[发明专利]切削性优异的低比重热锻造用棒钢

说明书

本申请是申请日为2010年4月8日、申请号为201080010265.X、发明名称为“切削性优异的低比重锻造用钢”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于汽车部件、机械构造部件等中的切削性优异的低比重的锻造用钢。

背景技术

在要求保护地球环境的近年，减少成为大气污染、地球变暖的原因之一的汽车的排放气体、特别是减少每单位行驶距离的二氧化碳排出量成为当务之急。为了减少二氧化碳排出量必须减少燃料消耗率，为了减少燃料消耗率，车辆的轻量化发挥很大的效果。

在汽车部件中，在发动机或行走部分中使用的钢铁原料的锻造部件或切削加工部件中，一直以来使用碳钢、合金钢及含有V的非调质钢。这些钢由于其组成的大约97％以上为Fe、Mn、Cr、V这样的比重与Fe同等或大到其以上的元素，所以任一种钢的比重均为7.8左右。

迄今为止的汽车部件的轻量化是在原料的比重一定的前提下通过由钢原料的高强度化而带来的薄壁化或部件形状的变更而实现的，但是近年来还研究了降低钢原料其自身的比重，对于以Fe为主体的低比重钢也提出了若干方案。

作为以Fe为主体的低比重钢的例子，例如有专利文献1、2记载的含有较多Al的汽车用钢板。

专利文献1中记载了一种高强度低比重钢板，其含有C：超过0.01且为5％以下、Si：3.0％以下、Mn：0.01～30.0％、P：0.1％以下、S：0.01％以下、Al：3.0～10.0％、N：0.001～0.05％，比重<7.20，抗拉强度：TS(MPa)与断裂伸长率El(％)之积的值：TS×El为10000MPa·％以上。

此外，专利文献2中记载了一种高强度低比重钢板，其具有与专利文献1的钢板同样的组成，将Al设定为超过10％且为32.0％以下，进而为低比重。

上述专利文献1、2的钢板如下制造：将减少了作为晶界脆化助长元素的P和S的含Al钢在950～960℃以下进行精轧，通过再结晶使晶粒微细化，进一步调整卷取温度来提高钢板的加工性，进行这样的组织微细化控制，从而制造。其结果是，钢板获得充分的延性。

如上所述进行热轧而制造的钢板，由于通过控制轧制过程中的轧制条件能够实现组织的微细化，所以能够制造含有较大量的Al作为原料的钢。

另一方面，热锻造的一般工序仅仅是将棒钢加热至大约1200℃以上的温度后，在大约1100℃以前结束锻造成型，然后根据钢材的特性进行冷却。因此，欲将含有大量Al的钢适用于热锻造，则无法进行像钢板那样的精细的组织控制，所以锻造后的组织粗大化，强度和韧性变差。

由于轧制钢板与热锻造品之间存在如上所述的差异，所以专利文献1、2中记载的钢并非全部能作为热锻造用的原料适用，进而，即使能够将该钢热锻造，关于作为构造用钢所需要的切削性也不充分。

例如，就汽车用行走部件那样的锻造部件而言，很多情况下要求抗拉强度为800MPa以上的高强度，同时还要求能够大量生产的优异的切削性。就专利文献1、2中记载的钢而言，完全未考虑切削性，特别是以机械加工为前提时，S量完全不足。

进而，作为其它例子，有专利文献3中记载的铁合金。

专利文献3中记载了一种低比重铁合金，其包含Mn：5.0～(小于)15.0％、Al：0.5～10.0％、Si：0.5～10.0％、C：0.01～1.5％，且具备α相分率为10～95％的γ+α的2相。

就该铁合金而言，提高Al而减少比重，进而主要提高Mn而使γ相稳定化，最终形成具有10～95％的α相的γ+α的2相组织，获得较高的比强度和加工性。特别是在α分率约为60％以下时获得优异的冷加工性。

由于该铁合金的硬度和冷加工率较大地依赖于γ与α之比，所以为了在工业上使用，需要稳定地调整γ与α之比。

但是，存在如下问题：从热加工开始经过各种热处理后准确地获得目标γ/α比是极难的，不适合于工业生产。

进而，该合金以获得优异的硬度为目的，不含有S，完全未考虑切削性。

以上对各种构造用的含Al钢进行了描述，纵观含Al钢整体，以利用耐蚀性、耐高温氧化性或减震性的用途为主。作为一个例子，可列举出专利文献4。专利文献4中公开了廉价的作为不锈钢代替钢的Fe-Mn-Al合金。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-15909号公报

专利文献2：日本特开2005-120399号公报