大型鍛造用鋼及大型鍛造部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供大型鍛造用鋼及大型鍛造部件。所述大型鍛造用鋼具有如下組成：含有C：0.18％以上且0.35％以下、Si：0％以上且0.3％以下、Mn：1％以上且2.7％以下、Ni：0％以上且1％以下、Cu：0％以上且1％以下、Cr：1.5％以上且2.5％以下、Mo：0.35％以上且0.55％以下、V：0％以上且0.15％以下、Al：0.015％以上且0.05％以下、N：30ppm以上且100ppm以下、O：超過0ppm且30ppm以下，余部為Fe及不可避免的雜質(zhì)。所述大型鍛造用鋼的金屬組織以貝氏體為主體。所述大型鍛造用鋼滿足下式(1)及(2)：1.15≥C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14≥0.95 (1)0.53≥C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10≥0.45(2)。據(jù)此，能夠使強(qiáng)度及韌性優(yōu)異。
【專利說明】
大型鍛造用鋼及大型鍛造部件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及大型鍛造用鋼及大型鍛造部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 在作為船舶用驅(qū)動(dòng)源的傳遞構(gòu)件使用的曲軸、中間軸、推進(jìn)軸、連接棒、艙桿、掛艙 臂等部件中，使用大型鍛造用鋼。為了實(shí)現(xiàn)船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率提高、緊湊化，運(yùn) 些部件中使用的大型鍛造用鋼必須具備高強(qiáng)度及高初性。
[0003] 作為強(qiáng)度及初性高的大型鍛造用鋼，本
【申請(qǐng)人】已提出有一種改進(jìn)了成分組成等的 大型鍛造用鋼(參照日本專利第3663170號(hào)公報(bào)、日本專利第3896365號(hào)公報(bào)及日本專利第 4332070號(hào)公報(bào)）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提供一種強(qiáng)度及初性優(yōu)異的大型鍛造用鋼，W及使用了該大 型鍛造用鋼的大型鍛造部件。
[0005] 本發(fā)明一個(gè)方面設(shè)及大型鍛造用鋼。所述大型鍛造用鋼具有如下組成：含有C (碳）：0.18質(zhì)量％ W上且0.35質(zhì)量％ W下、Si(娃）：0質(zhì)量％ W上且0.3質(zhì)量％ W下、Mn(儘）： 1質(zhì)量％^上且2.7質(zhì)量％^下、化（儀）：0質(zhì)量％^上且1質(zhì)量％^下、化(銅）：0質(zhì)量％^上 且1質(zhì)量％ ^下、化(銘）：1.5質(zhì)量％ W上且2.5質(zhì)量％ W下、Mo(鋼）：0.35質(zhì)量％ W上且0.55 質(zhì)量％ W下、V(饑）：〇質(zhì)量％ W上且0.15質(zhì)量％ W下、Al(侶）：0.015質(zhì)量％ W上且0.05質(zhì) 量％ W下、N(氮）：30質(zhì)量卵mW上且100質(zhì)量卵mW下、0(氧）：超過0質(zhì)量卵m且30質(zhì)量卵mW 下，余部為化(鐵)及不可避免的雜質(zhì)，所述大型鍛造用鋼的金屬組織W貝氏體為主體，所述 大型鍛造用鋼滿足下式（1)及(2)。
[0006] 1.15>C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14>0.95 (1)
[0007] 0.53 > C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10 >0.45 (2)
[000引本發(fā)明另一個(gè)方面設(shè)及大型鍛造部件。所述大型鍛造部件是對(duì)所述大型鍛造用鋼 進(jìn)行鍛造而成的鍛造部件。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，能夠使強(qiáng)度及初性優(yōu)異，還能夠使耐久性優(yōu)異。
[0010] 上述W及此外的本發(fā)明的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將通過W下的詳細(xì)記載和附圖而明 確。
【附圖說明】
[0011] 圖1是表示函數(shù)G的數(shù)值與W低冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0012] 圖2是表示函數(shù)G的數(shù)值與W低冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的初性的關(guān)系的圖。
[0013] 圖3是表示函數(shù)F的數(shù)值與W高冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0014] 圖4是表示在實(shí)施例的耐氨致裂紋性的評(píng)價(jià)中進(jìn)行SSRT(低應(yīng)變速度試驗(yàn)）的狀態(tài) 的示意性正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 大型鍛造用鋼通常在進(jìn)行退火或澤火后，再進(jìn)行回火而制得。大型鍛造用鋼在制 造過程中通常因內(nèi)部和表面的冷卻速度的差異等而產(chǎn)生材質(zhì)不均。本發(fā)明人著眼于運(yùn)樣的 材質(zhì)不均。大型鍛造用鋼中，例如有W下材質(zhì)不均。
[0016] 當(dāng)制造作為船舶用驅(qū)動(dòng)源的傳遞構(gòu)件的大型鍛造部件時(shí)，則需要準(zhǔn)備大厚度的大 型鍛造用鋼。具體而言，作為大型鍛造部件而制造例如全長(zhǎng)為3500mm且曲拐檔間距為 2000mm的大型曲拐時(shí)，需要準(zhǔn)備大厚度的大型鍛造用鋼。在制造運(yùn)樣的大厚度的大型鍛造 用鋼時(shí)，在一個(gè)大型鍛造用鋼的厚度方向上、或者在多個(gè)大型鍛造用鋼中的各個(gè)鋼之間容 易產(chǎn)生冷卻速度不相同的現(xiàn)象。當(dāng)冷卻速度不相同時(shí)，所制得的大型鍛造用鋼的金屬組織 容易變得不相同。因此，大型鍛造用鋼容易在厚度方向上、或者在多個(gè)大型鍛造用鋼之間產(chǎn) 生材質(zhì)不均。
[0017] 此外，例如在曲軸的連結(jié)部位(web)或凸緣部位(fillet)運(yùn)樣的形狀不同的部位 中，冷卻容易變得不均勻。當(dāng)由于運(yùn)樣的部位而導(dǎo)致產(chǎn)生冷卻速度差異時(shí)，所獲得的大型鍛 造用鋼容易產(chǎn)生材質(zhì)不均。
[0018] 對(duì)于大型鍛造用鋼而言，即使強(qiáng)度高，若材質(zhì)不均大，則由于材質(zhì)不均而在大型鍛 造用鋼內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)度差異。此時(shí)，大型鍛造用鋼容易振動(dòng)或變形，從而耐久性容易下降。因此， 現(xiàn)有的大型鍛造用鋼難W同時(shí)滿足高強(qiáng)度及高初性、和材質(zhì)不均的降低。
[0019] 本發(fā)明基于上述情況而作，其進(jìn)一步目的在于提供一種強(qiáng)度及初性優(yōu)異、且能夠 抑制材質(zhì)不均的大型鍛造用鋼，W及使用了該大型鍛造用鋼的大型鍛造部件。
[0020] 本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果獲知:在大型鍛造用鋼中，存在不易根據(jù)冷卻速度 而變成不同金屬組織的成分組成。即，本發(fā)明人對(duì)不同成分組成的多種大型鍛造用鋼進(jìn)行 分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了金屬組織對(duì)于冷卻速度的依賴性低的成分組成。并且發(fā)現(xiàn)了若將大型鍛 造用鋼的組成調(diào)整為該金屬組織對(duì)于冷卻速度的依賴性低的成分組成，則能夠抑制大型鍛 造用鋼的材質(zhì)不均。據(jù)此，完成了本發(fā)明。
[0021 ] W下，對(duì)本發(fā)明設(shè)及的大型鍛造用鋼及大型鍛造部件的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0022] [大型鍛造用鋼]
[0023] <金屬組織>
[0024] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的金屬組織W貝氏體為主體。由于金屬組織W貝氏體 為主體，因此本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼強(qiáng)度優(yōu)異。
[00巧] < 組成>
[0026] 此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼具有如下組成:含有C(碳）：0.18質(zhì)量％ W上且 0.35質(zhì)量％ W下、Si (娃）：0質(zhì)量％ W上且0.3質(zhì)量％ W下、Mn(儘）：1質(zhì)量％ W上且2.7質(zhì) 量％ W下、Ni (儀）：0質(zhì)量％ W上且1質(zhì)量％ W下、Cu(銅）：0質(zhì)量％ W上且1質(zhì)量％ W下、Cr (銘）：1.5質(zhì)量％ W上且2.5質(zhì)量％ W下、Mo(鋼）：0.35質(zhì)量％ W上且0.55質(zhì)量％ W下、V (饑）：〇質(zhì)量％ W上且0.15質(zhì)量％ W下、Al (侶）：0.015質(zhì)量％ W上且0.05質(zhì)量％ W下、N (氮）：30質(zhì)量卵mW上且100質(zhì)量卵mW下、0(氧）：超過0質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppn擬下，余部為Fe (鐵)及不可避免的雜質(zhì)。前述各含有率為相對(duì)于前述大型鍛造用鋼的含有率。
[0027] 〔C(碳））
[00%]本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的C含有率的下限值為0.18質(zhì)量％，優(yōu)選為0.23質(zhì) 量％。此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的C含有率的上限值為0.35質(zhì)量％，優(yōu)選為0.3質(zhì) 量％ dC為提高澤火性并且有助于提高強(qiáng)度的元素。當(dāng)該大型鍛造用鋼的C含有率小于上述 下限值時(shí)，有不能確保該大型鍛造用鋼的充分的強(qiáng)度和澤火性的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)該大型 鍛造用鋼的C含有率超過上述上限值時(shí)，有該大型鍛造用鋼的初性降低的擔(dān)憂。此外，會(huì)助 長(zhǎng)C的逆V形偏析，因此還有該大型鍛造用鋼的切削性降低的擔(dān)憂。
[0029] 做(娃））
[0030] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Si含有率的下限值為0質(zhì)量％，即該鋼可W不含有 Si。此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Si含有率的上限值為0.3質(zhì)量％，優(yōu)選為0.2質(zhì) 量％，更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％ DSi作為脫氧元素生效，有助于降低氧量，根據(jù)需要進(jìn)行添加。另 一方面，當(dāng)該大型鍛造用鋼的Si含有率超過上述上限值時(shí)，會(huì)助長(zhǎng)Si的逆V形偏析，因此有 該大型鍛造用鋼的初性、耐氨致裂紋性降低的擔(dān)憂。
[0031] [Mn(Ii))
[0032] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Mn含有率的下限值為1質(zhì)量％。此外，本實(shí)施方式的 大型鍛造用鋼的Mn含有率的上限值為2.7質(zhì)量％，優(yōu)選為2.5質(zhì)量％，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量％。 Mn是提高澤火性并且有助于提高強(qiáng)度的元素。當(dāng)該大型鍛造用鋼的Mn含有率小于上述下限 值時(shí)，有不能確保該大型鍛造用鋼的充分的強(qiáng)度和澤火性的擔(dān)憂。此外，還有不能充分抑制 晶粒尺寸的不均的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)該大型鍛造用鋼的Mn含有率超過上述上限值時(shí)，會(huì)助 長(zhǎng)Mn的逆V形偏析，因此有該大型鍛造用鋼的初性、耐氨致裂紋性降低的擔(dān)憂。
[003；3]附（儀））
[0034]本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Ni含有率的下限值為0質(zhì)量％，即該鋼可W不含有 Ni。此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Ni含有率的上限值為1質(zhì)量％，優(yōu)選為0.5質(zhì)量％， 更優(yōu)選為0.2質(zhì)量％ "Ni是有助于提高強(qiáng)度及初性的元素，根據(jù)需要進(jìn)行添加。另一方面，當(dāng) 該大型鍛造用鋼的Ni含有率超過上述上限值時(shí)，會(huì)助長(zhǎng)Ni的逆V形偏析，因此有該大型鍛造 用鋼的初性降低的擔(dān)憂。
[003引〔化（銅））
[0036] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Cu含有率的下限值為0質(zhì)量％，即該鋼可W不含有 Cu。此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Cu含有率的上限值為1質(zhì)量％，優(yōu)選為0.5質(zhì)量％。 化是有助于提高初性的元素，根據(jù)需要進(jìn)行添加。另一方面，當(dāng)該大型鍛造用鋼的化含有率 超過上述上限值時(shí)，有產(chǎn)生熱裂紋的擔(dān)憂。此外，還有制造成本增加的擔(dān)憂。
[0037] 〔化（銘））
[0038] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Cr含有率的下限值為1.5質(zhì)量％。此外，本實(shí)施方式 的大型鍛造用鋼的Cr含有率的上限值為2.5質(zhì)量％，優(yōu)選為2質(zhì)量％，更優(yōu)選為1.6質(zhì)量％。 化是提高澤火性并且有助于提高初性的元素。當(dāng)該大型鍛造用鋼的化含有率小于上述下限 值時(shí)，有不能確保該大型鍛造用鋼的充分的初性和澤火性的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)該大型鍛造 用鋼的化含有率超過上述上限值時(shí)，會(huì)助長(zhǎng)化的逆V形偏析，因此有該大型鍛造用鋼的切削 性降低的擔(dān)憂。
[0039] 〔Mo(鋼））
[0040] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Mo含有率的下限值為0.35質(zhì)量％，優(yōu)選為0.45質(zhì) 量％。此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Mo含有率的上限值為0.55質(zhì)量％，優(yōu)選為0.5質(zhì) 量％。齡是有助于提高澤火性、強(qiáng)度及初性的元素。當(dāng)該大型鍛造用鋼的Mo含有率小于上述 下限值時(shí)，有不能確保該大型鍛造用鋼的充分的澤火性、強(qiáng)度及初性的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng) 該大型鍛造用鋼的Mo含有率超過上述上限值時(shí)，會(huì)助長(zhǎng)Mo的微觀偏析、比重偏析，因此有該 大型鍛造用鋼的初性降低的擔(dān)憂。
[OOW 〔八饑））
[0042]本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的V含有率的下限值為0質(zhì)量％，即該鋼可W不含有V。 此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的V含有率的下限值優(yōu)選為0.035質(zhì)量％。此外，本實(shí)施方 式的大型鍛造用鋼的V含有率的上限值為0.15質(zhì)量％，優(yōu)選為0.1質(zhì)量％ dV是提高澤火性并 且有助于提高強(qiáng)度的元素，根據(jù)需要進(jìn)行添加。另一方面，當(dāng)該大型鍛造用鋼的V含有率超 過上述上限值時(shí)，由于V的平衡分配系數(shù)低，會(huì)助長(zhǎng)微觀偏析，因此有該大型鍛造用鋼的初 性降低的擔(dān)憂。
[00 創(chuàng)〔A1(侶））
[0044] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的Al含有率的下限值為0.015質(zhì)量％。此外，本實(shí)施方 式的大型鍛造用鋼的Al含有率的上限值為0.05質(zhì)量％ "A1作為脫氧元素生效，有助于降低 氧量。當(dāng)該大型鍛造用鋼的Al含有率小于上述下限值時(shí)，有該大型鍛造用鋼中的氧量不能 充分降低的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)該大型鍛造用鋼的Al含有率超過上述上限值時(shí)，引起氧化物 的粗大化，有該大型鍛造用鋼的初性降低的擔(dān)憂。
[0045] 〔N(氮））
[0046] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的N含有率的下限值為30質(zhì)量ppm。此外，本實(shí)施方式 的大型鍛造用鋼的N含有率的上限值為100質(zhì)量ppm,優(yōu)選為80質(zhì)量ppm,更優(yōu)選為60質(zhì)量 ppm"N是形成氮化物使晶粒細(xì)化，從而有助于確保初性的元素。當(dāng)該大型鍛造用鋼的N含有 率小于上述下限值時(shí)，有不能確保該大型鍛造用鋼的初性的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)該大型鍛造 用鋼的N含有率超過上述上限值時(shí)，有W固溶N形式帶來應(yīng)變時(shí)效從而使該大型鍛造用鋼的 初性降低的擔(dān)憂。
[0047] 〔0(氧））
[0048] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的0含有率的下限值為超過0質(zhì)量ppm。此外，本實(shí)施方 式的大型鍛造用鋼的0含有率的上限值為30質(zhì)量ppm,優(yōu)選為15質(zhì)量ppm,更優(yōu)選為10質(zhì)量 ppnuO含有率越少越好，但在該大型鍛造用鋼中W氧化物形式存在，0含有率無法成為0質(zhì)量 ppm。因此，該大型鍛造用鋼的0含有率的下限值為超過0質(zhì)量％。另一方面，當(dāng)該大型鍛造用 鋼的0含有率超過上述上限值時(shí)，引起氧化物的粗大化，有該大型鍛造用鋼的初性降低的擔(dān) 憂。
[0049] 〔其它成分）
[0050] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼除了含有上述成分(各元素）W外，在余部中含有化及 不可避免的雜質(zhì)。此外，作為不可避免的雜質(zhì)，允許混入例如根據(jù)原料、材料、制造設(shè)備等的 狀況而帶入的P(憐）、S(硫）、Sn(錫）、As(神）、化(鉛）、Nb(妮）、Ti(鐵)等元素。
[0051] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的不可避免的雜質(zhì)中，P含有率的上限值優(yōu)選為0.1質(zhì) 量％，更優(yōu)選為0.01質(zhì)量％。當(dāng)該大型鍛造用鋼的P含有率超過上述上限值時(shí)，有助長(zhǎng)由晶 界偏析所致的晶界破壞的擔(dān)憂。此外，該大型鍛造用鋼的P含有率的下限值為0質(zhì)量％，即該 鋼可W不含有P。
[0052] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的不可避免的雜質(zhì)中，S含有率的上限值優(yōu)選為0.02 質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.01質(zhì)量％。當(dāng)該大型鍛造用鋼的S含有率超過上述上限值時(shí)，有硫化物 系夾雜物增大，從而使強(qiáng)度變差的擔(dān)憂。此外，該大型鍛造用鋼的S含有率的下限值為0質(zhì) 量％，即該鋼可W不含有S。
[0053] <各成分含有率間的關(guān)系>
[0054] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼滿足下式(1)及(2)。
[0055] 1.15>C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14>0.95 (1)
[0056] 0.53 > C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10 >0.45 (2)
[0057] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的金屬組織是在大型鍛造用鋼的制造過程中主要轉(zhuǎn) 變成貝氏體組織的金屬組織。此時(shí)，通過滿足上述式（1)及(2)，能夠減少該大型鍛造用鋼的 材質(zhì)不均。目前，其機(jī)理尚不明確，但本發(fā)明人認(rèn)為:通過滿足上述式（1)，能夠抑制在高冷 卻速度（例如平均冷卻速度為l〇°C/分鐘）下的轉(zhuǎn)變起始溫度的低溫化。此外，本發(fā)明人認(rèn) 為:通過滿足上述式(2)，能夠抑制在低冷卻速度(例如平均冷卻速度為rc/分鐘）下的轉(zhuǎn)變 起始溫度的高溫化。由此，基于冷卻速度的差異的、大型鍛造用鋼的材質(zhì)不均受到抑制，不 容易產(chǎn)生由材質(zhì)不均所致的大型鍛造用鋼內(nèi)的強(qiáng)度差異。
[0058] 更詳細(xì)而言，式（1)的兩個(gè)不等號(hào)所夾住的W下式(4)表示的函數(shù)FW及式(2)的兩 個(gè)不等號(hào)所夾住的W下式(5)表示的函數(shù)G分別是對(duì)不同成分組成的多種大型鍛造用鋼進(jìn) 行回歸分析而導(dǎo)出的式子。
[0059] F = C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (4)
[0060] G = C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10 (5)
[0061] 將對(duì)多種大型鍛造用鋼具有的函數(shù)G的數(shù)值、與該多種大型鍛造用鋼在澤火處理 后W低冷卻速度冷卻而獲得的（W低冷卻速度得到的）強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，其結(jié)果示于 圖1。即，圖1為表示函數(shù)G的數(shù)值和W低冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。 由該結(jié)果發(fā)現(xiàn):如圖1所示那樣，W式(5)表示的函數(shù)G，與W低冷卻速度(在澤火處理后的冷 卻過程中的平均冷卻速度為1°C/分鐘)得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度之間具有正相關(guān)性。
[0062] 此外，將對(duì)多種大型鍛造用鋼具有的函數(shù)G的數(shù)值、與該多種大型鍛造用鋼在澤火 處理后W低冷卻速度冷卻而獲得的（W低冷卻速度得到的)初性的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，其結(jié)果 示于圖2。即，圖2為表示函數(shù)G的數(shù)值和W低冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的初性的關(guān)系的 圖。由該結(jié)果發(fā)現(xiàn):如圖2所示那樣，W式(5)表示的函數(shù)G，與W低冷卻速度(在澤火處理后 的冷卻過程中的平均冷卻速度為1°C/分鐘）得到的大型鍛造用鋼的初性之間具有負(fù)相關(guān) 性。
[0063] 需要說明的是，"強(qiáng)度"是指使用日本工業(yè)規(guī)格JIS-Z2201的14號(hào)試驗(yàn)片U6X G.30)基于JIS-Z2241測(cè)定抗拉強(qiáng)度(TS)而得到的數(shù)值/'初性"是指使用JIS-Z2202的試驗(yàn) 片(2mmV缺口試驗(yàn)片)基于JIS-Z2242通過夏比沖擊試驗(yàn)在室溫下測(cè)定吸收能(VE)而得到的 數(shù)值。關(guān)于強(qiáng)度及初性，都是數(shù)值越大則意味著大型鍛造用鋼越優(yōu)異。
[0064] 在此，本發(fā)明人由圖1及圖2發(fā)現(xiàn)W下見解。當(dāng)函數(shù)G的數(shù)值增加時(shí)，W低冷卻速度 得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度提高。其中，當(dāng)函數(shù)G的數(shù)值超過0.53時(shí)，大型鍛造用鋼的初性 變得小于150J，有作為大型鍛造用鋼初性不足的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)函數(shù)G的數(shù)值減少時(shí)，大 型鍛造用鋼的初性提高。其中，當(dāng)函數(shù)G的數(shù)值小于0.45時(shí)，W低冷卻速度得到的大型鍛造 用鋼的強(qiáng)度變得小于650MPa，有作為大型鍛造用鋼強(qiáng)度不足的擔(dān)憂。因此，為了獲得強(qiáng)度及 初性均優(yōu)異的大型鍛造用鋼，必須滿足式(2)。
[0065] 同樣，將對(duì)多種大型鍛造用鋼具有的函數(shù)G的數(shù)值、與該多種大型鍛造用鋼在澤火 處理后W高冷卻速度冷卻而獲得的（W高冷卻速度得到的)強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查，其結(jié)果 示于圖3。即，圖3為表示函數(shù)G的數(shù)值和W高冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度的關(guān)系的 圖。由該結(jié)果發(fā)現(xiàn):如圖3所示那樣，W式(4)表示的函數(shù)F，與W高冷卻速度(在澤火處理后 的冷卻過程中的平均冷卻速度為l〇°C/分鐘)得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度之間具有正相關(guān) 性。
[0066] 在此，本發(fā)明人由圖3發(fā)現(xiàn)W下見解。當(dāng)函數(shù)F的數(shù)值小于0.95時(shí)，W高冷卻速度得 到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度變得小于650MPa，有作為大型鍛造用鋼強(qiáng)度不足的擔(dān)憂。因此，為 了獲得強(qiáng)度優(yōu)異的大型鍛造用鋼，有必要將函數(shù)F的數(shù)值設(shè)為0.95W上。
[0067] 此外，本發(fā)明人由圖1及圖3發(fā)現(xiàn)了 W下見解。當(dāng)函數(shù)F的數(shù)值變大時(shí)，W高冷卻速 度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度的增加比W低冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度的增加 更大。因此，當(dāng)函數(shù)F的數(shù)值變大時(shí)，W高冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度和W低冷卻 速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度之差容易變大。即，由于冷卻速度的差異，容易產(chǎn)生大型鍛 造用鋼的強(qiáng)度差異，有耐久性降低的擔(dān)憂。在此，函數(shù)G的數(shù)值為上述的0.53左右時(shí)，W低冷 卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度為700MPa左右。另一方面，當(dāng)函數(shù)F的數(shù)值超過1.15時(shí)， W高冷卻速度得到的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度超過SOOMPa,因此與W低冷卻速度得到的大型鍛 造用鋼的強(qiáng)度的強(qiáng)度差超過100J，有大型鍛造用鋼變得耐久性不足的擔(dān)憂。因此，為了獲得 耐久性優(yōu)異的大型鍛造用鋼，有必要將函數(shù)F的數(shù)值設(shè)為1.15W下。
[0068] 由W上見解，導(dǎo)出了式（1)。
[0069] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼可W還含有P(憐)及S(硫），且還滿足下式(3)。本實(shí)施 方式的大型鍛造用鋼通過進(jìn)一步滿足下式(3)，由此能夠使耐氨致裂紋性優(yōu)異。
[0070] 0.Ol XC+0.63 X Si+0.1 XMn+3.64XP+4.24X S-0.19 XMo-O.Ol XNi < 0.2 (3)
[0071] 目前，其機(jī)理尚不明確，但本發(fā)明人推定如下:通過滿足式(3)，作為耐氨致裂紋的 產(chǎn)生起點(diǎn)的宏觀偏析的量減少，并且產(chǎn)生偏析的部分的硬度也降低，因此耐氨致裂紋性大 為改善。
[0072] 此外，式(3)的左邊的W式(7)表示的函數(shù)哺勺數(shù)值越小越好，函數(shù)H數(shù)值可W為0。
[0073] H=0.Ol XC+0.63 X Si+0.1 XMn+3.64XP+4.24X S-0.19 XMo-O.Ol XNi (7)
[0074] 需要說明的是，式（I)~式（5)及式（7)中，元素符號(hào)是指該元素的含有率[質(zhì) 量％ ]。此外，金屬組織的"主體"是指其面積百分率相對(duì)于全部組織占90面積％ ^上，優(yōu)選 面積百分率為99面積％ W上。
[0075] <機(jī)械性質(zhì)>
[0076] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度（TS)的下限值優(yōu)選為650M化，更優(yōu)選為 TOOMPa。此外，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度的上限值優(yōu)選為850M化，更優(yōu)選為 800M化。當(dāng)該大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度小于上述下限值時(shí)，有該大型鍛造用鋼的強(qiáng)度不足 的擔(dān)憂。另一方面，當(dāng)該大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度超過上述上限值時(shí)，容易產(chǎn)生該大型鍛造 用鋼的強(qiáng)度的冷卻速度依賴性，有該大型鍛造用鋼的耐久性不足的擔(dān)憂。
[0077] 本實(shí)施方式中，在澤火處理后W高冷卻速度冷卻而獲得的（W高冷卻速度得到的） 大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度(TS)、與在澤火處理后W低冷卻速度冷卻而獲得的（W低冷卻速 度得到的）大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度(TS)的差值的上限值，優(yōu)選為lOOMPa，更優(yōu)選為50MPa。 具體而言，"在澤火處理后的冷卻過程中的平均冷卻速度設(shè)為l〇°C/分鐘而制造的大型鍛造 用鋼Al"的抗拉強(qiáng)度(TS)、與"除了在澤火處理后的冷卻過程中的平均冷卻速度變更為rc/ 分鐘W外，和大型鍛造用鋼Al在相同條件下制造的大型鍛造用鋼A2"的抗拉強(qiáng)度(TS)的差 值的上限值，優(yōu)選為IOOMPa，更優(yōu)選為50MPa。當(dāng)上述差值超過上述上限值時(shí)，容易產(chǎn)生該大 型鍛造用鋼的強(qiáng)度的冷卻速度依賴性，有該大型鍛造用鋼的耐久性不足的擔(dān)憂。
[0078] 通過夏比沖擊試驗(yàn)在室溫下測(cè)定的本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的吸收能的下限 值，優(yōu)選為100 J，更優(yōu)選為150J，進(jìn)一步優(yōu)選為180 J。此外，上述吸收能的上限值，優(yōu)選為 260J。當(dāng)上述吸收能小于上述下限值時(shí)，有該大型鍛造用鋼的初性不足的擔(dān)憂。另一方面， 當(dāng)上述吸收能超過上述上限值時(shí)，有該大型鍛造用鋼的強(qiáng)度降低的擔(dān)憂。
[0079] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的氨致裂紋敏感性S值的上限值，優(yōu)選為67%，更優(yōu)選 為50 %，進(jìn)一步優(yōu)選為40 %，特別優(yōu)選為30 %。當(dāng)上述氨致裂紋敏感性S值超過上述上限值 時(shí)，有氨向大型鍛造用鋼的晶界侵入及蓄積導(dǎo)致晶界破壞，從而產(chǎn)生裂紋的擔(dān)憂。另一方 面，上述氨致裂紋敏感性S值的下限值，沒有特別限定，越低越好。在此，"氨致裂紋敏感性S 值"是指:將浸潰于由0.5摩爾/L的出8化及0.01摩爾/L的硫氯酸鐘化SCN)混合而成的水溶液 中，邊添加氨邊W電流密度〇.5A/dm 2進(jìn)行陰極電解的大型鍛造用鋼的斷裂應(yīng)力(伸長(zhǎng)率)設(shè) 為SI,將省略在上述水溶液中的浸潰的狀態(tài)（即在大氣中）測(cè)定的大型鍛造用鋼的斷裂應(yīng)力 設(shè)為SO，通過(1-S1/S0) X 100計(jì)算而得的數(shù)值。
[0080] <大型鍛造部件>
[0081] 本實(shí)施方式的大型鍛造部件通過對(duì)本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼進(jìn)行鍛造而制得。 因此，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度、初性W及耐久性均優(yōu)異。故此，本實(shí)施方式的大 型鍛造部件適用于為了實(shí)現(xiàn)船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率提高、緊湊化的部件。
[0082] <制造方法>
[0083] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼例如通過烙煉工序、鑄造工序、加熱工序W及素材鍛 造工序而制得。使用了本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的大型鍛造部件通過包括部件鍛造工 序、澤火前處理工序、澤火處理工序W及機(jī)械加工工序的制造方法而制得。
[0084] (烙煉工序）
[0085] 烙煉工序中，首先使用高頻烙爐、電爐、或者轉(zhuǎn)爐等烙煉爐進(jìn)行烙煉，將鋼液的組 成調(diào)整為上述規(guī)定組成。然后，對(duì)該鋼液實(shí)施真空處理，除去〇(氧）、H(氨)等氣體成分和雜 質(zhì)兀素。
[00化](鑄造工序）
[0087]鑄造工序中，使用在上述烙煉工序調(diào)整了組成的鋼液進(jìn)行鑄造，獲得鋼錠(鑄塊）。 當(dāng)制造大型鍛造用鋼時(shí)，主要采用鑄塊鑄造法進(jìn)行鑄造，但也可W采用連續(xù)鑄造法進(jìn)行鑄 造。
[008引（加熱工序）
[0089]加熱工序中，W規(guī)定的溫度對(duì)鋼錠加熱規(guī)定時(shí)間。若加熱溫度低，則在下道工序中 引起材料變形阻力的增大。因此，為了在材料的變形能力良好的范圍內(nèi)進(jìn)行加工，加熱溫度 設(shè)為例如1150°CW上且1350°CW下。此外，為了使鋼錠的表面和內(nèi)部的溫度均勻，需要確保 規(guī)定的加熱時(shí)間。加熱時(shí)間例如設(shè)為3小時(shí)W上。本發(fā)明人認(rèn)為:加熱時(shí)間通常與被加工物 的直徑的二次方成比例關(guān)系，越是大型材料，加熱時(shí)間越長(zhǎng)。
[0090] (素材鍛造工序）
[0091] 素材鍛造工序中，對(duì)在上述加熱工序加熱后的鋼錠進(jìn)行鍛造。為了壓接(圧著)渣 氣孔、顯微縮松等鑄造缺陷，鍛造比優(yōu)選為3SW上。由此，獲得本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼。
[0092] (部件鍛造工序）
[0093] 部件鍛造工序中，將在上述素材鍛造工序鍛造后的鋼錠（即大型鍛造用鋼)加工成 曲軸等大型鍛造部件。例如，作為加工為曲軸的加工方法，可W例示出如下的自由鍛造法： W使曲柄臂和曲柄銷成為一體的塊的形式進(jìn)行鍛造，通過氣割及機(jī)械加工精加工為曲軸形 狀。此外，作為其它方法(加工為曲軸的加工方法），可W例示出：按照鋼錠的軸屯、成為曲軸 的軸屯、部的方式進(jìn)行鍛造加工，按照容易由于中屯、偏析而引起特性劣化的部分成為曲軸的 全部的軸屯、部的方式進(jìn)行一體式鍛造加工的RR鍛造法及TR鍛造法。其中，RR鍛造法及TR鍛 造法能夠使曲軸的表層側(cè)占據(jù)清凈度高的部分，容易獲得強(qiáng)度及耐久性優(yōu)異的曲軸，故而 是優(yōu)選的。
[0094] (澤火前處理工序）
[00M]澤火前處理工序中，將在上述部件鍛造工序加工后的鍛造品加熱至規(guī)定溫度，接 著，在該規(guī)定溫度保持規(guī)定時(shí)間，然后冷卻至室溫。上述加熱溫度優(yōu)選為550°CW上且650°C W下。上述保持時(shí)間優(yōu)選為10小時(shí)W上。此外，在500°C W上的溫度區(qū)域，可W W50°C/小時(shí) W下的升溫速度加熱至保持溫度。通過在進(jìn)行澤火處理前進(jìn)行澤火前處理工序，能夠減少 鍛造品中的共格析出物。
[0096] (澤火處理工序）
[0097] 澤火處理工序中，在進(jìn)行澤火處理后進(jìn)行回火處理。澤火處理是如下工序:將在上 述澤火前處理工序冷卻后的鍛造品升溫至規(guī)定溫度并保持規(guī)定時(shí)間，然后，冷卻至規(guī)定溫 度。澤火溫度(在澤火處理中的加熱溫度)優(yōu)選為800°CW上且950°CW下。在澤火處理中的 保持時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)W上。此外，在澤火處理中的冷卻溫度優(yōu)選為450°CW上且530°CW 下。此外，在澤火處理中的升溫速度優(yōu)選為30°C/小時(shí)W上且70°C/小時(shí)W下。在澤火處理中 的冷卻速度優(yōu)選為15°C/分鐘W下。
[0098] 回火處理是如下處理:將進(jìn)行了澤火處理的鍛造品緩緩加熱到規(guī)定的溫度并保持 規(guī)定時(shí)間后，冷卻至室溫。回火溫度(在回火處理中的加熱溫度)優(yōu)選為550°CW上且650°C W下。在回火處理中的保持時(shí)間優(yōu)選為5小時(shí)W上且20小時(shí)W下。此外，在回火處理中的升 溫速度優(yōu)選為30°C/小時(shí)W上且70°C/小時(shí)W下。在回火處理中的冷卻速度優(yōu)選為15°C/分 鐘W下。通過進(jìn)行回火，能夠調(diào)整強(qiáng)度、延展性及初性的平衡，并且能夠除去相變中產(chǎn)生的 內(nèi)部應(yīng)力(殘留應(yīng)力）。
[0099] (機(jī)械加工工序）
[0100] 對(duì)上述澤火處理工序后的鍛造品，根據(jù)需要實(shí)施包括將表層的一部分切削或研削 在內(nèi)的精機(jī)械加工，從而能夠獲得本實(shí)施方式的大型鍛造用部件。
[0101] < 優(yōu)點(diǎn) >
[0102] 本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的金屬組織W貝氏體為主體，因此強(qiáng)度優(yōu)異。此外，該 金屬組織是在本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的制造過程中主要轉(zhuǎn)變成貝氏體組織的金屬組 織，通過滿足上述式（1)，在該轉(zhuǎn)變時(shí)能夠抑制在高冷卻速度下的轉(zhuǎn)變起始溫度的低溫化。 此外，通過滿足上述式（2)，在該轉(zhuǎn)變時(shí)能夠抑制在低冷卻速度下的轉(zhuǎn)變起始溫度的高溫 化。從而，通過抑制冷卻速度所致的轉(zhuǎn)變起始溫度的差異，能夠抑制該大型鍛造用鋼的材質(zhì) 不均。進(jìn)而，通過將該大型鍛造用鋼的各成分組成設(shè)定在上述范圍內(nèi)，能夠確保強(qiáng)度及初 性。因此，本實(shí)施方式的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度、初性W及耐久性均優(yōu)異。故此，使用了該大型 鍛造用鋼的本實(shí)施方式的大型鍛造部件適用于為了實(shí)現(xiàn)船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電用柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)等的輸出功率提高、緊湊化的部件。
[0103] 本說明書，如上所述，公開了各種實(shí)施方式的技術(shù)，其中的主要技術(shù)方案歸納成如 下所示。
[0104] 本發(fā)明一個(gè)方面設(shè)及的大型鍛造用鋼，其具有如下組成:含有C(碳）：0.18質(zhì)量％ W上且0.35質(zhì)量％ W下、Si(娃）：0質(zhì)量％ W上且0.3質(zhì)量％ W下、Mn(儘）：1質(zhì)量％ W上且 2.7質(zhì)量％ W下、Ni(儀）：0質(zhì)量％ W上且1質(zhì)量％ W下、Cu(銅）：0質(zhì)量％ W上且1質(zhì)量％ W 下、Cr(銘）：1.5質(zhì)量％ W上且2.5質(zhì)量％ W下、Mo(鋼）：0.35質(zhì)量％ W上且0.55質(zhì)量％ W下、 V(饑）：〇質(zhì)量％ W上且0.15質(zhì)量％ W下、Al(侶）：0.015質(zhì)量％ W上且0.05質(zhì)量％ W下、N (氮）：30質(zhì)量卵mW上且100質(zhì)量卵mW下、0(氧）：超過0質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppn擬下，余部為Fe (鐵)及不可避免的雜質(zhì)，并且，其金屬組織W貝氏體為主體，其滿足下式（1)及(2)。
[0105] 1.15>C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14>0.95 (1)
[0106] 0.53 > C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10 >0.45 (2)
[0107] 本發(fā)明的大型鍛造用鋼的金屬組織W貝氏體為主體，因此強(qiáng)度優(yōu)異。此外，該金屬 組織是在本發(fā)明的大型鍛造用鋼的制造過程中主要轉(zhuǎn)變成貝氏體組織的金屬組織，通過滿 足上述式（1)，在該轉(zhuǎn)變時(shí)能夠抑制在高冷卻速度下的轉(zhuǎn)變起始溫度的低溫化。此外，通過 滿足上述式(2)，能夠抑制在低冷卻速度下的轉(zhuǎn)變起始溫度的高溫化。從而，通過抑制冷卻 速度所致的轉(zhuǎn)變起始溫度的差異，能夠抑制該大型鍛造用鋼的材質(zhì)不均。進(jìn)而，通過將該大 型鍛造用鋼的各成分組成設(shè)定在上述范圍內(nèi)，能夠確保強(qiáng)度及初性。因此，本發(fā)明的大型鍛 造用鋼的強(qiáng)度、初性W及耐久性均優(yōu)異。
[0108] 本發(fā)明的大型鍛造用鋼還可W含有P(憐)及S(硫），并且還可W滿足下式(3)。本發(fā) 明人發(fā)現(xiàn):若本發(fā)明的大型鍛造用鋼還滿足下式(3)，則能夠使耐氨致裂紋性優(yōu)異。
[0109] 0.Ol XC+0.63 X Si+0.1 XMn+3.64XP+4.24X S-0.19 XMo-O.Ol XNi < 0.2 (3)
[0110] 在本發(fā)明的大型鍛造用鋼含有P及S的情況下，優(yōu)選P的含有率為超過0質(zhì)量％且 0.1質(zhì)量％ ^下，另外優(yōu)選S的含有率為超過0質(zhì)量％且0.02質(zhì)量％ ^下。在運(yùn)樣的范圍內(nèi)， 能夠抑制由晶界偏析所致的晶界破壞W及硫化物系夾雜物的增大，獲得強(qiáng)度更加優(yōu)異的大 型鍛造用鋼。
[0111] 本發(fā)明另一個(gè)方面設(shè)及的大型鍛造部件，是對(duì)本發(fā)明的大型鍛造用鋼進(jìn)行鍛造而 成的鍛造部件。該大型鍛造部件，因是鍛造本發(fā)明的大型鍛造用鋼而制得，所W強(qiáng)度、初性 W及耐久性均優(yōu)異。因此，本發(fā)明的大型鍛造部件能夠用于為了實(shí)現(xiàn)船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā) 電用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等的輸出功率提高、緊湊化的部件。
[0112] 如W上說明所述，本發(fā)明的大型鍛造用鋼，因?yàn)閺?qiáng)度、初性W及耐久性均優(yōu)異，所 W適合使用于船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等的大型鍛造部件。
[011引《實(shí)施例》
[0114] W下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不受運(yùn)些實(shí)施例限定。
[0115] [實(shí)施例1~15、比較例1~21]
[0116] 使用高頻爐烙煉出在表1所示成分(組成)的鍛造用鋼的鋼液，然后，對(duì)該鋼液進(jìn)行 鑄造，制造出直徑為132mmW上且158mmW下、長(zhǎng)度為323mm的鋼錠50kg。
[0117] 將獲得的鋼錠的保溫帽部分切除后，在溫度1230°C下加熱5小時(shí)W上且10小時(shí)W 下，然后使用自由鍛造鍛壓機(jī)壓縮至高度比為1/2。然后，使該壓縮后的鋼錠繞鋼錠中屯、線 旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行鍛造，拉伸至90mm X 90mm X 450mm，獲得鋼材。將該鋼材在大氣中放置冷卻至室 溫。在澤火處理前，將該鋼材在550°CW上且650°CW下保持10小時(shí)W上，然后進(jìn)行爐冷。其 中，在500°CW上的溫度區(qū)域，W50°C/小時(shí)W下的升溫速度加熱至保持溫度。
[0118] 然后，使用小型模擬爐對(duì)上述鋼材實(shí)施澤火處理。澤火是使上述鋼材W升溫速度 50°C/小時(shí)升溫至870°C并保持3小時(shí)后再冷卻到500°C。此時(shí)，分別準(zhǔn)備了將平均冷卻速度 設(shè)為1°C/分鐘的鋼材及將平均冷卻速度設(shè)為10°C/分鐘的鋼材。然后，對(duì)各鋼材實(shí)施回火處 理。作為該回火處理，采用了在620°C的溫度下保持10小時(shí)后進(jìn)行爐冷的方法。從而，獲得了 實(shí)施例1~15及比較例1~21的大型鍛造用鋼。
[0119] 表 1
[0120]
[0121] [評(píng)價(jià)方法]
[0122] 對(duì)于實(shí)施例1~15及比較例1~21的大型鍛造用鋼，進(jìn)行了 W下評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果 示于表2。
[0123] <強(qiáng)度評(píng)價(jià)>
[0124] 作為強(qiáng)度評(píng)價(jià)，對(duì)各大型鍛造用鋼實(shí)施了拉伸試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)使用JIS Z 2201的 14號(hào)試驗(yàn)片（cl)6XG.30)，基于JIS Z 2241測(cè)定抗拉強(qiáng)度(TS)，由此而進(jìn)行。抗拉強(qiáng)度(TS) 的數(shù)值越大，則意味著大型鍛造用鋼的強(qiáng)度越優(yōu)異。需要說明的是，拉伸試驗(yàn)對(duì)于將平均冷 卻速度設(shè)為1°C/分鐘的大型鍛造用鋼及將平均冷卻速度設(shè)為10°C/分鐘的大型鍛造用鋼兩 者實(shí)施。如上所述，當(dāng)該抗拉強(qiáng)度的數(shù)值為650MPaW上時(shí)，判斷為大型鍛造用鋼強(qiáng)度優(yōu)異。 此外，當(dāng)平均冷卻速度不同的大型鍛造用鋼間的抗拉強(qiáng)度之差為IOOMPaW下時(shí)，判斷為大 型鍛造用鋼耐久性優(yōu)異。
[0125] <初性評(píng)價(jià)>
[0126] 作為初性評(píng)價(jià)，對(duì)各大型鍛造用鋼實(shí)施了夏比沖擊試驗(yàn)。夏比沖擊試驗(yàn)使用JIS Z 2202的試驗(yàn)片（2mmV缺口試驗(yàn)片)基于JIS Z 2242在室溫下測(cè)定吸收能(VE)，由此而進(jìn)行。 吸收能的數(shù)值越大，則意味著大型鍛造用鋼的初性越優(yōu)異。需要說明的是，夏比沖擊試驗(yàn)對(duì) 將平均冷卻速度設(shè)為1°C/分鐘的大型鍛造用鋼實(shí)施。如上所述，當(dāng)該吸收能的數(shù)值為150J W上時(shí)，判斷為大型鍛造用鋼初性優(yōu)異。
[0127] <耐氨致裂紋性評(píng)價(jià)>
[0128] 作為耐氨致裂紋性評(píng)價(jià)，對(duì)于各大型鍛造用鋼，通過比較試驗(yàn)法對(duì)氨致裂紋敏感 性進(jìn)行了比較評(píng)價(jià)。耐氨致裂紋性評(píng)價(jià)按照W下順序進(jìn)行。首先，從各大型鍛造用鋼采集圓 棒形的試驗(yàn)片。將采集的試驗(yàn)片加工成長(zhǎng)度為150mm、標(biāo)線間距離為IOmm的啞鈴狀，將中央 部分加工成直徑4mm，并且將兩端的夾持部分加工成直徑8mm，跨越長(zhǎng)度15mm設(shè)置螺釘。需要 說明的是，氨致裂紋敏感性的比較評(píng)價(jià)對(duì)將平均冷卻速度設(shè)為1°C/分鐘的大型鍛造用鋼實(shí) 施。
[0129] 然后，將圖4所示的試驗(yàn)片1安放在試驗(yàn)裝置2上，浸潰在將0.5摩爾/L的出S〇4及 0.0 l摩爾/L的KSCN混合而成的水溶液3中。在該狀態(tài)下，邊添加氨邊W電流密度0.5A/dm2進(jìn) 行陰極電解。對(duì)完成了 W上準(zhǔn)備工作的試驗(yàn)片1，施加長(zhǎng)軸方向的拉伸載荷N，測(cè)定其斷裂應(yīng) 力SU伸長(zhǎng)率），由此實(shí)施SSRT(低應(yīng)變速度試驗(yàn)）。此時(shí)，試驗(yàn)裝置2的十字頭的拉伸速度設(shè) 為2 X IO^mm/分鐘。
[0130] 另一方面，除了在省略了在水溶液3中浸潰的狀態(tài)、即在大氣中測(cè)定W外，在與上 述條件相同的條件下實(shí)施SSRT(低應(yīng)變速度試驗(yàn)），測(cè)定大型鍛造用鋼的斷裂應(yīng)力SO。
[0131] 將通過運(yùn)些測(cè)定獲得的測(cè)定值代入下式(6)中，算出氨致裂紋敏感性S值。當(dāng)該氨 致裂紋敏感性S值為50 % W下時(shí)，判定為大型鍛造用鋼的耐氨致裂紋性優(yōu)異。
[0132] S 值=(1-S1/S0)X100 (6)
[0133] 表2
[0134]
[0135] 需要說明的是，表2中，函數(shù)H是指式(3)的左邊的下式(7)的函數(shù)。
[0136] H=0.Ol XC+0.63 X Si+0.1 XMn+3.64XP+4.24X S-0.19 XMo-O.Ol XNi (7)
[0137] [評(píng)價(jià)結(jié)果]
[0138] 可知:表2所示的C、Si、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Al、N及0的含有率在本發(fā)明的范圍內(nèi)、 且滿足式（1)及式(2)的實(shí)施例1~15的大型鍛造用鋼，其抗拉強(qiáng)度、平均冷卻速度不同的大 型鍛造用鋼間的抗拉強(qiáng)度之差、及吸收能高，強(qiáng)度、耐久性及初性優(yōu)異。
[0139] 與此相對(duì)地，可知：比較例1、4、及8的大型鍛造用鋼由于函數(shù)G的數(shù)值過小，因此將 平均冷卻速度設(shè)為rc/分鐘的大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度變小，強(qiáng)度不足。
[0140] 此外可知：比較例2、9及19的大型鍛造用鋼由于函數(shù)F的數(shù)值過大，因此，平均冷卻 速度不同的大型鍛造用鋼間的抗拉強(qiáng)度之差變大，耐久性不足。
[0141] 進(jìn)而可知：比較例3、5~7、及11~17的大型鍛造用鋼由于Si、Mn、Ni、Cu、Mo、V、Al、N 及0中的任意元素在本發(fā)明的范圍外，因此吸收能低，初性不足。
[0142] 此外可知：比較例10的大型鍛造用鋼由于Mo比本發(fā)明的范圍少，因此將平均冷卻 速度設(shè)為l°c/分鐘的大型鍛造用鋼的抗拉強(qiáng)度變小，強(qiáng)度不足。
[0143] 關(guān)于比較例18、20、及21，雖然其機(jī)理尚不明確，但可知函數(shù)F或函數(shù)G的數(shù)值在本 發(fā)明的范圍外，因此無法使平均冷卻速度不同的大型鍛造用鋼間的抗拉強(qiáng)度之差減小，耐 久性不足。
[0144] 此外，滿足式(3)的實(shí)施例1~14比不滿足式(3)的實(shí)施例15的耐氨致裂紋敏感性 低。由此可知，通過滿足式(3)，大型鍛造用鋼的耐氨致裂紋性優(yōu)異。
[0145] 該申請(qǐng)基于2015年2月6日提出的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?015-022402,其內(nèi)容包含在 本申請(qǐng)中。
[0146] 為了說明本發(fā)明，上述邊參照附圖邊通過實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了適當(dāng)且充分的 說明，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W容易地對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和/或改良。因此 應(yīng)該按照下述方式進(jìn)行解釋，即，只要本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施的變更方式或改良方式?jīng)]有脫 離權(quán)利要求書記載的權(quán)利要求的權(quán)利范圍，則該變更形式或該改良形式也包括在該權(quán)利要 求的權(quán)利范圍內(nèi)。
[0147] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0148] 如上述所說明那樣，本發(fā)明的大型鍛造用鋼的強(qiáng)度、初性W及耐久性均優(yōu)異，因此 適用于例如船舶用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等大型鍛造部件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型鍛造用鋼，其特征在于，具有如下組成： 含有C:0.18質(zhì)量％以上且0.35質(zhì)量％以下、 Si :0質(zhì)量％以上且0.3質(zhì)量％以下、 Μη: 1質(zhì)量％以上且2.7質(zhì)量％以下、 Ni :0質(zhì)量％以上且1質(zhì)量％以下、 Cu:0質(zhì)量％以上且1質(zhì)量％以下、 Cr:1.5質(zhì)量％以上且2.5質(zhì)量％以下、 Mo:0.35質(zhì)量％以上且0.55質(zhì)量％以下、 V:0質(zhì)量％以上且0.15質(zhì)量％以下、 A1:0.015質(zhì)量％以上且0.05質(zhì)量％以下、 N: 30質(zhì)量ppm以上且100質(zhì)量ppm以下、 0:超過0質(zhì)量ppm且30質(zhì)量ppm以下， 余部為Fe及不可避免的雜質(zhì)， 所述大型鍛造用鋼的金屬組織以貝氏體為主體， 所述大型鍛造用鋼滿足下式（1)及(2): 1.15 > C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 >0.95 (1) 0.53 > C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10 >0.45 (2)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鍛造用鋼，其特征在于， 所述大型鍛造用鋼還含有P及S，并且還滿足下式(3): 0.01XC+0.63XSi+0.1XMn+3.64XP+4.24XS-0.19XM〇-0.01XNi <0.2 (3)〇3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型鍛造用鋼，其特征在于， 所述大型鍛造用鋼中的P的含有率為超過0質(zhì)量％且0.1質(zhì)量％以下， 所述大型鍛造用鋼中的S的含有率為超過0質(zhì)量％且0.02質(zhì)量％以下。4. 一種大型鍛造部件，其特征在于， 所述大型鍛造部件是對(duì)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的大型鍛造用鋼進(jìn)行鍛造而成的 的鍛造部件。
【文檔編號(hào)】C22C38/06GK105861940SQ201610073122
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日
【發(fā)明人】高岡宏行
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社神戶制鋼所