[发明专利]拉伸加工性和渗碳热处理后的表面硬度优异的热轧钢板

说明书

技术领域

本发明涉及在热处理前的加工中显示出良好的冷加工性，并且在渗碳热处理后显示出既定的表面硬度，以及即使在距表面很深的地方仍显示出期望的硬度的热轧钢板，具体而言，是在作为各种结构用零件所使用的钢材之中，特别是涉及作为为了改善耐磨损性和耐疲劳特性，而经由渗碳淬火或碳氮共渗淬火处理，进行了表面硬质化处理的零件的原材有用的热轧钢板，例如作为用于制造汽车等的各部分所用的离合器、阻尼器、齿轮(gear)等的原材有用的热轧钢板。还有，在以下的说明中，代表性地选取适用于离合器类的情况进行说明，但本发明当然不限定于此类制造，而是可作为一边活用其优异的渗碳淬火性和碳氮共渗淬火性，以维持芯部的高韧性，一边使表层部硬质化，从而用于制造要求有高表面硬度和优异的冲击特性的这种零件的原材被有效利用。

背景技术

近年来，从环境保护的观点出发，以提高汽车的燃油效率为目的，对于汽车用的各种零件，例如用于齿轮等的传动零件和外壳等的钢材的轻量化，即高强度化的要求越发提高。为了顺应这样的轻量化·高强度化的要求，作为一般所用的钢材，能够使用的是对棒钢进行热锻的钢材(热锻材)(例如，参照专利文献1)。另外，为了削减零件制造工序中的CO₂的排放量，至今关于利用热锻加工的齿轮等零件的冷锻化的要求也高涨。

另外，冷加工(冷锻)与热加工和温加工相比较，有生产率高，而且尺寸精度和钢材的产出率均良好的优点。但是，通过这样的冷加工制造零件时成为问题的是，为了将冷加工的零件的强度确保在期待的预定值以上，必然需要使用强度、即变形阻力高的钢材。可是存在的难点是，使用的钢材的变形阻力越高，越会招致冷加工用金属模具的寿命缩短。

基于上述背景，在传动零件的领域也进行了如下研究，即，由一直以来的棒钢的锻造品(热锻、冷锻等)，转换成以零件的轻量化和低成本化为目标而使用钢板的零件制造。其中，在齿轮、阻尼器和离合器等表面会遭受表面压力的零件中，为了赋予其耐磨损性和耐疲劳特性而进行的是，在对于钢板实施零件加工之后，通过渗碳热处理而提高表面硬度。作为这些零件制造用的钢板，历来使用普通的软钢(SPHC等)，但要求进一步的高强度化、高硬度化。

将钢板冷加工(冲压成形等)成既定形状后，进行渗碳热处理，从而制造确保有既定的强度、表面硬度的高强度零件。为了提高渗碳表面的硬度，考虑增加以C量为中心的主要成分、添加元素的量，但若是这样，则热处理前的冷加工性降低。因此，期望有一种兼顾确保冷加工性和提高渗碳热处理后的表面硬度的解决策略。

如上述，本发明以热轧钢板为对象，而作为涉及热轧钢板的现有技术，例如可列举下述专利文献2～6。

专利文献2所公开的热轧钢板，平均r值为1.2以上，轧制方向的r值(rL)为1.3以上，相对于轧制方向成45°方向的r值(rD)为0.9以上，与轧制方向成直角方向的r值(rC)为1.2以上，钢板1/2板厚下的板面的{111}、{100}和{110}的各X射线反射面随机强度比，分别为2.0以上、1.0以上和0.2以上，因此认为加工性提高。

专利文献3所公开的热轧钢板，具有如下组织，即以体积率计含有40～95％的贝氏体相，余量由铁素体相构成，上述铁素体的平均晶粒直径为1.2μm以上、低于4μm，并且具有下述的(a)和(b)的至少一种特征，认为延展性和冲缘加工性提高。

(a)距钢板的表面沿板厚方向1/8的厚度的位置下的铁素体的平均粒径(ds)与板厚中心的铁素体的平均粒径(dc)的比率(ds/dc)为0.3～0.7。

(b)距钢板的表面沿板厚方向1/8的厚度的位置下的{110}<111>、{110}<001>和{211}<111>的极密度之和为不具有集合组织的5倍以上，并且，分别为1.5倍以上。

专利文献4所公开的热轧钢板，具有铁素体相的平均粒径在5μm以下，此外铁素体相以面积率计存在50％以上的显微组织，并且钢板的1/4板厚下的板面的(113)[1-10]～(223)[1-10]取向的平均的ODF分析强度f为4以上，从而认为刚性提高。

专利文献5所公开的热轧钢板，由下式(1)规定的Δr1为一0.20以上、0.20以下，由下式(2)规定的Δr2为0.42以下，因此认为拉伸成形性提高。

Δr1＝(r0-2r45+r90)/2…(1)

Δr2＝rmax-rmin...(2)

在此，式中的各符号表示以下的值：

r0：用相对于板面的轧制方向而平行提取的试验片测量的r值，