本发明专利技术的表面硬化钢材具有下述成分组成，以质量％计含有：C：0.05～0.45％、Si：0.01～1.0％、Mn：超过0且2.0％以下、Al：0.001～0.06％、N：0.002～0.03％、S：超过0且0.1％以下、P：超过0且0.05％以下、和其余量：Fe和不可避免的杂质，在等轴晶区满足下述(1)式和下述(2)式，或者，在柱状晶区满足下述(3)式：Re＝(Ae/Ao)×100≤30％(1)式；(Cmin，1/Co)≥0.95(2)式；(Cmin，2/Co)≥0.95(3)式。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的表面硬化钢材具有下述成分组成，以质量％计含有：C：0.05～0.45％、Si：0.01～1.0％、Mn：超过0且2.0％以下、Al：0.001～0.06％、N：0.002～0.03％、S：超过0且0.1％以下、P：超过0且0.05％以下、和其余量：Fe和不可避免的杂质，在等轴晶区满足下述(1)式和下述(2)式，或者，在柱状晶区满足下述(3)式：Re＝(Ae/Ao)×100≤30％(1)式；(Cmin，1/Co)≥0.95(2)式；(Cmin，2/Co)≥0.95(3)式。【专利说明】热处理应变Λ?、的表面硬化钢材
本专利技术涉及通过渗碳、渗碳氮化或碳氮共渗(以下有时称为「渗碳.氮化」)淬火处理而使表层部成为硬质的表面硬化钢材。该表面硬化钢材，尤其作为需要高水平的耐磨损性、耐疲劳特性的汽车等的齿轮、轴、等速接头等机械部件的材料是有用的。 本申请基于2012年I月26日在日本提出的专利申请2012-014474号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
技术介绍
近年来，从降低CO2排放量、促进节能的观点出发，要求使包括汽车、机动二轮车等的运输机械的车身轻量化，谋求提高燃油效率。作为车身轻量化对策的一环，齿轮、轴等机械部件的小型化、轻量化在被推进，但与其相伴，对于所述机械部件，要求提高耐磨损性、疲劳强度。 作为改善齿轮等机械部件的耐磨损性、耐疲劳性的手段，一直以来，以渗碳.氮化淬火处理为代表的表面硬化处理被广泛应用。但是，在响应提高实施了表面硬化处理的机械部件的尺寸精度，提高工作时的光滑性、静音性的技术要求的意义上，极力减小在表面硬化处理中产生的应变(以下有时称为「热处理应变」)是一个重要的课题。 作为降低热处理应变的对策，例如，专利文献I和2中公开了一种方法，该方法进行组织调整以使得渗碳.氮化热处理后的内部组织成为奥氏体+铁素体层，并由该组织状态进行淬火来制造应变小的高强度齿轮。 但是，在该方法中，由于使用的钢材的Si含量少因此抗软化性低。因此，如果将制造出的齿轮在高速旋转中使用，则存在表面的温度上升并软化，耐点蚀性下降的难点。 专利文献3中公开了用同样的方法降低了热处理应变的表面硬化钢。但是，该表面硬化钢由于C含量多，因此具有被切削性、冷态加工性、韧性等差的问题。 专利文献4中公开了一种齿轮用钢，该齿轮用钢规定渗碳处理后的理想临界直径，使渗碳淬火后的渗碳.氮化没有被实施的内部的金属组织，成为铁素体为10~70%的低应变型渗碳淬火组织。但是，该齿轮用钢由于Si含量多因此渗碳性差，并且具有被切削性、冷态加工性差的问题。 专利文献5中公开了一种方法，该方法适当调整钢材的成分组成，采用最佳的渗碳处理条件来降低热处理应变。另外，专利文献6中公开了一种方法，该方法通过钢中的C、Mn含量来控制临界冷却速度，谋求热处理后的低应变化。 专利文献7和8中公开了一种方法，该方法在表面硬化处理后的淬火处理中，通过根据成分组成设定淬火开始温度进行淬火，从而将表面硬化处理后的芯部、即非渗碳层的组织调整至初析铁素体的面积率为20~80%。 专利文献9中公开了一种方法，该方法作为降低应变量的对策，实施渗碳冷却和再加热淬火处理，谋求降低热处理应变和提高弯曲疲劳强度。但是，该方法无法避免伴随再加热淬火的生产性的下降、热处理成本的上升。 专利文献10中公开了一种氮化用钢，该氮化用钢是将未凝固区域在特定的条件下压下，在凝固末期位置不施加电磁搅拌，不使白亮带生成，使在D/4部的偏析度C/Co为 .0.99~1.01，实质上不具有白亮带的氮化用钢。 专利文献11中公开了一种表面硬化钢，该表面硬化钢的铸片的径向截面内的C和Mn的微观偏析度的最大值与最小值的差为0.03%以内，邻接的含量的差为0.02%以内。另外，专利文献12中公开了由C的中心偏析度为1.1~1.0的铸片制造的低应变表面硬化钢。 但是，实际情况是即使应用上述任一种方法和钢，也无法达成满足近期的消费者的严格要求的低应变化。 在先技术文献 专利文献1:日本国特开平05-070924号公报 专利文献2:日本国特开平05-070925号公报 专利文献3:日本国特开昭58-113316号公报 专利文献4:日本国特开平08-109435号公报 专利文献5:日本国特开平02-298250号公报 专利文献6:日本国特开昭61-210154号公报 专利文献7:日本国特开平09-137266号公报 专利文献8:日本国特开平10-147814号公报 专利文献9:日本国特开平05-148535号公报 专利文献10:日本国特开2000-343191号公报 专利文献11:日本国特开2006-097066号公报 专利文献12:日本国特开昭58-052459号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述实际情况，其课题是在表面硬化钢材的渗碳?氮化淬火处理中，极力减小在该淬火处理中产生的热处理应变，其目的是解决该课题，提供一种耐磨损性和疲劳强度优异、并且尺寸精度高的表面硬化钢制品。 本专利技术的主旨如下。 (I)本专利技术的第一方式是一种表面硬化钢材，其横截面具有包含等轴晶区和柱状晶区的宏观组织，所述柱状晶区被配置于该等轴晶区的周围，所述表面硬化钢材的特征在于，所述表面硬化钢材具有下述成分组成，以质量％计含有:c:0.05~0.45%, Si:0.01~ .1.0%,Μη:超过O 且2.0% 以下、Al:0.001 ~0.06%,N:0.002 ~0.03%,S:超过O 且0.1%以下、P:超过O且0.05%以下、和其余量:Fe和不可避免的杂质，在所述等轴晶区满足下述(a)式和下述(b)式，或者在所述柱状晶区，满足下述(c)式， Re = (Ae/Ao) X 100 ≤30%(a)式， (Cmin，1/Co)≥ 0.95(b)式， (Cmin，2/Co)≥ 0.95(c)式， 在此，Re:所述等轴晶区的面积率) Ae:所述等轴晶区的面积(％ ) Ao:所述横截面的面积(％ ) Co:所述横截面中的平均C浓度(质量％ )，或者，钢包或连铸中间包内的钢液的C浓度(质量％) Cmin, 1:所述等轴晶区内部的最小C浓度(质量％ ) Cmin，2:所述柱状晶区内部的最小C浓度(质量％ )。 (2)在上述⑴所述的表面硬化钢材中，可以在所述等轴晶区满足所述(a)式和所述(b)式，并且在所述柱状晶区满足所述(C)式。 (3)在上述(I)或(2)所述的表面硬化钢材中，可以在所述等轴晶区，满足下述(d)式和下述(e)式的至少一方， (L/F)≥ 0.6(d)式， (L/S)≥0.6(e)式， 在此，L:从所述等轴晶区的外周部之中最接近所述横截面的中心部的位置，到所述横截面的中心部的距离(mm)， F:从相对于所述横截面的中心部，与所述等轴晶区的外周部之中最接近所述横截面的中心部的位置对称的方向的、所述等轴晶区的外周部的位置，到所述横截面的中心部的距离(mm)， S:在与将所述等轴晶区的外周部之中最接近所述横截面的中心部的位置和所述横截面的中心部连结的直线正交的直线之中的、通过所述横截面的中心部的直线与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面硬化钢材，其横截面具有包含等轴晶区和柱状晶区的宏观组织，所述柱状晶区被配置于该等轴晶区的周围，所述表面硬化钢材的特征在于，所述表面硬化钢材具有下述成分组成，以质量％计含有：C：0.05～0.45％、Si：0.01～1.0％、Mn：超过0且2.0％以下、Al：0.001～0.06％、N：0.002～0.03％、S：超过0且0.1％以下、P：超过0且0.05％以下、和其余量：Fe和不可避免的杂质，在所述等轴晶区满足下述(1)式和下述(2)式，或者在所述柱状晶区满足下述(3)式，Re＝(Ae/Ao)×100≤30％ (1)式，(Cmin，1/Co)≥0.95 (2)式，(Cmin，2/Co)≥0.95 (3)式，在此，Re：所述等轴晶区的面积率，Ae：所述等轴晶区的面积，Ao：所述横截面的面积，Co：所述横截面中的平均C浓度，或者，钢包或连铸中间包内的钢液的C浓度，Cmin，1：所述等轴晶区内部的最小C浓度，Cmin，2：所述柱状晶区内部的最小C浓度，其中，面积率和面积的单位为％，C浓度的单位为质量％。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：矶部浩一，土江雅彦，
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
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