JP2004286196A - 高強度コンロッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】疲労強度の向上と共に、軽量化が可能な高強度コンロッドと、このような高強度コンロッドの製造方法を提供する。
【解決手段】コンロッド本体としての連接部Ｂと、この連接部の両端に位置する大端部Ｃ及び小端部Ａと、大端部Ｃ及び小端部Ａと連接部Ｂの間につなぎ部Ｅ，Ｆを有し、つなぎ部Ｅ，Ｆの断面積が連接部Ｂに向けて連続的に減少し、連接部Ｂに最小断面積部位を持つコンロッドにおいて、疲労強度の最も低い部分が大端部Ｃ又は小端部Ａに存在し、つなぎ部Ｅ，Ｆ及び連接部Ｂに疲労強度変化部位を有し、これらつなぎ部Ｅ，Ｆ及び連接部Ｂの各断面における断面積と疲労強度の積が連接部Ｂの最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上となるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】コンロッド本体としての連接部Ｂと、この連接部の両端に位置する大端部Ｃ及び小端部Ａと、大端部Ｃ及び小端部Ａと連接部Ｂの間につなぎ部Ｅ，Ｆを有し、つなぎ部Ｅ，Ｆの断面積が連接部Ｂに向けて連続的に減少し、連接部Ｂに最小断面積部位を持つコンロッドにおいて、疲労強度の最も低い部分が大端部Ｃ又は小端部Ａに存在し、つなぎ部Ｅ，Ｆ及び連接部Ｂに疲労強度変化部位を有し、これらつなぎ部Ｅ，Ｆ及び連接部Ｂの各断面における断面積と疲労強度の積が連接部Ｂの最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上となるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロエンジンにおいて、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達して回転運動に変換するコンロッド（連結棒）に係わり、特に疲労強度に優れた高強度コンロッドと、このような高強度コンロッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記したような高強度コンロッドの製造方法としては、加工部材を硬度ＨＢ３００以下に形成した後、当該加工部材の機械加工を施さない部分に焼入れを施して、その硬度がＨＢ３００を越えるようにすることによって、機械加工を容易にする一方、機械加工を施さない部分の疲労耐久性を確保することが知られており、実施例においては、焼入れ手段として高周波を用いることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５９−８９７２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高強度コンロッドにあっては、狭い焼入れ範囲や焼き境部の引張残留応力の影響によって、焼入れ部または焼き境から疲労破壊してしまい、必ずしもコンロッドの疲労強度を十分に向上させることができないという問題点があり、このような問題点を解消して、疲労強度をさらに向上させることがコンロッドにおける従来の課題となっていた。
【０００５】
この発明は、従来のコンロッドにおける上記課題に着目してなされたものであって、軽量化が達成でき、しかも疲労強度の向上が可能な高強度コンロッドと、このような高強度コンロッドの製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の高強度コンロッドは、本体である連接部と、この連接部の一端側に位置する大端部と、連接部の他端側に位置する小端部と、これら大端部及び小端部と連接部の間につなぎ部をそれぞれ有し、つなぎ部の断面積が連接部に向かって連続的に減少すると共に、連接部に最小断面積部位を持つコンロッドであって、疲労強度の最も低い部分が大端部又は小端部に存在し、つなぎ部及び連接部に疲労強度変化部位を有し、かつこれらつなぎ部及び連接部の各断面における断面積と疲労強度の積が連接部の最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上である構成、あるいは質量比で０．７３％以下のＣを含有すると共に、連接部、大端部、小端部及びつなぎ部を備えた同様の形状のコンロッドであって、連接部及びつなぎ部における断面が次の関係式▲１▼
Ｓ／Ｄ≧１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝ ・・・▲１▼
（式中のＳは連接部及びつなぎ部の任意の部位における断面積、Ｄは連接部の最小断面積部位における断面積、βは（非焼入れ組織の疲労強度）／（焼戻しマルテンサイト組織の疲労強度）、Ｍｓは当該部位における焼戻しマルテンサイト組織の面積率）を満たす焼戻しマルテンサイト組織及び／又はフェライト−パーライト組織からなり、少なくとも連接部の最小断面積部位における断面全体が焼戻しマルテンサイト組織である構成としたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の高強度コンロッドの製造方法においては、素材鋼を上記のようなコンロッド形状に成形したのち、誘導電流を用いて焼入れし、２００〜６５０℃の温度で焼戻しを施すようになすことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高強度コンロッドと、その製造方法について詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を示すものとする。
【０００９】
本発明の高強度コンロッドは、上記したような連接部、大端部、小端部及びつなぎ部を備えた形状をなし、最小断面積部位を連接部に有するコンロッドであって、疲労強度の最も低い部分が大端部又は小端部に存在し、つなぎ部及び連接部に疲労強度変化部位を有すると共に、つなぎ部及び連接部の任意の断面における断面積と疲労強度の積が連接部の最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上となるように、あるいは質量比で０．７３％以下のＣを含有し、連接部及びつなぎ部における各断面が上記関係式▲１▼を満たす焼戻しマルテンサイト組織若しくはフェライト−パーライト組織、又はこれらの混在組織からなり、少なくとも連接部の最小断面積部位の全断面が焼戻しマルテンサイト組織となるようにしたものであって、これによって、完全焼入れ部及び焼き境における残留応力が軽減され、コンロッドの疲労強度が向上し、部品の軽量化がなされることになる。
【００１０】
なお、本発明において、疲労強度とは疲労限度を意味する。また、つなぎ部及び連接部に存在する疲労強度変化部位においては、疲労強度が連続的に変化し、極端な落ち込みがないことが望ましい。
【００１１】
本発明の高強度コンロッドの化学成分、言い換えると素材鋼の成分としては、上記したようにＣ含有量が０．７３％以下（０を含まず）の鋼を用いることができるが、０．２０〜０．４３％のＣ、０．０５〜２．０％のＳｉ、０．３０〜１．４０％のＭｎ、０．０７％未満（０を含まず）のＳ、２．５％以下（０を含まず）のＣｒ、０．０５％以下（０を含まず）のＡｌ、０．００５〜０．０３％のＮを含有し、さらに０．０３〜０．５％のＶ、０．００５〜０．５％のＮｂ若しくは０．００５〜０．５％のＴｉ、又はこれらの任意の組合わせによる元素を含有し、残部がＦｅ及び不純物から成る合金鋼を用いることがさらに望ましく、これによって非焼入れ部の疲労強度が向上することになる。
【００１２】
また、０．２０〜０．４３％のＣ、０．０５〜２．０％のＳｉ、０．３０〜１．４０％のＭｎ、０．０７〜０．１５％のＳ、２．５％以下（０を含まず）のＣｒ、０．０５％以下（０を含まず）のＡｌ、０．００５〜０．０３％のＮを含有し、さらに０．０３〜０．５％のＶ、０．００５〜０．５％のＮｂ若しくは０．００５〜０．５％のＴｉ、又はこれらの任意の組合わせによる元素を含有し、残部がＦｅ及び不純物から成る合金鋼を用いることもでき、このような合金鋼、すなわちＰ含有量の高い合金鋼を用いることによって、同様に非焼入れ部の疲労強度が向上すると共に、加工による切欠きを起点とする破断による大端部の分離（いわゆる、かち割り）に際して、破面に塑性変形を実質的に生じさせることなく好適に破断が進行するようになり、破面を合わせたときに高い密着性が得られることから、機械的な切断に較べて低コストでコンロッドが生産されるようになる。
【００１３】
さらに、２．０％以下のＮｉ、１．０％以下のＭｏ若しくは０．００１０〜０．００３０％のＢ、又はこれらの任意の組み合わせによる元素を添加することができ、これによって焼入れ性が向上する。
また、０．２％以下のＳ、０．３％以下のＰｂ、０．１％以下のＣａ若しくは０．３％以下のＢｉ、又はこれらの任意の組み合わせによる元素を添加することができ、これによって素材の被削性が向上し、機械加工が容易なものとなる。
【００１４】
本発明の上記高強度コンロッドを製造するに際しては、それぞれの素材鋼を上記のようなコンロッド形状に成形し、誘導電流を用いて焼入れしたのち、２００〜６５０℃の温度で焼戻しを施すようになすことができ、焼戻し温度については、３５０〜５５０℃の温度範囲とすることがさらに望ましく、疲労強度がさらに向上することになる。
【００１５】
なお、誘導電流による焼入れに際しては、５〜２００ｋＨｚ、さらに好ましくは７〜５０ｋＨｚの周波数の電流を用いることが望ましい。すなわち、表面硬化を目的とした通常の高周波焼入れにおいては２００ｋＨｚ程度の高周波で行うのに対して、本発明においては、上記のような比較的低周波側の、言わば中周波電流を適用することによって、連接部の内部まで硬化させることが望ましく、これによってコンロッドが受けるピストンからの燃焼圧力により強力に抗することができる。また、誘導電流による焼戻しに際しても、基本的に上記同様の範囲の周波数を用いることができ、コンロッド全体を均一に焼戻すことができる。
【００１６】
また、本発明の製造方法においては、例えば電気炉中で焼戻し処理を行うことができるが、焼戻し処理においても焼入れと同様に誘導電流によって加熱することもでき、これによって処理時間が短縮されることになる。
【００１７】
次に、本発明の高強度コンロッドにおける鋼成分の限定理由について簡単に説明する。
【００１８】
Ｃ：０．７３％以下
炭素は、鋼の強度（硬さ）を確保するのに必要な元素であって、０．７３％を限度に転化するが、少ないと非焼入れ部の疲労強度及び焼入れ性が不足し、多過ぎると被削性が劣化する傾向があるので、０．２０〜０．４３％の範囲とすることが望ましい。
【００１９】
Ｓｉ：０．０５〜２．０％
珪素は、疲労強度の向上に有効な元素であるが、０．０５％未満ではこのような効果が十分に得られず、２．０％を超えて添加した場合には、被削性を悪化させる傾向があるので、０．０５〜２．０％の範囲内で添加することが好ましい。
【００２０】
Ｍｎ：０．３０〜１．４０％
マンガンは、製鋼時に脱酸剤として添加され、焼入れ性を向上し、Ｓｉと同様に疲労強度の向上に有効な元素であるが、０．３０％未満ではこのような効果が顕著ではなく、１．４０％を超えると、同様に被削性を悪化させる傾向があることから、０．３０〜１．４０％の範囲内とすることが好ましい。
【００２１】
Ｐ：０．０７％未満、又は０．０７〜０．１５％
りんは、通常は不純物とされる元素であるが、鋼中に少量存在することによって疲労強度を向上させる働きを示す。また、比較的多量に存在することによって熱間加工性を劣化させる反面、コンロッド大端部のかち割り破断時の塑性変形を減少させ、分離を容易なものとする働きを有する。
したがって、熱間加工性を損なうことなく疲労強度を向上させようとする場合には、０．０７％未満の含有量となるようにすることが望ましく、大端部の破断分離を容易に行うためには、０．０７〜０．１５％の範囲で添加することが望ましい。なお、りん含有量が０．１５％を超えると、熱間加工性が悪化するばかりでなく、焼き割れの原因となることがある。
【００２２】
Ｃｒ：２．５％以下
クロムは、焼入れ性を高め、疲労強度を向上させるのに有効な元素であるが、多いと焼入れ安定性と共に、加工性が劣化する傾向があることから、２．５％を限度に添加することが望ましい。
【００２３】
Ａｌ：０．０５％以下
アルミニウムは、製鋼時に脱酸剤として添加される元素であって、焼入れ時の割れ（焼き割れ）を抑える働きを示すが、多量に添加すると、非金属介在物が増加して靭性を悪化させる傾向があるので、０．０５％を上限として添加することが望ましい。
【００２４】
Ｎ：０．００５〜０．０３％
窒素は、ＡｌＮを生成してオーステナイト結晶粒を微細化し、疲労強度を向上させる働きを有する元素であるが、多量に添加すると加工性が劣化する傾向が認められるので、０．００５〜０．０３％の範囲とすることが望ましい。
【００２５】
Ｖ：０．０３〜０．５％
Ｎｂ：０．００５〜０．５％
Ｔｉ：０．００５〜０．５％
これら元素は、疲労強度を向上させるために、単独又は２種以上を任意に組合わせて添加するが、Ｖについては０．３％、Ｎｂ及びＴｉについては０．００５％に満たない場合には疲労強度向上効果が得難く、それぞれ０．５％を超えて添加した場合には被削性が劣化する傾向があるので、それぞれ上記の範囲とすることが望ましい。
【００２６】
Ｎｉ：２．０％以下
Ｍｏ：１．０％以下
Ｂ：０．００１０〜０．００３０％
これらは、いずれも焼入れ性改善効果を有する元素であって、単独又は２種以上を任意に組合わせて添加することによって焼入れ性及び疲労強度が向上するが、Ｂ単独では、０．００１０％以上添加しないと顕著な効果が得られない。一方、Ｎｉ及びＭｏの添加量がそれぞれ２．０％及び１．０％を超えると、加工性が劣化する傾向がある。また、Ｂ添加量が０．００３０％を超えた場合には、熱間鍛造時に粒界酸化が生じて、同様に加工性が劣化する傾向となる。
【００２７】
Ｓ：０．２％以下
Ｐｂ：０．３％以下
Ｃａ：０．１％以下
Ｂｉ：０．３％以下
これら元素は、いずれも被削性改善効果を有し、単独又は２種以上を任意に組合わせて添加することによって、素材の被削性が向上して機械加工が容易なものとなる。一方、Ｓ含有量が０．２％を超えると疲労強度が低下し、Ｐｂ及びＢｉ含有量がそれぞれ０．３％を超えると加工性が悪化し、Ｃａ含有量が０．１％を超えると靭性が劣化する傾向が認められることから、それぞれ上記の範囲とすることが望ましい。
【００２８】
なお、上記において上限値のみを示した成分については、それぞれの効果を期待して、積極的に添加するものであるからして、いずれも「０％」の場合を含まないものとする。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
（実施例１）
表１に示す４種の鋼のうち、鋼種Ａ及びＤを使用し、図１に示すように、小端部Ａ、連接部Ｂ、大端部Ｃ、つなぎ部Ｄ及びＥを備えた同一のコンロッド形状にそれぞれ熱間鍛造したのち、図２に示すように、連接部Ｂの周囲に配置したコイルに３０ｋＨｚの高周波電流を通じて、誘導電流により９２０℃に加熱し、それぞれ１０秒間保持したのち、水中に焼き入れた。
なお、表１に示した４鋼種については、いずれもＳを添加することによって被削性を向上させたものである。また、表中に示す焼入れ性とは、ＪＩＳ Ｇ ０５６１に規定される「鋼の焼入性試験方法」（ジョミニー式一端焼入方法）によるものであって、ＪＨＲＣ４５の測定値について、鋼種Ａを１とした場合の相対値で示してある。
【００３１】
【表１】
【００３２】
次いで、電気炉を用いて、４６０℃×３０分の焼戻し処理を施したのち、スチールショットを用いてアークハイト０．２ｍｍＡ、カバレッジ３００％のショットピーニングを施した。
そして、連接部Ｂの最小断面積部位Ｐ及びこの最小断面積部位Ｐの１．５倍の断面積を有する部位ＱをＰ部よりも大端部Ｃ寄りの位置に求め、これら両部位、Ｐ部及びＱ部における組織を観察すると共に、コンロッドの全ての部位がそのＰ部、Ｑ部と同一組織、硬さとなるように作製した複数本のコンロッドを用いて、小端部Ａ及び大端部Ｃをチャックした状態で引張圧縮疲労試験を実施し、疲労強度（疲労限界）を測定し、Ｐ部及びＱ部における疲労強度との関係を調査した。この結果を表２に示す。
【００３３】
なお、表２において、両コンロッドＮｏ．１及び２の疲労強度（疲労限界）については、Ｎｏ．１のコンロッドの値を「１」とする相対値で示した。また、部分的な疲労強度、すなわちＰ部及びＱ部における疲労強度評価については、コンロッド全体をＰ部及びＱ部と同じ組織及び硬さにしたものを用いて同様の引張圧縮疲労試験を行った場合の値を用いた。そして、これらＰ部及びＱ部の疲労強度については、Ｐ部における値を「１」とする相対値でそれぞれ示した。
【００３４】
【表２】
【００３５】
この結果、Ｑ部位における断面積と疲労強度の積が最小断面部位Ｐにおける断面積と疲労強度の積よりも大きいＮｏ．１のコンロッドの疲労強度が、Ｑ部位における断面積と疲労強度の積が最小断面部位Ｐにおける断面積と疲労強度の積よりも小さいＮｏ．２のコンロッドに比べて高くなっていることが確認された。
【００３６】
（実施例２）
表１に示す４種の鋼のうち、鋼種Ａを使用し、図１に示すように、小端部Ａ、連接部Ｂ、大端部Ｃ、つなぎ部Ｄ及びＥを備えた同様のコンロッド形状に熱間鍛造したのち、図２に示すように、連接部Ｂの周囲に配置したコイルに３０ｋＨｚの高周波電流を通じて、誘導電流により９２０℃に加熱し、それぞれ所定時間保持したのち、水中に焼き入れた。このとき、通電時間を変えることによって加熱保持時間を調整した。
【００３７】
次いで、電気炉を用いて、４６０℃×３０分の焼戻し処理を同様に施したのち、同様のショットピーニング処理を施した。
そして、連接部Ｂにおける最小断面積部位Ｐの断面積Ｄを測定すると共に、連接部Ｂ及びつなぎ部Ｄ，Ｅにおいて、焼戻しマルテンサイトが０％（すなわち、フェライト−パーライト組織のみ）となる最小断面積Ｓ０を求めた。
【００３８】
次に、同一条件で作製した複数本のコンロッドを用いて、引張圧縮疲労試験を実施し、疲労強度（疲労限界）を求めた。
また、焼入れ部の疲労強度Ｆｑ及び非焼入れ部の疲労強度Ｆｎを求め、β値（＝Ｆｎ／Ｆｑ）を算出すると共に、焼戻しマルテンサイトが０％となる最小断面積部分（断面積Ｓ０）における１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝の値として、１／βを算出した（Ｍｓ＝０）。この結果を表３及び図３に示す。
【００３９】
なお、表３において、焼入れ部の疲労強度としては、連接部Ｂに全断面が焼戻しマルテンサイト組織となっている部分があって、当該焼戻しマルテンサイト部分で疲労破断したものの疲労強度値を、非焼入れ部の疲労強度としては、焼入れを施さないコンロッドの疲労強度値をそれぞれ採用した。また、これら疲労強度の各数値は、非焼入れ部の値を「１」とする相対値で示すと共に、焼戻しマルテンサイトが０％となる最小断面積Ｓ０については、連接部Ｂの最小断面積Ｄを「１」とする相対値で示してある。
【００４０】
【表３】
【００４１】
その結果、Ｓ０／Ｄが１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝の値である１．５９以上となること、すなわち▲１▼式を満足することによって、疲労強度が低い焼き境部の断面積が十分に広いものとなり、当該焼き境部からの疲労破壊が防止されることから、コンロッドの疲労強度が大幅に向上していることが確認された。
【００４２】
（実施例３）
表１に示す鋼種Ａ、Ｂ及びＣを使用し、上記実施例１及び２の場合と同様のコンロッドを熱間鍛造したのち、同様に、連接部Ｂの周囲に配置したコイルに３０ｋＨｚの高周波電流を通じて、誘導電流により９２０℃に加熱し、９９秒間保持したのち、水中に焼き入れた。そして、電気炉及び誘導電流を用いて、種々の条件のもとに焼戻し処理を施したのち、同様のショットピーニング処理を行って、実施例１と同様の試験を実施した。この結果を表４及び図４に示す。なお、誘導電流を用いた焼戻し処理には、焼入れ処理と同様に３０ｋＨｚの高周波電流を用いた。
また、表４においても、疲労強度の数値を非焼入れ部の値を「１」とする相対値で示すと共に、焼戻しマルテンサイトが０％となる最小断面積Ｓ０を連接部Ｂの最小断面積Ｄを「１」とする相対値で示した。
【００４３】
【表４】
【００４４】
その結果、焼戻し温度を室温から上げていくと、２００〜４６０℃までの範囲では、焼入れ後の内部歪の消失等により、コンロッドの疲労強度が上昇していることが判明し、さらに焼戻し温度を上げていくと疲労強度は低下し始め、Ａ１変態点（約７２６℃）を超えると組織がオーステナイト化してしまうために、焼入れ・焼戻し組織（焼戻しマルテンサイト）が得られず、疲労強度が大幅に低下することが確認された。
【００４５】
すなわち、図４からも明らかなように、高いコンロッドの疲労強度を得るための焼戻し温度は２００〜６５０℃の範囲となり、コンロッドの疲労強度向上効果を求めるには３５０〜５５０℃の温度範囲での焼戻しが好ましい。
【００４６】
また、誘導電流を用いて均一な温度に焼戻しを行ったコンロッドについても、電気炉を用いた場合と同等の疲労強度を確保することができ、誘導電流による焼戻しにより短時間での処理が可能であることが確認された。
【００４７】
さらに、りん（Ｐ）を多量に添加してかち割り破断による分離を容易にした合金鋼（表１に示すＢ鋼）、及びほう素（Ｂ）を添加して焼入れ性を向上させた合金鋼（表１に示すＣ鋼）を用いた場合にも同等の疲労強度が得られことが判明した。
【００４８】
なお、上記実施例結果は一例にすぎなく、材質や加熱設備により最適な焼入れ条件等が変化することがあり得る。
すなわち、焼入れ深さが必要な場合には、焼入れ時の周波数を低く設定し、表面のオーバーヒートを防ぐようにすることが必要となる。また、焼入れ性の低い鋼を用いる場合には、焼入れ時の冷却速度を速めることが必要となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の高強度コンロッドは、上記構成、特に連接部と大小端部、及びこれらの間につなぎ部を備え、連接部に最小断面積部位を有するコンロッドであって、つなぎ部及び連接部の任意の断面における断面積と疲労強度の積が最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上である構成、あるいは０．７３％以下のＣを含有し、連接部及びつなぎ部の各断面が上記関係式▲１▼を満たす焼戻しマルテンサイト組織若しくはフェライト−パーライト組織、又はこれらの混在組織からなり、少なくとも最小断面積部位が焼戻しマルテンサイト組織である構成としたものであるから、完全焼入れ部及び焼き境における残留応力を軽減することができ、軽量化と共に疲労強度の向上を達成することができるというきわめて優れた効果がもたらされる。
また、本発明の製造方法においては、上記高強度コンロッドを製造するに際して、誘導電流を用いて焼入れした後、望ましくは誘導電流を用いて、２００〜６５０℃、より望ましくは３５０〜５５０℃の温度範囲で焼戻し処理を施すようにしており、上記構成のコンロッドを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高強度コンロッドの形状を示す概略図である。
【図２】上記高強度コンロッドの製造方法における焼入れ要領を示す概略図である。
【図３】コンロッドの疲労強度とＳ／Ｄの関係を示すグラフである。
【図４】コンロッドの疲労強度と焼戻し温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ 小端部
Ｂ 連接部
Ｃ 大端部
Ｄ，Ｅ つなぎ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロエンジンにおいて、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達して回転運動に変換するコンロッド（連結棒）に係わり、特に疲労強度に優れた高強度コンロッドと、このような高強度コンロッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記したような高強度コンロッドの製造方法としては、加工部材を硬度ＨＢ３００以下に形成した後、当該加工部材の機械加工を施さない部分に焼入れを施して、その硬度がＨＢ３００を越えるようにすることによって、機械加工を容易にする一方、機械加工を施さない部分の疲労耐久性を確保することが知られており、実施例においては、焼入れ手段として高周波を用いることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５９−８９７２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高強度コンロッドにあっては、狭い焼入れ範囲や焼き境部の引張残留応力の影響によって、焼入れ部または焼き境から疲労破壊してしまい、必ずしもコンロッドの疲労強度を十分に向上させることができないという問題点があり、このような問題点を解消して、疲労強度をさらに向上させることがコンロッドにおける従来の課題となっていた。
【０００５】
この発明は、従来のコンロッドにおける上記課題に着目してなされたものであって、軽量化が達成でき、しかも疲労強度の向上が可能な高強度コンロッドと、このような高強度コンロッドの製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の高強度コンロッドは、本体である連接部と、この連接部の一端側に位置する大端部と、連接部の他端側に位置する小端部と、これら大端部及び小端部と連接部の間につなぎ部をそれぞれ有し、つなぎ部の断面積が連接部に向かって連続的に減少すると共に、連接部に最小断面積部位を持つコンロッドであって、疲労強度の最も低い部分が大端部又は小端部に存在し、つなぎ部及び連接部に疲労強度変化部位を有し、かつこれらつなぎ部及び連接部の各断面における断面積と疲労強度の積が連接部の最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上である構成、あるいは質量比で０．７３％以下のＣを含有すると共に、連接部、大端部、小端部及びつなぎ部を備えた同様の形状のコンロッドであって、連接部及びつなぎ部における断面が次の関係式▲１▼
Ｓ／Ｄ≧１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝ ・・・▲１▼
（式中のＳは連接部及びつなぎ部の任意の部位における断面積、Ｄは連接部の最小断面積部位における断面積、βは（非焼入れ組織の疲労強度）／（焼戻しマルテンサイト組織の疲労強度）、Ｍｓは当該部位における焼戻しマルテンサイト組織の面積率）を満たす焼戻しマルテンサイト組織及び／又はフェライト−パーライト組織からなり、少なくとも連接部の最小断面積部位における断面全体が焼戻しマルテンサイト組織である構成としたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の高強度コンロッドの製造方法においては、素材鋼を上記のようなコンロッド形状に成形したのち、誘導電流を用いて焼入れし、２００〜６５０℃の温度で焼戻しを施すようになすことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高強度コンロッドと、その製造方法について詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を示すものとする。
【０００９】
本発明の高強度コンロッドは、上記したような連接部、大端部、小端部及びつなぎ部を備えた形状をなし、最小断面積部位を連接部に有するコンロッドであって、疲労強度の最も低い部分が大端部又は小端部に存在し、つなぎ部及び連接部に疲労強度変化部位を有すると共に、つなぎ部及び連接部の任意の断面における断面積と疲労強度の積が連接部の最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上となるように、あるいは質量比で０．７３％以下のＣを含有し、連接部及びつなぎ部における各断面が上記関係式▲１▼を満たす焼戻しマルテンサイト組織若しくはフェライト−パーライト組織、又はこれらの混在組織からなり、少なくとも連接部の最小断面積部位の全断面が焼戻しマルテンサイト組織となるようにしたものであって、これによって、完全焼入れ部及び焼き境における残留応力が軽減され、コンロッドの疲労強度が向上し、部品の軽量化がなされることになる。
【００１０】
なお、本発明において、疲労強度とは疲労限度を意味する。また、つなぎ部及び連接部に存在する疲労強度変化部位においては、疲労強度が連続的に変化し、極端な落ち込みがないことが望ましい。
【００１１】
本発明の高強度コンロッドの化学成分、言い換えると素材鋼の成分としては、上記したようにＣ含有量が０．７３％以下（０を含まず）の鋼を用いることができるが、０．２０〜０．４３％のＣ、０．０５〜２．０％のＳｉ、０．３０〜１．４０％のＭｎ、０．０７％未満（０を含まず）のＳ、２．５％以下（０を含まず）のＣｒ、０．０５％以下（０を含まず）のＡｌ、０．００５〜０．０３％のＮを含有し、さらに０．０３〜０．５％のＶ、０．００５〜０．５％のＮｂ若しくは０．００５〜０．５％のＴｉ、又はこれらの任意の組合わせによる元素を含有し、残部がＦｅ及び不純物から成る合金鋼を用いることがさらに望ましく、これによって非焼入れ部の疲労強度が向上することになる。
【００１２】
また、０．２０〜０．４３％のＣ、０．０５〜２．０％のＳｉ、０．３０〜１．４０％のＭｎ、０．０７〜０．１５％のＳ、２．５％以下（０を含まず）のＣｒ、０．０５％以下（０を含まず）のＡｌ、０．００５〜０．０３％のＮを含有し、さらに０．０３〜０．５％のＶ、０．００５〜０．５％のＮｂ若しくは０．００５〜０．５％のＴｉ、又はこれらの任意の組合わせによる元素を含有し、残部がＦｅ及び不純物から成る合金鋼を用いることもでき、このような合金鋼、すなわちＰ含有量の高い合金鋼を用いることによって、同様に非焼入れ部の疲労強度が向上すると共に、加工による切欠きを起点とする破断による大端部の分離（いわゆる、かち割り）に際して、破面に塑性変形を実質的に生じさせることなく好適に破断が進行するようになり、破面を合わせたときに高い密着性が得られることから、機械的な切断に較べて低コストでコンロッドが生産されるようになる。
【００１３】
さらに、２．０％以下のＮｉ、１．０％以下のＭｏ若しくは０．００１０〜０．００３０％のＢ、又はこれらの任意の組み合わせによる元素を添加することができ、これによって焼入れ性が向上する。
また、０．２％以下のＳ、０．３％以下のＰｂ、０．１％以下のＣａ若しくは０．３％以下のＢｉ、又はこれらの任意の組み合わせによる元素を添加することができ、これによって素材の被削性が向上し、機械加工が容易なものとなる。
【００１４】
本発明の上記高強度コンロッドを製造するに際しては、それぞれの素材鋼を上記のようなコンロッド形状に成形し、誘導電流を用いて焼入れしたのち、２００〜６５０℃の温度で焼戻しを施すようになすことができ、焼戻し温度については、３５０〜５５０℃の温度範囲とすることがさらに望ましく、疲労強度がさらに向上することになる。
【００１５】
なお、誘導電流による焼入れに際しては、５〜２００ｋＨｚ、さらに好ましくは７〜５０ｋＨｚの周波数の電流を用いることが望ましい。すなわち、表面硬化を目的とした通常の高周波焼入れにおいては２００ｋＨｚ程度の高周波で行うのに対して、本発明においては、上記のような比較的低周波側の、言わば中周波電流を適用することによって、連接部の内部まで硬化させることが望ましく、これによってコンロッドが受けるピストンからの燃焼圧力により強力に抗することができる。また、誘導電流による焼戻しに際しても、基本的に上記同様の範囲の周波数を用いることができ、コンロッド全体を均一に焼戻すことができる。
【００１６】
また、本発明の製造方法においては、例えば電気炉中で焼戻し処理を行うことができるが、焼戻し処理においても焼入れと同様に誘導電流によって加熱することもでき、これによって処理時間が短縮されることになる。
【００１７】
次に、本発明の高強度コンロッドにおける鋼成分の限定理由について簡単に説明する。
【００１８】
Ｃ：０．７３％以下
炭素は、鋼の強度（硬さ）を確保するのに必要な元素であって、０．７３％を限度に転化するが、少ないと非焼入れ部の疲労強度及び焼入れ性が不足し、多過ぎると被削性が劣化する傾向があるので、０．２０〜０．４３％の範囲とすることが望ましい。
【００１９】
Ｓｉ：０．０５〜２．０％
珪素は、疲労強度の向上に有効な元素であるが、０．０５％未満ではこのような効果が十分に得られず、２．０％を超えて添加した場合には、被削性を悪化させる傾向があるので、０．０５〜２．０％の範囲内で添加することが好ましい。
【００２０】
Ｍｎ：０．３０〜１．４０％
マンガンは、製鋼時に脱酸剤として添加され、焼入れ性を向上し、Ｓｉと同様に疲労強度の向上に有効な元素であるが、０．３０％未満ではこのような効果が顕著ではなく、１．４０％を超えると、同様に被削性を悪化させる傾向があることから、０．３０〜１．４０％の範囲内とすることが好ましい。
【００２１】
Ｐ：０．０７％未満、又は０．０７〜０．１５％
りんは、通常は不純物とされる元素であるが、鋼中に少量存在することによって疲労強度を向上させる働きを示す。また、比較的多量に存在することによって熱間加工性を劣化させる反面、コンロッド大端部のかち割り破断時の塑性変形を減少させ、分離を容易なものとする働きを有する。
したがって、熱間加工性を損なうことなく疲労強度を向上させようとする場合には、０．０７％未満の含有量となるようにすることが望ましく、大端部の破断分離を容易に行うためには、０．０７〜０．１５％の範囲で添加することが望ましい。なお、りん含有量が０．１５％を超えると、熱間加工性が悪化するばかりでなく、焼き割れの原因となることがある。
【００２２】
Ｃｒ：２．５％以下
クロムは、焼入れ性を高め、疲労強度を向上させるのに有効な元素であるが、多いと焼入れ安定性と共に、加工性が劣化する傾向があることから、２．５％を限度に添加することが望ましい。
【００２３】
Ａｌ：０．０５％以下
アルミニウムは、製鋼時に脱酸剤として添加される元素であって、焼入れ時の割れ（焼き割れ）を抑える働きを示すが、多量に添加すると、非金属介在物が増加して靭性を悪化させる傾向があるので、０．０５％を上限として添加することが望ましい。
【００２４】
Ｎ：０．００５〜０．０３％
窒素は、ＡｌＮを生成してオーステナイト結晶粒を微細化し、疲労強度を向上させる働きを有する元素であるが、多量に添加すると加工性が劣化する傾向が認められるので、０．００５〜０．０３％の範囲とすることが望ましい。
【００２５】
Ｖ：０．０３〜０．５％
Ｎｂ：０．００５〜０．５％
Ｔｉ：０．００５〜０．５％
これら元素は、疲労強度を向上させるために、単独又は２種以上を任意に組合わせて添加するが、Ｖについては０．３％、Ｎｂ及びＴｉについては０．００５％に満たない場合には疲労強度向上効果が得難く、それぞれ０．５％を超えて添加した場合には被削性が劣化する傾向があるので、それぞれ上記の範囲とすることが望ましい。
【００２６】
Ｎｉ：２．０％以下
Ｍｏ：１．０％以下
Ｂ：０．００１０〜０．００３０％
これらは、いずれも焼入れ性改善効果を有する元素であって、単独又は２種以上を任意に組合わせて添加することによって焼入れ性及び疲労強度が向上するが、Ｂ単独では、０．００１０％以上添加しないと顕著な効果が得られない。一方、Ｎｉ及びＭｏの添加量がそれぞれ２．０％及び１．０％を超えると、加工性が劣化する傾向がある。また、Ｂ添加量が０．００３０％を超えた場合には、熱間鍛造時に粒界酸化が生じて、同様に加工性が劣化する傾向となる。
【００２７】
Ｓ：０．２％以下
Ｐｂ：０．３％以下
Ｃａ：０．１％以下
Ｂｉ：０．３％以下
これら元素は、いずれも被削性改善効果を有し、単独又は２種以上を任意に組合わせて添加することによって、素材の被削性が向上して機械加工が容易なものとなる。一方、Ｓ含有量が０．２％を超えると疲労強度が低下し、Ｐｂ及びＢｉ含有量がそれぞれ０．３％を超えると加工性が悪化し、Ｃａ含有量が０．１％を超えると靭性が劣化する傾向が認められることから、それぞれ上記の範囲とすることが望ましい。
【００２８】
なお、上記において上限値のみを示した成分については、それぞれの効果を期待して、積極的に添加するものであるからして、いずれも「０％」の場合を含まないものとする。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
（実施例１）
表１に示す４種の鋼のうち、鋼種Ａ及びＤを使用し、図１に示すように、小端部Ａ、連接部Ｂ、大端部Ｃ、つなぎ部Ｄ及びＥを備えた同一のコンロッド形状にそれぞれ熱間鍛造したのち、図２に示すように、連接部Ｂの周囲に配置したコイルに３０ｋＨｚの高周波電流を通じて、誘導電流により９２０℃に加熱し、それぞれ１０秒間保持したのち、水中に焼き入れた。
なお、表１に示した４鋼種については、いずれもＳを添加することによって被削性を向上させたものである。また、表中に示す焼入れ性とは、ＪＩＳ Ｇ ０５６１に規定される「鋼の焼入性試験方法」（ジョミニー式一端焼入方法）によるものであって、ＪＨＲＣ４５の測定値について、鋼種Ａを１とした場合の相対値で示してある。
【００３１】
【表１】
次いで、電気炉を用いて、４６０℃×３０分の焼戻し処理を施したのち、スチールショットを用いてアークハイト０．２ｍｍＡ、カバレッジ３００％のショットピーニングを施した。
そして、連接部Ｂの最小断面積部位Ｐ及びこの最小断面積部位Ｐの１．５倍の断面積を有する部位ＱをＰ部よりも大端部Ｃ寄りの位置に求め、これら両部位、Ｐ部及びＱ部における組織を観察すると共に、コンロッドの全ての部位がそのＰ部、Ｑ部と同一組織、硬さとなるように作製した複数本のコンロッドを用いて、小端部Ａ及び大端部Ｃをチャックした状態で引張圧縮疲労試験を実施し、疲労強度（疲労限界）を測定し、Ｐ部及びＱ部における疲労強度との関係を調査した。この結果を表２に示す。
【００３３】
なお、表２において、両コンロッドＮｏ．１及び２の疲労強度（疲労限界）については、Ｎｏ．１のコンロッドの値を「１」とする相対値で示した。また、部分的な疲労強度、すなわちＰ部及びＱ部における疲労強度評価については、コンロッド全体をＰ部及びＱ部と同じ組織及び硬さにしたものを用いて同様の引張圧縮疲労試験を行った場合の値を用いた。そして、これらＰ部及びＱ部の疲労強度については、Ｐ部における値を「１」とする相対値でそれぞれ示した。
【００３４】
【表２】
この結果、Ｑ部位における断面積と疲労強度の積が最小断面部位Ｐにおける断面積と疲労強度の積よりも大きいＮｏ．１のコンロッドの疲労強度が、Ｑ部位における断面積と疲労強度の積が最小断面部位Ｐにおける断面積と疲労強度の積よりも小さいＮｏ．２のコンロッドに比べて高くなっていることが確認された。
【００３６】
（実施例２）
表１に示す４種の鋼のうち、鋼種Ａを使用し、図１に示すように、小端部Ａ、連接部Ｂ、大端部Ｃ、つなぎ部Ｄ及びＥを備えた同様のコンロッド形状に熱間鍛造したのち、図２に示すように、連接部Ｂの周囲に配置したコイルに３０ｋＨｚの高周波電流を通じて、誘導電流により９２０℃に加熱し、それぞれ所定時間保持したのち、水中に焼き入れた。このとき、通電時間を変えることによって加熱保持時間を調整した。
【００３７】
次いで、電気炉を用いて、４６０℃×３０分の焼戻し処理を同様に施したのち、同様のショットピーニング処理を施した。
そして、連接部Ｂにおける最小断面積部位Ｐの断面積Ｄを測定すると共に、連接部Ｂ及びつなぎ部Ｄ，Ｅにおいて、焼戻しマルテンサイトが０％（すなわち、フェライト−パーライト組織のみ）となる最小断面積Ｓ０を求めた。
【００３８】
次に、同一条件で作製した複数本のコンロッドを用いて、引張圧縮疲労試験を実施し、疲労強度（疲労限界）を求めた。
また、焼入れ部の疲労強度Ｆｑ及び非焼入れ部の疲労強度Ｆｎを求め、β値（＝Ｆｎ／Ｆｑ）を算出すると共に、焼戻しマルテンサイトが０％となる最小断面積部分（断面積Ｓ０）における１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝の値として、１／βを算出した（Ｍｓ＝０）。この結果を表３及び図３に示す。
【００３９】
なお、表３において、焼入れ部の疲労強度としては、連接部Ｂに全断面が焼戻しマルテンサイト組織となっている部分があって、当該焼戻しマルテンサイト部分で疲労破断したものの疲労強度値を、非焼入れ部の疲労強度としては、焼入れを施さないコンロッドの疲労強度値をそれぞれ採用した。また、これら疲労強度の各数値は、非焼入れ部の値を「１」とする相対値で示すと共に、焼戻しマルテンサイトが０％となる最小断面積Ｓ０については、連接部Ｂの最小断面積Ｄを「１」とする相対値で示してある。
【００４０】
【表３】
その結果、Ｓ０／Ｄが１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝の値である１．５９以上となること、すなわち▲１▼式を満足することによって、疲労強度が低い焼き境部の断面積が十分に広いものとなり、当該焼き境部からの疲労破壊が防止されることから、コンロッドの疲労強度が大幅に向上していることが確認された。
【００４２】
（実施例３）
表１に示す鋼種Ａ、Ｂ及びＣを使用し、上記実施例１及び２の場合と同様のコンロッドを熱間鍛造したのち、同様に、連接部Ｂの周囲に配置したコイルに３０ｋＨｚの高周波電流を通じて、誘導電流により９２０℃に加熱し、９９秒間保持したのち、水中に焼き入れた。そして、電気炉及び誘導電流を用いて、種々の条件のもとに焼戻し処理を施したのち、同様のショットピーニング処理を行って、実施例１と同様の試験を実施した。この結果を表４及び図４に示す。なお、誘導電流を用いた焼戻し処理には、焼入れ処理と同様に３０ｋＨｚの高周波電流を用いた。
また、表４においても、疲労強度の数値を非焼入れ部の値を「１」とする相対値で示すと共に、焼戻しマルテンサイトが０％となる最小断面積Ｓ０を連接部Ｂの最小断面積Ｄを「１」とする相対値で示した。
【００４３】
【表４】
その結果、焼戻し温度を室温から上げていくと、２００〜４６０℃までの範囲では、焼入れ後の内部歪の消失等により、コンロッドの疲労強度が上昇していることが判明し、さらに焼戻し温度を上げていくと疲労強度は低下し始め、Ａ１変態点（約７２６℃）を超えると組織がオーステナイト化してしまうために、焼入れ・焼戻し組織（焼戻しマルテンサイト）が得られず、疲労強度が大幅に低下することが確認された。
【００４５】
すなわち、図４からも明らかなように、高いコンロッドの疲労強度を得るための焼戻し温度は２００〜６５０℃の範囲となり、コンロッドの疲労強度向上効果を求めるには３５０〜５５０℃の温度範囲での焼戻しが好ましい。
【００４６】
また、誘導電流を用いて均一な温度に焼戻しを行ったコンロッドについても、電気炉を用いた場合と同等の疲労強度を確保することができ、誘導電流による焼戻しにより短時間での処理が可能であることが確認された。
【００４７】
さらに、りん（Ｐ）を多量に添加してかち割り破断による分離を容易にした合金鋼（表１に示すＢ鋼）、及びほう素（Ｂ）を添加して焼入れ性を向上させた合金鋼（表１に示すＣ鋼）を用いた場合にも同等の疲労強度が得られことが判明した。
【００４８】
なお、上記実施例結果は一例にすぎなく、材質や加熱設備により最適な焼入れ条件等が変化することがあり得る。
すなわち、焼入れ深さが必要な場合には、焼入れ時の周波数を低く設定し、表面のオーバーヒートを防ぐようにすることが必要となる。また、焼入れ性の低い鋼を用いる場合には、焼入れ時の冷却速度を速めることが必要となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の高強度コンロッドは、上記構成、特に連接部と大小端部、及びこれらの間につなぎ部を備え、連接部に最小断面積部位を有するコンロッドであって、つなぎ部及び連接部の任意の断面における断面積と疲労強度の積が最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上である構成、あるいは０．７３％以下のＣを含有し、連接部及びつなぎ部の各断面が上記関係式▲１▼を満たす焼戻しマルテンサイト組織若しくはフェライト−パーライト組織、又はこれらの混在組織からなり、少なくとも最小断面積部位が焼戻しマルテンサイト組織である構成としたものであるから、完全焼入れ部及び焼き境における残留応力を軽減することができ、軽量化と共に疲労強度の向上を達成することができるというきわめて優れた効果がもたらされる。
また、本発明の製造方法においては、上記高強度コンロッドを製造するに際して、誘導電流を用いて焼入れした後、望ましくは誘導電流を用いて、２００〜６５０℃、より望ましくは３５０〜５５０℃の温度範囲で焼戻し処理を施すようにしており、上記構成のコンロッドを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高強度コンロッドの形状を示す概略図である。
【図２】上記高強度コンロッドの製造方法における焼入れ要領を示す概略図である。
【図３】コンロッドの疲労強度とＳ／Ｄの関係を示すグラフである。
【図４】コンロッドの疲労強度と焼戻し温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ 小端部
Ｂ 連接部
Ｃ 大端部
Ｄ，Ｅ つなぎ部
Claims (10)
- コンロッド本体をなす連接部と、該連接部の一端側に位置する大端部と、該連接部の他端側に位置する小端部と、上記大端部及び小端部と連接部の間につなぎ部を有し、当該つなぎ部の断面積が連接部に向かって連続的に減少すると共に、連接部に最小断面積部位を持つコンロッドであって、疲労強度の最も低い部分が上記大端部又は小端部に存在し、上記つなぎ部及び連接部に疲労強度変化部位を有し、かつ当該つなぎ部及び連接部の各断面における断面積と疲労強度の積が連接部の最小断面積部位における断面積と疲労強度の積以上であることを特徴とする高強度コンロッド。
- 質量比で０．７３％以下のＣを含有し、かつコンロッド本体をなす連接部と、該連接部の一端側に位置する大端部と、該連接部の他端側に位置する小端部と、上記大端部及び小端部と連接部の間につなぎ部を有し、当該つなぎ部の断面積が連接部に向かって連続的に減少すると共に、連接部に最小断面積部位を持つコンロッドであって、上記連接部及びつなぎ部における断面が次の関係式
Ｓ／Ｄ≧１／｛（１−β）Ｍｓ／１００＋β｝ ・・・ ▲１▼
（式中のＳは連接部及びつなぎ部の任意の部位における断面積、Ｄは連接部の最小断面積部位における断面積、βは（非焼入れ組織の疲労強度）／（焼戻しマルテンサイト組織の疲労強度）、Ｍｓは当該部位における焼戻しマルテンサイト組織の面積率）を満たす焼戻しマルテンサイト組織及び／又はフェライト−パーライト組織からなり、少なくとも連接部の最小断面積部位における断面全体が焼戻しマルテンサイト組織であることを特徴とする高強度コンロッド。 - 質量比で、Ｃ：０．２０〜０．４３％、Ｓｉ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．３０〜１．４０％、Ｐ：０．０７％未満、Ｃｒ：２．５％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００５〜０．０３％を含有すると共に、Ｖ：０．０３〜０．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．５％、及びＴｉ：０．００５〜０．５％から成る群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有し、残部がＦｅ及び不純物から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度コンロッド。
- 質量比で、Ｃ：０．２０〜０．４３％、Ｓｉ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．３０〜１．４０％、Ｐ：０．０７〜０．１５％、Ｃｒ：２．５％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００５〜０．０３％を含有すると共に、Ｖ：０．０３〜０．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．５％、及びＴｉ：０．００５〜０．５％から成る群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有し、残部がＦｅ及び不純物から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度コンロッド。
- 質量比で、Ｎｉ：２．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、及びＢ：０．００１０〜０．００３０％から成る群から選ばれた少なくとも１種の元素をさらに含有することを特徴とする請求項３又は４に記載の高強度コンロッド。
- 質量比で、Ｓ：０．２％以下、Ｐｂ：０．３％以下、Ｃａ：０．１％以下、及びＢｉ：０．３％以下から成る群から選ばれた少なくとも１種の元素をさらに含有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つの項に記載の高強度コンロッド。
- ショットピーニングが施してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の高強度コンロッド。
- 請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の高強度コンロッドを製造するに際して、素材鋼を上記コンロッド形状に成形し、誘導電流を用いて焼入れしたのち、２００〜６５０℃の温度で焼戻しを施すことを特徴とする高強度コンロッドの製造方法。
- ３５０〜５５０℃の温度で焼戻しを施すことを特徴とする請求項８に記載の高強度コンロッドの製造方法。
- 誘導電流を用いて焼戻しを施すことを特徴とする請求項８又は９に記載の高強度コンロッドの製造方法。
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