JP3456375B2 - 高強度・低延性非調質鋼 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、高強度・低延性非
調質鋼に関し、より詳しくは、高い強度が要求されるも
のの延性は必要とせず、むしろ常温での冷間分割加工が
可能でその破断面がフラットな脆性破面を呈し、自動車
エンジンなどのコネクティングロッドやコネクティング
ロッドキャップ用の材料として好適な高強度・低延性非
調質鋼に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動車エンジンなどの部品である図１に
示すコネクティングロッド（通称コンロッド）の本体１
及びコネクティングロッドキャップ（通称コンロッドキ
ャップ）２は、従来、別の工程で熱間鍛造された後で焼
入れ焼戻しの調質処理を施され、次いで、機械加工によ
るボルト穴の加工と仕上げ整形加工を受け、その後でボ
ルト３によって形状の複雑なクランクシャフトに結合・
組み立てられていた。 【０００３】しかしながら、最近、厳しい経済情勢を反
映して、各種自動車部品の製造コスト低減の動きが活発
化しており、この動きはエンジン部品においても例外で
はなくなってきている。 【０００４】このため、前記のコネクティングロッド本
体１及びコネクティングロッドキャップ２に関しては、
製造コスト低減対策として、両者を熱間鍛造にて一体成
形しこれに焼入れ焼戻しの熱処理を施すか、あるいは熱
間鍛造後放冷し、その後でコネクティングロッド本体１
及びコネクティングロッドキャップ２に分割し、接合部
（接合面どうし）に対する仕上げ整形のための機械加工
は施すことなく、ボルト３でクランクシャフトに結合し
て組み立てるという方法が検討されている。この方法で
は、ボルト穴の加工は前記の一体成形材を分割する前あ
るいは後に行う。 【０００５】上記の一体成形したコネクティングロッド
本体１及びコネクティングロッドキャップ２を分割する
方法としては、例えば治具を挿入することによって図１
中に矢印で示した方向に働く力を与えて分割する方法が
考えられる。この方法ではコネクティングロッド本体１
及びコネクティングロッドキャップ２に分割した分割面
をフラットにすることが極めて重要となる。 【０００６】しかしながら、従来使用されてきた鋼（Ｊ
ＩＳ規格のＳ４５ＣやＳ４８Ｃ相当鋼など）をそのまま
用いて熱間鍛造で一体成形し、その後常温でコネクティ
ングロッド本体１及びコネクティングロッドキャップ２
に分割すると、分割面がアメやガムを千切ったような所
謂「延性破断面」となってフラットな「脆性破面」が得
られず、機械加工による仕上げ整形加工を行わなければ
ならないという問題がある。上記の分割を低温（例えば
液体窒素温度）で行えば脆性破壊が生じて容易にフラッ
トな脆性破面が得られるが、大量の製品が流れる実操業
ラインにおいて低温状態とすることは技術的に容易では
なく、更に設備を建設し維持する費用が嵩むため必ずし
もコスト低減には結びつかないといった問題がある。 【０００７】一方、熱間鍛造で一体成形した後の熱処理
はコストが嵩むため、熱処理を省略できる新しいタイプ
の鋼に対する要望も生じている。 【０００８】熱間圧延や熱間鍛造後に行う熱処理として
の調質処理を省略できる非調質鋼としては、例えば特開
平５−１９５１４０号公報に「非調質高強度鋼」が提案
されている。しかし、この公報に記載された非調質鋼
は、連続鋳造時にブルーム表面に生ずる割れを防止した
タイプの高強度非調質鋼である。そのため、上記の提案
鋼をコネクティングロッド本体１及びコネクティングロ
ッドキャップ２用鋼として用いた場合、所望の強度は得
られるものの、前記した一体成形した後でコネクティン
グロッド本体１及びコネクティングロッドキャップ２に
常温で分割する方法に対しては、延性が大き過ぎて脆性
破面が得られない。したがって、機械加工による仕上げ
整形加工を行う必要がある。 【０００９】更に最近では、急発進の様な厳しい条件で
エンジンを稼働させた場合でも、コネクティングロッド
に座屈を生じることがないように、座屈強度に優れた非
調質鋼に対する要望も大きくなっている。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、引張強度は従来鋼と同等以上であ
って、且つ熱間鍛造した一体成形材を前記したような方
法によって常温で分割した時の破面が、フラットな脆性
破面を呈する高強度・低延性非調質鋼の提供を課題とす
る。本発明にあっては前記の特性に加えて、更に、高い
座屈強度を有する非調質鋼の提供をも課題とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す高強度・低延性非調質鋼にある。 【００１２】すなわち、「重量％で、Ｃ：０．２０〜
０．７０％、Ｓｉ：１．５０％を超えて２．５０％以
下、Ｍｎ：０．３０〜２．００％、Ｐ：０．１５％以
下、Ｓ：０．１０％以下、Ｃｕ：０．２０％以下、Ｎ
ｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．０２〜２．００％、Ｍ
ｏ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．
１７％以下、Ｂ：０．０１０％以下、Ｐｂ：０．３０％
以下、Ｃａ：０．０１０％以下を含有するとともに、更
に、Ｔｉ：０．００２〜０．２０％、Ａｌ：０．００５
〜０．１０％及びＮ：０．００３〜０．０３％のうちの
１種以上を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からな
り、下記 〜式で表されるｆｎ２〜ｆｎ５についてｆ
ｎ２≧０、ｆｎ３≧０、ｆｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少
なくとも一つを満たし、且つ、下記式で表されるｆｎ
６がｆｎ６≧０であることを特徴とする高強度・低延性
非調質鋼。 【００１３】ｆｎ２＝Ｓｉ＋２Ｖ＋５Ｐ−２．１・・・
・・、ｆｎ３＝Ｎ−０．１Ａｌ−０．００２・・・・
・、ｆｎ４＝Ｎ−０．３Ｔｉ・・・・・、ｆｎ５＝
Ｎ−０．５Ａｌ−０．３Ｔｉ−０．１５Ｎｂ−０．３Ｖ
−１．３Ｂ−０．００２・・・・・、ｆｎ６＝Ｃ＋
（Ｓｉ／１０）＋（Ｍｎ／５）＋（５Ｃｒ／２２）＋
１．６５Ｖ−（５Ｓ／７）−０．８・・・・・」であ
る。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明者らは、前記の課題を解決
するため種々検討を重ねた結果、下記の知見を得た。 【００１５】（ａ）化学成分が特定の条件範囲にある非
調質鋼の常温における破壊形態は、前記ｆｎ２、ｆｎ
３、ｆｎ４及びｆｎ５と相関を有する。そして、「ｆｎ
２≧０」、「ｆｎ３≧０」、「ｆｎ４≦０」及び「ｆｎ
５≧０」の少なくとも一つを満たす場合に脆性破壊が促
進される。 【００１６】（ｂ）上記のｆｎ２≧０、ｆｎ３≧０、ｆ
ｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少なくとも一つを満たし、且
つ、常温引張試験した時の鋼材の伸び値が１０％以下で
ある場合に、熱間鍛造した一体成形材の常温分割面はフ
ラットな脆性破面となる。 【００１７】（ｃ）上記の（ｂ）（ｆｎ２≧０、ｆｎ３
≧０、ｆｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少なくとも一つを満
たし、且つ、常温引張試験した時の鋼材の伸び値が１０
％以下）に加えて、熱間鍛造した一体成形材の分割した
い部位の少なくとも一部に０．５ｍｍＲ以下の切り欠き
を設けておけば、僅かな力を加えるだけで容易に当該一
体成形材の常温分割が可能で、且つその分割面は一層確
実にフラットな脆性破面となる。 【００１８】（ｄ）鋼の化学成分が特定の条件範囲にあ
る時、非調質鋼の引張強度は前記ｆｎ６で整理でき、こ
の値が０以上の場合に８００ＭＰａ以上の引張強度が得
られる。 【００１９】（ｅ）鋼の化学成分を厳密に制御した上
で、上記（ｂ）のｆｎ２≧０、ｆｎ３≧０、ｆｎ４≦０
及びｆｎ５≧０の少なくとも一つと常温引張試験した時
の鋼材の伸び値≦１０％、並びに（ｄ）ｆｎ６≧０の条
件を満足できれば、常温での分割でフラットな脆性破面
となり、且つ高強度が得られる。したがって、前記した
新しいプロセスによって所望強度である８００ＭＰａ以
上の引張強度を有するコネクティングロッド本体１及び
コネクティングロッドキャップ２を製造することができ
る。この場合、（ｃ）の一体成形材の分割したい部位で
ある大端部穴の内側（図１におけるＮ部）の少なくとも
一部に０．５ｍｍＲ以下の切り欠きを設けておけば、上
記のコネクティングロッド本体１及びコネクティングロ
ッドキャップ２を一層容易、且つ、確実に製造すること
ができる。 【００２０】（ｆ）座屈強度を高めるには、鋼の降伏強
度を高めることが有効である。 【００２１】（ｇ）特定の化学組成を有する鋼が上記
（ａ）に記載したｆｎ２≧０を満たせば、鋼の脆性破壊
が促進されるだけでなく降伏比（降伏強度／引張強度）
が高まり、非調質鋼でも０．７以上の降伏比が得られ
る。 【００２２】（ｈ）鋼の化学成分を厳密に制御した上
で、ｆｎ２≧０と常温引張試験した時の鋼材の伸び値が
１０％以下、並びにｆｎ６≧０の条件を満足できれば、
高い降伏比が得られると共に常温での分割でフラットな
脆性破面となり、且つ高強度が得られる。この場合、引
張強度が８００ＭＰａ以上であるため５６０ＭＰａ以上
の高い降伏強度が得られることとなって、前記した新し
いプロセスによって座屈強度にも優れたコネクティング
ロッド本体１及びコネクティングロッドキャップ２を製
造することができる。 【００２３】本発明は上記の知見に基づいて完成された
ものである。 【００２４】以下、本発明における鋼の化学組成を上記
のように限定する理由について説明する。なお、成分含
有量の「％」は「重量％」を意味する。 【００２５】Ｃ：０．２０〜０．７０％ Ｃは、鋼に所望の静的強度を付与するのに必要な元素で
あるが、反面熱間加工性を低下させる元素でもある。本
発明が目標とする最低限の静的強度（引張強度で８００
ＭＰａ以上）を得るには、含有量を０．２０％以上とす
ることが必要である。一方、Ｃを０．７０％を超えて含
有させると、鋼の熱間加工性が低下して、成分系によっ
ては熱間での加工時に割れを生じる場合がある。したが
って、Ｃの含有量を、０．２０〜０．７０％とした。な
お、より安定した強度（引張強度や座屈強度）を確保す
るために、Ｃの含有量は０．２５％以上とすることが好
ましい。Ｃの含有量が０．３０％以上であれば一層好ま
しい。 【００２６】Ｓｉ：１．５０％を超えて２．５０％以下 Ｓｉは、鋼の脱酸促進、焼入れ性向上の作用に加えて、
本発明の主目的である「常温での分割性」を著しく高め
る作用を有する。これらの効果、なかでも極めて良好な
「常温での分割性」を確実に得るためには、１．５０％
を超えるＳｉの含有量が必要である。一方、Ｓｉを２．
５０％を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コス
トが嵩むばかりである。したがって、Ｓｉの含有量を
１．５０％を超えて２．５０％以下とした。なお、切削
性の点からは、Ｓｉ含有量の上限は２．００％とするこ
とが好ましい。 【００２７】Ｍｎ：０．３０〜２．００％ Ｍｎは脱酸に必要であるとともに、焼入れ性を高めて静
的強度を向上させる作用がある。しかし、その含有量が
０．３０％未満では所望の効果が得られず、２．００％
を超えると熱間加工性が劣化するようになるので、その
含有量を０．３０〜２．００％とした。 【００２８】Ｐ：０．１５％以下 Ｐは添加しなくても良い。添加すれば粒界脆化を引き起
こし延性を低下させる作用があるので、前記したような
常温での分割方法でフラットな脆性破面を得るのに有効
である。この効果を確実に得るには、Ｐは０．００５％
以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有
量が０．１５％を超えると熱間加工性が著しく劣化す
る。したがって、Ｐの含有量は０．１５％以下とした。
なお、安定した熱間加工性確保のために、Ｐの含有量は
０．１０％以下とすることがより好ましい。 【００２９】Ｓ：０．１０％以下 Ｓも添加しなくても良い。添加すれば粒界脆化を引き起
こし延性を低下させる作用があるので、Ｐと同様に前記
したような常温での分割方法でフラットな脆性破面を得
るのに有効である。また、Ｓにはボルト穴加工時の切削
性を向上させる作用がある。これらの効果を確実に得る
には、Ｓは０．００５％以上の含有量とすることが好ま
しい。しかし、その含有量が０．１０％を超えると熱間
加工性が著しく劣化する。したがって、Ｓ含有量の上限
を０．１０％とした。 【００３０】Ｃｕ：０．２０％以下 Ｃｕは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を高め
て静的強度を向上させる効果を有する。この効果を確実
に得るには、Ｃｕは０．０１％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、その含有量が０．２０％を超える
と熱間加工性の劣化をもたらし、熱間圧延時や熱間鍛造
時に割れの発生を招く。したがって、Ｃｕの含有量は
０．２０％以下とした。 【００３１】Ｎｉ：０．５０％以下 Ｎｉは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を高め
て静的強度を向上させる効果を有する。この効果を確実
に得るには、Ｎｉは０．０１％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、その含有量が０．５０％を超える
と延性と靱性の増加をきたして、フラットな脆性破面が
得られなくなる。したがって、Ｎｉの含有量を０．５０
％以下とした。 【００３２】Ｃｒ：０．０２〜２．００％ Ｃｒは焼入れ性を向上させて静的強度を高める効果があ
る。しかし、その含有量が０．０２％未満では所望の効
果が得られず、２．００％を超えて含有してもその効果
は飽和し、コストのみが上昇し経済性を損うことになる
ので、その含有量を０．０２〜２．００％とした。な
お、Ｃｒ含有量は０．１０％以上とすることが好まし
い。 【００３３】Ｍｏ：０．５０％以下 Ｍｏは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を高め
て強度を向上させる効果を有する。この効果を確実に得
るには、Ｍｏは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、０．５０％を超えて含有させても前記
の効果は飽和するのでコストのみが上昇し、経済性を損
うことになる。したがって、Ｍｏの含有量を０．５０％
以下とした。なお、Ｍｏ含有量は０．０５％以上とする
ことが一層好ましい。 【００３４】Ｖ：０．５０％以下 Ｖも添加しなくても良い。添加すれば強度を高める効果
を有する。この効果を確実に得るには、Ｖは０．００５
％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、０．５
０％を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コスト
のみが上昇して経済性を損う。更に、熱間加工性の劣化
を招く。したがって、Ｖの含有量を０．５０％以下とし
た。 【００３５】Ｎｂ：０．１７％以下 Ｎｂは添加しなくても良い。添加すれば強度を高める効
果を有する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．０
０３％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、
０．１７％を超えて含有させても前記の効果は飽和し、
コストのみが上昇し経済性を損うことになる。更に、熱
間加工性の劣化を招くようになる。したがって、Ｎｂの
含有量を０．１７％以下とした。なお、一層の安定した
熱間加工性を確保するためには、Ｎｂ含有量の上限を
０．１０％とすることが好ましい。 【００３６】Ｂ：０．０１０％以下 Ｂは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を向上さ
せて強度を高める効果がある。この効果を確実に得るに
は、Ｂは０．０００３％以上の含有量とすることが好ま
しい。しかし、その含有量が０．０１０％を超えると、
焼入れ性向上効果が飽和するばかりか、熱間加工性が著
しく劣化するようになる。したがって、Ｂの含有量を
０．０１０％以下とした。 【００３７】Ｐｂ：０．３０％以下 Ｐｂは含有させなくても良い。含有させればボルト穴加
工時の切削性を向上させる効果を有する。この効果を確
実に得るには、Ｐｂは０．０１％以上の含有量とするこ
とが好ましい。しかし、Ｐｂを０．３０％を超えて含有
させると熱間加工性が劣化して熱間圧延時や熱間鍛造時
に割れの発生を招く。したがって、Ｐｂの含有量を０．
３０％以下とした。 【００３８】Ｃａ：０．０１０％以下 Ｃａは含有させなくても良い。含有させればＰｂと同様
にボルト穴加工時の切削性を向上させる効果を有する。
この効果を確実に得るには、Ｃａは０．０００５％以上
の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｃａを０．０
１０％を超えて含有させてもその効果は飽和しコストが
嵩むばかりである。したがって、Ｃａの含有量を０．０
１０％以下とした。 【００３９】本発明の高強度・低延性非調質鋼には、脆
性破壊を促進させるために上記の各成分元素に加えて更
に、Ｔｉ、Ａｌ及びＮのうちの１種以上を含有させる。
これらの合金元素の作用効果と含有量は下記のとおりで
ある。 【００４０】Ｔｉ：０．００２〜０．２０％ Ｔｉは、添加すれば非調質鋼の常温における破壊形態に
影響を及ぼし、前記ｆｎ４、ｆｎ５を通じて脆性破壊を
促進する効果を有する。また、強度を高める効果を有す
る。これらの効果を得る場合、Ｔｉは０．００２％以上
の含有量を必要とする。なお、Ｔｉは０．００５％以上
の含有量とすることが好ましい。しかし、０．２０％を
超えて含有させると、熱間加工性の劣化を招くようにな
る。したがって、Ｔｉを添加して脆性破壊を促進する場
合の含有量を０．００２〜０．２０％とした。 【００４１】Ａｌ：０．００５〜０．１０％ Ａｌは、添加すれば非調質鋼の常温における破壊形態に
影響を及ぼし、前記ｆｎ３、ｆｎ５を通じて脆性破壊を
促進する効果を有する。また、鋼の脱酸の安定 化及び均
質化を図るとともに、窒化物を生成して結晶粒を微細化
し、強度を高める作用を有する。これらの効果を得る場
合、Ａｌは０．００５％以上の含有量を必要とする。し
かし、０．１０％を超えて含有させると、熱間加工性の
劣化を招くようになる。したがって、Ａｌを添加して脆
性破壊を促進する場合の含有量を０．００５〜０．１０
％とした。 【００４２】Ｎ：０．００３〜０．０３％ Ｎは、含有させれば、ＴｉやＡｌとの関係で非調質鋼の
常温における破壊形態に影響を及ぼし、前記ｆｎ３≧
０、ｆｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少なくとも一つを満た
す場合に脆性破壊を促進する効果を有する。また、窒化
物や炭窒化物を生成して結晶粒を微細化し、強度を高め
る作用を有する。これらの効果を得る場合、Ｎは０．０
０３％以上の含有量を必要とする。しかし、一般に、鋼
の溶製においてＮを０．０３％を超えて含有させるには
特殊な溶解原料、設備や技術を必要とするので、コスト
が嵩み経済性を損なうことになるし、熱間加工性の劣化
を招く場合もある。したがって、Ｎを含有させて脆性破
壊を促進する場合の量を０．００３〜０．０３％とし
た。 【００４３】ｆｎ２、ｆｎ３、ｆｎ４、ｆｎ５： ０．２０％以上のＣ、１．５０％を超えるＳｉ、０．３
０％以上のＭｎ及び０．０２％以上のＣｒを含有する非
調質鋼の常温における破壊形態は前記ｆｎ２、ｆｎ３、
ｆｎ４、ｆｎ５で整理でき、ｆｎ２≧０、ｆｎ３≧０、
ｆｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少なくとも一つを満たす場
合に脆性破壊が促進される。そしてｆｎ２≧０、ｆｎ３
≧０、ｆｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少なくとも一つを満
たし、且つ常温引張試験した時の鋼材の伸び値が１０％
以下の場合に、熱間鍛造した一体成形材の常温分割破面
がフラットな脆性破面となって、前記したような新しい
プロセスによって、所望強度である８００ＭＰａ以上の
引張強度を有するコネクティングロッド本体及びコネク
ティングロッドキャプを製造することができる。したが
って、ｆｎ２≧０、ｆｎ３≧０、ｆｎ４≦０及びｆｎ５
≧０の少なくとも一つを満たすように規定する。 【００４４】なお、ｆｎ２≧０の場合には脆性破壊が促
進されるだけでなく０．７以上の降伏比が安定して得ら
れる。したがって、ｆｎ２≧０、且つ常温引張試験した
時の鋼材の伸び値が１０％以下の場合には、降伏強度も
高い、換言すれば座屈強度にも優れた、８００ＭＰａ以
上の引張強度を有するコネクティングロッド本体及びコ
ネクティングロッドキャプを製造することができる。 【００４５】ｆｎ２の値の上限は特に制限されるもので
はなく、ｆｎ２から求められる上限値の２．１５であっ
ても良い。 【００４６】ｆｎ３の値の上限は特に制限されるもので
はなく、ｆｎ３から求められる上限値の０．０２８であ
っても良い。 【００４７】ｆｎ４の値の下限も特に制限されるもので
はなく、ｆｎ４から求められる下限値の−０．０６であ
っても良い。 【００４８】ｆｎ５の値の上限も特に制限されるもので
はなく、ｆｎ５から求められる上限値の０．０２８であ
っても良い。なお、この場合にはｆｎ３＝ｆｎ５とな
る。 【００４９】なお、ｆｎ５はｆｎ３を用いて、ｆｎ５＝
ｆｎ３−（０．４Ａｌ＋０．３Ｔｉ＋０．１５Ｎｂ＋
０．３Ｖ＋１．３Ｂ）と表すことができる。したがっ
て、ｆｎ５≧０の場合には、ｆｎ３≧０も必ず満たされ
る。 【００５０】また、前記ｆｎ４とｆｎ５の関係は、ｆｎ
５＝ｆｎ４−（０．５Ａｌ＋０．１５Ｎｂ＋０．３Ｖ＋
１．３Ｂ＋０．００２）であるから、ｆｎ４≦０とｆｎ
５≧０とが同時に成立することはない。このことから、
ｆｎ４≦０の場合の脆性破壊の促進はＴｉの炭化物や炭
窒化物の形成に基づくものであり、ｆｎ５≧０やｆｎ３
≧０の場合の脆性破壊の促進は所謂「フリーの固溶Ｎ」
に基づくものであると考えられる。 【００５１】ｆｎ６： 鋼の化学成分を厳密に制御し、且つ、前記ｆｎ６の値を
０以上とした場合に始めて、コネクティングロッド本体
及びコネクティングロッドキャップとして必要な８００
ＭＰａ以上の引張強度を非調質鋼に付与できる。したが
って、ｆｎ６≧０とする。この値の上限には特に制限は
なく、ｆｎ６から求められる最大値であっても良い。 【００５２】上記の化学組成を有する鋼は通常の方法で
溶製された後、例えば、通常の方法による熱間での圧延
及び鍛造によって、コネクティングロッド本体１とコネ
クティングロッドキャップ２がつながった一体物に成形
された後、ボルト穴加工を施される。その後、コネクテ
ィングロッド本体１及びコネクティングロッドキャップ
２に前記したような方法によって常温で分割される。な
お、必要に応じて当該一体物の分割しようとする部位で
ある大端部穴の内側（図１におけるＮ部）の少なくとも
一部に０．５ｍｍＲ以下の切り欠きが設けられることも
ある。次いで、分割されたコネクティングロッド本体１
及びコネクティングロッドキャップ２はボルト３でクラ
ンクシャフトに結合されて組み立てられる。 【００５３】以下、実施例により本発明を更に詳しく説
明する。 【００５４】 【実施例】表１〜４に示す化学組成を有する鋼を通常の
方法により試験炉を用いて真空溶解した。表１〜４にお
ける鋼１〜３４は本発明鋼であり、表４における鋼３５
〜３８はその成分のいずれかが本発明で規定する含有量
の範囲から外れた比較鋼である。 【００５５】 【表１】 【００５６】 【表２】【００５７】 【表３】【００５８】 【表４】【００５９】次いで、これらの本発明鋼及び比較鋼を通
常の方法によって鋼片となした後、１２５０℃に加熱し
てから１２００〜９５０℃の温度で直径４０ｍｍの丸棒
に熱間鍛造し、その後常温まで空冷した。 【００６０】こうして得られた熱間鍛造ままの丸棒から
ＪＩＳ４号試験片を切り出し、常温で引張試験を行っ
た。更に、常温引張試験後の破面の状態を走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）で観察した。 【００６１】常温引張試験結果及び破面観察結果を表５
に示す。 【００６２】 【表５】【００６３】本発明鋼である鋼１〜３４にあっては、い
ずれも所望の８００ＭＰａ以上の引張強度と１０％以下
の伸びとが得られており、常温引張試験後の破面はすべ
てフラットな脆性破面であった。本発明鋼のうちでもｆ
ｎ２≧０を満たすものは０．７以上の降伏比を有し、降
伏強度が高いことが分かる。 【００６４】これに対して、成分のいずれかが本発明で
規定する含有量の範囲から外れた比較鋼のうち、Ｃ量と
ｆｎ６がそれぞれ規定値から低目に外れた鋼３５及び鋼
３８では引張強度が８００ＭＰａに達していない。 【００６５】Ｎｉ量が本発明の規定値に対して高めに外
れた鋼３６では常温伸びが１０％を超え、常温引張試験
後の破面は延性破面であった。 【００６６】鋼３７においては前記ｆｎ２〜ｆｎ５の値
が本発明で規定した条件から外れ、且つ、常温伸びが１
０％を超えるため、常温引張試験後の破面は延性破面で
あった。 【００６７】次いで、前記の表１、表２及び表４に記載
した本発明鋼である鋼５、１６、３１及び３４を素材と
して通常の熱間鍛造法によって、コネクティングロッド
本体１とコネクティングロッドキャプ２がつながった一
体物を各々２０体ずつ熱間成形した。なお、各２０体の
うち５体には熱間成形の後、図１のＮ部に０．３ｍｍＲ
の切り欠きを付けた。 【００６８】この後、前記した方法によって常温でコネ
クティングロッド本体１及びコネクティングロッドキャ
プ２への分割テストを行った。この結果、各鋼とも２０
体すべてにフラットな脆性破面が得られ、機械加工によ
る仕上げ整形なしで使用できることが分かった。なお、
切り欠きを付けた各鋼５体の分割は特に容易であった。 【００６９】 【発明の効果】本発明による高強度・低延性非調質鋼を
用いれば、コネクティングロッド本体及びコネクティン
グロッドキャプをコストの低い新プロセスで製造するこ
とが可能で、産業上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】 【図１】コネクティングロッドの詳細を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−291373（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−324954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．２０〜０．７０％、Ｓ
   ｉ：１．５０％を超えて２．５０％以下、Ｍｎ：０．３
   ０〜２．００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．１０％
   以下、Ｃｕ：０．２０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、
   Ｃｒ：０．０２〜２．００％、Ｍｏ：０．５０％以下、
   Ｖ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．１７％以下、Ｂ：０．
   ０１０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下、Ｃａ：０．０１
   ０％以下を含有するとともに、更に、Ｔｉ：０．００２
   〜０．２０％、Ａｌ：０．００５〜０．１０％及びＮ：
   ０．００３〜０．０３％のうちの１種以上を含有し、残
   部はＦｅ及び不可避不純物からなり、下記 〜式で表
   されるｆｎ２〜ｆｎ５についてｆｎ２≧０、ｆｎ３≧
   ０、ｆｎ４≦０及びｆｎ５≧０の少なくとも一つを満た
   し、且つ、下記式で表されるｆｎ６がｆｎ６≧０であ
   ることを特徴とする高強度・低延性非調質鋼。 ｆｎ２ ＝Ｓｉ＋２Ｖ＋５Ｐ−２．１・・・・・ ｆｎ３＝Ｎ−０．１Ａｌ−０．００２・・・・・ ｆｎ４＝Ｎ−０．３Ｔｉ・・・・・ ｆｎ５＝Ｎ−０．５Ａｌ−０．３Ｔｉ−０．１５Ｎｂ−
   ０．３Ｖ−１．３Ｂ−０．００２・・・・・ ｆｎ６＝Ｃ＋（Ｓｉ／１０）＋（Ｍｎ／５）＋（５Ｃｒ
   ／２２）＋１．６５Ｖ−（５Ｓ／７）−０．８・・・・
   ・ なお、式中の元素記号はその元素の重量％での含有量を
   表す。