【手続補正書】
【提出日】平成21年12月11日(2009.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．１５〜０．３５％、Ｓｉ：０．４０〜１．１０％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｓ：０．０１〜０．０５％、Ｃｒ：１．２０〜２．６０％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％およびＮ：０．０１０〜０．０２５％を含有するとともに、Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＣｒの含有量が、下記の（１）〜（３）式で表されるＦｎ１〜Ｆｎ３の値でそれぞれ、０．４＜Ｆｎ１≦１．８、Ｆｎ２＜８５０およびＦｎ３≦８を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＰ、Ｃｕ、ＮｉおよびＶがそれぞれ、Ｐ：０．０５％以下、Ｃｕ：０．１０％以下、Ｎｉ：０．１０％以下およびＶ：０．００５％以下であることを特徴とする動力伝達部品用肌焼鋼。
Ｆｎ１＝Ｃｒ−２×Ｓｉ・・・（１）
Ｆｎ２＝９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）・・・（２）
Ｆｎ３＝７×Ｍｎ−１０×（Ｓｉ＋Ｃｒ−１．８）・・・（３）
ここで、（１）〜（３）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。
【請求項２】
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｍｏ：０．４０％以下を含有することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達部品用肌焼鋼。
【請求項３】
Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｔｉ：０．１０％以下およびＮｂ：０．１０％以下のうちの１種または２種を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達部品用肌焼鋼。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
すなわち、表１に示す化学組成を有する鋼Ａ〜Ｕを５０ｋｇ真空溶解炉によって溶解し、インゴットを作製した。表１には、式中の元素記号をその元素の質量％での含有量として、後述する〔Ｆｎ１＝Ｃｒ−２×Ｓｉ〕、〔Ｆｎ２＝９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕および〔Ｆｎ３＝７×Ｍｎ−１０×（Ｓｉ＋Ｃｒ−１．８）〕で表されるＦｎ１〜Ｆｎ３の値を併記した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【表１】
2009127095.tif 000001
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
そこで、ＡｎｄｒｅｗｓがＪ．Ｉｒｏｎ  Ｓｔｅｅｌ  Ｉｎｓｔ．、２０３（１９６５）、ｐ．７２１で報告しているＡ3点の式をベースに、Ｓｉの影響を定数項に取り込んで、表１の鋼について、〔Ｆｎ２＝９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕の値を計算した。なお、上記のＦｎ２の式におけるＣとＭｎはそれぞれ、母材に含まれる質量％でのＣとＭｎの量である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
その結果、芯部のフェライトは、前述した〔９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕の値が８５６の鋼Ｈと８５０の鋼Ｔで認められ、〔９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕の値が８４４の鋼Ａでは認められなかったたことから、芯部におけるフェライトの生成を抑制するためには、上記Ｆｎ２の値を８５０未満にすればよいことがわかった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
すなわち、質量％でのＳｉとＣｒの含有量の和である〔Ｓｉ＋Ｃｒ〕の値が０．５〜３．５の範囲では、図６に示すように、その値とともに粒界酸化層深さは浅くなり、粒界酸化層深さをｙとすれば、
ｙ＝−１０×（Ｓｉ＋Ｃｒ）＋１９
の式で表すことができ、また、質量％でのＭｎの含有量が０．３〜２．２％の範囲では、図７に示すように、その含有量とともに粒界酸化層深さは深くなり、粒界酸化層深さをｙとすれば、
ｙ＝７×Ｍｎ−１
の式で表すことができることがわかった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
（１）質量％で、Ｃ：０．１５〜０．３５％、Ｓｉ：０．４０〜１．１０％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｓ：０．０１〜０．０５％、Ｃｒ：１．２０〜２．６０％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％およびＮ：０．０１０〜０．０２５％を含有するとともに、Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＣｒの含有量が、下記の（１）〜（３）式で表されるＦｎ１〜Ｆｎ３の値でそれぞれ、０．４＜Ｆｎ１≦１．８、Ｆｎ２＜８５０およびＦｎ３≦８を満たし、残部はＦｅおよび不純物からなり、不純物中のＰ、Ｃｕ、ＮｉおよびＶがそれぞれ、Ｐ：０．０５％以下、Ｃｕ：０．１０％以下、Ｎｉ：０．１０％以下およびＶ：０．００５％以下であることを特徴とする動力伝達部品用肌焼鋼。
Ｆｎ１＝Ｃｒ−２×Ｓｉ・・・（１）、
Ｆｎ２＝９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）・・・（２）、
Ｆｎ３＝７×Ｍｎ−１０×（Ｓｉ＋Ｃｒ−１．８）・・・（３）。
ここで、（１）〜（３）式中の元素記号は、その元素の質量％での含有量を表す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
Ｆｎ２の値：８５０未満
Ｃ、ＳｉおよびＭｎの含有量は鋼のＡ3点に影響を与える。Ａ3点が上昇すると浸炭処理時に芯部にフェライト相が生成するため、焼入れ後も芯部がフェライトとマルテンサイトの二相組織となり、低サイクル曲げ疲労強度が劣化する。本発明は、Ａ3点を上昇させるものの焼戻し軟化抵抗を高める効果を有するＳｉを積極的に活用するので、Ａ3点の制御のためには、ＣおよびＭｎの含有量を制御する必要がある。そして、前記の（２）式で表されるＦｎ２の値が８５０以上の場合には、芯部にフェライトが生成して低サイクル曲げ疲労強度が低下する。このため、前記の（２）式、つまり〔Ｆｎ２＝９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕で表されるＦｎ２の値が、Ｆｎ２＜８５０を満たすこととした。なお、Ｆｎ２の値はＦｎ２≦８４０とすることが望ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
【表３】
2009127095.tif 000002
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
試験番号１０の場合、鋼１０のＣ含有量が本発明で規定する範囲を下回り、Ｆｎ２の値、つまり〔９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕の値が本発明で規定する範囲を超えることから芯部にフェライトが生じ、加えて、Ｆｎ３の値、つまり〔７×Ｍｎ−１０×（Ｓｉ＋Ｃｒ−１．８）〕の値が、本発明で規定する範囲を上回って、粒界酸化層深さが２２μｍと深くなったため、低サイクル曲げ疲労強度が劣化し、８８０ＭＰaと低く、１０００ＭＰａ以上という目標に達していない。さらに、Ｆｎ１の値、つまり〔Ｃｒ−２×Ｓｉ〕の値も本発明で規定する範囲を下回るため浸炭性が劣化して０．３ｍｍ位置硬さが６８０と低くなって、面圧疲労形態がスポーリングとなり、二円筒転がり疲労寿命についても１．１×１０6と短く、２．０×１０7回に達していない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
試験番号１４の場合、鋼１４のＭｎ含有量が本発明で規定する範囲を下回ることに加え、Ｆｎ２の値、つまり〔９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕の値が本発明で規定する範囲を超えることから、芯部にフェライトが生成し、このため低サイクル曲げ疲労強度が劣化し、９００ＭＰaと低く、１０００ＭＰａ以上という目標に達していない。また、鋼１４のＦｎ１の値、つまり〔Ｃｒ−２×Ｓｉ〕の値が本発明で規定する範囲を下回るため、０．３ｍｍ位置硬さが６９０に低下し、面圧疲労形態がスポーリングとなり、二円筒転がり疲労寿命についても９．５×１０6と短く、２．０×１０7回に達していない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
試験番号２０の場合、鋼２０のＦｎ２の値、つまり〔９５９−（２０３×Ｃ0.5＋３０×Ｍｎ）〕の値が本発明で規定する範囲を超えることから芯部にフェライトが生成し、このため低サイクル曲げ疲労強度が劣化し、８９０ＭＰaと低く、１０００ＭＰａ以上という目標に達していない。また、鋼２０のＦｎ１の値、つまり〔Ｃｒ−２×Ｓｉ〕の値が本発明で規定する範囲を下回るため、０．３ｍｍ位置硬さが６９０と低くなって、面圧疲労形態がスポーリングとなり、二円筒転がり疲労寿命は９．４×１０6と短く、２．０×１０7回に達していない。