[发明专利]热锻造用轧制棒钢或线材

说明书

技术领域

本发明涉及热锻造用轧制棒钢或线材。详细而言，涉及能够进行焊接且强度和韧性(特别是在低温下的韧性)优异的热锻造用棒钢或线材。

背景技术

车轴等汽车的行走部分部件需要较高的强度和优异的韧性。

上述部件的原材料通常使用JIS G 4051(2009)中规定的S48C、JISG4051(2009)中规定的SCM435H等中碳的“机械结构用碳素钢·合金钢”。

通常，对于上述的钢，在热锻造后实施淬火-回火的热处理，之后，利用切削加工成规定形状。进而，为了与其他部件接合，实施螺栓孔加工、花键(spline)形状加工等加工，精加工成所需的部件。

但是，高强度部件的切削加工成本极大。因此，需要利用焊接与其他部件接合。

在减少C含量时，可以防止焊接裂纹，因此能够进行焊接。

但是，在减少C含量时，难以使部件具备高强度。

进而，在焊接的情况下，由于在热影响部(以下，称为“HAZ”。)晶粒粗大化，因此尤其在低温下难以确保良好的韧性。而且，设想到像车轴那样施加强冲击的汽车用行走部分部件，不仅需要抑制HAZ的韧性降低，而且还需要提高部件母材自身的韧性。

因此，作为上述部件的原材料，设想在寒冷地区使用的情况，要求HAZ和母材尤其在低温下能够确保优异韧性的原材料。

为此，专利文献1中公开了“能够以高强度且高韧性进行焊接的钢以及使用其的部材的制造方法”。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2007-84909号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所公开的技术的情况下，对于HAZ及母材的韧性、以及焊接裂纹的考虑还并不充分。进而，为了提高母材的韧性，需要将热锻造时的加热温度降低到1100℃以下来进行控制锻造。但是，若降低热锻造时的加热温度，则作为原材料的钢材的变形阻力变高。因此，专利文献1所公开的技术在制造部件的方面未必是优选的。

作为要求焊接性的钢，有厚钢板。但是，与厚钢板不同，用于像车轴那样的部件的原材料的棒钢及线材是将轧制材进一步加入到1200℃左右的高温而以热锻造成形为部件形状，然后实施淬火-回火的热处理而成的材料。因此，需要即使在轧制后再度将原材料整体加热到1200℃左右的高温也具有稳定的母材韧性。

本发明鉴于上述现状而做出，其目的在于，提供能够进行焊接、而且母材的强度和韧性优异，并且HAZ的韧性也优异、适合作为车轴等汽车的行走部分部件的原材料的、热锻造用轧制棒钢或线材。

用于解决上述问题的手段

本发明人首先对上述问题中的、防止焊接裂纹和确保母材优异的强度反复进行了各种调查和研究。其结果得到下述的见解。

(a)有关焊接裂纹

(a-1)有无产生焊接裂纹依赖于HAZ的最高硬度(以下，称为“Hmax”。)。若Hmax以维氏硬度(以下，称为“HV硬度”。)计超出400，则容易产生焊接裂纹。

(a-2)作为预测Hmax的指标，常使用碳当量(Ceq)。例如JIS G3106(2008)中记载了下式。

Ceq＝C+(Si/24)+(Mn/6)+(Ni/40)+(Cr/5)+(Mo/4)+(V/14)

上式中，C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo和V表示各个元素的以质量％计的含量。

已提案有很多Ceq和Hmax的关系式，但是对于实施例所示的数据本发明人等使用下式为基准对Hmax进行了预测。

Hmax＝583×Ceq+65

(a-3)从上述的(a-1)和(a-2)来看，为了防止焊接裂纹，有效的是：不仅要限制作为有意在母材中含有的元素的C、Si、Mn及Cr的含量，还要限制杂质中的Ni、Mo及V的含量。

(b)有关母材的强度

(b-1)对于与焊接裂纹有关的Hmax而言，换言之，对于Ceq而言，C含量影响最大。因此，通过降低C含量而防止焊接裂纹、并通过含有提高淬火性的元素来代替C而确保强度较佳。

(b-2)为了在进行淬火-回火的热处理后、尤其是在400～500℃下的回火后(特别是在475℃下的回火后)确保充分强度(以拉伸强度计为800MPa以上)，例如可以按照下式所示的理想临界直径(DI)为70以上的方式调整母材的化学组成。