[发明专利]锻造用钢及其制造方法以及锻造品

说明书

技术领域

本发明涉及锻造用钢及其制造方法以及使用锻造用钢获得的锻造品，尤其是涉及使钢中存在的夹杂物微细化的锻造用钢及其制造方法、以及使用锻造用钢获得的锻造品。利用本发明的锻造用钢进行制造的锻造品广泛且有效地应用在机械、船舶、电机等工业领域，但是，以下作为代表的用途，以应用于作为船舶用驱动源的传动构件使用的曲轴的情况为中心进行说明。 

背景技术

对于使用锻造用钢制造的例如船舶用传动源的传动构件即大型曲轴，要求具有即使在过酷的使用环境下也难以产生疲劳破坏的优异的疲劳特性。 

作为提高曲轴的疲劳特性的方法，在非专利文献1中公开有驱使在加工面的技术而提高疲劳特性的方法。具体而言，在非专利文献1中公开有通过采用RR(Roedere Ruget)法，且利用由自由锻造法制造的曲轴而使疲劳特性显著提高的方法及、实施冷辊压加工使疲劳特性提高的方法等。 

另外，在非专利文献2中，对船舶用曲轴采用的低合金钢使疲劳特性提高进行了研究。具体而言，在非专利文献2中，公开有：(1)夹杂物易成为疲劳破坏的起点，且随着钢的高强度化其趋势越来越显著；(2)夹杂物的尺寸越大疲劳强度越低；(3)含有拉伸的夹杂物的钢材易表现疲劳强度的各向异性等。而且，附带主旨结论，即在提高锻造材的疲劳特性方面，将夹杂物的形状作成球状、且将尺寸缩小是有效的。 

但是，在上述报告中，连用于使夹杂物球状化、且使尺寸缩小的具体的装置也未公开，且要控制的夹杂物的种类及尺寸等也不明确。因此，认为对提高疲劳特性有效的将夹杂物的形态控制具体化需要进一步的研究。 

但是，作为钢中夹杂物的形状尺寸控制法，迄今提案有各种各样的方 法，例如，在专利文献1中，作为用于获得耐层状裂开性和耐氢诱开裂性优异的结构用低合金钢的方法，提案有使硫化物和氧化物同时减少、且控制夹杂物的形状尺寸的方法。具体而言，提案有要抑制阻碍耐层状裂开性和耐氢诱开裂性的Mn硫化物的生成，只要降低S量及O量、且添加Ca及Mg即可的方法。 

另外，在专利文献2中，公开有通过添加Mg、Ca，抑制利用热轧易伸长的MnS及连成簇状的Al₂O₃系夹杂物的生成，且进行改变形状而实现微细化等夹杂物的形状尺寸控制。 

在专利文献3及专利文献4中，公开有通过将氧化物系夹杂物超微细化来提高作为齿轮材料的面疲劳强度及齿根弯曲疲劳强度的方法。具体而言，作为氧化物系夹杂物，提案有使难凝聚体的MgO及MgO、Al₂O₃生成的方法。另外，表明只要使硫化物即MnS的一部分成为(Mn、Mg)S，即可控制夹杂物的延伸性且可降低机械强度的各向异性。 

在专利文献5中，公开有为了获得可切削性优异的机械结构用钢，作为硫化物，使MnS、CaS、MgS、(Ca、Mn)S、(Ca、Mg、Mn)S存在的方法。专利文献5表明：尤其是只要含有REM、Ca及Mg且控制硫化物的形状尺寸，即可抑制机械性能的各向异性，并且比含S易切钢还可提高可切削性的方法。 

但是，这些夹杂物的形态控制技术不针对例如船舶用驱动源的传动构件等且在过酷的环境下使用的锻造品。因此，为了提高锻造品的疲劳特性，寻求针对锻造品的制造中使用的锻造用钢，研究并确立独自的夹杂物控制方法。 

非专利文献1：“曲轴的改进”，日本船舶用发动机学会杂志，昭合48年10月，第8卷，第10号，p.54-59 

非专利文献2：“关于高强度曲轴材料的疲劳强度特性的研究”.Journal of the JIME，平成13年，vol.36，No.6，p.385-390 

专利文献1：日本国专利申请公告公报.昭58-35255号 

专利文献2：日本国专利申请公告公报.昭57-59295号 

专利文献3：日本国公开专利公报.平7-188853号 

专利文献4：日本国公开专利公报.平7-238342号

专利文献5：日本国公开专利公报.2000-87179号 

发明内容

本发明是鉴于上述事项而开发的，其目的在于提供用于获得优异的疲劳特性的锻造品的夹杂物被微细化了的锻造用钢、以及用于制造这种锻造用钢的有用的方法。本发明的目的还在于提供一种利用该锻造用钢获得的可发挥良好的疲劳特性的夹杂物被微细化了的锻造品(尤其是一体型曲轴)。