非调质棒钢制造技术

提供一种即使在热锻后生成贝氏体也能够得到优异的裂解性的非调质棒钢。根据本实施方式的非调质棒钢，其具有以下的化学组成：以质量％计含有C：0.39～0.55％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.50～1.50％、P：0.010～0.100％、S：0.04～0.13％、Cr：0.05～0.50％、V：0.05～0.40％、Ti：0.15～0.25％、Al：0.005～0.050％、N：0.002～0.020％，余量由Fe和杂质组成，并且满足式(1)，钢中的具有20μm以上的圆当量直径的TiN的数密度为0.3～4.0个/mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非调质棒钢
本专利技术涉及棒钢，进一步详细而言，涉及用于非调质的热锻品的棒钢(以下称为非调质棒钢)。
技术介绍
用于汽车引擎等的连杆(connectingrod、以下称为连杆(con-rod))是连接活塞和曲轴的引擎部件，用于将由于爆炸引起的活塞的往复运动变换为曲柄的旋转运动。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。杆身部200的一端设置有大头部100，杆身部200的另一端设置有小头部300。大头部100连接到曲柄销。小头部300连接到活塞。以往的连杆1具备2个部件(盖2以及杆3)。这些部件通常通过热锻制造。盖2和杆3的一端部相当于大头部100。除杆3的一端部以外的其它部分相当于杆身部200以及小头部300。大头部100以及小头部300通过切削而形成。因此，连杆1要求高的可切削性。连杆1在引擎工作时受到来自周边构件的载荷。最近，为了进一步的油耗节省化，要求连杆1的小型化以及气缸内的筒内压力提高。因此，要求连杆1具有即便使杆身部200细也可以对应由活塞传导的爆炸冲击载荷的优异的屈服强度。进而，由于会对连杆施加反复的压缩载荷和拉伸载荷，因此还要求连杆具有优异的疲劳强度。另外，近年来，从节能和降低成本的观点出发，开始采用省略调质处理(淬火和回火)的非调质连杆。因此，要求即使热锻后不进行调质处理也能够得到足够的屈服强度、疲劳强度和可切削性的非调质钢。但是，对于以往的连杆1，如上所述，盖2和杆3被分别地制造。因此，为了决定盖2和杆3的位置，会实施定位销加工工序。进而，对于盖2与杆3的合对面，会实施切削加工工序。因此，开始普及可以省略这些工序的裂解连杆。裂解连杆中，将连杆一体成型后，在大头部100的孔中插入治具，负载应力使大头部断裂，分割为2个部件(相当于盖2以及杆3)。并且，安装到曲轴上时，使被分割的2个部件结合。如果大头部100的断裂面为没有变形的脆性断面，则可以使盖2和杆3的断裂面合对，用螺栓连接。因此，这种情况下，可以省略定位销加工工序以及切削加工工序。其结果，制造成本降低。然而，当批量生产裂解连杆时，在热锻工序中，由于加热炉的温度偏差、加工发热等，有时会在热锻品(裂解连杆)内局部生成贝氏体。在这种情况下，裂解性降低。具体而言，由于贝氏体的韧性高，因此，如果在热锻品内存在贝氏体，则在裂解后的断裂面上容易产生延性断面。当产生延性断面时，大头部会发生塑性变形。因此，即使使断裂面合对也无法完美地对齐，图1中的大头部100的内径D会偏离期望的数值。结果，在曲柄连接部(大头部)处发生局部接触，有时会成为汽车行驶时的振动、噪音的成因。日本特开2004-277817号公报(专利文献1)、日本特开2011-195862号公报(专利文献2)和国际公开第2009/107282号(专利文献3)提出了裂解性高的钢。专利文献1公开的断裂分离用的高强度非调质钢为以下组成：以重量％计，C：0.2～0.6％、Si：0.1～2％、Mn：0.1～1.5％、S：0.03～0.2％、P：0.02～0.15％、Cu：0.03～1％、Ni：0.03～1％、Cr：0.05～1％、V：0.02～0.4％、Ti：0.01～0.8％、s-Al：0.005～0.045％、N：0.008～0.035％，余量由不可避免的杂质和Fe组成，组织为铁素体珠光体组织。钢中的TiN夹杂物的最大直径为5μm以上且其量以数密度计为5个/mm2以上。该文献中记载了通过上述TiN，在断裂面上形成适度的凹凸，可以抑制结合面中的侧滑。专利文献2公开的热锻用非调质钢以质量％计含有C：0.35～0.55％、Si：0.15～0.40％、Mn：0.50～1.00％、P：0.100％以下、S：0.040～0.100％、Cr：1.00％以下、V：0.20～0.50％、Ca：0.0005～0.0100％、N：0.0150％以下，余量由Fe和不可避免的杂质组成，其中，2Mn+5Mo+Cr≤3.1，C+Si/5+Mn/10+10P+5V≥1.8，Ceq＝C+Si/7+Mn/5+Cr/9+V为0.90～1.10。进而，硬度为HV330以上，屈服比为0.73以上，组织是贝氏体为10％以下的铁素体-珠光体组织。该文献中记载了通过满足2Mn+5Mo+Cr≤3.1，贝氏体的生成得到抑制，通过满足C+Si/5+Mn/10+10P+5V≥1.8，能够得到优异的裂解性。专利文献3公开的热锻用非调质钢以质量％计含有C：大于0.35％且为0.60％以下、Si：0.50～2.50％、Mn：0.20～2.00％、P：0.010～0.150％、S：0.040～0.150％、V：0.10～0.50％、Zr：0.0005～0.0050％、Ca：0.0005～0.0050％、N：0.0020～0.0200％，Al：限制为小于0.010％，余量实质上由Fe和不可避免的杂质组成，其中，宽度为1μm以上的MnS系夹杂物相对于全部MnS系夹杂物的存在个数比率为10％以下(包括0％)，MnS系夹杂物的平均纵横比为10以下。贝氏体组织分率为3％以下(包括0％)，剩余组织为铁素体-珠光体组织。进而，该文献中记载了通过使MnS系夹杂物大量、微细地分散，可提高断裂分离性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-277817号公报专利文献2：日本特开2011-195862号公报专利文献3：国际公开第2009/107282号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1中，在热锻品中生成有贝氏体的情况下，会在断裂面上产生延性断面，有可能出现大头部的内径变形、裂解性降低的情况。在专利文献2中，在一定程度上允许在热锻品中生成贝氏体。然而，在专利文献2的钢的情况下，会在断裂面上产生延性断面，有可能出现裂解性降低的情况。专利文献3以热锻品的显微组织主要由铁素体和珠光体构成为前提。因此，在热锻品中生成贝氏体的情况下，有可能出现裂解性降低的情况。本专利技术的目的在于提供一种非调质棒钢，其具有高的可切削性、屈服强度和疲劳强度，进而，即使在热锻后生成贝氏体也能够得到优异的裂解性。用于解决问题的方案根据本实施方式的非调质棒钢具有如下的化学组成：以质量％计含有C：0.39～0.55％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.50～1.50％、P：0.010～0.100％、S：0.040～0.130％、Cr：0.05～0.50％、V：0.05～0.40％、Ti：0.15～0.25％、Al：0.005～0.050％、N：0.002～0.020％、Cu：0～0.40％、Ni：0～0.30％、Mo：0～0.10％、Pb：0～0.30％、Te：0～0.3000％、Ca：0～0.0100％、以及Bi：0～0.3000％，余量由Fe和杂质组成，并且满足式(1)，钢中的具有20μm以上的圆当量直径的TiN的数密度为0.3～4.0个/mm2。0.60≤C+0.2Mn+0.25Cr+0.75V+0.81Mo≤1.00(1)其中，式(1)中的元素符号处代入对应的元素的含量(质量％)。专利技术的效果根据本实施方式的非调质棒钢具有高的切削性、屈服强度和疲劳强度，进一步地，即使在热锻后生成贝氏体也能够得到优异的裂解性。附图说明图1为以往的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非调质棒钢，其具有以下的化学组成：以质量％计含有C：0.39～0.55％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.50～1.50％、P：0.010～0.100％、S：0.040～0.130％、Cr：0.05～0.50％、V：0.05～0.40％、Ti：0.15～0.25％、Al：0.005～0.050％、N：0.002～0.020％、Cu：0～0.40％、Ni：0～0.30％、Mo：0～0.10％、Pb：0～0.30％、Te：0～0.3000％、Ca：0～0.0100％、以及Bi：0～0.3000％，余量由Fe和杂质组成，并且满足式(1)，钢中的具有20μm以上的圆当量直径的TiN的数密度为0.3～4.0个/mm2，0.60≤C+0.2Mn+0.25Cr+0.75V+0.81Mo≤1.00(1)其中，式(1)中的元素符号处代入对应的元素的含量，单位为质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 JP 2016-0530261.一种非调质棒钢，其具有以下的化学组成：以质量％计含有C：0.39～0.55％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.50～1.50％、P：0.010～0.100％、S：0.040～0.130％、Cr：0.05～0.50％、V：0.05～0.40％、Ti：0.15～0.25％、Al：0.005～0.050％、N：0.002～0.020％、Cu：0～0.40％、Ni：0～0.30％、Mo：0～0.10％、Pb：0～0.30％、Te：0～0.3000％、Ca：0～0.0100％、以及Bi：0～0.3000％，余量由Fe和杂质组成，并且满足式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫越有祐，高须贺幹，长谷川达也，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP