转向齿杆用轧制圆钢材和转向齿杆的制作方法_2

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外,本发明的转向齿杆可以通过不调质地直接使用上述转向齿杆用乳制圆钢材 而得到。
【附图说明】
[0045] 图1是示意性说明实施例1中从棒钢中采集的V型缺口夏比冲击试验片的缺口的 方向的图。
[0046] 图2是说明从经过拉拔加工的棒钢中采集并在实施例2的3点弯曲试验中使用的 模拟了转向齿杆的试验片的形状的图。图2中,(a)是正视图(整体图)、(b)是侧视图、(c) 是齿形部的截面A-A的放大图。需要说明的是,图2的(a)~(c)中的尺寸的单位是"mm"。
[0047] 图3是示意性说明实施例2中进行的3点弯曲试验的方法的图。
【具体实施方式】
[0048] 以下,对本发明的各要件进行详细的说明。另外,以下的说明中各元素的含量的 "% "符号意指"质量% "。
[0049] 1.化学组成:
[0050] C :0.38 ~0.55%
[0051] C具有使钢的强度、高频淬火性和高频淬火所形成的硬化层的强度提升的作用。为 了得到这些效果,含有0. 38%以上的C。另一方面,C的含量超过0. 55%时,母材韧性降低。 因此,将C的含量设为0. 38~0. 55%。另外,为了稳定地得到前述效果,C的含量优选设为 0.40%以上。另外,C的含量优选设为0.51 %以下。
[0052] Si :1.0% 以下
[0053] Si是脱氧元素,还是通过固溶强化使铁素体的强度提升的元素。然而,Si的含量 超过1. 0%时,切削性降低,难以加工深孔。因此,将Si的含量设为1. 0%以下。Si的含量 优选设为〇. 8%以下。
[0054] 需要说明的是,由于后述的Al也具有脱氧作用,所以对于Si的含量不必特别地确 定下限。然而,为了利用前述Si的固溶强化作用来可靠地进行强度的确保,Si的含量优选 设为〇. 03%以上、进一步优选设为0. 10%以上。
[0055] Mn :0.20 ~2.0%
[0056] Mn与S键合而形成MnS,具有提高切削性、尤其是加工深孔时的切肩处理性的作 用,此外延伸的MnS具有抑制龟裂的加剧而提高韧性的效果。另外,还是有效使高频淬火 性提升的元素,也是通过固溶强化使铁素体的强度提升的元素。为了得到这些效果,含有 0.20%以上的Mn。另一方面,含有超过2.0%的Mn时,切削性降低,难以加工深孔。因此, 将Mn的含量设为0. 20~2. 0%。另外,为了在压低合金成本的基础上稳定地得到前述效 果,Mn的含量优选设为0. 40%以上、另外优选设为1. 50%以下。
[0057] S :0? 005 ~0? 10%
[0058] S是本发明中重要的元素。S与Mn键合而形成MnS,具有提高切削性、尤其是加工 深孔时的切肩处理性的作用,此外延伸的MnS具有抑制龟裂的加剧而提高韧性的效果。为 了得到这些效果,含有0. 005%以上的S。另一方面,S的含量变多而过多形成MnS时,反而 使韧性降低。因此,将S的含量设为0.005~0.10%。另外,S的含量优选设为0.010%以 上、更优选设为0. 015%以上。另外,S的含量优选设为0. 08%以下。
[0059] Cr :0.01 ~2.0%
[0060] Cr是有效提升高频淬火性的元素、也是通过固溶强化使铁素体的强度提升的元 素,所以有必要含有0. 01%以上。然而,Cr的含量超过2. 0%时,切削性降低,难以加工深 孔。因此,将Cr的含量设为0.01~2.0%。另外,Cr的含量优选设为0.05%以上、更优选 设为〇. 10%以上。另外,Cr的含量优选设为1. 8%以下。
[0061] Al :0? 003 ~0? 10%
[0062] Al具有脱氧作用,还与钢中的N键合形成AlN而有助于母材组织的微细化。为了 得到这些效果,含有0.003%以上的Al。另一方面,Al的含量超过0. 10%时,高频淬火性显 著降低,进而还导致母材韧性的劣化。因此,将Al的含量设为0.003~0.10%。另外,Al 的含量优选设为0.08%以下。另一方面,从防止高频淬火时的晶粒粗大化的观点来看,为了 可靠地形成前述的A1N,Al的含量优选设为0. 005%以上、进一步优选设为0. 010%以上。
[0063] N :0? 003 ~0? 03%
[0064] N与钢中的Al键合形成AlN而有助于母材组织的微细化。为了得到这些效果,含有 0.003%以上的N。另一方面,N的含量超过0.03%时,会导致母材韧性的降低。因此,将N 的含量设为〇. 003~0. 03%。另外,N的含量优选设为0. 004%以上、另外优选设为0. 02% 以下。
[0065] 本发明的转向齿杆用乳制圆钢材之一具有如下的化学组成:上述的C~N的元素、 以及余量由Fe和杂质组成,杂质中的P为0. 030%以下。
[0066] P :0.030% 以下
[0067] P作为杂质被含有,引起晶界偏析和中心偏析,导致母材韧性的降低,尤其是其含 量超过0.030%时,母材韧性显著降低。因此,将P的含量设为0.030%以下。另外,P的含 量优选设为〇. 020%以下。
[0068] 本发明的转向齿杆用乳制圆钢材除了上述的各元素之外还可以含有选自Cu、Ni、 Mo、Ti、Nb、V、Ca和Pb中的1种以上的元素。
[0069] 以下,对于作为任意元素的上述(:11、附^〇、11、他、¥、0&和?13的作用效果及含量 的限定理由进行说明。
[0070] Cu、Ni和Mo具有使高频淬火性提升、并且提高母材韧性的作用,因此为了得到该 效果而可以含有上述元素。以下,对此进行详细的说明。
[0071] Cu :0 ~1.0%
[0072] Cu具有使高频淬火性提升、提高母材韧性的作用,因此为了提升母材韧性而可以 含有Cu。然而,Cu的含量超过1.0%时,切削性降低,难以加工深孔。因此,将含有时的Cu 的量设为1. 〇%以下。另外,Cu的量优选设为0. 80%以下。
[0073] 另一方面,为了稳定地得到前述的Cu的母材韧性提升效果,Cu的量优选设为 0. 05%以上、进一步优选设为0. 10%以上。
[0074] Ni :0 ~3.0%
[0075] Ni具有使高频淬火性提升、提高母材韧性的作用,因此为了提升母材韧性而可以 含有Ni。然而,Ni的含量超过3.0%时,切削性降低,难以加工深孔。因此,将含有时的Ni 的量设为3. 0%以下。另外,Ni的量优选设为2. 0%以下。
[0076] 另一方面,为了稳定地得到前述的Ni的母材韧性提升效果,Ni的量优选设为 0. 05%以上、进一步优选设为0. 10%以上。
[0077] Mo :0 ~0.50%
[0078] Mo具有使高频淬火性提升、提高母材韧性的作用,因此为了提升母材韧性而可以 含有Mo。然而,Mo的含量超过0. 50%时,切削性降低,难以加工深孔。因此,将含有时的Mo 的量设为〇. 50%以下。另外,Mo的量优选设为0. 40%以下。
[0079] 另一方面,为了稳定地得到前述的Mo的母材韧性提升效果,Mo的量优选设为 0. 05%以上、进一步优选设为0. 10%以上。
[0080] 需要说明的是,上述的Cu、Ni和Mo可以只含有其中的任意1种、或者可以复合含 有2种以上。另外,这些元素的总量为4. 50%也无妨、优选设为3. 20%以下。
[0081] Ti、Nb和V具有晶粒微细化作用,所以为了得到该效果而可以含有上述元素。以 下,对此进行详细的说明。
[0082] Ti :0 ~0.10%
[0083] Ti与钢中的C或N键合而形成碳化物、氮化物或碳氮化物,具有在热乳或高频淬火 时将晶粒微细化的作用,所以为了晶粒微细化而可以含有Ti。然而,含有超过0. 10%的量 的Ti时,虽可期待晶粒的微细化效果,但导致韧性的降低。因此,将含有时的Ti的量设为 0. 10%以下。另外,从抑制韧性降低这方面来看,Ti的量优选设为0. 08%以下。
[0084] 另一方面,为了使Ti的晶粒微细化效果、尤其是高频淬火时的晶粒微细化效果稳 定地发挥,Ti的量优选设为0. 010%以上、进一步优选设为0. 015%以上。
[0085] Nb :0 ~0.10%
[0086] Nb与钢中的C或N键合而形成碳化物或碳氮化物,具有将晶粒微细化的作用。另 外,Nb还有使钢的强度提升的作用。然而,Nb的含量超过0. 10%时,不仅其效果饱和、成本 增加,而且导致韧性的降低。因此,将含有时的Nb的量设为0.10%以下。另外,Nb的量优 选设为0.08%以下。
[0087] 另一方面,为了稳定地得到Nb的晶粒微细化效果,Nb的量优选设为0. 010%以上、 进一步优选设为〇. 015%以上。
[0088] V :0 ~0.30%
[0089] V与钢中的C或N键合而形成碳化物或碳氮化物,具有将晶粒微细化的作用。另 外,V还有使钢的强度提升的作用。然而,V的含量超过0. 30%时,不仅其效果饱和、成本增 加,而且导致韧性的降低。因此,将含有时的V的量设为0.30%以下。另外,V的量优选设 为0. 25%以下。
[0090] 另一方面,为了稳定地得到V的晶粒微细化效果,V的量优选设为0. 010%以上、进 一步优选设为0. 020%以上。
[0091] 需要说明的是,上述的Ti、Nb和V可以只含有其中的任意1种、或者可以复合含有 2种以上。另外,这些元素的总量为0. 50%也无妨、优选设为0. 41 %以下。
[0092] 含有Ca和Pb时,可以期待切削性的进一步提升,因此为了得到该效果而可以含有 上述元素。以下,对此进行详细的说明。
[0093] Ca :0 ~0.005%
[0094] Ca具有使钢的切削性提升的作用。因此,根据需要可以含有Ca。然而,Ca的含量 超过0. 005%时,会导致热加工性降低、制造性降低。因此,将含有时的Ca的量设为0. 005%
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