作为高疲劳强度钢的原材的铸片的洁净度评价方法和高疲劳强度钢的制造方法与流程

本发明涉及作为高疲劳强度钢的原材的铸片的洁净度评价方法和高疲劳强度钢的制造方法。

背景技术：

1、钢中存在的析出物、夹杂物(以下总称为夹杂物)对钢铁制品的特性产生各种影响，这是早就已知的。因此，提出了许多用于评价钢中的夹杂物的存在状态的方法。特别是对于如轴承钢那样为了得到高疲劳强度而要求高洁净度的钢铁制品，由于以低频率存在的粒径大的夹杂物大多成为缺陷的起点，因此提出了关于钢的洁净度的各种评价方法。但是，以往，作为确定钢铁制品的寿命的因素，认为与夹杂物的种类相比其大小是更具支配性的因素，因此，根据基于夹杂物的大小的特性来评价钢的洁净度。具体而言，利用光学显微镜观察夹杂物、由观察结果判定夹杂物的大小并使用极值统计法评价钢的洁净度的方法多年来一直被使用。例如专利文献1中记载了根据光学显微镜和极值统计法预测钢中的夹杂物的最大直径的方法。与此相对，专利文献2中记载了不仅使用扫描电子显微镜调查夹杂物的大小和组成、而且考虑夹杂物的种类而根据al、ca、mg的浓度的合计值为40％以上的夹杂物的预测最大直径来预测钢材的疲劳寿命的精度更高的方法。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2006-317912号公报

5、专利文献2：日本特开2013-238454号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、但是，近年来，通过各种制造工艺的改良，洁净度高的钢的制造成为可能，并且开始要求附加价值高的钢铁制品，现状是仅利用光学显微镜法不能准确地评价钢的洁净度。这表明对钢铁制品的寿命带来的影响根据夹杂物的种类而不同，结果是仅通过夹杂物的大小的评价无法进行钢的洁净度的充分的评价。即，夹杂物的复合形态、构成元素的组成比对钢铁制品的寿命产生影响的可能性高。因此，在专利文献1记载的方法中，特别是一律对使疲劳寿命劣化的夹杂物和不使疲劳寿命劣化的夹杂物进行评价，因此预测疲劳寿命与实际的疲劳寿命的相关性差。

3、与此相对，在专利文献2记载的方法中，由于仅利用容易影响疲劳寿命的夹杂物来进行极值统计，因此与专利文献1记载的方法相比，疲劳寿命的预测精度有所改善。但是，在专利文献2记载的方法中，存在由于以制品阶段的钢为试样进行夹杂物的评价而导致的容易影响疲劳寿命的夹杂物的漏检，其结果是依然达不到能够满足预测疲劳寿命与实际疲劳寿命的相关性的水平。特别是，现在，例如就滚动疲劳的b10寿命而言要求5×107以上的疲劳寿命，需要比以往更高精度地评价钢的洁净度、制造高疲劳强度钢的技术。

4、本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够更准确地评价钢的洁净度、能够高精度地预测疲劳寿命的作为高疲劳强度钢的原材的铸片的洁净度评价方法。另外，本发明的另一目的在于提供能够制造洁净度更高的钢的高疲劳强度钢的制造方法。

5、用于解决问题的方法

6、本发明的作为高疲劳强度钢的原材的铸片的洁净度评价方法包括：分类提取步骤，其中，根据通过对从上述铸片裁取的试验片照射电子束而得到的电子图像和特征x射线的信息指定该试验片中存在的夹杂物，利用包含根据上述特征x射线的信息计算出的al、ca、mg和ti的浓度的合计值的值对上述夹杂物进行分类提取；以及评价步骤，其中，对于在上述分类提取步骤中分类提取后的夹杂物，使用极值统计法计算出预测最大直径，基于计算出的预测最大直径对上述铸片的洁净度进行评价。

7、上述分类提取步骤可以包括对排除fe的浓度后进行了归一化的al、ca、mg和ti的浓度的合计值为40质量％以上的夹杂物进行分类提取的步骤。

8、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有15～50质量％的al、40～75质量％的ca、3～25质量％的mg和0～10质量％的ti的夹杂物进行分类提取的步骤。

9、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有15～50质量％的al、40～75质量％的ca、3～25质量％的mg和0～10质量％的ti的夹杂物以及含有70质量％以上的ti的夹杂物中的至少一者进行分类提取的步骤。

10、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有20～70质量％的al、0～70质量％的ca、3～30质量％的mg、0～10质量％的ti的夹杂物以及含有70质量％以上的ti的夹杂物中的至少一者进行分类提取的步骤。

11、本发明的高疲劳强度钢的制造方法包括：原材制造步骤，其中，制造作为上述高疲劳强度钢的原材的铸片；分类提取步骤，其中，根据通过对从上述铸片裁取的试验片照射电子束而得到的电子图像和特征x射线的信息指定该试验片中存在的夹杂物，利用包含根据上述特征x射线的信息计算出的al、ca、mg和ti的浓度的合计值的值对上述夹杂物进行分类提取；评价步骤，其中，对于在上述分类提取步骤中分类提取后的夹杂物，使用极值统计法计算出预测最大直径，基于计算出的预测最大直径对上述铸片的洁净度进行评价；判断步骤，其中，基于在上述评价步骤中得到的上述铸片的洁净度的评价，判断能否轧制该铸片；以及轧制步骤，其中，对在上述判断步骤中判断为能够轧制的铸片实施轧制。

12、上述分类提取步骤可以包括对排除fe的浓度后进行了归一化的al、ca、mg和ti的浓度的合计值为40质量％以上的夹杂物进行分类提取的步骤。

13、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有15～50质量％的al、40～75质量％的ca、3～25质量％的mg和0～10质量％的ti的夹杂物进行分类提取的步骤。

14、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有15～50质量％的al、40～75质量％的ca、3～25质量％的mg和0～10质量％的ti的夹杂物以及含有70质量％以上的ti的夹杂物中的至少一者进行分类提取的步骤。

15、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计包含20～70质量％的al、0～70质量％的ca、3～30质量％的mg、0～10质量％的ti的夹杂物以及含有70质量％以上的ti的夹杂物中的至少一者进行分类提取的步骤。

16、本发明的高疲劳强度钢的制造方法包括：第一原材制造步骤，其中，制造作为上述高疲劳强度钢的原材的铸片；分类提取步骤，其中，根据通过对从上述铸片裁取的试验片照射电子束而得到的电子图像和特征x射线的信息指定该试验片中存在的夹杂物，利用包含根据上述特征x射线的信息计算出的al、ca、mg和ti的浓度的合计值的值对上述夹杂物进行分类提取；评价步骤，其中，对于在上述分类提取步骤中分类提取后的夹杂物，使用极值统计法计算出预测最大直径，基于计算出的预测最大直径对上述铸片的洁净度进行评价；原材制造条件确定步骤，其中，基于在上述评价步骤中得到的上述铸片的洁净度的评价，确定是否需要变更作为上述高疲劳强度钢的原材的铸片的下一制造时机的制造条件；以及第二原材制造步骤，其中，在作为上述高疲劳强度钢的原材的铸片的下一制造时机，在上述原材制造条件确定步骤中确定为需要变更原材制造条件的情况下，按照变更后的制造条件制造作为上述高疲劳强度钢的原材的铸片。

17、上述分类提取步骤可以包括对排除fe的浓度后进行了归一化的al、ca、mg和ti的浓度的合计值为40质量％以上的夹杂物进行分类提取的步骤。

18、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有15～50质量％的al、40～75质量％的ca、3～25质量％的mg和0～10质量％的ti的夹杂物进行分类提取的步骤。

19、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计含有15～50质量％的al、40～75质量％的ca、3～25质量％的mg和0～10质量％的ti的夹杂物以及含有70质量％以上的ti的夹杂物中的至少一者进行分类提取的步骤。

20、上述分类提取步骤可以包括对以排除fe的浓度后进行了归一化的浓度计包含20～70质量％的al、0～70质量％的ca、3～30质量％的mg、0～10质量％的ti的夹杂物以及含有70质量％以上的ti的夹杂物中的至少一者进行分类提取的步骤。

21、发明效果

22、根据本发明，可以提供能够更准确地评价钢的洁净度、能够高精度地预测疲劳寿命的作为高疲劳强度钢的原材的铸片的洁净度评价方法。另外，根据本发明，可以提供能够制造洁净度更高的钢的高疲劳强度钢的制造方法。