[发明专利]机械部件

说明书

本发明的机械部件具备：由机械结构用钢制成的芯部、以及由该机械结构用钢形成的中含碳层和高含碳层，所述中含碳层覆盖该芯部，所述高含碳层覆盖该中含碳层且具有0.8～1.5％的碳浓度。该高含碳层包含分散有碳化物的马氏体组织及残留奥氏体组织，长径比为1.5以下的球状化碳化物为该碳化物的总数的90％以上，原奥氏体晶界上的球状化碳化物的个数为该碳化物的总数的40％以下。

技术领域

本发明涉及承受高面压的部件所使用的、具有通过渗碳而固化的表面层且韧性优异的机械部件。

本申请基于2018年6月18日提出申请的日本申请第2018-115349号主张优先权，援引该日本申请中记载的全部内容。

背景技术

对于机械部件、例如齿轮、轴等受到高面压的部件而言，通过热锻、冷锻、切削等工法将钢材成型为部件形状后，实施气体渗碳、真空渗碳等渗碳处理后供于使用。有时根据需要进一步实施磨削、喷丸硬化等追加处理。渗碳处理是通过将钢加热至奥氏体化温度以上的高温，从而在提高了碳相对于钢的固溶限度的状态下使碳从钢部件的表面进入内部的处理。

一般而言，通过渗碳使0.7～0.8％的碳进入钢部件的表面。然后，进行以下处理步骤的淬火、以及随后的回火，所述处理步骤为：从渗碳温度直接进行淬火、或者从渗碳温度冷却至一般的淬火温度后进行淬火、或者在渗碳处理后暂时冷却并再加热后进行淬火。

近年来，随着将燃油效率的提高作为目的的以汽车等的传动装置为代表的驱动系单元的小型轻质化，存在对齿轮、轴类的负荷不断增大的倾向。特别是对于齿轮而言，存在因齿面发生点蚀而导致的短寿命化、发生齿根折损的可能性。

与此相对，在专利文献1中提出了一种以质量％计C的含量为0.55～1.10％的大量含有碳的钢，所述钢的淬火后的组织由马氏体组织和球状化碳化物的两相组织构成，通过控制全部渗碳体中所占的球状化渗碳体率、原奥氏体(旧奥氏体，prior austenite)晶界上的渗碳体率，从而使该钢为高硬度且韧性优异。对于该钢而言，由于至钢部件内部的碳浓度高，因此，有时会无法获得要求的韧性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-57479号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本申请的发明所要解决的问题在于提供经表面固化处理、且具有与现有技术相比得到了改善的韧性的机械部件。

解决课题的方法

用于解决上述的课题的本发明的以下记载的机械部件。

机械部件具备：由机械结构用钢制成的芯部、以及由该机械结构用钢形成的中含碳层和高含碳层，所述中含碳层覆盖该芯部，所述高含碳层覆盖该中含碳层且具有0.8～1.5％的碳浓度，所述机械结构用钢具有如下化学成分：以质量％计含有C：0.13～0.30％、Si：0.15～0.80％、Mn：0.20～0.90％、Cr：0.90～2.00％、Al：0.020～0.050％、N：0.002～0.025％，而且作为杂质含有的P和S为P：0.030％以下、S：0.030％以下，进一步任选含有第1组任选成分和/或第2组任选成分，余量为Fe及不可避免的杂质，所述第1组任选成分为选自Ni：0.10～2.00％、Mo：0.05～0.50％、Nb：0.01～0.10％、V：0.01～0.20％中的1种或2种以上，所述第2组任选成分为Ti：0.01～0.05％及B：0.0010～0.0050％。该高含碳层包含分散有碳化物的马氏体组织及残留奥氏体组织。在该高含碳层中，碳化物总数的90％以上是长径比为1.5以下的球状化碳化物。在该高含碳层中，原奥氏体晶粒的晶界上的球状化碳化物的个数为碳化物总数的40％以下。

原奥氏体晶界上的90％以上的球状化碳化物可以为1μm以下的粒径。

原奥氏体晶界的粒径可以为15μm以下。