渗碳用钢板和渗碳用钢板的制造方法技术

本发明专利技术提供：成型性和渗碳后的韧性更优异的渗碳用钢板和其制造方法。一种钢板，其以质量％计含有C：0.02％以上且小于0.30％、Si：0.005％以上且0.5％以下、Mn：0.01％以上且3.0％以下、P：0.1％以下、S：0.1％以下、sol.Al：0.0002％以上且3.0％以下、N：0.0001以上且0.035％以下，余量为Fe和杂质，铁素体的平均晶粒直径小于10μm，碳化物的平均圆当量直径为5.0μm以下，长宽比为2.0以下的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为80％以上，在铁素体晶粒内存在的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为60％以上，从钢板的最表面至沿深度方向距该钢板的最表面的距离为50μm的位置为止的区域中的平均氮浓度为0.040质量％以上且0.200质量％以下。

Manufacturing Method of Steel Plate for Carburizing and Steel Plate for Carburizing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】渗碳用钢板和渗碳用钢板的制造方法
本专利技术涉及渗碳用钢板和渗碳用钢板的制造方法。
技术介绍
近年来，对于汽车的齿轮、离合器板、减震器等机械结构部件，不仅要求耐久性高，还要求能廉价制造。一般来说，作为这些部件的制造方法，进行了使用热锻造材的切削和渗碳处理。然而，面对成本降低的要求提高，推进了如下技术的开发：将热轧钢板、冷轧钢板作为坯料，进行冷加工，成型为构件的形状后，进行渗碳处理。冷加工中，将坯料冲裁，接着，经过弯曲加工、深拉加工、扩孔加工等成型为构件。此时，对于加工中使用的渗碳用钢板，要求最基本的变形模式即弯曲性良好。进而，对于变矩器的减震器等之类的汽车部件，要求韧性等优异的耐冲击特性。从上述观点出发，近年来，提出了各种技术。例如以下的专利文献1中提出了如下技术：由铁素体和珠光体构成热轧钢板的组织，之后，实施球状化退火，使碳化物球状化。另外，以下的专利文献2中提出了如下技术：在控制碳化物的粒径的基础上，控制铁素体晶界的碳化物的个数相对于铁素体晶粒内的碳化物的个数的比率，进一步控制作为母相的铁素体的晶粒直径，从而提高渗碳后的构件的冲击特性。另外，以下的专利文献3中提出了如下技术：在控制碳化物的粒径和长宽比、以及作为母相的铁素体的晶粒直径的基础上，进一步控制铁素体的长宽比，从而提高冷加工性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3094856号公报专利文献2：国际公开第2016/190370号专利文献3：国际公开第2016/148037号
技术实现思路
专利技术要解决的问题上述机械结构部件，为了提高强度，要求淬透性。即，对于机械结构部件中使用的坯料要求维持淬透性、且确保成型性。进而，对于渗碳后的机械结构部件，要求耐冲击特性(特别是渗碳后的韧性)。然而，上述专利文献1的以碳化物的显微组织控制为主体的制造方法中，可以改善以会因冷加工而导入的龟裂为起点的耐冲击特性，但无法期望提高渗碳后的韧性的效果。另外，上述专利文献2中提出的以碳化物和铁素体的显微组织控制为主体的制造方法中，成型性得到改善，但是用于汽车的变矩器的减震器等那样的以高水平要求耐冲击性的特定的汽车部件的情况下，为了得到更优异的韧性，尚有改善的余地。进而，通过使用上述专利文献3中提出的技术，从而成型性得到改善，但是用于汽车的变矩器的减震器等那样的以高水平要求耐冲击性的特定的汽车部件的情况下，为了得到更优异的韧性，尚有改善的余地。如此，以往提出的技术中，在担保渗碳用钢板的成型性、淬透性且得到渗碳后充分的韧性的方面尚有改善的余地，因此，特别是对于变矩器的减震器部件等之类的、以高水平要求耐冲击性的特定的汽车部件，寻求能更适合应用的渗碳用钢板。因此，本专利技术是鉴于上述问题而作出的，本专利技术的目的在于，提供：成型性、和渗碳后的韧性更优异的渗碳用钢板和其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等针对解决上述课题的方法进行了深入研究。其结果，如以下详述那样，获得如下见解：通过适当控制铁素体晶粒中的碳化物的生成位置、和钢板的表层部中的氮浓度，从而可以维持淬透性，且提高冷加工时的成型性和渗碳后的韧性，至此完成了本专利技术。基于上述见解而完成的本专利技术的主旨如以下所述。[1]一种渗碳用钢板，其以质量％计含有C：0.02％以上且小于0.30％、Si：0.005％以上且0.5％以下、Mn：0.01％以上且3.0％以下、P：0.1％以下、S：0.1％以下、sol.Al：0.0002％以上且3.0％以下、N：0.0001以上且0.035％以下，余量为Fe和杂质，所述渗碳用钢板的铁素体的平均晶粒直径小于10μm，碳化物的平均圆当量直径为5.0μm以下，长宽比为2.0以下的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为80％以上，在铁素体晶粒内存在的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为60％以上，从钢板的最表面至沿深度方向距该钢板的最表面的距离为50μm的位置为止的区域中的平均氮浓度为0.040质量％以上且0.200质量％以下。[2]根据[1]所述的渗碳用钢板，其以质量％计进一步含有Cr：0.005％以上且3.0％以下、Mo：0.005％以上且1.0％以下、Ni：0.010％以上且3.0％以下、Cu：0.001％以上且2.0％以下、Co：0.001％以上且2.0％以下、Nb：0.010％以上且0.150％以下、Ti：0.010％以上且0.150％以下、V：0.0005％以上且1.0％以下、B：0.0005％以上且0.01％以下中的1种或2种以上来代替余量Fe的一部分。[3]根据[1]或[2]所述的渗碳用钢板，其以质量％计进一步含有W：1.0％以下、Ca：0.01％以下中的至少任一者来代替余量Fe的一部分。[4]一种渗碳用钢板的制造方法，其为制造[1]～[3]中任一项所述的渗碳用钢板的方法，所述方法包括如下工序：热轧工序，将具有[1]～[3]中任一项所述的化学组成的钢材加热，在800℃以上且小于920℃的温度区域使热精轧结束，以700℃以下的温度进行卷取；和，退火工序，在将氮气浓度控制为以体积分数计为25％以上的气氛中，将通过前述热轧工序得到的钢板、或在前述热轧工序后实施冷轧的钢板以5℃/小时以上且100℃/小时以下的平均加热速度加热至以下述式(1)定义的Ac1点以下的温度区域，在该Ac1点以下的温度区域实施保持10小时以上且100小时以下的退火处理，然后实施将从退火结束时的温度起至550℃为止的温度区域中的平均冷却速度设为5℃/小时以上且100℃/小时以下的冷却，前述热轧工序中，在从前述热精轧结束时起的1秒以内开始平均冷却速度超过50℃/秒的冷却，将前述退火处理后的铁素体的平均粒径控制为小于10μm。[5]根据[4]所述的渗碳用钢板的制造方法，其中，在用于得到供至前述热轧工序的前述钢材的连续铸造工序中，实施规定的夹杂物的生成或规定元素的中心偏析降低处理中的至少任一者的钢材健全化处理。Ac1＝750.8-26.6[C]+17.6[Si]-11.6[Mn]-22.9[Cu]-23[Ni]+24.1[Cr]+22.5[Mo]-39.7[V]-5.7[Ti]+232.4[Nb]-169.4[Al]-894.7[B]···式(1)此处，上述式(1)中，[X]的表述表示元素X的含量(单位：质量％)，在不含相应元素的情况下代入零，专利技术的效果如以上说明，根据本专利技术，可以提供：成型性和渗碳后的韧性更优异的渗碳用钢板。具体实施方式以下，对本专利技术的适合实施方式详细进行说明。(关于本专利技术人等进行的研究的内容和得到的见解)先于对本专利技术的渗碳用钢板和其制造方法进行说明，对于本专利技术人等为了解决上述课题而进行的研究的内容，以下详细进行说明。上述研究时，本专利技术人等首先对用于提高渗碳前的成型性(特别是弯曲性)的方法进行了研究。为了提高渗碳前的成型性(特别是弯曲性)，重要的是，弯曲变形时抑制龟裂的发生，此外，在发生了龟裂时，抑制发生的龟裂的伸展。为了抑制龟裂的发生，有效的是，控制钢板中生成的碳化物的长宽比(长轴/短轴)，重点在于，通过球状化退火，降低碳化物的长宽比。另外，为了抑制龟裂的伸展，有效的是，抑制粗大的碳化物的生成，且控制碳化物的析出位置。即，铁素体的晶界处生成碳化物的情况下，助长以晶界为传播路径的龟裂的伸展。因此，重要的是，使碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渗碳用钢板，其以质量％计含有C：0.02％以上且小于0.30％、Si：0.005％以上且0.5％以下、Mn：0.01％以上且3.0％以下、P：0.1％以下、S：0.1％以下、sol.Al：0.0002％以上且3.0％以下、N：0.0001以上且0.035％以下，余量为Fe和杂质，所述渗碳用钢板的铁素体的平均晶粒直径小于10μm，碳化物的平均圆当量直径为5.0μm以下，长宽比为2.0以下的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为80％以上，在铁素体晶粒内存在的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为60％以上，从钢板的最表面至沿深度方向距该钢板的最表面的距离为50μm的位置为止的区域中的平均氮浓度为0.040质量％以上且0.200质量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种渗碳用钢板，其以质量％计含有C：0.02％以上且小于0.30％、Si：0.005％以上且0.5％以下、Mn：0.01％以上且3.0％以下、P：0.1％以下、S：0.1％以下、sol.Al：0.0002％以上且3.0％以下、N：0.0001以上且0.035％以下，余量为Fe和杂质，所述渗碳用钢板的铁素体的平均晶粒直径小于10μm，碳化物的平均圆当量直径为5.0μm以下，长宽比为2.0以下的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为80％以上，在铁素体晶粒内存在的碳化物的个数比率相对于全部碳化物为60％以上，从钢板的最表面至沿深度方向距该钢板的最表面的距离为50μm的位置为止的区域中的平均氮浓度为0.040质量％以上且0.200质量％以下。2.根据权利要求1所述的渗碳用钢板，其以质量％计进一步含有Cr：0.005％以上且3.0％以下、Mo：0.005％以上且1.0％以下、Ni：0.010％以上且3.0％以下、Cu：0.001％以上且2.0％以下、Co：0.001％以上且2.0％以下、Nb：0.010％以上且0.150％以下、Ti：0.010％以上且0.150％以下、V：0.0005％以上且1.0％以下、B：0.0005％以上且0.01％以下中的1种或2种以上来代替余量Fe的一部分。3.根据权利要求1或2所述的渗碳用钢板，其以质量％计进一步含有W：1.0％以下、Ca：0.01％以下中的至少任一者来代替余量Fe的一部分。4.一种渗碳用钢板的制造方法，其为制造权利要求1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：匹田和夫，户田由梨，桥本元仙，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP