JP5318638B2 - Machine structural steel with excellent machinability - Google Patents

Machine structural steel with excellent machinability Download PDF

Info

Publication number
JP5318638B2
JP5318638B2 JP2009089396A JP2009089396A JP5318638B2 JP 5318638 B2 JP5318638 B2 JP 5318638B2 JP 2009089396 A JP2009089396 A JP 2009089396A JP 2009089396 A JP2009089396 A JP 2009089396A JP 5318638 B2 JP5318638 B2 JP 5318638B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
steel
machinability
inclusions
cutting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009089396A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010242123A (en
Inventor
武広 土田
元宏 堀口
智一 増田
睦久 永濱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2009089396A priority Critical patent/JP5318638B2/en
Publication of JP2010242123A publication Critical patent/JP2010242123A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5318638B2 publication Critical patent/JP5318638B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、切削加工が施される機械部品を製造するための機械構造用鋼に関するものであり、特に、ホブ加工のような低速の断続切削で優れた被削性を有する機械構造用鋼に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a machine structural steel for producing machine parts to be machined, and more particularly to a machine structural steel having excellent machinability at low-speed intermittent cutting such as hobbing. Is.

自動車用変速機や差動装置をはじめとする各種歯車伝達装置へ利用される歯車、シャフト、プーリや等速ジョイント等、さらにはクランクシャフト、コンロッド等の機械構造用部品は、鍛造等の加工を施した後、切削加工を施すことによって最終形状に仕上げられるのが一般的である。この切削加工に要するコストは製作費に占める割合が大きいことから、上記機械構造部品を構成する鋼材は被削性が良好であることが要求される。そのため、従来から被削性を改善するための技術が開示されている。   Machine structural parts such as gears, shafts, pulleys, constant velocity joints, etc. used for various gear transmissions including transmissions and differentials for automobiles, as well as crankshafts, connecting rods, etc. are processed by forging. After applying, it is generally finished to a final shape by cutting. Since the cost required for the cutting processing is large in the production cost, the steel material constituting the mechanical structural component is required to have good machinability. Therefore, a technique for improving machinability has been disclosed.

たとえば、Pbを添加することや、Sを添加してMnSを生成させることが代表的であるが、Pbは人体に有害であるため使用が規制されてきており、Sは硫化物に起因する機械的特性の劣化が問題となる部品では使用に限界がある。また、特に歯車などの切削加工においては、ホブによる歯切りが行われるのが一般的であるが、この場合の切削は、所謂旋削などの連続切削とは異なり、断続切削とよばれる様式であり、ホブ切りにおいて被削性を改善する鋼材はほとんど実用化されていないのが現状である。ホブとして用いられる工具素材はハイスでTiAlNなどのコーティングを施してあるのが一般的である。この場合、比較的低速での加工で切削と空転を繰り返して工具表面が酸化されながら磨耗することが知られている。   For example, adding Pb or adding S to produce MnS is typical, but Pb is harmful to the human body and its use has been regulated, and S is a machine caused by sulfides. There is a limit to the use of parts where deterioration of the mechanical characteristics is a problem. In addition, gear cutting is generally performed with a hob, especially in the case of cutting of gears and the like. In this case, cutting is different from continuous cutting such as so-called turning, and is a type called intermittent cutting. Currently, steel materials that improve machinability in hobbing are hardly practically used. The tool material used as the hob is generally a high speed steel and coated with TiAlN or the like. In this case, it is known that the tool surface is worn while being oxidized by repeating cutting and idling in processing at a relatively low speed.

断続切削性を改善する方法として、特許文献1において、Al:0.04〜0.20%、O:0.0030%以下を含有させることによって、高速(切削速度:200m/min以上)での断続切削(工具寿命)に優れた鋼材が記載されている。   As a method for improving the intermittent machinability, in Patent Document 1, by including Al: 0.04 to 0.20%, O: 0.0030% or less, at a high speed (cutting speed: 200 m / min or more). A steel material excellent in interrupted cutting (tool life) is described.

特許文献2には、C:0.05〜1.2%、Si:0.03〜2%、Mn:0.2〜1.8%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、Cr:0.1〜3%、Al:0.06〜0.5%、N:0.004〜0.025%、O:0.003%以下を夫々含有すると共に、Ca:0.0005〜0.02%およびMg:0.0001〜0.005%を含有し、鋼中の固溶N:0.002%以上であり、残部が鉄および不可避的不純物からなり、且つ、(0.1×[Cr]+[Al])/[O]≧150を満足する機械構造用鋼が記載されている。   In Patent Document 2, C: 0.05 to 1.2%, Si: 0.03 to 2%, Mn: 0.2 to 1.8%, P: 0.03% or less, S: 0.03 %: Cr: 0.1-3%, Al: 0.06-0.5%, N: 0.004-0.025%, O: 0.003% or less, and Ca: 0 .0005 to 0.02% and Mg: 0.0001 to 0.005%, solute N in the steel is 0.002% or more, the balance is made of iron and inevitable impurities, and ( Mechanical structural steels satisfying 0.1 × [Cr] + [Al]) / [O] ≧ 150 are described.

特許文献3には、鋼中に存在する酸化物系介在物が、該酸化物系介在物の平均組成合計を100%としたときに、CaO:15〜60%、SiO2:20%以下(0%を含まない)、Al23:20〜80%、MgO:40%以下(0%を含まない)を夫々含有すると共に、Li2O,Na2O,K2O,BaO,SrOおよびTi酸化物よりなる群から選ばれる1種以上の合計含有量が0.5〜20%である機械構造用鋼が記載されている。 Patent Document 3 discloses that oxide inclusions present in steel are CaO: 15 to 60%, SiO 2 : 20% or less when the average composition total of the oxide inclusions is 100% ( 0%), Al 2 O 3: 20~80 %, MgO: 40% or less (not including 0%) with containing respectively, Li 2 O, Na 2 O , K 2 O, BaO, SrO And steel for machine structural use in which the total content of at least one selected from the group consisting of Ti oxides is 0.5 to 20%.

特許文献4には、鋼の成分組成として、Al及びその他の窒化物生成元素とNの添加量調整をすると共に、適切な熱処理を付与することにより、被削性と衝撃特性に有害な固溶Nを抑え、また、高温脆化により被削性を向上させる固溶Al、及び高温脆化効果とへきかい性の結晶構造とにより被削性を向上させるAlN を適量確保することにより、低速から高速までの切削速度域に対して良好な切削性能を示し、また、Al添加量を高めることにより、従来のAlキルド鋼に比べて鋳片段階での偏析が小さく、均一分散性の高いMnS(SIMSの分類によるIII型MnS)を多くして、高衝撃特性を併せ持つ機械構造用鋼が記載されている。   In Patent Document 4, as the component composition of steel, the amount of addition of Al and other nitride-forming elements and N is adjusted, and by applying an appropriate heat treatment, a solid solution that is harmful to machinability and impact properties is disclosed. By securing a proper amount of solid solution Al that suppresses N and improves machinability by high temperature embrittlement, and AlN that improves machinability by high temperature embrittlement effect and crystal structure of cracking, low speed to high speed Excellent cutting performance in the cutting speed range up to 1, and by increasing the amount of Al added, MnS (SIMS) has high segregation at the slab stage and high uniform dispersibility compared to conventional Al killed steel. The steel for machine structural use having a high impact property with a large amount of type III MnS) according to the above classification is described.

特開2001−342539号公報JP 2001-342539 A 特許第4193998号公報Japanese Patent No. 4193998 特開2009−7643号公報JP 2009-7643 A 特開2008−13788号公報JP 2008-13788 A

しかしながら、上記特許文献1に記載された鋼材では、低速(例えば切削速度150m/min程度)での断続切削については対象としていない。また、Alの含有量が増えると熱間での延性が低下し、熱間鍛造等において割れが発生しやすくなるなどの問題が生じてくる。   However, the steel material described in Patent Document 1 does not target intermittent cutting at a low speed (for example, a cutting speed of about 150 m / min). Further, when the Al content is increased, hot ductility is reduced, and problems such as cracks are likely to occur during hot forging.

また、特許文献2および3では、酸化物系介在物に着目したものであるが、酸化物系介在物は、一般的には連続切削性を劣化させる作用があり、実際のところ、酸化物系介在物の制御によって機械構造用鋼の連続切削性と断続切削性の両方をバランスさせることは難しい。   Patent Documents 2 and 3 focus on oxide inclusions. However, oxide inclusions generally have a function of deteriorating continuous machinability, and in fact, oxide inclusions. It is difficult to balance both continuous machinability and intermittent machinability of machine structural steel by controlling inclusions.

また、特許文献4では、AlN を適量確保することにより、機械構造用鋼の被削性を向上させることが記載されているが、機械構造用鋼の連続切削性と断続切削性の両方を向上させるものではない。   Further, Patent Document 4 describes that the machinability of machine structural steel is improved by securing an appropriate amount of AlN. It doesn't let you.

本発明は前記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、機械的特性の低下を伴うS添加量の増加により被削性の向上を図るのではなく、また、CaおよびMgの添加によるものでもなく、熱間加工性等の製造性を確保しつつ、ハイス工具における低速での断続切削(例えばホブ加工)において優れた被削性(特に工具寿命)を発揮することのできる機械構造用鋼を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the circumstances as described above, and its purpose is not to improve machinability by increasing the amount of S added accompanied by a decrease in mechanical properties, but also to improve Ca. It is not due to the addition of Mg and Mg, and exhibits excellent machinability (especially tool life) in intermittent cutting (for example, hobbing) at a low speed in a high-speed tool while ensuring manufacturability such as hot workability. It is to provide a steel for machine structural use.

上記目的を達成することのできた本発明の機械構造用鋼とは、
C:0.05〜0.8%(質量%の意味、以下同じ)、Si:0.03〜2%、Mn:0.2〜1.8%、P:0.03%以下(0%を含まない)、S:0.006〜0.03%、Al:0.1〜0.5%、N:0.002〜0.015%、O:0.003%以下(0%を含まない)を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、鋼断面に現れる円相当径2μm以上の介在物が1平方ミリメートル(mm)あたり30個以下(0を含まない)であり、そのうち、酸化物と硫化物の複合介在物であって下記式(1)を満たすものが個数比で50%以上存在するものである。
The steel for machine structural use of the present invention capable of achieving the above object is
C: 0.05 to 0.8% (meaning of mass%, hereinafter the same), Si: 0.03 to 2%, Mn: 0.2 to 1.8%, P: 0.03% or less (0% S: 0.006 to 0.03%, Al: 0.1 to 0.5%, N: 0.002 to 0.015%, O: 0.003% or less (including 0%) The remainder is composed of iron and inevitable impurities, and there are 30 or less (not including 0) inclusions with an equivalent circle diameter of 2 μm or more appearing on the steel cross section per square millimeter (mm 2 ), of which Further, composite inclusions of oxide and sulfide that satisfy the following formula (1) are present in a number ratio of 50% or more.

但し上記式(1)において、酸化物の質量も硫化物の質量も、鋼断面に現われている部分のみを計算の対象とする。 However, in the above formula (1), both the mass of oxide and the mass of sulfide are calculated only for the portion appearing on the steel cross section.

上記機械構造用鋼において、必要に応じ、Cr:3%以下(0%を含まない)、或いはMo:1.0%以下(0%を含まない)、或いはNb:0.15%以下(0%を含まない)、或いはZr:0.02%以下(0%を含まない)とHf:0.02%以下(0%を含まない)とTa:0.02%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上、或いはV:0.5%以下(0%を含まない)とCu:3%以下(0%を含まない)とNi:3%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上、或いはCa:0.005%以下(0%を含まない)および/またはMg:0.005%以下(0%を含まない)、或いはTi:0.05%以下(0%を含まない)および/またはB:0.008%以下(0%を含まない)をさらに含有していてもよい。   In the steel for machine structural use, Cr: 3% or less (not including 0%), Mo: 1.0% or less (not including 0%), or Nb: 0.15% or less (0) as necessary. %), Or Zr: 0.02% or less (not including 0%), Hf: 0.02% or less (not including 0%), and Ta: 0.02% or less (not including 0%) 1) or more selected from the group consisting of: V: 0.5% or less (not including 0%), Cu: 3% or less (not including 0%), and Ni: 3% or less (including 0%) 1) or more selected from the group consisting of Ca: 0.005% or less (not including 0%) and / or Mg: 0.005% or less (not including 0%), or Ti: 0.00. 05% or less (not including 0%) and / or B: 0.008% or less (not including 0%) It may be in.

本発明によれば、Alを比較的多く添加した機械構造用鋼において、酸化物と硫化物の複合介在物であって、硫化物の存在割合が酸化物に対して一定以上あるものを増やすことにより、機械構造用鋼としての強度特性を満足しつつ、ハイス工具での断続切削および超硬工具での連続切削の両方で優れた被削性(特に、工具寿命)を発揮する機械構造用鋼を得ることができる。   According to the present invention, in mechanical structural steel to which a relatively large amount of Al is added, the number of oxides and sulfide composite inclusions that have a certain ratio of sulfide to oxide is increased. Makes it possible to achieve excellent machinability (especially tool life) in both intermittent cutting with a high-speed tool and continuous cutting with a carbide tool while satisfying the strength characteristics of a machine structural steel. Can be obtained.

図1は、走査型電子顕微鏡で観察した本発明の機械構造用鋼の断面像である。FIG. 1 is a cross-sectional image of the steel for mechanical structure of the present invention observed with a scanning electron microscope. 図2は、連続切削試験時の平均逃げ面磨耗幅をグラフで示したものである。FIG. 2 is a graph showing the average flank wear width during the continuous cutting test.

本発明者らは、低速での断続切削における被削性を向上させるべく、様々な角度から検討した。その結果、Alを多めに添加している機械構造用鋼では、硬質の酸化物系介在物(主にアルミナ)が多量に生成して連続切削性を低下させるが、この酸化物を一定量以上の硫化物と複合化させることによってその悪影響を最小限に抑えることができることを見出し、本発明を完成した。本発明で規定する機械構造用鋼の化学成分組成の範囲限定理由は次の通りである。   The present inventors have studied from various angles in order to improve machinability in intermittent cutting at low speed. As a result, in steel for machine structural use in which a large amount of Al is added, a large amount of hard oxide inclusions (mainly alumina) are produced and the continuous machinability is deteriorated. It was found that the adverse effect can be minimized by compounding with the sulfide of the present invention, and the present invention has been completed. The reasons for limiting the range of the chemical composition of the mechanical structural steel defined in the present invention are as follows.

[C:0.05〜0.8%]
Cは、機械構造部品として必要な強度を確保するために必須の元素であるため、0.05%以上とする必要がある。しかしながら、C含有量が過剰になると、硬さが上昇しすぎて、被削性や靭性が低下するので、0.8%以下とする必要がある。尚、C含有量の好ましい下限は0.10%(より好ましくは0.15%)であり、好ましい上限は0.6%(より好ましくは0.5%)である。
[C: 0.05 to 0.8%]
C is an essential element for ensuring the strength required for mechanical structural parts, and therefore needs to be 0.05% or more. However, if the C content is excessive, the hardness will increase too much, and the machinability and toughness will decrease, so it is necessary to make it 0.8% or less. The preferable lower limit of the C content is 0.10% (more preferably 0.15%), and the preferable upper limit is 0.6% (more preferably 0.5%).

[Si:0.03〜2%]
Siは、脱酸元素として鋼材の内部品質を向上させるのに有効な元素であり、こうした効果を有効に発揮させるためには、Si含有量は0.03%以上とする必要があり、好ましくは0.07%以上(さらに好ましくは0.1%以上)とすることが望ましい。また、Si含有量が過剰になると、浸炭時の異常組織が生成したり、熱間および冷間加工性を損ねるため、2%以下とする必要があり、好ましくは1.7%以下(さらに好ましくは1.5%以下)とするのが良い。
[Si: 0.03 to 2%]
Si is an element effective for improving the internal quality of steel as a deoxidizing element, and in order to exert such an effect effectively, the Si content needs to be 0.03% or more, preferably It is desirable that the content be 0.07% or more (more preferably 0.1% or more). Further, if the Si content is excessive, an abnormal structure at the time of carburization is generated, or hot and cold workability is impaired, so it is necessary to be 2% or less, preferably 1.7% or less (more preferably Is preferably 1.5% or less).

[Mn:0.2〜1.8%]
Mnは、焼入れ性を向上させて鋼材の強度向上のために有効な元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、0.2%以上(好ましくは0.4%以上、さらに好ましくは0.5%以上)含有させる。しかしながら、Mn含有量が過剰になると、焼入れ性が増大し過ぎて、焼きならし後でも過冷組織が生成して被削性を低下させるので、1.8%以下(好ましくは1.6%以下、さらに好ましくは1.5%以下)とする。
[Mn: 0.2 to 1.8%]
Mn is an effective element for improving the hardenability and improving the strength of the steel material. In order to exhibit such an effect effectively, it is contained 0.2% or more (preferably 0.4% or more, more preferably 0.5% or more). However, if the Mn content is excessive, the hardenability is excessively increased, and a supercooled structure is generated even after normalization and the machinability is lowered. Therefore, it is 1.8% or less (preferably 1.6%) Hereinafter, more preferably 1.5% or less.

[P:0.03%以下(0%を含まない)]
Pは、鋼材中に不可避的に含まれる元素(不純物)であり、熱間加工時の割れを助長するので、できるだけ低減することが好ましい。そのためP量を、0.03%以下(より好ましくは0.02%以下、さらに好ましくは0.01%以下)と定めた。Pは、その量を0%とすることは工業的に困難である。
[P: 0.03% or less (excluding 0%)]
P is an element (impurity) inevitably contained in the steel material, and promotes cracking during hot working, so it is preferably reduced as much as possible. Therefore, the P content is determined to be 0.03% or less (more preferably 0.02% or less, still more preferably 0.01% or less). It is industrially difficult to make the amount of P 0%.

[S:0.006〜0.03%]
Sは、MnSを形成し、被削性を向上させる元素である。特に本発明では、機械構造用鋼に必要量のSを添加することにより、Alを含有する酸化物を核としてその周りに硫化物が生成し、複合介在物を形成することができる。この複合介在物の特徴については後述するが、必要な量の硫化物を生成するためには、Sは、例えば0.006%以上(好ましくは0.007%以上、より好ましくは0.008%以上)含有させる。一方、Sを過剰に含有させると鋼材の延性・靭性を低下させる。そのため、S量の上限を0.03%(より好ましくは0.02%、さらに好ましくは0.015%)とした。特に、S含有量が過剰になると、Mnと反応してMnS介在物を形成する量が増大し、この介在物が圧延時に圧延方向に伸展して、圧延直角方向の靭性(横目の靭性)を劣化させる。
[S: 0.006 to 0.03%]
S is an element that forms MnS and improves machinability. In particular, in the present invention, by adding a necessary amount of S to steel for machine structural use, a sulfide is generated around an oxide containing Al as a nucleus, and a composite inclusion can be formed. The characteristics of this composite inclusion will be described later. In order to produce a necessary amount of sulfide, S is, for example, 0.006% or more (preferably 0.007% or more, more preferably 0.008%). Or more) On the other hand, when S is contained excessively, the ductility and toughness of the steel material are lowered. Therefore, the upper limit of the amount of S is set to 0.03% (more preferably 0.02%, still more preferably 0.015%). In particular, when the S content is excessive, the amount that forms MnS inclusions by reacting with Mn increases, and these inclusions extend in the rolling direction during rolling, and the toughness in the direction perpendicular to the rolling (toughness of the transverse direction) is increased. Deteriorate.

[Al:0.1〜0.5%]
Alは、断続切削性を向上させるために従来の肌焼き鋼に比べて多めに必要であり、特に固溶状態で0.05%以上存在することが好ましい。また、Alの一部はNと結合して浸炭処理時の異常粒成長を抑制するほか、脱酸剤としての役割をもつため、トータルAlとして0.1%以上(好ましくは0.15%以上、さらに好ましくは0.2%以上)必要である。一方、Alが多すぎると高温でNと結合してAlNが生成しやすくなって熱間加工性を低下させるため、上限を0.5%(好ましくは0.45%、より好ましくは0.4%)とする。
[Al: 0.1 to 0.5%]
Al is required more than conventional case-hardened steel in order to improve the intermittent machinability, and it is particularly preferable that Al is present in a solid solution state of 0.05% or more. A part of Al is combined with N to suppress abnormal grain growth during the carburizing process, and also has a role as a deoxidizing agent. Therefore, the total Al is 0.1% or more (preferably 0.15% or more). And more preferably 0.2% or more). On the other hand, if there is too much Al, it will bind to N at a high temperature and AlN will be easily formed to reduce hot workability, so the upper limit is 0.5% (preferably 0.45%, more preferably 0.4). %).

[N:0.002〜0.015%]
Nは、Alと結合して粒成長を抑制し、機械構造用鋼の強度向上の効果を発揮する。このような効果を有効に発揮させるためには、N:0.002%以上(好ましくは0.003%以上、さらに好ましくは0.004%以上)含有させる。一方、N量が多すぎると高温でAlNを生成して熱間加工性を低下させるため、0.015%以下(好ましくは0.013%以下、より好ましくは0.011%以下)とした。
[N: 0.002 to 0.015%]
N combines with Al to suppress grain growth and exerts the effect of improving the strength of the steel for mechanical structures. In order to effectively exhibit such an effect, N: 0.002% or more (preferably 0.003% or more, more preferably 0.004% or more) is contained. On the other hand, if the amount of N is too large, AlN is generated at a high temperature and the hot workability is lowered, so the content was made 0.015% or less (preferably 0.013% or less, more preferably 0.011% or less).

[O:0.003%以下(0%を含まない)]
O含有量が過剰になると、粗大な酸化物系介在物が生成して、被削性や延性・靭性、鋼の熱間加工性および延性に悪影響を及ぼす。そこでO含有量の上限を、0.003%(好ましくは0.002%、より好ましくは0.0015%)と定めた。
[O: 0.003% or less (not including 0%)]
When the O content is excessive, coarse oxide inclusions are generated, which adversely affects machinability, ductility / toughness, hot workability and ductility of steel. Therefore, the upper limit of the O content is set to 0.003% (preferably 0.002%, more preferably 0.0015%).

本発明で使用される機械構造用鋼の基本成分は上記の通りであり、残部は実質的に鉄であるが、該機械構造用鋼中には不可避的不純物の含有が許容されることは勿論のこと、本発明の作用に悪影響を与えない範囲でさらに他の元素を積極的に含有させた機械構造用鋼を使用することも可能であり、これらの任意元素については後述する。   The basic components of the machine structural steel used in the present invention are as described above, and the balance is substantially iron. Of course, inevitable impurities are allowed to be contained in the machine structural steel. Of course, it is also possible to use a steel for mechanical structure in which other elements are positively contained within a range that does not adversely affect the action of the present invention, and these optional elements will be described later.

本発明では、機械構造用鋼の化学成分を上記規定範囲に調整することに加えて、円相当径が2μm以上である介在物(以下、「対象介在物」と記載する。)が鋼断面の1平方ミリメートル(mm)あたり30個以下(0を含まない)であり、そのうち、酸化物と硫化物の複合介在物であって下記式(1)を満たすものを個数比で50%以上存在させることが重要なポイントであるので、以下に詳しく説明する。 In the present invention, in addition to adjusting the chemical composition of steel for machine structural use to the specified range, inclusions having an equivalent circle diameter of 2 μm or more (hereinafter referred to as “target inclusions”) have a steel cross section. There are 30 or less (not including 0) per square millimeter (mm 2 ), of which 50% or more of composite inclusions of oxide and sulfide satisfying the following formula (1) are present. Since this is an important point, it will be described in detail below.

(対象介在物が30個/mm以下) (Target inclusions are 30 / mm 2 or less)

鋼中に存在する酸化物系介在物は、連続切削性を劣化させ、硫化物系介在物は被削性を向上させるが機械的特性を劣化させる。酸化物の介在物は、鋼材の脱酸時に不可避的に生成される。また、不純物として存在するSがMn等と結合し、硫化物も不可避的に生成されるものである。しかし介在物の量が多すぎると機械構造用鋼の被削性が劣化したり、機械的特性が低下したりするため、介在物密度の上限を設ける必要がある。そこで本発明では、対象介在物が鋼材断面の1平方ミリメートル(mm)あたり30個以下(0を含まない)に制限した。好ましくは20個以下、さらに好ましくは10個以下である。 Oxide inclusions present in the steel deteriorate continuous machinability, and sulfide inclusions improve machinability but deteriorate mechanical properties. Oxide inclusions are inevitably generated during the deoxidation of steel. Further, S present as an impurity combines with Mn and the like, and sulfide is inevitably generated. However, if the amount of inclusions is too large, the machinability of the machine structural steel deteriorates or the mechanical properties deteriorate, so it is necessary to provide an upper limit for the inclusion density. Therefore, in the present invention, the number of target inclusions is limited to 30 or less (not including 0) per square millimeter (mm 2 ) of the steel material cross section. Preferably it is 20 or less, more preferably 10 or less.

(式(1)を満たす複合介在物の数が50%以上)
上述のように、鋼中に生成する酸化物と硫化物とを介在物中に複合化することによって酸化物の悪影響(連続切削性の低下)を少なく抑え、連続切削性と断続切削性のバランスを図ることができる。このような効果が現れるのは、対象介在物のうち個数比で50%以上(好ましくは55%以上、より好ましくは60%以上)が、上記式(1)を満たす場合である。なお、上記(1)式の左辺で表される比の値は、例えば以下の手順で計算することができる。すなわち、まず鋼断面において介在物の組成をEPMAで測定し、[S]、[Mn]、[Al]等の値を測定する(但し、本発明において、[X]は、介在物の断面におけるX元素の全質量を意味するものとする)。EPMAでは[O]の値を測定することはできないため、近似計算として、介在物中のS全量がMnと結合してMnSを形成すると仮定し、また介在物中のMn全量からMnSの生成分を差し引いた残りのMn及びその他の合金元素は、すべて酸化物を形成するものと仮定して、酸化物/硫化物の比の値は、([MO]+[MnO])/[MnS]として計算される(「M」は、Mn以外の合金元素を示す)。なお、EPMA測定された各元素の質量は、上記のように介在物の断面における質量であるから、式(1)において酸化物の質量も硫化物の質量も、鋼断面に現われている部分のみが計算対象である。
(The number of composite inclusions satisfying the formula (1) is 50% or more)
As mentioned above, by combining oxides and sulfides generated in steel in inclusions, the adverse effects of oxides (decrease in continuous machinability) can be reduced, and the balance between continuous machinability and intermittent machinability. Can be achieved. Such an effect appears when 50% or more (preferably 55% or more, more preferably 60% or more) of target inclusions satisfy the above formula (1) among target inclusions. In addition, the value of the ratio represented by the left side of the above equation (1) can be calculated by the following procedure, for example. That is, first, the composition of inclusions in a steel cross section is measured by EPMA, and values such as [S], [Mn], [Al] are measured (however, in the present invention, [X] is in the cross section of the inclusions). Meaning the total mass of the X element). Since it is not possible to measure the value of [O] in EPMA, as an approximate calculation, it is assumed that the total amount of S in inclusions combines with Mn to form MnS, and the amount of MnS produced from the total amount of Mn in inclusions. Assuming that the remaining Mn and other alloy elements after subtracting all form oxides, the value of the oxide / sulfide ratio is ([MO] + [MnO]) / [MnS] Calculated (“M” indicates an alloy element other than Mn). In addition, since the mass of each element measured by EPMA is the mass in the cross section of the inclusion as described above, in the formula (1), both the mass of the oxide and the mass of the sulfide appear only in the steel cross section. Is the object of calculation.

本発明では、上記のように酸化物と硫化物の複合介在物により機械構造用鋼の連続切削性と断続切削性のバランスを図るものであり、硫化物と酸化物が別々の介在物を形成していても上記した効果は得られない。特に、鋼中の酸化物は機械構造用鋼の連続切削性を低下させてしまう。なお、本発明ではAlを多く含むものであるため固溶状態のAlが多く存在して断続切削性は良好であり、上記の複合介在物が増加しても断続切削性は低下しない。   In the present invention, as described above, the composite inclusion of oxide and sulfide is used to balance the continuous machinability and interrupted machinability of machine structural steel, and sulfide and oxide form separate inclusions. However, the above effects cannot be obtained. In particular, oxides in steel deteriorate the continuous machinability of steel for machine structures. In the present invention, since it contains a large amount of Al, a large amount of Al in a solid solution exists and the intermittent machinability is good, and even if the above-described composite inclusion increases, the intermittent machinability does not deteriorate.

機械構造用鋼を通常の方法によって溶製しても、酸化物と硫化物とが別々に生成されやすく、上記(1)式で規定した本発明の複合介在物は生成されない。本発明の機械構造用鋼を製造するためには、例えば次の方法を用いる必要がある。まず溶綱中のSを一旦0.005%以下に減少させてから、その後にAlを添加することによりAlを析出させる。その後、必要量のSを添加する。このような順序を経ることにより、まずはAlを含有する酸化物が生成し、この酸化物を核として周囲を覆うように硫化物が生成することにより、上記(1)式で規定した本発明の複合介在物を形成することができる。なお、Mn、Si、C等、他の合金元素の添加順序は特に制限されない。 Even if the steel for machine structural use is melted by an ordinary method, oxides and sulfides are easily generated separately, and the composite inclusion of the present invention defined by the above formula (1) is not generated. In order to produce the steel for machine structure of the present invention, it is necessary to use, for example, the following method. First, S in the molten steel is once reduced to 0.005% or less, and then Al 2 O 3 is precipitated by adding Al. Thereafter, the required amount of S is added. By passing through such an order, first, an oxide containing Al is generated, and a sulfide is generated so as to cover the periphery with this oxide as a nucleus, whereby the present invention defined by the above formula (1) is obtained. Composite inclusions can be formed. The order of addition of other alloy elements such as Mn, Si, C, etc. is not particularly limited.

後述するMgやCaを添加する場合には、S量を下げた後にAlを添加し、その後にMg、Caを添加し、最後にSを添加する。これにより、上記(1)式で規定する、酸化物と硫化物が複合化した介在物を生成することができる。   When adding Mg and Ca, which will be described later, Al is added after decreasing the amount of S, then Mg and Ca are added, and finally S is added. Thereby, the inclusion which the oxide and sulfide compounded by the above-mentioned (1) formula can be generated.

図1は、走査型電子顕微鏡で観察した本発明の機械構造用鋼の断面像である。図1に示すように、酸化物(Al)を核として周囲を覆うように硫化物(MnS)が形成されており、複合酸化物が生成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional image of the steel for mechanical structure of the present invention observed with a scanning electron microscope. As shown in FIG. 1, sulfide (MnS) is formed so as to cover the periphery with oxide (Al 2 O 3 ) as a nucleus, and a composite oxide is generated.

以上、本発明の機械構造用鋼について説明したが、以下では、本発明の機械構造用鋼の特性をさらに向上させることを目的として必要に応じて添加される元素について説明する。   The mechanical structural steel of the present invention has been described above. Hereinafter, elements added as necessary for the purpose of further improving the characteristics of the mechanical structural steel of the present invention will be described.

[Cr:3%以下(0%を含まない)]
Crは、鋼材の焼入性を高め、機械構造用鋼の強度を高めるために有効な元素である。またAlとの複合添加によって、鋼材の断続切削性を高めるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、Cr含有量は、例えば0.1%以上(より好ましくは0.3%以上、さらに好ましくは0.7%以上)とする。しかし、Cr含有量が過剰になると、粗大炭化物の生成或では過冷組織の発達によって被削性を劣化させるので、3%以下(より好ましくは2%以下、さらに好ましくは1.6%以下)とすることが望ましい。
[Cr: 3% or less (excluding 0%)]
Cr is an effective element for enhancing the hardenability of the steel material and increasing the strength of the steel for machine structural use. Moreover, it is an element effective in improving the intermittent machinability of steel materials by compound addition with Al. In order to exert such effects, the Cr content is, for example, 0.1% or more (more preferably 0.3% or more, further preferably 0.7% or more). However, if the Cr content is excessive, the machinability deteriorates due to the formation of coarse carbides or the development of a supercooled structure, so 3% or less (more preferably 2% or less, more preferably 1.6% or less). Is desirable.

[Mo:1.0%以下(0%を含まない)]
Moは、母材の焼入れ性を確保して、不完全焼入れ組織の生成を抑制するのに有効な元素であり、必要に応じて機械構造用鋼に含有させてもよい。Moのこうした効果を有効に発揮させるためには、例えば0.05%以上(より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.15%以上)含有させる。Moの含有量が増加するにつれてこのような効果は増大するものの、過剰に含有させると、焼きならし後でも過冷組織が生成して機械構造用鋼の被削性を低下させるので、1.0%以下(より好ましくは0.8%以下、さらに好ましくは0.6%以下)とすることが望ましい。
[Mo: 1.0% or less (excluding 0%)]
Mo is an element effective for securing the hardenability of the base material and suppressing the formation of an incompletely quenched structure, and may be contained in the steel for machine structure as necessary. In order to effectively exhibit such effects of Mo, for example, 0.05% or more (more preferably 0.1% or more, further preferably 0.15% or more) is contained. Such effects increase as the Mo content increases. However, if excessively contained, an undercooled structure is formed even after normalization, and the machinability of the steel for machine structures is lowered. It is desirable to make it 0% or less (more preferably 0.8% or less, and still more preferably 0.6% or less).

[Nb:0.15%以下(0%を含まない)]
機械構造用鋼のなかで特に肌焼鋼では、通常浸炭処理を行って表面を硬化するが、この処理の際に浸炭温度・時間、加熱速度等によって、結晶粒の異常成長が発生する場合がある。Nbにはこのような現象を抑制する効果がある。Nbのこうした効果を有効に発揮させるためには、例えば0.01%以上(より好ましくは0.03%以上、さらに好ましくは0.05%以上)含有させる。Nb含有量を増加するにつれてNbのこうした効果は、増大するが、過剰に含有させると硬質の炭化物が生成して被削性が低下するので、0.15%以下(より好ましくは0.12%以下、さらに好ましくは0.1%以下)とすることが望ましい。
[Nb: 0.15% or less (excluding 0%)]
Among machine structural steels, especially case-hardened steel, the carburizing treatment is usually performed to harden the surface. During this treatment, abnormal growth of crystal grains may occur depending on the carburizing temperature, time, heating rate, etc. is there. Nb has an effect of suppressing such a phenomenon. In order to effectively exhibit such effects of Nb, for example, 0.01% or more (more preferably 0.03% or more, still more preferably 0.05% or more) is contained. Such an effect of Nb increases as the Nb content is increased. However, if it is excessively contained, hard carbides are generated and the machinability is lowered, so that it is less than 0.15% (more preferably 0.12%). In the following, it is more preferable that the content is 0.1% or less.

[Zr:0.02%以下(0%を含まない)、Hf:0.02%以下(0%を含まない)、Ta:0.02%以下(0%を含まない)のうちの1種以上を含有する]
Zr,HfおよびTaは、上記Nbと同様に、結晶粒の異常成長を抑制する効果があるので、必要に応じて鋼に含有させても良い。こうした効果は、これらの元素の含有量(1種以上の合計量)が増加するにつれて増大するが、過剰に含有させると硬質の炭化物が生成して機械構造用鋼の被削性が低下するので、夫々上記した量を上限とすることが好ましく、合計で0.02%以下とすることがさらに好ましい。
[Zr: 0.02% or less (not including 0%), Hf: 0.02% or less (not including 0%), Ta: 0.02% or less (not including 0%) Contains above]
Zr, Hf and Ta have the effect of suppressing the abnormal growth of crystal grains as in the case of Nb, and may be contained in steel as necessary. These effects increase as the content of these elements (total amount of one or more elements) increases, but if included excessively, hard carbides are generated and the machinability of the steel for machine structural use decreases. Each of the above amounts is preferably the upper limit, and more preferably 0.02% or less in total.

[V:0.5%以下(0%を含まない)、Cu:3%以下(0%を含まない)、およびNi:3%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上]
これらの元素は、鋼材の焼入れ性を向上させて高強度化させるのに有効であり、必要に応じて機械構造用鋼に含有させてもよい。一方、こうした効果は、これらの元素の含有量が増加するにつれて増大するが、過剰に含有させると過冷組織が生成したり、延性・靭性が低下するので、夫々上記した量を上限とすることが好ましい。
[V: 0.5% or less (not including 0%), Cu: 3% or less (not including 0%), and Ni: 3% or less (not including 0%) that's all]
These elements are effective for improving the hardenability of the steel material to increase the strength, and may be contained in the machine structural steel as necessary. On the other hand, these effects increase as the content of these elements increases, but if they are contained excessively, a supercooled structure is formed or ductility and toughness are lowered. Is preferred.

[Ca:0.005%以下(0%を含まない)および/またはMg:0.005%以下(0%を含まない)]
Ca、MgはCaO−Al、MgO−Alを形成することにより酸化物系介在物が軟質化することで断続切削性が改善されるため、必要に応じて添加してもよい。一方、過剰に含有させるとSと結合して高融点の硫化物を形成し、鋳造時にノズル閉塞を起こす可能性があるため、夫々上記した量を上限とすることが好ましい。
[Ca: 0.005% or less (not including 0%) and / or Mg: 0.005% or less (not including 0%)]
Ca and Mg improve the intermittent machinability by softening the oxide inclusions by forming CaO—Al 2 O 3 and MgO—Al 2 O 3. Good. On the other hand, if it is contained excessively, it may combine with S to form a high-melting sulfide, which may cause nozzle clogging during casting.

[Ti:0.05%以下(0%を含まない)および/またはB:0.008%以下(0%を含まない)]
Tiを添加した場合はTiNを生成して粒成長抑制に寄与する。より詳しくは、添加したTiの多くがNと結合することでNの固溶量を抑制して鋼材の熱間加工性を改善するほか、一部は酸化物系介在物の中に入ることによって介在物の融点を低下させ、被削性改善に寄与する。
[Ti: 0.05% or less (not including 0%) and / or B: 0.008% or less (not including 0%)]
When Ti is added, TiN is generated and contributes to grain growth suppression. More specifically, most of the added Ti combines with N to suppress the solid solution amount of N and improve the hot workability of the steel, and partly by entering into oxide inclusions It reduces the melting point of inclusions and contributes to improved machinability.

Bを添加した場合にはBNを生成して被削性改善に寄与する。より詳しくは、BはNと結合してBNを生成し、Nの固溶量を抑制して鋼材の熱間加工性を改善するほか、BNは被削性改善効果も有する。   When B is added, BN is generated and contributes to improvement of machinability. More specifically, B combines with N to generate BN and suppresses the solid solution amount of N to improve the hot workability of the steel material, and BN also has a machinability improving effect.

以上のように、Ti,Bのいずれも、Nと結合することによりNの固溶量が抑制され、高温でのAlNが抑制されるために鋼材の熱間加工性を改善できるという作用を有するものであり、断続切削性を向上するためにTiおよび/またはBを含有させてもよい。   As described above, both Ti and B have the effect of being able to improve the hot workability of the steel material because the solid solution amount of N is suppressed by bonding with N and AlN at high temperature is suppressed. In order to improve the intermittent machinability, Ti and / or B may be contained.

上記したTiの効果を有効に発揮させるためには、Ti量を例えば0.001%以上(好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.009%以上)とすることが望ましい。一方、Tiを過剰に添加すると、粗大なTiNが機械構造用鋼の被削性を低下させる。したがって、Ti量を0.05%以下(好ましくは0.045%以下、さらに好ましくは0.04%以下)とすることが望ましい。   In order to effectively exhibit the above-described effect of Ti, it is desirable that the Ti amount is, for example, 0.001% or more (preferably 0.005% or more, more preferably 0.009% or more). On the other hand, when Ti is added excessively, coarse TiN reduces the machinability of the steel for machine structure. Therefore, it is desirable that the Ti content be 0.05% or less (preferably 0.045% or less, more preferably 0.04% or less).

上記したBの効果を有効に発揮させるためには、B量を例えば0.0005%以上(好ましくは0.0006%以上、さらに好ましくは0.0007%以上)とすることが望ましい。一方、Bを過剰に添加すると、必要以上に焼入れ性が高くなって機械構造用鋼の硬さが高くなり被削性が低下する。したがって、B量を0.008%以下(好ましくは0.0075%以下、さらに好ましくは0.007%以下)とすることが望ましい。   In order to effectively exhibit the above-described effect of B, it is desirable that the B amount is 0.0005% or more (preferably 0.0006% or more, more preferably 0.0007% or more). On the other hand, when B is added excessively, the hardenability becomes higher than necessary, the hardness of the steel for machine structural use becomes high, and the machinability decreases. Therefore, it is desirable that the B content is 0.008% or less (preferably 0.0075% or less, more preferably 0.007% or less).

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記・下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勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can be adapted to the above-described purpose. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

[試験片の作成]
表1に示す化学成分の鋼150kgを真空誘導炉で溶解し、上面での直径が245mm、下面での直径が210mmであり、長さが480mmの略円柱状のインゴットに鋳造した。なお、表1中「―」は、該当元素を添加していないこと(無添加)を意味する。
[Create specimen]
150 kg of chemical components shown in Table 1 were melted in a vacuum induction furnace and cast into a substantially cylindrical ingot having a diameter of 245 mm on the upper surface, a diameter of 210 mm on the lower surface, and a length of 480 mm. In Table 1, “-” means that the corresponding element is not added (no addition).

続いて、このインゴットを鍛造し(ソーキング:1250℃×3時間程度、鍛造加熱:1100℃×1時間程度)、これを切断することにより一辺150mm×150mm×長さ680mmの四角材形状を経由して、下記(a)、(b)の2種類の鍛造材に加工した。
(a)厚さ30mm、幅155mm、長さ100mmの板材
(b)直径80mm、長さ100mmの丸棒材
Subsequently, this ingot is forged (soaking: about 1250 ° C. for about 3 hours, forging heating: about 1100 ° C. for about 1 hour), and cut into a square material shape with a side of 150 mm × 150 mm × length of 680 mm. The following two types of forging materials (a) and (b) were processed.
(A) Plate material having a thickness of 30 mm, a width of 155 mm, and a length of 100 mm (b) a round bar material having a diameter of 80 mm and a length of 100 mm

得られた板材および丸棒材を、900℃で1時間の加熱をしたのち放冷し、その後、板材(鍛造材(a))はエンドミル切削試験片とし、丸棒材(鍛造材(b))は旋削試験片とした。   The obtained plate and round bar were heated at 900 ° C. for 1 hour and then allowed to cool. Then, the plate (forged material (a)) was used as an end mill cutting test piece, and the round bar (forged material (b) ) Was a turning specimen.

(1)断続切削時の被削性評価
断続切削時の被削性を評価するために、エンドミル加工での工具磨耗を評価した。上記鍛造材(a)(焼ならし材、または焼ならし後熱間鍛造したもの)をスケールおよび脱炭層の影響を取り除くため、表面約2mmを切削除去し、エンドミル切削試験片とした。具体的には、マニシングセンタ主軸にエンドミル工具を取り付け、上記のようにして製造され、表面約2mmの切削除去後の厚さ25mm×幅150mm×長さ100mmの試験片をバイスにより固定し、乾式の切削雰囲気下でダウンカット加工を行った。詳細な加工条件を下記表2に示す。断続切削を200カット行った後、光学顕微鏡により、平均逃げ面磨耗幅(工具磨耗量)Vbを測定した。その結果を表3に示す。試験片番号(No.)は、表1の試験片番号(No.)に対応する。断続切削後のVbが70μm以下のものを、断続切削時の被削性に優れると評価した。
(1) Machinability evaluation during intermittent cutting In order to evaluate the machinability during intermittent cutting, tool wear in end milling was evaluated. In order to remove the influence of the scale and the decarburized layer from the forged material (a) (normalized material or hot forged after normalizing), about 2 mm of the surface was removed by cutting to obtain an end mill cutting test piece. Specifically, an end mill tool is attached to the main spindle of the machining center, and the test piece is manufactured as described above, and a test piece having a thickness of 25 mm, a width of 150 mm, and a length of 100 mm after cutting is fixed with a vice. Down-cut processing was performed in a dry cutting atmosphere. Detailed processing conditions are shown in Table 2 below. After performing 200 intermittent cuttings, the average flank wear width (tool wear amount) Vb was measured with an optical microscope. The results are shown in Table 3. The test piece number (No.) corresponds to the test piece number (No.) in Table 1. Those having Vb of 70 μm or less after intermittent cutting were evaluated as being excellent in machinability during intermittent cutting.

(2)連続切削時の被削性評価
連続切削時の被削性を評価するために、直径80mm×長さ350mmの丸棒材(焼きならし材)をスケール除去した後表面を約2mm切削除去した試料を用いて、外周旋削加工を行なった後、光学顕微鏡により、平均逃げ面磨耗幅(工具磨耗量)Vbを測定し、磨耗幅が70μm以下のものを被削性が優れると評価した。このときの外周旋削加工条件は、下記の通りである。その結果も、上記の断続切削時の被削性試験の結果と併せて表3に示す。図2は、連続切削試験時の平均逃げ面磨耗幅をグラフで示したものである。
(2) Machinability evaluation during continuous cutting In order to evaluate the machinability during continuous cutting, the surface of the round bar (normalized material) with a diameter of 80 mm x length of 350 mm is removed and the surface is cut by about 2 mm. After the outer peripheral turning was performed using the removed sample, the average flank wear width (tool wear amount) Vb was measured with an optical microscope, and a sample having a wear width of 70 μm or less was evaluated as having excellent machinability. . The peripheral turning conditions at this time are as follows. The results are also shown in Table 3 together with the results of the machinability test during the intermittent cutting. FIG. 2 is a graph showing the average flank wear width during the continuous cutting test.

(外周旋削加工条件)
工具:超硬合金P10(JIS B4053)
切削速度:200m/min
送り:0.25mm/rev
切り込み:1.5mm
潤滑方式:乾式
(Outer peripheral turning conditions)
Tool: Cemented carbide P10 (JIS B4053)
Cutting speed: 200 m / min
Feed: 0.25mm / rev
Cutting depth: 1.5mm
Lubrication system: dry

[考察]
試験片No.1〜11はいずれも本発明に属するものであり、断続切削時の被削性および連続切削時の被削性に優れていた。一方、試験片No.12〜15は機械構造用鋼における複合介在物の条件から外れるものであり、断続切削時の被削性および連続切削時の被削性の少なくとも一方が劣っていた。具体的には、No.12〜14では、Alを添加する際に溶綱中のSを一旦0.005%以下に減少させていないため、(1)式において規定する複合介在物が所定の個数比(対象介在物の50%以上)に満たず、連続切削時の被削性が劣っていた。No.15では、鋼の化学成分は本発明において規定する範囲を満たすものであったが、対象介在物が30個を超えていたため、断続切削時の被削性および連続切削時の被削性の双方において劣っていた。
[Discussion]
Specimen No. Nos. 1 to 11 belong to the present invention, and were excellent in machinability during intermittent cutting and machinability during continuous cutting. On the other hand, test piece No. Nos. 12 to 15 deviate from the condition of the composite inclusion in the machine structural steel, and at least one of the machinability during intermittent cutting and the machinability during continuous cutting was inferior. Specifically, no. In 12-14, since S in the molten steel was not reduced to 0.005% or less once when Al was added, the composite inclusions defined in the formula (1) had a predetermined number ratio (of the target inclusions). The machinability during continuous cutting was inferior. No. No. 15, the chemical composition of the steel satisfied the range specified in the present invention, but because there were more than 30 target inclusions, both machinability during intermittent cutting and machinability during continuous cutting. Was inferior.

Claims (8)

C :0.05〜0.8%(質量%の意味、以下同じ)、
Si:0.03〜2%、
Mn:0.2〜1.8%、
P :0.03%以下(0%を含まない)、
S :0.006〜0.03%、
Al:0.1〜0.5%、
N :0.002〜0.015%、
O :0.003%以下(0%を含まない)
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、
鋼断面に現れる円相当径2μm以上の介在物が1平方ミリメートル(mm)あたり30個以下(0を含まない)であり、そのうち、酸化物と硫化物の複合介在物であって下記式(1)を満たすものが個数比で50%以上存在することを特徴とする被削性に優れた機械構造用鋼。
但し上記式(1)において、酸化物の質量も硫化物の質量も、鋼断面に現われている部分のみを計算の対象とする。
C: 0.05 to 0.8% (meaning mass%, the same shall apply hereinafter)
Si: 0.03 to 2%,
Mn: 0.2-1.8%
P: 0.03% or less (excluding 0%),
S: 0.006 to 0.03%,
Al: 0.1 to 0.5%,
N: 0.002 to 0.015%,
O: 0.003% or less (excluding 0%)
The balance consists of iron and inevitable impurities,
There are 30 or less inclusions (not including 0) per square millimeter (mm 2 ) of inclusions appearing in the steel cross section with an equivalent circle diameter of 2 μm or more. A machine structural steel excellent in machinability, characterized in that those satisfying 1) are present in a number ratio of 50% or more.
However, in the above formula (1), both the mass of oxide and the mass of sulfide are calculated only for the portion appearing on the steel cross section.
さらに、Cr:3%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1に記載の機械構造用鋼。   The steel for machine structure according to claim 1, further comprising Cr: 3% or less (not including 0%). さらに、Mo:1.0%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1または2に記載の機械構造用鋼。   Furthermore, steel for machine structure of Claim 1 or 2 which contains Mo: 1.0% or less (0% is not included). さらに、Nb:0.15%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の機械構造用綱。   Furthermore, Nb: 0.15% or less (0% is not included) The rope for machine structures in any one of Claims 1-3. さらに、Zr:0.02%以下(0%を含まない)、Hf:0.02%以下(0%を含まない)、Ta:0.02%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上を含有するものである請求項1〜4のいずれかに記載の機械構造用鋼。   Furthermore, Zr: 0.02% or less (not including 0%), Hf: 0.02% or less (not including 0%), Ta: 0.02% or less (not including 0%) The steel for machine structure according to any one of claims 1 to 4, which contains one or more selected. さらに、V:0.5%以下(0%を含まない)、Cu:3%以下(0%を含まない)、Ni:3%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上を含有するものである請求項1〜5のいずれかに記載の機械構造用鋼。   Further, one type selected from the group consisting of V: 0.5% or less (not including 0%), Cu: 3% or less (not including 0%), Ni: 3% or less (not including 0%) The steel for machine structure according to any one of claims 1 to 5, which contains the above. さらに、Ca:0.005%以下(0%を含まない)および/またはMg:0.005%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1〜6のいずれかに記載の機械構造用鋼。   Furthermore, it contains Ca: 0.005% or less (not including 0%) and / or Mg: 0.005% or less (not including 0%). Steel for machine structure. さらに、Ti:0.05%以下(0%を含まない)および/またはB:0.008%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1〜7のいずれかに記載の機械構造用鋼。   Further, Ti: 0.05% or less (not including 0%) and / or B: 0.008% or less (not including 0%) are contained. Steel for machine structure.
JP2009089396A 2009-04-01 2009-04-01 Machine structural steel with excellent machinability Expired - Fee Related JP5318638B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009089396A JP5318638B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Machine structural steel with excellent machinability

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009089396A JP5318638B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Machine structural steel with excellent machinability

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010242123A JP2010242123A (en) 2010-10-28
JP5318638B2 true JP5318638B2 (en) 2013-10-16

Family

ID=43095459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009089396A Expired - Fee Related JP5318638B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Machine structural steel with excellent machinability

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5318638B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114651080B (en) * 2019-11-07 2023-07-25 日本制铁株式会社 Crankshaft and method for manufacturing blank for crankshaft

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5073951B2 (en) * 2005-04-07 2012-11-14 株式会社神戸製鋼所 Manufacturing method of steel for machine structural use with excellent machinability and strength characteristics
JP2008013788A (en) * 2006-07-03 2008-01-24 Nippon Steel Corp Steel for mechanical structural use having excellent machinability and strength property
JP4193998B1 (en) * 2007-06-28 2008-12-10 株式会社神戸製鋼所 Machine structural steel excellent in machinability and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010242123A (en) 2010-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5138991B2 (en) Machine structural steel with excellent machinability
JP4193998B1 (en) Machine structural steel excellent in machinability and manufacturing method thereof
KR101162743B1 (en) Steel for machine structure excelling in machinability and strength property
KR20090009325A (en) Hot-worked steel material having excellent machinability and impact value
WO2009096260A1 (en) Steel for machine structural use with excellent machinability
JP5368885B2 (en) Machine structural steel with excellent hot workability and machinability
JP4986203B2 (en) BN free-cutting steel with excellent tool life
JP4451808B2 (en) Rolled steel bar for case hardening with excellent fatigue characteristics and grain coarsening resistance and its manufacturing method
JP5461929B2 (en) BN free-cutting steel with excellent chip disposal
JP5237696B2 (en) Steel for machine structure
JP2005336553A (en) Hot tool steel
JP5318638B2 (en) Machine structural steel with excellent machinability
JP5314509B2 (en) Steel for machine structure
JP5323369B2 (en) Case-hardened steel with excellent machinability and grain coarsening prevention properties
JP4964060B2 (en) Mechanical structural steel and mechanical structural parts with excellent strength anisotropy and machinability
JP5443277B2 (en) High-strength steel with excellent machinability and method for producing the same
JP3255612B2 (en) Method of manufacturing super-cuttable steel rod and wire and super-cuttable steel rod and wire thereby
JP5166959B2 (en) Machine structural steel for oxygen-enriched atmosphere cutting
JP2017057475A (en) Free cutting steel
JP3256184B2 (en) Method for producing ultra-free-cutting steel rods and parts, and ultra-free-cutting steel rods and parts using them
JP7189053B2 (en) Non-tempered forging steel and non-tempered forged parts
JP7477343B2 (en) Case hardening steel with excellent machinability, manufacturability and grain coarsening prevention properties
JP3558600B2 (en) Low alloy tool steel with excellent machinability after tempering
JP2021161477A (en) Non-tempered forged steel and non-tempered forged component
JP2011241424A (en) Steel material excellent in machinability and damping property

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130627

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130702

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130710

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5318638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees