锻造钢制品用低合金钢和曲柄轴
阅读：448发布：2020-10-06
专利汇可以提供锻造钢制品用低合金钢和曲柄轴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种具有大型 锻造 钢 制品所要求的 屈服强度 和韧性，并且切削性优异的锻造钢制品用低 合金 钢。本发明的锻造钢制品用低 合金钢 ，具有如下组成：含有C：0.30質量％以上并在0.40 质量 ％以下、Si：大于0质量％并在0.45质量％以下、Mn：0.50质量％以上并在1.90质量％以下、Ni：0.70质量％以上并在2.00质量％以下、Cr：1.00质量％以上并在2.30质量％以下、Mo：大于0质量％并在0.35质量％以下、V：大于0质量％并在0.20质量％以下的基本成分，余量是Fe和不可避免的杂质， 贝氏体 组织、 马 氏体组织或它们的复合组织含有17％以上，余量是珠光体组织、 铁 素体组织或它们的复合组织，并满足下式(1)。(1.5×Mn+2×Ni)/Cr＜2.35…(1)。，下面是锻造钢制品用低合金钢和曲柄轴专利的具体信息内容。
1.一种锻造钢制品用低合金钢，其中，具有如下组成：含有
C：0.30质量％以上并在0.40质量％以下、
Si：大于0质量％并在0.45质量％以下、
Mn：0.50质量％以上并在1.90质量％以下、
Ni：0.70质量％以上并在2.00质量％以下、
Cr：1.00质量％以上并在2.30质量％以下、
Mo：大于0质量％并在0.35质量％以下、
V：大于0质量％并在0.20质量％以下的基本成分，余量是Fe和不可避免的杂质，含有17％以上的贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织，余量是珠光体组织、铁素体组织或它们的复合组织，渗碳体中的Cr浓度在22％以上，并满足下式(1)，(1.5×Mn+2×Ni)/Cr＜2.35…(1)。
2.一种曲柄轴，其由权利要求1所述的锻造钢制品用低合金钢制造。
锻造钢制品用低合金钢和曲柄轴
技术领域
背景技术
[0004] 可是，组合型的曲柄轴，是通过将成形锻造钢制品用钢而得到的曲拐和曲柄轴颈烧嵌并结合而制造。因此，在柴油机的运转中，为了避免该烧嵌部打滑，对于曲拐所使用的锻造钢制品用钢要求高屈服强度(YS)。随着柴油机的输出功率提高，近来要求450MPa以上这样的高屈服强度。
[0005] 但是，在使用了碳钢的锻造钢制品用钢中，只能得到350MPa以上、380MPa以下程度的屈服强度。另外，使用具有现有的组成的低合金钢的锻造钢制品用钢的情况下，若为大型，则发生淬裂，因此不能制造在轴径大于650mm的大型的组合型曲柄轴上能够使用的锻造钢制品用钢。如此，制造具有450MPa以上的屈服强度，并且制造能够用于大型的组合型曲柄轴的锻造钢制品用钢困难。
[0006] 另外，组合型曲柄轴所使用的曲拐和曲柄轴颈，成形为它们的形状后，会通过切削加工进行整修，因此，对于组合型曲柄轴所使用的锻造钢制品用钢还要求有优异的切削性。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：日本专利第4150054号公报
发明内容
[0010] 本发明基于上述这样的情况而形成，其目的在于，提供一种具有大型锻造钢制品所要求的屈服强度和韧性，并且切削性优异的锻造钢制品用低合金钢。
[0011] 为了解决上述课题而形成的发明，是一种锻造钢制品用低合金钢，其具有如下组成：含有C(碳)：0.30质量％以上并在0.40质量％以下、Si(硅)：大于0质量％并在0.45质量％以下、Mn(锰)：0.50质量％以上并在1.90质量％以下、Ni(镍)：0.70质量％以上并在2.00质量％以下、Cr(铬)：1.00质量％以上并在2.30质量％以下、Mo(钼)：大于0质量％并在
0.35质量％以下、V(钒)：大于0质量％并在0.20质量％以下这样的基本成分，余量是Fe(铁)和不可避免的杂质，含有贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织17％以上，余量是珠光体组织、铁素体组织或它们的复合组织，并满足下式(1)。
0.35质量％以下、V(钒)：大于0质量％并在0.20质量％以下这样的基本成分，余量是Fe(铁)和不可避免的杂质，含有贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织17％以上，余量是珠光体组织、铁素体组织或它们的复合组织，并满足下式(1)。
[0012] (1.5×Mn+2×Ni)/Cr＜2.35…(1)
[0013] 该锻造钢制品用低合金钢，通过使钢材的各组成的含量在上述范围并且满足上式(1)，含有贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织17％以上，由此能够获得优异的韧性，并且能够确保大型的曲柄轴等的大型锻造钢制品所要求的高屈服强度。另外，该锻造钢制品用低合金钢，通过使钢材的组成满足上式(1)，金属组织的渗碳体中的Cr浓度变大，由此切削时的阻力减少，因此切削性优异。
[0014] 另外，为了解决上述课题而形成的另一发明，是由该锻造钢制品用低合金钢制造的曲柄轴。该曲柄轴由于由该锻造钢制品用低合金钢构成，所以如上述具有高屈服强度和韧性，并且切削性优异。
[0016] 图1是表示实施例的贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率与屈服强度的关系的标绘图
[0017] 图2是表示实施例的Mn、Ni和Cr含量与钻孔加工时的扭矩抗力的关系的标绘图具体实施方式
[0018] 以下，对于本发明的锻造钢制品用低合金钢的实施方式进行说明。
[0019] <金属组织>
[0020] 该锻造钢制品用低合金钢的金属组织中，贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的比例(组织分率)是17％以上，余量是珠光体组织、铁素体组织或它们的复合组织。如此在金属组织中使贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率在上述下限以上，该锻造钢制品用低合金钢具有作为船舶用的组合型大型曲柄轴等所要求的高屈服强度(450MPa以上)。还有，作为贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率的测量方法，例如能够通过如下方式进行，从锻造钢制品用低合金钢上切下微观组织观察用的试验片，沿锻伸方向对于该试验片的表面进行镜面研磨，以硝酸乙醇腐蚀液腐蚀，用光学显微镜进行观察。
[0021] <组成>
[0022] 关于该锻造钢制品用低合金钢，具有如下组成，含有C：0.30质量％以上并在0.40质量％以下、Si：大于0质量％并在0.45质量％以下、Mn：0.50质量％以上并在1.90质量％以下、Ni：0.70质量％以上并在2.00质量％以下、Cr：1.00质量％以上并在2.30质量％以下、Mo：大于0质量％并在0.35质量％以下、V：大于0质量％并在0.20质量％以下的基本成分，余量是Fe和不可避免的杂质，并且满足下式(1)。
[0023] (1.5×Mn+2×Ni)/Cr＜2.35…(1)
[0024] 作为该锻造钢制品用低合金钢的C含有率的下限，是0.30质量％，优选为0.32质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的C含有率的上限，是0.40质量％，优选为0.39质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的C含有率低于上述下限，则得不到充分的淬火性，有可能不能确保通过正火后进行回火的处理进行的调质而能够得到充分的屈服强度的金属组织的组织分率。反之，若该锻造钢制品用低合金钢的C含有率高于上述上限，则韧性极端降低，并且，因为提高渗碳体的稳定性而正火时的珠光体的生成被促进，所以屈服强度有可能降低。通过使该锻造钢制品用低合金钢的C含有率在上述范围，能够恰当地确保该锻造钢制品用低合金钢的淬火性和屈服强度。
[0025] 作为该锻造钢制品用低合金钢的Si含有率的下限，为大于0质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的Si含有率的上限，是0.45质量％，优选为0.32质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的Si含有率高于上述上限，则韧性有可能受损。通过使该锻造钢制品用低合金钢的Si含有率在上述范围，能够使该锻造钢制品用低合金钢的淬火性提高，确保充分的韧性。
[0026] 作为该锻造钢制品用低合金钢的Mn含有率的下限，是0.50质量％，优选为0.80质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的Mn含有率的上限，是1.90质量％，优选为1.50质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的Mn含有率低于上述下限，则得不到充分的淬火性，不能确保通过由正火后进行回火这一处理下的调质而能够得到充分的屈服强度的金属组织的组织分率，并且有可能得不到充分的韧性。反之，若该锻造钢制品用低合金钢的Mn含有率高于上述上限，则渗碳体中的Cr浓度降低，切削性有可能受损。通过使该锻造钢制品用低合金钢的Mn含有率在上述范围，能够恰当地确保该锻造钢制品用低合金钢的屈服强度和韧性。
[0027] 作为该锻造钢制品用低合金钢的Ni含有率的下限，是0.70质量％，优选为0.74质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的Ni含有率的上限，是2.00质量％，优选为1.50质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的Ni含有率低于上述下限，则得不到充分的淬火性，有可能不能确保通过由正火后进行回火这一处理下的调质而能够得到充分的屈服强度的金属组织的组织分率。另外，若该锻造钢制品用低合金钢的Ni含有率高于上述上限，则使渗碳体中的Cr浓度降低，切削性有可能受损。通过使该锻造钢制品用低合金钢的Ni含有率在上述范围，能够恰当地确保该锻造钢制品用低合金钢的淬火性和强度。
[0028] 作为该锻造钢制品用低合金钢的Cr含有率的下限，是1.00质量％，优选为1.40质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的Cr含有率的上限，是2.30质量％，优选为2.10质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的Cr含有率低于上述下限，则得不到充分的淬火性，不能确保通过由正火后进行回火这一处理下的调质而能够得到充分的屈服强度的金属组织的组织分率，有可能得不到充分的强度。反之，若该锻造钢制品用低合金钢的Cr含有率高于上述上限，则金属组织的渗碳体的比例增加，韧性有可能受损。通过使该锻造钢制品用低合金钢的Cr含有率在上述范围，能够恰当地确保该锻造钢制品用低合金钢的淬火性、强度和韧性。
[0029] 作为该锻造钢制品用低合金钢的Mo含有率的下限，大于0质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的Mo含有率的上限，是0.35质量％，优选为0.32质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的Mo含有率高于上述上限，则微细碳化物生成，韧性有可能受损。该锻造钢制品用低合金钢含有上述范围的Mo，淬火性提高，能够确保通过由正火后进行回火这一处理下的调质而能够得到充分的屈服强度的金属组织的组织分率，能够获得充分的强度。
[0030] 作为该锻造钢制品用低合金钢的V含有率的下限，大于0质量％。另一方面，作为该锻造钢制品用低合金钢的V含有率的上限，是0.20质量％，优选为0.10质量％。若该锻造钢制品用低合金钢的V含有率高于上述上限，则微细碳化物生成，韧性有可能受损。该锻造钢制品用低合金钢含有上述范围的V，淬火性提高，能够确保通过由正火后进行回火这一处理下的调质而能够得到充分的屈服强度的金属组织的组织分率，获得充分的强度。
[0031] 关于该锻造钢制品用低合金钢，除了上述基本成分以外，余量中含有Fe和不可避免的杂质。另外，作为不可避免的杂质，可允许例如因原料、物资、制造设备等的状况而带入的Cu(铜)、Sn(锡)，As(砷)，Pb(铜)，Ti(钛)等的元素的混入。另外，还主动地含有其他的组成也有效，根据所含有的组成的种类，锻钢材的特性得到进一步改善。
[0032] <各组成的关系式>
[0033] 在该锻造钢制品用低合金钢中，各元素的含量满足下式(1)。
[0034] (1.5×Mn+2×Ni)/Cr＜2.35…(1)
[0035] 在各元素的含量满足上式(1)的范围时，Cr浓度在24％以上的比较脆的渗碳体生成。认为该比较脆的渗碳体生成，会致使切削时的阻力减少，切削性提高。还有，如果渗碳体中的Cr浓度至少在22％以上，则能够得到大型曲柄轴用的部品的切削加工所要求的充分的切削性。
[0036] <机械性质>
[0037] 作为该锻造钢制品用低合金钢的屈服强度(YS)的下限，优选为450MPa，更优选为500MPa。若该锻造钢制品用低合金钢的屈服强度在上述下限以上，则能够制造符合组合型的大型曲柄轴的要求，且轴径为650mm以上的曲柄轴。关于屈服强度的评价，能够通过例如依据JIS-Z2241(2011)的抗拉试验进行。
[0038] 作为该锻造钢制品用低合金钢的吸收能vE(室温下的吸收能)的下限，优选为20J，更优选为30J。若该锻造钢制品用低合金钢的吸收能在上述下限以上，则能够满足组合型的大型曲柄轴所要求的韧性。吸收能的评价，能够通过例如依据JIS-Z2242(2005)的摆锤冲击试验进行。
[0039] <锻造钢制品用低合金钢和曲柄轴的制造方法>
[0041] (熔炼工序)
[0043] (铸造工序)
[0044] 在铸造工序中，使用经上述熔炼工序进行了成分调整的钢，铸造铸锭(钢锭)。在大型锻造钢制品用钢的情况下，主要采用铸锭铸造(インゴツト鋳造)，在比较小型的锻造钢制品的情况下，也可以采用连续铸造法。
[0045] (加热工序)
[0046] 在加热工序中，以规定的温度按规定时间加热钢锭。若处于低温，则材料的变形阻力增大，因此为了在材料的变形能力良好的范围内进行加工，加热温度例如为1150℃以上。另外，为了使钢锭的表面和内部的温度均匀，需要规定的加热时间，加热时间例如为3小时以上。加热时间一般认为与被加工物的直径的平方成正比，越是大型材，加热保持时间越长。
[0047] (锻造工序)
[0049] (热处理工序)
[0050] 在热处理工序，进行退火处理和正火处理后，再进行回火处理。
[0051] 首先，进行锻造的钢锭的退火处理。在退火处理中，加热锻造钢锭，以规定的温度(例如250℃以上、350℃以下)保持规定时间(例如5小时以上)。之后，加热至奥氏体化温度以上(例如850℃以上920℃以下)，保持规定时间(例如3小时以上)后，徐冷至规定温度(例如50℃以上、200℃以下)。此外，上述冷却后，以升温速度30℃/hr以上、70℃/hr以下，缓慢加热至规定的温度(例如500℃以上、800℃以下)，保持一定时间(例如5小时以上)。
[0052] 在正火处理中，退火处理后，从冷却至室温的锻造钢锭上切下钢材，首先，进行该钢材的奥氏体化。奥氏体化以升温速度30℃/hr以上且70℃/hr以下缓慢加热Ac3相变点(830℃)以上，保持一定时间(例如1小时以上)。还有，大型的钢材的情况下，因为加热时在材料的内外产生温差，所以为了缓慢加热至奥氏体化温度，使钢材的表面和内部的温度均匀，需要保持一定时间。该保持时间依存于钢材直径，越是大型材越需要延长。
[0053] 其次，在正火处理中，经过奥氏体化而使钢材的温度达到均质后，冷却钢材。作为这时的冷却速度的下限，优选为0.5℃/分钟，更优选为1℃/分钟。另外，作为上述冷却速度的上限，优选为8℃/分钟，更优选为5℃/分钟。若上述冷却速度低于上述下限，则贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织减少，有可能得不到充分的屈服强度。另一方面，若上述冷却速度高于上述上限，则由于冷却时的热应力和相变应力而有可能发生裂纹。
[0054] 上述冷却后，通过进行回火处理，能够得到该锻造钢制品用低合金钢。钢材的回火，以升温速度30℃/hr以上且70℃/hr以下缓慢加热至规定的温度，保持一定时间(例如5小时以上)。回火为了调整强度、延展性和韧性的平衡，并且为了除去因相变产生的内部应力(残留应力)而例如以550℃以上进行。但是，若处于高温，则碳化物的粗大化，由于位错组织的恢复等而使钢材软化，不能确保充分的强度，因此例如为650℃以下。
[0055] (机械加工工序)
[0056] 将热处理工序后的该锻造钢制品用低合金钢锻造成曲拐和曲柄轴颈后，实施包括切削或磨削的整修机械加工，从而能够得到该曲柄轴用的零件。然后，烧嵌实施了整修机械加工的曲拐和曲柄轴颈，从而能够得到该曲柄轴。
[0057] 【实施例】
[0058] 以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。
[0059] 〔钢种和调质方法的评价〕
[0060] 首先，关于钢种和调质方法，就面向大型曲柄轴的适用性进行评价。
[0061] (实施例1)
[0062] 实施例1中，将具有表1所示的组成的钢，在900℃以上、1230℃以下的温度间进行热锻后，通过气割成形为轴径950mm的曲拐的形状。接着，将该成形的曲拐加热至870℃后，通过空冷加以冷却，进行正火。再将冷却的曲拐加热至620℃，实施回火。
[0063] (比较例1～3)
[0064] 比较例1～3中，是将具有表1所示的组成的钢在900℃以上、1230℃以下的温度间进行热锻后，通过气割成形为轴径620mm、720mm和1062mm的曲拐的形状。接着，将这些成形的曲拐加热至870℃后，通过空冷冷却，进行正火。再将冷却的曲拐加热至620℃，实施回火。
[0065] (比较例4)
[0066] 比较例4中，是将具有表1所示的组成的钢，以900℃以上、1230℃以下的温度间进行热锻后，通过气割成形为轴径720mm的曲拐的形状。接着，将该成形的曲拐加热至870℃后，由水溶液的浓度调整为25质量％的聚烷撑二醇系的聚合物液冷却，进行淬火。再将冷却的曲拐加热至620℃，实施回火。
[0067] [淬裂评价]
[0068] 通过目视检查观察进行了调质的曲拐，确认有无裂纹。
[0069] [屈服强度评价]
[0070] 从进行了调质的曲拐的烧嵌部邻域采集试验片，依据JIS-Z2241(2011)实施抗拉试验。试验片的形状，根据JIS-Z2241(2011)的14A号试验片，为φ6×G.L.30mm，测量屈服强度。在本试验中，屈服强度450MPa以上的为合格。
[0071] 在本试验中，曲拐未确认到裂纹，并且屈服强度为450MPa以上的为综合评价“A”。另外，屈服强度低于450MPa的为综合评价“B”，确认到裂纹的为综合评价“C”。这些测量结果显示在表1中。
[0072] 【表1】
[0073]
[0074] [测量结果]
[0075] 实施例1的曲拐，未确认到淬裂，并且能够得到450MPa以上的屈服强度。由此可知，含有本发明的基本成分、并进行了在正火后实施回火这一处理下的调质的钢，能够在大型曲柄轴上适用。
[0076] 另一方面，使用了比较例1～3的钢的曲拐，虽然未确认到淬裂，但屈服强度低，谈不上能够适用于组合型的大型曲柄轴。
[0077] 另外，使用比较例4的钢的曲拐，尽管轴径比较大，但因为淬火，所以表层和内部容易发生温差，淬火时由于产生的上述温差而发生热应力或相变应力，因此认为发生了裂纹。
[0078] 〔钢的组成和金属组织评价〕
[0079] 接着，对于钢的组成和金属组织进行评价。
[0080] (实施例2～5，比较例5～15)
[0081] 实施例2～5、比较例5～15，熔炼具有表2所示的组成的钢，制造试验用的锻造钢制品用钢。首先，使用高频炉熔炼表1所示的组成的钢，铸造宽170mm×厚120mm×高的230mm的40kg的钢锭。接着，切除所得到的钢锭的冒口部分，以1230℃加热5小时以上10小时以下。接着，利用自由锻压机，将加热的钢锭以高度比压缩至1/2，使钢锭中心线旋转90°而进行锻造，拉伸至宽90mm×厚90mm×长450mm之后，在大气中放冷该原材。其后，将冷却至250℃以上300℃以下的原材在加热炉中保持10小时以上后，以50℃/hr加热，以870℃保持5小时。之后，将该原材炉冷至100℃以上150℃以下后，再以50℃/hr加热，以650℃保持15小时后，在大气中放冷，实施退火处理。
[0082] 接着，从放冷至室温的上述原材上切下宽20mm×厚20mm×长200mm的方料，用小型模拟炉实施奥氏体化处理。奥氏体化处理是将切下的原材(上述方料)以50℃/hr升温至870℃，保持1小时后，使870℃至500℃的温度范围的平均冷却速度为1.0℃/min而进行冷却。其后，将上述原材冷却至室温后，作为回火处理，以620℃保持10小时之后，在大气中放冷。还有，上述的奥氏体化处理之后的从870℃至500℃的温度范围的1.0℃/min这一平均冷却速度，是模拟大型锻造钢制品中的正火后的冷却的冷却速度。
[0083] (比较例16～19)
[0084] 比较例16～19，使用组成与实施例2～5为相同组成的钢，除了使正火后的冷却的平均冷却速度为0.3℃/min以外，其他均与上述实施例2的制造方法同样，由此制造试验用原材。
[0085] (比较例20、21)
[0086] 比较例20、21，使用具有表2所示的组成的钢，通过与上述实施例2同样的制造方法制造试验用原材。还有，比较例20、21中使用的钢，其组成不符合上式(1)。
[0087] (实施例6～9)
[0088] 实施例6～9，使用组成与实施例2～5为相同组成的钢，除了使正火后的冷却的平均冷却速度为5.0℃/min以外，其他均与上述实施例2的制造方法同样，由此制造试验用原材。
[0089] (比较例22、23)
[0090] 比较例22、23，使用组成与比较例20、21为相同组成的钢，除了使正火后的冷却的平均冷却速度为5.0℃/min以外，其他均与上述实施例2的制造方法同样，由此制造试验用原材。
[0091] [机械性质的测量]
[0092] 从制造的上述试验原材上采集试验片，依据JIS-Z2241(2011)实施抗拉试验。试验片的形状，根据JIS-Z2241(2011)的14A号试验片，为φ6×G.L.30mm，测量屈服强度(YS)。在此试验中，屈服强度450MPa以上的为合格。
[0093] 另外，由摆锤冲击试验测量上述试验原材的吸收能(vE)(室温下的吸收能)，进行韧性的评价。摆锤冲击试验依据JIS-Z2242(2005)实施，这时的试验片形状采用JIS-Z2242(2005)的2mmV切口。在此试验中，吸收能为20J以上的判定为合格。
[0094] [金属组织的观察]
[0095] 从试验原材上切下金属组织观察用的试验片，用3％硝酸乙醇腐蚀液对该试验片进行腐蚀，光学显微镜观察。具体来说，用光学显微镜以100倍的倍率进行观察和摄影，对于拍摄的照片，打上11行×11列的网格，数出与贝氏体组织或马氏体组织相遇的网格点。然后，用该网格点的数量除以全部网格数121，作为各视野中的贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率(金属组织的比例)。每个试验原材在3个视野中进行同样的测量，将其平均值作为各原材的贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率。表2中将该组织分率记述为“B·M分率”。
[0096] [渗碳体中的合金元素的浓度分析]
[0097] 渗碳体中的合金元素的浓度分析，通过以附带扫描型电子显微镜(SEM)的EDX进行定量分析来进行。EDX是检测由电子射线照射而发生的特性X射线，通过以能量分光来进行元素分析和组成分析的方法。还有，表2中对于在“渗碳体中Cr浓度”一栏中附加斜线的比较例5～8、10、12～19，不实施渗碳体中的合金元素的浓度分析。
[0098] [切削性评价]
[0099] 作为切削性的评价，对于试验原材进行了钻孔加工时的扭矩抗力值的测量试验。将从宽20mm×厚20mm×200mm的试验原材上，以长度12mm切断的方料作为试验片，对于该试验片的切断面进行钻孔加工。使用φ5mm的超硬钻(サンドビツク株式会社的“860.1-0500-
019A1-PM4234”)，对于一个试验片，用1根钻钻开2个深度10mm的孔。钻孔加工是以转数4,
000rpm，送给速度0.25mm/rev，将润滑油(对于水溶性润滑剂(ユシロ化学工业株式会社的ユシロ一ケン“EC50”)进行50倍稀释)以10L/min的流量一边供给到钻孔加工部一边进行。
在切削性评价中，测量从钻与试验片接触至钻开完深度10mm的孔这一期间的扭矩抗力的平均值，180N·cm以下为合格。还有，表2中对于在“扭矩抗力”一栏中附加斜线的比较例5～8、
10、12～19，不实施切削性的评价。
019A1-PM4234”)，对于一个试验片，用1根钻钻开2个深度10mm的孔。钻孔加工是以转数4,
000rpm，送给速度0.25mm/rev，将润滑油(对于水溶性润滑剂(ユシロ化学工业株式会社的ユシロ一ケン“EC50”)进行50倍稀释)以10L/min的流量一边供给到钻孔加工部一边进行。
在切削性评价中，测量从钻与试验片接触至钻开完深度10mm的孔这一期间的扭矩抗力的平均值，180N·cm以下为合格。还有，表2中对于在“扭矩抗力”一栏中附加斜线的比较例5～8、
10、12～19，不实施切削性的评价。
[0100] 本试验中，屈服强度、吸收能和切削性都判定为合格的为综合评价“A”。另外，屈服强度(YS)低于450MPa的为综合评价“B”，吸收能(vE)低于20J的为综合评价“C”，钻孔加工时的扭矩抗力大于180N·cm的为综合评价“D”。这些测量结果显示在表2中。
[0101] 【表2】
[0102]
[0103] [测量结果]
[0104] 实施例2～9均屈服强度高，韧性和切削性也优异，为综合评价A。这些锻造钢制品用低合金钢，可以说能够适用为大型曲柄轴。
[0105] 相对于此，比较例5～15中，屈服强度、韧性和切削性的至少任意一个不满足合格的范围。这些试验原材，是使用具有不满足本发明的基本成分的范围的组成的钢制成。本发明的基本成分之中，C、Mn、Ni、Cr是有助于强度提高的元素，可以说具有低于本发明中规定的这些元素的含量下限的组成的(比较例5、8、10、12)，屈服强度降低。另外，本发明的基本成分之中，C、Si、Cr、Mo、V是若过剩便会损害韧性的元素，具有高于本发明中规定的这些元素的含量上限的组成的(比较例6、7、13、14、15)，韧性降低。另外，本发明的基本成分之中，Mn和Ni若过剩，则渗碳体组织中的Cr浓度便降低，因此具有高于本发明中规定的这些元素的含量上限的组成的(比较例9、11)，切削性降低。
[0106] 比较例16～19中，因为减小了正火后的冷却的平均冷却速度，所以试验原材中的贝氏体组织和马氏体组织变少，在任意试验原材中均未确认到贝氏体组织和马氏体组织。比较例16～19中，因为贝氏体组织和马氏体组织少，所以认为屈服强度降低。
[0107] 比较例20和21中，使用了所具有的组成满足本发明的基本成分的范围的钢，但Mn、Ni和Cr的含量不满足上式(1)。因此，渗碳体中的Cr浓度变低，认为切削性降低。
[0108] 实施例6～9中，因为增大了正火后的冷却的平均冷却速度，所以试验原材中的贝氏体组织或马氏体组织的比例变多，试验原材的金属组织的全部成为贝氏体组织和马氏体组织。因此，不会使渗碳体中的Cr浓度降低，可以说切削性没有降低。另外，实施例6～9中，屈服强度比实施例2～5提高，可以说通过控制正火后的冷却中的平均冷却速度，能够使屈服强度提高。
[0109] 比较例22和23中，因为相比比较例20和21，增大了正火后的冷却的平均冷却速度，所以试验原材中的贝氏体组织或马氏体组织的比例，多于比较例20和21。但是，因为Mn、Ni和Cr的含量不满足上式(1)，所以渗碳体中的Cr浓度没有提高，可认为相对于比较例20和21，切削性没有提高。
[0110] 关于上述实施例2～9、比较例5～23的测量结果，贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率(B·M分率)与屈服强度(YS)的关系显示在图1中。图1的黑圆形的图示表示实施例的测量结果，四角形的图示表示比较例的测量结果。由图1可知，贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率越高，屈服强度有越提高的倾向，若贝氏体组织、马氏体组织或它们的复合组织的组织分率为17％以上，则能够得到450MPa以上的高屈服强度。
[0111] 另外，关于上述实施例2～9、比较例9、11、20～23的测量结果，上式(1)的左边的值与扭矩抗力的关系显示在图2中。图2的黑圆形的图示表示实施例的测量结果，四角形的图示表示比较例的测量结果。由图2可知，上式(1)的左边的值越大，扭矩抗力有越大的倾向，若上式(1)的左边的值低于2.35，则扭矩抗力为180N·cm以下，能够得到优异的切削性。
[0112] 【产业上的可利用性】
[0113] 如以上说明，该锻造钢制品用低合金钢，具有大型锻造钢制品所要求的高屈服强度和韧性，并且切削性优异，因此适用于船舶用的组合型大型曲柄轴等。
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