. 0035%W下。 陽(yáng)103] 另一方面，為了穩(wěn)定地得到上述的化的使工具壽命延長(zhǎng)的效果，期望將化的含量 設(shè)為0.0005%W上。 陽(yáng) 104] Bi:0 ~0.4%
[01化]Bi具有降低切削阻力、使工具壽命延長(zhǎng)的作用。因此，根據(jù)需要可W含有Bi。然 而，Bi的含量變多時(shí)，帶來(lái)熱加工性的降低。因此，含有Bi的情況下，將其的量設(shè)為0.4% W下。Bi的含量?jī)?yōu)選設(shè)為0.3 %W下。 陽(yáng)106] 另一方面，為了穩(wěn)定地得到上述的Bi的使工具壽命延長(zhǎng)的效果，期望將Bi的含量 設(shè)為0.03%W上。
[0107] 上述的化W及Bi可W僅含有其中的任一種、或W 2種復(fù)合的方式而含有。含有 的情況下運(yùn)些元素的總含量為化W及Bi的含量為各自的上限值時(shí)的0. 405%也沒有關(guān)系， 優(yōu)選設(shè)為0.3%W下。
[0108] 本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼為具有如下化學(xué)組成的鋼：上述的元素，且余量由化W及 雜質(zhì)組成，雜質(zhì)中的P、TiW及N為P:0.03%W下、Ti:不足0.005%W及N:不足0.0080%， 此外，前述的由式（1)表示的Fl為0.68W上、由式（2)表示的F2為1.05W下、并且由式 (3)表示的F3為0. 12W上。
[0109] 需要說(shuō)明的是，雜質(zhì)是指在工業(yè)上制造鋼鐵材料時(shí)從作為原料的礦石、廢料或制 造環(huán)境等混入的物質(zhì)。 陽(yáng) 110] P:0.03%W下 陽(yáng)111] P作為雜質(zhì)而被含有，在本發(fā)明中為不優(yōu)選的元素。即、P在晶界偏析，從而降低初 性。因此，將P的含量設(shè)為0.03 %W下。P的含量?jī)?yōu)選設(shè)為0.025 %W下。
[0112] Ti:不足 0.005%
[0113] Ti作為雜質(zhì)而被含有，在本發(fā)明中為不特別優(yōu)選的元素。目P、Ti通過(guò)與N和/或 C鍵合、從而形成TiN和/或TiC導(dǎo)致初性的降低，特別是其含量變?yōu)?. 005%W上時(shí)，使初 性大幅劣化。因此，將Ti的含量設(shè)為不足0.005%。為了確保良好的初性，Ti的含量?jī)?yōu)選 設(shè)為0. 0035%W下。
[0114] N:不足 0.0080%
[0115]N作為雜質(zhì)而被含有，在本發(fā)明中，是會(huì)將VW氮化物形式固定的不優(yōu)選的元素。 良P、作為氮化物而析出的V無(wú)助于時(shí)效硬化，因此為了抑制氮化物的析出，必須降低N的含 量。因此，N的含量需要不足0.0080%。N的含量?jī)?yōu)選設(shè)為0.0070%W下、進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)為 不足 0. 0060%。
[0116] Fl:0.68W上
[0117] 對(duì)于本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼， 陽(yáng)1化]Fl = C+0. 3Mn+0. 25Cr+0. 6Mo.....(I)
[0119] 由上式表示的Fl必須為0. 68 W上。 陽(yáng)120] 如上所述，上述的式（1)中的元素符號(hào)意味著該元素的W質(zhì)量％計(jì)的含量。 陽(yáng)12UFl為對(duì)于澤透性的指標(biāo)。Fl若滿足上述的條件，則熱鍛后的組織成為W貝氏體為 主相的組織。
[0122] Fl不足0. 68時(shí)，在熱鍛后的組織中混入先共析鐵素體、V的碳化物在相界面析出， 因此時(shí)效處理前的硬度上升、或時(shí)效硬化能力變小。 陽(yáng)123] Fl優(yōu)選為0. 70W上、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 72W上。此外，F(xiàn)l優(yōu)選為1. 3W下。 陽(yáng)124] F2 :1.05W下 陽(yáng)1巧]對(duì)于本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼， 陽(yáng)126] F2 =C+0.lSi+0. 2Mn+0. 15Cr+0. 35V+0. 2Mo.....(2) 陽(yáng)127] 由上式表示的F2必須為I. 05 W下。 陽(yáng)12引如上所述，上述的式（2)中的元素符號(hào)意味著該元素的W質(zhì)量％計(jì)的含量。
[0129] F2為表示時(shí)效處理前的硬度的指標(biāo)。本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼僅滿足上述的Fl條 件時(shí)，存在時(shí)效處理前的硬度變得過(guò)高、切削加工時(shí)的切削阻力變大、或工具壽命也縮短的 情況。
[0130]目P、F2超過(guò)1. 05時(shí)，時(shí)效處理前的硬度變得過(guò)高。為了將時(shí)效處理前的硬度設(shè)為 310HVW下，需要將上述的各合金元素的含量設(shè)為規(guī)定的范圍內(nèi)、并且滿足Fl的條件、且滿 足F2的條件。
[0131]F2優(yōu)選為1. 00W下。此外，F(xiàn)2優(yōu)選為0. 60W上、若為0. 65W上則進(jìn)一步優(yōu)選。 陽(yáng)13引F3:0.12W上
[0133] 對(duì)于本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼， 陽(yáng)134] F3 = -4. 5C+Mn+Cr-3. 5V-0. 8Mo.....(3)
[0135] 由上述式表示的F3必須為0. 12W上。
[0136] 如上所述，上述的式（3)中的元素符號(hào)意味著該元素的W質(zhì)量％計(jì)的含量。 陽(yáng)137] F3為表示時(shí)效處理后的初性的指標(biāo)。目P、僅滿足Fl W及F2的條件時(shí)，存在時(shí)效處 理后的初性降低、不能確保作為目標(biāo)的初性的情況。 陽(yáng)138]旨P、F3不足0.12時(shí)，時(shí)效處理后的初性降低。為了確保作為目標(biāo)的初性，需要將 上述各合金元素的含量設(shè)為規(guī)定的范圍內(nèi)、并且滿足Fl的條件W及F2的條件、并且滿足F3 的條件。
[0139]F3優(yōu)選為0. 30W上、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 45W上。
[0140] 需要說(shuō)明的是，F(xiàn)l若為0.68W上、并且F2若為1.05W下，則對(duì)于F3的上限不需 要設(shè)定特別限定。 陽(yáng)141] 對(duì)于本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼，貝氏體的平均塊尺寸優(yōu)選為15~60 y m。本發(fā)明中 貝氏體的"塊"是指，利用邸SD巧IectronBackScatterDiffraction)法實(shí)施組織的取向 解析的情況下，由取向差為15°W上的邊界圍繞的區(qū)域。貝氏體的平均塊尺寸越大、時(shí)效前 的硬度越低，因此得到良好的切削性。另一方面，平均塊尺寸過(guò)大時(shí)，初性變低。平均塊尺 寸更優(yōu)選為20ymW上。此外，平均塊尺寸更優(yōu)選為45ymW下、更進(jìn)一步優(yōu)選為30ymW 下。
[0142] 本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼的制造方法沒有特別限定，由通常的方法烙煉、調(diào)整化學(xué) 組成即可。
[0143] W下示出W如上所述而制造的本發(fā)明的時(shí)效硬化性鋼為原材料，制造汽車、工業(yè) 機(jī)械、建筑機(jī)械等的機(jī)械部件的方法的一個(gè)例子。
[0144] 首先，由將化學(xué)組成調(diào)整為前述范圍的鋼制作供于熱鍛的材料（W下，稱為"熱鍛 用原材料"）。
[0145] 作為上述的熱鍛用原材料，可W任意為對(duì)鑄錠進(jìn)行初社的鋼巧、對(duì)連鑄材進(jìn)行初 社的鋼巧、或者對(duì)運(yùn)些鋼巧進(jìn)行熱社或熱鍛的棒鋼等。 陽(yáng)146] 接著，對(duì)上述的熱鍛用原材料進(jìn)行熱鍛、進(jìn)而進(jìn)行切削加工而精制為規(guī)定的部件 形狀。 陽(yáng)147] 需要說(shuō)明的是，對(duì)于上述的熱鍛，例如，W將熱鍛用原材料在1100~1350°C下進(jìn) 行0. 1~300分鐘加熱之后、精鍛后的表面溫度成為900°CW上的方式進(jìn)行鍛造，然后，將 800~400°C的溫度區(qū)域的平均冷卻速度設(shè)為10~90°C/分鐘〇). 2~1. 5°C/秒）冷卻 至室溫。如此操作而進(jìn)行冷卻之后，進(jìn)一步進(jìn)行切削加工、精制為規(guī)定的部件形狀。 陽(yáng)148] 800~400°C的溫度區(qū)域的平均冷卻速度越快，貝氏體的平均塊尺寸越小。該平均 冷卻速度的下限優(yōu)選為15°C/分鐘、上限優(yōu)選為70°C/分鐘。
[0149] 最后實(shí)施時(shí)效處理，得到具有期望的特性的汽車、工業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械等的機(jī)械部 件。
[0150] 需要說(shuō)明的是，上述的時(shí)效處理，例如在540~700°C的溫度域、優(yōu)選為560~ 680°C的溫度域下進(jìn)行。對(duì)于該時(shí)效處理的保持時(shí)間，例如，設(shè)為30~1000分鐘等，根據(jù)機(jī) 械部件的尺寸（質(zhì)量）而適宜調(diào)整。 陽(yáng)151] W下，通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。 陽(yáng)152] 實(shí)施例1 陽(yáng)153] 利用50kg真空烙化爐烙煉表1W及表2中示出的化學(xué)組成的鋼1~35。
[0154]表IW及表2中的鋼1~23為化學(xué)組成處于由本發(fā)明規(guī)定的范圍內(nèi)的鋼。另一 方面，表2中的鋼24~35為化學(xué)組成在本發(fā)明中規(guī)定的條件外的鋼。
[01巧]需要說(shuō)明的是，Ti欄中的"<0.OOl"表示作為雜質(zhì)的Ti的含量低于0. 001%。 陽(yáng)156][表U陽(yáng)157]

大氣中放置冷卻、冷卻至室溫。對(duì)于在大氣中放置冷卻時(shí)的冷卻速度，在上述的條件下熱鍛 的棒鋼的R/2附近（"R"表示棒鋼的半徑）埋入熱電偶、升溫至再次熱鍛的精制溫度附近 的溫度，之后在大氣中放置冷卻、進(jìn)行測(cè)定。如此操作而測(cè)定的鍛制后的800~400°C的溫 度區(qū)域的平均冷卻速度約為40°C/分鐘（0. 7°C/秒）。 陽(yáng)161] 對(duì)于各試驗(yàn)編號(hào)，針對(duì)在由熱鍛精制為上述的直徑35mm之后冷卻至室溫的棒鋼 之中的一部分，采取不實(shí)施時(shí)效處理的狀態(tài)（即、保持冷卻的狀態(tài)），將棒鋼的兩端部各切 掉100mm，然后從殘留的中央部切取試驗(yàn)片，進(jìn)行時(shí)效處理前的硬度與組織的貝氏體面積率 的調(diào)查。
[0162] 另一方面，對(duì)于各試驗(yàn)編號(hào)，對(duì)其余的進(jìn)行熱鍛的棒鋼實(shí)施在610~630°C下保持 60~180分鐘的時(shí)效處理，將棒鋼的兩端部各切掉100mm，然后，從殘留中央部切取試驗(yàn)片， 進(jìn)行時(shí)效處理后的硬度的調(diào)查。此外，對(duì)于各試驗(yàn)編號(hào)，從棒鋼切取試驗(yàn)片，進(jìn)行時(shí)效處理 后的夏比沖擊試驗(yàn)中的吸收能量與疲勞強(qiáng)度的調(diào)查。 陽(yáng)163] 硬度測(cè)定如下述那樣實(shí)施。首先，截?cái)喟翡?，W切截面成為被檢面的方式埋設(shè)樹脂 進(jìn)行鏡面研磨、準(zhǔn)備試驗(yàn)片。接著，基于JISZ2244(2009)中的"維氏硬度試驗(yàn)-試驗(yàn)方 法"，對(duì)于在被檢面的R/2部（"R"表示半徑）附近10個(gè)點(diǎn)，將試驗(yàn)力設(shè)為9. 8N來(lái)實(shí)施硬 度測(cè)定。對(duì)上述10個(gè)點(diǎn)的值進(jìn)行算術(shù)平均作為維氏硬度。時(shí)效處理前的硬度為310HVW 下的情況下，判斷為硬度低，將其作為目標(biāo)。
[0164] 組織的貝氏體的面積率的測(cè)定如下所述而實(shí)施。將硬度測(cè)定中使用的埋設(shè)樹脂、 進(jìn)行鏡面研磨的試驗(yàn)片用硝酸乙醇腐蝕液進(jìn)行蝕刻。對(duì)于蝕刻后的試驗(yàn)片，使用光學(xué)顯微 鏡W倍率200倍拍攝組織。從拍攝的照片利用圖像解析測(cè)定貝氏體的面積率。貝氏體的面 積率為70%W上的情況下，判斷組織充分地貝氏體化，將其作為目標(biāo)。 陽(yáng)1化]對(duì)于初性，由使用帶缺口深度2mm且缺口底半徑Imm的U型缺口的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)片而 實(shí)施的夏比沖擊試驗(yàn)評(píng)價(jià)的時(shí)效處理后的20°C下的吸收能量為12JW上的情況下，判斷為 足夠高，將其作為目標(biāo)。
[0166] 對(duì)于疲勞強(qiáng)度，制作平行部的直徑為8mm、長(zhǎng)度為106mm的小野式旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試 驗(yàn)片來(lái)調(diào)查。目P、W疲勞試驗(yàn)片的中屯、為棒鋼的R/2部的方式采取上述的試驗(yàn)片，將試驗(yàn)數(shù) 設(shè)為8,在室溫、大氣中W應(yīng)力比為-1的條件實(shí)施小野式旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)。將至重復(fù)次數(shù) 為1.OXIO7次為止不斷裂之中的應(yīng)力振幅的最大值作為疲勞強(qiáng)度。疲勞強(qiáng)度為480MPaW 上的情況下，判斷為疲勞強(qiáng)度足夠高，將其作為目標(biāo)。 陽(yáng)167] 表3中示出上述的各調(diào)查結(jié)果。需要說(shuō)明的是，將貝氏體的面積率為70%W上、達(dá) 成目標(biāo)W及不足70 %、未達(dá)成目標(biāo)在"貝氏體化"欄中分別W"O"W及"X"示出。此外， 表3中將"夏比沖擊試驗(yàn)中的吸收能量"記作"夏比吸收能量"。進(jìn)而，在表3中，將時(shí)效處 理后的硬度與時(shí)效處理前的WHV計(jì)的硬度之差一并記作"硬化量[