[发明专利]锻造品和由该锻造品制造的曲轴

说明书

技术领域

本发明涉及热锻钢锭而得到的锻造品，和用其得到的曲轴，特别是涉 及将钢中存在的夹杂物的分散状态进行了控制的锻造品。

背景技术

机械、船舶和发电机等，作为传递驱动源的能量的部件使用回转运动 部件(例如曲轴)。回转运动部件由锻造品制造，而锻造品例如是将通过 铸锭法制造的钢锭加以热锻而获得，要求其即使在严酷的使用环境下也难 以发生疲劳破坏的疲劳特性。

关于船舶用曲轴所采用的低合金钢，在非专利文献1中记述有如下等： (1)夹杂物容易成为疲劳破坏的起点，随着钢的高强度化，这一倾向变 得显著；(2)夹杂物尺寸越大，疲劳特性越降低；(3)含有伸长的夹杂物 的钢材，疲劳强度的各向异性容易表现。于是，为了使锻造品的疲劳特性 提高，其记述使夹杂物的形状成为球形，并缩小尺寸有效。

可是，为了制造船舶等所使用的大型的曲轴，当然需要大型的钢锭。 若通过铸锭法制造大型的钢锭，则在钢锭的底部(意思是重力方向的端部) 会形成沉淀晶带。所谓沉淀晶是指，在铸模中注入熔钢期间和注入后，在 熔汤表面(保温材料和抗氧化剂与熔汤的界面)会生成的钢的结晶核，在 铸模内的熔钢对流的作用下，使其从根部熔融，物理性地被割断，由于与 熔钢的密度差而在熔钢内沉降的结晶核。该结晶核沉降在熔钢内的期间， 熔钢中的夹杂物的一部分被卷入，在钢锭的底部有夹杂物偏析。如此形成 的沉淀晶和夹杂物进行集合便是沉淀晶带。若沉淀晶带生成，则成为钢锭 的低部的疲劳特性劣化的原因。还有，该沉淀晶带在由连续铸造法制造的 钢锭中没有确认到。

作为减轻、抑制沉淀晶带中的夹杂物的集聚的技术，在专利文献1中 公开有，由下铸法或上铸法制造脱氧钢时，在熔钢的注入中或紧接其后， 用早期燃烧型高热量(high calorie)保温剂被覆铸模内熔汤面。

另外，在专利文献2中记述，使用绝热性的头部保温剂兼抗氧化剂， 以使钢锭的底部夹杂物不会集中残留，使熔钢的浇铸温度为熔点以上75～ 100℃的范围，且在熔钢的注入前或整体的注入时间的60％以内添加该头 部保湿剂兼抗氧化剂的90％以上。

【非专利文献1】关于“高强度曲轴材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】特开昭49-35232号公报

【专利文献2】特开昭59-178153号公报

如上述专利文献1和专利文献2，为了抑制沉淀晶带的生成，有效的 是对钢锭的上部(意思是与底部的反对侧的端部)进行保温，但存在钢锭 的上部和底部的疲劳强度产生偏差的情况，从而无法得到均质的锻造品。 另外，若测定钢锭的轴位置和沿半径方向从该轴位置远离的周边部的疲劳 强度，则根据测定位置不同而确认到疲劳强度有所差异

发明内容

本发明鉴于这样的状况而做，其目的在于，提供一种在锻造品的两端 部疲劳强度高，而且在锻造品的半径方向疲劳强度的偏差少的疲劳特性优 异的锻造品和由该锻造品制造的曲轴。

能够解决上述课题的本发明的锻造品，是由对于如下钢锭进行热锻而 得到的柱状的锻造品，该钢锭分别含有C：0.15～0.75％(“质量％”的意 思。下同。)、Si：0.1～0.6％、Mn：0.3～1.4％、Ni：0.1～2％、Cr：0.5～ 2.5％、Mo：0.1～0.5％、V：0.01～0.20％、Al：0.015～0.04％，满足Ti： 0.002％以下(不含0％)、S：0.0006％以下(不含0％)、N：0.01％以下(不 含0％)、O：0.002％以下(不含0％)，余量由铁和不可避免的杂质构成， 其具有如下几点要旨：在与锻造品的轴向垂直的截面的轴位置所观察到的 长径超过5μm的夹杂物的密度(D₀)为70个/cm²以下，并且，设锻造品 的半径为R时，从轴位置朝向半径方向在R/3位置所观察到的长径超过 5μm的夹杂物的密度(D_R)与上述密度D₀的比满足下式(1)。

0.5≤D_R/D₀≤1.50     ……(1)

所述锻造品为圆柱状，优选在该锻造品的两端面满足上式(1)。

本发明中也包括由上述锻造品制造的曲轴。该曲轴的轴径也可以在 200mm以上，能够用于例如发电用或船舶用的柴油机。