鍛造部件及其制造方法、以及連桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鍛造部件及其制造方法、W及連桿。
【背景技術(shù)】
[0002] 在例如連桿等用于汽車(chē)的鍛造部件中，為了提高燃料經(jīng)濟(jì)性而要求輕量化。對(duì)于 輕量化，提高作為素材的鋼的強(qiáng)度并將其薄化是有效的。然而，一般鋼的高強(qiáng)度化伴隨著切 削性的惡化。因此，期望開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足高強(qiáng)度化和切削性?xún)烧叩匿摗?br>[0003] 此外，還討論了組合2個(gè)部件構(gòu)成一組部件時(shí)，運(yùn)兩個(gè)部件在連接狀態(tài)下成型后， 最終斷裂分割為2個(gè)部件成品的情況。采用該制造方法，可謀求制造工序的合理化，同時(shí)， 斷裂分割后的2個(gè)部件的可組裝性提高。為使運(yùn)樣的制造方法成為可能，至少需要容易斷 裂分割的鋼。
[0004] 作為W將高強(qiáng)度化和低成本化為目的而開(kāi)發(fā)的鋼，例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的。此 夕F，作為將高強(qiáng)度化和提高切削性作為目的而開(kāi)發(fā)的鋼，例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[專(zhuān)利文獻(xiàn)]
[0005]
[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-32545號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-195862號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[發(fā)明要解決的課題]
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的鋼，一定程度上實(shí)現(xiàn)了低成本化和高強(qiáng)度化，但關(guān)于上述斷 裂分割性則完全沒(méi)有考慮。此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的鋼一定程度上實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度化，且具有 可斷裂分割的特性。然而，該鋼的切削性雖比W往提高了，但仍不能說(shuō)足夠。進(jìn)一步地，雖 將斷裂分割性按照由脆性斷面率帶來(lái)的變形進(jìn)行了評(píng)價(jià)，但關(guān)于因過(guò)脆產(chǎn)生的豁口完全沒(méi) 有考慮。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的鋼有斷裂分割時(shí)產(chǎn)生變形或豁口的問(wèn)題。
[0007] 此外，不僅從與斷裂分割性相關(guān)的觀點(diǎn)出發(fā)，還從作為部件長(zhǎng)期穩(wěn)定使用的觀點(diǎn) 出發(fā)，夏比沖擊值極低都是有問(wèn)題的，需確保達(dá)到耐久性所需要的最低限的值。
[0008] 本發(fā)明基于運(yùn)樣的背景，提供由可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化、切削性提高及斷裂分割性提高 運(yùn)樣的全部3個(gè)特性的鋼材構(gòu)成的可斷裂分割鍛造部件及其制造方法。此外，本發(fā)明中得 到的鍛造部件，雖然可斷裂分割，但在用途上，不進(jìn)行斷裂分割而使用也是當(dāng)然可W的。
[解決課題的手段]
[0009] 本發(fā)明的一個(gè)方式為一種鍛造部件，其特征在于，化學(xué)成分組成W質(zhì)量計(jì)，含有， C:0. 30 ~0. 45%、Si:0. 05 ~0. 35%、Mn:0. 50 ~0. 90%、P:0. 030 ~0. 070%、S:0. 040 ~ 0. 070%、化：0. 01 ~0. 50%、A1 :0. 001 ~0. 050%、V:0. 25 ~0. 35%、Ca:0 ~0. 0100%、 N:0. 0150%W下，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，同時(shí)滿(mǎn)足下述式1， 式 1 : [C] -4X[S] + [V] -25X[Ca] <0. 44 (此處，技]是指元素X的含量（質(zhì)量％ )的值） 金屬組織為鐵素體-珠光體組織，同時(shí)鐵素體的面積率為30%W上， 維克斯硬度在320~380HV的范圍內(nèi)， 0. 2%耐力為SOOMPaW上， V型缺口的夏比沖擊值為7~15J/cm2的范圍內(nèi)。
[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)方式為一種鍛造部件的制造方法，其特征在于具有如下工序，準(zhǔn) 備化學(xué)成分組成W質(zhì)量計(jì)含有，C:0. 30~0. 45%、Si:0. 05~0. 35%、Mn:0. 50~0. 90%、 P:0. 030 ~0. 070%、S:0. 040 ~0. 070%、Cr:0. 01 ~0. 50 %、A1 :0. 001 ~0. 050%、V: 0. 25~0. 35%、化：0~0. 0100%、N:0. 0090%W下，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，同 時(shí)滿(mǎn)足下述式1的鍛造用鋼材的工序， 式 1 : [C] -4X[S] + [V] -25X[Ca] <0. 44 (此處，技]是指元素X的含量（質(zhì)量％ )的值） 對(duì)上述鍛造用鋼材在115(TC~1300°C的熱鍛造溫度下實(shí)施熱鍛造，得到鍛造部件的 工序，和 將上述熱鍛造后的上述鍛造部件進(jìn)行冷卻的冷卻工序，其在800~600°C中的平均冷 卻速度為150~250°C/min。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)方式為，一種鍛造部件的制造方法，其特征在于具有如下工序，準(zhǔn) 備化學(xué)成分組成W質(zhì)量計(jì)含有，C:0. 30~0. 45%、Si:0. 05~0. 35%、Mn:0. 50~0. 90%、 P:0. 030 ~0. 070%、S:0. 040 ~0. 070%、Cr:0. 01 ~0. 50 %、A1 :0. 001 ~0. 050%、V: 0. 25~0. 35%、Ca:0~0. 0100%、N:大于0. 0090、0. 0150%W下，余量由鐵和不可避免的 雜質(zhì)構(gòu)成，同時(shí)滿(mǎn)足下述式1的鍛造用鋼材的工序， 式 1 : [C] -4X[S] + [V] -25X[Ca] <0. 44 (此處，技]是指元素X的含量（質(zhì)量％ )的值） 對(duì)上述鍛造用鋼材在1230°C~1300°C的熱鍛造溫度下實(shí)施熱鍛造，得到鍛造部件的 工序，和 將上述熱鍛造后的上述鍛造部件進(jìn)行冷卻的冷卻工序，其在800~600°C中的平均冷 卻速度為150~250°C/min。
[發(fā)明的效果]
[0012] 上述鍛造部件，在具有上述特定的化學(xué)成分組成的同時(shí)，維克斯硬度、0.2%耐力、 金屬組織及夏比沖擊值所表示的特性全部在上述的特定范圍內(nèi)。據(jù)此，實(shí)現(xiàn)了維持高強(qiáng)度， 同時(shí)切削性良好，且斷裂分割時(shí)沒(méi)有豁口和變形運(yùn)樣的優(yōu)異特性，即，能夠高水平地實(shí)現(xiàn)高 強(qiáng)度化、切削性提高及斷裂分割性提高運(yùn)3個(gè)特性的全面提高。此外，上述鍛造部件根據(jù)用 途的不同，也可W不實(shí)施斷裂分割而進(jìn)行制造。而且，上述鍛造部件，不論是否有斷裂分離， 通過(guò)確保上述的夏比沖擊值等特性，可長(zhǎng)期安屯、使用。
【附圖說(shuō)明】
[001引[圖U實(shí)施例1中，評(píng)價(jià)斷裂分割性用的試驗(yàn)片的（a)平面圖、化）正面圖。
[圖2]實(shí)施例1中，展示P含量和夏比沖擊值的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[圖3]實(shí)施例1中，展示硬度和夏比沖擊值的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[圖4]實(shí)施例1中，展示硬度和0.2%耐力的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[圖引實(shí)施例1中，展示硬度和切削性指數(shù)的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[圖6]實(shí)施例1中，展示式（1)的值和切削性指數(shù)的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[圖7]實(shí)施例2中，展示N含量及加熱溫度與0.2%耐力的關(guān)系的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 說(shuō)明上述鍛造部件中的化學(xué)成分組成的限定理由。 C :0. 30~0. 45%， C(碳）是為確保強(qiáng)度的基本元素。為了在獲得適度的強(qiáng)度、硬度、夏比沖擊值的同時(shí)， 確保適度的切削性，C含量處于上述范圍內(nèi)較為重要。C含量低于上述下限值時(shí)，確保強(qiáng)度 等較為困難，同時(shí)斷裂分割時(shí)有變形的可能。C含量超過(guò)上述上限值時(shí)，擔(dān)屯、有切削性低下， 斷裂分割時(shí)的豁口等問(wèn)題。此外，為獲得超過(guò)llOOMI^a的抗拉強(qiáng)度，優(yōu)選含有0.35% W上的 C。
[0015] Si :0. 05~0. 35%、 Si(娃），作為煉鋼時(shí)的脫氧劑是有效的，同時(shí)，是對(duì)強(qiáng)度和斷裂分割性的提高有效的 元素。為獲得運(yùn)些效果，需要添加上述下限值W上的Si。另一方面，Si含量過(guò)多則脫碳增 加，可能對(duì)疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生壞的影響，因而Si含量為上述上限值W下。
[001 引Mn :0? 50~0? 90%、 Mn(儘）是用于制鋼時(shí)脫氧化及調(diào)整鋼的強(qiáng)度、初性平衡的有效元素。除了強(qiáng)度、初性 平衡的調(diào)整之外，為了使金屬組織最適化，W及提高切削性及斷裂分割性，也需要Mn含量 在上述范圍內(nèi)。Mn含量低于上述下限值時(shí)，有強(qiáng)度降低及產(chǎn)生斷裂分割時(shí)的變形的可能。 Mn含量超過(guò)上述上限值時(shí)，有珠光體增加及貝氏體析出而導(dǎo)致切削性下降的可能。
[0017]P :0. 030~0. 070%、 P(憐）是影響斷裂分割