高强度锻钢和大型锻造零件制造技术

本发明专利技术涉及用于大型锻造品的制造的高强度锻钢。该高强度锻钢，其特征在于，具有规定的含量的规定的化学元素、和余量是Fe和不可避免的杂质的组成，金属组织的主体由贝氏体、马氏体、或它们的组合组织构成，从距表面的深度为5mm的表位起至1/4厚的中位为止的钢组织的平均晶粒直径为50μm以下，在晶粒直径分布中，上述表位的晶粒直径的峰值与上述中位的晶粒直径的峰值的差为10μm以上且30μm以下。另外，该高强度锻钢以作为非金属夹杂物的评价方法的DIN 50602－1985的K0法测量时，优选Total index为10以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度锻钢和大型锻造零件
本专利技术涉及高强度锻钢和大型锻造零件。
技术介绍
为了实现船舶用内燃机和发电用内燃机的输出功率提高及小型化，需要这些零件所使用的钢材高疲劳强度化。这样的零件一般是锻造高强度锻钢而加以制造，但高强度锻钢的抗拉强度也有850MPa以上的情况，热处理变形大。因此，通过定心和机械加工等加工成最终形状花费时间，生产率不得已降低。作为具有850MPa以上的强度的大型锻造零件用高强度锻钢，开发有NiCrMo系的高强度钢，该高强度钢，例如作为承受高负荷的船舶用内燃机用的曲轴使用(参照专利文献1、2和3)。另一方面，船舶等的驱动力传动所使用的大型曲轴用的钢，在锻造和热处理后，为了加工成最终形状而实施切削等的机械加工，但这时要求容易进行精加工。但是，切削阻力通常与材料的强度(硬度)成正比增加，因此至今为止，还难以一边得到850MPa以上的强度韧性，一边使热处理后的粗加工性提高。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题而做，其课题在于，提供一种在得到强度韧性的同时，热处理后的精加工性还提高了的高强度锻钢和大型锻造零件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002－241892号公报专利文献2：日本特开2004－211206号公报专利文献3：日本特开2005－344149号公报即，用于解决上述课题而做的本专利技术，其特征在于，是用于大型锻造品的制造的高强度锻钢，具有如下组成：：C：0.40质量％以上且0.60质量％以下；Si：0.05质量％以上且0.40质量％以下；Mn：0.70质量％以上且1.20质量％以下；Cu：0质量％以上且0.50质量％以下；Ni：0.40质量％以上且1.00质量％以下；Cr：1.00质量％以上且2.00质量％以下；Mo：0.20质量％以上且0.50质量％以下；V：0.05质量％以上且0.30质量％以下；Al：0.020质量％以上且0.060质量％以下；N：0.0040质量％以上且0.0080质量％以下；O：高于0ppm且为30ppm以下；以及余量：Fe和不可避免的杂质，金属组织的主体由贝氏体、马氏体、或它们的组合组织构成，从距表面的深度为5mm的表位起至1/4厚的中位为止的钢组织的平均晶粒直径为50μm以下，晶粒直径分布中，上述表位的晶粒直径的峰值与上述中位的晶粒直径的峰值的差为10μm以上且30μm以下。具体实施方式本专利技术者以使高强度化和热处理后的精加工性提高这对相反的特性并立化为目标，对于最佳的组织形态反复进行锐意研究。其结果是得到以下认知，为了使高强度化与热处理变形性等的精加工性并立，重要的是调整结晶粒度。基于上述认知而做的本专利技术，是一种用于大型锻造品的制造的高强度锻钢，其特征在于，具有如下组成：C：0.40质量％以上且0.60质量％以下；Si：0.05质量％以上且0.40质量％以下；Mn：0.70质量％以上且1.20质量％以下；Cu：0质量％以上且0.50质量％以下；Ni：0.40质量％以上且1.00质量％以下；Cr：1.00质量％以上且2.00质量％以下；Mo：0.20质量％以上且0.50质量％以下；V：0.05质量％以上且0.30质量％以下；Al：0.020质量％以上且0.060质量％以下；N：0.0040质量％以上且0.0080质量％以下；O：高于0ppm且为30ppm以下；以及余量：Fe和不可避免的杂质，金属组织的主体由贝氏体、马氏体、或它们的组合组织构成，从距表面的深度为5mm的表位起至1/4厚的中位为止的钢组织的平均晶粒直径为50μm以下，晶粒直径分布中，上述表位的晶粒直径的峰值与上述中位的晶粒直径的峰值的差为10μm以上且30μm以下。具有上述构成的本专利技术的高强度锻钢和使用它的大型锻造零件，具有高强度，并且具有抑制热处理后的变形，能够缩短用于加工成最终形状的工序这样的优点。以下，详细说明本专利技术的高强度锻钢及大型锻造零件。[大型锻造零件]本专利技术的一个实施方式的大型锻造零件是锻造后述的高强度锻钢而得到的大型锻造零件，例如除了船舶用大型曲轴以外，还有中间轴、推进轴、连杆、舵零件等。[高强度锻钢]本实施方式的高强度锻钢用于大型锻造品的制造。该高强度锻钢，其金属组织的主体由贝氏体、马氏体、或它们的组合组织构成。如此，由于金属组织以贝氏体、马氏体或它们的组合组织为主体，所以本实施方式的锻钢品用高强度钢具有高强度。上述作为主体的金属组织的面积分率的下限，优选为95面积％，更优选为98面积％，进一步优选为100面积％。另外，作为贝氏体、马氏体、或贝氏体及马氏体的混合组织的面积分率的测量方法能够通过如下方式进行，对于实施了硝酸乙醇腐蚀液蚀刻的锻钢品用高强度钢的截面，以光学显微镜拍摄照片，目视该显微镜照片，区分成贝氏体、马氏体、贝氏体与马氏体的混合组织以及这些以外的金属组织，求得其面积比。另外，本实施方式的高强度锻钢，为了改善疲劳特性，也可以具有氮化处理层、渗碳处理层、高频淬火层、喷丸硬化处理层、冷加工处理层等的表面处理层。也就是说，本实施方式的高强度锻钢，也可以对表面实施氮化处理、渗碳处理、高频淬火处理、喷丸硬化处理、冷加工处理等的表面处理。本实施方式的高强度锻钢，具有如下组成：C(碳)：0.40质量％以上且0.60质量％以下；Si(硅)：0.05质量％以上且0.40质量％以下；Mn(锰)：0.70质量％以上且1.20质量％以下；Cu(铜)：0质量％以上且0.50质量％以下；Ni(镍)：0.40质量％以上且1.00质量％以下；Cr(铬)：1.00质量％以上且2.00质量％以下；Mo(钼)：0.20质量％以上且0.50质量％以下；V(钒)：0.05质量％以上且0.30质量％以下；Al(铝)：0.020质量％以上且0.060质量％以下；N(氮)：0.0040质量％以上且0.0080质量％以下；O(氧)：高于0ppm且为30ppm以下；以及余量：Fe(铁)和不可避免的杂质。(C元素的含量)C元素提高淬火性，并且有助于强度提高。为了确保充分的强度和淬火性，需要使该C元素含有0.40质量％以上。另一方面，若C元素的含量变得过剩，则使韧性极端降低，并且在大型铸块中助长逆V形偏析，使韧性降低。因此，C元素的含量抑制在0.60质量％以下即可。C元素的含量的下限优选为0.45质量％，其上限优选为0.55质量％。(Si元素的含量)Si元素是脱氧元素。为了发挥充分的脱氧效果，需要添加该Si元素0.05质量％以上。但是，因为其助长偏析，也会对韧性造成不良影响，所以需要Si元素的含量处于0.40质量％以下。Si限度的含量的上限优选为0.30质量％，更优选为0.20质量％。(Mn元素的含量)Mn元素与C元素同样提高淬火性，并且有助于强度提高。为了确保充分的强度和淬火性，以及抑制结晶粒度的偏差减小，需要使该Mn元素含有0.70质量％以上。另一方面，若Mn元素的含量变得过剩，则助长逆V形偏析，也会对韧性造成不良影响。因此，Mn元素的含量需要处于1.20质量％以下，更优选为1.00质量％以下。(Cu元素的含量)Cu元素对于提高淬火性有效，根据需要添加。为了有效地发挥这样的效果，优选使Cu元素含有0.10质量％以上。另一方面，若Cu含量变得过剩，反而使韧性和被切削性劣化。因此，Cu元素的含量的上限为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度锻钢，其特征在于，是用于大型锻造品的制造的高强度锻钢，具有如下组成：C：0.40质量％以上且0.60质量％以下；Si：0.05质量％以上且0.40质量％以下；Mn：0.70质量％以上且1.20质量％以下；Cu：0质量％以上且0.50质量％以下；Ni：0.40质量％以上且1.00质量％以下；Cr：1.00质量％以上且2.00质量％以下；Mo：0.20质量％以上且0.50质量％以下；V：0.05质量％以上且0.30质量％以下；Al：0.020质量％以上且0.060质量％以下；N：.0.0040质量％以上且0.0080质量％以下；O：高于0ppm且为30ppm以下；以及余量：Fe和不可避免的杂质；金属组织的主体由由贝氏体、马氏体、或它们的组合组织构成，从距表面的深度为5mm的表位其至1/4厚的中位为止的钢组织的平均晶粒直径为50μm以下，晶粒直径分布中，上述表位的晶粒直径的峰值与上述中位的晶粒直径的峰值的差为10μm以上且30μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.19 JP 2016-0083341.一种高强度锻钢，其特征在于，是用于大型锻造品的制造的高强度锻钢，具有如下组成：C：0.40质量％以上且0.60质量％以下；Si：0.05质量％以上且0.40质量％以下；Mn：0.70质量％以上且1.20质量％以下；Cu：0质量％以上且0.50质量％以下；Ni：0.40质量％以上且1.00质量％以下；Cr：1.00质量％以上且2.00质量％以下；Mo：0.20质量％以上且0.50质量％以下；V：0.05质量％以上且0.30质量％以下；Al：0.020质量％以上且0.060质量％以...

【专利技术属性】
技术研发人员：高冈宏行，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP