣化するため、上限を０．
３％とした。
【００２７】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する。表
１に示す化学成分の組成を１５０ｋｇ真空溶解炉で溶製
後、熱間圧延により直径４０φの丸棒を製造した。この
丸棒を１２００℃に加熱し２０φに熱間鍛造で鍛伸し、
その後空冷しこの材料を素材とした。またこのときの冷
却速度は１．０℃／秒であり、この冷却過程でCuを固溶
させておく必要があり、そのためには０．２℃／秒以上
の冷却速度で冷却すすればよい。
１に示す化学成分の組成を１５０ｋｇ真空溶解炉で溶製
後、熱間圧延により直径４０φの丸棒を製造した。この
丸棒を１２００℃に加熱し２０φに熱間鍛造で鍛伸し、
その後空冷しこの材料を素材とした。またこのときの冷
却速度は１．０℃／秒であり、この冷却過程でCuを固溶
させておく必要があり、そのためには０．２℃／秒以上
の冷却速度で冷却すすればよい。
【００２８】その後、平行部１０ｍｍφの小野式回転曲
げ試験片を作成した。この試験片を５８０℃で１２０分
でガス軟窒化処理を行った。軟窒化処理はＲＸガス：Ｎ
Ｈ3＝１：１のガス雰囲気で行った。
げ試験片を作成した。この試験片を５８０℃で１２０分
でガス軟窒化処理を行った。軟窒化処理はＲＸガス：Ｎ
Ｈ3＝１：１のガス雰囲気で行った。
【００２９】比較例２２に用いたＪＩＳ−ＳＣＭ４１５
鋼は９３０℃で４時間の浸炭処理を施し、その後油焼入
れを行った後１８０度で２時間の焼き戻し処理を行っ
た。このように処理された試験片の表面より５０μｍ内
部および内部の硬さを測定すると供に、小野式回転曲げ
試験片を実施した。
鋼は９３０℃で４時間の浸炭処理を施し、その後油焼入
れを行った後１８０度で２時間の焼き戻し処理を行っ
た。このように処理された試験片の表面より５０μｍ内
部および内部の硬さを測定すると供に、小野式回転曲げ
試験片を実施した。
【００３０】表２に本発明例および比較例の鋼の素材の
硬さおよび軟窒化処理後の表面硬さ、組織のフェライト
面積率、炭化物およびパーライトの平均サイズ、小野式
回転曲げ疲労試験における疲労限強度を示した。
硬さおよび軟窒化処理後の表面硬さ、組織のフェライト
面積率、炭化物およびパーライトの平均サイズ、小野式
回転曲げ疲労試験における疲労限強度を示した。
【００３１】表２において本発明例１〜１５は本発明の
請求項１〜４に該当する鋼組成、組織となっており、高
い疲労強度となっている。
請求項１〜４に該当する鋼組成、組織となっており、高
い疲労強度となっている。
【００３２】それに対して比較例１６はＣ量が多く、組
織のフェライト面積率が９０％未満となり、疲労強度が
低下した。比較例１７はＣ＋Ｎ≦Ｔｉ／４．０＋Ｎｂ／
７．７＋Ｖ／４．３の関係が満足せず、パーライトサイ
ズが大きくなり疲労強度が低下した。比較例１８はＣｕ
添加量が不足し、疲労強度の向上効果が得られなかっ
た。比較例１９はＭｎ添加量が高く、組織のフェライト
面積率が不足し、疲労強度が低下した。比較例２０はＣ
ｒ添加量が高く、組織のフェライト面積率が不足し、疲
労強度が低下した。比較例２１はＮ含有量が高く、その
ため粗大なＴｉＮが生成し、疲労強度が低下した。以上
述べたように本発明例によれば優れた疲労強度が得られ
ることがわかる。
織のフェライト面積率が９０％未満となり、疲労強度が
低下した。比較例１７はＣ＋Ｎ≦Ｔｉ／４．０＋Ｎｂ／
７．７＋Ｖ／４．３の関係が満足せず、パーライトサイ
ズが大きくなり疲労強度が低下した。比較例１８はＣｕ
添加量が不足し、疲労強度の向上効果が得られなかっ
た。比較例１９はＭｎ添加量が高く、組織のフェライト
面積率が不足し、疲労強度が低下した。比較例２０はＣ
ｒ添加量が高く、組織のフェライト面積率が不足し、疲
労強度が低下した。比較例２１はＮ含有量が高く、その
ため粗大なＴｉＮが生成し、疲労強度が低下した。以上
述べたように本発明例によれば優れた疲労強度が得られ
ることがわかる。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、疲労特性
に優れた軟窒化用鋼であって、高負荷のかかるクランク
シャフトや歯車等の部品に適用した場合であっても、充
分な疲労強度を発揮し、高強度の軟窒化用鋼が提供でき
る。なお、本鋼は熱間圧延や熱間鍛造後、または更に焼
きならし処理などのを行った状態でも素材の硬さが低い
ため、冷間鍛造部材にも好適に適用できる。
に優れた軟窒化用鋼であって、高負荷のかかるクランク
シャフトや歯車等の部品に適用した場合であっても、充
分な疲労強度を発揮し、高強度の軟窒化用鋼が提供でき
る。なお、本鋼は熱間圧延や熱間鍛造後、または更に焼
きならし処理などのを行った状態でも素材の硬さが低い
ため、冷間鍛造部材にも好適に適用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蟹澤 秀雄 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内 (72)発明者 田村 譲児 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 石田 正雄 埼玉県和光市中央１−４−１ 株式会社本 田技術研究所内 (72)発明者 大須賀 康高 埼玉県和光市中央１−４−１ 株式会社本 田技術研究所内 (72)発明者 村上 敦 埼玉県和光市中央１−４−１ 株式会社本 田技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．０１％〜０．１５
％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．１５％〜
２％、Ｃｕ：０．５％〜２％を含有し、Ｎ：０．００５
％未満に制限し、Ｔｉ：０．０１％〜０．５％、Ｎｂ：
０．００５％〜０．５％、Ｖ：０．０５％〜０．５％の
中から１種以上を含有し、且つＣ＋Ｎ≦Ｔｉ／４．０＋
Ｎｂ／７．７＋Ｖ／４．３であり、残部がＦｅおよび不
可避的な不純物元素からなり、フェライトの面積率が９
０％以上で、残りが炭化物およびパーライト組織からな
り、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下であること
を特徴とする曲げ疲労強度に優れた軟窒化用鋼。 - 【請求項２】 質量％で、Ｃ：０．０１％〜０．１５
％、Ｓｉ：０．０１％〜１．５％、Ｍｎ：０．１５％〜
２％、Ｃｕ：０．５％〜２％を含有し、Ｎ：０．００５
％未満に制限し、Ｔｉ：０．０１％〜０．５％、Ｎｂ：
０．００５％〜０．５％、Ｖ：０．０５％〜０．５％の
中から１種以上含有し、更に、Ｎｉ：０．５％〜２％を
含有し、且つＣ＋Ｎ≦Ｔｉ／４．０＋Ｎｂ／７．７＋Ｖ
／４．３であり、残部がＦｅおよび不可避的な不純物元
素からなり、フェライトの面積率が９０％以上で、残り
が炭化物およびパーライト組織からなり、パーライトの
平均サイズが２０μｍ以下であることを特徴とする曲げ
疲労強度に優れた軟窒化用鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の鋼成分に、更に
質量％で、Ｃｒ：０．１％〜２％、Ａｌ：０．０５％〜
０．５％の中から１種以上を含有し、フェライトの面積
率が９０％以上で、残りが炭化物およびパーライト組織
からなり、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下であ
ることを特徴とする曲げ疲労強度に優れた軟窒化用鋼。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載の鋼成分に、更に質
量％で、Ｓ：０．０３％〜０．１％、Ｐｂ：０．００５
％〜０．３％の中から１種以上を含有し、フェライトの
面積率が９０％以上で、残りが炭化物およびパーライト
組織からなり、パーライトの平均サイズが２０μｍ以下
であることを特徴とする曲げ疲労強度に優れた軟窒化用
鋼。
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