热锻用棒钢制造技术

提供一种热锻用棒钢，其具有优异的热加工性，在热锻后显示出高屈服强度、高疲劳强度、优异的可切削性以及优异的裂解性。本发明专利技术的热锻用棒钢具有如下化学组成：以质量％计含有C：0.05～0.40％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.51～3.50％、P：0.010～0.100％、S：0.30％以下、Cr：0.05～2.50％、V：0.10～0.75％、Ti：0.005％～0.250％、Al：0.005～0.060％、N：0.002～0.020％，余量由Fe和杂质组成，并且所述化学组成满足式(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

Bar steel for hot forging

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热锻用棒钢
本专利技术涉及棒钢，更详细而言，涉及用于热锻品的棒钢(以下也称为“热锻用棒钢”)。
技术介绍
用于汽车引擎等的连杆(connectingrod、以下称为“连杆”)是连接活塞和曲轴的引擎构件，将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个构件(盖2以及杆3)。这些构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，为了进一步的节省油耗，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变细也能够对应由活塞传导的爆炸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，因此还要求优异的疲劳强度。另外，近年来，从节能和低成本化的角度出发，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，上述盖2和杆3被分别制造。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，会对盖2与杆3的合对面实施切削加工工序。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100断裂，从而分割为2个构件(相当于盖2以及杆3)。然后，安装到曲轴上时，将被分割的2个构件结合。如果大头部100的断裂面为没有变形的脆性断面，则可以将盖2的断裂面和杆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。对于裂解连杆，通常是通过热锻来实施连杆的一体成型。本说明书中，将热锻后的热锻用棒钢也称为“热锻品”。此处，在用于裂解连杆的情况下，优选热锻品的韧性低。韧性高的钢的情况下，通过裂解使大头部断裂时，在断裂面上容易生成延性断面。这种情况下，大头部会发生塑性变形。因此，即使将断裂面合对也不会整齐地匹配，图1中的大头部100的内径D会偏离所期望的数值。其结果，在曲柄连接部(大头部100)处发生一端接触，这有时会成为汽车行驶时引起振动、噪音的原因。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)、国际公开第2009/107282号(专利文献3)、日本特开2006-336071号公报(专利文献4)以及日本特开2016-27204号公报(专利文献5)中提出了这种裂解性高的钢。专利文献1公开的高强度非调质钢的组成如下：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，并且具有铁素体珠光体组织。钢中的TiN夹杂物的最大直径为5μm以上且其数量以数密度计为5个/mm2以上。专利文献1记载了该非调质钢具有高强度且可切削性也良好，另外断裂分离性能还优异，并且能够在断面上形成良好的凹凸。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。钢的化学组成满足2Mn+5Mo+Cr≤3.1、满足C+Si/5+Mn/10+10P+5V≥1.8，Ceq＝C+Si/7+Mn/5+Cr/9+V满足0.90～1.10。钢的硬度为HV330以上，屈服比为0.73以上。钢的组织是贝氏体为10％以下的铁素体/珠光体组织。专利文献2记载了该热锻用非调质钢能够提供确保高强度、并且可以确保优异的可切削性和断裂分离性的热锻非调质钢构件。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。专利文献3记载了该热锻用非调质钢的断裂分离性和可切削性优异。专利文献4公开的连杆用钢以质量％计含有C：0.1～0.5％、Si：0.1～2％、Mn：0.5～2％、P：0.15％以下(不包括0％)、S：0.06～0.2％、N：0.02％以下(不包括0％)、Ca：0.0001～0.005％、以及Al：0.001～0.02％，余量由Fe和不可避免的杂质组成。专利文献4记载了该连杆用钢将存在于钢中的氧化物系夹杂物的组成控制在规定的范围内，因此能够提高断裂分割性。专利文献5公开的时效硬化型贝氏体非调质钢以质量％计含有C：0.10～0.40％、Si：0.01～2.00％、Mn：0.10～3.00％、P：0.001～0.150％、S：0.001～0.200％、Cu：0.001～2.00％、Ni：0.40％以下、Cr：0.10～3.00％，进一步含有Mo：0.02～2.00％、V：0.02～2.00％、Ti：0.001～0.250％、Nb：0.01～0.10％中的任一种或2种以上，余量由Fe和不可避免的杂质组成，且规定的化学成分的质量％含量满足3×[C]+10×[Mn]+2×[Cu]+2×[Ni]+12×[Cr]+9×[Mo]+2×[V]≥20、32×[C]+3×[Si]+3×[Mn]+2×[Ni]+3×[Cr]+11×[Mo]+32×[V]+65×[Ti]+36×[Nb]≥24、321×[C]-31×[Mo]+213×[V]+545×[Ti]+280×[Nb]≥100、321×[C]-31×[Mo]+213×[V]+545×[Ti]+280×[Nb]≥100。专利文献5记载了该时效硬化型贝氏体非调质钢即使是通过断裂分离加工制造的构件，也能够良好地抑制断裂分离加工时的塑性变形。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2009/107282号专利文献4：日本特开2006-336071号公报专利文献5：日本特开2016-27204号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，为了提高热锻品的裂解性，优选热锻品的韧性低。因此，以往热锻品的显微组织的前提是以铁素体和珠光体为主体。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热锻用棒钢，其具有如下化学组成：以质量％计含有C：0.05～0.40％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.51～3.50％、P：0.010～0.100％、S：0.30％以下、Cr：0.05～2.50％、V：0.10～0.75％、Ti：0.005％～0.250％、Al：0.005～0.060％、N：0.002～0.020％、Cu：0～0.60％、Ni：0～0.60％、Mo：0～0.70％、Nb：0～0.100％、Pb：0～0.30％、Te：0～0.3000％、Ca：0～0.0100％、以及Bi：0～0.4000％，余量由Fe和杂质组成，并且所述化学组成满足式(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

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.24 JP 2017-0338531.一种热锻用棒钢，其具有如下化学组成：以质量％计含有C：0.05～0.40％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.51～3.50％、P：0.010～0.100％、S：0.30％以下、Cr：0.05～2.50％、V：0.10～0.75％、Ti：0.005％～0.250％、Al：0.005～0.060％、N：0.002～0.020％、Cu：0～0.60％、Ni：0～0.60％、Mo：0～0.70％、Nb：0～0.100％、Pb：0～0.30％、Te：0～0.3000％、Ca：0～0.0100％、以及Bi：0～0.4000％，余量由Fe和杂质组成，并且所述化学组成满...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫越有祐，高须贺幹，
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