锻造部件及其制造方法、以及连杆技术

化学成分组成以质量计含有C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：0.0150％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，同时满足式1的钢所构成的锻造部件。金属组织为铁素体-珠光体组织，同时铁素体的面积率为30％以上。维克斯硬度在320～380HV的范围内，0.2％耐力为800MPa以上，V型缺口的夏比冲击值在7～15J/cm2的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锻造部件及其制造方法、以及连杆
本专利技术涉及锻造部件及其制造方法、以及连杆。
技术介绍
在例如连杆等用于汽车的锻造部件中，为了提高燃料经济性而要求轻量化。对于轻量化，提高作为素材的钢的强度并将其薄化是有效的。然而，一般钢的高强度化伴随着切削性的恶化。因此，期望开发满足高强度化和切削性两者的钢。此外，还讨论了组合2个部件构成一组部件时，这两个部件在连接状态下成型后，最终断裂分割为2个部件成品的情况。采用该制造方法，可谋求制造工序的合理化，同时，断裂分割后的2个部件的可组装性提高。为使这样的制造方法成为可能，至少需要容易断裂分割的钢。作为以将高强度化和低成本化为目的而开发的钢，例如，专利文献1中记载的。此外，作为将高强度化和提高切削性作为目的而开发的钢，例如，专利文献2中记载的。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2011-32545号公报[专利文献2]日本专利特开2011-195862号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的课题]专利文献1中记载的钢，一定程度上实现了低成本化和高强度化，但关于上述断裂分割性则完全没有考虑。此外，专利文献2记载的钢一定程度上实现了高强度化，且具有可断裂分割的特性。然而，该钢的切削性虽比以往提高了，但仍不能说足够。进一步地，虽将断裂分割性按照由脆性断面率带来的变形进行了评价，但关于因过脆产生的豁口完全没有考虑。因此，专利文献1的钢有断裂分割时产生变形或豁口的问题。此外，不仅从与断裂分割性相关的观点出发，还从作为部件长期稳定使用的观点出发，夏比冲击值极低都是有问题的，需确保达到耐久性所需要的最低限的值。本专利技术基于这样的背景，提供由可实现高强度化、切削性提高及断裂分割性提高这样的全部3个特性的钢材构成的可断裂分割锻造部件及其制造方法。此外，本专利技术中得到的锻造部件，虽然可断裂分割，但在用途上，不进行断裂分割而使用也是当然可以的。[解决课题的手段]本专利技术的一个方式为一种锻造部件，其特征在于，化学成分组成以质量计，含有，C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：0.0150％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，同时满足下述式1，式1：[C]-4×[S]+[V]-25×[Ca]<0.44(此处，[X]是指元素X的含量(质量％)的值)金属组织为铁素体-珠光体组织，同时铁素体的面积率为30％以上，维克斯硬度在320～380HV的范围内，0.2％耐力为800MPa以上，V型缺口的夏比冲击值为7～15J/cm2的范围内。本专利技术的另一个方式为一种锻造部件的制造方法，其特征在于具有如下工序，准备化学成分组成以质量计含有，C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：0.0090％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，同时满足下述式1的锻造用钢材的工序，式1：[C]-4×[S]+[V]-25×[Ca]<0.44(此处，[X]是指元素X的含量(质量％)的值)对上述锻造用钢材在1150℃～1300℃的热锻造温度下实施热锻造，得到锻造部件的工序，和将上述热锻造后的上述锻造部件进行冷却的冷却工序，其在800～600℃中的平均冷却速度为150～250℃/min。本专利技术的另一个方式为，一种锻造部件的制造方法，其特征在于具有如下工序，准备化学成分组成以质量计含有，C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：大于0.0090、0.0150％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，同时满足下述式1的锻造用钢材的工序，式1：[C]-4×[S]+[V]-25×[Ca]<0.44(此处，[X]是指元素X的含量(质量％)的值)对上述锻造用钢材在1230℃～1300℃的热锻造温度下实施热锻造，得到锻造部件的工序，和将上述热锻造后的上述锻造部件进行冷却的冷却工序，其在800～600℃中的平均冷却速度为150～250℃/min。[专利技术的效果]上述锻造部件，在具有上述特定的化学成分组成的同时，维克斯硬度、0.2％耐力、金属组织及夏比冲击值所表示的特性全部在上述的特定范围内。据此，实现了维持高强度，同时切削性良好，且断裂分割时没有豁口和变形这样的优异特性，即，能够高水平地实现高强度化、切削性提高及断裂分割性提高这3个特性的全面提高。此外，上述锻造部件根据用途的不同，也可以不实施断裂分割而进行制造。而且，上述锻造部件，不论是否有断裂分离，通过确保上述的夏比冲击值等特性，可长期安心使用。附图说明[图1]实施例1中，评价断裂分割性用的试验片的(a)平面图、(b)正面图。[图2]实施例1中，展示P含量和夏比冲击值的关系的说明图。[图3]实施例1中，展示硬度和夏比冲击值的关系的说明图。[图4]实施例1中，展示硬度和0.2％耐力的关系的说明图。[图5]实施例1中，展示硬度和切削性指数的关系的说明图。[图6]实施例1中，展示式(1)的值和切削性指数的关系的说明图。[图7]实施例2中，展示N含量及加热温度与0.2％耐力的关系的说明图。具体实施方式说明上述锻造部件中的化学成分组成的限定理由。C：0.30～0.45％，C(碳)是为确保强度的基本元素。为了在获得适度的强度、硬度、夏比冲击值的同时，确保适度的切削性，C含量处于上述范围内较为重要。C含量低于上述下限值时，确保强度等较为困难，同时断裂分割时有变形的可能。C含量超过上述上限值时，担心有切削性低下，断裂分割时的豁口等问题。此外，为获得超过1100MPa的抗拉强度，优选含有0.35％以上的C。Si：0.05～0.35％、Si(硅)，作为炼钢时的脱氧剂是有效的，同时，是对强度和断裂分割性的提高有效的元素。为获得这些效果，需要添加上述下限值以上的Si。另一方面，Si含量过多则脱碳增加，可能对疲劳强度产生坏的影响，因而Si含量为上述上限值以下。Mn：0.50～0.90％、Mn(锰)是用于制钢时脱氧以及调整钢的强度、韧性平衡的有效元素。除了强度、韧性平衡的调整之外，为了使金属组织最适化，以及提高切削性及断裂分割性，也需要Mn含量在上述范围内。Mn含量低于上述下限值时，有强度降低及产生断裂分割时的变形的可能。Mn含量超过上述上限值时，有珠光体增加及贝氏体析出而导致切削性下降的可能。P：0.030～0.070％、P(磷)是影响断裂分割性的元素，通过限定在上述范围内，易于获得适度的夏比冲击值，可抑制断裂分割时的变形及豁口。P含量不足上述下限值时，可能产生断裂分割时变形的问题。另一方面，P含量超过上述上限值时，断裂分割时可能会产生豁口的问题。S：0.04本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锻造部件，其特征在于，化学成分组成以质量％计，含有C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：0.0150％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，同时满足下述式1，式1：[C]‑4×[S]+[V]‑25×[Ca]<0.44此处，[X]是指元素X的含量的值，单位为质量％，金属组织为铁素体‑珠光体组织，同时铁素体的面积率为30％以上，维克斯硬度在320～380HV的范围，0.2％耐力为800MPa以上，V型缺口的夏比冲击值为7～15J/cm2的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.20 JP 2013-0574441.一种锻造部件，其特征在于，化学成分组成以质量％计，含有C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：0.0150％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，同时满足下述式1和式2，式1：[C]-4×[S]+[V]-25×[Ca]<0.44式2：2.15≤4×[C]-[Si]+(1/5)×[Mn]+7×[Cr]-[V]≤2.61此处，[X]是指元素X的含量的值，单位为质量％，金属组织为铁素体-珠光体组织，同时铁素体的面积率为30％以上，维克斯硬度在320～380HV的范围，0.2％耐力为800MPa以上，V型缺口的夏比冲击值为7～15J/cm2的范围。2.一种连杆，其特征在于，由权利要求1记载的锻造部件构成。3.一种锻造部件的制造方法，其特征在于，具有以下工序，准备化学成分组成以质量％计含有C：0.30～0.45％、Si：0.05～0.35％、Mn：0.50～0.90％、P：0.030～0.070％、S：0.040～0.070％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.050％、V：0.25～0.35％、Ca：0～0.0100％、N：0.0090％以下，余量由铁和不可避免...

【专利技术属性】
技术研发人员：上西健之，大脇进，高马久典，北野智靖，棚桥和浩，篠原伸幸，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP