(57)【要約】  本発明は、重量％で、炭素（Ｃ）０．０３〜０．３０％、シリコン（Ｓｉ）０．０１〜０．３０％、マンガン（Ｍｎ）０．２〜２．０％、リン（Ｐ）０．０２〜０．１０％、硫黄（Ｓ）０．０６〜０．４５％、ビスマス（Ｂｉ）０．０４〜０．２０％、錫（Ｓｎ）０．０４〜０．２０％、硼素（Ｂ）０．００１〜０．０１５％、窒素（Ｎ）０．００１〜０．０１０％、全酸素（Ｔ［Ｏ］）０．００２〜０．０２５％及び残部Ｆｅと不可避な不純物からなり、錫、ビスマス、硫黄、マンガン、硼素及び窒素が一定の関係を満たすことを特徴とする被削性及び熱間圧延性の優れた環境親和型無鉛快削鋼に関する。本発明によれば、従来の鉛含有快削鋼に劣らないか、又は優秀な被削性を有しながらも環境親和的な無鉛快削鋼を提供することができる。本発明は、高温延性が優れて、熱間圧延の際に表面の欠陥発生を最小化することができるので、熱間圧延生産性の向上に大きな効果がある。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、炭素（Ｃ）０．０３〜０．３０％、シリコン（Ｓｉ）０．０１〜０．３０％、マンガン（Ｍｎ）０．２〜２．０％、リン（Ｐ）０．０２〜０．１０％、硫黄（Ｓ）０．０６〜０．４５％、ビスマス（Ｂｉ）０．０４〜０．２０％、錫（Ｓｎ）０．０４〜０．２０％、硼素（Ｂ）０．００１〜０．０１５％、窒素（Ｎ）０．００１〜０．０１０％、全酸素（Ｔ［Ｏ］）０．００２〜０．０２５％及び残部Ｆｅと不可避な不純物からなり、
錫、ビスマス、硫黄、マンガン、硼素及び窒素が下記式（１）乃至（３）からなるグループから選択された一つまたは二つ以上の関係を満たすことを特徴とする無鉛快削鋼。
【数１】
2010514929.tif 000013
【数２】
2010514929.tif 000014
【数３】
2010514929.tif 000015
【請求項２】
重量％で、炭素（Ｃ）０．０３〜０．３０％、シリコン（Ｓｉ）０．０１〜０．３０％、マンガン（Ｍｎ）０．２〜２．０％、リン（Ｐ）０．０２〜０．１０％、硫黄（Ｓ）０．０６〜０．４５％、ビスマス（Ｂｉ）０．０４〜０．２０％、錫（Ｓｎ）０．０４〜０．２０％、硼素（Ｂ）０．００１〜０．０１５％、窒素（Ｎ）０．００１〜０．０１０％、全酸素（Ｔ［Ｏ］）０．００２〜０．０２５％及び残部Ｆｅと不可避な不純物からなり、
鋼内部にＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系またはＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系またはこれらが混合された低融点複合酸化性介在物を含むことを特徴とする無鉛快削鋼。
【請求項３】
前記ＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系介在物は、２０〜６５重量％のＭｎＯ、２５〜６０重量％のＳｉＯ２及び０〜３０重量％のＡｌ２Ｏ３からなることを特徴とする請求項２に記載の無鉛快削鋼。
【請求項４】
前記ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系介在物は、１０〜５５重量％のＣａＯ、３５〜６５重量％のＳｉＯ２及び０〜２５重量％のＡｌ２Ｏ３からなることを特徴とする請求項２に記載の無鉛快削鋼。
【請求項５】
前記低融点複合酸化性介在物は、線材５ｇ毎に５個以上存在することを特徴とする請求項２に記載の無鉛快削鋼。
【請求項６】
前記錫、ビスマス、硫黄、マンガン、硼素及び窒素は、下記式（１）乃至（３）からなるグループから選択された一つまたは二つ以上の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の無鉛快削鋼。
【数４】
2010514929.tif 000016
【数５】
2010514929.tif 000017
【数６】
2010514929.tif 000018
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車精密油圧部品、事務自動化機器部品及び家電部品などの素材として使用される環境親和型無鉛快削鋼用鋼材に関し、特に、環境や人体に有害な鉛を代替することができる被削性向上元素だけでなく、精密脱酸によって鋼材に形成した低融点酸化性介在物を用いて、被削性を著しく向上させた親環境的な快削鋼用鋼材に関する。さらに、本発明は、高温延性が優れて熱間圧延の際にコーナークラックのような表面欠陷が発生しない親環境的な快削鋼用鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
快削鋼は、精密部品などに広く使用される素材であって、優秀な被削性を有することに特徴がある。快削鋼の優秀な被削性は、快削鋼内部に存在する金属性または非金属性介在物に起因する。工具を用いて鋼材を切削する時、工具チップ（Ｔｉｐ）と鋼材とが接触する部位で、ＭｎＳのような非金属性介在物が応力集中原として作用し、介在物と地鉄の界面でボイド（ｖｏｉｄ）の生成と亀裂の成長を容易にし、切削に要求される力を減少させる。
【０００３】
また、鉛のような金属性介在物は、切削加工熱によって比較的低い温度で溶融され、チップ（ｃｈｉｐ）と切削工具との界面において潤滑剤として作用するので、工具の摩耗を抑制し切削に必要な力を減少させる役割をする。
【０００４】
したがって、快削鋼には、鋼材の被削性を高めるために、前記金属性または非金属性介在物を形成することができる元素を添加する。従来において主に用いられた非金属性介在物としてはＭｎＳがあり、特に酸化物と混在した球形状のＭｎＳが最も優秀な被削性を有する。
【０００５】
一方、金属性介在物は一般的に被削性向上元素と呼ばれる。そのような被削性向上元素としては、鉛が最も代表的な元素である。鉛は、鉄に対する溶解度が低いので、快削鋼内部で金属性介在物として存在し易いだけでなく、３２７．５℃の適宜に低い融点を有するので、工具チップから発生する熱によって容易に溶融されることができる。
【０００６】
よって、このような鉛は、被削性向上元素に要求される性質を十分揃えているので、現在まで鉛を含む快削鋼は、最も代表的な快削鋼として分類されており、切削加工に最も適合する鋼材として実用化されている。
【０００７】
しかし、鉛を含む快削鋼は、切削作業リサイクル過程で鉛蒸気を発生させることがあり、鋼材に存在する鉛は人体に有害であるため、以前からこれを代替する必要性が提起されてきた。
【０００８】
かかる鉛を含む快削鋼を代替するよう開発された鋼材としては、ビスマス（Ｂｉ）快削鋼を挙げることができる。前記ビスマスも低融点金属であり鉄に対する溶解度が低いので、被削性向上に非常に有利である。
【０００９】
しかし、ビスマスは、その融点が約２０９℃で、鉛に比べて１２０℃程度低いため、より溶融され易いだけでなく、鉛に比べて低い表面張力により濡れ性（ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）が高いという特徴を有する。このような特徴によって、鋼材の結晶粒系脆化を引き起こす問題が発生する。
【００１０】
これにより、ビスマス快削鋼には、鉛快削鋼に比べて、結晶粒系脆化による高温延性の低下で、熱間圧延性が著しく低下するという問題がある。さらに、被削特性も鉛快削鋼よりは劣るため、ビスマス快削鋼が鉛快削鋼を代替するにはまだ様々な問題点が存在する。
【００１１】
しかし、鉛快削鋼も多様な問題点を有している。特に、最近ＣＮＣ工作機械の普及拡散が急速に増加して、高速切削加工及び自動化が行われている。このような高速切削工程時、切削工具の特定成分、例えば、超硬工具の場合に最も重要な構成元素であるタングステン（Ｗ）が１０００℃以上の加工熱によりチップ（ｃｈｉｐ）に高い速度で拡散する現象が発生する。このようなタングステンのような成分の拡散によって、切削工具が急激に摩耗されるおそれがある。
【００１２】
特に、鉛快削鋼は、このような熱的拡散による工具の摩耗を効果的に防ぐことができないと知られているので、高速切削の側面からも、被削性の優れた快削鋼の開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、その目的は、鉛のような環境または人体に有害な元素を代替することができるビスマスと錫を鋼材に添加して、親環境的な特性を有し、高速切削過程で発生し得る工具の摩耗を抑制することができる低融点複合酸化性介在物の形成により、優秀な被削性を確保するとともに、マンガンと硼素などの元素を最適の比率で添加して、優秀な熱間圧延性を有する環境親和型無鉛快削鋼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、重量％で、炭素（Ｃ）０．０３〜０．３０％、シリコン（Ｓｉ）０．０１〜０．３０％、マンガン（Ｍｎ）０．２〜２．０％、リン（Ｐ）０．０２〜０．１０％、硫黄（Ｓ）０．０６〜０．４５％、ビスマス（Ｂｉ）０．０４〜０．２０％、錫（Ｓｎ）０．０４〜０．２０％、硼素（Ｂ）０．００１〜０．０１５％、窒素（Ｎ）０．００１〜０．０１０％、全酸素（Ｔ［Ｏ］）０．００２〜０．０２５％及び残部Ｆｅと不可避な不純物からなり、
錫、ビスマス、硫黄、マンガン、硼素及び窒素が下記式（１）乃至（３）からなるグループから選択された一つまたは二つ以上の関係を満たすことを特徴とする被削性及び熱間圧延性の優れた環境親和型無鉛快削鋼を提供する。
【数１】
2010514929.tif 000002
【数２】
2010514929.tif 000003
【数３】
2010514929.tif 000004
【００１５】
さらに本発明は、重量％で、炭素（Ｃ）０．０３〜０．３０％、シリコン（Ｓｉ）０．０１〜０．３０％、マンガン（Ｍｎ）０．２〜２．０％、リン（Ｐ）０．０２〜０．１０％、硫黄（Ｓ）０．０６〜０．４５％、ビスマス（Ｂｉ）０．０４〜０．２０％、錫（Ｓｎ）０．０４〜０．２０％、硼素（Ｂ）０．００１〜０．０１５％、窒素（Ｎ）０．００１〜０．０１０％、全酸素（Ｔ［Ｏ］）０．００２〜０．０２５％及び残部Ｆｅと不可避な不純物からなり、鋼内部にＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系またはＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系またはこれらが混合された低融点複合酸化性介在物を含むことを特徴とする被削性及び熱間圧延性の優れた環境親和型無鉛快削鋼を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来の鉛含有快削鋼に劣らない、または優秀な被削性を有しながらも環境親和的な無鉛快削鋼を提供することができる。さらに、本発明は、高温延性が優れて、熱間圧延の際に表面の欠陥発生を最小化することができるので、熱間圧延生産性の向上に大きな効果がある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、成分系、成分間の関係、低融点複合酸化性介在物の数を各々またはこれらの組合せを調節することにより、低速切削加工のみならず高速切削加工過程においても優秀な特性を有する無鉛快削鋼を提供する。
【００１８】
以下、本発明の無鉛快削鋼を構成する成分系について詳しく説明する。
【００１９】
炭素（Ｃ）：０．０３〜０．３０重量％
炭素は、表面粗度及び機械的性質を確保するために、０．０３重量％以上、好ましくは、０．０５重量％以上が添加されるべきである。しかし、０．３０重量％を超えると、硬いパーライト組職の増加により被削性の減少をもたらす。
【００２０】
シリコン（Ｓｉ）：０．０１〜０．３０重量％
シリコンは、脱酸剤として作用してＳｉＯ２を生成し、高速切削の際に熱的拡散による工具の摩耗を最小化できる低融点複合酸化性介在物の形成のために、０．０１重量％以上、好ましくは、０．０５重量％以上添加されるべきである。しかし、０．３０重量％を超えると、高融点介在物またはＳｉＯ２単独介在物が形成されて、むしろ工具の摩耗速度が著しく増加する。
【００２１】
マンガン（Ｍｎ）：０．２〜２．０重量％
マンガンは、ＭｎＳ介在物を形成して硫黄（Ｓ）による赤熱脆性を防止することができるので、０．２重量％以上を添加することが好ましい。しかし、２．０重量％を超えるとフェライトを固溶強化させて、被削性の減少をもたらす。マンガンは脱酸剤として作用し、ＭｎＯを形成してＭｎＳ介在物の核としても作用する。
【００２２】
リン（Ｐ）：０．０２〜０．１０重量％
リンは、粒界に偏析されて被削性を向上させ、そのために０．０２重量％以上存在することが好ましいが、機械的性質と冷間加工性を確保するために、０．１０重量％を超えてならない。
【００２３】
硫黄（Ｓ）：０．０６〜０．４５重量％
硫黄は、ＭｎＳ介在物を形成して，切削作業の際に構成刃先の生成を抑制して切削工具の摩耗を減らし、被削財の表面粗度を改善する役割をする。そのために、硫黄は０．０６重量％以上添加されるべきである。しかし、硫黄の量が多くなれば、低融点のＦｅＳ生成が容易になって、高温延性を減少させ、熱間圧延性が低下するるため、０．４５重量％を超えてはならない。
【００２４】
ビスマス（Ｂｉ）：０．０４〜０．２０重量％
ビスマスは、鋼材に添加すると金属介在物として単独で存在するかまたはＭｎＳ介在物に付着する。ビスマスは、切削時に加工熱によって容易に溶融されて切削特性を向上させ、チップ（ｃｈｉｐ）と切削工具との間で潤滑被膜として作用して、摩擦力を減少させ、切削工具の摩耗を抑制する。ビスマスの含量が０．０４重量％より少ないと被削効果が減少し、一方、０．２０重量％、好ましくは０．１６重量％超えると鋳造性と圧延性が低下する。よって、ビスマスの含量は、０．０４〜０．２０重量％に限定することが好ましい。
【００２５】
錫（Ｓｎ）：０．０４〜０．２０重量％
錫は、鉛と類似の役割をすることができる元素である。すなわち、錫は、鋼の被削性を向上させるメカニズムの一つの液状金属脆化と同じ役割をすることができる。具体的に、このような現象は、錫がフェライト結晶粒系に移動して偏析され、粒界結合エネルギーを減少させることにより粒界破壊を容易にすることで現われる。よって、錫による被削性向上の効果を得るためには、０．０４重量％以上の錫が添加されることが要求される。しかし、０．２０重量％、好ましくは０．１６重量％を超えると鋳造性及び圧延性にが低下するので、０．０４〜０．２０重量％に限定することが好ましい。
【００２６】
硼素（Ｂ）：０．００１〜０．０１５重量％
オーステナイト粒界に偏析された硼素は、結晶粒系を強化させて、高温延性を向上させる。また、従来から黒鉛を含有する鋼は優秀な被削性を有すると知られているが、鋼内部で硼素が窒素と反応して、黒鉛と類似の結晶構造と物理的特性を有するＢＮ（Ｂｏｒｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ）が生成されると、黒鉛を含有する鋼と等しい被削性向上の効果を期待できるようになる。硼素は、０．００１重量％未満ではその添加効果が非常に小さいので、０．００１重量％以上添加する必要がある。一方、０．０１５重量％を超えて添加する場合には、それ以上は効果の上昇を期待することができず、オーステナイト結晶粒界に硼素系窒化物の析出により粒界強度が低下して、熱間加工性が低下するおそれがあるので、０．００１〜０．０１５重量％に限定することが好ましい。
【００２７】
窒素（Ｎ）：０．００１〜０．０１０重量％
窒素は、硼素とともにＢＮを形成するために０．００１重量％以上添加される必要がある。しかし、０．０１０重量％を超えるとオーステナイト結晶粒系に偏析される有効硼素の量を減少させて、粒界強化の効果を減少させる。
【００２８】
全酸素（Ｔ［Ｏ］）：０．００２〜０．０２５重量％
酸素は、熱間圧延時のＭｎＳ介在物延伸による被削性低下を防止するために、０．００２重量％以上添加されることが要求される。しかし、切削加工の際、ＭｎＳ介在物の塑性変形能を確保するためには、０．０２５重量％を超えてはならない。
【００２９】
アルミニウム（Ａｌ）及びカルシウム（Ｃａ）：各々１０ｐｐｍ以下
アルミニウム及びカルシウムは、本発明で鋼中に形成される低融点複合酸化性介在物の形成に必要であるが、意図的に添加する必要はなく、スラグなどに自然に含まれる量で十分である。このようなアルミニウム及びカルシウムは、一般的に１０ｐｐｍ以下で存在することが好ましい。
【００３０】
上述した成分系のうちＢｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｍｎ及びＢは、各々下記の関係式を満たすことで優秀な被削性及び熱間圧延性を提供することができる。以下、前記Ｂｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｍｎ及びＢの関係式について詳しく説明する。
【００３１】
錫、ビスマス、硫黄及びマンガンの関係式は、下記式（１）の通りである。
【数４】
2010514929.tif 000005
（ここで、各元素記号は重量％を表す。以下同様）
【００３２】
前記の成分含量規制の他にも、本発明による優秀な被削性を有する無鉛快削鋼を提供するためには、前記式（１）を満たすことが好ましい。すなわち、錫とビスマスは、ともに金属性介在物として鋼材内部で液状金属脆化により被削性を向上させ、硫黄は、ＭｎＳの生成により被削性を向上させる。
【００３３】
マンガンと硫黄の関係式は、下記式（２）の通りである。
【数５】
2010514929.tif 000006
【００３４】
前記の成分含量規制の他にも、本発明による優秀な高温延性を有する無鉛快削鋼を提供するためには、マンガンと硫黄との関係が前記式（２）を満たすことが好ましい。前記式（２）は、マンガンが硫黄と結合して硫黄による熱間脆性を抑制できる程度が必要だということを示す。
【００３５】
硼素と窒素の関係式は、下記式（３）の通りである。
【数６】
2010514929.tif 000007
【００３６】
本発明による優秀な高温延性を有する無鉛快削鋼を提供するために、硼素と窒素は前記式（３）を満たすことが好ましい。すなわち、窒素が存在しても粒界に偏析される硼素によってオーステナイト結晶粒界を強化できる程度の量が必要である。
【００３７】
上述した式（１）乃至式（３）のうちいずれか一つの関係のみを満たしても、それによる効果が現れ、二つ以上の関係を同時に満たす場合には、その効果がさらに著しく現われる。したがって、上述した式（１）乃至式（３）のうち一つ以上を満たせば、本発明の権利範囲に含まれるとすることができる。
【００３８】
一方、本発明の無鉛快削鋼は、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃａ 及びＡｌ成分による低融点複合酸化性介在物を含む。以下、前記低融点複合酸化性介在物について詳しく説明する。
【００３９】
本発明の成分系では、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃａ及びＡｌ成分の酸化が生じ、多様な低融点複合酸化性介在物が形成される。前記介在物を形成するために、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃａ及びＡｌ成分が別途に添加されることが好ましいが、Ｃａ及びＡｌ成分は、鋼内部に基本的に存在する量でも十分に介在物を形成することができる。本発明において、このような介在物は、ＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系またはＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系の形態で存在するようになる。
【００４０】
前記ＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系介在物は、２０〜６５重量％のＭｎＯ、２５〜６０重量％のＳｉＯ２、及び０〜３０重量％のＡｌ２Ｏ３からなり、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系介在物は、１０〜５５重量％のＣａＯ、３５〜６５重量％のＳｉＯ２、及び０〜２５重量％のＡｌ２Ｏ３からなることが好ましい。
【００４１】
また、このようなＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系またはＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系低融点複合酸化性介在物は、線材５ｇごとに５個以上存在することが好ましい。もし５個以下で存在する場合には、被削性が低下する問題が発生する。
【００４２】
以下、本発明を実施例を通じてより具体的に説明する。
【００４３】
（実施例）
下記の表１、表２及び表３のような成分組成を有する発明鋼及び比較鋼に対して、被削性と高温延性を調査するために、旋削テストと高温引張テストを各々施した。複合酸化性介在物は、ＥＳＡＡ法（非金属介在物特殊電解抽出分離法）で分析した。
【００４４】
【表１】
2010514929.tif 000008
【００４５】
前記表１において、発明鋼１乃至６及び比較鋼１は本発明の成分系を満たす一方、比較鋼２及び３はＢ及びＢｉが各々一致せず、比較鋼４は従来の鉛快削鋼を表す。
【００４６】
【表２】
2010514929.tif 000009
【００４７】
前記表２において、比較鋼１及び２がＢ／Ｎの適宜範囲を逸脱しており、比較鋼３は（Ｂｉ＋Ｓｎ＋Ｓ）／Ｍｎの適宜範囲を逸脱していることが分かる。比較鋼４は鉛快削鋼であるので、言及しないことにする。
【００４８】
【表３】
2010514929.tif 000010
*ＥＳＡＡ（非金属介在物特殊電解抽出分離法）：Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ＆  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃ  ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ  ｉｎ  ｓｔｅｅｌ  ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ  ｉｎ  ＡＡ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｕｎｄｅｒ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｗａｖｅ
【００４９】
また、前記表３においては、比較鋼２に含まれる介在物の数が基準値以下であることが分かる。同様に、鉛快削鋼である比較鋼４の介在物の数は、比較対象から除外される。
【００５０】
前記発明鋼及び比較鋼に対して、本発明による発明鋼の被削性を評価して、Ｐｂ快削鋼を代替できる可能性を確認するために、次のような被削性評価を施した。試片に対する被削性評価は、ＣＮＣ旋盤を用いて２５ｍｍ直径の棒財に対して切削油を使わない旋削テストで行った。移送速度は０．３ｍｍ／ｒｅｖ、切削深さは０．５ｍｍ、そして切削速度は１５０ｍ／ｍｉｎとした。工具の摩耗程度を確認するために、同一時間旋削テストの後、工具のフランク摩耗幅（ＶＢ）を測定して相互比較した。旋削作業による工具摩耗の結果は、表４にまとめている。
【００５１】
【表４】
2010514929.tif 000011
【００５２】
前記表４から分かるように、切削テストを通じて工具摩耗程度を測定した結果、本発明による環境親和型快削鋼（発明鋼１〜６）は、従来のＰｂ快削鋼（比較鋼４）と比較した時、非常に高い水準の工具耐摩耗特性を示した。比較鋼２は、低融点酸化性介在物が形成されることができなかった場合であって、ビスマスと錫とＭｎＳの量が十分で被削性は優秀であるが、低融点酸化性介在物が形成されず、発明鋼に比べて被削性が低かった。また、比較鋼３は、ビスマスと錫の含量未満によって、工具摩耗が最も早く進行された。
【００５３】
高温延性評価のために、通常再加熱温度である１２５０℃で加熱して１分間維持した後、引張テストを施した。テストの後、破断面の減少率（ＲＡ）を測定して、表５にまとめた。
【００５４】
【表５】
2010514929.tif 000012
【００５５】
前記表１及び表２に表すように、本発明の鋼種の場合（発明鋼１〜６）Ｍｎ３／Ｓ比が４．６以上で、低融点のＦｅＳ形成による赤熱脆性が抑制され、またＢ／Ｎ比が２．０以上になって、オーステナイト結晶粒界強化効果を得ることができる。これにより、９００℃以上の高温引張の際、破断面減少率が７０％以上の優秀な高温延性を確保することができた。したがって、コーナークラックのような表面欠陷が発生する可能性が非常に低い。
【００５６】
一方、比較鋼１のように、Ｍｎ３／Ｓ比が４．６以上であるがＢ／Ｎ比は２．０未満である場合、鋼内部の硼素が主にＢＮとして析出され、結晶粒界を十分に強化させることができないため、９００℃で６０％未満の破断面減少率が現れた。また、Ｍｎ３／Ｓ比が４．６未満でＢ／Ｎ比も２．０未満である比較鋼２の場合は、もっと低い高温延性を現せた。
【００５７】
前記実施例のように、本発明による鋼材は、Ｂ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｓ及びＮの含量を適切な関係式によって調節するとともに低融点複合酸化性介在物を形成することにより、高速または低速にかかわらず全ての速度の切削過程で現れ得る工具摩耗を抑制することができるので、優秀な被削性を確保するとともに、マンガンと硼素などの元素を最適の比率で添加して、優秀な熱間圧延性を有する環境親和型無鉛快削鋼を提供しようとする。
【国際調査報告】
2010514929.tif 000019
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