(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
【請求項２】
質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％、のうち１種又は２種以上を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
【請求項３】
質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、さらにＢ：０．０００３〜０．０１５％、Ｐｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
【請求項４】
質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％、のうち１種又は２種以上を含有し、さらにＢ：０．０００３〜０．０１５％、Ｐｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車などのエンジン部品であるコネクティングロッドなど熱間鍛造により成形し、エンジンに組み付けのために分断・接合される部品の製造に用いられる機械構造用非調質鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車部品など、例えばエンジン部品のコネクティングロッドなど２物体が一体的に組み合わせて使用される部品の製造では、高強度で低延性の非調質鋼を熱間鍛造により一体成形し、切削によって分断し、分断面である接合面を仕上げ加工した後、再度接合する方法、あるいは、熱間鍛造時に予め分離成型しておき、接合面を仕上げ加工した後に接合する方法がある。これらの製造方法では、接合面の仕上げ加工に高い精度が要求され、コストアップの要因となっていた。
【０００３】
一方、接合面の仕上げ加工を省略できる方法としては、部品を一体成型しておき、接合面を破断分離し、その破断面の凹凸をそのまま利用することで、高精度の仕上げ加工を必要とせずに精度良く接合する方法がある。しかし、この方法を採用するには材料の延性が低く、破断面の延性を伴わずに分離できることが必要である。粉末を焼結した材料は、延性が低く破断面が比較的平坦であるため、この方法に適している。しかし、材料コストそのものが高価であり大量生産には不向きである。
【０００４】
一方、自動車用部品は大量生産が必要で、安価な鋼材が使用されるのが一般的である。その例としては中炭素鋼にＶを添加し、熱間鍛造ままで必要な強度が得られる非調質鋼のＪＡＳＯ規格のＡＳＶａ４５Ｃなどがある。しかし、これらの非調質鋼は粉末焼結材などより延性が高く、破断分離した際の破面の凹凸が延性変形するため、再度結合することが不可能であった。さらに通常の熱鍛造で製造するコンロッド用鋼は中炭素鋼で鉛を含有するために被削性は良いが、破断分割による製造は不可能である。そこで、このように高価な粉末焼結材料ではなく、一般の溶製材を熱間鍛造により一体部品に成形し、容易に破断分離できる熱間鍛造用非調質鋼が、例えば、特開平８−２９１３７３号公報、あるいは、特開平１０−２１９３８９号公報に開示されている。しかし、これらにおいてもなお一層の破断分割性と優れた被削性が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来の自動車用の非調質鋼と同等の強度と低コストを保ちつつ、破断分離性加工が可能な低延性の鋼材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは鋭意考究したところ、自動車用の非調質鋼として必要な硬さや耐力や引張強さや疲労強度などの基本的機械的性質は鋼成分のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖを調整することによって改善し、特に、１μｍ程度の微細なＭｎＳを大量に分散させることにより、鍛造空冷後のフェライト−パーライトの組織を微細化し、降伏点と疲労強度を高め、かつ、この微細ＭｎＳ介在物により被削性と破断分割性であるカチワリ性を向上し得ることを見出して、本発明の手段を得た。
【０００７】
すなわち、上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【０００８】
請求項２の発明では、質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％、のうち１種又は２種以上を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【０００９】
請求項３の発明では、質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、さらにＢ：０．０００３〜０．０１５％、Ｐｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【００１０】
請求項４の発明では、質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％、のうち１種又は２種以上を含有し、さらにＢ：０．０００３〜０．０１５％、Ｐｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鋼中にＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有することを特徴とする被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【００１１】
上記の本発明の各手段の発明で必要な基本的性質（硬さ、引張強さ）は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖを調整することによって得る。さらに、ＭｎＳを主成分とした１μｍ程度の微細硫化物を大量に分散させることにより、鍛造空冷後のフェライトパーライト組織を微細化し、降伏点と疲労強度を高めるものであり、さらに、この微細ＭｎＳ介在物により被削性とカチワリ性を向上させている。
【００１２】
以下に本発明の条件設定理由を説明する。なお、鋼成分については、質量％で、Ｍｎ／Ｓは原子比で示す。
【００１３】
本発明における微細硫化物とは、ＭｎＳを主成分とした晶出あるいは析出によって生成する介在物で、円相当直径で０．１〜３μｍのものを指しており、これらの介在物中にはＭｎとＳ以外に、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｏなどのマトリックス中の元素やＣａ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒなどの硫化物あるいは炭硫化物形成元素を含む場合もある。また、これらの微細硫化物以外に、通常の大型硫化物や酸化物、炭窒化物が存在していても良い。
【００１４】
特に本発明ではＭｎ／Ｓの原子比範囲を規定するのは、同じＳ含有量でも硫化物が微細化し、数が多くなるためである。さらに、Ｓ含有量を従来の一般的な機械構造用鋼よりも増加させることにより、被削性と強度に優れ、かつカチワリ性を改善することができる。
【００１５】
Ｃ：０．３５〜０．６０％
Ｃは、下限値を０．３５％とするのは、０．３５％未満では低延性が損なわれて延性が高くなり、カチワリ性の破断分離性が損なわれるからであり、上限を０．６０％とするのは、０．６０％を超えると被削性が阻害されるからである。そこで、Ｃは０．３５〜０．６０％とする。
【００１６】
Ｓｉ：０．５０〜１．３０％
Ｓｉは、Ｓｉは、脱酸剤として必要な元素であり、また、強度を向上させる。しかし、０．５０％未満ではその効果は十分でなく、１．３０％を超えると被削性が阻害されることとなる。そこで、Ｓｉは０．５０〜１．３０％とする。
【００１７】
Ｍｎ：０．０５〜１．００％
Ｍｎは、硫化物のＭｎＳ生成に必須の元素であり、Ｓの添加とともにＭｎＳを鋼中に大量に存在させて応力集中源とし、上記のＣ添加量とすることで、組織をフェライト−パーライトとして切削時に変形し易くすることと相俟って被削性を改善するものである。さらに大量のＭｎＳは靱性、延性の低下に有効に作用する。またＦｅＳの生成を防止する。そこで、Ｍｎは０．０５〜１．００％とし、好ましくは、０．１４〜０．６０％とする。
【００１８】
Ｓ：０．０５〜０．４０％
Ｓは、被削性および低延性を確保するために必要な元素で、０．０５％未満ではその効果は十分でなく、０．４０％を超えると熱間加工性を損なう。そこで、Ｓは０．０５〜０．４０％とし、好ましくは０．１０〜０．３０％とする。
【００１９】
Ｍｎ／Ｓ：０．６〜１．４（原子％比）
Ｍｎ／Ｓは、その値が小さ過ぎるとＦｅＳ生成による熱間脆性が大きくなり、その値が大き過ぎると大型ＭｎＳ生成による機械的性質の劣化が生じる。そこで、Ｍｎ／Ｓは０．６〜１．４とし、好ましくは０．８〜１．２とする。ＳおよびＭｎ／Ｓを以上のように規定する結果、ＭｎＳが析出型となり（通常は晶出型）、１μｍ程度の非常に微細なＭｎＳが多数分散することとなる。そして、このことがオーステナイト結晶粒成長抑制による強度上昇、被削性改善、カチワリ性改善に寄与する。
【００２０】
Ａｌ：０．００５〜０．０３５％
Ａｌは、脱酸剤として必要な元素であり、０．００５未満では十分でなく、通常の電気炉レベルで含有される上限は０．０３５％である。そこで、Ａｌは０．００５〜０．０３５％とする。
【００２１】
Ｖ：０．０３〜０．３０％
Ｖは、微細な炭化物や窒化物を析出して降伏応力を高め、強度を高める元素である。０．０３％未満ではそれらの効果は十分でなく、多く含有させると効果でありコスト的に不利であるので、上限を０．３０％として、要求強度に合わせて適宜添加するものとする。そこで、Ｖは０．０３〜０．３０％とする。
【００２２】
Ｎ：０．００３〜０．０２５０％
Ｎは、ＶとＶ窒化物を形成してフェライト析出サイトとなり被削性を確保するために必要な元素で、０．００３％未満ではその効果は十分でなく、０．０２５０％を超えてもその効果は飽和する。そこでＮは０．００３〜０．０２５０％とする。
【００２３】
Ｐ：０．００５〜０．１８０％
Ｐは、低延性（すなわち脆化）確保に必要な元素であり、０．００５％未満ではその効果が十分でなく、０．１８０％を超えるとリサイクル性を損なうこととなる。そこで、Ｐは０．００５〜０．１８０％とする。
【００２４】
Ｃｕ：０．０１〜０．２５％
Ｃｕは、低延性確保に必要な元素であり、０．０１％未満ではその効果が十分でなく、０．２５％を超えるとリサイクル性を損なうこととなる。そこでＣｕは、０．０１〜０．２５％とする。
【００２５】
Ｓｎ：０．００１〜０．２％
Ｓｎは、被削性と低延性を確保するために必要な元素で、０．００１％未満ではそれらの効果は十分でなく、０．２％を超えると熱間加工性とリサイクル性を損なう。そこで、Ｓｎは０．００１〜０．２％とし、好ましくは０．００５〜０．１５％とする。
【００２６】
Ｃｒ：０．０１〜０．５５％
Ｃｒは、強度を確保するために必要な元素で、０．０１％未満ではその効果は十分でなく、０．５５％を超えると被削性を阻害する。そこで、Ｃｒは０．０１〜０．５５％とする。
【００２７】
Ｔｉ、Ｎｂ：０．００１〜０．２％
Ｔｉ、Ｎｂは、低延性を確保するために必要な元素で、０．００１％未満ではその効果は十分でなく、０．２％を超えると被削性を損なう。そこで、Ｔｉ、Ｎｂは０．００１〜０．２％とする。
【００２８】
Ｎｉ、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％
Ｎｉ、Ｍｏは、強度を確保するために必要な元素で、０．０１％未満ではその効果は十分でなく、０．５５％を超えると被削性を阻害する。そこで、Ｎｉ、Ｍｏは０．０１〜０．５５％とする。
【００２９】
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｍｏは１種または２種以上を含有することができる。
【００３０】
Ｐｂ、Ｂｉ：０．００５〜０．３％
Ｐｂ、Ｂｉは、被削性確保に必要な元素であり、適宜添加される。Ｐｂ、Ｂｉは０．００５％未満ではその効果は十分でなく、０．３％を超えると熱間加工性を損なう。そこで、Ｐｂ、Ｂｉは０．００５〜０．３％とし、好ましくは０．０３〜０．２％とする。
【００３１】
Ｂ：０．０００３〜０．０１５％
Ｂは、六方晶ＢＮ生成による被削性の改善に有効な元素であり、適宜添加される。Ｂは０．０００３％未満ではその効果は十分でなく、０．０１５％を超えるとベイナイト組織出現による被削性を損なう。そこで、Ｂは０．０００３〜０．０１５％とする。
【００３２】
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ、Ｚｒ：０．０００２〜０．１５％
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｒは、被削性確保に有効な元素であり、適宜添加される。これらのうち、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅは０．０００２％未満ではその効果は十分でなく、０．０１５％を超えるとコスト的に不利となる。一方、Ｔｅ、Ｚｒは０．０００２％未満ではその効果は十分でなく、０．１５％を超えるとコスト的に不利となる。そこで、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｒは０．０００２〜０．０１５％とする。一方、Ｔｅ、Ｚｒは０．０００２〜０．１５％とする。
【００３３】
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｚｒは１種または２種以上を含有することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。請求項１の発明では、自動車のエンジン用部品であるコネクティングロッドなどに使用するための機械構造用非調質鋼において、ＭｎＳを主成分とする微細硫化物を１ｍｍ2当たり５０００個以上を含有する鋼で被削性と破断分割性に優れる鋼である。このＭｎＳを主成分とする微細硫化物とは、ＭｎＳを主成分とした晶出あるいは析出によって生成する介在物で、その円相当直径で０．１〜３μｍの大きさで、ＭｎＳ以外に、Ｃｒ、Ｖ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｏなどのマトリックス中の元素やＣａ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒなどの元素の硫化物あるいは炭硫化物形成元素を含むこともでき、これらの微細硫化物以外に通常の大型硫化物や酸化物、炭窒化物が存在していてもかまわない。
【００３５】
上記の非調質鋼でその基本的な鋼成分を、質量％で、Ｃ：０．３５〜０．６０％、Ｓｉ：０．５０〜１．３０％、Ｍｎ：０．０５〜１．００％、Ｓ：０．０５〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．５５％、Ａｌ：０．００５〜０．０３５％、Ｖ：０．０３〜０．３０％、Ｎ：０．００３０〜０．０２５０％を含有し、原子％比でＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とし、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるものとすることで、これらは、被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。特に本発明ではＭｎ／Ｓの原子比範囲をＭｎ／Ｓ：０．６〜１．４とするもので、硫化物が微細化し、１ｍｍ2当たり５０００個以上の数を有するものであり、さらに、Ｓ含有量を従来の一般的な機械構造用鋼よりも増加させることにより、被削性と強度に優れ、かつ、カチワリ性に優れている非調質鋼が得られる。
【００３６】
以上の非調質鋼において、さらに質量％で、Ｐ：０．００５〜０．１８％、Ｃｕ：０．０１〜０．２５％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【００３７】
さらに、他の実施の形態である、請求項２の発明では、請求項１の手段の発明の成分に加えて、質量％で、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％のうち１種又は２種以上を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【００３８】
さらに、他の実施の形態である、請求項３の発明では、請求項１の手段の発明の成分に加えて、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．０１５％、Ｐｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。
【００３９】
さらに、他の実施の形態では、請求項４の発明では、請求項１の手段の発明の成分に加えて、上記の請求項２の発明の手段の選択成分と請求項３の発明の選択成分を含有する非調質鋼であり、従って、質量％で、さらにＴｉ：０．００１〜０．２％、Ｎｂ：０．００１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５５％のうち１種又は２種以上を含有し、さらに、Ｂ：０．０００３〜０．０１５％、Ｐｂ：０．００５〜０．３％、Ｂｉ：０．００５〜０．３％、Ｍｇ：０．０００２〜０．０１５％、Ｃａ：０．０００２〜０．０１５％、Ｓｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｔｅ：０．０００２〜０．０１５％、Ｚｒ：０．０００２〜０．０１５％のうち１種又は２種以上を含有するものとした被削性と破断分割性に優れる機械構造用非調質鋼である。これらの実施の形態のうち、一部について次の実施例でさらに詳細に説明する。
【００４０】
【実施例】
表１に示す鋼成分の本発明に係る発明鋼と、対比して示す比較鋼の溶鋼をそれぞれ１００ｋｇ真空溶解炉で溶製した。これらのインゴットを１２５０℃に加熱した後、鍛伸によりφ６５ｍｍの熱間鍛造用の素材を得た。このφ６５ｍｍの素材を１２５０℃に加熱し、φ２５ｍｍに圧鍛して鋼材とした。なお、表１の比較鋼の網かけ部分は、それぞれ本発明の請求項に係る限定範囲から外れるものを示している。
【００４１】
【表１】
0004115737.tif 000002
【００４２】
上記の鋼材を用いて、ＪＩＳ２ｍｍＵノッチのシャルピー衝撃試験片とＪＩＳ４号の引張試験片を作製した。さらにφ２５ｍｍ材を用いて被削性試験片も作製した。これらの試験片により強度、低延性、被削性および熱間加工性などを試験し評価した。強度の評価として、０．２％耐力を用いた。低延性の評価として、室温のシャルピー衝撃性値、伸び、絞りを用いた。被削性の評価として、旋削での超硬工具摩耗量、ハイスドリル寿命を用いた。そして被削性の評価条件を表２に示す。
【００４３】
【表２】
0004115737.tif 000003
【００４４】
熱間加工性の評価として、グリーブル試験による熱間での絞りを用いた。硫化物個数、強度、低延性、被削性、熱間加工性のそれぞれの評価結果を表３に示す。表３において、網かけ部分で示す数値は、それぞれ本発明の目標値から外れ、あるいは、目標値に未達成のもので示す。なお、熱間加工性の○は比較鋼Ｎｏ．１１の熱間加工性である１３００℃における絞り値と同等以上を目標達成値として○とし、それ以下の場合を目標未達成として×とした。それぞれの目標値は、０．２％耐力：６００ＭＰａ以上、シャルピー衝撃値：２５Ｊ／ｃｍ2以下、絞り：２５％以下、ドリル寿命：１２０３穴数以上、旋削超硬工具摩耗量：０．２５ｍｍ以下である。
【００４５】
【表３】
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【００４６】
表３に見られるとおり、発明鋼はＮｏ．１〜Ｎｏ．１０はいずれも目標値を達成しており、これから、本発明による鋼は熱処理を要せず、優れた強度を有し、被削性と破断分割性であるカチワリ性に優れていることが理解できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の非調質鋼は、熱間鍛造により成形し、エンジンに組み付けのために分断・接合される破断分割法が利用でき、かつ、被削性に優れるため、自動車のエンジン用のコネクティングロッドなど部品の製造工程の大幅なコストダウンが可能となるなど、優れた効果を奏するものである。