机械构造用钢部件、其所用原料及其制造方法
2020-01-06

机械构造用钢部件、其所用原料及其制造方法

本发明提供了机械构造用部件,所述机械构造用部件包含基于质量%的0.3%至0.7%的C、0.30%或更低的Si、0.2%至2.0%的Mn、0.005%至0.25%的Al、0.005%至0.1%的Ti、0.05%至0.6%的Mo、0.0003%至0.006%的B、0.06%或更低的S、0.020%或更低的P、0.0030%或更低的O,以及余量为Fe和不可避免的杂质。另外,所述机械构造用部件在其表面的至少一部分上具有由感应淬火形成的硬化层,所述硬化层的平均原奥氏体粒径为7μm或更低,由氧化物构成的非金属夹杂物的最大直径为15μm或更低。该机械构造用部件由于具有高疲劳强度,因而适用于汽车主动轴、等速万向节等等。

采用光学显微镜,以400放大倍数观察800个视野,将单个视野中由氧化物构成的夹杂物的最大直径总结于Gumble概率纸上,计算对应于50,000nm2的极值并将其定义为最大直径。

观察锻造时的钢材微结构,另外进行如下的切削性试验。

已经知道(Mo,Ti)2(C,N)相对较硬,这一点不同于Cu等的析出物,并且还认为上述析出物具有很高的防止奥氏体晶粒界面穿过的能力。另外,考虑到Mo对Ti的组分比相当大且Mo是不大可能扩散的元素,因此即便将(Mo,Ti)2(C,N)在其析出温度即约600℃至700℃的温度范围保持短时间,也不能预期析出物就能快速生长。因此,为了增加(Mo,Ti)2(C,N)的析出量并提高分布密度,在将温度于获得后述贝氏体和马氏体微结构的体积分数的温度范围保持短时间时,则可预期新(Mo,Ti)2(C,N)的析出,同时已经析出的(Mo,Ti)2(C,N)的粗大化可尽可能地被抑制。

除上述基本组分之外,或者除基本组分和对改进疲劳强度更有效的组分之外,当含有选自1.0质量%或更低的W、0.005质量%或更低的Ca、0.005质量%或更低的Mg、0.1质量%或更低的Se、0.005质量%或更低的Te、0.5质量%或更低的Bi、0.5质量%或更低的Pb、0.01质量%或更低的Zr及0.1质量%或更低的REM组中的至少一种元素时,可更有效地改进原料的切削性,原因如下。

除上述基本组分之外,当含有选自2.5%或更低的Cr、1.0%或更低的Cu、3.5%或更低的Ni、1.0%或更低的Co、0.1%或更低的Nb、0.5%或更低的V、0.5%或更低的Ta、0.5%或更低的Hf及0.015%或更低的Sb组中的至少一种元素时,可更有效地改进疲劳强度,原因如下。

Cu:Cu元素能有效改进淬火性能。另外,Cu溶于铁氧体中,通过固溶强化改进了疲劳强度。此外,Cu抑制了碳化物的生成并防止了晶界强度的降低,其结果改进了疲劳强度。但当Cu含量高于1.0质量%时,则热加工中会出现裂纹。因此Cu含量设定为等于或低于1.0质量%,优选等于或低于0.5质量%。当Cu含量低于0.03质量%时,由于改进淬火性能的作用和抑制晶界强度降低的作用不明显,因此Cu含量优选设定为等于或高于0.03质量%,更优选为等于或高于0.1质量%。