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公開番号2024147332
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-16
出願番号2023060278
出願日2023-04-03
発明の名称鋼材
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20241008BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】熱間圧延ままであっても、優れた冷間加工性を有し、且つ、切断後のバリ高さが低い、低硬度の鋼材の提供。
【解決手段】C含有量が0.10～0.42%である所望の化学組成を有し、表面から0.50R位置における金属組織において、フェライトの面積率が50%以上であり、パーライトの面積率が20%以上であり、パーライトブロックの重心間の平均距離が10～30μmであり、ビッカース硬さが170HV以下であることを特徴とする鋼材を採用する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１０～０．４２％、
Ｓｉ：０．０１～０．３０％、
Ｍｎ：０．２０～１．００％、
Ｐ：０．０５０％未満、
Ｓ：０．００１～０．０５０％、
Ａｌ：０．００１～０．２００％、
Ｎ：０．０２０％未満、
Ｃｒ：０．０１～１．５０％、および
Ｏ：０．００３０％以下を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
表面から０．５０Ｒ位置における金属組織において、
フェライトの面積率が５０％以上であり、パーライトの面積率が２０％以上であり、
パーライトブロックの重心間の平均距離が２０～５０μｍであり、
ビッカース硬さが１７０ＨＶ以下であることを特徴とする鋼材。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記表面から２００μｍ位置における金属組織において、
フェライトの面積率が５０％以上であり、パーライトの面積率が２０％以上であり、
パーライトブロックの重心間の平均距離が２０～５０μｍであり、
ビッカース硬さが１７０ＨＶ以下であることを特徴とする請求項１に記載の鋼材。
【請求項３】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１０～０．４２％、
Ｓｉ：０．０１～０．１０％、
Ｍｎ：０．２０～１．００％、
Ｐ：０．０５０％未満、
Ｓ：０．００１～０．０５０％、
Ａｌ：０．００１～０．２００％、
Ｎ：０．０２０％未満、
Ｃｒ：０．０１～１．５０％、および
Ｏ：０．００３０％以下を含有し、
さらに下記Ａ群、Ｂ群およびＣ群からなる群から選択される１種または２種以上を含有し、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
表面から０．５０Ｒ位置における金属組織において、
フェライトの面積率が５０％以上であり、パーライトの面積率が２０％以上であり、
パーライトブロックの重心間の平均距離が２０～５０μｍであり、
ビッカース硬さが１７０ＨＶ以下であることを特徴とする鋼材。
［Ａ群］
Ｍｏ：０．３０％以下、
Ｖ：０．１５０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、および
Ｔｉ：０．１００％以下、
からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］
Ｃｕ：０．４０％以下、
Ｎｉ：０．３０％以下、
Ｓｎ：０．１００％以下、および
Ｂ：０．０２００％以下
からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｃ群］
Ｃａ：０．００５０％以下、および
Ｍｇ：０．００５０％以下
からなる群から選択される１種または２種
【請求項４】
前記表面から２００μｍ位置における金属組織において、
フェライトの面積率が５０％以上であり、パーライトの面積率が２０％以上であり、
パーライトブロックの重心間の平均距離が２０～５０μｍであり、
ビッカース硬さが１７０ＨＶ以下であることを特徴とする請求項３に記載の鋼材。
【請求項５】
質量％で、前記Ａ群を含有する化学組成を有する請求項３または４に記載の鋼材。
【請求項６】
質量％で、前記Ｂ群を含有する化学組成を有する請求項３または４に記載の鋼材。
【請求項７】
質量％で、前記Ｃ群を含有する化学組成を有する請求項３または４に記載の鋼材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化の観点から、例えば、歯車、シャフト、ボルト等の自動車用部品の製造において、熱間鍛造を冷間鍛造へ切り替えることが検討されている。
【０００３】
熱間鍛造を冷間鍛造に切り替えることにおいて、鋼材の延性不足の課題が挙げられる。この課題を解決するために、一般的には、冷間鍛造に供される鋼材には、冷間鍛造前に球状化焼鈍（ＳＡ）が施される。球状化焼鈍は、鋼材を高温域まで加熱して長時間保持する必要があるため、加熱炉等の熱処理設備が必要となり、且つ、加熱のためのエネルギーを消費する。そのため、球状化焼鈍を行うと製造コストが増大してしまう。生産性の向上や省エネルギー化等の観点から、球状化焼鈍を簡略化および省略するための様々な技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、Ｔｉ炭化物、Ｔｉを含有する複合炭化物、Ｔｉ窒化物を微細に析出させ、そのことによって圧延または鍛造中のオーステナイト結晶粒の成長を抑制し圧延または鍛造後の組織においてフェライト量を増加させ、かつ、フェライト粒度を均一にし、冷間加工性および熱処理歪み特性を向上させた鋼が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、冷間加工時に動的歪時効効果を生じさせて変形抵抗を増大させたり、Ｂの焼入れ性効果を妨げるフリーのＮを固定する元素として、Ｚｒおよび／またはＨｆを添加することで、冷間加工前の軟化焼鈍処理を省略して、非調質のまま良好に冷間加工を行うことができ、かつ部品成形後に熱処理を施した場合であっても、安定した強度を確保することのできる強度安定性に優れた線状または棒状鋼が得られることが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、熱間圧延ままの状態において、平均ビッカース硬さが２４０以下、表層部のビッカース硬さが１８０以下で、且つ、ミクロ組織が、フェライト・パーライト組織またはフェライト・パーライト・ベイナイト組織からなるとともにフェライト相の面積率が３０％以上であって、しかも、パーライト相および／またはベイナイト相の圧延方向において連続する最大長さが６００μｍ以下であることを特徴とする熱間圧延棒鋼または線材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第３３３３６９７号公報
特許第３９４９８９９号公報
特許第４８８８２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のような自動車用部品を製造する際、シャーや鋸により、鋼材は所定長さに切断される。切断後の鋼材においてバリ高さの高いバリが生じると、冷間鍛造時にバリが噛み込むことで、鋼材や金型に傷が生じてしまう。冷間鍛造に供される鋼材の金属組織は、割れを抑制するために、延性に優れるフェライトを主相とする。しかし、このフェライトは、切断時に破壊されず、大きなバリとなる場合がある。
【０００９】
上記特許文献１および２では、金属組織をフェライトおよびパーライト組織とすることで冷間鍛造性を確保しているが、切断後のバリ高さについて考慮されていない。上記特許文献３では、シャーを用いた切断時の割れの発生について考慮されているが、さらなる低硬度化を図り冷間鍛造性の向上を図ってもよい。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延ままであっても、割れが発生することなく冷間鍛造、冷間転造、冷間圧造等の冷間加工を行う事ができ、すなわち優れた冷間加工性を有し、且つ、切断後のバリ高さが小さい、低硬度の鋼材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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