[发明专利]非调质钢构件和其制造方法

说明书

本发明涉及非调质钢构件和其制造方法。本发明的一方式的非调质钢构件具有由铁素体和珠光体构成的组织。具有柱状组织，所述柱状组织由铁素体层和带状的珠光体层构成，所述带状的珠光体层在非调质钢构件的长度方向延伸且宽度为200μm以下，所述铁素体层在珠光体层彼此之间且在长度方向延伸并析出。

技术领域

本发明涉及非调质钢构件和其制造方法。

背景技术

如日本2007－211314号公报中公开的那样，不需要淬火和回火处理的非调质钢正作为汽车用钢构件等而被广泛使用。由这样的非调质钢构成的钢构件(以下，称为非调质钢构件)通常在通过热锻等成型后进行放冷，因此，具有由铁素体/珠光体构成的各向同性组织。

此外，通过将对金属粉末层的规定区域选择性地照射激光束等使其熔融·凝固而成的金属层反复层叠而造型成三维形状的金属构件的层叠造型方法近年来备受瞩目。如果使用层叠造型方法，则也能够制造通过例如用于轻量化的拓扑优化等而设计成复杂形状的钢构件。

发明内容

只要能够将非调质钢构件的组织控制为由在规定的方向延伸的铁素体/珠光体构成的微细的柱状组织，则有可能得到优异的机械特性(拉伸强度、伸长率等)。然而，如上所述，通过迄今为止的方法制造的非调质钢构件的组织为各向同性，还无法实现具有在规定的方向延伸的微细的柱状组织的非调质钢构件。

应予说明，虽然通过单向凝固法也可得到柱状组织，但得不到微细的柱状组织。

发明人等着眼于层叠造型方法，为了在非调质钢构件中得到由在规定的方向延伸的铁素体/珠光体构成的微细的柱状组织进行了深入研究，结果发现了以下的问题点。

使用照射激光束的激光层叠造型方法造型由非调质钢构成的钢构件时，由于冷却速度快，因此，成为马氏体组织而不是铁素体/珠光体组织，容易产生裂纹。即，激光层叠造型方法得不到由在规定的方向延伸的铁素体/珠光体构成的微细的柱状组织。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，提供具有由在规定的方向延伸的铁素体和珠光体构成的微细的柱状组织且机械特性优异的非调质钢构件和其制造方法。

本发明的一方式的非调质钢构件是具有由铁素体和珠光体构成的组织的非调质钢构件，具有柱状组织，所述柱状组织由铁素体层和带状的珠光体层构成，所述带状的珠光体层在该非调质钢构件的长度方向延伸且宽度为200μm以下，所述铁素体层在所述珠光体层彼此之间且在所述长度方向延伸并析出。

本发明的一方式的非调质钢构件具有由在非调质钢构件的长度方向延伸的宽度200μm以下的带状的珠光体层和在珠光体层彼此之间析出的铁素体层构成的微细的柱状组织，因此，机械特性优异。

所述非调质钢构件可以被拓扑优化。通过拓扑优化能够轻量化，此外，通过拓扑优化而形成的薄壁部具有更微细的柱状组织，机械特性也提高。

本发明的一方式的非调质钢构件的制造方法反复进行如下步骤：

层状地铺设非调质钢粉末的步骤，

对层状地铺设的所述非调质钢粉末照射电子束而进行预热的步骤，以及

对已预热的所述非调质钢粉末的规定区域照射电子束，使其熔融和凝固而形成金属层的步骤；

所述非调质钢构件的制造方法将所述金属层依次层叠而造型成三维形状的非调质钢构件，

使造型方向为所述非调质钢构件的长度方向，并且在进行预热的步骤中，将所述非调质钢粉末加热至比奥氏体相变完成温度A3高的温度，

所述非调质钢构件的造型完成后，将该非调质钢构件从比奥氏体相变完成温度A3高的温度以规定的冷却速度进行冷却。