滾動(dòng)疲勞特性?xún)?yōu)異的鋼材的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種制造性高、滾動(dòng)疲勞特性得以提高的鋼材，其含有C：0.65～1.30％、Si：0.05～1.00％、Mn：0.1～2.00％、P：0.050％以下(不包括0％)、S：0.050％以下(不包括0％)、Cr：0.15～2.00％、Al：0.010～0.100％、N：0.025％以下(不包括0％)、Ti：0.015％以下(不包括0％)以及O：0.0025％以下(不包括0％)，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，分散于鋼中的Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑為25～200nm，圓當(dāng)量直徑為25～200nm的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度為1.1個(gè)/μm2以上且6.0個(gè)/μm2以下。
【專(zhuān)利說(shuō)明】滾動(dòng)疲勞特性?xún)?yōu)異的鋼材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在用于汽車(chē)、各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械等的軸承部件、機(jī)械結(jié)構(gòu)用部件中所應(yīng)用的鋼材，尤其涉及在作為上述各種部件材料使用時(shí)能夠發(fā)揮優(yōu)異的滾動(dòng)疲勞特性的鋼材。
【背景技術(shù)】
[0002]軸承、曲軸(crank shaft)等部件是支撐機(jī)械類(lèi)的旋轉(zhuǎn)部、滑動(dòng)部的重要部件，由于有時(shí)還會(huì)使接觸面壓相當(dāng)高、并且外力發(fā)生變動(dòng)，因此大多情況下所使用的環(huán)境過(guò)于嚴(yán)酷。因此，對(duì)于作為其原材料的鋼材要求優(yōu)異的耐久性。
[0003]近年來(lái)，隨著機(jī)械類(lèi)的高性能化、輕量化的推進(jìn)，這樣的要求也逐年變得嚴(yán)苛。為了提高軸部件的耐久性，與潤(rùn)濕性有關(guān)的技術(shù)的改善也較為重要，而尤為重要的要件為鋼材的滾動(dòng)疲勞特性?xún)?yōu)異。
[0004]就在軸承中所使用的鋼材而言，一直以來(lái)在JIS 64805(1999)中規(guī)定的SUJ2等高碳鉻軸承鋼被用作在汽車(chē)、各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械等各種領(lǐng)域中所用的軸承的材料。但是，由于接觸面壓非常高的滾珠軸承、滾柱軸承等內(nèi)?外輪和轉(zhuǎn)動(dòng)體等被使用在過(guò)于嚴(yán)酷的環(huán)境中，因此軸承存在容易因非常微細(xì)的缺陷(夾雜物等)產(chǎn)生疲勞破壞等問(wèn)題。與該問(wèn)題相對(duì)，為了降低保守的次數(shù)，嘗試了延長(zhǎng)滾動(dòng)疲勞壽命本身這樣的軸承用鋼材的改善。
[0005]在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了以下方案:在軸承材料中規(guī)定Ti和Al的含量并且在球狀化退火后進(jìn)行加熱處理，由此控制微細(xì)的Ti碳化物、Ti碳氮化物、Al氮化物等的量，由此，通過(guò)將舊奧氏體晶粒(舊Y晶粒)微細(xì)化，從而提高滾動(dòng)疲勞特性。
[0006]但是，在上述技術(shù)中，Ti含量非常高而達(dá)到0.26%以上，存在不僅使鋼材的成本變高、而且還會(huì)使鋼材的加 工性降低的問(wèn)題。此外，采用上述技術(shù)的鋼材有時(shí)在鑄造時(shí)容易產(chǎn)生粗大的TiN，并因該析出物的生成而使疲勞壽命產(chǎn)生偏差。另一方面，采用上述技術(shù)的鋼材存在以下問(wèn)題:A1的含量也達(dá)到0.11%以上，會(huì)因在鑄造時(shí)和軋制時(shí)生成的Al系氮化合物而發(fā)生破裂、損傷等，制造性變差。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利第3591236號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0011]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供制造性高、滾動(dòng)疲勞特性得以提高的鋼材。
[0012]用于解決問(wèn)題的手段
[0013]能夠達(dá)成上述目的的本發(fā)明的鋼材具有以下幾個(gè)要點(diǎn):含有C:0.65~1.30%(質(zhì)量％的含義、下同)、S1:0.05~1.00%, Mn:0.1~2.00%, P:0.050%以下(不包括0% )、S:0.050% 以下(不包括 0% ) ,Cr:0.15 ~2.00%,Al:0.010 ~0.100%,N:0.025%以下(不包括0% )、Ti:0.015%以下(不包括0% )以及O:0.0025%以下(不包括0% )，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，分散于鋼中的Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑為25~200nm，圓當(dāng)量直徑為25~200nm的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度為1.1個(gè)/ym2以上且6.0個(gè)/ ii m2以下。
[0014]另外，上述“圓當(dāng)量直徑”是指設(shè)想成與其面積相等的圓的直徑。在本發(fā)明中計(jì)算出在透射型電子顯微鏡(TEM)、掃描型電子顯微鏡(SEM)的觀察面上確認(rèn)到的Al系氮化合物的圓當(dāng)量直徑。此外，在本發(fā)明中，作為對(duì)象的Al系氮化合物自然包括A1N，也可以包括部分(總含量至30%左右)含有Mn、Cr、S、Si等元素的Al系氮化合物。
[0015]在本發(fā)明的鋼材中，舊奧氏體的平均結(jié)晶粒度號(hào)優(yōu)選為11.5以下，通過(guò)滿足此種要件，從而得到更優(yōu)異的滾動(dòng)疲勞特性。
[0016]此外，根據(jù)需要，在本發(fā)明的鋼材中還含有(a)選自Cu:0.25%以下(不包括0% )、Ni:0.25%以下(不包括0% )以及Mo:0.25%以下(不包括0% )中的I種以上元素；(b)選自Nb:0.5%以下(不包括0% )、V:0.5%以下(不包括0% )以及B:0.005%以下(不包括0% )中的I種以上元素；(c)選自Ca:0.05%以下(不包括0%)、REM:0.05%以下(不包括0% )、Mg:0.02%以下(不包括0% )、L1:0.02%以下(不包括0% )以及Zr:0.2%以下(不包括0% )中的I種以上元素；(d)選自Pb:0.5%以下(不包括0% )、B1:0.5%以下(不包括0%)以及Te:0.1%以下(不包括0%)中的I種以上元素等作為其它元素也是較為有用的。鋼材的特性可以根據(jù)所含有的成分而得到進(jìn)一步的改善。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整化學(xué)成分組成，并且使適度大小的Al系氮化合物適當(dāng)?shù)胤稚⒂阡摬膬?nèi)，由此能 夠制造性良好地實(shí)現(xiàn)使?jié)L動(dòng)疲勞特性進(jìn)一步提高的鋼材。因此，在本發(fā)明的鋼材應(yīng)用于軸承等時(shí)等的情況下，即使在過(guò)于嚴(yán)酷的環(huán)境中使用，也能夠發(fā)揮出優(yōu)異的滾動(dòng)疲勞特性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是表不Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度與疲勞壽命Lltl的關(guān)系的圖表。
[0020]圖2是表示Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度與大小的關(guān)系的圖表。
[0021]圖3是表不舊Y結(jié)晶粒度號(hào)與疲勞壽命Lltl的關(guān)系的圖表。
[0022]圖4是表示一次冷卻速度與Al系氮化合物的大小的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明人等以在不使制造性變差的情況下實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)疲勞特性?xún)?yōu)異的(滾動(dòng)疲勞壽命長(zhǎng)的)鋼材為目標(biāo)，并從各種角度進(jìn)行了研究。而且，在提高鋼材的滾動(dòng)疲勞特性的方面，得出滿足下述(A)~(D)的要件較為有效的見(jiàn)解。
[0024](A)邊減少Al含量，邊使大量微細(xì)的Al系氮化合物分散，并利用其分散強(qiáng)化而抑制龜裂的產(chǎn)生和傳播，得到良好的滾動(dòng)疲勞壽命；
[0025](B)為了抑制在鑄造和軋制時(shí)的破裂，而需要規(guī)定Al系氮化合物的量(個(gè)數(shù)密度)和大??；
[0026](C)為了達(dá)成在微細(xì)的Al系氮化合物中的分散程度(個(gè)數(shù)密度)，嚴(yán)密地控制鋼中的Al、N的含量是較為重要的，并且在制造工序中使鋼材在熱軋后逐漸冷卻至Al系氮化合物的析出溫度范圍即850°C~650°C，之后加快冷卻速度也是較為有用的；
[0027](D)若舊奧氏體(舊Y)的晶粒過(guò)于微細(xì)，則淬火性降低，因此容易生成不完全淬火相，具有使?jié)L動(dòng)疲勞壽命變短的傾向。
[0028]基于上述見(jiàn)解，本發(fā)明人等為了提高鋼材的滾動(dòng)疲勞特性而進(jìn)一步進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若嚴(yán)密地規(guī)定鋼材中的Al、N含量，并且控制其制造條件而在淬火和回火后使分散于鋼中的Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑為25~200nm，并且使圓當(dāng)量直徑為25~200nm的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度為1.1個(gè)/ ii m2以上且6.0個(gè)/ y m2以下,則可以提高鋼材的滾動(dòng)疲勞特性，由此完成了本發(fā)明。 [0029]在本發(fā)明的鋼材中，較為重要的要件是適當(dāng)?shù)乜刂茍A當(dāng)量直徑為25~200m的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度。即，利用Al系氮化合物的分散強(qiáng)化，而抑制龜裂的產(chǎn)生和傳播，達(dá)成良好的滾動(dòng)疲勞特性。因此，還需要適當(dāng)?shù)乜刂艫l系氮化合物的大小。若Al系氮化合物的大小(平均圓當(dāng)量直徑)小于25nm或大于200nm，則變得無(wú)法發(fā)揮分散強(qiáng)化的效果。該Al系氮化合物的大小優(yōu)選為40nm以上(更優(yōu)選50nm以上)，并且優(yōu)選為150nm以下(更優(yōu)選125nm以下)。
[0030]在圓當(dāng)量直徑為25~200m的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度低于1.1個(gè)/ y m2時(shí)，無(wú)法有效地發(fā)揮利用分散強(qiáng)化得到的滾動(dòng)疲勞特性的提高效果(滾動(dòng)疲勞特性變差)。此外，若圓當(dāng)量直徑為25~200m的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度超過(guò)6.0個(gè)/ y m2，則晶粒粗大化，生成不完全淬火相(例如微細(xì)珠光體、貝氏體相)，因此滾動(dòng)疲勞壽命變短(滾動(dòng)疲勞特性變差)。Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度優(yōu)選為1.5個(gè)/ y m2以上(更優(yōu)選2.0個(gè)/ y m2以上)，并且優(yōu)選為5.0個(gè)/ m2以下(更優(yōu)選4.0個(gè)/ m2以下)。
[0031]在本發(fā)明的鋼材中，還能夠有效地控制舊奧氏體(舊Y)的晶粒。舊Y的結(jié)晶粒度號(hào)越大(晶粒越小)，硬度越高，龜裂傳播特性越高。但是，若結(jié)晶粒度號(hào)變得過(guò)大(晶粒變得過(guò)小)，則淬火性降低而容易生成不完全淬火相，因此反而會(huì)使?jié)L動(dòng)疲勞壽命變短?；谝陨显?，舊Y的結(jié)晶粒度號(hào)優(yōu)選為11.5以下，更優(yōu)選為11.0以下(進(jìn)一步優(yōu)選10.5以下)為好。
[0032]本發(fā)明的鋼材需要含有上述Al、N的含量，并且還需要適當(dāng)調(diào)整其化學(xué)成分組成(C、S1、Mn、P、S、Cr、Al、N、T1、0)。這些成分的范圍限定理由如下所述。
[0033][C:0.65 ~1.30% ]
[0034]C是為了增大淬火硬度且維持室溫、高溫下的強(qiáng)度而賦予耐摩性所必須的元素。為了發(fā)揮此種效果，必須含有0.65%以上的C，優(yōu)選含有0.8%以上(更優(yōu)選0.95%以上)的C。但是，若C含量過(guò)多，則容易生成巨大碳化物，反而會(huì)給滾動(dòng)疲勞特性帶來(lái)不良影響，因此C含量應(yīng)該被抑制在1.30%以下，優(yōu)選被抑制在1.2%以下(更優(yōu)選1.1%以下)。
[0035][S1:0.05 ~1.00% ]
[0036]Si是為了提高矩陣的固溶強(qiáng)化和淬火性而有用的元素。為了發(fā)揮此種效果，理想的是需要含有0.05%以上的Si，優(yōu)選含有0.1 %以上(更優(yōu)選0.15%以上)的Si。但是，若Si含量過(guò)多，則加工性、切削性顯著降低，因此Si含量應(yīng)該被抑制在1.00%以下，優(yōu)選被抑制在0.9%以下(更優(yōu)選0.8%以下)。
[0037][Mn:0.1 ~2.00% ][0038]Mn是為了提高矩陣的固溶強(qiáng)化和淬火性而有用的元素。為了發(fā)揮此種效果，理想的是:需要含有0.1 %以上的Mn，優(yōu)選含有0.15%以上(更優(yōu)選0.2%以上)的Mn。但是，若Mn含量變得過(guò)多，則加工性、切削性顯著降低，因此Mn含量應(yīng)該被抑制在2.00%以下，優(yōu)選被抑制在1.6%以下(更優(yōu)選1.2%以下)。
[0039][P:0.050%以下(不包括0%)]
[0040]P是作為不可避免的雜質(zhì)而含有的元素，由于其在粒界發(fā)生偏析、使加工性降低，因此期望極力降低，而極力降低會(huì)招致制鋼成本的增大?；谝陨显?，P含量為0.050%以下。優(yōu)選降低至0.04%以下(更優(yōu)選0.03%以下)。
[0041][5:0.050%以下(不包括0%)]
[0042]S是作為不可避免的雜質(zhì)而含有的元素，其以MnS的形式析出，為了提高滾動(dòng)疲勞特性而期望極力降低，但極力降低會(huì)招致制鋼成本的增大?；谝陨显颍琒含量為0.050%以下。優(yōu)選降低至0.04%以下(更優(yōu)選0.03%以下)。
[0043][Cr:0.15 ~2.00% ]
[0044]Cr是與C結(jié)合而形成碳化物、賦予耐摩性、并且有助于提高淬火性的元素。為了發(fā)揮這樣的效果，需要使Cr含量為0.15%以上。優(yōu)選為0.5%以上(更優(yōu)選0.9%以上)。但是，若Cr含量過(guò)剩，則生成粗大的碳化物，反而會(huì)使?jié)L動(dòng)疲勞壽命變短。因此，Cr量為
2.00%以下。優(yōu)選為1.8%以下(更優(yōu)選1.6%以下)。
[0045][Al:0.010 ~0.100% ]
[0046]Al是在本發(fā)明的鋼材中發(fā)揮重要作用的元素，其通過(guò)與N結(jié)合而以Al系氮化合物的形式微細(xì)地分散于鋼中，Al是在提高鋼材的滾動(dòng)疲勞特性方面重要的元素。為了生成微細(xì)的Al系氮化合物，需要含有至少0.010%以上的Al。但是，若Al含量過(guò)剩而超過(guò)0.100%，則析出的Al系氮化合物的大小和個(gè)數(shù)增加，在鑄造、軋制時(shí)容易產(chǎn)生破裂和損傷。此外，若Al含量過(guò)剩，則晶粒變得過(guò)細(xì)，因此淬火性降低，無(wú)法應(yīng)用于大型部件，并且滾動(dòng)疲勞壽命被縮短。另外，Al含量的優(yōu)選下限為0.013% (更優(yōu)選0.015%以上)，優(yōu)選上限為0.08% (更優(yōu)選0.05%以下)。
[0047][N:0.025% 以下(不包括 0% )]
[0048]與上述Al同樣，N也是在本發(fā)明的鋼材中發(fā)揮重要作用的元素，其是在發(fā)揮由Al系氮化合物的微細(xì)分散所致的滾動(dòng)疲勞特性提高效果方面重要的元素。但是，若N含量過(guò)剩而超過(guò)0.025%，則析出的Al系氮化合物的大小和個(gè)數(shù)密度增加，在鑄造、軋制時(shí)容易產(chǎn)生破裂、損傷。此外，若N含量過(guò)剩，則晶粒變得過(guò)細(xì)，因此淬火性降低，無(wú)法應(yīng)用于大型部件，并且滾動(dòng)疲勞壽命被縮短。N含量的下限只要能夠使Al系氮化合物以規(guī)定量析出，則并無(wú)特別的限定，根據(jù)軋制后的冷卻速度、與N結(jié)合的元素(T1、V、Nb、B、Zr、Te等)的量和Al含量進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定即可。例如，若N含量為0.0035%以上，則析出規(guī)定量的Al系氮化合物。另外，N含量的優(yōu)選下限為0.004% (更優(yōu)選0.006%以上)，優(yōu)選上限為0.020% (更優(yōu)選0.022%以下)。
[0049][T1:0.015% 以下(不包括 0% )]
[0050]Ti是與鋼中的N結(jié)合而生成TiN、不僅給滾動(dòng)疲勞特性帶來(lái)不良影響而且還對(duì)冷加工性、熱加工性均有害的有害元素，期望極力降低，但極力降低會(huì)招致制鋼成本的增大。基于以上原因，Ti含量需要為0.015%以下。另外，Ti含量的優(yōu)選上限為0.01% (更優(yōu)選0.005% 以下)。
[0051][0:0.0025% 以下(不包括 0% )]
[0052]0由于會(huì)形成對(duì)鋼中的雜質(zhì)的形態(tài)帶來(lái)較大影響、給滾動(dòng)疲勞特性帶來(lái)不良影響的Al203、Si02等夾雜物，因此優(yōu)選極力降低，但極力降低會(huì)招致制鋼成本的增大?；谝陨显颍?含量需要為0.0025%以下。另外，0含量的優(yōu)選上限為0.002% (更優(yōu)選0.0015%以下)。
[0053]本發(fā)明中所規(guī)定的含有元素如上所述，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，作為該不可避免的雜質(zhì)，可以允許根據(jù)原料、資材、制造設(shè)備等狀況而帶入的元素的混入。另外，為了延長(zhǎng)滾動(dòng)疲勞壽命，還可以在規(guī)定范圍內(nèi)積極地含有下述元素。
[0054][選自Cu:0.25%以下(不包括0% )、N1:0.25%以下(不包括0% )以及Mo:0.25%以下(不包括0%)中的I種以上元素]
[0055]Cu、Ni和Mo均是作為母相的淬火性提高元素而發(fā)揮作用、提高硬度而有助于提高滾動(dòng)疲勞特性的元素。這些效果均通過(guò)含有0.03%以上的上述元素而得以有效地發(fā)揮。但是，若各個(gè)元素的含量均超過(guò)0.25%，則加工性劣化。
[0056][選自Nb:0.5%以下(不包括0% )、V:0.5%以下(不包括0% )和B:0.005%以下(不包括0%)中的I種以上元素]
[0057]Nb、V和B均是通過(guò)與N結(jié)合而形成氮化合物、使晶粒整?；?、在提高滾動(dòng)疲勞特性方面有效的元素。若添加0.0005%以上的Nb和B、0.001%以上的V，則使?jié)L動(dòng)疲勞特性得到提高。但是，若Nb或V超過(guò)0.5%、B超過(guò)0.005%,則晶粒微細(xì)化，容易生成不完全淬火相。另外，Nb和V的更優(yōu)選上限為0.3% (進(jìn)一步優(yōu)選0.1%以下)，B的更優(yōu)選上限為0.003% (進(jìn)一步優(yōu)選0.001%以下)。
`[0058][選自Ca:0.05% 以下(不包括 0% )、REM:0.05% 以下(不包括 0% )、Mg:0.02%以下(不包括0% )、L1:0.02%以下(不包括0% )和Zr:0.2%以下(不包括0% )中的I種以上元素]
[0059]Ca、REM(稀土元素)、Mg、Li和Zr均是使氧化物系夾雜物球狀化、有助于提高滾動(dòng)疲勞特性的元素。這些效果通過(guò)含有0.0005%以上的Ca或REM和0.0001 %以上的Mg、Li或Zr而得以有效地發(fā)揮。但是，即使含有過(guò)剩的上述元素，效果飽和，無(wú)法期待與含量相符的效果，變得不經(jīng)濟(jì)，因此應(yīng)該使各元素在上述范圍內(nèi)。另外，Ca或REM的更優(yōu)選上限為0.03% (進(jìn)一步優(yōu)選為0.01%以下)、Mg或Li的更優(yōu)選上限為0.01% (進(jìn)一步優(yōu)選0.005%以下)、Zr的更優(yōu)選上限為0.15% (進(jìn)一步優(yōu)選0.10%以下)。
[0060][選自Pb:0.5%以下(不包括0% )、Bi:0.5%以下(不包括0% )以及Te:0.1%以下(不包括0%)中的I種以上元素]
[0061]Pb、Bi和Te均是切削性提高元素。這些效果通過(guò)含有0.01%以上的Pb、Bi和含有0.0001%以上的Te而得以有效地發(fā)揮。但是，若Pb、Bi的含量超過(guò)0.5%或Te的含量超過(guò)0.1%，則產(chǎn)生軋制損傷的產(chǎn)生等制造上的問(wèn)題。另外，Pb和Bi的更優(yōu)選上限為0.3%(進(jìn)一步優(yōu)選0.2%以下)、Te的更優(yōu)選上限為0.075% (進(jìn)一步優(yōu)選0.05%以下)。
[0062]在本發(fā)明的鋼材中，為了在淬火、回火后使微細(xì)的Al系氮化合物分散于鋼中，重要的是在鋼材的制造工序中使用滿足上述成分組成的鑄片、控制軋制后的冷卻速度。在軋制后的冷卻過(guò)程中所析出的Al系氮化合物即使經(jīng)過(guò)之后的球狀化退火、部件加工、淬火、回火過(guò)程也能夠以同樣的狀態(tài)殘留。為了使Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑為25~200nm、并且使圓當(dāng)量直徑為25~200nm的Al系氮化合物以1.1個(gè)/ y m2以上且6.0個(gè)/Um2以下的個(gè)數(shù)密度進(jìn)行分散，需要使Al系氮化合物的析出溫度范圍下的平均冷卻速度、即將鋼材從850°C冷卻至650°C的期間的平均冷卻速度(稱(chēng)作一次平均冷卻速度)為
0.10~0.900C /秒的范圍，且使650°C~室溫(25°C )的平均冷卻速度(稱(chēng)為二次冷卻速度)為1°C/秒以上。另外，即使經(jīng)過(guò)之后的球狀化退火、部件加工、淬火、回火過(guò)程，在該軋制后的冷卻過(guò)程中析出的Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑以及圓當(dāng)量直徑為25~200nm的Al系氮化合物的每單位面積的個(gè)數(shù)也會(huì)維持原狀而不依賴(lài)于工藝的處理?xiàng)l件。
[0063]若上述一次冷卻速度為低于0.1O0C /秒的冷卻，則Al系氮化合物會(huì)粗大化。此外，若一次冷卻速度超過(guò)0.900C /秒，則Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑變得低于25nm，或者規(guī)定大小的個(gè)數(shù)密度變得低于1.1個(gè)/ U m2，因此變得無(wú)法得到所需的大小和個(gè)數(shù)。此外，通過(guò)使二次冷卻速度為1°C /以上，從而抑制Al系氮化合物的粗大化，可以控制其大小。
[0064]在使本發(fā)明的鋼材成為規(guī)定的部件形狀后，對(duì)其進(jìn)行淬火、回火，制造成軸承部件等，作為鋼材的形狀，可以是能夠應(yīng)用于此種制造的線狀、棒狀、其它任意形狀，作為鋼材的尺寸，也可以根據(jù)最終制品而適當(dāng)?shù)卮_定。
[0065]以下，利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體地說(shuō)明，本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，自然能夠在接合前后文內(nèi)容的范圍內(nèi)加以變更后實(shí)施，這些變更也均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0066]實(shí)施 例
[0067]將下述表1、2所示的各種化學(xué)成分組成的鋼材(試驗(yàn)N0.1~51)用加熱爐或均熱爐加熱到1100~1300°C后，在900~1200°C下實(shí)施了開(kāi)坯軋制。之后，加熱到900~1100°C，然后進(jìn)行軋制(也包括模仿軋制的鍛造)，制作出直徑:70mm的圓棒材。軋制結(jié)束后，將該圓棒材以各種平均冷卻速度從850°C冷卻至650°C (下述表3、4)，并且以TC /秒的平均冷卻速度從650°C冷卻至室溫(25°C )，得到軋制材或鍛造材。
[0068]對(duì)上述軋制材或鍛造材以795°C (保持時(shí)間:6小時(shí))實(shí)施球狀化退火后，利用切削對(duì)該軋制材或鍛造材進(jìn)行削皮。之后，從軋制材或鍛造材切下直徑:60mm、厚度:5mm的圓盤(pán)，在840°C下加熱30分鐘后實(shí)施油淬火，在160°C下實(shí)施120分鐘的回火。最終實(shí)施精加工研磨，制作成表面粗糙度Ra (算術(shù)平均粗糙度)為0.04 y m以下的試驗(yàn)片。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼材，其特征在于，其以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.65~1.30%、S1:0.05~1.00%、Mn:0.1~2.00%,P:0.050%以下且不包括0%、S:0.050%以下且不包括0%、Cr:0.15~2.00%, Al:0.010 ~0.100%, N:0.025% 以下且不包括 0%、T1:0.015% 以下且不包括0%、以及O:0.0025%以下且不包括0%，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成， 分散于鋼中的Al系氮化合物的平均圓當(dāng)量直徑為25~200nm， 圓當(dāng)量直徑為25~200nm的Al系氮化合物的個(gè)數(shù)密度為1.1個(gè)/ y m2以上且6.0個(gè)/um2以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其中，舊奧氏體的平均結(jié)晶粒度號(hào)為11.5以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其還含有選自Cu:0.25%以下且不包括0 %、Ni:0.25%以下且不包括0%以及Mo:0.25%以下且不包括0%中的I種以上元素作為其它元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其還含有選自Nb:0.5%以下且不包括0%、V:0.5%以下且不包括0%以及B:0.005%以下且不包括0%中的I種以上元素作為其它元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其還含有選自Ca:0.05%以下且不包括0%、REM:0.05%以下且不包括0%、Mg:0.02%以下且不包括0%、L1:0.02%以下且不包括0%、以及Zr:0.2%以下且不包括0%中的I種以上元素作為其它元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼材，其還包含選自Pb:0.5%以下且不包括0%、B1:0.5%以下且不包括0%、以及Te:0.1%以下且不包括0%中的I種以上元素作為其它元素。
【文檔編號(hào)】C22C38/00GK103562423SQ201180071066
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
【發(fā)明者】貝塚正樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所