本发明专利技术为了改善疲劳强度而涉及可得到更深的有效硬化层的钢材，该钢材的特征在于，以质量％计，含有Ｃ：０．０１～０．３％、Ｓｉ：低于０．１％、Ｍｎ：０．４～３％、Ｃｒ：０．５～３％、Ａｌ：０．０１～０．３％，还含有Ｍｏ：０．２～１．５％、Ｖ：０．０５～１．０％中的一种或者两种，其余部分由Ｆｅ和不可避免的杂质组成；由具有５０％以上的贝氏体的组织构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有可加工性和强度、并且可得到深的有效硬化层的软氮化用钢以及 对该软氮化用钢进行软氮化处理而制造出的软氮化处理部件。
技术介绍
在汽车和各种产业机械上使用数量很多的以疲劳强度的改善为目的实施了表面 硬化处理的部件。代表性的表面硬化处理方法是渗碳、氮化、高频淬火等。氮化处理与其他方法不同，是在钢的相变点以下的低温进行处理，因此具有能够 减小热处理变形的优点，但由于是在低温下的处理，因此有效硬化层变浅。在氨气氛下进行的氮化处理，虽可得到高的表面硬度，但氮的扩散慢，通常需要20 小时以上的处理时间。在含有氮气和碳的浴或者气氛下进行的软氮化处理，能够增大氮的扩散速度，经 数小时即能够得到100 μ m以上的有效硬化层深度，因此是适合于改善疲劳强度的方法。为了得到疲劳强度更高的钢部件，需要使有效硬化层更深，因此曾提出了为了得 到所需要的硬度和深度的有效硬化层而适当添加了用于形成氮化物的合金的钢(例如参 照专利文献1和2)。专利文献2公开了一种软氮化用钢，其特征在于，含有C :0. 35 0.65重量％、Si 0. 35 2. 00 重量％、Mn :0. 80 2. 50 重量％、Cr :0. 20 重量％ 以下、和 Al :0. 035 重量％ 以下，其余部分由Fe和不可避免的杂质组成。例如，专利文献2中公开的软氮化用钢，具有优异的疲劳强度，并且在弯曲矫正时 氮化层不会产生裂纹，适合作为汽车的曲轴用材料，但若只调整成分组成，则在有效硬化层 的硬度和深度的提高上存在极限。于是，曾提出了不仅调整成分组成，还控制钢组织来提高了可加工性和氮化特性 的钢(例如，参照专利文献3 8)。例如，专利文献5公开了一种冷锻造性优异的软氮化用钢，其特征在于，以重量％ 计，含有 C 0. 01 0. 15%,Si 0. 01 1. 00%,Mn :0. 1 1. 5%,Cr :0. 1 2. 0%,A1 大 于0. 10%且在1.00%以下、V 0. 05 0. 40%，还含有Mo :0. 10 1. 00%，其余部分由铁和 不可避免的杂质组成，并具有下述特性热轧制后或者热锻造后的芯部硬度为HV200以下， 其后的冷锻造中的极限压缩率为65%以上。专利文献5公开的软氮化用钢，是热轧制后的硬度为HV200以下的具有铁素体+ 贝氏体双相组织的钢，但得不到充分量的贝氏体，在提高强度方面具有极限。专利文献6公开了一种可拉削加工性优异的氮化部件用材料，其特征在于，以质 量％计，含有C :0. 10 0. 40%,Si 0. 50% 以下、Mn :0. 30% 以上且小于 1. 50%,Cr :0. 30 2. 00%, Al 0. 02 0. 50%，其余部分由狗和杂质元素组成；由硬度为HV210以上的贝氏 体组织构成。专利文献6公开的氮化部件用材料，是硬度为HV210以上的贝氏体组织，因此拉削加工容易，并且，冲击值高，软氮化后的表面硬度优异，但Si浓度高，不能得到充分的硬化 层深度。专利文献7公开了一种曲轴，其特征在于，以质量％计，含有C :0. 10 0. 30 %、Si :0. 05 0. 3 %、Mn :0. 5 1. 5 %、Mo :0. 8 2. 0 %、Cr :0. 1 1. 0 %、V 0. 1 0. 5 %，其余部分由！^e和不可避免的杂质组成，2. C+MO+5V ^ 3.7%,2.0% 彡Mn+Cr+Mo ^ 3. 0%,2. 7%^ 2. 16Cr+Mo+2. 54V ^ 4. 0%，并且，将从不受软氮化处理的影 响的中心部制取的钢试样在1200°C进行1小时的奥氏体化之后，以从900 300°C通过时 的冷却速度为0. 5°C /秒的方式进行冷却直到室温时的贝氏体的比率为80%以上、并且在 截面测定出的维氏硬度为260 330HV以下，而且，在销部和轴颈部的软氮化层的表面硬度 为650HV以上，软氮化层的形成深度为0. 3mm以上，中心部硬度为340HV以上。专利文献7公开的曲轴，尽管对表面实施了软氮化处理，但可削性优异，同时高的 疲劳强度也优异，但是关于硬化层，没有具体公开。现有技术文献专利文献1特开昭58-71357号公报专利文献2特开平4-83849号公报专利文献3特开平7-157842号公报专利文献4特开平5-065592号公报专利文献5特开平9-279295号公报专利文献6特开2006-249504号公报专利文献7特开2006-291310号公报
技术实现思路
与通过现在主流的疲劳强度改善技术即渗碳而处理了的钢相比，上述现有技术中 的通过氮化而处理了的钢，有效硬化层深度不足。本专利技术为了改善疲劳强度，其课题是提供可得到比现有技术深的有效硬化层的软 氮化用钢、和对该软氮化用钢进行软氮化处理而制造的软氮化处理部件。本专利技术者们研究了可得到更深的有效硬化层的组成和组织，进而研究了制造部件 时的可加工性和最终部件的表层硬度(维氏硬度，以下相同)等。其结果发现Si在软氮化处理中无助于表层硬度的提高，减少有效硬化层深度； 以及，通过Cr等的碳氮化物元素的有效使用，有效硬化层深度显著地增加。本专利技术是基于上述见解而完成的，其要旨如下。(1) 一种软氮化用钢，其特征在于，以质量％计，含有C :0. 01 0.3%、Si 低于0.l%,Mn :0. 4 3%、Cr :0. 5 3%、A1 :0. 01 0. 3%，还含有Mo :0. 2 1. 5%,V :0. 05 1.0 %中的一种或者两种，其余部分由Fe和不可避免的杂质组成；由具有面积率为50 %以 上的贝氏体的组织构成。(2)根据上述⑴所述的软氮化用钢，其特征在于，贝氏体的面积率(％ )与Si、 Cr和Al的含量(质量％)满足XCr/(l. 3Si+Al) > 350。(3)根据上述(1)或者(2)所述的软氮化用钢，其特征在于，C、Mn、Si、Cr和Mo的含量(质量％)满足65 ^ 8.65 xVCx(l + 4.1 她)χ (1 + 0.6457) χ (1 + 2.33Cr) χ (1 + 3.14M )含 450。(4)根据上述⑴ (3)的任一项所述的软氮化用钢，其特征在于，以质量％计，含 有Ti 0. 01 0. 3%、Nb :0.01 0. 3%中的一方或者双方。(5)根据上述(1) (4)的任一项所述的软氮化用钢，其特征在于，含有0.0005 0.005% 的 B。(6)根据上述⑴ (5)的任一项所述的软氮化用钢，其特征在于，Mn的含量为1.5 3质量％。(7)根据上述(1) (6)的任一项所述的软氮化用钢，其特征在于，含有Mo :0. 2 1. 5%、V :0. 5 1. 0%中的一种或者两种。(8) 一种软氮化处理部件，其特征在于，以质量％计，含有C :0. 01 0.3%、Si 低 于 0. 1%、Mn :0· 4 3%、Cr :0· 5 3%、Al :0. 01 0. 3%，还含有 Mo :0· 2 1. 5%、V 0. 05 1. 0%中的一种或者两种，其余部分由Fe和不可避免的杂质组成；由具有面积率为 50%以上的贝氏体的组织构成，在表面具有氮化层，有效硬化层深度为300本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种软氮化用钢，其特征在于，以质量％计，含有Ｃ：０．０１～０．３％、Ｓｉ：低于０．１％、Ｍｎ：０．４～３％、Ｃｒ：０．５～３％、Ａｌ：０．０１～０．３％，还含有Ｍｏ：０．２～１．５％、Ｖ：０．０５～１．０％中的一种或者两种，其余部分由Ｆｅ和不可避免的杂质组成；由具有面积率为５０％以上的贝氏体的组织构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：千田彻志，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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