JP2006233269A - 強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品およびその製造方法と該鋼部品用鋼材 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高強度且つ捻れ特性に優れた鋼部品を得るための鋼材を提供する。
【解決手段】 成分組成、臨界直径ＤＩ値およびＡｃ３点が規定範囲を満たしており、下記条件で焼入れ焼戻したときに、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に、下記捻れ特性を示すことを特徴とする鋼材。
＜焼入れ焼戻し条件＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
【解決手段】 成分組成、臨界直径ＤＩ値およびＡｃ３点が規定範囲を満たしており、下記条件で焼入れ焼戻したときに、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に、下記捻れ特性を示すことを特徴とする鋼材。
＜焼入れ焼戻し条件＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
Description
本発明は、強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品およびその製造方法と該鋼部品用鋼材に関するものである。
自動車分野、機械分野、建設分野等における構造用鋼部品や、電気分野における電装用鋼部品の中には、高強度であると共に優れた捻れ特性を発揮することが特性として求められる場合がある。例えば自動車用鋼部品であるトーションバーは、小部品でありながら高強度（特に衝突時にも耐えられる強度）と、高速回転で捻られても捻じ切られないといった優れた捻れ特性を発揮することが要求される。
強度の高い鋼部品を得る方法として、例えば鋼部品の製造段階で、冷間加工における加工硬化により高強度化を図ることが可能であるが、加工による高強度化は延性の低下をもたらすので優れた捻れ特性の確保は難しい。特許文献１では、強度を高めるべくＣ量を増加させると共に、フェライト組織にＮｂ化合物を析出させて析出強化を図っているが、この様にＣ量を増加させると、パーライト組織が生成されて延性が低下し、強度と共に捻れ特性を高めることが難しくなる。また、冷間加工後に焼入れ焼戻しを行うことで高強度を確保する方法もあるが、これまで提案されてきた製造条件では、強度の確保は可能であっても優れた捻れ特性を発揮させることは難しかった。
以上のことから、強度と捻れ特性のバランスに優れた鋼部品の実現が望まれている。
特開２００３−１０５４９５号公報
以上のことから、強度と捻れ特性のバランスに優れた鋼部品の実現が望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品およびその製造方法と、該鋼部品の製造に供される鋼材を提供することにある。
本発明に係る鋼材は、
Ｃ ：０．０３〜０．１２％（化学成分の場合は質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：０．２５〜２％、
Ｐ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｓ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０６％、
Ｎ ：０．０１％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．００５〜０．０８％、
Ｂ ：０．０００８〜０．００３％
を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０であり、
下記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ
下記条件で焼入れ焼戻したときに、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に、下記捻れ特性を示すところに特徴を有している。本発明の鋼材は、更にＮｂ：０．０１〜０．０４％、及び／又はＶ：０．０４〜０．２５％を含んでいてもよい。
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γＧＳ＝９である］
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］
Ｃ ：０．０３〜０．１２％（化学成分の場合は質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：０．２５〜２％、
Ｐ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｓ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０６％、
Ｎ ：０．０１％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．００５〜０．０８％、
Ｂ ：０．０００８〜０．００３％
を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０であり、
下記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ
下記条件で焼入れ焼戻したときに、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に、下記捻れ特性を示すところに特徴を有している。本発明の鋼材は、更にＮｂ：０．０１〜０．０４％、及び／又はＶ：０．０４〜０．２５％を含んでいてもよい。
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γＧＳ＝９である］
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］
＜焼入れ焼戻し条件＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
本発明は、この様な鋼材を用いて得られる強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品も規定するものであって、該鋼部品は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｎ、Ｔｉ、Ｂ（必要に応じて更にＮｂ及び／又はＶ）の各成分が上記範囲を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、上記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０で、上記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ金属組織が焼戻マルテンサイト主体で、硬さがＨｖ１１０〜３５０であるところに特徴を有している。
また本発明の鋼部品は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｎ、Ｔｉ、Ｂ（必要に応じて更にＮｂ及び／又はＶ）の各成分が上記範囲を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、上記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０で、上記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ硬さがＨｖ１１０〜３５０であると共に、下記捻れ特性を示すところに特徴を有するものでもある。
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
本発明は、上記鋼部品を製造する方法も規定するものであって、該製造方法は、前記鋼材を伸線加工し、次いで冷間加工を施して部品形状とした後、下記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻しを行うところに特徴を有している。
焼入温度：Ａｃ３点〜９５０℃
焼戻条件：２００〜６９０℃の温度で３０〜１２０分間保持
焼入温度：Ａｃ３点〜９５０℃
焼戻条件：２００〜６９０℃の温度で３０〜１２０分間保持
本発明によれば、強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品を実現でき、特に、衝撃を受けると共に著しく高い捻れ特性の要求されるトーションバー等の様に、過酷な状況で使用される鋼部品を提供することができる。
本発明者らは、強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品を実現すべく、鋭意研究を行ったところ、
（ａ）鋼部品の製造に供する鋼材のＣ量を、
・捻れ特性に大きな影響を与える焼入れ焼戻し後の延性を確保するという観点、及び
・焼きが入る最低限のＣ量を確保する
という観点から規定する、
（ｂ）鋼部品の製造に供する鋼材の上記Ｃ以外の化学成分量を、焼入れ焼戻しで十分に強度を確保でき且つ捻れ特性に悪影響を与えない範囲内に調整する、
（ｃ）鋼部品の製造工程において、部品形状に成形加工後、焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻しを行うことを必須とし、該焼入れの条件を制御（焼戻しを行う場合は焼戻し条件も制御）することで、焼入時にＣを全て溶かし込み、焼戻しを行なう場合にはパーライトでなくセメンタイトを析出させることで延性の低下を抑える、
といった点に重点をおいて、成分設計および製造方法を規定すればよいことを見出した。
（ａ）鋼部品の製造に供する鋼材のＣ量を、
・捻れ特性に大きな影響を与える焼入れ焼戻し後の延性を確保するという観点、及び
・焼きが入る最低限のＣ量を確保する
という観点から規定する、
（ｂ）鋼部品の製造に供する鋼材の上記Ｃ以外の化学成分量を、焼入れ焼戻しで十分に強度を確保でき且つ捻れ特性に悪影響を与えない範囲内に調整する、
（ｃ）鋼部品の製造工程において、部品形状に成形加工後、焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻しを行うことを必須とし、該焼入れの条件を制御（焼戻しを行う場合は焼戻し条件も制御）することで、焼入時にＣを全て溶かし込み、焼戻しを行なう場合にはパーライトでなくセメンタイトを析出させることで延性の低下を抑える、
といった点に重点をおいて、成分設計および製造方法を規定すればよいことを見出した。
まず、上記鋼部品と該部品を得るための鋼材の成分組成を規定した理由について述べる。
＜Ｃ：０．０３〜０．１２％＞
Ｃは、焼入処理で十分に焼きを入れるために必須であり、少なくとも０．０３％必要である。好ましくは０．０４％以上、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｃ量が多すぎると、焼戻した場合にセメンタイトが過剰に析出して捻れ特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。また鋼材の強度が必要以上に高まり、冷間加工性等が低下して良好に加工することが難しくなる。よってＣ量は０．１２％以下に抑える。好ましくは０．０８％以下、より好ましくは０．０７％以下である。
Ｃは、焼入処理で十分に焼きを入れるために必須であり、少なくとも０．０３％必要である。好ましくは０．０４％以上、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｃ量が多すぎると、焼戻した場合にセメンタイトが過剰に析出して捻れ特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。また鋼材の強度が必要以上に高まり、冷間加工性等が低下して良好に加工することが難しくなる。よってＣ量は０．１２％以下に抑える。好ましくは０．０８％以下、より好ましくは０．０７％以下である。
＜Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）＞
Ｓｉを添加して脱酸を行う場合には、鋼中Ｓｉ量が０．０１％以上となる。Ｓｉは焼入性の向上に有効な元素であり、また、焼戻し軟化抵抗性の向上にも有効であるので、これらの観点から積極的に添加してもよいが、Ｓｉ量が過剰になると、フェライトの硬度が高くなり、冷間加工に使用する金型の寿命が短くなる等の不具合が生じるため０．５％以下に抑える。好ましくは０．３５％以下、より好ましくは０．２０％以下である。
Ｓｉを添加して脱酸を行う場合には、鋼中Ｓｉ量が０．０１％以上となる。Ｓｉは焼入性の向上に有効な元素であり、また、焼戻し軟化抵抗性の向上にも有効であるので、これらの観点から積極的に添加してもよいが、Ｓｉ量が過剰になると、フェライトの硬度が高くなり、冷間加工に使用する金型の寿命が短くなる等の不具合が生じるため０．５％以下に抑える。好ましくは０．３５％以下、より好ましくは０．２０％以下である。
＜Ｍｎ：０．２５〜２％＞
Ｍｎは、焼入性の向上に有効な元素であり、特に靭性を保ちながら強度を向上させるのに有効な元素である。上記の通りＣ量を比較的低量に抑えると、オーステナイト化温度（Ａｃ３点）が上がるが、焼入れ時にＣを全て溶かし込むべく９００℃以上に高めた場合、焼戻したときに結晶粒の粗大化が生じ易く捻れ特性が低下する。Ｍｎは、この様なＣ量の抑えられた鋼材のＡｃ３点を下げて、比較的低温での焼入れを可能にする有効な元素である。更にＭｎは、Ｓ（硫黄）をＭｎＳとして捕捉し無害化する役割も有しており、本発明では、これらの効果を十分に発揮させるべく０．２５％以上含有させる。好ましくは０．３５％以上であり、より好ましくは０．４５％以上である。
Ｍｎは、焼入性の向上に有効な元素であり、特に靭性を保ちながら強度を向上させるのに有効な元素である。上記の通りＣ量を比較的低量に抑えると、オーステナイト化温度（Ａｃ３点）が上がるが、焼入れ時にＣを全て溶かし込むべく９００℃以上に高めた場合、焼戻したときに結晶粒の粗大化が生じ易く捻れ特性が低下する。Ｍｎは、この様なＣ量の抑えられた鋼材のＡｃ３点を下げて、比較的低温での焼入れを可能にする有効な元素である。更にＭｎは、Ｓ（硫黄）をＭｎＳとして捕捉し無害化する役割も有しており、本発明では、これらの効果を十分に発揮させるべく０．２５％以上含有させる。好ましくは０．３５％以上であり、より好ましくは０．４５％以上である。
一方、Ｍｎ量が過剰になると、Ｍｎが粒界酸化物の生成とＰ（りん）の偏析を助長し、遅れ破壊が生じやすくなるので２％以下に抑える。好ましくは１．８５％以下、より好ましくは１．７％以下である。
＜Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）＞
これらの元素も焼入性を向上させるのに有用な元素であり、上記Ｍｎとこれらの元素を組み合わせて焼入性を調整すればよい。焼入性を発現させるには、Ｎｉの場合０．０１％以上、Ｃｒの場合０．０１％以上、Ｍｏの場合０．０１％以上を含有させるのがよい。
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）＞
これらの元素も焼入性を向上させるのに有用な元素であり、上記Ｍｎとこれらの元素を組み合わせて焼入性を調整すればよい。焼入性を発現させるには、Ｎｉの場合０．０１％以上、Ｃｒの場合０．０１％以上、Ｍｏの場合０．０１％以上を含有させるのがよい。
一方、これらの元素が過剰に含まれていると冷間加工性が損なわれるので、Ｎｉは１．５％以下（好ましくは１．２５％以下、より好ましくは１％以下）、Ｃｒは１％以下（好ましくは０．６％以下、より好ましくは０．３％以下）、Ｍｏは１％以下（好ましくは０．８％以下、より好ましくは０．６％以下）に抑える。
＜Ｐ：０．０２％以下（０％を含まない）＞
Ｐが過剰に含まれていると、粒界偏析が生じて靭性を劣化させる。よってＰ量は０．０２％以下に抑える。好ましくは０．０１２％以下である。
Ｐが過剰に含まれていると、粒界偏析が生じて靭性を劣化させる。よってＰ量は０．０２％以下に抑える。好ましくは０．０１２％以下である。
＜Ｓ：０．０２％以下（０％を含まない）＞
Ｓは、ＭｎＳを形成して冷間加工時の変形能を劣化させる原因となるので０．０２％以下に抑える。好ましくは０．０１２％以下である。
Ｓは、ＭｎＳを形成して冷間加工時の変形能を劣化させる原因となるので０．０２％以下に抑える。好ましくは０．０１２％以下である。
＜Ａｌ：０．０１〜０．０６％＞
Ａｌは脱酸を行うのに有効な元素であり、またＮ（窒素）とＡｌＮを形成して結晶粒の微細化に寄与し、靭性を向上させるのに効果的である。この様な効果を得るには、Ａｌを０．０１％以上（好ましくは０．０２％以上）含有させる必要がある。一方、Ａｌが過剰に含まれていると、ＡｌＮが粗大となり靭性に悪影響を及ぼす。よってＡｌ量は０．０６％以下（好ましくは０．０５％以下）に抑える。
Ａｌは脱酸を行うのに有効な元素であり、またＮ（窒素）とＡｌＮを形成して結晶粒の微細化に寄与し、靭性を向上させるのに効果的である。この様な効果を得るには、Ａｌを０．０１％以上（好ましくは０．０２％以上）含有させる必要がある。一方、Ａｌが過剰に含まれていると、ＡｌＮが粗大となり靭性に悪影響を及ぼす。よってＡｌ量は０．０６％以下（好ましくは０．０５％以下）に抑える。
＜Ｎ：０．０１％以下（０％を含まない）＞
Ｎは不可避的に含まれる元素であり、過剰に含まれていると、Ｂとの窒化物形成が促進され固溶Ｂによる焼入性向上効果を十分に図ることができない。よってＮ量は０．０１％以下に抑える。好ましくは０．００５％以下である。
Ｎは不可避的に含まれる元素であり、過剰に含まれていると、Ｂとの窒化物形成が促進され固溶Ｂによる焼入性向上効果を十分に図ることができない。よってＮ量は０．０１％以下に抑える。好ましくは０．００５％以下である。
＜Ｔｉ：０．００５〜０．０８％＞
Ｔｉは、ＮとＴｉＮを形成させて、ＮとＢとの窒化物形成を抑制し、Ｂによる焼入性の向上効果を高めるのに有効な元素である。また前記ＴｉＮによる結晶粒の粗大化抑制効果も有する。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｔｉ量を０．００５％以上（好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０１５％以上）とする。一方、Ｔｉ量が過剰になると、ＴｉＣによる析出強化作用が大きくなり冷間加工性が劣化するので好ましくない。よってＴｉ量は０．０８％以下（好ましくは０．０７％以下、より好ましくは０．０６％以下）に抑える。
Ｔｉは、ＮとＴｉＮを形成させて、ＮとＢとの窒化物形成を抑制し、Ｂによる焼入性の向上効果を高めるのに有効な元素である。また前記ＴｉＮによる結晶粒の粗大化抑制効果も有する。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｔｉ量を０．００５％以上（好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０１５％以上）とする。一方、Ｔｉ量が過剰になると、ＴｉＣによる析出強化作用が大きくなり冷間加工性が劣化するので好ましくない。よってＴｉ量は０．０８％以下（好ましくは０．０７％以下、より好ましくは０．０６％以下）に抑える。
＜Ｂ：０．０００８〜０．００３％＞
Ｂは、焼入れ性を確保するのに極めて有効な元素であり、本発明では０．０００８％以上含有させる。好ましくは０．００１０％以上、より好ましくは０．００１５％以上である。一方、Ｂ量が過剰になると靭性が劣化するため０．００３％以下に抑える。好ましくは０．００２５％以下、より好ましくは０．００２０％以下である。
Ｂは、焼入れ性を確保するのに極めて有効な元素であり、本発明では０．０００８％以上含有させる。好ましくは０．００１０％以上、より好ましくは０．００１５％以上である。一方、Ｂ量が過剰になると靭性が劣化するため０．００３％以下に抑える。好ましくは０．００２５％以下、より好ましくは０．００２０％以下である。
本発明で規定する含有元素は上記の通りであり、残部成分は実質的にＦｅであるが、鋼中に、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物として、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｏ（酸素）等の混入が許容されるのは勿論のこと、前記本発明の作用に悪影響を与えない範囲で、下記の如く、更に他の元素を積極的に含有させることも可能である。
＜Ｎｂ：０．０１〜０．０４％＞
Ｎｂは、炭化物や窒化物を形成し結晶粒を微細化して、靭性を向上させるのに有効である。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｎｂを０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０１５％以上である。一方、Ｎｂが過剰に含まれていると、析出強化作用が大きくなり冷間加工性が劣化するので、０．０４％以下（より好ましくは０．０３５％以下）に抑えることが好ましい。
Ｎｂは、炭化物や窒化物を形成し結晶粒を微細化して、靭性を向上させるのに有効である。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｎｂを０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０１５％以上である。一方、Ｎｂが過剰に含まれていると、析出強化作用が大きくなり冷間加工性が劣化するので、０．０４％以下（より好ましくは０．０３５％以下）に抑えることが好ましい。
＜Ｖ：０．０４〜０．２５％＞
Ｖも、Ｎｂと同様に炭化物や窒化物を形成し、結晶粒を微細化して靭性を向上させるのに有効である。また遅れ破壊の抑制にも寄与する元素である。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｖを０．０４％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０８％以上である。一方、Ｖ量が過剰であると、析出強化作用が大きくなり優れた冷間加工性を確保できなくなるので、０．２５％以下（より好ましくは０．２％以下）に抑えることが好ましい。
Ｖも、Ｎｂと同様に炭化物や窒化物を形成し、結晶粒を微細化して靭性を向上させるのに有効である。また遅れ破壊の抑制にも寄与する元素である。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｖを０．０４％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０８％以上である。一方、Ｖ量が過剰であると、析出強化作用が大きくなり優れた冷間加工性を確保できなくなるので、０．２５％以下（より好ましくは０．２％以下）に抑えることが好ましい。
本発明では更に、鋼材の焼入性を確保すべく、下記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０となるように成分組成（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ）を調節する。このＤＩ値が２０以上であれば、本発明の様に比較的炭素量の少ない鋼材であっても十分に焼きを入れることが可能である。好ましくは２４以上である。一方、ＤＩ値が高くなりすぎると、鋼材の強度が必要以上に高くなり冷間加工性に悪影響を及ぼすので４０以下に抑える。好ましくは３６以下である。
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γＧＳ＝９である］
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γＧＳ＝９である］
また本発明では、下記式（２）より求められるＡｃ３点が８２５〜９２５℃となるように、成分組成（Ｃ、Ｐ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ）を調整する。Ａｃ３点が高すぎると、焼入時の加熱温度を高める必要があり、結晶粒の粗大化を招く結果となる。よってＡｃ３点が９２５℃以下、好ましくは９００℃以下となるようにする。一方、Ａｃ３点が低すぎると、未固溶炭化物が残存するため、Ａｃ３点が８２５℃以上（好ましくは８５０℃以上）となるように成分組成を調整する。
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］
上記要件を満たす鋼材は、下記条件で焼入れ焼戻したときに、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に、下記捻れ特性を示す。
＜焼入れ焼戻し条件＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
＜焼入れ焼戻し条件＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
従来の鋼部品の製造では、線材を伸線加工した後、例えば冷間圧造して部品を形成していたが、該方法では高強度のものを得ることができなかった。しかし本発明では、上記の通り成分組成を調整した鋼材を用いて、伸線加工し、次いで冷間加工を施して部品形状とした後、下記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻しを行うことによって、優れた捻れ特性を維持したまま高強度を達成することができる。
＜焼入温度：Ａｃ３点〜９５０℃＞
焼入処理では、まずオーステナイト化温度まで高める。該温度が低すぎると、冷却時に十分に焼きが入らないからである。十分に焼き入れるには８７０℃以上にまで高めることが好ましい。一方、該温度が高すぎると、結晶粒の粗大化が起こり易くなるので９５０℃以下に抑える。好ましくは９３０℃以下である。
焼入処理では、まずオーステナイト化温度まで高める。該温度が低すぎると、冷却時に十分に焼きが入らないからである。十分に焼き入れるには８７０℃以上にまで高めることが好ましい。一方、該温度が高すぎると、結晶粒の粗大化が起こり易くなるので９５０℃以下に抑える。好ましくは９３０℃以下である。
＜焼戻条件：２００〜６９０℃の温度で３０〜１２０分間保持＞
焼戻しは所望の強度レベルに応じて行えばよいが、焼戻しを行う場合には、少なくとも２００℃まで加熱して延性を高めるのがよい。該温度を高めるほど延性が高まり優れた捻れ特性を達成させることができるが、焼戻温度は、変態が生じる限界温度：６９０℃を上回らないようにする。また焼戻温度を高めると、捻れ特性の向上に反比例して強度が低下するので、下記の通り、所望の強度に応じて焼戻温度を決定することが好ましい。尚、焼戻し時間は３０〜１２０分間の間で強度を調整すればよい。また、加熱保持後は放冷等の方法で冷却すればよい。
引張強度：８００〜１０００Ｎ／ｍｍ2の鋼部品を得る場合
焼戻しなし、または２００〜２５０℃で焼戻し
引張強度：５５０〜８００Ｎ／ｍｍ2の鋼部品を得る場合
焼戻しなし、または４００〜６２０℃で焼戻し
引張強度：３６０〜５５０Ｎ／ｍｍ2の鋼部品を得る場合
焼戻しなし、または６２０〜６９０℃で焼戻し
焼戻しは所望の強度レベルに応じて行えばよいが、焼戻しを行う場合には、少なくとも２００℃まで加熱して延性を高めるのがよい。該温度を高めるほど延性が高まり優れた捻れ特性を達成させることができるが、焼戻温度は、変態が生じる限界温度：６９０℃を上回らないようにする。また焼戻温度を高めると、捻れ特性の向上に反比例して強度が低下するので、下記の通り、所望の強度に応じて焼戻温度を決定することが好ましい。尚、焼戻し時間は３０〜１２０分間の間で強度を調整すればよい。また、加熱保持後は放冷等の方法で冷却すればよい。
引張強度：８００〜１０００Ｎ／ｍｍ2の鋼部品を得る場合
焼戻しなし、または２００〜２５０℃で焼戻し
引張強度：５５０〜８００Ｎ／ｍｍ2の鋼部品を得る場合
焼戻しなし、または４００〜６２０℃で焼戻し
引張強度：３６０〜５５０Ｎ／ｍｍ2の鋼部品を得る場合
焼戻しなし、または６２０〜６９０℃で焼戻し
本発明は、上記以外の製造条件について、特に規定するものでなく一般的な製造条件を採用することができ、鋼材の溶製方法や、鋼材を所定の形状（板状、線状、棒状等）とするための熱間圧延や冷間圧延、伸線加工についても、一般的に採用されている条件で行えばよい。
部品形状とすべく冷間加工を施すが、該冷間加工として、冷間鍛造、冷間圧造、冷間転造等が挙げられる。成形加工において、前記冷間加工を施した後、焼入れ焼戻し前に切削加工を行ってもよい。尚、加工を容易に行う観点から、前記冷間加工を施してから焼入れ焼戻しを行う。本発明の鋼部品を製造するための工程（一部）として、例えば下記工程例１や工程例２が挙げられる。
＜工程例１＞
上記成分組成を満たす鋼線材または棒鋼を用いて、脱スケール（酸洗またはメカニカルデスケーリング）→潤滑処理（石灰またはりん酸酸亜鉛皮膜等）→伸線加工→冷間加工（冷間鍛造、冷間圧造）→上記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻し
＜工程例２＞
上記成分組成を満たす鋼線材または棒鋼を用いて、脱スケール（酸洗またはメカニカルデスケーリング）→軟化熱処理→脱スケール（酸洗またはメカニカルデスケーリング）→潤滑処理（石灰またはりん酸酸亜鉛皮膜等）→伸線加工→冷間加工（冷間鍛造、冷間圧造）→上記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻し
上記成分組成を満たす鋼線材または棒鋼を用いて、脱スケール（酸洗またはメカニカルデスケーリング）→潤滑処理（石灰またはりん酸酸亜鉛皮膜等）→伸線加工→冷間加工（冷間鍛造、冷間圧造）→上記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻し
＜工程例２＞
上記成分組成を満たす鋼線材または棒鋼を用いて、脱スケール（酸洗またはメカニカルデスケーリング）→軟化熱処理→脱スケール（酸洗またはメカニカルデスケーリング）→潤滑処理（石灰またはりん酸酸亜鉛皮膜等）→伸線加工→冷間加工（冷間鍛造、冷間圧造）→上記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻し
本発明では、上記成分組成を満たす鋼材を用いて伸線加工し、次いで冷間加工を施して部品形状とした後、上記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻しを行って得られる鋼部品として、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に下記捻れ特性を示すものが得られる。
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上
特に、上記工程例１または工程例２の方法で製造した場合には、下記特性を満たす鋼部品が得られる。
・オーステナイト結晶粒度番号：７〜１２番
・部品形状が軸状であれば、
引張強度（ＴＳ）：３６０〜１０００Ｎ／ｍｍ2
絞り（ＲＡ）：７０〜９５％
捻回値：１３０回以上（１００Ｄ換算）
捻れ破断応力：３６０〜６６０Ｎ／ｍｍ2
・オーステナイト結晶粒度番号：７〜１２番
・部品形状が軸状であれば、
引張強度（ＴＳ）：３６０〜１０００Ｎ／ｍｍ2
絞り（ＲＡ）：７０〜９５％
捻回値：１３０回以上（１００Ｄ換算）
捻れ破断応力：３６０〜６６０Ｎ／ｍｍ2
焼入れ焼戻された後の鋼部品の金属組織は、焼戻しマルテンサイト主体であり、フェライトやベイナイト、パーライト、セメンタイトは、製造過程で不可避的に形成される場合を除き積極的に含まれない。尚、本発明でいう焼戻しマルテンサイト主体とは、
・焼戻しマルテンサイト単相であり、残部として製造工程で不可避的に形成されるフェライト等が３体積％以下（０体積％含む）である場合、または
・焼戻しマルテンサイトと第２相である５体積％以下の残留オーステナイトを含み、残部として製造工程で不可避的に形成されるフェライト等が３体積％以下（０体積％含む）である場合をいう。
・焼戻しマルテンサイト単相であり、残部として製造工程で不可避的に形成されるフェライト等が３体積％以下（０体積％含む）である場合、または
・焼戻しマルテンサイトと第２相である５体積％以下の残留オーステナイトを含み、残部として製造工程で不可避的に形成されるフェライト等が３体積％以下（０体積％含む）である場合をいう。
本発明は、鋼部品の形状、用途等について限定するものでなく、例えば機械構造用鋼部品として、ねじ、ボルト、ナット、ソケット、ボールジョイント、インナーチューブ、トーションバー、クラッチケース、ケージ、ハウジング、ハブ、カバー、ケース、受座金、タペット、サドル、バルグ、インナーケース、クラッチ、スリーブ、アウターレース、スプロケット、コアー、ステータ、アンビル、スパイダー、ロッカーアーム、ボディー、フランジ、ドラム、継手、コネクター、プーリー、金具、ヨーク、口金、バルブリフター、スパークプラグの他、機械部品、電装部品等に適用することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
表１に示す成分組成の供試鋼を溶製して得た。尚、表１に示す鋼種番号Ｇは既存鋼のＪＩＳ Ｇ ３５０７ ＳＷＲＣＨ４５Ｋであり、鋼種番号ＨはＪＩＳ Ｇ ３５０８ ＳＷＲＣＨＢ２２０である。
上記供試鋼を用いて直径約１４．０ｍｍにまで熱間圧延して圧延材を得た。該圧延材を下記条件（Ａ）で焼入れ焼戻した試料を用いて、硬さの測定を行った。また下記の捻り試験（Ｂ）を行ない、下記捻れ破断応力及び捻回値（100D換算）を求めた。
＜焼入れ焼戻し条件（Ａ）＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験（Ｂ）：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100
それから、上記圧延材を直径約１３．０ｍｍにまで伸線加工して得られた伸線材に、図１および表２の条件で焼入れ焼戻しを施した。
＜焼入れ焼戻し条件（Ａ）＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験（Ｂ）：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100
それから、上記圧延材を直径約１３．０ｍｍにまで伸線加工して得られた伸線材に、図１および表２の条件で焼入れ焼戻しを施した。
尚、表２に示す変形能は、上記圧延材から切り出した直径１２ｍｍ×長さ１８ｍｍの円柱状試料を用いて、図２に示す通り圧縮試験を行って求めた、割れない限界の圧縮率：（１−Ｈ／Ｈ0）×１００（％）であり、冷間鍛造性を評価する指標である。尚、変形能については圧延材と伸線材でほぼ同じ数値を示すため、本実施例では、圧延材を用いて変形能を測定した。
上記焼入れ焼戻したものを用いて、硬度（Ｈｖ）測定、引張試験および捻り試験を行い、焼入れ焼戻し後の特性を評価した。硬度（Ｈｖ）測定は、（試料断面の直径／４）〜中心部位において５箇所のビッカース硬度を測定しその平均値を求めた。引張試験では、ＪＩＳ９号試験片を用いて引張強度（ＴＳ）および絞り（ＲＡ）を測定した。また捻り試験は、ＪＩＳ９号試験片を採取して、標点間距離：５０ｍｍ、捻り速度：１ｒｐｍの条件で試験を行い、破断するまでの捻れ回数（回）と破断トルク（Ｎ・ｍ）を測定し、標点間距離が［直径（Ｄ）×１００］の場合の捻れ回数（100D換算の捻回値）を下記式に基づいて算出した。また捻り破断応力を下記式から求めた。これらの結果を表２に示す。
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］
上記結果から次の様に考察することができる。まず表２のＮｏ．１〜１３（表２の実験Ｎｏ．を示す。以下同じ）は、いずれも本発明で規定する成分組成を満たす鋼材を用い、規定の条件で焼入れ焼戻しを行っているので、得られた鋼部品は、強度−捻れ特性バランスに優れている。また変形能も優れており加工性も確保できていることがわかる。
これに対し、従来の鋼材（鋼材Ｇ，Ｈ）を用いたＮｏ．１４，１５は、強度はどちらも高いが捻回値が小さく、強度−捻れ特性バランスに劣っている。
参考までに、実験Ｎｏ．７（本発明例）で得られた鋼部品の断面を光学顕微鏡で観察した顕微鏡組織写真（倍率：４００倍）を図３に示す。この図３から、本発明の鋼材は、焼戻マルテンサイト主体の組織であり、旧オーステナイトの結晶粒径が小さいことがわかる。
Claims (6)
- Ｃ ：０．０３〜０．１２％（化学成分の場合は質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：０．２５〜２％、
Ｐ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｓ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０６％、
Ｎ ：０．０１％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．００５〜０．０８％、
Ｂ ：０．０００８〜０．００３％
を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０であり、
下記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ
下記条件で焼入れ焼戻したときに、硬さ：Ｈｖ１１０〜３５０を示すと共に、下記捻れ特性を示すことを特徴とする鋼材。
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γＧＳ＝９である］
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］
＜焼入れ焼戻し条件＞
試験片形状：直径１０．９ｍｍ×長さ１５０ｍｍ
焼入条件：８７５℃で１５分間保持後に水冷
焼戻条件：６００℃で１２０分間保持後に放冷
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上 - 更に、
Ｎｂ：０．０１〜０．０４％、及び／又は
Ｖ ：０．０４〜０．２５％
を含む請求項１に記載の鋼材。 - Ｃ ：０．０３〜０．１２％、
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：０．２５〜２％、
Ｐ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｓ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０６％、
Ｎ ：０．０１％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．００５〜０．０８％、
Ｂ ：０．０００８〜０．００３％
を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０であり、
下記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ
金属組織が焼戻マルテンサイト主体で、硬さがＨｖ１１０〜３５０であることを特徴とする強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品。
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γGS＝９である］
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］ - Ｃ ：０．０３〜０．１２％、
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：０．２５〜２％、
Ｐ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｓ ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ｎｉ：１．５％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：１％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０６％、
Ｎ ：０．０１％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．００５〜０．０８％、
Ｂ ：０．０００８〜０．００３％
を満たし、残部鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表される臨界直径ＤＩ値が２０〜４０であり、
下記式（２）で表されるＡｃ３点が８２５〜９２５℃であり、且つ
硬さがＨｖ１１０〜３５０であると共に、下記捻れ特性を示すことを特徴とする強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品。
ＤＩ値＝15.07×exp (-0.08×γＧＳ) ×(0.7Si＋1)×(2.19Cr＋1)×(3.5Mn＋1)
×(2.9Mo＋1)×(0.9Ni＋1)×[1.5(0.9−C)＋1]×√C …（１）
［式(１)中、C、Si、Cr、Mn、Mo、Niは、各成分の含有量（質量％）を示
し、γＧＳ＝９である］
Ａｃ３点（℃）＝908−2.237C×100＋0.4385P×1000 ＋0.3049Si×100
−0.3443Mn×100−0.23Ni×100 …（２）
［式(２)中、C、P、Si、Mn、Niは、各成分の含有量（質量％）を示す］
＜捻れ特性＞
捻り試験：標点間距離＝５０ｍｍ
捻り速度＝１ｒｐｍ
測定項目；捻れ回数（回）、破断トルク（Ｎ・ｍ）
捻れ破断応力＝（12×破断トルク）／［π×(直径)3］＝３６０Ｎ／ｍｍ2以上
捻回値（100D換算）＝捻れ回数×(直径/標点間距離)×100＝１３０回以上 - 更に、
Ｎｂ：０．０１〜０．０４％、及び／又は
Ｖ ：０．０４〜０．２５％
を含む請求項３または４に記載の鋼部品。 - 前記請求項３〜５のいずれかに記載の鋼部品を製造する方法であって、前記請求項１又は２に記載の鋼材を用いて伸線加工し、次いで冷間加工を施して部品形状とした後、下記条件で焼入れ（焼戻しなし）または焼入れ焼戻しを行うことを特徴とする鋼部品の製造方法。
焼入温度：Ａｃ３点〜９５０℃
焼戻条件：２００〜６９０℃の温度で３０〜１２０分間保持
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| JPS63206449A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Kobe Steel Ltd | 冷間圧造用低炭素鋼 |
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2005
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