JP6515301B2 - 熱間圧延鋼材および鋼部品 - Google Patents
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Description
本願は、2015年10月19日に、日本に出願された特願2015−205436号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(2)上記(1)に記載の熱間圧延鋼材は、前記化学成分が、Ti:0.005〜0.050mass%、Nb:0.005〜0.030mass%、Mg:0.0005〜0.0050mass%、及びREM:0.0003〜0.0010mass%のうちの1種または2種以上を含有してもよい。
(3)本発明の別の態様に係る鋼部品は、化学成分がC:0.35〜0.45mass%、Si:0.6〜1.0mass%、Mn:0.60〜0.90mass%、P:0.010〜0.035mass%、S:0.06〜0.10mass%、Cr:0.02〜0.25mass%、V:0.20〜0.40mass%、Zr:0.0002〜0.0050mass%、N:0.0060〜0.0150mass%、Bi:0.0001〜0.0050mass%、Ti:0〜0.050mass%、Nb:0〜0.030mass%、Mg:0〜0.0050mass%、及びREM:0〜0.0010mass%を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、金属組織の90面積%以上がフェライトとパーライトとから構成され、圧延方向に平行な断面で測定される、円相当径が1〜5μmであり、且つ前記圧延方向に沿って延伸されたアスペクト比が10超30以下であるMn硫化物の平均個数密度が50〜200個/mm2である。
(4)上記(3)に記載の鋼部品は、前記鋼部品を前記圧延方向に平行な引張応力によって引張破断させて破面を形成した場合に、前記圧延方向に平行な前記断面で観察される、前記引張応力に平行な方向に向けて80μm以上の高低差を有し、前記引張応力に平行な前記方向に対する角度が45度以下である段差が、前記破面に10mmあたり2.0箇所以上の平均個数密度で形成され、前記破面における脆性破壊破面が面積率にして98%以上であり、前記圧延方向に平行な前記断面で観察される、前記引張応力に平行な前記方向に対する角度が45度超であり、長さ80μm以上に渡って形成され、その一部が前記鋼部品の内部に進展したき裂または凹部の平均個数密度が、前記破面において10mmあたり3.0箇所未満であってもよい。
(5)上記(3)又は(4)に記載の鋼部品は、前記化学成分が、Ti:0.005〜0.050mass%、Nb:0.005〜0.030mass%、Mg:0.0005〜0.0050mass%、及びREM:0.0003〜0.0010mass%のうちの1種または2種以上を含有してもよい。
被削性とは、切削加工の容易性を示す指標である。例えば、切削加工された際に生じる切りくずが短い鋼は、被削性が良いと判断される。切りくずが長い場合、切りくずが切削加工を妨げるので、切りくずが短い方が切削加工の能率が高くなる。
Cは本実施形態の熱間圧延鋼材及び鋼部品の引張り強さを確保する効果、および、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくして良好な破断分離性を実現する効果を有する。Cの増加に伴い、パーライト組織の体積分率が上昇することにより、引張強さが上昇し、並びに延性および靭性が低下する。これらの効果を最大限に発揮させるために、鋼中のC含有量を0.35〜0.45mass%に設定した。C含有量がこの上限値を超えると、熱間圧延鋼材のパーライト分率が過大となり、破断時の欠けの発生頻度が高くなる。また、C含有量が下限値に満たない場合は、熱間圧延鋼材の破面近傍の塑性変形量が増加し、破面の嵌合性が低下する。なお、C濃度の好ましい下限値は0.36mass%、または0.37mass%である。C含有量の好ましい上限値は0.44mass%、0.42mass%、または0.40mass%である。
Siは、固溶強化によってフェライトを強化させ、これにより熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくし、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を向上させる。この効果を得るためには、Si含有量の下限を0.6mass%にする必要がある。他方、Siが過剰に含有されると、破面の欠けが発生する頻度が上昇するので、Si含有量の上限は1.0mass%とする。なお、Si含有量の好ましい下限値は0.7mass%である。Si含有量の好ましい上限値は0.9mass%である。
Mnは、固溶強化によってフェライトを強化し、これにより熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくし、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を向上させる。また、MnはSと結合してMn硫化物を形成する。本実施形態の熱間圧延鋼材から得られる鋼部品を破断分割する際に、圧延方向に伸長したMn硫化物に沿ってき裂が伝播する。従って、Mnは破面の凹凸を大きくして、破面を嵌合する際に位置ずれを防止する効果がある。しかし、Mn含有量が不足した場合、Mn硫化物の析出温度が適正範囲である晶出温度域を下回り、析出温度域内となる場合がある。晶出とは、液相から他の物質が分離生成することであり、析出とは、固相から他の物質が分離生成することである。晶出によって生じるMn硫化物は、析出によって生じるMn硫化物より粗大になる傾向がある。Mn硫化物の析出温度が析出温度域内となる場合、き裂を伝播させるMn硫化物の密度が過剰となって、引張方向へのき裂が分断され、引張方向への段差の成長が阻害される場合がある。他方、Mnを過剰に含有する場合、フェライトが硬くなりすぎて破断時の欠けが発生する頻度が増加する。これらに鑑み、Mn含有量は0.60〜0.90mass%である。なお、Mn含有量の好ましい下限値は0.65mass%、0.70mass%、または0.75mass%である。Mn含有量の好ましい上限値は0.85mass%、0.83mass%、または0.80mass%である。
Pはフェライト及びパーライトの延性及び靭性を低下させ、これにより熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくし、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を向上させる。ただし、Pは結晶粒界の過剰な脆化を引き起こし、破面の欠けを発生しやすくする。従って、Pの添加を利用して延性及び靭性を低下させる方法は、欠け防止の観点から積極的に活用すべきではない。以上を考慮すれば、P含有量の範囲は0.010〜0.035mass%とされる。P含有量の好ましい下限値は0.012mass%、0.013mass%、または0.015mass%である。P含有量の好ましい上限値は0.030mass%、0.028mass%、または0.025mass%である。
SはMnと結合してMn硫化物を形成する。本実施形態の熱間圧延鋼材から得られる鋼部品を破断分割させる際に、圧延方向に伸長したMn硫化物に沿ってき裂が伝播するので、Mn硫化物は破面の凹凸の破面垂直方向のサイズを大きくし、破面を嵌合する際に位置ずれを防止する効果がある。その効果を得るためには、S含有量の下限を0.06mass%にする必要がある。他方、Sが過剰に含有すると、破断分割時の破面近傍の塑性変形量が増大し、破断分離性が低下する場合が発生する。さらに、過剰量のSは破面の欠けを助長することがある。以上の理由により、Sの好適な範囲を0.06〜0.10mass%とする。S含有量の好ましい下限値は0.07mass%である。S含有量の好ましい上限値は0.09mass%である。
Crは、Mnと同様に固溶強化によってフェライトを強化し、熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくし、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を向上させる。その効果を得るためには、Cr含有量の下限を0.02mass%にすることが好ましい。しかし、Crを過剰に含有すると、パーライトのラメラー間隔が小さくなり、かえってパーライトの延性及び靭性が高くなる。そのため、破断時の破面近傍の塑性変形量が大きくなり、破断分離性が低下する。さらに、Crを過剰に含有するとベイナイト組織が生成しやすくなり、破断分離性が大幅に低下する場合がある。従って、Crを含有させる場合、その含有量を0.25mass%以下とする。Cr含有量の好ましい下限値は0.05mass%、0.06mass%、0.08mass%、または0.10mass%である。Cr含有量の好ましい上限値は0.23mass%、0.20mass%、または0.18mass%である。
Vは、熱間鍛造後の冷却時に主に炭化物又は炭窒化物を形成することにより、フェライトを強化し、熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくして、熱間圧延鋼材からなる鋼部品の破断分離性を良好にする。また、Vは、炭化物又は炭窒化物の析出強化により熱間圧延鋼材の降伏比を高めるという効果がある。これら効果を得るためには、V含有量の下限を0.20mass%にする必要がある。V含有量の下限は好ましくは0.23mass%、又は0.25mass%である。一方、Vを過剰に含有してもその効果は飽和するので、V含有量の上限は0.40mass%である。好ましくはV含有量の上限は0.38mass%、又は0.35mass%である。
Zrは酸化物を形成し、このZr酸化物はMn硫化物の晶出核または析出核となり、Mn硫化物を均一に微細に分散させる。この微細分散されたMn硫化物が、破断分割時のき裂の伝播経路となり、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破面近傍の塑性変形量を小さくし、破断分離性を高める効果がある。これら効果を得るためには、Zr含有量の下限を0.0002mass%にする必要がある。ただし、Zrが過剰に含有されてもその効果は飽和するので、Zr含有量の上限を0.0050mass%とする。Zr含有量の下限を0.0005mass%、又は0.0010mass%とすることが好ましい。Zr含有量の好ましい上限値は0.0045mass%、0.0040mass%、0.0030mass%、又は0.0029mass%である。
Nは熱間鍛造後の冷却時に主にV窒化物又はV炭窒化物を形成してフェライトの変態核として働くことによって、フェライト変態を促進する。これにより、Nは、熱間圧延鋼材から得られる鋼部品の破断分離性を大幅に損なうベイナイト組織の生成を抑制する効果がある。この効果を得るためには、N含有量の下限を0.0060mass%とする。Nを過剰に含有すると、熱間圧延鋼材及び鋼部品の熱間延性が低下し、熱間加工時に割れ又は疵が発生しやすくなる場合がある。従って、N含有量の上限を0.0150mass%とする。なお、N含有量の好ましい下限値は0.0065mass%、0.0070mass%、0.0080mass%、または0.0085mass%である。N含有量の好ましい上限値は0.0140mass%、0.0130mass%、または0.0120mass%である。
Biは結晶粒界、及び母相と介在物との界面に偏析し、界面の結合力を低下させることにより、切削時の変形抵抗を低下させる効果がある。従来技術によれば、Bi自体を切削変形時の破壊起点として作用させ、これにより被削性を向上させるためには、Bi含有量を約0.1mass%以上にすることが必要であると考えられてきた。しかし本発明者らは、Biを切削変形時の破壊起点として用いるのではなく、界面を脆化させる元素として用いることにより、0.0050mass%以下のBiであっても被削性を向上させられることを知見した。
上述の効果を発現させるためのBi含有量の下限を0.0001%としたが、効果を十分に発揮させるための好ましい範囲としては、Bi含有量を0.0015mass%以上としてもよい。しかしながら、Bi量が0.0050mass%超である場合、熱間圧延鋼材及び鋼部品の熱間鍛造性が悪化する場合がある。また、Bi量が0.0050mass%超である場合、界面が過剰に脆化して、破面に欠けが発生しやすくなる場合がある。従って、Bi含有量の上限値は0.0050mass%とした。Bi含有量は、0.0045mass%以下、0.0040mass%以下、0.0035mass%以下、又は0.0030mass%以下とすることが好ましい。
Tiは熱間鍛造後の冷却時に主に炭化物又は炭窒化物を形成して、析出強化によりフェライトを強化し、これにより熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくし、これにより破断分離性を向上させる。しかし、Tiを過剰に含有するとその効果が飽和する。上述の効果を得るためにTiを含有させる場合は、Ti含有量の上限を0.050mass%とすることが好ましい。Tiの効果を十分に発揮させるためには、Ti含有量の下限を0.005mass%とすることが好ましい。より好適なTi含有量の下限値は0.015mass%、0.018mass%、または0.020mass%である。より好適なTi含有量の上限値は0.040mass%、0.035mass%、または0.030mass%である。
Nbは、熱間鍛造後の冷却時に主に炭化物又は炭窒化物を形成して、析出強化によりフェライトを強化し、これにより熱間圧延鋼材及び鋼部品の延性及び靭性を低下させる。延性及び靭性の低下は、破断時の破面近傍の塑性変形量を小さくし、これにより熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を向上させる。しかし、Nbを過剰に含有すると、その効果が飽和する。上述の効果を得るためにNbを含有させる場合は、Nb含有量の上限を0.030mass%とすることが好ましい。Nbの効果を十分に発揮させるためには、Nb含有量の下限を0.005mass%とすることが好ましい。より好適なNb含有量の下限値は0.010mass%である。より好適なNb含有量の上限値は0.0030mass%、0.028mass%、または0.025mass%である。
Mgは、酸化物を形成してMn硫化物の晶出核または析出核となり、これによりMn硫化物を均一に微細に分散させる。このMn硫化物が、破断分割時のき裂の伝播経路となり、破面近傍の塑性変形量を小さくし、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を高める。ただし、Mgが過剰に含有されてもその効果は飽和するので、Mg含有量の上限を0.0050mass%とすることが好ましい。この効果を十分に発揮するためには、Mg含有量の下限を0.0005mass%とすることが好ましい。より好適なMg含有量の下限値は0.0006mass%である。より好適なMg含有量の上限値は0.0045mass%、0.0040mass%、0.0035mass%、0.0030mass%、0.0025mass%、または0.0015mass%である。
REMは、酸硫化物を形成してMn硫化物の晶出核または析出核となり、これによりMn硫化物を均一に微細に分散させる。このMn硫化物が、破断分割時のき裂の伝播経路となり、破面近傍の塑性変形量を小さくし、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分離性を高める。ただし、REMが過剰に含有されると、鋼材製造段階において、鋳造工程でのノズル詰り等の不具合が生じる。従って、REM含有量の上限を0.0010mass%とする。この効果を十分に発揮するためにはREM含有量の下限を0.0003mass%とすることが好ましい。より好適なREM含有量の下限値は0.0004mass%、または0.0005mass%である。より好適なREM含有量の上限値は0.0009mass%、または0.0008mass%である。なお、「REM」との用語は、Sc、Yおよびランタノイドからなる合計17元素を指し、上記「REMの含有量」とは、これらの17元素の合計含有量を意味する。ランタノイドをREMとして用いる場合、工業的には、REMはミッシュメタルの形で添加される。
本実施形態の熱間圧延鋼材及び鋼部品の金属組織は、いわゆるフェライト−パーライト組織とされる。金属組織中にベイナイト等が含まれる場合があるが、ベイナイトは破断分割性を損なうので好ましくない。そこで本発明者らは、本実施形態の熱間圧延鋼材及び鋼部品の金属組織が、合計90面積%以上のフェライトおよびパーライトを含むことと規定した。この規定により、ベイナイト量が10面積%以下に制限され、熱間圧延鋼材及び鋼部品の破断分割性が良好に保たれる。本実施形態の熱間圧延鋼材及び鋼部品の金属組織は、合計で92面積%、95面積%、又は98面積%以上のフェライト及びパーライトを含んでも良い。
本実施形態の熱間圧延鋼材及び鋼部品の内部には、Mn硫化物が形成される。Mn硫化物は、熱間圧延鋼材の圧延方向に沿って伸長化している。伸長化されたMn硫化物は、熱間圧延鋼材及び鋼部品を引っ張り破断させることにより得られた破面に適切な凹凸形状を形成するために必須の介在物である。
また、上述の円相当径規定及びアスペクト比規定を満たすMn硫化物の平均個数密度が上限値を超える場合は、破面において割れ、欠けが発生し、この場合も破面の嵌合性が損なわれる。また、上述の円相当径規定及びアスペクト比規定を満たすMn硫化物の平均個数密度が上限値を超える場合は、引張方向へのき裂が分断されやすくなり、引張方向への段差の成長が阻害される場合がある。一方、上述の円相当径規定及びアスペクト比規定を満たすMn硫化物の平均個数密度の上限値を、195個/mm2、180個/mm2、又は160個/mm2としてもよい。
まず、熱間圧延鋼材及び鋼部品を圧延方向に平行に切断し、切断面を研磨する。Mn硫化物は圧延方向に沿って延伸するので、熱間圧延鋼材及び鋼部品を切断する際は、Mn硫化物の延伸方向を、熱間圧延鋼材及び鋼部品の圧延方向とみなすことができる。
次いで、切断面の拡大写真を、光学顕微鏡または電子顕微鏡によって撮影する。この際の倍率は特に限定されないが、100倍程度が好ましい。Mn硫化物はほぼ均一に分布しているので、写真撮影を行う領域は特に限定されない。
そして、写真を画像解析することで、その写真が撮影された領域における上述の円相当径規定及びアスペクト比規定を満たすMn硫化物の個数密度を求めることができる。なお、伸長化されたMn硫化物のなかには、分断されて圧延方向に列状に凝集して分布するものもある。しかし、圧延方向(伸長方向)に沿って並んでおり、且つ端部同士の間隔が10μm以下である2つのMn硫化物は、1つの伸長Mn硫化物とみなす。このような2つのMn硫化物は、熱間圧延鋼材または鋼部品を引張破断させる際に生じるき裂を引張方向に伝播させるという点において、1つのMn硫化物と同じ挙動を示すと考えられるからである。
さらに、写真撮影と解析とを少なくとも10回繰り返し、これにより得られた個数密度を平均することにより、上述の円相当径規定及びアスペクト比規定を満たすMn硫化物の平均個数密度が求められる。
破面に占める脆性破面の面積率は、通常の破面解析の手法に従って写真を分析することにより、へき開割れ、擬へき開割れもしくは粒界割れなどで構成される脆性破面が生じている領域を画定し、この脆性破面領域の面積が破面全体の面積に占める割合を算出することにより求められる。
破断分割による変形量は、破断後の熱間圧延鋼材または鋼部品をつき合わせてボルト締めし、破断方向の内径と、破断方向に垂直な方向の内径との差を測定し、この差を破断分割による変形量とみなすことにより求められる。
破面の欠け発生量は、破面をつき合わせて20N・mのトルクでボルト締めして組み付け、次にボルトを緩めて破面を放す作業を10回繰り返し、これにより脱落した破片の総重量を測定し、この総重量を破面の欠け発生量とみなすことにより求められる。
圧延方向に平行な断面で観察される、引張応力に平行な方向に向けて80μm以上の高低差を有し、引張応力に平行な方向に対する角度が45度以下である段差(引張方向段差)の個数密度、および圧延方向に平行な断面で観察される、引張応力に平行な方向に対する角度が45度超であり、長さ80μm以上に渡って形成され、その一部が鋼部品の内部に進展したき裂または凹部(破面方向き裂)の個数密度は、以下の方法によって評価される。まず、破面が形成された熱間圧延鋼材または鋼部品を引張方向に平行に切断し、破面形状を引張方向に垂直な方向から観察できるようにする。切断の前に破面を樹脂埋めすることにより、切断の際に破面形状が保たれるようにしてもよい。破面形状を上述の切断面において観察することにより、引張方向の凹凸、及び破面方向の凹凸を観察することができる。
なお、引張方向段差及び破面方向き裂の個数密度を測定するための切断面は、引張方向に平行である限り試験片の任意の場所に形成することができるが、便宜上、切断面における破面が可能な限り大きくなるように切断面を形成することが好ましい。観察は、切断面における任意の5視野以上で実施し、観察の際に、各視野における引張方向段差及び破面方向き裂の10mmあたりの個数密度を測定し、それらの平均値を求める。これにより、引張方向段差及び破面方向き裂の個数密度が求められる。
破断分離時の変形量(変形量)の測定方法は、以下の通りとした。破断後の試験片をつき合わせてボルト締めし、破断方向の内径と、破断方向に垂直な方向の内径との差を測定した。この差を、破断分割による変形量とした。
破面の欠け発生量(欠け発生量)の測定方法は、以下の通りとした。上述の変形量測定を行った後、破面をつき合わせて20N・mのトルクでボルト締めして組み付け、次にボルトを緩めて破面を放す作業を10回繰り返した。これにより脱落した破片の総重量を測定し、この総重量を破面の欠け発生量とした。
製造No.31、33、35、37はそれぞれC、Si、Mn、Pの含有量が本発明の範囲の上限を超えており、破断時の欠け発生量が1.0mgを超える。
製造No.34はMnの含有量が本発明の範囲の下限未満であり、Mn硫化物の生成温度が適正温度域よりも低くなったため、Mn硫化物の晶出量が減少し、Mn硫化物の析出量が増加した。その結果、円相当径1〜5μmの大きさのMn硫化物の個数密度が上限値を超えたため、引張方向へのき裂が分断されやすくなり、引張方向への段差の成長が阻害されたので、製造No.34の破面の引張方向段差数が本発明の要件に満たなかった。
製造No.38はSの含有量が本発明の範囲の上限を超えており、破断時の欠け発生量が1.0mgを超えるとともに、破断分離時の塑性変形量が良好な破断分離性の条件である100μmを超える。
製造No.39はSの含有量が本発明の範囲の下限未満であり、Mn硫化物の体積分率、伸長化度が不十分であり、破面の凹凸箇所数が本発明の要件に満たない。
製造No.40はCrの含有量が本発明の範囲の上限を超えており、破断分離時の塑性変形量が良好な破断分離性の条件である100μmを超える。
製造No.42はZrが含有されておらず、Mn硫化物の分布が粗に分散し、破面の凹凸箇所数が本発明の要件に満たないとともに、破断分離時の塑性変形量が良好な破断分離性の条件である100μmを超える。
製造No.43はNの含有量が本発明の範囲の上限を超えており、鋼材製造段階、すなわち、鋳造および熱間圧延段階で疵を多発させ、鋼部品に適用する素材として不適となる。
製造No.45はBiの含有量が本発明の範囲の下限未満である。製造No.45の破断分離性は合格範囲内であったが、後述する被削性が劣った。
製造No.46はBiの含有量が本発明の範囲の上限を超えており、鋼材製造段階、すなわち、鋳造および熱間圧延段階で疵を多発させ、鋼部品に適用する素材として不適となった。
切りくず処理性は、以下の方法で評価した。被削性試験中の10秒間で排出された切りくずを回収した。回収された切りくずの長さを調べ、長いものから順に10個の切りくずを選択した。選択された10個の切りくずの総重量を「切りくず重量」と定義した。切りくずが長くつながった結果、切りくずの総数が10個未満である場合、回収された切りくずの1個当たり平均重量を10倍した値を「切りくず重量」と定義した。例えば、切りくずの総数が7個であって、その総重量が12.0gである場合、切りくず重量は、12.0g×10個/7個=17.1g、と計算した。
被削性評価に用いたチップは、以下の通りであった。
母材材質:超硬P20種グレード
コーティング:なし
また、旋削加工条件は、以下の通りであった
周速:150m/min
送り:0.2mm/rev
切り込み:0.4mm
潤滑:水溶性切削油使用
各マークの切りくず重量が15g以下である試料は、切りくず処理性が高いと判断され、表3及び表4に「GOOD」と記載された。切りくず重量が15gを超える資料は、切りくず処理性が低いと評価され、表3及び表4に「BAD」と記載された。Biを本発明の範囲内で添加した鋼についてはいずれも切りくず重量が15g以下であるのに対し、Biを添加しなかった製造No.30〜33及びNo.45は切りくず重量が15gを超え、被削性に劣った。
鋼No.A−2は、Zrが脱ガス処理開始から15分超経過してから添加された例である。Zr酸化物がMn硫化物を十分に微細化するための時間が確保されなかったので、鋼No.A−2においてMn硫化物個数密度が不足したと推定される。
鋼No.A−3は、熱間圧延時の総減面率が80%未満である例であり、鋼No.A−4は、Mn硫化物が延伸しやすい温度域である1000℃以下の温度域での減面率が50%未満である例である。熱間圧延時にMn硫化物が十分に延伸されなかったので、鋼No.A−3及び鋼No.A−4においてMn硫化物個数密度が不足したと推定される。
2・・・穴
3・・・Vノッチ
4・・・貫通穴
10・・鋼部品
11・・Mn硫化物
12・・き裂
21・・破面方向き裂
22・・引張方向段差
Claims (5)
- 化学成分が
C:0.35〜0.45mass%、
Si:0.6〜1.0mass%、
Mn:0.60〜0.90mass%、
P:0.010〜0.035mass%、
S:0.06〜0.10mass%、
Cr:0.02〜0.25mass%、
V:0.20〜0.40mass%、
Zr:0.0002〜0.0050mass%、
N:0.0060〜0.0150mass%、
Bi:0.0001〜0.0050mass%、
Ti:0〜0.050mass%、
Nb:0〜0.030mass%、
Mg:0〜0.0050mass%、及び
REM:0〜0.0010mass%
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、
金属組織の90面積%以上がフェライトとパーライトとから構成され、
圧延方向に平行な断面で測定される、円相当径が1〜5μmであり、且つ前記圧延方向に沿って延伸されたアスペクト比が10超30以下であるMn硫化物の平均個数密度が50〜200個/mm2である
ことを特徴とする熱間圧延鋼材。 - 前記化学成分が、
Ti:0.005〜0.050mass%、
Nb:0.005〜0.030mass%、
Mg:0.0005〜0.0050mass%、及び
REM:0.0003〜0.0010mass%
のうちの1種または2種以上を含有する
ことを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延鋼材。 - 化学成分が
C:0.35〜0.45mass%、
Si:0.6〜1.0mass%、
Mn:0.60〜0.90mass%、
P:0.010〜0.035mass%、
S:0.06〜0.10mass%、
Cr:0.02〜0.25mass%、
V:0.20〜0.40mass%、
Zr:0.0002〜0.0050mass%、
N:0.0060〜0.0150mass%、
Bi:0.0001〜0.0050mass%、
Ti:0〜0.050mass%、
Nb:0〜0.030mass%、
Mg:0〜0.0050mass%、及び
REM:0〜0.0010mass%
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、
金属組織の90面積%以上がフェライトとパーライトとから構成され、
圧延方向に平行な断面で測定される、円相当径が1〜5μmであり、且つ前記圧延方向に沿って延伸されたアスペクト比が10超30以下であるMn硫化物の平均個数密度が50〜200個/mm2である
ことを特徴とする鋼部品。 - 前記鋼部品を前記圧延方向に平行な引張応力によって引張破断させて破面を形成した場合に、
前記圧延方向に平行な前記断面で観察される、前記引張応力に平行な方向に向けて80μm以上の高低差を有し、前記引張応力に平行な前記方向に対する角度が45度以下である段差が、前記破面に10mmあたり2.0箇所以上の平均個数密度で形成され、
前記破面における脆性破壊破面が面積率にして98%以上であり、
前記圧延方向に平行な前記断面で観察される、前記引張応力に平行な前記方向に対する角度が45度超であり、長さ80μm以上に渡って形成され、その一部が前記鋼部品の内部に進展したき裂または凹部の平均個数密度が、前記破面において10mmあたり3.0箇所未満である
ことを特徴とする請求項3に記載の鋼部品。 - 前記化学成分が、
Ti:0.005〜0.050mass%、
Nb:0.005〜0.030mass%、
Mg:0.0005〜0.0050mass%、及び
REM:0.0003〜0.0010mass%
のうちの1種または2種以上を含有する
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の鋼部品。
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