(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．１５〜０．２５％（「質量％」の意味。以下同じ。）、
Ｓｉ：０．５〜１．０％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｃｒ：０．８〜１．６％、
Ｍｏ：０．４５％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０５％、
Ｎ：０．００８〜０．０３％、
をそれぞれ含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼部品であって、
該鋼部品は化学的表面硬化層を有し、表面から１００μｍの深さまでの範囲での圧縮残留応力のピーク値が１６００ＭＰａ以上であることを特徴とする鋼部品。
【請求項２】
更に、Ｎｂ：０．０５％以下（０％を含まない）を含有する請求項１に記載の鋼部品。
【請求項３】
Ｃ：０．１５〜０．２５％、
Ｓｉ：０．５〜１．０％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｃｒ：０．８〜１．６％、
Ｍｏ：０．４５％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０５％、
Ｎ：０．００８〜０．０３％、
をそれぞれ含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼材を化学的表面硬化処理し、該鋼材に対してアークハイト値が０．５ｍｍＡ以上の第１のショットピーニング処理を施し、その後、アークハイト値が０．１８ｍｍＮ以上、０．５ｍｍＮ以下の第２のショットピーニング処理を施すことを特徴とする鋼部品の製造方法。
【請求項４】
アークハイト値が０．１８ｍｍＮ以上、０．３ｍｍＮ以下の第２のショットピーニング処理を施す請求項３に記載の鋼部品の製造方法。
【請求項５】
前記鋼材が更に、Ｎｂ：０．０５％以下（０％を含まない）を含有する請求項３または４に記載の鋼部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ疲労強度、及び鍛造性が求められる鋼部品（車軸、軸受、等速ジョイント、レールガイド、歯車などの転動部品（特に歯車））において曲げ疲労強度を高める技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費向上を目的とした構造部品の小型化に伴い、鋼部品の曲げ疲労強度に対しては更なる向上要求がある。このような背景から構造部品の材料となる肌焼鋼を浸炭処理することにより構造部品の表面を硬化させ、更にショットピーニングを施すことにより部品の表面に圧縮残留応力を付与し、曲げ疲労強度を向上させる方法が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．２〜１．２％、Ｐ：０．０１２％以下、Ｓ：０．００５〜０．０７％、Ｃｒ：０．２〜１．２％、Ａｌ：０．０１５〜０．１％、Ｎ：０．００５〜０．０２５％を夫々含有する機械構造部品製造用肌焼鋼を用いて、鋼材を所定の部品形状に成形加工し、浸炭処理後、オーステナイト単相域から焼入れを行なうことによって、表面から０．１ｍｍ深さまでにおける残留オーステナイト面積率が２０％以下となる様にし、その後ショットピーニング処理を施す機械構造部品の製造方法が記載されている。特許文献１において、Ｓｉ：０．１５％以下としているのは、Ｓｉは、Ｆｅに比べて酸化物を形成し易い元素であるため、０．１５％を超えて含有させると浸炭処理時に形成される粒界酸化の深さが深くなり、疲労強度が低下するためである。
【０００４】
同様に、特許文献２でも、脱酸のためにＳｉを添加するが、ＳｉはＦｅより酸化しやすい元素であり、０．１５％を超えて過剰に添加すると粒界酸化層の深さが深くなり、曲げ疲労強度が低下するので０．１５％以下とすべきであるとされている。
【０００５】
一方、Ｓｉを１％以上添加した例もあるが（特許文献３）、ショットピーニング後に構造部品に付与できている圧縮残留応力の大きさが十分ではない。また、特許文献３の表１に示されるようにＭｏ量が多いため、鍛造性が悪いと考えられる。
【０００６】
その他、曲げ疲労強度の改善手法として輪郭高周波焼き入れ等の方法も提案されているが、高周波処理装置など、大がかりな設備が必要となる。また、粒界酸化層を低減する手法も提案されているが、粒界酸化層の生成防止は既に達成されており、この点については更なる向上代はない。
【特許文献１】特開平８−６０２９４号公報
【特許文献２】特開平５−５９４３２号公報
【特許文献３】特開２００５−２３３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来の肌焼鋼の浸炭、及びショットピーニング処理では、鍛造性等の他の特性が犠牲になると考えられる場合を別として、鋼部品に付与できている圧縮残留応力は概ね１５００ＭＰａ以下に留まる。そこで、本発明は、鋼部品に高い圧縮残留応力を付与することにより曲げ疲労強度を向上させ、鍛造性にも優れた鋼部品を提供することを目的とする。
【０００８】
そこで本発明者らは、従来の鋼部品の検証も含め、鋼部品に付与できる圧縮残留応力の研究を種々行った。表１は、Ｓｉ含有量の低い鋼部品の鋼材成分、表２は、鋼材の浸炭後の焼戻し硬さ、２段階ショットピーニング処理後の鋼部品の圧縮残留応力等を示すものである。
【０００９】
【表１】
0005207805.tif 000002
【００１０】
【表２】
0005207805.tif 000003
【００１１】
表２に示されるように、圧縮残留応力は概ね１５００ＭＰａ程度以下に留まっている。また、ショットピーニング処理後に、表２に示されるように、鋼部品の表面には、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度の変形が確認されている。浸炭処理後の鋼部品は、ショットピーニング処理に用いられるショット球よりも硬いので、通常は、このような変形は起こらないはずである。この事実から、ショットピーニング処理時に何らかの理由により鋼部品が軟化していると考えられた。そこで、図１に示すように、鋼部品の表面の変形量と、浸炭後の焼戻し硬さとの関係を、焼戻し温度を種々変えて調べた。そして、焼戻し各温度における焼戻し硬さと変形量の相関関数Ｒを調べ、Ｒ２の値と焼戻し温度との関係を図２のようにまとめた。図２から明らかなように、焼戻し温度が２００℃のときＲ２が大きくなることが判明し、ショットピーニング処理時に焼戻し軟化と同じ現象が生じていることを突き止めた。そして本発明者らは、Ｓｉを増量して焼戻し軟化抵抗を高めると共に、ショットピーニング処理時のアークハイト値を適切にして焼戻し現象による弊害を防ぐことにより、圧縮残留応力を高くできることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
なお、図３に示すように、鋼部品のＳｉ濃度と２００℃焼戻し硬さとの関係も調べると、Ｓｉ含有量が０．５％以上になると２００℃焼戻し硬さが飛躍的に向上し、１％を超えるとやや飽和する傾向にある。このことから、ショットピーニング処理により高い圧縮残留応力を得るためには、鋼部品のＳｉ濃度を０．５％以上とすることが有効である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の鋼部品は、
Ｃ：０．１５〜０．２５％（「質量％」の意味。以下同じ。）、
Ｓｉ：０．５〜１．０％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｃｒ：０．８〜１．６％、
Ｍｏ：０．４５％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０５％、
Ｎ：０．００８〜０．０３％、
をそれぞれ含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼部品であって、該鋼部品は化学的表面硬化層を有し、表面から１００μｍの深さまでの範囲での圧縮残留応力のピーク値が１６００ＭＰａ以上のものである。
【００１４】
以上のように、曲げ疲労強度を確保するためには、低い方が妥当であると考えられていたＳｉ含有量を０．５〜１．０％とすることにより、ショットピーニング処理によって鋼部品に付与できる圧縮残留応力を高めることができる。
【００１５】
また、鋼材が更に、Ｎｂ：０．０５％以下（０％を含まない）を含有し、Ｎｂ炭窒化物が形成されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の鋼部品の製造方法は、
Ｃ：０．１５〜０．２５％、
Ｓｉ：０．５〜１．０％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｃｒ：０．８〜１．６％、
Ｍｏ：０．４５％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０１〜０．０５％、
Ｎ：０．００８〜０．０３％、
をそれぞれ含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼材を化学的表面硬化処理し、該鋼材に対してアークハイト値が０．５ｍｍＡ以上の第１のショットピーニング処理を施し、その後、アークハイト値が０．１８ｍｍＮ以上、０．５ｍｍＮ以下の第２のショットピーニング処理を施すものである。
【００１７】
また、鋼材が更に、Ｎｂ：０．０５％以下（０％を含まない）を含有し、Ｎｂ炭窒化物が形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の鋼部品は、Ｓｉを０．５％以上含有させ、かつ２段階で行なうショットピーニング処理のアークハイト値を適切に調整することにより、ショットピーニング処理時の軟化を防止し、圧縮残留応力のピーク値を１６００ＭＰａ以上とするものである。これにより、鋼部品の曲げ疲労強度を向上させることができる。また、Ｓｉの含有量を０．５％以上にする一方で、Ｍｏの含有量を０．４５％以下とすることにより、鍛造性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（Ｉ）：鋼部品の化学成分組成
本実施の形態の鋼部品は、曲げ疲労強度と鍛造性を両立させるために、化学成分組成が適切に調整されていることを特徴の１つとする。よってまず、鋼材の化学成分組成について説明する。
【００２０】
Ｃ：０．１５〜０．２５％
Ｃは、鋼材の強度を確保するために必要な元素であり、曲げ疲労強度を高めるのに有用である。従って、Ｃの含有量は、０．１５％以上、好ましくは０．１８％以上にする。しかしＣを過剰に含有させると、鋼材の割れ感受性が高くなり、曲げ疲労強度が逆に低下してしまい、鍛造性も低下してしまう。したがって、Ｃの含有量は、０．２５％以下、好ましくは０．２２％以下にする。
【００２１】
Ｍｎ：０．３〜１％
Ｍｎは、鋼の焼入れ性を改善するものであり、鋼部品の強度を確保するのに有用である。従って、Ｍｎの含有量は、０．３％以上、好ましくは０．３５％以上にする。しかし、Ｍｎを過剰に含有させると、焼割れが生じる場合があり、鍛造性も低下してしまうので、１％以下、好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．６％以下にする。
【００２２】
Ｃｒ：０．８〜１．６％
Ｃｒは、鋼部品の強度、焼入れ性を向上するものであり、含有量は０．８％以上、好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは１．２％以上にする。しかし、Ｃｒを過剰に含有させると鋼材が硬くなり過ぎ、鍛造性を低下させる。従って、Ｃｒ量の上限は、１．６％、好ましくは１．５％とする。
【００２３】
Ａｌ：０．０１〜０．０５％
Ａｌの含有量が多くなると酸化物系介在物の量が増大して鋼部品の靭性が劣化する。従って、Ａｌ含有量の上限は、０．０５％であり、好ましくは０．０４％であり、さらに好ましくは０．０３％である。一方、Ａｌは脱酸剤として作用するため、また鋼の結晶粒の微細化のために積極的に添加する場合がある。この場合のＡｌ含有量の下限値は、例えば０．０１％、好ましくは０．０２％である。
【００２４】
Ｎ：０．００８〜０．０３％
ＮはＡｌやＮｂ等と窒化物を形成し、鋼部品の組織微細化に寄与する。このような効果を有効に発揮させるためには、Ｎの含有量を、０．００８％以上、好ましくは０．０１％以上にする。しかし、Ｎを過剰に含有させると熱間加工性及び延性に悪影響を及ぼすので、０．０３％以下、好ましくは０．０２％以下とする。
【００２５】
Ｓｉ：０．５〜１．０％
Ｓｉは、焼入れ性を改善し、上述したようにショットピーニング処理時の軟化抵抗を高めるため、ショットピーニング処理を適用する条件下にて曲げ疲労強度を向上するのに必要な元素である。このような効果を有効に発揮させるＳｉの含有量は、０．５％以上、好ましくは０．５５％以上、さらに好ましくは０．６％以上にする。しかし、Ｓｉを過剰に含有させると、変形抵抗が大きくなるので鍛造性が悪くなり、また鋼部品の脆化にも繋がってしまうので、Ｓｉの含有量は、１．０％以下、好ましくは、０．８％以下にする。
【００２６】
Ｍｏ：０．４５％以下（０％を含まない）
Ｍｏは、焼入れ性、強度、靭性の向上に有効に作用する元素であるが、同時に鍛造性を低下させる原因となるものである。本発明では、上述したようにＳｉを多めに含有させているために鋼部品の鍛造性が低くなる懸念があり、Ｍｏの含有量は０．４５％以下にする。これにより、鋼材の変形抵抗値は、９０ＭＰａ未満とすることができる。これは、既存のＳＣＭ４２０鋼の変形抵抗値（７４ＭＰａ）の２０％増にとどめたものである。より好ましいＭｏの含有量は０．３５％以下、さらに好ましくは、０．２５％以下、さらに好ましくは、０．１５％以下である。
【００２７】
ここでＳｉ及びＭｏの添加量について、より詳細に説明する。図４は、Ｓｉ含有量とＭｏ含有量が鋼部品の鍛造性と曲げ疲労強度に及ぼす影響を示したものである。図４において、横軸にＳｉ含有量、縦軸にＭｏ含有量がそれぞれ示されている。また、図４における各記号の意味は、次の通りである。
○：曲げ疲労強度が２１００ＭＰａ以上、かつ、変形抵抗が９０ＭＰａ未満
△：曲げ疲労強度が２１００ＭＰａ以上、かつ、変形抵抗が９０ＭＰａ以上
▲：曲げ疲労強度が２１００ＭＰａ未満、かつ、変形抵抗が９０ＭＰａ未満
×：曲げ疲労強度が２１００ＭＰａ未満、かつ、変形抵抗が９０ＭＰａ以上
【００２８】
図４から明らかなように、曲げ疲労強度を向上させながら、変形抵抗を増加させないためには、Ｓｉの含有量を０．５０〜１．００％とし、かつ、Ｍｏの含有量を０．４５％以下とすればよいことが分かる。なお、曲げ疲労強度については、図５に示す鋼部品の試験片を用い変形を繰り返した。条件試験片に付与した強度は、２万回の繰り返し曲げ試験により破断する強度とした。鍛造性の試験については、直径８ｍｍ、長さ１２ｍｍの鋼部品の試験片を１２００℃に加熱し、試験片の端面を非拘束とする６０％の圧縮試験を行なった。
【００２９】
本実施の形態にかかる鋼部品の残部は、鉄及び不可避的不純物が含まれるが、不可避的不純物として、上記した元素の他、例えば、微量のＳ、Ｐ、Ｏや、本発明の効果に悪影響を及ぼさない微量の合金元素、例えば、Ｍｇ、Ｃａ，Ｎａ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｗ，Ｂ，或いは、希土類元素などが含まれていてもよい。このうち、Ｓ、Ｐについては、次に説明するように、０．０３％以下とすることが望ましい。
【００３０】
Ｓ：０．０３％以下（０％を含まない）
Ｓは、鋼材の強度を著しく低下させる。従ってＳの含有量は、０．０３％以下、好ましくは０．０２５％以下、さらに好ましくは０．０２％以下にする。Ｓの含有量は少ない程望ましいが、Ｓを完全に除去することは技術的に困難であり、通常、０％超である。
【００３１】
Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）
Ｐは、粒界偏析を起こして粒界強度を低下させ、鋼材の脆化の原因となるので、その含有量は、できる限り低いことが好ましい。従ってＰ量を、０．０３％以下、好ましくは０．０２％以下、より好ましくは０．０１％以下に抑制することが推奨される。
【００３２】
本実施の形態の鋼部品は、必要に応じて、更に、Ｎｂ：０．０５％以下（０％を含まない）、好ましくは０．０３％以下（０％を含まない）を積極的に含有させてＮｂ炭窒化物を形成することにより高温浸炭性を向上させ、鋼部品の曲げ疲労強度を一段と高めることも有効である。
【００３３】
（II）化学的表面硬化処理
化学的表面硬化処理は、浸炭用鋼の表面に炭素を浸み込ませる処理である限り特に限定されず、例えば、浸炭処理（固体浸炭法、液体浸炭法、ガス浸炭法、真空浸炭法）、浸炭窒化処理のいずれであってもよい。これらの処理によれば化学的表面硬化処理後の最表面（化学的表面硬化層:浸炭層や浸炭窒化層）の残留オーステナイト量を確保でき、その後のショットピーニング処理のときに圧縮残留応力を多く付与できる。ショットピーニング前の鋼材表面の残留オーステナイト量は、１０〜７０体積％（好ましくは２０〜６０体積％）程度とするのが適当である。
【００３４】
なお、化学的表面硬化処理では、最終段階で焼入れ（例えば油冷）するのが推奨される。焼入れによって芯部強度を高めることができる。
【００３５】
（III）２段階ショットピーニング処理
鋼部品表面の圧縮残留応力を高めるために、化学的表面硬化処理後の鋼材に対して、少なくとも２段階のショットピーニング処理を行なう。まず、アークハイト値が０．５ｍｍＡ以上、好ましくは０．６ｍｍＡ以上、さらに好ましくは０．７ｍｍＡ以上の第１のショットピーニング処理を施す。第１のショットピーニング処理のアークハイト値の上限については特に制限はないが、鋼部品表面にクラックが入り難いようにするため、１．３ｍｍＡ以下とすることが好ましい。
【００３６】
その後、アークハイト値が０．１８ｍｍＮ以上、０．５ｍｍＮ以下の第２のショットピーニング処理を施す。これにより、鋼部品の圧縮残留応力のピーク値を１６００ＭＰａ以上とすることができる。
【００３７】
第２のショットピーニング処理におけるアークハイト値を０．１８ｍｍＮ以上としたのは、０．１８ｍｍＮ未満では、圧縮残留応力を十分に付与することができないからである。好ましいアークハイト値は、０．２０ｍｍＮ以上、さらに好ましくは、０．２１ｍｍＮ以上である。一方、第２のショットピーニング処理におけるアークハイト値の上限を０．５ｍｍＮ以下としたのは、ショット球のサイズを大きくする等して、０．５ｍｍＮを超えてショットピーニングを行なうと、鋼部品の表面における発熱量が大きくなり過ぎ、却って圧縮残留応力を消失させてしまう結果になると考えられるからである。第２のショットピーニング処理で、第１のショットピーニング処理で用いるショット球よりもサイズの小さなショット球を用いることにより、アークハイト値を下げることができる。アークハイト値は、好ましくは、０．４ｍｍＮ以下であり、さらに好ましくは、０．３ｍｍＮ以下である。
【００３８】
なお、第１のショットピーニング処理におけるショット球の好ましいサイズは、直径０．４ｍｍ〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ、ショット球の好ましい硬度は、６００ＨＶ〜９００ＨＶ、より好ましくは７００ＨＶ〜８００ＨＶである。また、好ましいショット圧は、０．３ＭＰａ〜０．６ＭＰａ、より好ましくは０．４ＭＰａ〜０．５ＭＰａ、好ましい投射時間は、１０秒〜１００秒、より好ましくは２０秒〜５０秒である。
【００３９】
また、第２のショットピーニング処理におけるショット球のサイズの好ましい下限は、直径０．０１ｍｍ、より好ましくは０．０３ｍｍであり、好ましい上限は０．１ｍｍである。ショット球の好ましい硬度は、６００ＨＶ〜８００ＨＶ、より好ましくは６５０ＨＶ〜７５０ＨＶ、ショット圧の好ましい下限値は、０．５ＭＰａ、より好ましくは０．７ＭＰａ、好ましい上限値は、０．９ＭＰａである。また、好ましい投射時間は、１００秒〜４００秒、より好ましくは２００秒〜３００秒である。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前、後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可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４１】
下記表３記載の成分の鋼を実験炉で溶製し、鋳造した。得られた鋳片は鍛伸によって１７ｍｍ角の角材状とし、焼ならし（温度９００℃×６０分：空冷）した。なお、ここまでの処理は、実機における分塊圧延、棒鋼圧延、熱間鍛造を模したものである。前記棒状材は、切断、切削、及び研磨によって図５に示すように、１３ｍｍ角、長さ１００ｍｍの角棒片で、中央部に切り込み部を有する試験片形状に加工した。切り込み部の研磨部面粗度は中心線平均粗さ（Ｒａ）で、０．４ａである。
【００４２】
【表３】
0005207805.tif 000004
【００４３】
【表４】
0005207805.tif 000005
【００４４】
このようにして得られた各試験片に対して、ガス浸炭法により試験片表面の炭素濃度が０．６％〜０．８５％となるように浸炭処理を行ない、その後、２００℃で１８０分の焼戻しを行なった。表４は、各試験片に対する浸炭の条件、浸炭直後の表面硬さ、焼戻し後の表面硬さ（鋼表面から５０μｍの深さで測定したもの）を示すものである。表４の「浸炭条件」の欄には、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」とそれぞれ記載しているが、浸炭に使用するガスの種類は、「Ａ」及び「Ｂ」では、ＲＸガスとＣＯガスとの混合ガス、「Ｃ」ではプロパンガスである。
【００４５】
また、図６（ａ）は、「条件Ａ」による浸炭時の熱履歴と平衡炭素濃度を示し、図６（ｂ）は、「条件Ｂ」による浸炭時の熱履歴と平衡炭素濃度を示し、図６（ｃ）は、「条件Ｃ」による熱履歴をそれぞれ示す。図６中における「Ｃｐ」は、平衡炭素濃度（％）を示すものであり、浸炭処理時におけるガス分圧、ガス流量などは、目的とする平衡炭素濃度に応じて調節される。
【００４６】
次に、浸炭処理後の各試験片に対して２段階のショットピーニング処理を施した。各段階でのショットピーニングの条件は、次に示す通りであり、表４に、ショットピーニング処理終了後の試験片表面から１００μｍの深さまでの範囲での圧縮残留応力のピーク値、曲げ疲労強度をそれぞれ示した。
（１段目）
ショット球のサイズ：直径０．６ｍｍ
ショット球の硬度：８００ＨＶ
ショット圧：０．４５ＭＰａ
投射時間：３３秒
アークハイト値：０．７ｍｍＡ
（２段目）
ショット球のサイズ：直径０．０５ｍｍ
ショット球の硬度：７００ＨＶ
ショット圧：０．８ＭＰａ
投射時間：３００秒
アークハイト値：０．２２ｍｍＮ
【００４７】
なお、試料番号１７〜１９については、２段目のショットピーニング処理を行なっていない。表４から明らかなように、Ｓｉ：０．５〜１．０％、および０．４５％以下を満たした試料番号１〜８については、圧縮残留応力のピーク値が１６００ＭＰａ以上、鍛造性を表す変形抵抗値が９０ＭＰａ未満を達成しており、鋼部品の曲げ疲労強度が向上するとともに、鍛造性も実用的な範囲で維持されていることがわかる。
【００４８】
一方、試料番号９〜１２は、Ｓｉ含有量が不足しているため、圧縮残留応力のピーク値が１６００ＭＰａを下回っている。試料番号１３は、Ｓｉ含有量が多すぎるため、変形抵抗が高くなっている。試料番号１４は、Ｍｏ含有量が多すぎるため、変形抵抗が高くなっている。試料番号１５、１６は、Ｓｉ含有量が不足し、Ｍｏ含有量が多すぎるため、圧縮残留応力のピーク値が１６００ＭＰａを下回り、変形抵抗も高くなっており、鍛造性が悪い。試料番号１７〜１９は、２段目のショットピーニング処理を行なっていないため、圧縮残留応力の大きさは全く不足している。
【００４９】
次に、本実施例における鋼部品の特性向上を分かりやすく示すため、図７に、表４の圧縮残留応力のピーク値、及び、曲げ疲労強度を表した。図７から明らかなように、本発明の実施例における鋼部品の圧縮残留応力のピーク値は、従来の低シリコン鋼に２段階のショットピーニング処理を施したものから向上していることが分かる。
【００５０】
図８は、Ｓｉ含有量の異なる２種類の鋼部品（試料番号１、１２）についての、２段目のショットピーニング処理におけるアークハイト値と、圧縮残留応力のピーク値との関係を示すものである。図８から明らかなように、アークハイト値を上げると概ね、圧縮残留応力のピーク値の大きさは上がるが、Ｓｉ含有量が低いもの（０．１９％）は、２段目のショットピーニング処理におけるアークハイト値を０．１８ｍｍＮから０．２２ｍｍＮに上げても、圧縮残留応力のピーク値の大きさが上がらないことがわかる。これに対して、Ｓｉ含有量が０．６０％のものは、アークハイト値を０．１８ｍｍＮから０．２２ｍｍＮに上げたとき、圧縮残留応力のピーク値の大きさが更に向上している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の鋼部品のショットピーニング処理後の表面変形量と、焼戻し硬さとの関係を示す図である。
【図２】従来の鋼部品の焼戻し硬さと変形量との相関関数Ｒの二乗と、各焼戻し温度との関係を示す図である。
【図３】従来の鋼部品のＳｉ濃度と２００℃焼戻し硬さとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における鋼部品のＳｉ含有量とＭｏ含有量が鋼部品の鍛造性と曲げ疲労強度に及ぼす影響を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における鋼部品の曲げ疲労強度を測定するための試験片を示す図である。
【図６】（ａ）本発明の実施の形態における鋼部品の浸炭条件Ａによる熱履歴を示す図である。（ｂ）本発明の実施の形態における鋼部品の浸炭条件Ｂによる熱履歴を示す図である。（ｃ）本発明の実施の形態における鋼部品の浸炭条件Ｃによる熱履歴を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における鋼部品及び従来の鋼部品における圧縮残留応力のピーク値、及び、曲げ疲労強度を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における鋼部品及び従来の鋼部品において、２回目のショットピーニング処理におけるアークハイト値と、圧縮残留応力のピーク値との関係を示すものである。
【図１】
0005207805.tif 000006
【図２】
0005207805.tif 000007
【図３】
0005207805.tif 000008
【図４】
0005207805.tif 000009
【図５】
0005207805.tif 000010
【図６】
0005207805.tif 000011
【図７】
0005207805.tif 000012
【図８】
0005207805.tif 000013