钢材制造技术

本发明专利技术涉及一种钢材，以质量％计，其包含：0.30％≤C≤0.45％、0.10％≤Si≤1.00％、0.60％≤Mn≤1.20％、0.20％≤Cr≤0.70％、0.30％≤V≤0.47％、Ti≤0.015％、P≤0.100％、以及S≤0.080％，余量为Fe和不可避免的杂质，并且具有由P0＝P0'

【技术实现步骤摘要】
钢材


[0001]本专利技术涉及一种钢材，更具体而言，涉及一种在不进行诸如淬火和回火的热处理的情况下可用于制造汽车零件等的钢材。

技术介绍

[0002]通过对钢材进行诸如淬火和回火之类的热处理，可以提高钢材的材料强度。然而，从简化制造工艺等的观点出发，在诸如曲轴和连杆之类的汽车发动机零件中，已经广泛使用这样的非热处理钢，其组成被设计为即使在省略了热处理的热锻后的状态下也能获得高强度。例如在以下专利文献1中公开了这种类型的非热处理钢的成分组成。
[0003]专利文献1：WO2019/203348A1

技术实现思路

[0004]近年来，还已经研究了将非热处理钢应用于高功率汽车发动机。随着发动机的功率输出的增加，也需要提高非热处理钢的强度。为了提高非热处理钢的强度，广泛使用的技术是添加V。专利文献1也公开了“已经利用通过添加大量的V产生由于微细V碳化物引起的钢的析出强化”，以及“生成合金碳化物的元素中的V在钢材中的固溶量大，并且在热锻前通过加热(约1250℃)得到的析出强化量大”。另一方面，专利文献1公开了“钢材中的V的固溶量有限，因此仅通过增加V的含量难以进一步提高强度”。因此，在专利文献1中，钢中除了含有V外还含有Ti，以进一步提高强度。专利文献1描述了首先Ti碳化物析出，并且Ti碳化物作为V碳化物的核，使得与仅V碳化物析出的情况相比，V碳化物更微细且更大量地析出。然而，与V碳化物相比，Ti碳化物的固溶温度更高，并且在奥氏体相中有粗大析出的问题。因此，增加Ti的添加量也难以进一步提高非热处理钢的强度。
[0005]本专利技术的目的在于提供在不进行热处理的情况下也具有高强度的钢材。
[0006]为了达到上述目的，根据本专利技术的钢材，以质量％计，包含：
[0007]0.30％≤C≤0.45％，
[0008]0.10％≤Si≤1.00％，
[0009]0.60％≤Mn≤1.20％，
[0010]0.20％≤Cr≤0.70％，
[0011]0.30％≤V≤0.47％，
[0012]Ti≤0.015％，
[0013]P≤0.100％，以及
[0014]S≤0.080％，
[0015]余量为Fe和不可避免的杂质，并且
[0016]具有由下式(1)限定的P0值，满足P0≥0.30：
[0017]P0＝P0'
×
V/P1(1)
[0018]在此，
[0019]P0'＝Mn+0.49Cu+0.89Ni+0.40Cr
‑
0.30Si(2)
[0020]P1＝C+0.07Si+0.16Mn+0.61P+0.19Cu+0.17Ni+0.2Cr+V(3)
[0021]在式(1)至式(3)中，各元素符号表示以质量％为单位的各元素的含量。
[0022]钢材可以在不进行热处理的状态下使用。
[0023]以质量％计，钢材还可包含选自以下的至少一者：
[0024]0％＜Cu≤0.50％，
[0025]0％＜Ni≤0.50％，
[0026]0％＜Nb≤0.010％，
[0027]0％＜Ti≤0.015％，
[0028]0％＜Pb≤0.30％，
[0029]0％＜Bi≤0.20％，
[0030]0％＜Ca≤0.0100％，
[0031]0％＜Zr≤0.010％，
[0032]0％＜Mg≤0.010％，以及
[0033]0％＜Te≤0.010％。
[0034]以质量％计，钢材可以满足：
[0035]Mo≤0.10％，
[0036]Al≤0.050％，以及
[0037]N≤0.030％。
[0038]由式(3)限定的P1值可满足1.04≤P1≤1.15。
[0039]钢材可具有由下式(4)限定的P2值和由下式(5)限定的P3值，满足P2/P3≥1.4：
[0040]P2＝417
‑
242C+30Si
‑
25Mn
‑
17Cu
‑
22Ni
‑
14Cr
‑
35Mo(4)
[0041]P3＝10^(1.35
‑
0.54C+0.02Si+0.77Mn+0.47Cu+0.42Ni+0.52Cr+4.84Mo)(5)
[0042]在式(4)和式(5)中，各元素符号表示以质量％为单位的各元素的含量。
[0043]在热锻后的状态下的钢材的截面中，满足(V+Ti)≥30％并且面积为1μm2以上的析出物的数量可为每1mm210个以下。
[0044]热锻后的状态下的钢材可以具有：
[0045]900MPa以上的屈服点，以及
[0046]0.80以上的屈服比。
[0047]根据本专利技术的钢材具有这样的成分组成，其中所含的C、Si、Mn、Cr和V在预定范围内，Ti、P和S的含量限制在预定上限以下，并且基于成分元素的含量而获得的P0值满足P0≥0.30，使得钢材在不进行热处理的情况下具有高强度。特别是，Mn和Cr的含量设定在这样的范围内，其中通过V基碳化物的微细析出获得高的强度改善效果，同时防止造成钢材的屈服比降低的贝氏体的生成，使得钢材在不添加大量的V和Ti的情况下具有高强度。
[0048]在此，在使用钢材而不进行热处理的情况下，省略热处理的工艺，因此，通过使用钢材的各种部件的制造工艺简单化。如上所述，根据本专利技术的钢材具有预定成分组成，使得在不进行热处理的情况下钢材也具有高强度。
[0049]此外，在钢材中还包含至少一种选自预定量的Cu、Ni、Nb、Ti、Pb、Bi、Ca、Zr、Mg和Te的情况下，可以获得通过Cu、Ni、Nb和Ti增加强度以及通过Pb、Bi、Ca、Zr、Mg和Te改善机械加
工性的效果。
[0050]在钢材中，在将Mo、Al和N的含量限制在预定上限以下的情况下，防止了由于Mo的含量过多从而生成贝氏体以及由于Al和N的含量过多从而使疲劳强度降低。
[0051]在P1值满足1.04≤P1≤1.15的情况下，在钢材中，可以获得高的硬度和强度改善效果，并且可以保持高机械加工性。
[0052]此外，在P2值和P3值满足P2/P3≥1.4的情况下，在钢材中，防止了造成屈服比降低的贝氏体的生成，并且获得了高的强度增加效果。
[0053]在热锻后的状态下的钢材的截面中，具有预定成分组成和面积的析出物的数量为每1mm
2 10个以下的情况下，可获得这样的非热处理钢，其防止了由于粗大析出物的生成引起的强度降低。
[0054]此外，在热锻后的状态下钢材的屈服点为900MPa以上，并且屈服比为0.80以上的情况下，作为非热处理钢，该钢材具有足够高的强度以应用于汽车发动机零件等。
附图说明
[0055]图1A和图1B为示出了通过添加M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢材，以质量％计，其包含：0.30％≤C≤0.45％，0.10％≤Si≤1.00％，0.60％≤Mn≤1.20％，0.20％≤Cr≤0.70％，0.30％≤V≤0.47％，Ti≤0.015％，P≤0.100％，以及S≤0.080％，余量为Fe和不可避免的杂质，并且具有由下式(1)限定的P0值，满足P0≥0.30：P0＝P0'
×
V/P1(1)在此，P0'＝Mn+0.49Cu+0.89Ni+0.40Cr
‑
0.30Si(2)P1＝C+0.07Si+0.16Mn+0.61P+0.19Cu+0.17Ni+0.2Cr+V(3)在式(1)至(3)中，各元素符号表示以质量％为单位的各元素的含量。2.根据权利要求1所述的钢材，其中，所述钢材在不进行热处理的状态下使用。3.根据权利要求1或2所述的钢材，以质量％计，还包含选自以下的至少一者：0％＜Cu≤0.50％，0％＜Ni≤0.50％，0％＜Nb≤0.010％，0％＜Ti≤0.015％，0％＜Pb≤0.30％，0％＜Bi≤0.20％，0％＜Ca≤0.0100％，0％＜Zr≤0.010％，0％＜Mg≤0.010％，以及0％＜Te≤0.010％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的钢材，以质...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥田大将，大桥亮介，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：