[发明专利]表面硬化钢

说明书

本发明提出了一种在低温下也显示良好的可锻性、同时在渗碳处理后具有优异的疲劳强度的表面硬化钢。提供一种表面硬化钢，通过在适当的成分组成下对Si、Cr和Mn的添加量进行适当管理，从而冷锻性和疲劳强度优异。

技术领域

本发明涉及一种供于在建设产业用机械、汽车领域中使用的机械结构部件的表面硬化钢，特别涉及一种冷锻性优异且渗碳处理后的疲劳强度优异的表面硬化钢。

背景技术

例如，汽车部件等是对圆钢进行冷成型制造得到的，所以该坯料要求高的冷锻性。因此，对坯料实施软化退火而进行碳化物球状化，从而提高冷锻性。另外，从钢的成分组成的观点考虑，已提出有减少极大影响变形抗力的Si等的方案。

在此，专利文献1中记载了通过减少Si、并且将其它合金元素减量到具有由固溶B带来的淬透性提高效果的程度，从而使硬度降低，提高冷锻性的技术。

另外，专利文献2中提出了一种表面硬化钢，其通过组合减少了作为固溶强化元素的Si和Mn从而利用固溶B来确保淬透性的成分体系和制造条件来确保冷加工性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3623313号公报

专利文献2:日本专利第3764586号公报

发明内容

上述专利文献1和2中记载的技术中，虽然利用了由B带来的淬透性提高效果，但B的淬透性提高效果受冷却速度的影响较大，另一方面，由于冷锻制品具有复杂的形状的情况较多，浸碳淬火时的部件内部的冷却速度容易变得不均匀，其结果，存在浸碳处理后的尺寸精度下降、发生部件强度不足这样的问题。另外，出于不减少B的淬透性效果的目的而添加了Ti，但由于在铸造时的凝固阶段生成Ti氮化物，因此还存在Ti的氮化物容易变得粗大而成为疲劳破坏的起点，使部件寿命降低这样的问题。

本发明是鉴于上述的实际情况而研发的，目的在于提供一种低温下也显示出良好的可锻性且在渗碳处理后具有优异的疲劳强度的表面硬化钢。

发明人等为了达成上述目的而对表面硬化钢的成分组成进行了深入研究，结果发现通过在适当的成分组成下对Si、Cr和Mn的添加量进行适当管理则能够得到冷锻性和疲劳强度优异的表面硬化钢。

本发明是基于上述见解而得到的。即，本发明的主旨构成如下。

(1)一种表面硬化钢，具有如下成分组成：在满足下述(1)和(2)的范围的条件下含有C：0.10～0.35质量％、Si：0.01～0.13质量％、Mn：0.30～0.80质量％、P：0.02质量％以下、S：0.03质量％以下、Al：0.01～0.045质量％、Cr：0.5～3.0质量％、B：0.0005～0.0040质量％、Nb：0.003～0.080质量％和N：0.0080质量％以下，并且，将作为杂质含有的Ti抑制在0.005质量％以下，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。

3.0[％Si]+9.2[％Cr]+10.3[％Mn]≥10.0…(1)

3.0[％Si]+1.0[％Mn]＜1.0…(2)

其中，[％M]为元素M的含量(质量％)

(2)根据上述(1)所述的表面硬化钢，上述成分组成进一步含有选自Cu：0.5质量％以下、Ni：0.5质量％以下和V：0.1质量％以下中的1种或2种以上。

根据本发明，能够提供一种兼具优异的冷锻性和高的疲劳强度的表面硬化钢。

附图说明

图1是表示含有0.048质量％Al的钢材的浸碳后部件的从表面到内部4mm的位置的平均硬度和所测定的硬度范围的图。