JPH09324241A - 軟窒化用鋼材、軟窒化部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】調質処理等を省略しても、引張強度、疲労強度
及び曲げ特性に優れる軟窒化部品とその製造方法、並び
に母材となる軟窒化用鋼材を提供する。 【解決手段】 C：0.20〜0.60％、Si：0.05〜1.0 ％、
Mn：0.3 〜1.0 ％、P ≦0.05％、S ：0.005 〜0.10％、
Cr≦0.3 ％、Al≦0.08％、Ti≦0.03％、N ：0.008 〜0.
020 ％、Ca≦0.005 ％、Pb≦0.30％、Cu≦0.30％、Ni≦
0.30％、Mo≦0.30％、V ≦0.20％、Nb≦0.05％、fn1 ≧
150 、残部はFeと不純物で、組織がフェライト・パーラ
イトでフェライト分率が10％以上の軟窒化用鋼材。更
にfn2≧15であれば一層良い。上記鋼材を母材とし、
窒化層をその表層部に形成させた軟窒化部品。焼準と
調質処理のいずれをも施すことなく軟窒化処理して良
い。但し、fn1=221C(%)+99.5Mn(%)+52.5Cr(%)-304Ti(%)
+577N(%)+25。fn2=-192C(%)-32.8Mn(%)-25.1Cr(%)+467T
i(%)+726N(%)+122。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟窒化用鋼材、並
びに軟窒化部品及びその製造方法に関する。詳しくは、
調質処理と焼準のいずれをも施さずに軟窒化処理を行っ
ても、高い引張強度と疲労強度、及び優れた曲げ特性を
有する軟窒化部品、なかでも自動車、産業機械及び建設
機械などの軟窒化クランクシャフト及びその製造方法、
並びにその母材となる軟窒化用鋼材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、産業機械及び建設機械などのク
ランクシャフトの製造方法としては、機械構造用炭素鋼
などの鋼片を所望の形状に熱間鍛造などの方法で熱間加
工した後、（ａ）調質処理（焼入れ・焼戻し処理）や焼
準を施して所望の強度を得る方法、（ｂ）上記の調質処
理や焼準後に更に軟窒化処理して所望の強度を得る方
法、とがある。この（ｂ）の軟窒化処理は（ａ）のクラ
ンクシャフトに更に高い疲労強度を付与するために施さ
れる処理である。なお、いずれの場合にも、調質処理や
焼準後に機械加工による仕上げ成形が行われることもあ
る。（ｂ）の場合には、軟窒化処理後に研磨や研削によ
る仕上げ整形が行われることもある。

【０００３】軟窒化クランクシャフトを初めとする軟窒
化部品に対して、近年、コスト削減のために調質処理や
焼準を省略する、所謂「非調質化」や「非焼準化」が検
討されている。

【０００４】しかし、通常のＪＩＳ機械構造用炭素鋼な
どを母材とした場合には、調質処理や焼準を省略する
と、熱間鍛造などの熱間加工時の粗大結晶組織や混粒組
織がそのまま最終製品である軟窒化部品に引き継がれて
しまう。このため、軟窒化部品には疲労強度の低下や曲
げ特性の低下という問題が生ずるので、「非調質化」や
「非焼準化」が実施されるまでには到っていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、調質
処理と焼準のいずれをも行わなくても高い引張強度と疲
労強度（疲労限）を有するとともに曲げ特性に優れた軟
窒化部品、具体的には５００ＭＰａ以上の引張強度と小
野式回転曲げ疲労試験による３８０ＭＰａ以上の疲労強
度、及び後述する特定試験片を用いた曲げ試験でのクラ
ック発生限界ストロークが６ｍｍ以上の曲げ特性を有す
る軟窒化部品、なかでも自動車、産業機械及び建設機械
などの軟窒化クランクシャフト及びその製造方法、並び
にその母材となる軟窒化用鋼材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため種々検討を行った。その結果、下記の
知見を得た。

【０００７】軟窒化後の曲げ特性は、軟窒化部品の母
材組織と密接な関係を有する。すなわち、フェライトと
パーライトからなる組織（以下、「フェライト・パーラ
イト組織」という）にベイナイトやマルテンサイトが混
在すると、曲げ特性は著しく低下する。したがって、母
材組織はフェライト・パーライト組織にする必要があ
る。なお、母材とは軟窒化によって硬化していない部分
のことをいい、母材組織とは軟窒化前の組織のことであ
る。

【０００８】特定の化学組成を有する鋼のフェライト
・パーライト組織において、フェライト分率（光学顕微
鏡観察した場合の面積率）が１０％以上の場合、後の実
施例で述べる特定試験片を用いた曲げ試験で、所望の６
ｍｍ以上のクラック発生限界ストロークが得られ、軟窒
化後の歪による曲がりの矯正が容易に行える。

【０００９】特定の化学組成を有する鋼のフェライト
・パーライト組織においては、疲労強度は下記ｆｎ１で
整理できる。

【００１０】ｆｎ１＝２２１Ｃ（％）＋９９．５Ｍｎ
（％）＋５２．５Ｃｒ（％）−３０４Ｔｉ（％）＋５７
７Ｎ（％）＋２５。

【００１１】小野式回転曲げ疲労試験で、所望の３８
０ＭＰａ以上の疲労強度を得るためには、ｆｎ１≧１５
０とする必要がある。

【００１２】特定の化学組成を有する鋼のフェライト
・パーライト組織におけるフェライト分率が１０％以上
の場合、下記ｆｎ２は曲げ特性（後の実施例で述べる特
定試験片を用いた曲げ試験におけるクラック発生特性）
と相関を有する。

【００１３】ｆｎ２＝−１９２Ｃ（％）−３２．８Ｍｎ
（％）−２５．１Ｃｒ（％）＋４６７Ｔｉ（％）＋７２
６Ｎ（％）＋１２２。

【００１４】ｆｎ２≧１５の場合には曲げ特性は極め
て良好である。

【００１５】上記知見に基づく本発明は、下記（１）と
（２）の軟窒化用鋼材、及び（３）の軟窒化部品、並び
に（４）の軟窒化部品の製造方法を要旨とする。

【００１６】（１）重量％で、Ｃ：０．２０〜０．６０
％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．３〜１．０
％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５〜０．１０
％、Ｃｒ：０．３％以下、Ａｌ：０．０８％以下、Ｔ
ｉ：０．０３％以下、Ｎ：０．００８〜０．０２０％、
Ｃａ：０．００５％以下、Ｐｂ：０．３０％以下、Ｃ
ｕ：０．３０％以下、Ｎｉ：０．３０％以下、Ｍｏ：
０．３０％以下、Ｖ：０．２０％以下、Ｎｂ：０．０５
％以下、前記したｆｎ１≧１５０を満たし、残部はＦｅ
及び不可避不純物の化学組成であって、組織が、フェラ
イト及びパーライトからなりそのフェライト分率が１０
％以上であることを特徴とする軟窒化用鋼材。

【００１７】（２）重量％で、Ｃ：０．２０〜０．６０
％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．３〜１．０
％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５〜０．１０
％、Ｃｒ：０．３％以下、Ａｌ：０．０８％以下、Ｔ
ｉ：０．０３％以下、Ｎ：０．００８〜０．０２０％、
Ｃａ：０．００５％以下、Ｐｂ：０．３０％以下、Ｃ
ｕ：０．３０％以下、Ｎｉ：０．３０％以下、Ｍｏ：
０．３０％以下、Ｖ：０．２０％以下、Ｎｂ：０．０５
％以下、且つ前記したｆｎ１≧１５０及びｆｎ２≧１５
を満たし、残部はＦｅ及び不可避不純物の化学組成であ
って、組織が、フェライト及びパーライトからなりその
フェライト分率が１０％以上であることを特徴とする軟
窒化用鋼材。

【００１８】（３）上記（１）と（２）のいずれかに記
載の化学組成及び組織からなる軟窒化用鋼材を母材と
し、表層部に窒化層を備えたことを特徴とする軟窒化部
品。

【００１９】（４）上記（１）と（２）のいずれかに記
載の軟窒化用鋼材に、調質処理と焼準のいずれをも施す
ことなく軟窒化処理を行って、表層部に窒化層を形成さ
せることを特徴とする軟窒化部品の製造方法。

【００２０】以下において、上記（１）〜（４）に記載
のものをそれぞれ（１）〜（４）の発明という。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の各要件について
詳しく説明する。なお、成分含有量の「％」は「重量
％」を意味する。

【００２２】（Ａ）化学組成 Ｃ：Ｃは、鋼部品（製品）に所望の５００ＭＰａ以上の
引張強度を付与するのに有効な元素であり、そのために
は０．２０％以上の含有量が必要である。しかし、０．
６０％を超えて含有させると、靭性と疲労強度が低下し
てしまう。更に、曲げ特性が低下するので、軟窒化処理
後の歪による曲りを矯正する際に割れを生ずる場合があ
る。したがって、Ｃの含有量を０．２０〜０．６０％と
した。なお、Ｃ含有量の好ましい範囲は、０．３０〜
０．５０％である。

【００２３】Ｓｉ：Ｓｉは、鋼の脱酸に有効な元素であ
る。更に、疲労強度を高める作用も有する。しかし、そ
の含有量が０．０５％未満では添加効果に乏しい。一
方、１．０％を超えて添加すると曲げ特性の劣化をもた
らす。したがって、Ｓｉ含有量を０．０５〜１．０％と
した。なお、Ｓｉ含有量は０．０５〜０．３％とするこ
とが望ましい。

【００２４】Ｍｎ：Ｍｎは、鋼の脱酸に有効な元素であ
り、焼入れ性を高めることにも有効な元素である。更
に、軟窒化特性を向上させて疲労強度を高める働きもあ
る。しかし、その含有量が０．３％未満では上記の作用
が期待できない。一方、１．０％を超えて含有すると、
曲げ特性の劣化を招いて軟窒化処理後の歪による曲りを
矯正する際に割れを生ずる場合がある。したがって、Ｍ
ｎ含有量を０．３〜１．０％とした。なお、Ｍｎの好ま
しい含有量は０．３〜０．６％である。

【００２５】Ｐ：Ｐは、疲労強度及び曲げ特性（矯正特
性）を低下させてしまう。特に、その含有量が０．０５
％を超えると、疲労強度及び曲げ特性の低下が著しくな
る。したがって、Ｐの含有量を０．０５％以下とした。
なお、Ｐ含有量は０．０２％以下とすることが好まし
い。

【００２６】Ｓ：Ｓは、切削性を向上させる作用を有す
る。しかし、その含有量が０．００５％未満では添加効
果に乏しい。一方、０．１０％を超えて含有させると、
疲労強度と曲げ特性の著しい低下をきたす。したがっ
て、Ｓ含有量を０．００５〜０．１０％とした。なお、
切削性を大きく高める点からは、Ｓ含有量を０．０２〜
０．１０％とすることが望ましい。

【００２７】Ｃｒ：Ｃｒは添加しなくても良い。添加す
れば、軟窒化特性を向上させて疲労強度を高める作用を
有する。この効果を確実に得るには、Ｃｒは０．０３％
以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ｃｒを
０．３％を超えて含有させると、曲げ特性の著しい低下
を招く。したがって、Ｃｒの含有量を０．３％以下とし
た。なお、極めて優れた曲げ特性とするには、Ｃｒ含有
量は０．１％以下とすることが好ましい。

【００２８】Ａｌ：Ａｌは、曲げ特性を低下させてしま
う。特に、その含有量が０．０８％を超えると曲げ特性
の低下が著しくなる。したがって、Ａｌ含有量を０．０
８％以下とした。なお、Ａｌ含有量の上限は０．０５％
とすることが好ましい。

【００２９】Ｔｉ：Ｔｉは添加しなくても良い。添加す
れば、結晶粒を微細化するとともに、軟窒化特性を向上
させる作用がある。これらの効果を確実に得るには、Ｔ
ｉは０．００３％以上の含有量とすることが好ましい。
しかし、０．０３％を超えて含有させると曲げ特性の低
下をきたして、軟窒化処理後の歪による曲りを矯正する
際に割れを生ずる場合がある。したがって、Ｔｉの含有
量を０．０３％以下とした。

【００３０】Ｎ：Ｎは、窒化物を生成し結晶粒を微細化
するのに有効な元素である。しかし、その含有量が０．
００８％未満では上記の作用が充分には期待できない。
一方、０．０２０％を超えて含有させてもその効果は飽
和し、経済性を損なうばかりである。したがって、Ｎ含
有量を０．００８〜０．０２０％とした。

【００３１】Ｃａ：Ｃａは添加しなくても良い。添加す
れば、切削性を高める作用を有する。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、その含有量が０．００５％を超
えると、疲労強度及び曲げ特性の著しい低下を招く。し
たがって、Ｃａ含有量を０．００５％以下とした。

【００３２】Ｐｂ：Ｐｂは添加しなくても良い。添加す
れば、切削性を高める作用を有する。この効果を確実に
得るには、Ｐｂは０．０５％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０．３０％を超える
と、疲労特性および曲げ特性の低下をきたす。したがっ
て、Ｐｂ含有量を０．３０％以下とした。

【００３３】Ｃｕ：Ｃｕは添加しなくても良い。添加す
れば、静的強度（引張強度）を高める作用を有する。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。より好ましいＣｕの含有量は
０．０５％以上である。しかし、その含有量が０．３０
％を超えると、熱間加工性の低下をもたらす。したがっ
て、Ｃｕの含有量を０．３０％以下とした。

【００３４】Ｎｉ：Ｎｉは添加しなくても良い。添加す
れば、靭性を向上させる作用がある。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。より好ましいＮｉの含有量は、０．０５％以
上である。しかし、Ｎｉを０．３０％を超えて含有させ
ても、上記の効果が飽和して経済性を損なうようにな
る。更に、被削性の低下をもきたす。したがって、Ｎｉ
の含有量を０．３０％以下とした。

【００３５】Ｍｏ：Ｍｏは添加しなくても良い。添加す
れば、焼入れ性を高めるとともに靭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、Ｍｏは０．０
１％以上の含有量とすることが好ましい。より好ましい
Ｍｏの含有量は、０．０３％以上である。しかし、０．
３０％を超えて含有させてもその効果は飽和し、経済性
を損なうばかりである。したがって、Ｍｏの含有量を
０．３０％以下とした。

【００３６】Ｖ：Ｖは添加しなくても良い。添加すれ
ば、Ｖ炭窒化物を生成して軟窒化特性を向上させて疲労
強度を高める作用を有する。この効果を確実に得るに
は、Ｖ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、曲げ
特性の劣化を招いて軟窒化処理後の歪による曲りを矯正
する際に割れを生ずる場合がある。したがって、Ｖ含有
量を０．２０％以下とした。なお、極めて優れた曲げ特
性を確保するために、Ｖ含有量は０．１０％以下とする
ことが好ましい。

【００３７】Ｎｂ：Ｎｂは添加しなくても良い。添加す
れば、ＮｂＮを生成して軟窒化特性を向上させる作用を
有する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．００３
％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、０．０
５％を超えて含有させると曲げ特性の低下をきたして、
軟窒化処理後の歪による曲りを矯正する際に割れを生ず
る場合がある。したがって、Ｎｂの含有量を０．０５％
以下とした。なお、極めて優れた曲げ特性を確保するす
るために、Ｎｂ含有量は０．０２％以下とすることが好
ましい。

【００３８】ｆｎ１：鋼の化学組成が、上記したＣから
Ｎｂまでの含有量の範囲にあるフェライト・パーライト
組織においては、疲労強度は前記したｆｎ１で整理でき
る。そして、ｆｎ１の値が１５０以上である場合に、所
望の３８０ＭＰａ以上の大きな疲労強度が得られる。し
たがって、ｆｎ１≧１５０とした。なお、ｆｎ１の値が
２５０を超えると切削性の劣化をきたす場合があるの
で、ｆｎ１の値は２５０以下とすることが望ましい。

【００３９】ｆｎ２：鋼の化学組成が、上記したＣから
Ｎｂまでの含有量の範囲にあるフェライト・パーライト
組織においては、曲げ特性は前記したｆｎ２で整理でき
る。そして、ｆｎ２の値が１５以上である場合に、極め
て良好な曲げ特性（６ｍｍを遥かに超えるクラック発生
限界ストローク）を得ることができる。したがって、ｆ
ｎ２≧１５とした。なお、ｆｎ２の値が７０を超えると
静的強度（引張強度）の低下をきたす場合があるので、
ｆｎ２の値は７０以下とすることが望ましい。なお、既
に述べたように、フェライト・パーライト組織における
フェライト分率が１０％以上の場合にのみ、ｆｎ２は曲
げ特性と相関を有する。

【００４０】（Ｂ）組織 軟窒化後の曲げ特性は、軟窒化部品の母材組織と密接な
関係を有する。フェライト・パーライト組織にベイナイ
トやマルテンサイトが混在すると、曲げ特性は著しく低
下してしまう。したがって、母材組織はフェライト・パ
ーライト組織にする必要がある。なお、既に述べたよう
に、母材とは軟窒化によって硬化していない部分のこと
をいい、母材組織とは軟窒化前の組織のことをいう。

【００４１】母材の組織がたとえフェライト．パーライ
ト組織であっても、フェライト分率（光学顕微鏡観察し
た場合の面積率）が１０％未満の場合には、所望の６ｍ
ｍ以上のクラック発生限界ストロークが得られない。し
たがって、フェライト．パーライト組織におけるフェラ
イト分率を１０％以上とした。なお、フェライト．パー
ライト組織におけるフェライト分率が７０％を超える
と、疲労強度が低下する場合があるので、フェライト分
率は７０％以下とすることが好ましい。

【００４２】なお、前記の（Ａ）に示した化学組成を有
する鋼に関しては、これを加熱し、熱間加工を行って所
望の軟窒化部品形状に成形した後、空冷以下の冷却速度
で冷却すれば、容易にフェライト分率が１０％以上であ
るフェライト・パーライト組織にすることができる。こ
こで「空冷」とは、ＪＩＳの「空冷」、「炉冷」、「水
冷」などの区分に従ったものをいう。上記の加熱は通常
の方法で、１２００〜１３００℃の温度範囲に加熱すれ
ば良い。熱間加工に関しては、特に制限はなく、例えば
熱間鍛造など通常行われている加工法を用いれば良い。
なお、熱間加工後に必要に応じて切削などの機械加工を
行っても良い。

【００４３】以上に述べた製造方法によって、（１）及
び（２）の発明に係る「軟窒化用鋼材」が得られる。こ
の鋼材は、次に述べる軟窒化処理を施されて、（３）の
発明に係る「軟窒化部品」となる。

【００４４】（Ｃ）軟窒化処理 上記（Ａ）の化学組成と（Ｂ）の組織を有する所望形状
に整えられた部品（軟窒化用鋼材）に対して、軟窒化処
理を施し、硬く深い窒化層を表層部に形成させる。これ
により、高い引張強度と疲労強度（疲労限）を有すると
ともに曲げ特性に優れた軟窒化部品が得られる。なお、
この軟窒化処理の方法は何ら制限されるものではなく、
通常の方法で行えば良い。

【００４５】上記の所望形状に整えられた部品（軟窒化
用鋼材）に対しては、調質処理と焼準のいずれをも施す
ことなく軟窒化処理を行うだけで（（４）の発明）、高
い引張強度と疲労強度、及び優れた曲げ特性を付与する
ことができる。

【００４６】なお、軟窒化処理後の表面硬度（表面から
０．０２５ｍｍの位置でのＨｖ硬度をいう）及び有効硬
化深さ（表面から母材硬度の位置までの距離をいう）は
特に制限しなくて良い。しかし、曲げ特性の点から表面
硬度はＨｖで６００〜９００、疲労強度確保の点から有
効硬化深さは０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。な
お、より好ましい有効硬化深さは０．３ｍｍ以上であ
る。

【００４７】（３）の発明に係わる軟窒化部品は、軟窒
化処理後、更に必要に応じて研削や研磨を施される場合
もある。

【００４８】

【実施例】表１、２に示す化学組成を有する鋼を、通常
の方法によって５０ｋｇ試験炉溶製した。表１における
鋼 1〜18は成分が本発明で規定する範囲にある鋼であ
る。一方、表２における鋼19〜33は成分のいずれかが本
発明で規定する範囲から外れた鋼である。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】次いで、これらの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、１２５０
〜１０００℃で熱間鍛造して、直径３０ｍｍの丸棒とし
た。なお、１０００℃で熱間鍛造を終えた後の冷却は空
冷とした。

【００５２】こうして得られた直径３０ｍｍの丸棒か
ら、図１に示す形状の試験片、ＪＩＳ４号の引張り試験
片及び直径２５ｍｍで厚みが２０ｍｍのミクロ観察用試
験片を切り出した。

【００５３】次いで、図１に示す形状の試験片とＪＩＳ
４号の引張り試験片とを、窒素ガスにアンモニアガスを
１：１の割合で添加した温度が５７０℃のガス中で３時
間保持して軟窒化処理を施し、その後油中へ冷却した。

【００５４】直径２５ｍｍで厚みが２０ｍｍのミクロ観
察用試験片を用いて、母材組織に相当する熱間加工後の
組織を光学顕微鏡観察（倍率は２００倍）し、フェライ
ト分率を求めた。なお、鋼 1〜33のいずれもフェライト
・パーライト組織であった。

【００５５】軟窒化処理したＪＩＳ４号引張り試験片を
用いて常温（室温）における引張強度を測定した。

【００５６】又、軟窒化処理した図１の形状の試験片を
用いて、小野式回転曲げ疲労試験と曲げ試験を行い、疲
労特性と曲げ特性を調査した。

【００５７】すなわち、常温、大気中、回転数３０００
ｒｐｍの条件で小野式回転曲げ疲労試験を行い、曲げ疲
労強度（疲労限）を求めた。

【００５８】更に、上記の軟窒化処理した図１の形状の
試験片にクッラクゲージを貼り付けて、スパン５０ｍ
ｍ、クロスヘッドスピード２０ｍｍ／分の条件で３点曲
げ試験を行い、クラックが発生する限界のストローク
（クラック発生限界ストローク）を求めた。

【００５９】表３に各種の試験結果をまとめて示す。

【００６０】表３の結果から、本発明で規定する化学組
成を有し、且つ、本発明で規定する組織を有する本発明
例の鋼 1〜18にあっては、所望の５００ＭＰａ以上の引
張強度、３８０ＭＰａ以上の疲労強度、６ｍｍ以上のク
ラック発生限界ストロークが得られている。これはＪＩ
ＳのＳ５０Ｃを用いて焼準後に軟窒化処理した場合と同
等の性能である。なお、本発明例において、ｆｎ２≧１
５を満たす鋼 1〜17においては大きなクラック発生限界
ストロークが得られている。

【００６１】一方、化学組成及び／又は組織が本発明で
規定する条件から外れた比較例の鋼19〜33にあっては、
引張強度、疲労強度、クラック発生限界ストロークの少
なくとも１つが目標値に達していない。

【００６２】

【表３】

【００６３】

【発明の効果】本発明の軟窒化部品は、高い引張強度と
疲労強度、及び優れた曲げ特性を有することから、自動
車、産業機械及び建設機械などのクランクシャフトとし
て利用することができる。軟窒化部品の母材となる軟窒
化用鋼材は、調質処理と焼準のいずれをも施さずに軟窒
化処理を行っても、最終の軟窒化部品として所望の特性
を確保できるので、大きなコスト低下が可能である。こ
のように、本発明の産業上の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の小野式回転曲げ疲労試験と曲げ試験で
用いた試験片の形状を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垣見 治則 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品事 業所内 (72)発明者 栗田 真人 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．２０〜０．６０％、Ｓ
   ｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、
   Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５〜０．１０％、Ｃ
   ｒ：０．３％以下、Ａｌ：０．０８％以下、Ｔｉ：０．
   ０３％以下、Ｎ：０．００８〜０．０２０％、Ｃａ：
   ０．００５％以下、Ｐｂ：０．３０％以下、Ｃｕ：０．
   ３０％以下、Ｎｉ：０．３０％以下、Ｍｏ：０．３０％
   以下、Ｖ：０．２０％以下、Ｎｂ：０．０５％以下、且
   つｆｎ１≧１５０を満たし、残部はＦｅ及び不可避不純
   物の化学組成であって、組織が、フェライト及びパーラ
   イトからなりそのフェライト分率が１０％以上であるこ
   とを特徴とする軟窒化用鋼材。但し、ｆｎ１＝２２１Ｃ
   （％）＋９９．５Ｍｎ（％）＋５２．５Ｃｒ（％）−３
   ０４Ｔｉ（％）＋５７７Ｎ（％）＋２５。
2. 【請求項２】重量％で、Ｃ：０．２０〜０．６０％、Ｓ
   ｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、
   Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５〜０．１０％、Ｃ
   ｒ：０．３％以下、Ａｌ：０．０８％以下、Ｔｉ：０．
   ０３％以下、Ｎ：０．００８〜０．０２０％、Ｃａ：
   ０．００５％以下、Ｐｂ：０．３０％以下、Ｃｕ：０．
   ３０％以下、Ｎｉ：０．３０％以下、Ｍｏ：０．３０％
   以下、Ｖ：０．２０％以下、Ｎｂ：０．０５％以下、且
   つｆｎ１≧１５０及びｆｎ２≧１５を満たし、残部はＦ
   ｅ及び不可避不純物の化学組成であって、組織が、フェ
   ライト及びパーライトからなりそのフェライト分率が１
   ０％以上であることを特徴とする軟窒化用鋼材。但し、
   ｆｎ１＝２２１Ｃ（％）＋９９．５Ｍｎ（％）＋５２．
   ５Ｃｒ（％）−３０４Ｔｉ（％）＋５７７Ｎ（％）＋２
   ５、ｆｎ２＝−１９２Ｃ（％）−３２．８Ｍｎ（％）−
   ２５．１Ｃｒ（％）＋４６７Ｔｉ（％）＋７２６Ｎ
   （％）＋１２２。
3. 【請求項３】請求項１と２のいずれかに記載の化学組成
   及び組織からなる軟窒化用鋼材を母材とし、表層部に窒
   化層を備えたことを特徴とする軟窒化部品。
4. 【請求項４】請求項１と２のいずれかに記載の軟窒化用
   鋼材に、調質処理と焼準のいずれをも施すことなく軟窒
   化処理を行って、表層部に窒化層を形成させることを特
   徴とする軟窒化部品の製造方法。