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的鍛造部件中，為了提高燃料經(jīng)濟(jì)性而要求輕量化。對于 輕量化，提高作為素材的鋼的強度并將其薄化是有效的。然而，一般鋼的高強度化伴隨著切 削性的惡化。因此，期望開發(fā)滿足高強度化和切削性兩者的鋼。
[0003] 此外，還討論了組合2個部件構(gòu)成一組部件時，運兩個部件在連接狀態(tài)下成型后， 最終斷裂分割為2個部件成品的情況。采用該制造方法，可謀求制造工序的合理化，同時， 斷裂分割后的2個部件的可組裝性提高。為使運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將高強度化和低成本化為目的而開發(fā)的鋼，例如，專利文獻(xiàn)1中記載的。此 夕F，作為將高強度化和提高切削性作為目的而開發(fā)的鋼，例如，專利文獻(xiàn)2中記載的。
[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)]
[0005]
[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2011-32545號公報 [專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2011-195862號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[發(fā)明要解決的課題]
[0006] 專利文獻(xiàn)1中記載的鋼，一定程度上實現(xiàn)了低成本化和高強度化，但關(guān)于上述斷 裂分割性則完全沒有考慮。此外，專利文獻(xiàn)2記載的鋼一定程度上實現(xiàn)了高強度化，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，但仍不能說足夠。進(jìn)一步地，雖 將斷裂分割性按照由脆性斷面率帶來的變形進(jìn)行了評價，但關(guān)于因過脆產(chǎn)生的豁口完全沒 有考慮。因此，專利文獻(xiàn)1的鋼有斷裂分割時產(chǎn)生變形或豁口的問題。
[0007] 此外，不僅從與斷裂分割性相關(guān)的觀點出發(fā)，還從作為部件長期穩(wěn)定使用的觀點 出發(fā)，夏比沖擊值極低都是有問題的，需確保達(dá)到耐久性所需要的最低限的值。
[0008] 本發(fā)明基于運樣的背景，提供由可實現(xiàn)高強度化、切削性提高及斷裂分割性提高 運樣的全部3個特性的鋼材構(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，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，同時滿足下述式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 時滿足下述式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） 對上述鍛造用鋼材在115(TC~1300°C的熱鍛造溫度下實施熱鍛造，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，同時滿足下述式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） 對上述鍛造用鋼材在1230°C~1300°C的熱鍛造溫度下實施熱鍛造，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，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，實現(xiàn)了維持高強度， 同時切削性良好，且斷裂分割時沒有豁口和變形運樣的優(yōu)異特性，即，能夠高水平地實現(xiàn)高 強度化、切削性提高及斷裂分割性提高運3個特性的全面提高。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， 通過確保上述的夏比沖擊值等特性，可長期安屯、使用。
【附圖說明】
[001引[圖U實施例1中，評價斷裂分割性用的試驗片的（a)平面圖、化）正面圖。
[圖2]實施例1中，展示P含量和夏比沖擊值的關(guān)系的說明圖。
[圖3]實施例1中，展示硬度和夏比沖擊值的關(guān)系的說明圖。
[圖4]實施例1中，展示硬度和0.2%耐力的關(guān)系的說明圖。
[圖引實施例1中，展示硬度和切削性指數(shù)的關(guān)系的說明圖。
[圖6]實施例1中，展示式（1)的值和切削性指數(shù)的關(guān)系的說明圖。
[圖7]實施例2中，展示N含量及加熱溫度與0.2%耐力的關(guān)系的說明圖。
【具體實施方式】
[0014] 說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）是為確保強度的基本元素。為了在獲得適度的強度、硬度、夏比沖擊值的同時， 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，確保強度 等較為困難，同時斷裂分割時有變形的可能。C含量超過上述上限值時，擔(dān)屯、有切削性低下， 斷裂分割時的豁口等問題。此外，為獲得超過llOOMI^a的抗拉強度，優(yōu)選含有0.35% W上的 C。
[0015] Si :0. 05~0. 35%、 Si(娃），作為煉鋼時的脫氧劑是有效的，同時，是對強度和斷裂分割性的提高有效的 元素。為獲得運些效果，需要添加上述下限值W上的Si。另一方面，Si含量過多則脫碳增 加，可能對疲勞強度產(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）是用于制鋼時脫氧化及調(diào)整鋼的強度、初性平衡的有效元素。除了強度、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，有強度降低及產(chǎn)生斷裂分割時的變形的可能。 Mn含量超過上述上限值時，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