JP2003301238A - 微細硫化物を利用した被削性と破断分割性に優れる機械構造用鋼 - Google Patents
微細硫化物を利用した被削性と破断分割性に優れる機械構造用鋼Info
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- JP2003301238A JP2003301238A JP2002109890A JP2002109890A JP2003301238A JP 2003301238 A JP2003301238 A JP 2003301238A JP 2002109890 A JP2002109890 A JP 2002109890A JP 2002109890 A JP2002109890 A JP 2002109890A JP 2003301238 A JP2003301238 A JP 2003301238A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の自動車用の非調質鋼と同等の強度と低
コストを保ちつつ、破断分離性加工が可能な低延性の自
動車のエンジン用のコネクティングロッドなどの部品に
適用できる非調質鋼を提供する。 【解決手段】 鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．３５〜
０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ａｌ：
０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０
％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、原子
％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなり、ＭｎＳを主成分とする微細硫化
物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有する被削性と
破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
コストを保ちつつ、破断分離性加工が可能な低延性の自
動車のエンジン用のコネクティングロッドなどの部品に
適用できる非調質鋼を提供する。 【解決手段】 鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．３５〜
０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ａｌ：
０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０
％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、原子
％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなり、ＭｎＳを主成分とする微細硫化
物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有する被削性と
破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車などのエ
ンジン部品であるコネクティングロッドなど熱間鍛造に
より成形し、エンジンに組み付けのために分断・接合さ
れる部品の製造に用いられる機械構造用非調質鋼に関す
る。
ンジン部品であるコネクティングロッドなど熱間鍛造に
より成形し、エンジンに組み付けのために分断・接合さ
れる部品の製造に用いられる機械構造用非調質鋼に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車部品など、例えばエンジン
部品のコネクティングロッドなど２物体が一体的に組み
合わせて使用される部品の製造では、高強度で低延性の
非調質鋼を熱間鍛造により一体成形し、切削によって分
断し、分断面である接合面を仕上げ加工した後、再度接
合する方法、あるいは、熱間鍛造時に予め分離成型して
おき、接合面を仕上げ加工した後に接合する方法があ
る。これらの製造方法では、接合面の仕上げ加工に高い
精度が要求され、コストアップの要因となっていた。
部品のコネクティングロッドなど２物体が一体的に組み
合わせて使用される部品の製造では、高強度で低延性の
非調質鋼を熱間鍛造により一体成形し、切削によって分
断し、分断面である接合面を仕上げ加工した後、再度接
合する方法、あるいは、熱間鍛造時に予め分離成型して
おき、接合面を仕上げ加工した後に接合する方法があ
る。これらの製造方法では、接合面の仕上げ加工に高い
精度が要求され、コストアップの要因となっていた。
【０００３】一方、接合面の仕上げ加工を省略できる方
法としては、部品を一体成型しておき、接合面を破断分
離し、その破断面の凹凸をそのまま利用することで、高
精度の仕上げ加工を必要とせずに精度良く接合する方法
がある。しかし、この方法を採用するには材料の延性が
低く、破断面の延性を伴わずに分離できることが必要で
ある。粉末を焼結した材料は、延性が低く破断面が比較
的平坦であるため、この方法に適している。しかし、材
料コストそのものが高価であり大量生産には不向きであ
る。
法としては、部品を一体成型しておき、接合面を破断分
離し、その破断面の凹凸をそのまま利用することで、高
精度の仕上げ加工を必要とせずに精度良く接合する方法
がある。しかし、この方法を採用するには材料の延性が
低く、破断面の延性を伴わずに分離できることが必要で
ある。粉末を焼結した材料は、延性が低く破断面が比較
的平坦であるため、この方法に適している。しかし、材
料コストそのものが高価であり大量生産には不向きであ
る。
【０００４】一方、自動車用部品は大量生産が必要で、
安価な鋼材が使用されるのが一般的である。その例とし
ては中炭素鋼にＶを添加し、熱間鍛造ままで必要な強度
が得られる非調質鋼のＪＡＳＯ規格のＡＳＶａ４５Ｃな
どがある。しかし、これらの非調質鋼は粉末焼結材など
より延性が高く、破断分離した際の破面の凹凸が延性変
形するため、再度結合することが不可能であった。さら
に通常の熱鍛造で製造するコンロッド用鋼は中炭素鋼で
鉛を含有するために被削性は良いが、破断分割による製
造は不可能である。そこで、このように高価な粉末焼結
材料ではなく、一般の溶製材を熱間鍛造により一体部品
に成形し、容易に破断分離できる熱間鍛造用非調質鋼
が、例えば、特開平８−２９１３７３号公報、あるい
は、特開平１０−２１９３８９号公報に開示されてい
る。しかし、これらにおいてもなお一層の破断分割性と
優れた被削性が求められている。
安価な鋼材が使用されるのが一般的である。その例とし
ては中炭素鋼にＶを添加し、熱間鍛造ままで必要な強度
が得られる非調質鋼のＪＡＳＯ規格のＡＳＶａ４５Ｃな
どがある。しかし、これらの非調質鋼は粉末焼結材など
より延性が高く、破断分離した際の破面の凹凸が延性変
形するため、再度結合することが不可能であった。さら
に通常の熱鍛造で製造するコンロッド用鋼は中炭素鋼で
鉛を含有するために被削性は良いが、破断分割による製
造は不可能である。そこで、このように高価な粉末焼結
材料ではなく、一般の溶製材を熱間鍛造により一体部品
に成形し、容易に破断分離できる熱間鍛造用非調質鋼
が、例えば、特開平８−２９１３７３号公報、あるい
は、特開平１０−２１９３８９号公報に開示されてい
る。しかし、これらにおいてもなお一層の破断分割性と
優れた被削性が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来の自動車用の非調質鋼と同等の強度と
低コストを保ちつつ、破断分離性加工が可能な低延性の
鋼材を提供することである。
する課題は、従来の自動車用の非調質鋼と同等の強度と
低コストを保ちつつ、破断分離性加工が可能な低延性の
鋼材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者らは鋭意考究した
ところ、自動車用の非調質鋼として必要な硬さや耐力や
引張強さや疲労強度などの基本的機械的性質は鋼成分の
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖを調整することによって
改善し、特に、１μｍ程度の微細なＭｎＳを大量に分散
させることにより、鍛造空冷後のフェライト−パーライ
トの組織を微細化し、降伏点と疲労強度を高め、かつ、
この微細ＭｎＳ介在物により被削性と破断分割性である
カチワリ性を向上し得ることを見出して、本発明の手段
を得た。
ところ、自動車用の非調質鋼として必要な硬さや耐力や
引張強さや疲労強度などの基本的機械的性質は鋼成分の
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖを調整することによって
改善し、特に、１μｍ程度の微細なＭｎＳを大量に分散
させることにより、鍛造空冷後のフェライト−パーライ
トの組織を微細化し、降伏点と疲労強度を高め、かつ、
この微細ＭｎＳ介在物により被削性と破断分割性である
カチワリ性を向上し得ることを見出して、本発明の手段
を得た。
【０００７】すなわち、上記の課題を解決するための本
発明の手段は、請求項１の発明では、ＭｎＳを主成分と
する微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有
することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。
発明の手段は、請求項１の発明では、ＭｎＳを主成分と
する微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有
することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。
【０００８】請求項２の発明では、鋼成分が、質量％
で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．
３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｓ：０．０５〜
０．４０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：
０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５
０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４と
し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴と
する請求項１の手段の被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。
で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．
３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｓ：０．０５〜
０．４０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：
０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５
０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４と
し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴と
する請求項１の手段の被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。
【０００９】請求項３の発明では、請求項１または２の
手段の鋼において、鋼成分は、さらに質量％で、Ｐ：
０．００５〜０．１８％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５
％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％を含有することを特徴
とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼
である。
手段の鋼において、鋼成分は、さらに質量％で、Ｐ：
０．００５〜０．１８％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５
％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％を含有することを特徴
とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼
である。
【００１０】請求項４の発明では、請求項１〜３のいず
れか１項の手段の鋼において、鋼成分は、さらに質量％
で、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％を含有し、さらにＴ
ｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２
％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜
０．５５％のうち１種又は２種以上を含有することを特
徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質
鋼である。
れか１項の手段の鋼において、鋼成分は、さらに質量％
で、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％を含有し、さらにＴ
ｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２
％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜
０．５５％のうち１種又は２種以上を含有することを特
徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質
鋼である。
【００１１】請求項５の発明では、請求項１〜４のいず
れかの手段の鋼において、鋼成分はさらに、質量％で、
Ｂ：０．０００３〜０．０１５％を含有し、さらにＰ
ｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３
％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０
００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１
５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．
０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有
することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。
れかの手段の鋼において、鋼成分はさらに、質量％で、
Ｂ：０．０００３〜０．０１５％を含有し、さらにＰ
ｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３
％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０
００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１
５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．
０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有
することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。
【００１２】必要な基本的性質（硬さ、引張強さ）は、
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖを調整することによって
得る。さらに、ＭｎＳを主成分とした１μｍ程度の微細
硫化物を大量に分散させることにより、鍛造空冷後のフ
ェライトパーライト組織を微細化し、降伏点と疲労強度
を高めるものであり、さらに、この微細ＭｎＳ介在物に
より被削性とカチワリ性を向上させている。
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖを調整することによって
得る。さらに、ＭｎＳを主成分とした１μｍ程度の微細
硫化物を大量に分散させることにより、鍛造空冷後のフ
ェライトパーライト組織を微細化し、降伏点と疲労強度
を高めるものであり、さらに、この微細ＭｎＳ介在物に
より被削性とカチワリ性を向上させている。
【００１３】以下に本発明の条件設定理由を説明する。
なお、鋼成分については、質量％で、Ｍｎ／Ｓは原子比
で示す。本発明における微細硫化物とは、ＭｎＳを主成
分とした晶出あるいは析出によって生成する介在物で、
円相当直径で０．１〜３μｍのものを指しており、これ
らの介在物中にはＭｎとＳ以外に、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｏなどのマトリックス中の元素やＣａ、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、Ｚｒなどの硫化物あるいは炭硫化物形成元素を含む
場合もある。また、これらの微細硫化物以外に、通常の
大型硫化物や酸化物、炭窒化物が存在していても良い。
なお、鋼成分については、質量％で、Ｍｎ／Ｓは原子比
で示す。本発明における微細硫化物とは、ＭｎＳを主成
分とした晶出あるいは析出によって生成する介在物で、
円相当直径で０．１〜３μｍのものを指しており、これ
らの介在物中にはＭｎとＳ以外に、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｏなどのマトリックス中の元素やＣａ、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、Ｚｒなどの硫化物あるいは炭硫化物形成元素を含む
場合もある。また、これらの微細硫化物以外に、通常の
大型硫化物や酸化物、炭窒化物が存在していても良い。
【００１４】特に本発明ではＭｎ／Ｓの原子比範囲を規
定するのは、同じＳ含有量でも硫化物が微細化し、数が
多くなるためである。さらに、Ｓ含有量を従来の一般的
な機械構造用鋼よりも増加させることにより、被削性と
強度に優れ、かつカチワリ性を改善することができる。
定するのは、同じＳ含有量でも硫化物が微細化し、数が
多くなるためである。さらに、Ｓ含有量を従来の一般的
な機械構造用鋼よりも増加させることにより、被削性と
強度に優れ、かつカチワリ性を改善することができる。
【００１５】Ｃ：０．３５〜０．６０％
Ｃは、下限値を０．３５％とするのは、０．３５％未満
では低延性が損なわれて延性が高くなり、カチワリ性の
破断分離性が損なわれるからであり、上限を０．６０％
とするのは、０．６０％を超えると被削性が阻害される
からである。そこで、Ｃは０．３５〜０．６０％とす
る。
では低延性が損なわれて延性が高くなり、カチワリ性の
破断分離性が損なわれるからであり、上限を０．６０％
とするのは、０．６０％を超えると被削性が阻害される
からである。そこで、Ｃは０．３５〜０．６０％とす
る。
【００１６】Ｓｉ：０．５０〜１．３０％
Ｓｉは、Ｓｉは、脱酸剤として必要な元素であり、ま
た、強度を向上させる。しかし、０．５０％未満ではそ
の効果は十分でなく、１．５０％を超えると被削性が阻
害されることとなる。そこで、Ｓｉは０．５０〜１．３
０％とする。
た、強度を向上させる。しかし、０．５０％未満ではそ
の効果は十分でなく、１．５０％を超えると被削性が阻
害されることとなる。そこで、Ｓｉは０．５０〜１．３
０％とする。
【００１７】Ｍｎ：０．０５〜１．００％
Ｍｎは、硫化物のＭｎＳ生成に必須の元素であり、Ｓの
添加とともにＭｎＳを鋼中に大量に存在させて応力集中
源とし、上記のＣ添加量とすることで、組織をフェライ
ト−パーライトとして切削時に変形し易くすることと相
俟って被削性を改善するものである。さらに大量のＭｎ
Ｓは靱性、延性の低下に有効に作用する。またＦｅＳの
生成を防止する。そこで、Ｍｎは０．０５〜１．００％
とし、好ましくは、０．１４〜０．６０％とする。
添加とともにＭｎＳを鋼中に大量に存在させて応力集中
源とし、上記のＣ添加量とすることで、組織をフェライ
ト−パーライトとして切削時に変形し易くすることと相
俟って被削性を改善するものである。さらに大量のＭｎ
Ｓは靱性、延性の低下に有効に作用する。またＦｅＳの
生成を防止する。そこで、Ｍｎは０．０５〜１．００％
とし、好ましくは、０．１４〜０．６０％とする。
【００１８】Ｓ：０．０５〜０．４０％
Ｓは、被削性および低延性を確保するために必要な元素
で、０．０５％未満ではその効果は十分でなく、０．４
０％を超えると熱間加工性を損なう。そこで、Ｓは０．
０５〜０．４０％とし、好ましくは０．１０〜０．３０
％とする。
で、０．０５％未満ではその効果は十分でなく、０．４
０％を超えると熱間加工性を損なう。そこで、Ｓは０．
０５〜０．４０％とし、好ましくは０．１０〜０．３０
％とする。
【００１９】Ｍｎ／Ｓ：０．６〜１．４（原子％比）
Ｍｎ／Ｓは、その値が小さ過ぎるとＦｅＳ生成による熱
間脆性が大きくなり、その値が大き過ぎると大型ＭｎＳ
生成による機械的性質の劣化が生じる。そこで、Ｍｎ／
Ｓは０．６〜１．４とし、好ましくは０．８〜１．２と
する。ＳおよびＭｎ／Ｓを以上のように規定する結果、
ＭｎＳが析出型となり（通常は晶出型）、１μｍ程度の
非常に微細なＭｎＳが多数分散することとなる。そし
て、このことがオーステナイト結晶粒成長抑制による強
度上昇、被削性改善、カチワリ性改善に寄与する。
間脆性が大きくなり、その値が大き過ぎると大型ＭｎＳ
生成による機械的性質の劣化が生じる。そこで、Ｍｎ／
Ｓは０．６〜１．４とし、好ましくは０．８〜１．２と
する。ＳおよびＭｎ／Ｓを以上のように規定する結果、
ＭｎＳが析出型となり（通常は晶出型）、１μｍ程度の
非常に微細なＭｎＳが多数分散することとなる。そし
て、このことがオーステナイト結晶粒成長抑制による強
度上昇、被削性改善、カチワリ性改善に寄与する。
【００２０】Ａｌ：０．００５〜０．０３５％
Ａｌは、脱酸剤として必要な元素であり、０．００５未
満では十分でなく、通常の電気炉レベルで含有される上
限は０．０３５％である。そこで、Ａｌは０．００５〜
０．０３５％とする。
満では十分でなく、通常の電気炉レベルで含有される上
限は０．０３５％である。そこで、Ａｌは０．００５〜
０．０３５％とする。
【００２１】Ｖ：０．０３〜０．３０％
Ｖは、微細な炭化物や窒化物を析出して降伏応力を高
め、強度を高める元素である。０．０３％未満ではそれ
らの効果は十分でなく、多く含有させると効果でありコ
スト的に不利であるので、上限を０．３０％として、要
求強度に合わせて適宜添加するものとする。そこで、Ｖ
は０．０３〜０．３０％とする。
め、強度を高める元素である。０．０３％未満ではそれ
らの効果は十分でなく、多く含有させると効果でありコ
スト的に不利であるので、上限を０．３０％として、要
求強度に合わせて適宜添加するものとする。そこで、Ｖ
は０．０３〜０．３０％とする。
【００２２】Ｎ：０．００３〜０．０２５０％
Ｎは、ＶとＶ窒化物を形成してフェライト析出サイトと
なり被削性を確保するために必要な元素で、０．００３
％未満ではその効果は十分でなく、０．０２５０％を超
えてもその効果は飽和する。そこでＮは０．００３〜
０．０２５０％とする。
なり被削性を確保するために必要な元素で、０．００３
％未満ではその効果は十分でなく、０．０２５０％を超
えてもその効果は飽和する。そこでＮは０．００３〜
０．０２５０％とする。
【００２３】Ｐ：０．００５〜０．１８０％
Ｐは、低延性（すなわち脆化）確保に必要な元素であ
り、０．００５％未満ではその効果が十分でなく、０．
１８０％を超えるとリサイクル性を損なうこととなる。
そこで、Ｐは０．００５〜０．１８０％とする。
り、０．００５％未満ではその効果が十分でなく、０．
１８０％を超えるとリサイクル性を損なうこととなる。
そこで、Ｐは０．００５〜０．１８０％とする。
【００２４】Ｃｕ：０．０１〜０．２５％
Ｃｕは、低延性確保に必要な元素であり、０．０１％未
満ではその効果が十分でなく、０．２５％を超えるとリ
サイクル性を損なうこととなる。そこでＣｕは、０．０
１〜０．２５％とする。
満ではその効果が十分でなく、０．２５％を超えるとリ
サイクル性を損なうこととなる。そこでＣｕは、０．０
１〜０．２５％とする。
【００２５】Ｓｎ：０．００１〜０．２％
Ｓｎは、被削性と低延性を確保するために必要な元素
で、０．００１％未満ではそれらの効果は十分でなく、
０．２％を超えると熱間加工性とリサイクル性を損な
う。そこで、Ｓｎは０．００１〜０．２％とし、好まし
くは０．００５〜０．１５％とする。
で、０．００１％未満ではそれらの効果は十分でなく、
０．２％を超えると熱間加工性とリサイクル性を損な
う。そこで、Ｓｎは０．００１〜０．２％とし、好まし
くは０．００５〜０．１５％とする。
【００２６】Ｃｒ：０．０１〜０．５５％
Ｃｒは、強度を確保するために必要な元素で、０．０１
％未満ではその効果は十分でなく、０．５５％を超える
と被削性を阻害する。そこで、Ｃｒは０．０１〜０．５
５％とする。
％未満ではその効果は十分でなく、０．５５％を超える
と被削性を阻害する。そこで、Ｃｒは０．０１〜０．５
５％とする。
【００２７】Ｔｉ、Ｎｂ：０．００１〜０．２％
Ｔｉ、Ｎｂは、低延性を確保するために必要な元素で、
０．００１％未満ではその効果は十分でなく、０．２％
を超えると被削性を損なう。そこで、Ｔｉ、Ｎｂは０．
００１〜０．２％とする。
０．００１％未満ではその効果は十分でなく、０．２％
を超えると被削性を損なう。そこで、Ｔｉ、Ｎｂは０．
００１〜０．２％とする。
【００２８】Ｎｉ、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％
Ｎｉ、Ｍｏは、強度を確保するために必要な元素で、
０．０１％未満ではその効果は十分でなく、０．５５％
を超えると被削性を阻害する。そこで、Ｎｉ、Ｍｏは
０．０１〜０．５５％とする。
０．０１％未満ではその効果は十分でなく、０．５５％
を超えると被削性を阻害する。そこで、Ｎｉ、Ｍｏは
０．０１〜０．５５％とする。
【００２９】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｏは１種または２種
以上を含有することができる。
以上を含有することができる。
【００３０】Ｐｂ、Ｂｉ：０．００５〜０．３％
Ｐｂ、Ｂｉは、被削性確保に必要な元素であり、適宜添
加される。Ｐｂ、Ｂｉは０．００５％未満ではその効果
は十分でなく、０．３％を超えると熱間加工性を損な
う。そこで、Ｐｂ、Ｂｉは０．００５〜０．３％とし、
好ましくは０．０３〜０．２％とする。
加される。Ｐｂ、Ｂｉは０．００５％未満ではその効果
は十分でなく、０．３％を超えると熱間加工性を損な
う。そこで、Ｐｂ、Ｂｉは０．００５〜０．３％とし、
好ましくは０．０３〜０．２％とする。
【００３１】Ｂ：０．０００３〜０．０１５％
Ｂは、六方晶ＢＮ生成による被削性の改善に有効な元素
であり、適宜添加される。Ｂは０．０００３％未満では
その効果は十分でなく、０．０１５％を超えるとベイナ
イト組織出現による被削性を損なう。そこで、Ｂは０．
０００３〜０．０１５％とする。
であり、適宜添加される。Ｂは０．０００３％未満では
その効果は十分でなく、０．０１５％を超えるとベイナ
イト組織出現による被削性を損なう。そこで、Ｂは０．
０００３〜０．０１５％とする。
【００３２】Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｒ：０．００
０２〜０．０１５％ Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｒは、被削性確保に有効な
元素であり、適宜添加される。これらは０．０００２％
未満ではその効果は十分でなく、０．０１５％を超える
とコスト的に不利となる。そこで、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、
Ｔｅ、Ｚｒは０．０００２〜０．０１５％とする。
０２〜０．０１５％ Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｒは、被削性確保に有効な
元素であり、適宜添加される。これらは０．０００２％
未満ではその効果は十分でなく、０．０１５％を超える
とコスト的に不利となる。そこで、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、
Ｔｅ、Ｚｒは０．０００２〜０．０１５％とする。
【００３３】Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ、Ｚｒは１種または２種以上を含有することができ
る。
ｅ、Ｚｒは１種または２種以上を含有することができ
る。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
請求項１の発明では、自動車のエンジン用部品であるコ
ネクティングロッドなどに使用するための機械構造用非
調質鋼において、ＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１
ｍｍ2当たり５０００個以上を含有する鋼で被削性と破
断分割性に優れる鋼である。このＭｎＳを主成分とする
微細硫化物とは、ＭｎＳを主成分とした晶出あるいは析
出によって生成する介在物で、その円相当直径で０．１
〜３μｍの大きさで、ＭｎＳ以外に、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ｏなどのマトリックス中の元素やＣａ、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、Ｚｒなどの硫化物あるいは炭硫化物形成元素を含む
こともでき、これらの微細硫化物以外に通常の大型硫化
物や酸化物、炭窒化物が存在していてもかまわない。
請求項１の発明では、自動車のエンジン用部品であるコ
ネクティングロッドなどに使用するための機械構造用非
調質鋼において、ＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１
ｍｍ2当たり５０００個以上を含有する鋼で被削性と破
断分割性に優れる鋼である。このＭｎＳを主成分とする
微細硫化物とは、ＭｎＳを主成分とした晶出あるいは析
出によって生成する介在物で、その円相当直径で０．１
〜３μｍの大きさで、ＭｎＳ以外に、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ｏなどのマトリックス中の元素やＣａ、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、Ｚｒなどの硫化物あるいは炭硫化物形成元素を含む
こともでき、これらの微細硫化物以外に通常の大型硫化
物や酸化物、炭窒化物が存在していてもかまわない。
【００３５】上記の非調質鋼でその基本的な鋼成分を、
質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０
〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｓ：０．
０５〜０．４０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、
Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０
２５０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．
４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるものとす
ることで、これらは、被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。特に本発明ではＭｎ／Ｓの原子
比範囲をＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とするもので、硫化
物が微細化し、１ｍｍ2当たり５０００個以上の数を有
するものであり、さらに、Ｓ含有量を従来の一般的な機
械構造用鋼よりも増加させることにより、被削性と強度
に優れ、かつ、カチワリ性に優れている非調質鋼が得ら
れる。
質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０
〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｓ：０．
０５〜０．４０％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、
Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０
２５０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．
４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるものとす
ることで、これらは、被削性と破断分割性に優れる機械
構造用非調質鋼である。特に本発明ではＭｎ／Ｓの原子
比範囲をＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とするもので、硫化
物が微細化し、１ｍｍ2当たり５０００個以上の数を有
するものであり、さらに、Ｓ含有量を従来の一般的な機
械構造用鋼よりも増加させることにより、被削性と強度
に優れ、かつ、カチワリ性に優れている非調質鋼が得ら
れる。
【００３６】他の実施の形態では、以上の非調質鋼にお
いて、さらに質量％で、Ｐ：０．００５〜０．１８％、
Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．
２％を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる
機械構造用非調質鋼である。
いて、さらに質量％で、Ｐ：０．００５〜０．１８％、
Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．
２％を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる
機械構造用非調質鋼である。
【００３７】さらに他の実施の形態として、上記の非調
質鋼において、さらに質量％で、Ｃｒ：０．０１〜０．
５５％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、
Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５
５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％のうち１種又は２種
以上を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる
機械構造用非調質鋼である。
質鋼において、さらに質量％で、Ｃｒ：０．０１〜０．
５５％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、
Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５
５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％のうち１種又は２種
以上を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる
機械構造用非調質鋼である。
【００３８】なお、さらに上記の非調質鋼において、さ
らに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．０１５％を含
有し、さらにＰｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．
００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５
％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０
００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１
５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又
は２種以上を含有するものとした被削性と破断分割性に
優れる機械構造用非調質鋼である。これらの実施の形態
のうち、一部について次の実施例でさらに詳細に説明す
る。
らに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．０１５％を含
有し、さらにＰｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．
００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５
％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０
００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１
５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又
は２種以上を含有するものとした被削性と破断分割性に
優れる機械構造用非調質鋼である。これらの実施の形態
のうち、一部について次の実施例でさらに詳細に説明す
る。
【００３９】
【実施例】表１に示す鋼成分の本発明に係る発明鋼と、
対比して示す比較鋼の溶鋼をそれぞれ１００ｋｇ真空溶
解炉で溶製した。これらのインゴットを１２５０℃に加
熱した後、鍛伸によりφ６５ｍｍの熱間鍛造用の素材を
得た。このφ６５ｍｍの素材を１２５０℃に加熱し、φ
２５ｍｍに圧鍛して鋼材とした。なお、表１の比較鋼の
網かけ部分は、それぞれ本発明の請求項に係る限定範囲
から外れるものを示している。
対比して示す比較鋼の溶鋼をそれぞれ１００ｋｇ真空溶
解炉で溶製した。これらのインゴットを１２５０℃に加
熱した後、鍛伸によりφ６５ｍｍの熱間鍛造用の素材を
得た。このφ６５ｍｍの素材を１２５０℃に加熱し、φ
２５ｍｍに圧鍛して鋼材とした。なお、表１の比較鋼の
網かけ部分は、それぞれ本発明の請求項に係る限定範囲
から外れるものを示している。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記の鋼材を用いて、ＪＩＳ２ｍｍＵノッ
チのシャルピー衝撃試験片とＪＩＳ４号の引張試験片を
作製した。さらにφ２５ｍｍ材を用いて被削性試験片も
作製した。これらの試験片により強度、低延性、被削性
および熱間加工性などを試験し評価した。強度の評価と
して、０．２％耐力を用いた。低延性の評価として、室
温のシャルピー衝撃性値、伸び、絞りを用いた。被削性
の評価として、旋削での超硬工具摩耗量、ハイスドリル
寿命を用いた。そして被削性の評価条件を表２に示す。
チのシャルピー衝撃試験片とＪＩＳ４号の引張試験片を
作製した。さらにφ２５ｍｍ材を用いて被削性試験片も
作製した。これらの試験片により強度、低延性、被削性
および熱間加工性などを試験し評価した。強度の評価と
して、０．２％耐力を用いた。低延性の評価として、室
温のシャルピー衝撃性値、伸び、絞りを用いた。被削性
の評価として、旋削での超硬工具摩耗量、ハイスドリル
寿命を用いた。そして被削性の評価条件を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】熱間加工性の評価として、グリーブル試験
による熱間での絞りを用いた。硫化物個数、強度、低延
性、被削性、熱間加工性のそれぞの評価結果を表３に示
す。表３において、網かけ部分で示す数値は、それぞれ
本発明の目標値から外れ、あるいは、目標値に未達成の
もので示す。なお、熱間加工性の○は比較鋼Ｎｏ．１１
の熱間加工性である１３００℃における絞り値と同等以
上を目標達成値として○とし、それ以下の場合を目標未
達成として×とした。それぞれの目標値は、０．２％耐
力：６００ＭＰａ以上、シャルピー衝撃値：２５Ｊ／ｃ
ｍ2以下、絞り：２５％以下、ドリル寿命：１２０３穴
数以上、旋削超硬工具摩耗量：０．２５ｍｍ以下であ
る。
による熱間での絞りを用いた。硫化物個数、強度、低延
性、被削性、熱間加工性のそれぞの評価結果を表３に示
す。表３において、網かけ部分で示す数値は、それぞれ
本発明の目標値から外れ、あるいは、目標値に未達成の
もので示す。なお、熱間加工性の○は比較鋼Ｎｏ．１１
の熱間加工性である１３００℃における絞り値と同等以
上を目標達成値として○とし、それ以下の場合を目標未
達成として×とした。それぞれの目標値は、０．２％耐
力：６００ＭＰａ以上、シャルピー衝撃値：２５Ｊ／ｃ
ｍ2以下、絞り：２５％以下、ドリル寿命：１２０３穴
数以上、旋削超硬工具摩耗量：０．２５ｍｍ以下であ
る。
【表３】
【００４４】表３に見られるとおり、発明鋼はＮｏ．１
〜Ｎｏ．１０はいずれも目標値を達成しており、これか
ら、本発明による鋼は熱処理を要せず、優れた強度を有
し、被削性と破断分割性であるカチワリ性に優れている
ことが理解できる。
〜Ｎｏ．１０はいずれも目標値を達成しており、これか
ら、本発明による鋼は熱処理を要せず、優れた強度を有
し、被削性と破断分割性であるカチワリ性に優れている
ことが理解できる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の非調質鋼
は、熱間鍛造により成形し、エンジンに組み付けのため
に分断・接合される破断分割法が利用でき、かつ、被削
性に優れるため、自動車のエンジン用のコネクティング
ロッドなど部品の製造工程の大幅なコストダウンが可能
となるなど、優れた効果を奏するものである。
は、熱間鍛造により成形し、エンジンに組み付けのため
に分断・接合される破断分割法が利用でき、かつ、被削
性に優れるため、自動車のエンジン用のコネクティング
ロッドなど部品の製造工程の大幅なコストダウンが可能
となるなど、優れた効果を奏するものである。
Claims (5)
- 【請求項１】 ＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍ
ｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする
被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。 - 【請求項２】 鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．３５〜
０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ａｌ：
０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０
％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、原子
％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなることを特徴とする請求項１記載の
被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の鋼において、
鋼成分は、さらに質量％で、Ｐ：０．００５〜０．１８
％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜
０．２％を含有することを特徴とする被削性と破断分割
性に優れる機械構造用非調質鋼。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼
において、鋼成分は、さらに質量％で、Ｃｒ：０．０１
〜０．５５％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．
２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜
０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％のうち１種又
は２種以上を含有することを特徴とする被削性と破断分
割性に優れる機械構造用非調質鋼。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の鋼にお
いて、鋼成分はさらに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜
０．０１５％を含有し、さらにＰｂ：０．００５〜０．
３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００
２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５
％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０
００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１
５％のうち１種又は２種以上を含有することを特徴とす
る被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109890A JP4115737B2 (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 微細硫化物を利用した被削性と破断分割性に優れる機械構造用鋼 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109890A JP4115737B2 (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 微細硫化物を利用した被削性と破断分割性に優れる機械構造用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003301238A true JP2003301238A (ja) | 2003-10-24 |
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|---|---|---|---|
| JP2002109890A Expired - Fee Related JP4115737B2 (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 微細硫化物を利用した被削性と破断分割性に優れる機械構造用鋼 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2000553A1 (en) * | 2006-03-15 | 2008-12-10 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Rolled material for fracture split connecting rod excelling in fracture splittability, hot forged part for fracture split connecting rod excelling in fracture splittability, and fracture split connecting rod |
| JP2009097054A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | National Institute For Materials Science | 非調質フェライト・パーライト鋼材 |
| WO2009072445A1 (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 破断分割型コネクティングロッド用鋼 |
| US7871300B2 (en) | 2007-01-04 | 2011-01-18 | Whirlpool Corporation | Host with multiple sequential adapters for multiple consumer electronic devices |
| US8715428B2 (en) | 2008-02-26 | 2014-05-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot-forging micro-alloyed steel and hot-rolled steel excellent in fracture-splitability and machinability, and component made of hot-forged microalloyed steel |
| WO2016143812A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| JP2018035415A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 破断分離後の破断面同士の嵌合性および被削性に優れた鋼部品用の熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| KR20180053696A (ko) | 2015-10-19 | 2018-05-23 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 열간 단조용 강 및 열간 단조품 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-04-12 JP JP2002109890A patent/JP4115737B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2000553A1 (en) * | 2006-03-15 | 2008-12-10 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Rolled material for fracture split connecting rod excelling in fracture splittability, hot forged part for fracture split connecting rod excelling in fracture splittability, and fracture split connecting rod |
| EP2000553A4 (en) * | 2006-03-15 | 2010-07-14 | Kobe Steel Ltd | LAMINATE MATERIAL FOR BREAKING CRACK WITH EXCELLENT RIPTURE BREAKING CAPACITY, HOT FORK ROD ELEMENT HAVING EXCELLENT RIPTURE CRACKING CAPACITY AND RUPTURE CRACKING ROD |
| US7871300B2 (en) | 2007-01-04 | 2011-01-18 | Whirlpool Corporation | Host with multiple sequential adapters for multiple consumer electronic devices |
| JP2009097054A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | National Institute For Materials Science | 非調質フェライト・パーライト鋼材 |
| WO2009072445A1 (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 破断分割型コネクティングロッド用鋼 |
| US9255314B2 (en) | 2008-02-26 | 2016-02-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot-forging micro-alloyed steel and hot-rolled steel excellent in fracture-splitability and machinability, and component made of hot-forged microalloyed steel |
| US8715428B2 (en) | 2008-02-26 | 2014-05-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot-forging micro-alloyed steel and hot-rolled steel excellent in fracture-splitability and machinability, and component made of hot-forged microalloyed steel |
| WO2016143812A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| JPWO2016143812A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2017-12-28 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| KR20180053696A (ko) | 2015-10-19 | 2018-05-23 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 열간 단조용 강 및 열간 단조품 |
| US10844466B2 (en) | 2015-10-19 | 2020-11-24 | Nippon Steel Corporation | Hot forging steel and hot forged product |
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