[发明专利]热锻用棒钢

说明书

提供一种热锻用棒钢，其具有优异的热加工性，在热锻后显示出高屈服强度、高疲劳强度、优异的可切削性以及优异的裂解性。本发明的热锻用棒钢具有如下化学组成：以质量％计含有C：0.05～0.40％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.51～3.50％、P：0.010～0.100％、S：0.30％以下、Cr：0.05～2.50％、V：0.10～0.75％、Ti：0.005％～0.250％、Al：0.005～0.060％、N：0.002～0.020％，余量由Fe和杂质组成，并且所述化学组成满足式(1)。钢中的具有20μm以上的圆当量直径的TiN的数密度为0.3～4.0个/mm²。0.48≤C+0.11Mn+0.08Cr+0.75V+0.20Mo≤1.50 (1)。在此，在式中的元素符号处代入对应元素的含量(质量％)。

技术领域

本发明涉及棒钢，更详细而言，涉及用于热锻品的棒钢(以下也称为“热锻用棒钢”)。

背景技术

用于汽车引擎等的连杆(connecting rod、以下称为“连杆”)是连接活塞和曲轴的引擎构件，将活塞的往复运动变换为曲柄的旋转运动。

图1是以往的连杆的主视图。如图1所示，以往的连杆1具备大头部100、杆身部200和小头部300。杆身部200的一端设置有大头部100，杆身部200的另一端设置有小头部300。大头部100连接到曲柄销。小头部300连接到活塞。

以往的连杆1具备2个构件(盖2以及杆3)。这些构件通常通过热锻制造。盖2和杆3的一端部相当于大头部100。除杆3的一端部以外的其它部分相当于杆身部200以及小头部300。大头部100以及小头部300通过切削而形成。因此，连杆1要求高的可切削性。

连杆1在引擎工作时受到来自周边构件的载荷。最近，为了进一步的节省油耗，要求连杆1的小型化以及气缸内的筒内压力提高。因此，要求连杆1具有即便使杆身部200变细也能够对应由活塞传导的爆炸载荷的优异的屈服强度。进而，由于会对连杆施加反复的压缩载荷和拉伸载荷，因此还要求优异的疲劳强度。

另外，近年来，从节能和低成本化的角度出发，开始采用省略调质处理(淬火和回火)的非调质连杆。因此，要求即使热锻后不进行调质处理也能够得到足够的屈服强度、疲劳强度和可切削性的非调质钢。

但是，对于以往的连杆1，上述盖2和杆3被分别制造。因此，为了决定盖2和杆3的位置，会实施定位销加工工序。进而，会对盖2与杆3的合对面实施切削加工工序。因此，开始普及可以省略这些工序的裂解连杆。

裂解连杆中，将连杆一体成型后，在大头部100的孔中插入治具，负载应力使大头部100断裂，从而分割为2个构件(相当于盖2以及杆3)。然后，安装到曲轴上时，将被分割的2个构件结合。如果大头部100的断裂面为没有变形的脆性断面，则可以将盖2的断裂面和杆3的断裂面合对，用螺栓连接。因此，这种情况下，可以省略定位销加工工序以及切削加工工序。其结果，制造成本降低。

对于裂解连杆，通常是通过热锻来实施连杆的一体成型。本说明书中，将热锻后的热锻用棒钢也称为“热锻品”。此处，在用于裂解连杆的情况下，优选热锻品的韧性低。韧性高的钢的情况下，通过裂解使大头部断裂时，在断裂面上容易生成延性断面。这种情况下，大头部会发生塑性变形。因此，即使将断裂面合对也不会整齐地匹配，图1中的大头部100的内径D会偏离所期望的数值。其结果，在曲柄连接部(大头部100)处发生一端接触，这有时会成为汽车行驶时引起振动、噪音的原因。

日本特开2004-277817号公报(专利文献1)、日本特开2011-195862号公报(专利文献2)、国际公开第2009/107282号(专利文献3)、日本特开2006-336071号公报(专利文献4)以及日本特开2016-27204号公报(专利文献5)中提出了这种裂解性高的钢。