[发明专利]高频淬火用钢

说明书

提供一种具备优异的切削性、且高频淬火后可实现优异的面疲劳强度和优异的弯曲疲劳强度的高频淬火用钢。本发明的高频淬火用钢具有如下化学组成：以质量计，含有C：0.53％以上且小于0.58％、Si：0.70～1.40％、Mn：0.20～1.40％、P：小于0.020％、S：0.025％以下、Al：大于0.06％且为0.15％以下、N：0.0020～0.0080％、O：0.0015％以下、B：0.0003～0.0040％、Ti：0.010～0.050％和Ca：0.0005～0.005％，余量为Fe和杂质，所述化学组成满足式(1)～(3)。钢组织由铁素体和珠光体构成。复合夹杂物的个数的比率为20％以上。C+Si/7+Mn/5+Cr/9+Mo/2.5≤0.98(1)C+Si/10+Mn/20+Cr/25≥0.70(2)Cr/Si≤0.20(3)。

技术领域

本发明涉及钢，更详细而言，涉及高频淬火用钢。

背景技术

以齿轮为代表的机械零件通常要求具有优异的面疲劳强度。如果表面的硬度高，则可以获得优异的面疲劳强度。因此，对于要求面疲劳强度的机械零件，有时会实施高频淬火来制造。

这种机械零件的制造方法的一例如下所述。对高频淬火用钢材进行热锻，制造中间产品。对中间产品实施高频淬火。对高频淬火后的中间产品实施磨削加工，制造以齿轮为代表的机械零件。

改善上述机械零件的疲劳强度的技术在日本专利第4014042号(专利文献1)和日本专利第5742801号(专利文献2)中有记载。

专利文献1公开的高频淬火用棒钢以质量计含有C：0.5～0.7％、Si：0.1～1.5％、Mn：0.2～1.5％、Cr：0～1.5％、V：0～0.10％、S：0.002～0.05％、Al：0.01～0.04％和N：0.005～0.012％，余量为Fe和杂质，杂质中的Ti为0.003％以下、O为0.0015％以下、P为0.02％以下，式(1)所示的X值为0.62～0.90。该棒钢的表层区域中，式(2)所示的A值为0.80以上、长径比为3以下、且短径为10μm以上的MnS以外的夹杂物的个数为2个/mm²以下。其中，式(1)为X＝C(％)+0.11×Si(％)+0.07×Mn(％)+0.08×Cr(％)。式(2)为A＝(Mn_MIN/Mn_AVE)。式(1)中的C(％)、Si(％)、Mn(％)、Cr(％)表示各元素的含量(质量％)。式(2)中的Mn_MIN表示表层区域中Mn浓度的下限值(质量％)，Mn_AVE表示Mn浓度的平均值(质量％)。

专利文献2公开的热轧棒钢或线材具有如下化学组成：以质量计含有C：0.55～0.75％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.3～1.5％、Cr：0.1～2.0％、S：0.002～0.05％、Al：0.01～0.2％和N：0.002～0.01％，余量为Fe和杂质，杂质中的P和O分别为P：0.025％以下和O：0.002％以下，进而，下述式(1)所示的Fn1为2.5～4.5。组织中，珠光体比率为90％以上，珠光体片的平均间距为150～300nm，且珠光体片间距的标准偏差为25nm以下。式(1)为Fn1＝3Si+Mn+1.5Cr，式(1)中的元素符号表示各元素的含量(质量％)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4014042号

专利文献2：日本专利第5742801号

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1和2提出的钢材也可以获得优异的面疲劳强度。但是，优选的是，通过其它方法也可以在高频淬火后的钢材上实现优异的面疲劳强度。另外，用钢材制造齿轮时，还要求在齿基部具有优异的弯曲疲劳强度。用钢材制造齿轮等机械零件时，还要求优异的切削性。