[发明专利]钢材

说明书

本申请的钢材具有如下化学组成：以质量％计C：0.05～0.55％、Si：0.05～1.00％、Mn：1.51～3.50％、P：0.1000％以下、S：0.3000％以下、Cr：0.05～2.50％、V：0.10～0.75％、Ti：0.005～0.250％、Al：0.003～0.100％、N：0.020％以下以及余量：Fe和杂质，在C含量为0.05％以上且小于0.38％的情况下满足式(1)，在C含量为0.38％以上且小于0.55％的情况下满足式(2)，钢材中的粗大Al₂O₃系夹杂物的数密度为0.05～1.00个/mm²。0.38≤C+0.11Mn+0.08Cr+0.75V+0.20Mo≤1.50(1)0.73≤C+0.11Mn+0.08Cr+0.75V+0.20Mo≤1.65(2)。

技术领域

本发明涉及钢材，更详细而言，涉及热锻品所使用的钢材。

背景技术

汽车发动机等所使用的连接杆(以下也称为“连杆”)是连结活塞和曲轴的发动机部件，其将活塞的往复运动转换成曲柄的旋转运动。

图1是以往的连杆的主视图。如图1所示，以往的连杆1具备大头部100、杆身部200和小头部300。在杆身部200的一端配置大头部100，在杆身部200的另一端配置小头部300。大头部100连结于曲柄销。小头部300连结于活塞。

以往的连杆1具备两个部件(盖2和杆3)。这些部件通常通过热锻来制造。盖2和杆3的一端部相当于大头部100。杆3的一端部之外的其它部分相当于杆身部200和小头部300。大头部100和小头部300通过切削来形成。因此，对连杆1要求高切削性。

连杆1在发动机运行时承受来自周围部件的载荷。最近，为了进一步节省燃耗化而寻求连杆1的小型化和气缸内的筒内压力的提高。因此，对于连杆1，要求即使缩细杆身部200也能够应对从活塞传导的爆炸载荷的优异屈服强度。进而，对于连杆而言，由于会施加反复的压缩载荷和拉伸载荷，因此，还要求优异的疲劳强度。

另外，如上所述，以往的连杆1是分别制造盖2和杆3的。因此，为了盖2与杆3的定位而实施定位销加工工序。进而，对盖2与杆3的合模面实施切削加工工序。因而，能够省略这些工序的裂解连杆开始普及。

关于裂解连杆，在将连杆一体成型后，向大头部100的孔中插入治具，负载应力而使大头部断裂，从而分割成两个部件(相当于盖2和杆3)。接着，在安装于曲轴时，将被分割的两个部件结合。如果大头部100的断裂面为无变形的脆性断面，则可以将盖2与杆3的断裂面合对并用螺栓进行连结。因此，这种情况下，会省略定位销加工工序和切削加工工序。其结果，制造成本降低。

然而，在为了提高以裂解连杆为代表的、寻求高裂解性的热锻品的屈服强度和疲劳强度而使用化学组成经调整的钢材来实施热锻时，热锻后的钢材(热锻品)的组织可能形成以贝氏体为主的组织。在假设热锻后的钢材(热锻品)的组织成为以贝氏体为主体那样的组织的情况下，裂解性会降低。具体而言，因贝氏体的韧性高而容易在裂解后的断裂面生成延性断面。在产生延性断面的情况下，大头部发生了塑性变形。因此，即使将断裂面合对也不会完美地匹配，图1中的大头部100的内径D会偏离期望的数值。其结果，有时会在曲柄连结部(大头部)发生部分接触，从而成为汽车行驶时的振动、噪音的原因。

为了提高寻求高裂解性的热锻品的屈服强度和疲劳强度，使用化学组成经调整的钢材来实施热锻，结果，在假设热锻后的钢材(热锻品)的组织成为以贝氏体为主体那样的组织时，钢材的切削性进一步降低，对螺栓孔进行钻孔加工时的切削阻力增加。如果钻孔加工时的切削阻力增加，则工具寿命降低或切削机内的驱动部件的负荷增加。因此，对于具有高裂解性的热锻品而言，在提高热锻品的屈服强度和疲劳强度的情况下，还进一步寻求提高热锻品的制造工序时的钢材的切削性(抑制切削阻力)。