JP2000008141A - 非調質軟窒化鋼鍛造部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 疲労強度と窒化処理後の曲げ矯正性に優れた
非調質軟窒化鋼鍛造部品およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 化学組成が重量％で、Ｃ：０．０２〜
０．３０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．１０％
以下、Ｃｒ：０〜０．１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０〜０．
０１％、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎ：０．０１０〜０．
０３０％、Ｖ：０〜０．０２％を含有し、不可避不純物
元素を含有することを特徴とする非調質軟窒化鋼鍛造部
品。切削性向上のためＳ：０．０４〜０．１０％、Ｃ
ａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｐｂ：０．０５〜
０．２０％のうち１種以上の元素を含有してもよい。こ
の鋼材を鍛造後、非調質のまま必要に応じ機械加工後、
窒化処理し、必要に応じ曲げ矯正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鍛造後の焼入れ焼
もどしや焼ならしなどの調質処理を行わない、高い疲労
強度および優れた曲げ矯正性をもつ非調質軟窒化鋼鍛造
部品およびその製造方法に関する。本発明はとくに、自
動車エンジン等に使用されるクランク軸用途に好適であ
る。

【０００２】

【従来の技術】高い疲労強度が要求される鋼鍛造部品、
例えば自動車エンジン用のクランク軸では、鍛造、機械
加工後に高周波焼入れや軟窒化処理などの表面強化の処
理を行うことが多い。軟窒化処理は疲労強度向上の点で
は高周波焼入れに若干劣るものの表面に硬質の化合物層
が生成し、耐焼付き性や耐かじり性の点では著しく優れ
るため、軟窒化処理が多用される。軟窒化処理とは、窒
化層がもろくならず、適度の軟らかさと靭性を有するも
のである。以下の説明では、軟窒化処理を単に窒化処理
ともいう。

【０００３】図１は、調質鋼および非調質鋼の軟窒化鍛
造部品の製造法を示す工程図であり、同図(a) は調質鋼
の場合、同図(b) は非調質鋼の場合である。同図(a) に
示すように、調質鋼では鋼片は熱間鍛造後、放冷（非図
示）され、調質処理により金属組織形態が調整されるの
に対し、同図(b) では、鋼片は鍛造のままの組織であ
る。次いで、窒化処理を行う。ただし、同図に示すよう
に、クランク軸のような機械加工が必要な鍛造部品の場
合、窒化処理後では表面が硬化し、機械加工が困難なた
め窒化処理前に機械加工を行う。窒化処理後の鍛造部品
には曲がりが生じる場合があり、必要に応じ適当な曲げ
矯正を行って製品とする。

【０００４】近年、コスト削減や生産リードタイムの縮
小のために、図１(b) に示す非調質化が多くの軟窒化鍛
造部品に対して検討されており、クランク軸でも同様で
ある。しかしながら、調質処理を省略することによって
一部の性能が劣化することあり、このために非調質化で
きない軟窒化鍛造部品もある。

【０００５】性能劣化の一つには、疲労強度の問題があ
る。鍛造後に調質処理を行わずに窒化処理を施した部品
（以下、非調質軟窒化鋼という）の疲労限度は、同一組
成の鋼を鍛造後に調質処理を行って窒化処理を施した部
品（以下、調質軟窒化鋼と呼ぶ）のそれよりも低い。

【０００６】第二には、曲げ矯正性の問題がある。窒化
処理によって鍛造部品が変形し、これを曲げ矯正しなけ
ればならないことがある。曲げ矯正時には大きなき裂を
生じることがあり、き裂が発生する限界のひずみ量（以
後、曲げ矯正可能ひずみ量と呼ぶ）は非調質軟窒化鋼の
場合、調質軟窒化鋼の場合よりも小さい。

【０００７】一般に、曲げ矯正可能ひずみ量が小さいほ
ど、部品の疲労限度も低くなる。とくにクランク軸の製
造では窒化処理後に曲げ矯正を行うことが多いので、非
調質軟窒化鋼の適用が困難である。

【０００８】これまで、析出硬化元素を高濃度に添加す
ることによって、調質処理も窒化処理も施さずに鍛造の
ままで高い疲労限度を得る発明がなされた。

【０００９】例えば、特開平８−１４４０１８号公報に
は、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌを適量添加し、軟窒化処理による表
面硬化を狙うとともに、軟窒化による心材の強度低下を
防止できる鋼材が開示されている。

【００１０】特開平７−１０２３４０号公報には、Ｍ
ｎ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖを適量添加し、ＭｎＳ、ＴｉＮ，ＶＮ
の複合析出により疲労強度を確保し、鍛造後のフェライ
ト＋パーライト組織量を制御し、さらに時効処理を施す
ことによって降伏強度を向上させる方法が開示されてい
る。

【００１１】特開平４−１９３９３１号公報には、Ｃ、
Ｖを適量添加し、Ｓｉ添加を抑制し、フェライト相の脱
炭・硬度低下を防止して、鍛造肌のままで使用できる材
料が開示されている。

【００１２】これらはいずれも強力な析出硬化元素であ
るバナジウム（Ｖ）を高濃度に含有した鋼であり、高価
である。また、耐焼付き性などが問題になる場合は、こ
れらの高Ｖ鋼に軟窒化処理を施さなければならないが、
このとき窒化処理後の高Ｖ鋼の曲げ矯正性は後述する実
施例で示すように、きわめて劣るものとなる。また、こ
れらの公報には、疲労限度および曲げ矯正性を同時に改
善する試みはなされていない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鍛造
後の調質なしに、窒化処理後の曲げ矯正時に発生するき
裂がないか、またはき裂が発生する限界のひずみ量が高
く、かつ疲労限度の高い鋼鍛造部品およびその製造方法
を提供することにある。具体的には、焼準処理を行った
代表的なＳ４８Ｃ鋼軟窒化調質クランク軸以上の性能、
すなわち疲労限度および曲げ矯正性（曲げ矯正可能ひず
み量）を同時に達成することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】一般に、窒化処理によっ
て形成される窒化層は、最表面の化合物層とその下の拡
散層からなる。非調質軟窒化鋼で疲労破壊が発生する起
点は、拡散層内あるいは拡散層と母材の境界部であり、
また曲げ矯正で問題となるき裂は拡散層でのき裂であ
る。いずれも拡散層の性質が前記の性能を決めることを
示している。以下の説明で「表面」というとき、化合物
層を除いた拡散層の表面側をいうものとする。

【００１５】(a) 非調質軟窒化鋼の疲労限度が低い原因
は以下による。 拡散層と母材部の境界付近には、非調質軟窒化鋼では高
い引張応力が残留している。この引張残留応力が疲労破
壊の起点になる。

【００１６】非調質軟窒化鋼では析出硬化元素を含まな
い鋼であっても、硬さは表面で著しく高くなり、内部に
向かって急勾配で低下する。このために、表面には高い
圧縮残留応力が発生するが、母材の境界付近ではそれと
均衡する引張残留応力が生ずると推測される。

【００１７】このように母材の境界付近で引張残留応力
が高くなるのは、表面のみ硬さが著しく高く、かつ硬化
層深さが小さいことから来ているものと推定される。こ
のことは外部から入った窒素が内部に入りにくく表面に
とどまっていることを意味する。この原因を窒化処理時
の窒素の拡散挙動から見ると、下記のように考えられ
る。

【００１８】非調質鋼は、１１００℃以上に加熱後１０
００℃以上で鍛造を終了し、そのまま放冷するので、そ
の組織は巨大な旧オ−ステナイト粒界に沿った薄いネッ
ト状フェライトと、残りの部分のパ−ライトから構成さ
れる。これに対して、調質鋼の組織は、微細なオ−ステ
ナイトから変態した、微細なフェライトとパ−ライトの
混合組織（焼準の場合）、またはきわめて微細なラス構
造と炭化物からなるマルテンサイトまたはベイナイト組
織（焼入れ焼戻しの場合）のいずれかである。また、非
調質鋼のフェライト体積率は、焼準した鋼のそれに比較
して小さい。これは、非調質鋼のオ−ステナイト粒径が
大きい分だけ焼入れ性が大きく、フェライト変態が抑制
されているためである。

【００１９】窒化処理を行うとき、窒素の拡散速度はフ
ェライト中では大きく、パ−ライト中では層状セメンタ
イトに拡散を阻害されるために著しく小さい。非調質鋼
ではフェライトが旧オ−ステナイト粒界沿ってネット状
に薄く集中しているために、窒素の内部への拡散はこの
フェライトを通ってしかできない。従って、外部から入
った窒素は内部に入りにくい。これが、非調質鋼で母材
部の境界付近に引張応力が残留する原因と考えられる。

【００２０】これに対して、調質処理（焼準処理）を行
った組織では微細なフェライトが粒界に限らず組織全体
に分布しているので、組織全体にわたって拡散経路が存
在する。このために、調質鋼では窒化処理を施すと表面
から内部にまで緩やかな硬度分布ができると推定され
る。

【００２１】(b) 非調質軟窒化鋼の曲げ矯正可能ひずみ
量が低下する原因は以下による。 鋼の表面硬さが高いほど曲げ矯正の際、き裂を生じやす
い。しかし、き裂長さは表面硬さだけでは一義的に決ま
らない。

【００２２】前述のように、非調質鋼の組織はフェライ
ト変態が抑制された混粒となる。曲げ矯正時に発生する
き裂は、パ−ライト粒を一単位として進展し、粒界のフ
ェライトで停止するため、一旦き裂が発生すると、き裂
長さが大きくなる。

【００２３】これに対して、調質鋼では、微細なフェラ
イト粒が組織全体に分布しているので、曲げ矯正により
き裂が発生してもさほど進展しないと考えられる。

【００２４】以上をまとめると、非調質鋼の窒化処理の
問題は、(a) 硬化層深さが小さいことが、疲労強度低下
の原因となる、(b) 窒化処理後の表面硬さを上昇させる
と、曲げ矯正性を悪化させる、ことに集約される。

【００２５】従って、非調質軟窒化鋼ではき裂起点とな
る境界部の高い引張残留応力を低減するには、母材を窒
素原子が拡散しやすい組織とし、硬さ勾配をなだらかに
することと、窒化によって表面を過度に硬化させないこ
とが必要である。

【００２６】そこで、具体的に組織等を改善する方法を
確認するために、本発明者らは以下の実験を行った。

【００２７】Ｃ：０．０５％Ｃ、Ｍｎ：１．４％、Ｎ：
０．０１７％、Ｔｉ：０．００８％を有する低中炭素鋼
を基本組成として、各種元素の含有量を変えた２２鋼種
を溶製し、素材棒鋼を作成した。

【００２８】図２は上記の素材棒鋼をクランク軸を模擬
して鍛造し、機械加工した試験片を示す概要図である。

【００２９】表１に上記の２２種類の鋼の一覧表を示
す。表１の最上欄の鋼Ｘ１が基本組成である。これに対
して鋼Ｘ２以下の鋼はＣ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎ、
Ｖの影響を知るための組成の鋼である。

【００３０】

【表１】

【００３１】これら実験室溶製による素材棒鋼を１２０
０℃に加熱、熱間鍛造し自然空冷し、調質処理を行うこ
となく試験片に加工し、ガス窒化処理（ＲＸガス：ＮＨ
₃ ＝１：１の雰囲気中で５７０℃に３時間保持した後に
油冷）を施した。ここでＲＸガスとは、ＣＯ、Ｎ₂ 、Ｈ
₂ からなる浸炭性を持つ吸熱性ガスである。

【００３２】なお比較用のクランク軸用調質鋼として一
般に用いられるＳ４８Ｃ鋼を鍛造した後、焼準処理（８
６０℃に再加熱し１５分間保持後に空冷）を行い、同じ
試験片に加工し、同じ窒化処理を施した。これらの窒化
処理後の試験片について、疲労試験および曲げ試験を行
った。

【００３３】疲労試験は室温で、図２に示す試験片のジ
ャーナル部端部およびピン部中央部を支持した３点曲げ
にて荷重制御両振りにて繰返し速度５Ｈｚで実施し、破
断繰返し数が１０⁷ 回となる応力振幅を疲労限度と定義
した。ここでの応力は、疲労き裂が発生するピン部フィ
レットＲ部での応力であり、長さ１ｍｍのひずみゲージ
による測定値から換算したものである。

【００３４】一方、曲げ矯正性は同試験片による静的曲
げ試験により評価した。疲労試験時にひずみゲージを貼
付した場所と同一の場所にひずみゲージを貼付し、室温
にて曲げを負荷し、ひずみゲージの断線をき裂の発生と
見なし、その時のひずみ量を曲げ矯正可能ひずみ量とし
た。曲げ矯正可能ひずみ量はばらつきが大きいため、１
鋼種につき４回の試験を行いその平均値で評価した。

【００３５】図３は、疲労限度および曲げ矯正可能ひず
み量に及ぼすＣ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎ、Ｖの影響
を示したグラフである。同図の中に、前記Ｓ４８Ｃ鋼の
焼準材の疲労限度および曲げ矯正可能ひずみ量を目安と
して示す。

【００３６】これらの結果および組織の観察から、疲労
強度、曲げ矯正性を改善するために、つぎのことが必要
であることがわかった。

【００３７】微量Ｔｉによって鍛造加熱時のオ−ステナ
イト粒成長を抑制する。Ｃ含有量低減によってフェライ
トの粒内粒界にわたって均一分布させる。ＴｉおよびＡ
ｌ含有量の抑制によって固溶窒素量を確保し、疲労限度
を向上させる。Ｖ、Ｃｒ、Ａｌの制限によって窒化後の
過度の表面硬さを抑制する。Ｐ、Ｍｎ、Ｎ含有量増加に
よって疲労限度を向上させる。

【００３８】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たもので、下記の(1) 〜(3) を要旨とする。

【００３９】(1) 化学組成が重量％で、Ｃ：０．０２〜
０．３０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．１０％
以下、Ｃｒ：０〜０．１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０〜０．
０１％、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎ：０．０１０〜０．
０３０％、Ｖ：０〜０．０２％を含有し、不可避不純物
元素を含有することを特徴とする非調質軟窒化鋼鍛造部
品。

【００４０】(2) 前記(1) 項に記載の非調質軟窒化鋼鍛
造部品の化学組成が、さらにＳ：０．０４〜０．１０
％、Ｃａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｐｂ：０．
０５〜０．２０％のうち１種以上の元素を含有すること
を特徴とする非調質軟窒化鋼鍛造部品。

【００４１】(3) 化学組成が重量％で、Ｃ：０．０２〜
０．３０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．１０％
以下、Ｃｒ：０〜０．１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０〜０．
０１％、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎ：０．０１０〜０．
０３０％、Ｖ：０〜０．０２％を含有し、不可避不純物
元素を含有する鋼片を熱間鍛造後、放冷し、その後調質
処理することなく、軟窒化処理を行うことを特徴とする
非調質軟窒化鋼鍛造部品の製造方法。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明の各構成元素の作用および
各元素の濃度を限定した理由は次の通りである。

【００４３】Ｃ：０．０２〜０．３０％、Ｃが過大であ
ると、パーライトの体積率は増加し、その結果曲げ矯正
性は劣化する。また疲労限度もむしろ低下する傾向にあ
る。従って上限を０．３０％とした。しかし、フェライ
トの固溶強化元素としてのＣは疲労強度の確保のため重
要であり、そのためには室温での固溶限、あるいは安全
を見てそれ以上の添加が必要である。そこで添加量の下
限を０．０２％とした。好適範囲は０．０５〜０．３０
％である。

【００４４】Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｍｎは、疲労限
度改善のために効果的な元素である。そのため、下限は
１．０％としなければならない。しかし、２．０％を超
えて過剰に添加するとパーライトの体積率を増加させる
ため曲げ矯正性が低下する。そこでＭｎ含有量は１．０
〜２．０％とする。好適範囲は１．０〜１．６％であ
る。

【００４５】Ｐ：０．１０％以下、Ｐは疲労限度改善の
ために効果的な元素である。しかしながら同時に衝撃値
および破壊靭性値を低下させ、曲げ矯正性を劣化させる
ため、両者のバランスを考慮して添加量を決めるべきで
ある。ただし多量に含有すると疲労限度向上の割には曲
げ矯正性の劣化が大きいので、上限を０．１０％以下と
した。好ましくは０．０８％以下である。下限は脱Ｐコ
スト等からみて、０．０１％とするのが好ましい。

【００４６】Ｃｒ：０〜０．１５％、Ｃｒは含有しない
ことが望ましい。Ｃｒを含有すると窒化処理により窒化
物を生成し表面の硬さを高め、曲げ矯正性を劣化させる
ためである。しかし、その含有量を０．１５％以下にす
るには精錬コストが大幅に増大するので、０．１５％ま
での含有量は許容することとする。好ましくは０．０７
％以下である。

【００４７】ｓｏｌ．Ａｌ：０〜０．０１％、Ａｌは一
般には鋼の脱酸剤として有効な元素である。しかし、鍛
造部品においては、通常レベルの含有量であってもＡｌ
は窒素をＡｌＮとして固定して固溶窒素を少なくするこ
とにより、疲労限度を低下させ、また窒化処理により表
面を硬化させ曲げ矯正性を劣化させるという好ましくな
い作用を持つ。したがってｓｏｌ．Ａｌは不純物として
極力少なくすることが望ましい。脱酸のためにＡｌを添
加してもその含有量は最小限にとどめるべきである。し
たがってｓｏｌ．Ａｌとしての含有量を０．０１％以下
とした。好ましくは０．００５％以下である。

【００４８】Ｔｉ：０．０２％以下、微量のＴｉは鍛造
前加熱時のオ−ステナイト粒成長の抑制により、フェラ
イトパ−ライト組織を微細化する。その結果、非調質鋼
の組織を焼準のそれに近づけることができ、曲げ矯正時
に発生するき裂を小さくすることができる。しかしなが
ら添加量の増加とともに鋼中の固溶Ｎが減少し疲労限度
が低下する。従って、上限値を０．０２％とする。な
お、フェライト体積率が高い成分系では微細化による曲
げ矯正性への寄与は小さいので、必ずしもＴｉの添加は
必要ではない。好適範囲は０．０１％以下である。

【００４９】Ｎ：０．０１０〜０．０３０％、Ｎは疲労
限度向上に有効な元素である。この効果を得るためには
０．０１０％以上は必要である。しかしながら０．０３
０％を超えて含有してもその効果は飽和するとともに曲
げ矯正性が低下するので、０．０１０〜０．０３０％と
する。好適範囲は０．０１２〜０．０２０％である。

【００５０】Ｖ：０〜０．０２％、Ｖは不可避不純物と
して混入する以上に添加しない。不可避不純物としても
０．０２％以下としなければならない。０．０２％を越
えて含有すると、窒化処理後表面硬さが上昇して、曲げ
矯正性が著しく低下するからである。好ましくは０．０
１％以下である。

【００５１】さらに、被削性が要求される場合には、下
記３元素のうち１種以上を意図的に添加することが望ま
しい。

【００５２】Ｓ：０．０４〜０．１０％、Ｓは被削性の
向上に効果があるので０．０４％以上は必要である。
０．１０％以下とするのはそれを超えると連続鋳造スラ
ブに欠陥を生じるからである。好適範囲は０．０４〜
０．０７％である。

【００５３】Ｃａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｃ
ａは被削性の向上に効果があるので、０．０００３％以
上は必要である。しかし、０．００３０％を超えると大
型介在物の混入が避けられないので、０．０００３〜
０．００３０％とする。好適範囲は０．００１０〜０．
００３０％である。

【００５４】Ｐｂ：０．０５〜０．２０％、Ｐｂは被削
性の向上に効果があるので０．０５％以上は必要であ
る。しかし過剰に含有すると介在物が多くなり疲労限度
が著しく低下する。そこで０．０５〜０．２０％とし
た。好適範囲は０．０５〜０．１６％である。

【００５５】なお、鋼材の常用元素としてのＳｉは脱酸
材として必要であり、特に規定するものではないが、通
常の０．０５〜０．６０の範囲が好適である。

【００５６】つぎに上記の本発明による非調質軟窒化鋼
鍛造部品の製造方法について述べる。本発明の化学組成
の鋼片を加熱し、鍛造加工を行い目的の形状とする。こ
の時の加熱温度は低ければ低いほど好ましいが、その分
プレスの能力が必要となるため、一般的な条件として１
２００℃を標準とし、プレスの能力に応じて１１５０〜
１２５０℃の範囲で決める。鍛造後は製造コストの点か
ら放冷（空冷）とする。ただし若干の製造時間短縮のた
めに送風等による強制空冷を行ってもなんら問題はな
い。

【００５７】鍛造および必要に応じて機械加工により形
状に整えた後は、焼準または焼入れ焼もどしなどの調質
処理を行う必要はない。

【００５８】次に窒化処理を施す。窒化条件は、例えば
ＲＸガス：アンモニア＝１：０．８〜１．２、の気相雰
囲気中で、環境温度５７０〜６００℃、時間６０分〜２
４０分で窒化処理し、その後直接油冷する。ここでガス
組成比、環境温度および時間を上記のように定めるの
は、耐焼付き性のための適正な化合物層と十分な深さの
拡散層を得るためであり、従来の軟窒化調質クランク軸
の製造方法と特に違いはない。なお、窒化処理方法はガ
ス軟窒化のほか、短時間で処理可能な窒化方法ならいず
れでも可能であり、たとえば塩浴窒化、イオン窒化を行
ってもよい。窒化処理後、曲がり、ひずみの大きい場合
等、必要に応じて、曲げ矯正を行って製品とする。

【００５９】

【実施例】表２に、本発明に係る鋼１０種類（本発明
例）および比較用の鋼１６種類（比較例）の化学組成の
一覧表を示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】これらの鋼５０ｋｇを大気中溶解炉で溶製
した後に、１２００℃まで加熱し、図２に示すクランク
軸を擬した試験片の粗形状に熱間鍛造した後、放冷し
た。その後、若干の機械加工、ガス窒化処理を施した。
ガス窒化は、ガス比ＲＸ：ＮＨ₃ ＝１：１の雰囲気中に
試験片を５７０℃に加熱し１８０分保持した後、１５０
℃の油中で油冷した。窒化した各試験体をそのまま各試
験に供した。

【００６２】疲労試験は前述した方法と同様の方法で実
施し、破断繰返し数が１０⁷ 回となる応力振幅を疲労限
度と定義した。

【００６３】一方、曲げ矯正性も前述した方法と同様の
方法で評価した。被削性についても全ての鋼に対して工
具寿命の試験を行った。表３に、これら疲労、曲げおよ
び被削性の各試験結果を示す。

【００６４】

【表３】

【００６５】同表に示すように、本発明例の鋼は疲労限
度および曲げ矯正可能ひずみ量の両方において目標値
（Ｓ４８Ｃ鋼を素材とする調質軟窒化鋼鍛造部品相当の
値）を達成している。これに対して比較例の鋼は目標値
の疲労限度と曲げ矯正可能ひずみ量を同時に達成するも
のは存在しない。

【００６６】表３の被削性の結果は、Ｓ４８Ｃ鋼にＰｂ
を０．０５％添加した鋼に調質処理を行った鍛造部品を
基準とした。これと同等以上の工具寿命となったものを
良好として、○印を付してある。本発明例の鋼のうちＰ
ｂを添加したものは、疲労限度と曲げ矯正性を同時に満
たしたうえで良好な被削性をもつことがわかる。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係る非調質軟窒化鋼鍛造部品は
熱間鍛造後、調質処理を行わずに軟窒化窒化処理を施し
ても、素材鋼の組織が改善されているため、従来の調質
処理を行った軟窒化鋼鍛造部品と同等以上の優れた疲労
限度および曲げ矯正性を確保できる。調質処理を省略で
きるため、大きなコスト削減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】調質鋼および非調質鋼の軟窒化鍛造部品の製造
法を示す工程図であり、同図(a) は調質鋼の場合、同図
(b) は非調質鋼の場合である。

【図２】クランク軸を模擬した疲労試験、曲げ矯正試験
の試験片を示す概要図である。

【図３】疲労限度および曲げ矯正可能ひずみ量に及ぼす
Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎ、Ｖの影響を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 8/38 Ｃ２３Ｃ 8/38

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学組成が重量％で、Ｃ：０．０２〜
   ０．３０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．１０％
   以下、Ｃｒ：０〜０．１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０〜０．
   ０１％、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎ：０．０１０〜０．
   ０３０％、Ｖ：０〜０．０２％を含有し、不可避不純物
   元素を含有することを特徴とする非調質軟窒化鋼鍛造部
   品。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の非調質軟窒化鋼鍛造部
   品の化学組成が、さらにＳ：０．０４〜０．１０％、Ｃ
   ａ：０．０００３〜０．００３０％、Ｐｂ：０．０５〜
   ０．２０％のうち１種以上の元素を含有することを特徴
   とする非調質軟窒化鋼鍛造部品。
3. 【請求項３】 化学組成が重量％で、Ｃ：０．０２〜
   ０．３０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．１０％
   以下、Ｃｒ：０〜０．１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０〜０．
   ０１％、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎ：０．０１０〜０．
   ０３０％、Ｖ：０〜０．０２％を含有し、不可避不純物
   元素を含有する鋼片を熱間鍛造後、放冷し、その後調質
   処理することなく、軟窒化処理を行うことを特徴とする
   非調質軟窒化鋼鍛造部品の製造方法。