本公開涉及鋼材，更詳細而言，本公開涉及成為機械結構用部件的原材料的鋼材。

背景技術：

1、機械結構用部件可用于以汽車及工程車輛的曲軸等為代表的汽車部件。對機械結構用部件要求很高的疲勞強度。

2、例如，在日本特開2008-169411號公報(專利文獻1)中公開了提高機械結構用部件的疲勞強度的技術。

3、專利文獻1中公開的成為機械結構用部件的原材料的鋼材以質量％計含有c：0.15～0.55％、si：0.01～2.0％、mn：0.01～2.5％、cu：0.01～2.0％、ni：0.01～2.0％、cr：0.01～2.5％、mo：0.01～3.0％、以及選自v和w中的至少一種的總量：0.01～1.0％，余量由fe及不可避免的雜質構成。該鋼材在以1010℃～1050℃進行了均熱后，以200℃/分以上的冷卻速度冷卻至500℃～550℃，接著以100℃/分以上的冷卻速度冷卻至150℃以下，接下來以550℃～700℃的溫度范圍進行了加熱后，給出室溫下的hrc硬度的最大值的lmp為17.66以上。在該文獻中，將給出以上述條件進行了熱處理后的室溫下的hrc硬度的最大值的lmp設為17.66以上，提高抗軟化性，由此提高了疲勞特性。

4、現有技術文獻

5、專利文獻

6、專利文獻1：日本特開2008-169411號公報

技術實現思路

1、發明所要解決的問題

2、可是，為了提高機械結構用部件的疲勞強度，有時對機械結構用部件實施表面硬化處理。

3、作為各種表面硬化處理之一，有高頻淬火。高頻淬火可以僅使需要的部位硬化。高頻淬火在以高溫進行了加熱后進行冷卻，在鋼材的表層形成硬化層。與軟氮化等其它表面硬化處理相比，在高頻淬火中可獲得大的硬化層深度及高的疲勞強度。

4、以機械結構用部件為曲軸的情況作為一例，對于對機械結構用部件實施的高頻淬火處理進行說明。在作為機械結構用部件的曲軸為圖1所示的形狀的情況下，為了提高曲軸的疲勞強度，例如，對曲軸的倒角r部1實施高頻淬火。在該情況下，在倒角r部1的表層形成硬化層。

5、為了增大硬化層深度，在高頻淬火中，只要增加高頻電力的輸出而提高加熱溫度即可。然而，在以高溫實施高頻淬火的情況下，在機械結構用部件的邊緣部，加熱溫度容易過度變高。例如，在機械結構用部件為圖1所示的曲軸的情況下，在邊緣部2，加熱溫度會過度變高。特別是在高頻淬火時的升溫速度快的情況下，加熱溫度容易過度變高。

6、例如，存在高頻淬火時的加熱溫度過度變高、成為1350℃以上的情況，存在鋼材的一部分熔融而發生破裂的情況。以下，在本說明書中，將這樣的破裂稱為“熔融破裂”。優選能夠抑制這樣的熔融破裂的發生。也就是說，對鋼材要求優異的耐熔融破裂性。

7、另外，對于成為機械結構用部件的原材料的鋼材而言，會在機械結構用部件的制造工序中或鋼材的制造工序中實施熱加工。因此，對于鋼材，要求抑制由熱加工導致的破裂(熱加工破裂)的發生。也就是說，對于鋼材，要求優異的耐熱加工破裂性。

8、此外，對于成為機械結構用部件的原材料的鋼材而言，會在機械結構用部件的制造工序中實施切削加工。有時在鋼材的特別是內部，要求優異的切削性。例如，在機械結構用部件為曲軸的情況下，會對兩端面的中心部分實施開孔等加工。因此，對于鋼材，要求鋼材內部的優異的切削性。

9、在上述的專利文獻1中，未對鋼材的耐熔融破裂性、耐熱加工破裂性及切削性進行研究。

10、本公開的目的在于提供具有優異的耐熔融破裂性、優異的耐熱加工破裂性及優異的切削性、在作為機械結構用部件的原材料而利用的情況下機械結構用部件能夠獲得高疲勞強度的鋼材。

11、解決問題的方法

12、本公開的鋼材是與軸向垂直的截面為圓形的鋼材，

13、上述鋼材的化學組成以質量％計包含：

14、c：超過0.30％且為0.60％以下、

15、si：0.01～0.90％、

16、mn：0.50～1.70％、

17、p：0.030％以下、

18、s：0.200％以下、

19、bi：0.0051～0.2500％、

20、al：0.001～0.100％、

21、n：0.0250％以下、

22、o：0.0050％以下、

23、cr：0～1.30％、

24、v：0～0.200％、

25、sn：0～0.1000％、

26、sb：0～0.0500％、

27、as：0～0.0500％、

28、pb：0～0.09％、

29、mg：0～0.0100％、

30、ti：0～0.0400％、

31、nb：0～0.0500％、

32、w：0～0.4000％、

33、zr：0～0.2000％、

34、ca：0～0.0100％、

35、te：0～0.0100％、

36、b：0～0.0050％、

37、稀土類元素：0～0.0100％、

38、co：0～0.0100％、

39、se：0～0.0100％、

40、in：0～0.0100％、

41、mo：0～0.30％、

42、cu：0～0.50％、

43、ni：0～0.50％，并且

44、余量為fe及雜質，

45、由式(1)定義的fn為0.45～1.05，

46、將上述鋼材的半徑定義為r時，在距離上述鋼材的表面0.08r深度位置，

47、微細bi粒子的個數密度為15.00個/mm2以上，所述微細bi粒子是等效圓直徑為0.1～1.0μm的bi粒子，

48、粗大bi粒子的個數密度為0.25個/mm2以下，所述粗大bi粒子是等效圓直徑為10.0μm以上的bi粒子，

49、在距離上述鋼材的表面0.65r深度位置，

50、上述微細bi粒子的個數密度小于15.00個/mm2，

51、上述粗大bi粒子的個數密度超過0.25個/mm2。

52、fn＝c+(si/10)+(mn/5)-(5s/7)+(5cr/22)+1.65v???(1)

53、其中，將對應的元素的以質量％計的含量代入式(1)中的各元素符號，在不含有元素的情況下，將“0”代入對應的元素符號。

54、發明的效果

55、本公開的鋼材具有優異的耐熔融破裂性、優異的耐熱加工破裂性及優異的切削性，在作為機械結構用部件的原材料而利用的情況下，機械結構用部件能夠獲得很高的疲勞強度。

技術特征：

1.一種鋼材，其是與軸向垂直的截面為圓形的鋼材，所述鋼材的化學組成以質量％計包含：

2.根據權利要求1所述的鋼材，其中，

技術總結
本發明提供具有優異的耐熔融破裂性、優異的耐熱加工破裂性及優異的切削性、在制成機械結構用部件的情況下能夠獲得高疲勞強度的鋼材。本公開的鋼材具有說明書中記載的化學組成，由式(1)定義的Fn為0.45～1.05，在距離鋼材的表面0.08R深度位置處(R為半徑)，等效圓直徑為0.1～1.0μm的Bi粒子、即微細Bi粒子的個數密度為15.00個/mm<supgt;2</supgt;以上，等效圓直徑為10.0μm以上的Bi粒子、即粗大Bi粒子的個數密度為0.25個/mm<supgt;2</supgt;以下，在距離鋼材的表面0.65R深度位置處，微細Bi粒子的個數密度小于15.00個/mm<supgt;2</supgt;，粗大Bi粒子的個數密度超過0.25個/mm<supgt;2</supgt;。

技術研發人員：間曾利治,宮西慶
受保護的技術使用者：日本制鐵株式會社
技術研發日：
技術公布日：2025/3/10