钢材 |
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| 申请号 | CN202280063814.2 | 申请日 | 2022-09-22 | 公开(公告)号 | CN117980518A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 日本制铁株式会社; | 发明人 | 宫西庆; 间曽利治; | ||||
| 摘要 | 提供一种切削性优异，能够抑制热加工时的裂纹和高频淬火时的熔融裂纹，并在制造为机械构造用部件的情况下具有优异的疲劳强度的 钢 材。本实施方式的钢材以 质量 ％计含有C：0.05％～0.30％、Si：0.05％～0.45％、Mn：0.30％～2.00％、P：0.030％以下、S：0.010％～0.095％、Cr：0.01％～2.00％、Bi：0.0051％～0.1500％、N：0.0030％～0.0250％，满足下式(1)。在钢材中，微细Bi颗粒的数 密度 是80个/mm2～8000个/mm2，粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm2以下。0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钢材，其中，该钢材以质量％计含有： |
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| 说明书全文 | 钢材技术领域[0001] 本发明涉及一种钢材，进一步详细而言，涉及一种成为机械构造用部件的坯料的钢材。 背景技术[0002] 机械构造用部件用于汽车和建筑车辆的行走部件和车轴等。对机械构造用部件要求较高的疲劳强度。 [0003] 在机械构造用部件的制造工序中，存在对成为机械构造用部件的坯料的钢材实施切削加工的情况。因此，在成为机械构造用部件的坯料的钢材中要求较高的切削性。 [0004] 成为机械构造用部件的坯料的钢材例如由日本特开昭57‑19366号公报(专利文献1)、日本特开2004‑18879号公报(专利文献2)以及日本特开2008‑169411号公报(专利文献 3)公开。 [0005] 专利文献1所公开的钢材含有0.001％～0.05％的Ca、单独或复合地含有0.02％～0.15％的Pb和Bi，将S限制在0.005％以下，将夹杂物设为CaS‑CaO、Pb、Bi系夹杂物，并且，将Al2O3夹杂物抑制成小于0.001％。在该文献中，向钢水中连续地大量添加Ca，使所溶解的S变化成CaS。另外，利用由Ca进行的还原反应，消除Al2O3，或使Al2O3极少。因此，夹杂物成为CaS‑CaO系的夹杂物。之后，向钢水中少量添加Pb、Bi中的一种或两种，生成Pb或Bi的单独夹杂物。由此，在专利文献1中记载为钢材的切削性提高。 [0006] 专利文献2所公开的钢材以质量％计含有B：0.001％～0.010％、N：0.002％～0.010％以及Bi：0.005％～0.10％。在该冷锻用钢中，在横截面每0.5mm×0.5mm的视场面积中，直径为0.7μm以上的BN和含有B的Bi析出物总计存在15个以上。在该钢材中，通过将N作为BN而固定，减少固溶N量，减少加工硬化。而且，在专利文献2中记载为生成含有B的Bi析出物而提高切屑处理性。 [0007] 专利文献3所公开的钢材以质量％计含有C：0.15～0.55％、Si：0.01～2.0％、Mn：0.01～2.5％、Cu：0.01～2.0％、Ni：0.01～2.0％、Cr：0.01～2.5％、Mo：0.01～3.0％、以及从由V和W组成的组中选择出的至少一种元素的总量：0.01～1.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。使该钢材在1010℃～1050℃均热，之后，以200℃/分钟以上的冷却速度将该钢材冷却到500℃～550℃，之后，以100℃/分钟以上的冷却速度将该钢材冷却到150℃以下，之后，以 550℃～700℃的温度区进行加热。实施了这些热处理和冷却处理的钢材的、赋予室温下的HRC硬度的最大值的LMP是17.66以上。在专利文献3中记载为：在该钢材中，LMP是17.66以上，因此，抗软化性提高，热疲劳强度提高。 [0008] 现有技术文献 [0009] 专利文献 [0010] 专利文献1：日本特开昭57‑19366号公报 [0011] 专利文献2：日本特开2004‑18879号公报 [0012] 专利文献3：日本特开2008‑169411号公报 发明内容[0013] 发明要解决的问题 [0014] 另外，以钢材为坯料的机械构造用部件的制造工序的一个例子如下这样。对成为坯料的钢材进行热加工而制造具有机械构造用部件的粗略形状的中间品。热加工例如是热锻。对制造成的中间品实施机械加工(切削加工)而使中间品成为预定的形状。对切削加工后的中间品实施淬火、回火。利用以上的制造工序制造机械构造用部件。 [0015] 对于上述的制造工序中的淬火，为了提高机械构造用部件的局部部位的强度，存在对中间品(钢材)实施高频淬火的情况。在该情况下，对中间品(钢材)中的、要提高强度的部位实施高频感应加热，之后，进行骤冷(淬火)。 [0016] 然而，在高频感应加热时，存在起因于中间品(钢材)的形状而钢材被局部过度地加热的情况。并且，存在钢材的表层和内部的局部熔融而产生裂纹的情况。在本说明书中也将这样的裂纹称为“熔融裂纹”。于在机械构造用部件的制造工序中实施高频淬火的情况下，在钢材中要求熔融裂纹的抑制。 [0017] 而且，在钢材的制造工序时以及在使用了该钢材的机械构造用部件的制造工序时，实施热加工(例如，热轧、热锻等)。因而，对成为机械构造用部件的坯料的钢材不仅要求熔融裂纹的抑制，也要求热加工时的裂纹的抑制。其中，在本说明书中也将热加工时的裂纹称为“热加工裂纹”。因而，对成为机械构造用部件的坯料的钢材，不仅要求优异的切削性，要求在将该钢材制造为机械构造用部件的情况下可获得较高的疲劳强度，也要求热加工裂纹的抑制和熔融裂纹的抑制。 [0018] 在上述的专利文献1～专利文献3中，至少未对热加工裂纹的抑制和熔融裂纹的抑制进行研究。 [0019] 本发明的目的在于提供一种切削性优异，能够抑制热加工时的裂纹、能够抑制高频淬火时的熔融裂纹、在制造为机械构造用部件的情况下可获得优异的疲劳强度的钢材。 [0020] 用于解决问题的方案 [0021] 本公开的钢材以质量％计含有： [0022] C：0.05％～0.30％、 [0023] Si：0.05％～0.45％、 [0024] Mn：0.30％～2.00％、 [0025] P：0.030％以下、 [0026] S：0.010％～0.095％、 [0027] Cr：0.01％～2.00％、 [0028] Bi：0.0051％～0.1500％，以及 [0029] N：0.0030％～0.0250％， [0030] 余量为Fe和杂质，所述钢材满足式(1)， [0031] 在所述钢材中， [0032] 圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密度是80个/mm2～8000个/mm2，[0033] 圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm2以下， [0034] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0035] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量，在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。 [0036] 本公开的钢材以质量％计含有： [0037] C：0.05％～0.30％、 [0038] Si：0.05％～0.45％、 [0039] Mn：0.30％～2.00％、 [0040] P：0.030％以下、 [0041] S：0.010％～0.095％、 [0042] Cr：0.01％～2.00％、 [0043] Bi：0.0051％～0.1500％，以及 [0044] N：0.0030％～0.0250％， [0045] 该钢材还含有从由第1组～第5组组成的组中选择的一种以上的元素， [0046] 余量为Fe和杂质，而且，所述钢材满足式(1)， [0047] 在所述钢材中， [0048] 圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密度是80个/mm2～8000个/mm2，[0049] 圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm2以下， [0050] [第1组] [0051] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0052] Al：0.060％以下，以及 [0053] Mg：0.0100％以下， [0054] [第2组] [0055] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0056] Ti：0.1500％以下、 [0057] Nb：0.0800％以下、 [0058] W：0.4000％以下，以及 [0059] Zr：0.2000％以下， [0060] [第3组] [0061] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0062] Ca：0.0100％以下、 [0063] Te：0.0100％以下、 [0064] B：0.0050％以下、 [0065] Sn：0.0100％以下，以及 [0066] 稀土元素：0.0100％以下， [0067] [第4组] [0068] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0069] Co：0.0100％以下、 [0070] Se：0.0100％以下、 [0071] Sb：0.0100％以下，以及 [0072] In：0.0100％以下， [0073] [第5组] [0074] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0075] V：0.200％以下、 [0076] Mo：1.00％以下、 [0077] Cu：0.20％以下，以及 [0078] Ni：0.20％以下， [0079] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0080] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量，在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。 [0081] 发明的效果 [0083] 图1是以100℃/秒的升温速度将本实施方式的钢材的范围外的钢材加热到1390℃而保持15秒钟，之后，进行了水冷之后的显微组织的示意图。 [0084] 图2是在以100℃/秒的升温速度将本实施方式的钢材加热到1390℃而保持15秒钟，之后，进行了水冷之后的显微组织的示意图。 [0085] 图3是在实施例中所使用的旋转弯曲疲劳试验片的侧视图。 具体实施方式[0086] 本发明人等首先对切削性优异、在制造为机械构造用部件的情况下可获得优异的疲劳强度的钢材的化学组成进行了研究。其结果，本发明人等认为若是化学组成以质量％计含有C：0.05％～0.30％、Si：0.05％～0.45％、Mn：0.30％～2.00％、P：0.030％以下、S：0.010％～0.095％、Cr：0.01％～2.00％、N：0.0030％～0.0250％、Al：0～0.060％、Mg：0～ 0.0100％、Ti：0～0.1500％、Nb：0～0.0800％、W：0～0.4000％、Zr：0～0.2000％、Ca：0～ 0.0100％、Te：0～0.0100％、B：0～0.0050％、Sn：0～0.0100％、稀土元素：0～0.0100％、Co： 0～0.0100％、Se：0～0.0100％、Sb：0～0.0100％、In：0～0.0100％、V：0～0.200％、Mo：0～ 1.00％、Cu：0～0.20％、以及Ni：0～0.20％、余量为Fe和杂质的钢材，则存在切削性优异，并在制造为机械构造用部件的情况下可获得优异的疲劳强度的可能性。 [0087] 然而，在仅将钢材设为上述的化学组成时，不一定可获得优异的切削性，不一定在制造为机械构造用部件的情况下可获得优异的疲劳强度。即使化学组成中的各元素含量处于上述的范围内，若钢材的硬度提高，则钢材的切削性也会降低。另一方面，即使化学组成中的各元素含量处于上述的范围内，若钢材的硬度降低，则以该钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的疲劳强度也会变低。因而，为了兼顾机械构造用部件的疲劳强度和钢材的切削性，将作为机械构造用部件的坯料的钢材的硬度设为恰当的范围的做法是有效的。 [0088] 因此，本发明人等对影响化学组成中的各元素含量处于上述的范围内的钢材的硬度的元素的含量进行了研究。上述的化学组成中的元素中的C、Si、Mn、Cr以及V尤其提高以钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的内部硬度，其结果，提高机械构造用部件的疲劳强度。另一方面，S使内部硬度降低。因而，本发明人等认为通过将这些元素的含量设为恰当的范围，能够兼顾钢材的切削性的提高和以钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的疲劳强度的提高。进一步的研究的结果，本发明人等发现了如下内容：对于化学组成中的各元素含量处于上述的范围内的钢材，若使其满足式(1)，则在钢材中可获得优异的切削性，而且，在制造为机械构造用部件时可获得优异的疲劳强度。 [0089] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0090] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量。在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。 [0091] 接着，本发明人等对在化学组成中的各元素含量处于上述的范围内，且满足式(1)的钢材中能够抑制高频淬火时的熔融裂纹的方法进行了研究。首先，本发明人等为了确定在高频淬火时在钢材产生熔融裂纹的原因而观察了产生了熔融裂纹的部位的显微组织。其结果，在产生了熔融裂纹的部位未产生脱碳。另一方面，在脱碳的部位未产生熔融裂纹。 [0092] 根据该结果，本发明人等认为C含量影响在高频淬火时的钢材所产生的熔融裂纹。具体而言，由于向晶界偏析的C而易于产生熔融裂纹。因此，本发明人等对抑制C向晶界偏析的方法进行了研究。 [0093] 研究的结果，本发明人等发现了如下内容：能够通过在上述的化学组成中还含有0.0051％～0.1500％的Bi来替代Fe的一部分来抑制高频淬火时的钢材的熔融裂纹。认为其理由如下这样。若适量含有Bi，则Bi作为夹杂物存在于钢材中。以下，将由Bi组成的夹杂物称为Bi颗粒。Bi颗粒利用钉扎效应来抑制高频淬火时的钢材中的奥氏体晶粒的粗大化。若Bi颗粒微细，则钉扎效应提高。在高频淬火时，若奥氏体晶粒维持微细，则奥氏体晶粒的晶界面积增大。若晶界面积增大，则每单位面积的向奥氏体晶界偏析的C的浓度减少。其结果，可抑制熔融裂纹的产生。 [0094] 如上所述，通过适量含有Bi来抑制高频淬火时的熔融裂纹的产生。然而，弄清楚了如下内容：在对钢材实施热加工的情况下，存在产生裂纹的情况。在此所说的热加工例如是在钢材的制造工序中所实施的热轧、或者在机械构造用部件的制造工序中所实施的热锻等。因此，对热加工时的裂纹的原因进行了调查。其结果，本发明人等获得了如下新的见解。 [0095] 在为了熔融裂纹的抑制而在钢材中含有Bi的情况下，在钢材中存在如下情况：与圆当量直径是1.0μm以下的微细的Bi颗粒(Bi夹杂物)一起生成圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒。粗大Bi颗粒易于成为热加工时的裂纹的起点。因此，若粗大Bi颗粒的数密度过高，则易于在热加工时产生裂纹(热加工裂纹)。 [0096] 如上所述，在含有Bi的钢材中，虽然易于抑制高频淬火时的熔融裂纹，但易于产生起因于粗大Bi颗粒的热加工裂纹。若钢材中的Bi颗粒微细，则可抑制高频淬火时的熔融裂纹。另一方面，若钢材中的Bi颗粒粗大，则易于产生热加工裂纹。 [0097] 基于以上的研究结果，本发明人等认为：通过一定程度地确保钢材中的微细Bi颗粒的数密度，并且尽量抑制钢材中的粗大Bi颗粒的数密度，能够抑制高频淬火时的熔融裂纹，并且，也能够抑制热加工裂纹。因此，对充分地发挥这些效果的微细Bi颗粒的数密度和粗大Bi颗粒的数密度进一步进行了调查和研究。其结果，本发明人等发现了如下内容：在上述的化学组成的钢材中，以满足上述的式(1)为前提，若圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细2 2 Bi颗粒的数密度是80个/mm～8000个/mm且圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密 2 度是10个/mm以下，则能够抑制高频淬火时的熔融裂纹，并且，也能够抑制热加工裂纹。 [0098] 基于以上的见解而完成的本实施方式的钢材具有如下结构。 [0099] [1]一种钢材，其中，该钢材以质量％计含有： [0100] C：0.05％～0.30％、 [0101] Si：0.05％～0.45％、 [0102] Mn：0.30％～2.00％、 [0103] P：0.030％以下、 [0104] S：0.010％～0.095％、 [0105] Cr：0.01％～2.00％、 [0106] Bi：0.0051％～0.1500％，以及 [0107] N：0.0030％～0.0250％， [0108] 余量为Fe和杂质，所述钢材满足式(1)， [0109] 在所述钢材中， [0110] 圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密度是80个/mm2～8000个/mm2，[0111] 圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm2以下， [0112] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0113] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量，在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。 [0114] [2]一种钢材，其中，该钢材以质量％计含有： [0115] C：0.05％～0.30％、 [0116] Si：0.05％～0.45％、 [0117] Mn：0.30％～2.00％、 [0118] P：0.030％以下、 [0119] S：0.010％～0.095％、 [0120] Cr：0.01％～2.00％、 [0121] Bi：0.0051％～0.1500％，以及 [0122] N：0.0030％～0.0250％， [0123] 该钢材还含有从由第1组～第5组组成的组中选择出的一种以上的元素， [0124] 余量为Fe和杂质，所述钢材满足式(1)， [0125] 在所述钢材中， [0126] 圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密度是80个/mm2～8000个/mm2，[0127] 圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm2以下， [0128] [第1组] [0129] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0130] Al：0.060％以下，以及 [0131] Mg：0.0100％以下， [0132] [第2组] [0133] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0134] Ti：0.1500％以下、 [0135] Nb：0.0800％以下、 [0136] W：0.4000％以下，以及 [0137] Zr：0.2000％以下， [0138] [第3组] [0139] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0140] Ca：0.0100％以下、 [0141] Te：0.0100％以下、 [0142] B：0.0050％以下、 [0143] Sn：0.0100％以下，以及 [0144] 稀土元素：0.0100％以下， [0145] [第4组] [0146] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0147] Co：0.0100％以下、 [0148] Se：0.0100％以下、 [0149] Sb：0.0100％以下，以及 [0150] In：0.0100％以下， [0151] [第5组] [0152] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0153] V：0.200％以下、 [0154] Mo：1.00％以下、 [0155] Cu：0.20％以下，以及 [0156] Ni：0.20％以下， [0157] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0158] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量。在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。 [0159] [3]根据[2]所述的钢材，其中， [0160] 所述钢材含有所述第1组。 [0161] [4]根据[2]或[3]所述的钢材，其中， [0162] 所述钢材含有所述第2组。 [0163] [5]根据[2]～[4]中任一项所述的钢材，其中， [0164] 所述钢材含有所述第3组。 [0165] [6]根据[2]～[5]中任一项所述的钢材，其中， [0166] 所述钢材含有所述第4组。 [0167] [7]根据[2]～[6]中任一项所述的钢材，其中， [0168] 所述钢材含有所述第5组。 [0170] [本实施方式的钢材的技术特征] [0171] 本实施方式的钢材满足如下技术特征1～技术特征4。 [0172] (技术特征1) [0173] 化学组成以质量％计含有C：0.05％～0.30％、Si：0.05％～0.45％、Mn：0.30％～2.00％、P：0.030％以下、S：0.010％～0.095％、Cr：0.01％～2.00％、Bi：0.0051％～ 0.1500％、N：0.0030％～0.0250％、Al：0～0.060％、Mg：0～0.0100％、Ti：0～0.1500％、Nb： 0～0.0800％、W：0～0.4000％、Zr：0～0.2000％、Ca：0～0.0100％、Te：0～0.0100％、B：0～ 0.0050％、Sn：0～0.0100％、稀土元素：0～0.0100％、Co：0～0.0100％、Se：0～0.0100％、Sb：0～0.0100％、In：0～0.0100％以下、V：0～0.200％、Mo：0～1.00％、Cu：0～0.20％，以及Ni：0～0.20％以下，余量为Fe和杂质。 [0174] (技术特征2) [0175] 以各元素含量处于技术特征1的范围内为前提，满足式(1)。 [0176] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0177] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量。在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。 [0178] (技术特征3) [0179] 在钢材中，圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密度是80个/mm2～80002 个/mm。 [0180] (技术特征4) [0181] 在钢材中，圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm2以下。 [0182] 以下，对各技术特征1～技术特征4进行说明。 [0183] [(技术特征1)对于化学组成] [0184] 本实施方式的钢材的化学组成含有如下元素。 [0185] C：0.05％～0.30％ [0186] 碳(C)提高以钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的硬度，提高机械构造用部件的疲劳强度。若C含量小于0.05％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0187] 另一方面，若C含量超过0.30％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，C也会向晶界偏析。在该情况下，晶界处的C浓度变高。若C浓度提高，则熔点降低。因此，在高频淬火时易于产生熔融裂纹。 [0188] 因而，C含量是0.05％～0.30％。 [0189] C含量的优选的下限是0.08％，进一步优选是0.10％，进一步优选是0.13％。 [0190] C含量的优选的上限是0.28％，进一步优选是0.25％，进一步优选是0.23％。 [0191] Si：0.05％～0.45％ [0192] 硅(Si)在制钢工序中使钢脱氧。Si还提高机械构造用部件的硬度，提高机械构造用部件的疲劳强度。若Si含量小于0.05％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0193] 另一方面，Si与C之间的亲和力较弱。因此，若Si含量超过0.45％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也会在高频感应加热时，C相比于留在固溶有Si的晶粒内而易于向晶界偏析。其结果，在高频淬火时易于产生熔融裂纹。 [0194] 因而，Si含量是0.05％～0.45％。 [0195] Si含量的优选的下限是0.07％，进一步优选是0.10％，进一步优选是0.13％。 [0196] Si含量的优选的上限是0.43％，进一步优选是0.40％，进一步优选是0.38％。 [0197] Mn：0.30％～2.00％ [0198] 锰(Mn)在制钢工序中使钢脱氧。Mn还与C之间的亲和力较强。因此，在加热时，C留在固溶有Mn的晶粒内。因此，可抑制C向晶界的偏析，可抑制高频淬火时的熔融裂纹的产生。若Mn含量小于0.30％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0199] 另一方面，若Mn含量超过2.00％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，钢材的硬度也会过度地提高。其结果，钢材的切削性降低。 [0200] 因而，Mn含量是0.30％～2.00％。 [0201] Mn含量的优选的下限是0.35％，进一步优选是0.40％，进一步优选是0.50％，进一步优选是0.60％。 [0202] Mn含量的优选的上限是1.90％，进一步优选是1.70％，进一步优选是1.50％，进一步优选是1.40％。 [0203] P：0.030％以下 [0204] 磷(P)是杂质。P向晶界偏析。因此，P使钢材的熔点降低。因此，在高频淬火时易于产生熔融裂纹。 [0205] 因而，P含量是0.030％以下。 [0206] P含量优选尽量低。然而，P含量的过度的减少会提高制造成本。因而，若考虑通常的工业生产，则P含量的优选的下限超过0％，进一步优选是0.001％，进一步优选是0.002％。 [0207] P含量的优选的上限是0.028％，进一步优选是0.026％，进一步优选是0.023％，进一步优选是0.020％。 [0208] S：0.010％～0.095％ [0209] 硫(S)形成硫化物系夹杂物，提高钢材的切削性。若S含量小于0.010％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0210] 另一方面，S使钢材的熔点降低。因此，若S含量超过0.095％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在高频淬火时易于产生熔融裂纹。 [0211] 因而，S含量是0.010％～0.095％。 [0212] S含量的优选的下限是0.012％，进一步优选是0.015％，进一步优选是0.018％，进一步优选是0.020％。 [0213] S含量的优选的上限是0.080％，进一步优选是0.070％，进一步优选是0.060％。 [0214] Cr：0.01％～2.00％ [0215] 铬(Cr)提高钢材的淬透性。因此，机械构造用部件的内部硬度提高。其结果，机械构造用部件的疲劳强度提高。Cr还与C之间的亲和力较强。因此，在加热时，C留在固溶有Cr的晶粒内。因此，可抑制C向晶界的偏析，可抑制高频淬火时的熔融裂纹的产生。Cr还与S结合而形成Cr硫化物。在该情况下，可抑制粗大的FeS的形成。其结果，热加工时的钢材的延性提高，可抑制热加工裂纹。若Cr含量小于0.01％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0216] 另一方面，若Cr含量超过2.00％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，钢材的硬度也会过度地提高。其结果，钢材的切削性降低。 [0217] 因而，Cr含量是0.01％～2.00％。 [0218] Cr含量的优选的下限是0.02％，进一步优选是0.04％，进一步优选是0.06％，进一步优选是0.08％，进一步优选是0.10％。 [0219] Cr含量的优选的上限是1.90％，进一步优选是1.70％，进一步优选是1.50％，进一步优选是1.20％。 [0220] Bi：0.0051％～0.1500％ [0221] 铋(Bi)在钢材中形成夹杂物(Bi颗粒)。因此，可抑制高频淬火时的熔融裂纹。Bi还提高钢材的切削性。若Bi含量小于0.0051％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0222] 另一方面，若Bi含量超过0.1500％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也会生成粗大的Bi颗粒。粗大的Bi颗粒在钢材的制造工序中的热加工时、或以钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的制造工序中的热加工时易于成为裂纹的起点。因此，易于产生热加工裂纹。 [0223] 因而，Bi含量是0.0051％～0.1500％。 [0224] Bi含量的优选的下限是0.0080％，进一步优选是0.0100％，进一步优选是0.0120％，进一步优选是0.0140％，进一步优选是0.0160％。 [0225] Bi含量的优选的上限是0.1400％，进一步优选是0.1350％，进一步优选是0.1300％。 [0226] N：0.0030％～0.0250％ [0227] 氮(N)在机械构造用部件的制造工序中的热加工后的冷却过程中形成氮化物和/或碳氮化物而对钢材进行析出强化。其结果，机械构造用部件的疲劳强度提高。若N含量小于0.0030％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也无法充分地获得上述效果。 [0228] 另一方面，若N含量超过0.0250％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，钢材的热加工性也会降低。 [0229] 因而，N含量是0.0030％～0.0250％。 [0230] N含量的优选的下限是0.0035％，进一步优选是0.0040％，进一步优选是0.0050％，进一步优选是0.0080％。 [0231] N含量的优选的上限是0.0240％，进一步优选是0.0230％，进一步优选是0.0200％，进一步优选是0.0180％，进一步优选是0.0150％。 [0232] 本实施方式的钢材的化学组成的余量为Fe和杂质。其中，杂质是指，在工业制造钢材之际，从作为原料的矿石、废料、或制造环境等混入的成分，且不是有意地含有的成分，是指在不给本实施方式的钢材带来不良影响的范围内所容许的成分。 [0233] 作为杂质，可列举出除了上述的杂质(P、S)以外的所有的元素。杂质可以仅是一种，也可以是两种以上。除了上述的杂质以外的其他杂质例如如下这样。O：0.0050％以下、Ta和Zn：合计0～0.01％、Pb：0～0.09％。 [0234] [对于任意元素(Optional Elements)] [0235] 也可以是，本实施方式的化学组成还含有从由第1组～第5组组成的组中选择出的一种以上的元素来替代Fe的一部分。 [0236] [第1组] [0237] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0238] Al：0.060％以下，以及 [0239] Mg：0.0100％以下， [0240] [第2组] [0241] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0242] Ti：0.1500％以下、 [0243] Nb：0.0800％以下、 [0244] W：0.4000％以下，以及 [0245] Zr：0.2000％以下， [0246] [第3组] [0247] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0248] Ca：0.0100％以下、 [0249] Te：0.0100％以下、 [0250] B：0.0050％以下、 [0251] Sn：0.0100％以下，以及 [0252] 稀土元素：0.0100％以下， [0253] [第4组] [0254] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0255] Co：0.0100％以下、 [0256] Se：0.0100％以下、 [0257] Sb：0.0100％以下，以及 [0258] In：0.0100％以下， [0259] [第5组] [0260] 从由以下元素组成的组中选择出的一种以上的元素： [0261] V：0.200％以下、 [0262] Mo：1.00％以下、 [0263] Cu：0.20％以下，以及 [0264] Ni：0.20％以下， [0265] 以下，对各任意元素进行说明。 [0266] [第1组：Al和Mg] [0267] 也可以是，本实施方式的钢材的化学组成还含有上述的第1组来替代Fe的一部分。这些元素是任意元素，均使钢脱氧。以下，对第1组的各元素进行说明。 [0268] Al：0.060％以下 [0270] 在含有Al的情况下，也就是说，在Al含量超过0％的情况下，Al使钢脱氧。只要含有少量的Al，就可一定程度获得上述效果。 [0271] 然而，若Al含量超过0.060％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，Al也会形成粗大的氧化物。粗大的氧化物降低机械构造用部件的疲劳强度。 [0272] 因而，Al含量是0～0.060％。在含有Al的情况下，Al含量是0.060％以下。 [0273] Al含量的优选的下限是0.001％，进一步优选是0.002％，进一步优选是0.003％，进一步优选是0.005％，进一步优选是0.010％。 [0274] Al含量的优选的上限是0.055％，进一步优选是0.050％，进一步优选是0.045％。 [0275] Mg：0.0100％以下 [0276] 镁(Mg)是任意元素，也可以不含有镁(Mg)。也就是说，Mg含量也可以是0％。 [0277] 在含有Mg的情况下，也就是说，在Mg含量超过0％的情况下，Mg使钢脱氧。只要含有少量的Mg，就可一定程度获得上述效果。 [0278] 然而，若Mg含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，Mg也会形成粗大的氧化物。粗大的氧化物降低机械构造用部件的疲劳强度。 [0279] 因而，Mg含量是0～0.0100％。在含有Mg的情况下，Mg含量是0.0100％以下。 [0280] Mg含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0003％，进一步优选是0.0005％。 [0281] Mg含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0070％，进一步优选是0.0050％，进一步优选是0.0040％。 [0282] [第2组：Ti、Nb、W以及Zr] [0283] 也可以是，本实施方式的钢材的化学组成还含有上述的第2组来替代Fe的一部分。这些元素是任意元素，均形成析出物而提高机械构造用部件的韧性。以下，对第2组的各元素进行说明。 [0284] Ti：0.1500％以下 [0285] 钛(Ti)是任意元素，也可以不含有钛(Ti)。也就是说，Ti含量也可以是0％。 [0286] 在含有Ti的情况下，也就是说，在Ti含量超过0％的情况下，Ti在机械构造用部件的制造工序中的热加工工序的冷却过程中形成碳化物和/或碳氮化物而使晶粒微细化。由此，机械构造用部件的韧性提高。只要含有少量的Ti，就可一定程度获得上述效果。 [0287] 然而，若Ti含量超过0.1500％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，上述效果也会饱和，制造成本变高。 [0288] 因而，Ti含量是0～0.1500％。在含有Ti的情况下，Ti含量是0.1500％以下。 [0289] Ti含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0010％，进一步优选是0.0050％，进一步优选是0.0080％。 [0290] Ti含量的优选的上限是0.1400％，进一步优选是0.1200％，进一步优选是0.1000％，进一步优选是0.0500％，进一步优选是0.0200％，进一步优选是0.0150％。 [0291] Nb：0.0800％以下 [0292] 铌(Nb)是任意元素，也可以不含有铌(Nb)。也就是说，Nb含量也可以是0％。 [0293] 在含有Nb的情况下，也就是说，在Nb含量超过0％的情况下，Nb在机械构造用部件的制造工序中的热加工工序的冷却过程中形成碳化物和/或碳氮化物而使晶粒微细化。由此，机械构造用部件的韧性提高。只要含有少量的Nb，就可一定程度获得上述效果。 [0294] 然而，若Nb含量超过0.0800％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，上述效果也会饱和，制造成本变高。 [0295] 因而，Nb含量是0～0.0800％。在含有Nb的情况下，Nb含量是0.0800％以下。 [0296] Nb含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0010％，进一步优选是0.0050％，进一步优选是0.0080％。 [0297] Nb含量的优选的上限是0.0700％，进一步优选是0.0600％，进一步优选是0.0500％，进一步优选是0.0200％，进一步优选是0.0150％。 [0298] W：0.4000％以下 [0299] 钨(W)是任意元素，也可以不含有钨(W)。也就是说，W含量也可以是0％。 [0300] 在含有W的情况下，也就是说，W含量超过0％的情况下，W在机械构造用部件的制造工序中的热加工工序的冷却过程中形成碳化物和/或碳氮化物而使晶粒微细化。由此，机械构造用部件的韧性提高。只要含有少量的W，就可一定程度获得上述效果。 [0301] 然而，若W含量超过0.4000％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，上述效果也会饱和，制造成本变高。 [0302] 因而，W含量是0～0.4000％。在含有W的情况下，W含量是0.4000％以下。 [0303] W含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0050％，进一步优选是0.0500％。 [0304] W含量的优选的上限是0.3500％，进一步优选是0.3000％，进一步优选是0.2000％。 [0305] Zr：0.2000％以下 [0306] 锆(Zr)是任意元素，也可以不含有锆(Zr)。也就是说，Zr含量也可以是0％。 [0307] 在含有Zr的情况下，也就是说，在Zr含量超过0％的情况下，Zr在机械构造用部件的制造工序中的热加工工序的冷却过程中形成碳化物和/或碳氮化物而使晶粒微细化。由此，机械构造用部件的韧性提高。只要含有少量的Zr，就可一定程度获得上述效果。 [0308] 然而，若Zr含量超过0.2000％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，上述效果也会饱和，制造成本变高。 [0309] 因而，Zr含量是0～0.2000％。在含有Zr的情况下，Zr含量是0.2000％以下。 [0310] Zr含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0010％，进一步优选是0.0020％，进一步优选是0.0050％。 [0311] Zr含量的优选的上限是0.1500％，进一步优选是0.1000％，进一步优选是0.0500％，进一步优选是0.0100％。 [0312] [第3组：Ca、Te、B、Sn以及稀土元素] [0313] 也可以是，本实施方式的钢材的化学组成还含有上述的第3组来替代Fe的一部分。这些元素是任意元素，均提高钢材的切削性。以下，对第3组的各元素进行说明。 [0314] Ca：0.0100％以下 [0315] 钙(Ca)是任意元素，也可以不含有钙(Ca)。也就是说，Ca含量也可以是0％。 [0316] 在含有Ca的情况下，也就是说，在Ca含量超过0％的情况下，Ca提高钢材的切削性。只要含有少量的Ca，就可一定程度获得上述效果。 [0317] 然而，若Ca含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也会形成粗大氧化物。在该情况下，机械构造用部件的疲劳强度降低。 [0318] 因而，Ca含量是0～0.0100％。在含有Ca的情况下，Ca含量是0.0100％以下。 [0319] Ca含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0010％，进一步优选是0.0015％。 [0320] Ca含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0070％，进一步优选是0.0050％，进一步优选是0.0030％，进一步优选是0.0020％。 [0321] Te：0.0100％以下 [0322] 碲(Te)是任意元素，也可以不含有碲(Te)。也就是说，Te含量也可以是0％。 [0323] 在含有Te的情况下，也就是说，在Te含量超过0％的情况下，Te提高钢材的切削性。只要含有少量的Te，就可一定程度获得上述效果。 [0324] 然而，若Te含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0325] 因而，Te含量是0～0.0100％。在含有Te的情况下，Te含量是0.0100％以下。 [0326] Te含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0003％，进一步优选是0.0010％。 [0327] Te含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0085％，进一步优选是0.0080％。 [0328] B：0.0050％以下 [0329] 硼(B)是任意元素，也可以不含有硼(B)。也就是说，B含量也可以是0％。 [0330] 在含有B的情况下，也就是说，在B含量超过0％的情况下，B提高钢材的切削性。只要含有少量的B，就可一定程度获得上述效果。 [0331] 然而，若B含量超过0.0050％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0332] 因而，B含量是0～0.0050％。在含有B的情况下，B含量是0.0050％以下。 [0333] B含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0334] B含量的优选的上限是0.0040％，进一步优选是0.0035％，进一步优选是0.0030％。 [0335] Sn：0.0100％以下 [0336] 锡(Sn)是任意元素，也可以不含有锡(Sn)。也就是说，Sn含量也可以是0％。 [0337] 在含有Sn的情况下，也就是说，在Sn含量超过0％的情况下，Sn提高钢材的切削性。只要含有少量的Sn，就可一定程度获得上述效果。 [0338] 然而，若Sn含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0339] 因而，Sn含量是0～0.0100％。在含有Sn的情况下，Sn含量是0.0100％以下。 [0340] Sn含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0341] Sn含量的优选的上限是0.0095％，进一步优选是0.0090％，进一步优选是0.0085％，进一步优选是0.0080％。 [0342] 稀土元素：0.0100％以下 [0343] 稀土元素(REM)是任意元素，也可以不含有稀土元素(REM)。也就是说，REM含量也可以是0％。 [0344] 在含有REM的情况下，也就是说，在REM含量超过0％的情况下，REM提高钢材的切削性。只要含有少量的REM，就可一定程度获得上述效果。 [0345] 然而，若REM含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0346] 因而，REM含量是0～0.0100％。在含有REM的情况下，REM含量是0.0100％以下。 [0347] REM含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0348] REM含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0070％，进一步优选是0.0055％。 [0349] 本说明书中的REM是指从由原子序数21的钪(Sc)、原子序数39的钇(Y)、以及作为镧系元素的原子序数57的镧(La)～原子序数71的镥(Lu)组成的组中选择出的一种或两种以上的元素。另外，本说明书中的REM含量是指这些元素的总含量。 [0350] [第4组：Co、Se、Sb以及In] [0351] 也可以是，本实施方式的钢材的化学组成还含有上述的第4组来替代Fe的一部分。这些元素是任意元素，均抑制钢材的脱碳。以下，对第4组的各元素进行说明。 [0352] Co：0.0100％以下 [0353] 钴(Co)是任意元素，也可以不含有钴(Co)。也就是说，Co含量也可以是0％。 [0354] 在含有Co的情况下，也就是说，在Co含量超过0％的情况下，Co在热加工时抑制钢材的脱碳。只要含有少量的Co，就可一定程度获得上述效果。 [0355] 然而，若Co含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0356] 因而，Co含量是0～0.0100％。在含有Co的情况下，Co含量是0.0100％以下。 [0357] Co含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0358] Co含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0080％，进一步优选是0.0070％。 [0359] Se：0.0100％以下 [0360] 硒(Se)是任意元素，也可以不含有硒(Se)。也就是说，Se含量也可以是0％。 [0361] 在含有Se的情况下，也就是说，在Se含量超过0％的情况下，Se在热加工时抑制钢材的脱碳。只要含有少量的Se，就可一定程度获得上述效果。 [0362] 然而，若Se含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0363] 因而，Se含量是0～0.0100％。在含有Se的情况下，Se含量是0.0100％以下。 [0364] Se含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0365] Se含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0080％，进一步优选是0.0070％。 [0366] Sb：0.0100％以下 [0367] 锑(Sb)是任意元素，也可以不含有锑(Sb)。也就是说，Sb含量也可以是0％。 [0368] 在含有Sb的情况下，也就是说，在Sb含量超过0％的情况下，Sb在热加工时抑制钢材的脱碳。只要含有少量的Sb，就可一定程度获得上述效果。 [0369] 然而，若Sb含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0370] 因而，Sb含量是0～0.0100％。在含有Sb的情况下，Sb含量是0.0100％以下。 [0371] Sb含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0372] Sb含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0080％，进一步优选是0.0070％。 [0373] In：0.0100％以下 [0374] 铟(In)是任意元素，也可以不含有铟(In)。也就是说，In含量也可以是0％。 [0375] 在含有In的情况下，也就是说，在In含量超过0％的情况下，In在热加工时抑制钢材的脱碳。只要含有少量的In，就可一定程度获得上述效果。 [0376] 然而，若In含量超过0.0100％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在钢材易于产生热加工裂纹。 [0377] 因而，In含量是0～0.0100％。在含有In的情况下，In含量是0.0100％以下。 [0378] In含量的优选的下限是0.0001％，进一步优选是0.0005％，进一步优选是0.0010％。 [0379] In含量的优选的上限是0.0090％，进一步优选是0.0080％，进一步优选是0.0070％。 [0380] [第5组：V、Mo、Cu以及Ni] [0381] 也可以是，本实施方式的钢材的化学组成还含有上述的第5组来替代Fe的一部分。这些元素是任意元素，均提高机械构造用部件的疲劳强度。以下，对第5组的各元素进行说明。 [0382] V：0.200％以下 [0383] 钒(V)是任意元素，也可以不含有钒(V)。也就是说，V含量也可以是0％。 [0384] 在含有V的情况下，也就是说，在V含量超过0％的情况下，V形成析出物，提高机械构造用部件的疲劳强度。V还与C结合而将C固定在奥氏体晶粒内。因此，V在高频淬火时抑制熔融裂纹的产生。只要含有少量的V，就可一定程度获得上述效果。 [0385] 然而，若V含量超过0.200％，即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，钢材的硬度也过度地提高。其结果，钢材的切削性降低。 [0386] 因而，V含量是0～0.200％。在含有V的情况下，V含量是0.200％以下。 [0387] V含量的优选的下限是0.001％，进一步优选是0.005％，进一步优选是0.010％，进一步优选是0.015％。 [0388] V含量的优选的上限是0.195％，进一步优选是0.190％，进一步优选是0.185％，进一步优选是0.150％。 [0389] Mo：1.00％以下 [0390] 钼(Mo)是任意元素，也可以不含有钼(Mo)。也就是说，Mo含量也可以是0％。 [0391] 在含有Mo的情况下，也就是说，在Mo含量超过0％的情况下，Mo提高机械构造用部件的疲劳强度。只要含有少量的Mo，就可一定程度获得上述效果。 [0392] 然而，若Mo含量超过1.00％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，钢材的硬度也过度地提高。其结果，热加工性降低。 [0393] 因而，Mo含量是0～1.00％。在含有Mo的情况下，Mo含量是1.00％以下。 [0394] Mo含量的优选的下限是0.01％，进一步优选是0.05％，进一步优选是0.10％。 [0395] Mo含量的优选的上限是0.90％，进一步优选是0.80％，进一步优选是0.60％，进一步优选是0.40％。 [0396] Cu：0.20％以下 [0397] 铜(Cu)是任意元素，也可以不含有铜(Cu)。也就是说，Cu含量也可以是0％。 [0398] 在含有Cu的情况下，也就是说，在Cu含量超过0％的情况下，Cu提高机械构造用部件的疲劳强度。只要含有少量的Cu，就可一定程度获得上述效果。 [0399] 然而，Cu与Si同样地促进高频淬火时的熔融裂纹的产生。因此，若Cu含量超过0.20％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在高频淬火时易于产生熔融裂纹。 [0400] 因而，Cu含量是0～0.20％。在含有Cu的情况下，Cu含量是0.20％以下。 [0401] Cu含量的优选的下限是0.01％，进一步优选是0.02％，进一步优选是0.03％。 [0402] Cu含量的优选的上限是0.15％，进一步优选是0.13％，进一步优选是0.10％。 [0403] Ni：0.20％以下 [0404] 镍(Ni)是任意元素，也可以不含有镍(Ni)。也就是说，Ni含量也可以是0％。 [0405] 在含有Ni的情况下，也就是说，在Ni含量超过0％的情况下，Ni提高机械构造用部件的疲劳强度。只要含有少量的Ni，就可一定程度获得上述效果。 [0406] 然而，Ni与Si和Cu同样地促进高频淬火时的熔融裂纹的产生。因此，若Ni含量超过0.20％，则即使其他元素含量处于本实施方式的范围内，也在高频淬火时易于产生熔融裂纹。 [0407] 因而，Ni含量是0～0.20％。在含有Ni的情况下，Ni含量是0.20％以下。 [0408] Ni含量的优选的下限是0.01％，进一步优选是0.02％，进一步优选是0.03％。Ni含量的优选的上限是0.15％，进一步优选是0.13％，进一步优选是0.10％。 [0409] [钢材的化学组成的测量方法] [0410] 能够利用依据JIS G0321：2017的众所周知的成分分析法测量本实施方式的钢材的化学组成。具体而言，使用钻头而从距钢材的表面1mm深度以上的内部采集切屑。使所采集的切屑溶解于酸而获得溶液。对溶液实施ICP‑AES(电感耦合等离子体原子发射光谱法：Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry)而实施化学组成的元素分析。对于C含量和S含量，利用众所周知的高频燃烧法(燃烧‑红外线吸收法)求出。对于N含量，使用众所周知的惰性气体熔融‑热导法求出。对于O含量，使用众所周知的惰性气体熔融‑红外线吸收法求出。 [0411] 此外，各元素含量基于在本实施方式中所规定的有效数字对所测量的数值的尾数进行四舍五入而设为直到在本实施方式中所规定的各元素含量的最小位为止的数值。例如，以直到小数点后二位为止的数值规定本实施方式的钢材的C含量。因而，将C含量设为对所测量的数值的小数点后三位进行四舍五入而获得的直到小数点后二位为止的数值。 [0412] 本实施方式的钢材的除了C含量以外的其他元素含量也同样地针对所测量的值，将对直到在实施方式中所规定的最小位为止的数值的尾数进行四舍五入而获得的值设为该元素含量。 [0413] 此外，四舍五入是指，若尾数小于5，则舍去，若尾数是5以上，则进位。 [0414] [(技术特征2)对于式(1)] [0415] 本实施方式的钢材还以各元素含量处于上述范围内为前提，满足式(1)。 [0416] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V≤1.00(1) [0417] 其中，对于式中的各元素符号，以质量％为单位代入对应的元素的含量。在不含有元素的情况下，将“0”代入对应的元素符号。也就是说，在不含有作为任意元素的V的情况下，式(1)如下这样。 [0418] 0.25≤C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)≤1.00(1) [0419] 如以下这样地定义fn1。 [0420] fn1＝C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22)+1.65V [0421] 此外，在不含有作为任意元素的V的情况下，fn1如下这样。 [0422] fn1＝C+(Si/10)+(Mn/5)‑(5S/7)+(5Cr/22) [0423] fn1是钢材的硬度的指标。C、Si、Mn、Cr以及V提高以钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的内部硬度。另一方面，S降低机械构造用部件的内部硬度。 [0424] 即使钢材中的各元素含量处于本实施方式的范围内，若fn1小于0.25，则机械构造用部件的内部硬度也会过度地降低。其结果，机械构造用部件的疲劳强度降低。另一方面，即使钢材中的各元素含量处于本实施方式的范围内，若fn1超过1.00，则钢材的硬度也会过度地提高。其结果，钢材的切削性降低。 [0425] 因而，fn1是0.25～1.00。 [0426] fn1的优选的下限是0.28，进一步优选是0.30，进一步优选是0.33。 [0427] fn1的优选的上限是0.98，进一步优选是0.95，进一步优选是0.90。 [0428] [(技术特征3)对于微细Bi颗粒] [0429] 在本实施方式的钢材中，以满足技术特征1和技术特征2为前提，圆当量直径是0.12 2 μm～1.0μm的微细Bi颗粒(以下，也简称为微细Bi颗粒)的数密度是80个/mm～8000个/mm 。 2 2 若微细Bi颗粒的数密度是80个/mm～8000个/mm，则可抑制高频淬火时的熔融裂纹的产生。 [0430] Bi在钢材中以Bi单质的颗粒或含有Bi的颗粒的形态存在。在本说明书中，将Bi单质的颗粒或含有Bi的颗粒统称地定义为Bi颗粒。在本说明书中，微细Bi颗粒是指圆当量直径是0.1μm～1.0μm的Bi颗粒。Bi是重元素，因此，在反射电子像中，可观察到Bi颗粒呈现出比周围的亮度高的高亮度。微细Bi颗粒也可以在不与其他颗粒(析出物或夹杂物)接触的情况下单独存在于钢材中。另外，微细Bi颗粒也可以以附着于其他颗粒或与其他颗粒接触的方式存在于钢材中。 [0431] 如上所述，在高频感应加热时，Bi颗粒对奥氏体晶界进行钉扎。若Bi颗粒的圆当量直径是0.1μm～1.0μm，则奥氏体晶界的钉扎效应提高。在高频淬火时，若奥氏体晶粒维持微细，则奥氏体晶粒的晶界面积增大。若晶界面积增大，则向晶界偏析的C的浓度减少。其结果，可抑制熔融裂纹的产生。即使是在钢材满足技术特征1和技术特征2、还满足后述的技术2 特征4的情况下，若微细Bi颗粒小于80个/mm，则也会无法充分地获得上述效果。 [0432] 另一方面，即使钢材满足技术特征1、技术特征2以及技术特征4，若微细Bi颗粒的2 数密度超过8000个/mm，则上述效果也会饱和，而且，制造成本变高。 [0433] 因而，在本实施方式的钢材中，圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密2 2 度是80个/mm～8000个/mm。 [0434] 微细Bi颗粒的数密度的优选的下限是90个/mm2，进一步优选是95个/mm2，进一步优2 2 选是100个/mm。微细Bi颗粒的数密度的优选的上限是7900个/mm，进一步优选是6000个/ 2 2 2 2 mm，进一步优选是3000个/mm，进一步优选是1000个/mm，进一步优选是900个/mm，进一步 2 优选是800个/mm。 [0435] [(技术特征4)对于粗大Bi颗粒] [0436] 在本实施方式的钢材中，作为圆当量直径是10.0μm以上的Bi颗粒的粗大Bi颗粒2 2 (以下，也简称为粗大Bi颗粒)的数密度是10个/mm以下。若粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm以下，则能够抑制钢材的制造工序中的热加工时、或以钢材为坯料的机械构造用部件的制造工序中的热加工时的裂纹(热加工裂纹)。热加工例如是热轧、热锻等。 [0437] 在本说明书中，粗大Bi颗粒是指圆当量直径是10.0μm以上的Bi颗粒。在后述的粗大Bi颗粒的数密度测量方法中，若颗粒的圆当量直径是10.0μm以上且观察到在反射电子像中其呈现出比周围的亮度高的高亮度，则将该颗粒判断为粗大Bi颗粒。粗大Bi颗粒也可以在不与其他颗粒(析出物或夹杂物)接触的情况下单独存在于钢材中。另外，粗大Bi颗粒也可以以附着于其他颗粒或与其他颗粒接触的方式存在于钢材中。粗大Bi颗粒的圆当量直径的上限并没有特别限定，但在本实施方式的化学组成的情况下，粗大Bi颗粒的圆当量直径的上限是50.0μm。 [0438] 如上所述，通过钢材中的微细Bi颗粒，高频淬火时的熔融裂纹被抑制。然而，钢材中的Bi有时不形成微细Bi颗粒，而形成粗大Bi颗粒。粗大Bi颗粒可能成为钢材的热加工裂纹的起点。 [0439] 即使钢材满足技术特征1～技术特征3，也存在如下情况：若粗大Bi颗粒超过10个/2 mm，则会在钢材产生热加工裂纹。因而，在本实施方式的钢材中，圆当量直径是10.0μm以上 2 的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm以下。 [0440] 粗大Bi颗粒的数密度的优选的上限是8个/mm2，进一步优选是7个/mm2，进一步优选2 2 是6个/mm，进一步优选是5个/mm。 [0441] 粗大Bi颗粒的数密度优选尽量低。即，粗大Bi颗粒的数密度优选是0个/mm2。然而，粗大Bi颗粒的数密度的过度的减少会提升制造成本。因而，若考虑通常的工业生产率，则粗2 2 大Bi颗粒的数密度的优选的下限就是1个/mm，进一步优选是2个/mm。 [0442] 此外，存在如下情况：在本实施方式的钢材中不仅存在上述的微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒，也存在大于1.0μm且小于10.0μm的中间Bi颗粒(以下，也简称为中间Bi颗粒)。然而，中间Bi颗粒难以对热加工裂纹和高频淬火时的熔融裂纹造成影响。因而，在热加工裂纹的抑制和熔融裂纹的抑制中，也可以不考虑中间Bi颗粒。 [0443] [微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度的测量方法] [0444] 微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度能够利用如下方法测量。 [0445] 采集包含钢材(棒钢)的与轴线方向(轧制方向)垂直的截面中的R/2部的试验片。其中，R/2部是指与钢材的轴线方向垂直的截面中的、半径R的中央部。将所采集的试验片的表面中的、相当于与上述钢材的轴线方向垂直的截面的表面作为观察面。对观察面进行镜面研磨。使用扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM)以1000倍的倍率对镜面研磨后的观察面的R/2部进行20个视场的观察。将各视场的面积设为100μm×120μm。 [0446] 基于利用SEM观察所获得的各视场的反射电子像，使用众所周知的图像分析的颗粒分析方法调查粗大Bi颗粒和微细Bi颗粒的数密度。具体而言，基于钢材的母相与颗粒之间的界面确定钢材中的颗粒。在此所说的颗粒是夹杂物或析出物。进行图像分析，求出所确定的颗粒的圆当量直径。具体而言，求出所确定的各颗粒的面积。将与求出来的面积相同的面积的圆的直径设为该颗粒的圆当量直径(μm)。 [0447] Bi是重元素，因此，在反射电子像中，可观察到其呈现出高亮度。因此，将在利用上述SEM观察所获得的反射电子像中观察到的颗粒中的、圆当量直径是0.1μm～1.0μm的颗粒且观察到其呈现出比周围的亮度高的高亮度的颗粒确定为微细Bi颗粒。另外，将在利用SEM观察所获得的反射电子像中观察到的颗粒中的、圆当量直径是10.0μm以上的颗粒且观察到其呈现出比周围的亮度高的高亮度的颗粒确定为粗大Bi颗粒。 [0448] 此外，在后述的实施例中，使用SEM所具备的能量色散型X射线分析装置(EDX：Energy Dispersive X‑ray spectroscopy)对利用上述方法所确定的微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的化学组成进行了分析，其结果是，能够确认其均是Bi颗粒。此外，进行确认时的EDX的光束直径是0.1μm～1.0μm。 [0449] 利用上述的方法确定微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒。基于在各视场中所确定的微细Bi2 颗粒的总个数和20个视场的总面积(0.24mm)求出微细Bi颗粒的每单位面积的个数(个/ 2 2 mm)。另外，基于在各视场中所确定的粗大Bi颗粒的总个数和20个视场的总面积(0.24mm)， 2 求出粗大Bi颗粒的每单位面积的个数(个/mm)。 [0450] [本实施方式的钢材的效果] [0451] 如上所述，本实施方式的钢材满足技术特征1～技术特征4。因此，在本实施方式的钢材中，切削性优异，能够抑制热加工时的裂纹和高频淬火时的熔融裂纹，在制造为机械构造用部件的情况下具有优异的疲劳强度。 [0452] [本实施方式的钢材的优选的用途] [0453] 本实施方式的钢材例如可广泛地用作机械构造用部件的坯料。本实施方式的钢材尤其适合在机械构造用部件的制造工序中实施高频淬火的情况。不过，即使是在不实施高频淬火的情况下，本实施方式的钢材也可用作机械构造用部件的坯料。 [0454] [制造方法] [0455] 说明本实施方式的钢材的制造方法的一个例子。之后说明的钢材的制造方法是用于制造本实施方式的钢材的一个例子。因而，具有上述的结构的钢材也可以利用除了之后说明的制造方法以外的其他制造方法制造。然而，之后说明的制造方法是本实施方式的钢材的制造方法的优选的一个例子。 [0456] 本实施方式的钢材的制造方法的一个例子包括如下工序。 [0457] (工序1)精炼工序 [0458] (工序2)铸造工序 [0459] (工序3)热加工工序 [0460] 此外，热加工工序是任意的工序。以下，对各工序进行说明。 [0461] [(工序1)精炼工序] [0462] 在精炼工序中，制造具有满足上述的技术特征1和技术特征2的化学组成的钢水。精炼工序包括一次精炼工序和二次精炼工序。 [0463] 在一次精炼工序中，对利用众所周知的方法制造成的铁水实施转炉中的精炼。在二次精炼工序中，向钢水添加合金元素以使钢水的化学组成满足技术特征1和技术特征2。具体而言，在二次精炼工序中，一边利用众所周知的精炼方法来搅拌钢水，一边实施除了Bi以外的钢水的成分调整。之后，一边搅拌钢水，一边利用金属丝向钢水添加Bi，进行Bi的成分调整。 [0464] 在二次精炼工序中，满足如下条件。 [0465] (条件) [0466] 将在向钢水添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间T设为大于15分钟且小于60分钟。 [0467] 在二次精炼工序中，在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间大于15分钟且小于60分钟。在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间是15分钟以下的情况下，Bi未在钢水中充分地扩散。在该情况下，在钢材中过多地生成粗大Bi颗粒。在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间是60分钟以上的情况下，微细Bi颗粒彼此易于聚集。因此，微细Bi颗粒的数密度减少。 [0468] 在二次精炼工序中，若在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间大于15分钟，则Bi在钢水中充分地扩散。因此，在钢材中充分地生成微细Bi颗粒。而且，在二次精炼工序中，若在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间小于60分2 钟，则能够充分地抑制微细Bi颗粒彼此的聚集。因此，微细Bi颗粒的数密度成为80个/mm以 2 上，粗大Bi颗粒的数密度成为10个/mm以下。 [0469] 在向钢水添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间的优选的上限是50分钟，进一步优选是40分钟。在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的时间的优选的下限是20分钟，进一步优选是30分钟。 [0470] 此外，在添加了Bi之后直到二次精炼工序中的搅拌结束为止的钢水的温度是1510℃～1560℃。 [0471] [(工序2)铸造工序] [0473] [(工序3)热加工工序] [0474] 热加工工序是任意的工序。也就是说，可以实施热加工工序，也可以不实施热加工工序。 [0475] 在实施热加工工序的情况下，在热加工工序中，对在上述铸造工序中制造成的铸坯或钢锭实施热加工而制造本实施方式的钢材。本实施方式的钢材例如是棒钢。热加工工序例如可以是热轧，也可以是热锻。 [0476] 于在热加工工序中实施热轧的情况下，例如，可以仅是粗轧工序，也可以实施粗轧工序和精轧工序。粗轧工序例如是初轧。精轧工序例如是使用了连轧机的精轧。在连轧机中，例如，具有一对水平辊的水平轧机与具有一对垂直辊的垂直轧机交替地排列成一列。粗轧工序和精轧工序中的加热温度例如是1000℃～1300℃。 [0477] 利用以上的制造工序制造本实施方式的钢材。如上所述，本制造方法也可以省略热加工工序。也就是说，本实施方式的钢材也可以是铸造品(铸坯或铸锭)。另外，也可以实施热加工工序而制造本实施方式的钢材。 [0478] [机械构造用部件的制造方法] [0480] 将本实施方式的钢材用作坯料的机械构造用部件例如利用如下众所周知的制造方法制造。 [0481] 首先，对本实施方式的钢材进行热加工而制造机械构造用部件的粗略形状的中间品。热加工例如是热锻。利用机械加工将制造成的中间品切削成预定的形状。对切削后的中间品实施高频淬火和回火。利用以上的工序制造机械构造用部件。 [0482] 在本实施方式的钢材中，化学组成中的各元素含量处于本实施方式的范围内，并2 且，满足式(1)。而且，圆当量直径是0.1μm～1.0μm的微细Bi颗粒的数密度是80个/mm ～ 2 2 8000个/mm，圆当量直径是10.0μm以上的粗大Bi颗粒的数密度是10个/mm 以下。也就是说，本实施方式的钢材满足技术特征1～技术特征4。因此，在本实施方式的钢材中，可获得优异的切削性。而且，在以本实施方式的钢材为坯料而制造成的机械构造用部件中，可获得优异的疲劳强度。而且，可抑制钢材的制造工序中或机械构造用部件的制造工序中的热加工裂纹。而且，在制造以本实施方式的钢材为坯料的机械构造用部件的情况下，即使实施高频淬火，也可抑制熔融裂纹。 [0483] 实施例 [0484] 利用实施例进一步具体地说明本实施方式的钢材的效果。以下的实施例中的条件是为了确认本实施方式的钢材的可实施性和效果而采用的一个条件例。因而，本实施方式的钢材并不限定于该一个条件例。 [0485] 制造了具有表1～表4的化学组成的钢材。表2是表1的接续表，表4是表3的接续表。此外，在任一试验编号中，O(氧)含量以质量％计都是0.0050％以下。另外，Ta与Zn的总含量以质量％计是0～0.01％。另外，Pb含量以质量％计是0～0.09％。 [0486] [表1] [0487] 表1 [0488] [0489] [表2] [0490] 表2 [0491] [0492] [表3] [0493] 表3 [0494] [0495] [表4] [0496] 表4 [0497] [0498] 具体而言，使用70吨转炉而实施了精炼工序(一次精炼工序和二次精炼工序)。在一次精炼工序中，以相同的条件对利用众所周知的方法制造成的铁水实施了转炉中的精炼。在二次精炼工序中，添加元素而制造了钢水的化学组成具有表1～表4的化学组成的钢水。具体而言，利用众所周知的方法实施二次精炼，一边搅拌钢水，一边实施了除了Bi以外的元素的成分的调整。之后，还一边搅拌钢水，一边利用金属丝添加Bi，进行了钢水中的Bi的成分调整。 [0499] 在将Bi添加到钢水之后直到二次精炼中的搅拌结束为止的时间T(分钟)如表5和表6所示那样。此外，在将Bi添加到钢水之后直到二次精炼中的搅拌结束为止的钢水温度是1510℃～1560℃。利用以上的工序制造了表1～表4的化学组成的钢水。 [0500] [表5] [0501] 表5 [0502] [0503] [表6] [0504] 表6 [0505] [0506] 使用钢水，利用连铸法制造了具有300mm×400mm的横截面的铸坯(大方坯)。在对该铸坯进行了加热之后，对铸坯进行初轧而制造了横截面是180mm×180mm的小方坯。此外，初轧时的铸坯的加热温度是1250℃。 [0507] 而且，对小方坯实施相当于精轧的热锻而制造了直径为80mm的钢材(棒钢)。此外，热锻时的小方坯的加热温度是1250℃。利用以上的制造工序制造了钢材。 [0508] [评价试验] [0509] 对各试验编号的钢材实施了如下评价试验。 [0510] (试验1)化学组成分析试验 [0511] (试验2)热加工裂纹评价试验 [0512] (试验3)微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度测量试验 [0513] (试验4)熔融裂纹评价试验 [0514] (试验5)切削性评价试验(钻头寿命试验) [0515] (试验6)疲劳强度评价试验(旋转弯曲疲劳试验) [0516] 以下，对各评价试验进行说明。 [0517] [(试验1)化学组成分析试验] [0518] 利用上述的[钢材的化学组成的测量方法]所记载的众所周知的成分分析法对各试验编号的钢材测量了化学组成。其结果，各试验编号的钢材的化学组成如表1～表4所记载这样。 [0519] [(试验2)热加工裂纹评价试验] [0520] 目视观察了制造成的各试验编号的钢材的表面。在目视的观察的结果是，在钢材的表面中，在钢材的长度方向上每1m内观察到3处以上的明确的裂纹的情况下，判断为产生了热加工裂纹。在目视的观察的结果是，在钢材的表面中，在钢材的长度方向上每1m内未观察到3处以上的明确的裂纹的情况下，判断为抑制了热加工裂纹。 [0521] 将热加工裂纹的评价结果表示在表5和表6的“热加工裂纹”栏中。在抑制了热加工裂纹的情况下，以“E”(Excellent：极好)标记。在产生了热加工裂纹的情况下，以“NA”(Not Accepted：不接受)标记。 [0522] [(试验3～试验6)对于微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度测量试验、熔融裂纹评价试验、切削性评价试验以及疲劳强度评价试验] [0523] [机械构造用部件的模拟中间品的制造] [0524] 实施了模拟了以各试验编号的钢材为坯料的机械构造用部件的制造工序中的热锻的热处理。具体而言，加热钢材并将钢材以1100℃保持了30分钟。之后，使钢材在大气中进行了自然冷却。以下，将实施了以上的热处理的钢材称为“机械构造用部件的模拟中间品(或者，简称为模拟中间品)”。机械构造用部件的模拟中间品是直径为80mm的棒钢。 [0525] [(试验3)微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度测量试验] [0526] [钢材的微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度] [0527] 使用各试验编号的钢材，基于上述的[微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度的测量2 方法]所记载的方法求出来各试验编号的钢材的微细Bi颗粒的数密度(个/mm)和粗大Bi颗 2 粒的数密度(个/mm)。采集包含钢材的与轴线方向(轧制方向)垂直的截面(横截面)中的R/ 2 2部的试验片。使用该试验片而求出来各试验编号的微细Bi颗粒的数密度(个/mm)和粗大 2 Bi颗粒的数密度(个/mm)。将所获得的微细Bi颗粒的数密度的结果表示在表5和表6的“钢 2 材”栏的“微细Bi颗粒数密度(个/mm)”栏中。将所获得的粗大Bi颗粒的数密度的结果表示 2 在表5和表6的“钢材”栏的“粗大Bi颗粒数密度(个/mm)”栏中。 [0528] [模拟中间品的微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度] [0529] 使用各试验编号的机械构造用部件的模拟中间品，基于上述的[微细Bi颗粒和粗大Bi颗粒的数密度的测量方法]所记载的方法求出来各试验编号的微细Bi颗粒的数密度2 2 (个/mm)和粗大Bi颗粒的数密度(个/mm)。采集模拟中间品(棒钢)的与轴线方向(轧制方向)垂直的截面(横截面)中的R/2部的试验片。使用该试验片而求出来各试验编号的微细Bi 2 2 颗粒的数密度(个/mm)和粗大Bi颗粒的数密度(个/mm)。将所获得的微细Bi颗粒的数密度 2 的结果表示在表5和表6的“模拟中间品”栏的“微细Bi颗粒数密度(个/mm)”栏中。将所获得的粗大Bi颗粒的数密度的结果表示在表5和表6的“模拟中间品”栏的“粗大Bi颗粒数密度 2 (个/mm)”栏中。 [0530] 此外，对作为坯料的钢材实施模拟热锻的热处理而制造了机械构造用部件的模拟中间品。仅实施模拟热锻的1100℃的热处理不影响微细Bi颗粒的数密度和粗大Bi颗粒的数密度。因此，机械构造用部件的模拟中间品的微细Bi颗粒的数密度和粗大Bi颗粒的数密度与钢材的微细Bi颗粒的数密度和粗大Bi颗粒的数密度实质上相同。 [0531] [(试验4)熔融裂纹评价试验] [0532] 从机械构造用部件的模拟中间品的与轴线方向(轧制方向)垂直的截面的R/2部采集了宽度为10mm、厚度为3mm、长度为10mm的试验片。试验片的长度方向与机械构造用部件的模拟中间品的轴线方向(轧制方向)平行。另外，与试验片的长度方向平行的中心轴线与R/2部的中心轴线一致。 [0533] 使用富士电波工机株式会社制的热循环试验装置，对试验片实施了高频淬火的模拟试验。具体而言，使用高频线圈而将试验片以100℃/秒的升温速度加热到1390℃。然后，将试验片以1390℃保持了15秒钟。之后，对试验片进行了水冷。 [0534] 在试验片的长度方向上的中央位置处在与长度方向垂直的方向上切断了水冷后的试验片。并且，将切断面设为观察面。对观察面进行了机械研磨。利用苦味酸‑醇试剂对机械研磨后的观察面进行了腐蚀。利用400倍的光学显微镜观察腐蚀后的观察面，目视确认了熔融裂纹的有无。观察视场设为两个视场。将各观察视场设为250μm×400μm。 [0535] 在观察面的两个观察视场中的至少一个观察视场中，在观察到在晶界处宽度是5μm以上的被明显腐蚀的区域(腐蚀区域)的情况下，判断为产生了熔融裂纹。在晶界处宽度是5μm以上的被明显腐蚀的区域例如如图1所示，是指视场中的晶界处的腐蚀区域10那样的、最大的宽度成为5μm以上的区域。另一方面，如图2这样，于在两个观察视场中的任一个观察视场中都未在晶界处观察到腐蚀区域的情况下，判断为抑制了熔融裂纹。 [0536] 将熔融裂纹的评价结果表示在表5和表6的“熔融裂纹”栏中。在抑制了熔融裂纹的情况下，以“E”标记。在产生了熔融裂纹的情况下，以“NA”标记。表6的“熔融裂纹”栏的“‑”意味着未实施熔融裂纹评价试验。 [0537] [(试验5)切削性评价试验(钻头寿命试验)] [0538] 从机械构造用部件的模拟中间品切出来切削性评价试验用的试验片。具体而言，使用钻头而对直径为80mm的模拟中间品的与轴线方向(轧制方向)垂直的截面中的在径向上距外表面为21mm的深度位置处进行了穿孔。作为刀具，使用了株式会社不二越制的型号SD3.0的钻头。作为穿孔条件，将每旋转1圈的进给量设为0.25mm/rev。另外，将1个孔的穿孔深度设为9mm。在穿孔中，对穿孔部位持续供给水溶性的切削油作为润滑剂。 [0539] 以上述的穿孔条件实施钻头穿孔而评价了钢材的切削性。作为评价指标，使用了最大切削速度VL1000(m/分钟)。最大切削速度VL1000是指，可进行1000mm长的开孔的钻头的最快的切削速度。 [0540] 在最大切削速度VL1000是35m/分钟以上的情况下，判断为获得了优异的切削性(在表5和表6的“切削性”栏中以“E”标记)。另一方面，在最大切削速度VL1000小于35m/分钟的情况下，判断为未获得充分的切削性(在表5和表6的“切削性”栏中以“NA”标记)。此外，表6的“切削性”栏的“‑”意味着未实施切削性评价试验。 [0541] [(试验6)疲劳强度评价试验(旋转弯曲疲劳试验)] [0542] 利用如下试验方法，使用设想为以钢材为坯料而制造成的机械构造用部件的疲劳试验片而评价了疲劳强度。 [0543] 从机械构造用部件的模拟中间品采集了旋转弯曲疲劳试验片。图3是从各模拟机械构造用部件的中间品所采集的旋转弯曲疲劳试验片的侧视图。图3中的“φ”的数值意味着该部位处的直径(mm)。 [0544] 疲劳试验片是圆棒试验片，平行部的直径是8mm，夹持部的直径是12mm。疲劳试验片的长度方向与模拟中间品的轴线方向平行。具体而言，利用车床加工从模拟中间品的表面切削到3.5mm的深度，制作了平行部。因而，平行部的表面至少相当于距棒钢的表面的深度为5mm的范围内。疲劳试验片设想为在使用了钢材的机械构造用部件的制造工序中对热加工后的中间品实施了切削加工之后而得到的机械构造用部件。对疲劳试验片的平行部实施精研磨，调整了表面粗糙度。具体而言，将依据JIS B0601(2001)的、表面的中心线平均粗糙度(Ra)设为3.0μm以内，将最大高度(Rmax)设为9.0μm以内。 [0545] 此外，若根据使用了从高频淬火前的模拟机械构造用部件的中间品所采集的旋转弯曲疲劳试验片的试验，疲劳强度足够高，则即使在实施了高频淬火之后的机械构造用部件中，也会获得优异的疲劳强度，这对本领域技术人员来说也是众所周知的技术常识。因此，使用疲劳试验片，在室温(23℃)、大气气氛下，以转速3600rpm的交变条件进行了小野式7 旋转弯曲疲劳试验。改变对多个试验片施加的应力而实施疲劳试验，将在10循环后未断裂的最高的应力设为疲劳强度(MPa)。 [0546] 若所获得的疲劳强度是230MPa以上，则判断为获得了充分的疲劳强度。将疲劳强度评价的结果表示在表5和表6的“疲劳强度”栏中。在疲劳强度是230MPa以上的情况下，判断为获得了优异的疲劳强度(以“E”标记)。另一方面，在疲劳强度小于230MPa的情况下，判断为未获得充分的疲劳强度(以“NA”标记)。此外，表6的“疲劳强度”栏的“‑”意味着未实施疲劳强度评价试验。 [0547] [试验结果] [0548] 参照表1～表6，试验编号1～试验编号46的钢材满足了技术特征1～技术特征4。因此，充分地抑制了热加工裂纹和熔融裂纹。而且，最大切削速度VL1000是35m/分钟以上，获得了优异的切削性。而且，疲劳强度是230MPa以上，获得了优异的疲劳强度。 [0549] 另一方面，在试验编号47中，C含量过高。因此，产生了熔融裂纹。 [0550] 在试验编号48中，C含量过低。因此，疲劳强度较低。 [0551] 在试验编号49中，Si含量过高。因此，产生了熔融裂纹。 [0552] 在试验编号50中，Mn含量过高。因此，切削性较低。 [0553] 在试验编号51中，Mn含量过低。因此，产生了熔融裂纹。 [0554] 在试验编号52中，P含量过高。因此，产生了熔融裂纹。 [0555] 在试验编号53中，S含量过高。因此，产生了熔融裂纹。 [0556] 在试验编号54中，S含量过低。因此，切削性较低。 [0557] 在试验编号55中，Cr含量过高。因此，切削性较低。 [0558] 在试验编号56中，Bi含量过高。因此，粗大Bi颗粒的数密度超过了10个/mm2。因此，产生了热加工裂纹。 [0559] 在试验编号57中，Bi含量过低。因此，切削性较低。而且，微细Bi颗粒的数密度小于2 80个/mm。其结果，产生了熔融裂纹。 [0560] 在试验编号58中，N含量过高。因此，产生了热加工裂纹。 [0561] 在试验编号59和试验编号60中，fn1的值过高。也就是说，fn1不满足式(1)。因此，未获得充分的切削性。 [0562] 在试验编号61和试验编号62中，fn1的值过低。也就是说，fn1不满足式(1)。因此，未获得充分的疲劳强度。 [0563] 在试验编号63～试验编号65中，在精炼工序中，添加Bi后直到搅拌结束为止的时2 间T(分钟)过短。因此，粗大Bi颗粒的数密度超过了10个/mm。因此，产生了热加工裂纹。 [0564] 在试验编号66～试验编号68中，在精炼工序中，添加Bi后直到搅拌结束为止的时2 间T(分钟)过长。因此，微细Bi颗粒的数密度小于80个/mm，产生了熔融裂纹。 [0565] 以上，说明了本公开的实施方式。然而，上述的实施方式只不过是用于实施本公开的例示。因而，本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更上述的实施方式而实施。 |
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