JP3368735B2 - 高強度・低延性非調質鋼 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度・低延性非
調質鋼に関し、より詳しくは、高い強度が要求されるも
のの延性は必要とせず、むしろ常温での冷間分割加工が
可能でその破断面がフラットな脆性破面を呈し、自動車
エンジンのコネクティングロッドやコネクティングロッ
ドキャップ用鋼として好適な高強度・低延性非調質鋼に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンなどの部品である図１に
示すコネクティングロッド（通称コンロッド）本体１及
びコネクティングロッドキャプ（通称コンロッドキャッ
プ）２は、従来、別の工程で熱間鍛造された後で焼入れ
焼戻しの調質処理を施され、次いで、機械加工によるボ
ルト穴の加工と仕上げ整形加工を受け、その後でボルト
３によって形状の複雑なクランクシャフトに結合・組み
立てられていた。

【０００３】しかしながら、最近、厳しい経済情勢を反
映して、各種自動車部品の製造コスト低減の動きが活発
化しており、この動きはエンジン部品においても例外で
はなくなってきている。

【０００４】このため、前記のコネクティングロッド本
体１及びコネクティングロッドキャプ２に関しては、製
造コスト低減対策として、両者を熱間鍛造にて一体成形
しこれに焼入れ焼戻しの熱処理を施すか、あるいは熱間
鍛造後放冷し、その後でコネクティングロッド本体１及
びコネクティングロッドキャプ２に分割し、接合部（接
合面どうし）に対する仕上げ整形のための機械加工は施
すことなく、ボルト３でクランクシャフトに結合して組
み立てるという方法が検討されている。この方法では、
ボルト穴の加工は前記の一体成形材を分割する前あるい
は後に行う。

【０００５】上記の一体成形したコネクティングロッド
本体１及びコネクティングロッドキャプ２を分割する方
法としては、例えば治具を挿入することによって図１中
に矢印で示した方向に働く力を与えて分割する方法が考
えられる。この方法ではコネクティングロッド本体１及
びコネクティングロッドキャプ２に分割した分割面をフ
ラットにすることが極めて重要となる。

【０００６】しかしながら、従来使用されてきた鋼（Ｊ
ＩＳ規格のＳ４５ＣやＳ４８Ｃ相当鋼など）をそのまま
用いて熱間鍛造で一体成形し、その後常温でコネクティ
ングロッド本体１及びコネクティングロッドキャプ２に
分割すると、分割面がアメやガムを千切ったような所謂
「延性破断面」となってフラットな「脆性破面」が得ら
れず、機械加工による仕上げ整形加工を行わなければな
らないという問題がある。上記の分割を低温（例えば液
体窒素温度）で行えば脆性破壊が生じて容易にフラット
な脆性破面が得られるが、大量の製品が流れる実操業ラ
インにおいて低温状態とすることは技術的に容易ではな
く、更に設備を建設し維持する費用が嵩むため必ずしも
コスト低減には結びつかないといった問題がある。

【０００７】一方、熱間鍛造で一体成形した後の熱処理
はコストが嵩むため、熱処理を省略できる新しいタイプ
の鋼に対する要望も生じている。

【０００８】熱間圧延や熱間鍛造後に行う熱処理として
の調質処理を省略できる非調質鋼としては、例えば特開
平５−１９５１４０号公報に「非調質高強度鋼」が提案
されている。しかし、この公報に記載された非調質鋼
は、連続鋳造時にブルーム表面に生ずる割れを防止した
タイプの高強度非調質鋼である。そのため、上記の提案
鋼をコネクティングロッド本体１及びコネクティングロ
ッドキャプ２用鋼として用いた場合、所望の強度は得ら
れるものの、前記した一体成形した後でコネクティング
ロッド本体１及びコネクティングロッドキャプ２に常温
で分割する方法に対しては、延性が大き過ぎて脆性破面
が得られない。従って、機械加工による仕上げ整形加工
を行う必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、引張強度は従来鋼と同等以上であ
って、且つ熱間鍛造した一体成形材を前記したような方
法によって常温で分割した時の破面が、フラットな脆性
破面を呈する高強度・低延性非調質鋼の提供を課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するため種々検討を重ねた結果、下記の知見を得
た。

【００１１】Ｃが０．７０重量％を超える非調質鋼の
常温における破壊形態は、下記ｆｎ１、ｆｎ２及びｆｎ
３と相関を有する。そして、「ｆｎ１≧０」、「ｆｎ２
≦０」及び「ｆｎ３≧０」の少なくとも一つを満たす場
合に脆性破壊が促進される。但し、 ｆｎ１＝Ｎ−０．１Ａｌ−０．００２、 ｆｎ２＝Ｎ−０．３Ｔｉ、 ｆｎ３＝Ｎ−０．５Ａｌ−０．３Ｔｉ−０．１５Ｎｂ−
０．３Ｖ−１．３Ｂ−０．００２、 なお、ｆｎ１からｆｎ３の式中における元素記号はその
元素の重量％での含有量を表す。

【００１２】上記のｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ
３≧０の少なくとも一つを満たし、且つ、常温引張試験
した時の鋼材の伸び値が１０％以下の場合に、熱間鍛造
した一体成形材の常温分割面はフラットな脆性破面とな
る。

【００１３】上記の（ｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０及び
ｆｎ３≧０の少なくとも一つを満たし、且つ、常温引張
試験した時の鋼材の伸び値が１０％以下）に加えて、熱
間鍛造した一体成形材の分割したい部位の少なくとも一
部に０．５ｍｍＲ以下の切り欠きを設けておけば、僅か
な力を加えるだけで容易に当該一体成形材の常温分割が
可能で、且つその分割面は一層確実にフラットな脆性破
面となる。

【００１４】鋼の化学成分が特定の条件範囲にある
時、非調質鋼の引張強度は下記ｆｎ４で整理でき、この
値が０以上の場合に８００ＭＰａ以上の引張強度が得ら
れる。 ｆｎ４＝Ｃ＋（Ｓｉ／１０）＋（Ｍｎ／５）＋（５Ｃｒ
／２２）＋１．６５Ｖ−（５Ｓ／７）−０．８、 なお、ｆｎ４中の元素記号もその元素の重量％での含有
量を表す。鋼の化学成分を厳密に制御した上で、上記
のｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくと
も一つと常温引張試験した時の鋼材の伸び値≦１０％、
並びにｆｎ４≧０の条件を満足できれば、常温での分
割でフラットな脆性破面となり、且つ高強度が得られ
る。従って、前記した新しいプロセスによって所望強度
である８００ＭＰａ以上の引張強度を有するコネクティ
ングロッド本体１及びコネクティングロッドキャプ２を
製造することができる。この場合、の一体成形材の分
割したい部位である大端部穴の内側（図１におけるＮ
部）の少なくとも一部に０．５ｍｍＲ以下の切り欠きを
設けておけば、上記のコネクティングロッド本体１及び
コネクティングロッドキャプ２を一層容易且つ確実に製
造することができる。

【００１５】Ｃ含有量が０．７０重量％を超える鋼で
あっても、そのＣ含有量が１．２０重量％程度以下の場
合には、上記のｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０
の少なくとも一つを満たしておれば、熱間での加工性は
低Ｃ鋼の場合と比較してあまり劣化することはない。

【００１６】上記知見に基づく本発明は、下記（１）〜
（３）に記載の高強度・低延性非調質鋼を要旨とする。

【００１７】（１）重量％で、Ｃ：０．７０％を超え
１．２０％まで、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：０．３
０〜２．００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．１０％
以下、Ｃｕ：０．２０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、
Ｃｒ：０．０２〜２．００％、Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｖ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．１７％以下、Ｔｉ：
０．２０％以下、Ｂ：０．０１００％以下、Ａｌ：０．
１００％以下（但し、０．００５％以下を除く）、Ｎ：
０．０３０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下を含有し、残
部はＦｅ及び不可避不純物からなり、前記したｆｎ１≧
０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満た
し、且つ、ｆｎ４≧０であることを特徴とする高強度・
低延性非調質鋼。

【００１８】（２）重量％で、Ｃ：０．７０％を超え
１．２０％まで、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：０．３
０〜２．００％、Ｐ：０．１５％以下（但し、０．０４
％以上を除く）、Ｓ：０．１０％以下、Ｃｕ：０．２０
％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．０２〜２．
００％、Ｍｏ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、
Ｎｂ：０．１７％以下、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｂ：
０．０１００％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：
０．０３０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下を含有し、残
部はＦｅ及び不可避不純物からなり、前記したｆｎ１≧
０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満た
し、且つ、ｆｎ４≧０であることを特徴とする高強度・
低延性非調質鋼。

【００１９】（３）重量％で、Ｃ：０．７０％を超え
１．２０％まで、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：０．３
０〜２．００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．１０％
以下、Ｃｕ：０．２０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、
Ｃｒ：０．０２〜２．００％、Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｖ：０．５０％以下、Ｎｂ：０．００３〜０．１７％と
Ｔｉ：０．００５〜０．２０％のいずれか一方又は双
方、Ｂ：０．０１００％以下、Ａｌ：０．１００％以
下、Ｎ：０．０３０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下を含
有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、前記した
ｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一
つを満たし、且つ、ｆｎ４≧０であることを特徴とする
高強度・低延性非調質鋼。 以下、上記の（１）〜（３）
に記載のものをそれぞれ（１）〜（３）の発明という。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明における鋼の化学
組成を上記のように限定する理由について説明する。な
お、「％」は「重量％」を意味する。

【００２１】Ｃ： Ｃは鋼に所望の静的強度を付与すると共に常温での脆性
破壊を促進する作用を有する。特に前記ｆｎ１≧０、ｆ
ｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満たす鋼に
あっては、Ｃが０．７０％を超える場合に常温での脆性
破壊が極めて促進される。一方、１．２０％を超えて含
有させると、熱間での変形抵抗が大きくなって大きな加
工設備を必要とするし、更に、前記のｆｎ１≧０、ｆｎ
２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満たす場合で
も熱間加工性が低下して、熱間での加工時に割れを生じ
易くなる。従って、Ｃの含有量を、０．７０％を超え
１．２０％までとした。なお、より一層の安定した熱間
加工性を確保するためには、Ｃの含有量の上限は１．１
０％とすることが好ましい。

【００２２】Ｓｉ： Ｓｉは添加しなくても良い。添加すれば鋼の脱酸を促進
するとともに、焼入れ性を向上させる作用も有する。こ
れらの効果を確実に得るには、Ｓｉは０．０５％以上の
含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が
１．５０％を超えると熱間加工性が極めて低下し、熱間
での加工時に割れを生じ易くなる。従って、Ｓｉの含有
量を１．５０％以下とした。なお、一層の安定した熱間
加工性を確保するために、Ｓｉ含有量の上限を１．００
％とすることが望ましい。

【００２３】Ｍｎ： Ｍｎは脱酸に必要であるとともに、焼入れ性を高めて静
的強度を向上させる作用がある。しかし、その含有量が
０．３０％未満では所望の効果が得られず、２．００％
を超えると熱間加工性が劣化するようになるので、その
含有量を０．３０〜２．００％とした。

【００２４】Ｐ： Ｐは添加しなくても良い。添加すれば粒界脆化を引き起
こし延性を低下させる作用があるので、前記したような
常温での分割方法でフラットな脆性破面を得るのに有効
である。この効果を確実に得るには、Ｐは０．００５％
以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有
量が０．１５％を超えると熱間加工性が著しく劣化す
る。従って、（１）の発明及び（３）の発明におけるＰ
の含有量は０．１５％以下とし、（２）の発明における
Ｐの含有量は０．１５％以下（但し、０．０４％以上を
除く）とした。なお、安定した熱間加工性確保のため
に、（１）の発明及び（３）の発明におけるＰの含有量
は０．１０％以下とすることがより好ましい。

【００２５】Ｓ： Ｓも添加しなくても良い。添加すれば粒界脆化を引き起
こし延性を低下させる作用があるので、Ｐと同様に前記
したような常温での分割方法でフラットな脆性破面を得
るのに有効である。又、Ｓにはボルト穴加工時の切削性
を向上させる作用がある。これらの効果を確実に得るに
は、Ｓは０．００５％以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、その含有量が０．１０％を超えると熱間加
工性が著しく劣化する。従って、Ｓ含有量の上限を０．
１０％とした。

【００２６】Ｃｕ： Ｃｕは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を高め
て静的強度を向上させる効果を有する。この効果を確実
に得るには、Ｃｕは０．０１％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、その含有量が０．２０％を超える
と熱間加工性の劣化をもたらし、熱間圧延時や熱間鍛造
時に割れの発生を招く。従って、Ｃｕの含有量は０．２
０％以下とした。

【００２７】Ｎｉ： Ｎｉは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を高め
て静的強度を向上させる効果を有する。この効果を確実
に得るには、Ｎｉは０．０１％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、その含有量が０．５０％を超える
と延性と靭性の増加をきたして、フラットな脆性破面が
得られなくなる。従って、Ｎｉの含有量を０．５０％以
下とした。

【００２８】Ｃｒ： Ｃｒは焼入れ性を向上させて静的強度を高める効果があ
る。しかし、その含有量が０．０２％未満では所望の効
果が得られず、２．００％を超えて含有してもその効果
は飽和し、コストのみが上昇し経済性を損うことになる
ので、その含有量を０．０２〜２．００％とした。な
お、Ｃｒ含有量は０．１０％以上とすることが好まし
い。

【００２９】Ｍｏ： Ｍｏは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を高め
て強度を向上させる効果を有する。この効果を確実に得
るには、Ｍｏは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、０．５０％を超えて含有させても前記
の効果は飽和するのでコストのみが上昇し、経済性を損
うことになる。従って、Ｍｏの含有量を０．５０％以下
とした。なお、Ｍｏ含有量は０．０５％以上とすること
が一層好ましい。

【００３０】Ｖ： Ｖも添加しなくても良い。添加すれば強度を高める効果
を有する。この効果を確実に得るには、Ｖは０．００５
％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、０．５
０％を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コスト
のみが上昇して経済性を損う。更に、熱間加工性の劣化
を招く。従って、Ｖの含有量を０．５０％以下とした。

【００３１】Ｎｂ： Ｎｂは添加しなくても良い。添加すれば強度を高める効
果を有する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．０
０３％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、
０．１７％を超えて含有させても前記の効果は飽和し、
コストのみが上昇し経済性を損うことになる。更に、熱
間加工性の劣化を招くようになる。従って、（１）の発
明及び（２）の発明におけるＮｂの含有量を０．１７％
以下とした。又、（３）の発明においては、０．００３
〜０．１７％のＮｂと０．００５〜０．２０％のＴｉの
いずれか一方又は双方を含有させるものとした。なお、
一層の安定した熱間加工性を確保するためには、Ｎｂ含
有量の上限を０．１０％とすることが好ましい。

【００３２】Ｔｉ： Ｔｉも添加しなくても良い。添加すれば強度を高める効
果を有する。又、非調質鋼の常温における破壊形態に影
響を及ぼし、前記ｆｎ２、ｆｎ３を通じて脆性破壊を促
進する効果を有する。これらの効果を確実に得るには、
Ｔｉは０．００５％以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、０．２０％を超えて含有させると、熱間加
工性の劣化を招くようになる。従って、（１）の発明及
び（２）の発明におけるＴｉの含有量を０．２０％以下
とした。又、（３）の発明においては、０．００５〜
０．２０％のＴｉと０．００３〜０．１７％のＮｂのい
ずれか一方又は双方を含有させるものとした。なお、一
層の安定した熱間加工性確保のためには、Ｔｉの含有量
は０．１０％以下とすることが好ましい。

【００３３】Ｂ： Ｂは添加しなくても良い。添加すれば焼入れ性を向上さ
せて強度を高める効果がある。この効果を確実に得るに
は、Ｂは０．０００３％以上の含有量とすることが好ま
しい。しかし、その含有量が０．０１００％を超える
と、焼入れ性向上効果が飽和するばかりか、熱間加工性
が著しく劣化するようになる。従って、Ｂの含有量を
０．０１００％以下とした。

【００３４】Ａｌ： Ａｌは添加しなくても良い。添加すれば鋼の脱酸の安定
化及び均質化を図るとともに、窒化物を生成して結晶粒
を微細化し、強度を高める作用を有する。又、非調質鋼
の常温における破壊形態に影響を及ぼし、前記ｆｎ１、
ｆｎ３を通じて脆性破壊を促進する効果を有する。これ
らの効果を確実に得るには、Ａｌは０．００５％以上の
含有量とすることが望ましい。しかし、０．１００％を
超えて含有させると、熱間加工性の劣化を招くようにな
る。従って、（２）の発明及び（３）の発明におけるＡ
ｌの含有量を０．１００％以下とし、（１）の発明にお
けるＡｌの含有量を０．１００％以下（但し、０．００
５％以下を除く）とした。

【００３５】Ｎ： Ｎは含有させなくても良い。含有させれば、窒化物や炭
窒化物を生成して結晶粒を微細化し、強度を高める作用
を有する。又、ＴｉやＡｌ、Ｎｂなどとの関係で非調質
鋼の常温における破壊形態に影響を及ぼし、前記ｆｎ１
≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満
たす場合に脆性破壊を促進する効果を有する。これらの
効果を確実に得るには、Ｎは０．００３０％以上の含有
量とすることが望ましい。しかし、一般に、鋼の溶製に
おいてＮを０．０３０％を超えて含有させるには特殊な
溶解原料、設備や技術を必要とするので、コストが嵩み
経済性を損なうことになるし、熱間加工性の劣化を招く
場合もある。従って、Ｎの含有量を０．０３０％以下と
した。

【００３６】Ｐｂ： Ｐｂは含有させなくても良い。含有させればボルト穴加
工時の切削性を向上させる効果を有する。この効果を確
実に得るには、Ｐｂは０．０１％以上の含有量とするこ
とが好ましい。しかし、Ｐｂを０．３０％を超えて含有
させると熱間加工性が劣化して熱間圧延時や熱間鍛造時
に割れの発生を招く。従って、Ｐｂの含有量を０．３０
％以下とした。

【００３７】ｆｎ１、ｆｎ２、ｆｎ３： ０．７０％を超えるＣ、０．３０％以上のＭｎ、０．０
２％以上のＣｒを含有する非調質鋼の常温における破壊
形態は前記ｆｎ１、ｆｎ２、ｆｎ３で整理でき、ｆｎ１
≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満
たす場合に脆性破壊が促進される。そしてｆｎ１≧０、
ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満たし、
且つ常温引張試験した時の鋼材の伸び値が１０％以下の
場合に、熱間鍛造した一体成形材の常温分割破面がフラ
ットな脆性破面となって、前記したような新しいプロセ
スによって、所望強度である８００ＭＰａ以上の引張強
度を有するコネクティングロッド本体及びコネクティン
グロッドキャプを製造することができる。従って、ｆｎ
１≧０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを
満たすように規定する。

【００３８】ｆｎ１の値の上限は特に制限されるもので
はなく、ｆｎ１から求められる上限値の０．０２８であ
っても良い。

【００３９】ｆｎ２の値の下限も特に制限されるもので
はなく、ｆｎ２から求められる下限値の−０．０６であ
っても良い。

【００４０】ｆｎ３の値の上限も特に制限されるもので
はなく、ｆｎ３から求められる上限値の０．０２８であ
っても良い。なお、この場合にはｆｎ１＝ｆｎ３とな
る。

【００４１】更に、ｆｎ３はｆｎ１を用いて、ｆｎ３＝
ｆｎ１−（０．４Ａｌ＋０．３Ｔｉ＋０．１５Ｎｂ＋
０．３Ｖ＋１．３Ｂ）と表すことができる。従って、ｆ
ｎ３≧０の場合には、ｆｎ１≧０も必ず満たされる。

【００４２】又、前記ｆｎ２とｆｎ３の関係は、 ｆｎ３＝ｆｎ２−（０．５Ａｌ＋０．１５Ｎｂ＋０．３
Ｖ＋１．３Ｂ＋０．００２）、 であるから、ｆｎ２≦０とｆｎ３≧０とが同時に成立す
ることはない。このことから、ｆｎ２≦０の場合の脆性
破壊の促進はＴｉの炭化物や炭窒化物の形成に基づくも
のであり、ｆｎ３≧０やｆｎ１≧０の場合の脆性破壊の
促進は所謂「フリーの固溶Ｎ」に基づくところが大きい
ものと考えられる。

【００４３】ｆｎ４： 鋼の化学成分を厳密に制御し、且つ、前記ｆｎ４の値を
０以上とした場合に始めて、コネクティングロッド本体
及びコネクティングロッドキャプとして必要な８００Ｍ
Ｐａ以上の引張強度を非調質鋼に付与できる。従って、
ｆｎ４≧０とする。この値の上限には特に制限はなく、
ｆｎ４から求められる最大値（２．２３に近い値）であ
っても良い。

【００４４】上記の化学組成を有する鋼は通常の方法で
溶製された後、例えば、通常の方法による熱間での圧延
及び鍛造によって、コネクティングロッド本体１とコネ
クティングロッドキャプ２がつながった一体物に成形さ
れた後、ボルト穴加工を施される。その後、コネクティ
ングロッド本体１及びコネクティングロッドキャプ２に
前記したような方法によって常温で分割される。なお、
必要に応じて当該一体物の分割しようとする部位である
大端部穴の内側（図１におけるＮ部）の少なくとも一部
に０．５ｍｍＲ以下の切り欠きが設けられることもあ
る。次いで、分割されたコネクティングロッド本体１及
びコネクティングロッドキャプ２はボルト３でクランク
シャフトに結合されて組み立てられる。

【００４５】

【実施例】表１〜３に示す化学組成を有する鋼を通常の
方法により試験炉溶製した。表１、２における鋼１〜３
０は本発明鋼であり、表３における鋼３１〜４４はその
成分のいずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外
れた比較鋼である。

【００４６】次いで、これらの本発明鋼及び比較鋼を通
常の方法によって鋼片となした後、１２５０℃に加熱し
てから１２００〜９５０℃の温度で直径３０ｍｍの丸棒
に熱間鍛造し、その後常温まで空冷した。

【００４７】こうして得られた熱間鍛造ままの丸棒から
ＪＩＳ４号試験片を切り出し、常温で引張試験を行っ
た。更に、常温引張試験後の破面の状態を走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）で観察した。

【００４８】なお、３０ｍｍに熱間鍛造した丸棒の表面
は目視で観察して鍛造割れの有無を確認した。

【００４９】常温引張試験結果、破面観察結果及び鍛造
割れ確認結果を表４、５に示す。

【００５０】本発明鋼である鋼１〜３０にあっては、い
ずれも鍛造割れを生ずることもなく、所望の８００ＭＰ
ａ以上の引張強度と１０％以下の伸びとが得られてお
り、常温引張試験後の破面はすべてフラットな脆性破面
であった（表４参照）。

【００５１】これに対して、成分のいずれかが本発明で
規定する含有量の範囲から外れた比較鋼のうち、Ｃ量、
Ｓｉ量、Ｐ量、Ｓ量、Ｖ量、Ｎｂ量、Ｔｉ量、Ｂ量、Ａ
ｌ量及びＰｂ量がそれぞれ（１）〜（３）の発明のうち
での最も高い規定値に対して高目に外れた鋼３１〜３４
及び鋼３６〜４１には熱間での鍛造割れが認められた。
Ｎｉ量が本発明の規定値に対して高めに外れた鋼３５で
は常温伸びが１０％を超え、常温引張試験後の破面は延
性破面であった。鋼４２と４３はｆｎ１≧０、ｆｎ２≦
０及びｆｎ３≧０のいずれをも満足せず、更に、常温伸
びが１０％を超えるため、常温引張試験後の破面はすべ
て延性破面であった。鋼４４はｆｎ４が負の値であるた
め、引張強度が目標とする８００ＭＰａに達しなかった
（以上表５参照）。

【００５２】次いで、前記の表１に記載した本発明鋼で
ある鋼２及び１２を素材として通常の熱間鍛造法によっ
て、コネクティングロッド本体１とコネクティングロッ
ドキャプ２がつながった一体物を各々２０体ずつ熱間成
形した。なお、各２０体のうち５体には熱間成形の後、
図１のＮ部に０．３ｍｍＲの切り欠きを付けた。次い
で、前記した方法によって常温でコネクティングロッド
本体１及びコネクティングロッドキャプ２への分割テス
トを行った。この結果、両鋼とも２０体すべてにフラッ
トな脆性破面が得られ、機械加工による仕上げ整形なし
で使用できることが分かった。なお、切り欠きを付けた
各鋼５体の分割は特に容易であった。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】

【表５】

【００５８】

【発明の効果】本発明による高強度・低延性非調質鋼を
用いれば、コネクティングロッド本体及びコネクティン
グロッドキャプをコストの低い新プロセスで製造するこ
とが可能で、産業上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】コネクティングロッドの詳細を示す図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．７０％を超え１．２０
   ％まで、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜２．
   ００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．１０％以下、Ｃ
   ｕ：０．２０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：
   ０．０２〜２．００％、Ｍｏ：０．５０％以下、Ｖ：
   ０．５０％以下、Ｎｂ：０．１７％以下、Ｔｉ：０．２
   ０％以下、Ｂ：０．０１００％以下、Ａｌ：０．１００
   ％以下（但し、０．００５％以下を除く）、Ｎ：０．０
   ３０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下を含有し、残部はＦ
   ｅ及び不可避不純物からなり、ｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０
   及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満たし、且つ、ｆｎ
   ４≧０であることを特徴とする高強度・低延性非調質
   鋼。但し、 ｆｎ１＝Ｎ−０．１Ａｌ−０．００２、 ｆｎ２＝Ｎ−０．３Ｔｉ、 ｆｎ３＝Ｎ−０．５Ａｌ−０．３Ｔｉ−０．１５Ｎｂ−
   ０．３Ｖ−１．３Ｂ−０．００２、 ｆｎ４＝Ｃ＋（Ｓｉ／１０）＋（Ｍｎ／５）＋（５Ｃｒ
   ／２２）＋１．６５Ｖ−（５Ｓ／７）−０．８、 なお、式中の元素記号はその元素の重量％での含有量を
   表す。
2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．７０％を超え１．２０
   ％まで、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜２．
   ００％、Ｐ：０．１５％以下（但し、０．０４％以上を
   除く）、Ｓ：０．１０％以下、Ｃｕ：０．２０％以下、
   Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．０２〜２．００％、
   Ｍｏ：０．５０％以下、Ｖ：０．５０％以下、Ｎｂ：
   ０．１７％以下、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｂ：０．０１
   ００％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｎ：０．０３０
   ％以下、Ｐｂ：０．３０％以下を含有し、残部はＦｅ及
   び不可避不純物からなり、ｆｎ１≧０、ｆｎ２≦０及び
   ｆｎ３≧０の少なくとも一つを満たし、且つ、ｆｎ４≧
   ０であることを特徴とする高強度・低延性 非調質鋼。但
   し、 ｆｎ１＝Ｎ−０．１Ａｌ−０．００２、 ｆｎ２＝Ｎ−０．３Ｔｉ、 ｆｎ３＝Ｎ−０．５Ａｌ−０．３Ｔｉ−０．１５Ｎｂ−
   ０．３Ｖ−１．３Ｂ −０．００２、 ｆｎ４＝Ｃ＋（Ｓｉ／１０）＋（Ｍｎ／５）＋（５Ｃｒ
   ／２２）＋１．６５Ｖ −（５Ｓ／７）−０．８、 なお、式中の元素記号はその元素の重量％での含有量を
   表す。
3. 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．７０％を超え１．２０
   ％まで、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜２．
   ００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．１０％以下、Ｃ
   ｕ：０．２０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：
   ０．０２〜２．００％、Ｍｏ：０．５０％以下、Ｖ：
   ０．５０％以下、Ｎｂ：０．００３〜０．１７％とＴ
   ｉ：０．００５〜０．２０％のいずれか一方又は双方、
   Ｂ：０．０１００％以下、Ａｌ：０．１００％以下、
   Ｎ：０．０３０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下を含有
   し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、ｆｎ１≧
   ０、ｆｎ２≦０及びｆｎ３≧０の少なくとも一つを満た
   し、且つ、ｆｎ４≧０であることを特徴とする高強度・
   低延性非調質鋼。但し、 ｆｎ１＝Ｎ−０．１Ａｌ−０．００２、 ｆｎ２＝Ｎ−０．３Ｔｉ、 ｆｎ３＝Ｎ−０．５Ａｌ−０．３Ｔｉ−０．１５Ｎｂ−
   ０．３Ｖ−１．３Ｂ −０．００２、 ｆｎ４＝Ｃ＋（Ｓｉ／１０）＋（Ｍｎ／５）＋（５Ｃｒ
   ／２２）＋１．６５Ｖ −（５Ｓ／７）−０．８、 なお、式中の元素記号はその元素の重量％での含有量を
   表す。