[发明专利]钢活塞用钢材

说明书

本发明提供一种适合于钢活塞用途的钢活塞用钢材。基于本实施方式的钢活塞用钢材具有如下化学组成：以质量％计为C：0.15～0.30％、Si：0.02～1.00％、Mn：0.20～0.80％、P：0.020％以下、S：0.028％以下、Cr：0.80～1.50％、Mo：0.08～0.40％、V：0.10～0.40％、Al：0.005～0.060％、N：0.0150％以下、O：0.0030％以下和余量：Fe和杂质，且满足式(1)和式(2)，在钢活塞用钢材的与轴向平行的截面中，Mn硫化物为100.0个/mm²以下，圆当量直径为3.0μm以上的粗大Mn硫化物为1.0～10.0个/mm²，氧化物为15.0个/mm²以下。0.42≤Mo+3V≤1.50 (1);V/Mo≥0.50 (2)。

技术领域

本发明涉及用于钢活塞的钢材。

背景技术

以柴油机等为代表的发动机包含活塞。活塞被容纳在发动机的气缸中并且在气缸中往复运动。在发动机运行期间的燃烧过程中，活塞暴露于热高温下。

以往的活塞大多是通过铸造铝而制成的。但是近年来，需要进一步提高发动机的燃烧效率。铸铝活塞的情况下，使用期间的活塞的表面温度为240～330℃左右。

最近，针对在更高的燃烧温度区域下使用活塞来提高燃烧效率的研究正在进行。因此，需要一种即使使用期间的活塞的表面温度为400℃以上、甚至为500℃以上时也能够耐久使用的活塞用材料。为了满足这些需求，开始提出使用钢材制造的钢活塞。例如在专利文献1中提出了钢活塞。钢活塞与铸铝活塞相比，坯料的熔点高。因此，钢活塞与铸铝活塞相比，可以在更高的燃烧温度区域下使用。

专利文献2提出了延长钢活塞寿命的技术。具体而言，专利文献2中针对钢活塞的寿命指出了以下几点。在高燃烧温度区域下使用钢活塞期间，钢活塞的活塞顶会生成氧化皮。所生成的氧化皮从活塞顶剥落会导致在活塞顶上形成麻点。该麻点(氧化皮剥落的区域)扩展，由此导致在钢活塞的活塞顶产生裂纹。在专利文献2中，为了解决该问题，在钢活塞的活塞顶上形成用于抑制氧化皮生成的保护层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-181534号公报

专利文献2：日本特开2015-078693号公报

在上述专利文献2中，通过在钢活塞上形成保护层来延长钢活塞的寿命。但是，尚未针对用于钢活塞的钢材进行研究。此外，在其它文献中也未提出通过调整钢材本身的特性来得到适合于钢活塞的钢材。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种适合于表面温度为400℃以上的钢活塞用途的钢活塞用钢材。更具体而言，提供一种(1)制造钢活塞时的切削性优异，(2)使用钢活塞时的高温疲劳强度和韧性优异，(3)通过接合来制造钢活塞时焊接热影响部(HAZ)的高温疲劳强度优异的钢活塞用钢材。

用于解决问题的方案

基于本发明的钢活塞用钢材具有如下化学组成：

以质量％计为

C：0.15～0.30％、

Si：0.02～1.00％、

Mn：0.20～0.80％、

P：0.020％以下、

S：0.028％以下、

Cr：0.80～1.50％、

Mo：0.08～0.40％、