JPH07188847A - 被削性に優れた機械構造用炭素鋼 - Google Patents

被削性に優れた機械構造用炭素鋼

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JPH07188847A
JPH07188847A JP33787693A JP33787693A JPH07188847A JP H07188847 A JPH07188847 A JP H07188847A JP 33787693 A JP33787693 A JP 33787693A JP 33787693 A JP33787693 A JP 33787693A JP H07188847 A JPH07188847 A JP H07188847A
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mass
graphite
machinability
ferrite
rem
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JP33787693A
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Takashi Iwamoto
岩本　　隆
Toshiyuki Hoshino
俊幸 星野
Akihiro Matsuzaki
明博 松崎
Kenichi Amano
虔一 天野
Atsumi Kawasaki
充実 河崎
Toshio Fujita
利夫 藤田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のPb快削鋼よりも優れた被削性を有する
鋼材を工業的に容易に得る。 【構成】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、Si：0.5 〜2.0 mass
％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass
％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下
を含み、さらに必要に応じて、Cr：0.05〜1.0 mass％及
びMo：0.05〜0.5 mass％の群、Ni：0.1 〜3.0 mass％、
Cu：0.1 〜3.0 mass％、Ｖ：0.05〜0.5 mass％、Nb：0.
005 〜0.05mass％、Al：0.01〜0.5 mass％及びTi：0.00
5 〜0.05mass％の群、Pb：0.03〜0.30mass％、Te：0.00
2 〜0.50mass％、Ｐ：0.030 〜0.15mass％、Ca：0.0002
〜0.30mass％、Bi：0.01〜0.30mass％、Se：0.003 〜0.
10mass％及びＳ：0.030 〜0.25mass％の群並びにＢ：0.
0003〜0.0150mass％のうちから選ばれる１種または２種
以上を含み、残部は実質的にFeの組成なり、しかも金属
組織が主としてフェライトおよび黒鉛よりなる組織とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被削性に優れた機械構
造用炭素鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】切削加工は、ほとんど全ての機械部品の
製造に用いられる加工方法である。従来、快削鋼として
は、機械構造用炭素鋼や合金鋼に、Pb，Ｓ，Bi，Tiおよ
びCa等の快削性元素を添加したものが多用されている。
しかしながら、快削元素として添加されるものは人体に
有害なものが多い。そのため鋼材の製造工程において、
大がかりな排気設備が必要となるだけでなく、鋼材のリ
サイクルの観点からも問題がある。そこで、これらの快
削元素を用いずに優れた被削性を有する鋼材の開発が望
まれていた。
【０００３】上記の要請に応えるものとして、例えば特
開昭49-67816号公報、同49-67817号公報、同49−103817
号公報および同50−1913号公報には、鋼中のＣを黒鉛と
して存在させ、この黒鉛の切欠潤滑効果を利用すること
によって、PbやBi等を用いることなしに被削性を改善す
る方法が開示されている。しかし、本発明者らの検討に
よれば、これらの鋼では鋼中のＣを黒鉛化するために前
処理として焼入れが必要なだけでなく、黒鉛化処理に著
しく長時間を要するため工業的規模での実施は極めて難
しい。また黒鉛化が完了しても、処理後の黒鉛粒径は極
めて大きいため、必ずしも優れた被削性を有していると
は言い難い。
【０００４】そこで本発明者らは、鋼中Ｃを黒鉛化した
鋼材の被削性について鋭意検討した結果、以下に述べる
結論を得るに至った。鋼中Ｃを黒鉛化した鋼材の被削性
は、黒鉛化の程度、黒鉛の粒径および黒鉛化後の硬さに
影響を受ける。すなわち、黒鉛化処理後の黒鉛化の程度
が悪く、未分解のセメンタイトが多量に残留すると被削
性は低下する。この理由は、セメンタイトが極めて硬質
であることから、これが切削工具を摩耗させることによ
る。また、黒鉛粒径も影響を及ぼし、黒鉛粒径が細粒の
方が被削性は向上する。黒鉛鋼の切削の機構は、被削材
が工具よりせん断応力を受ける領域において、鋼材中の
黒鉛と母相との界面に微細なクラックが発生し、かかる
クラックが連結することによるものである。従って、黒
鉛粒の粒径が細かく、また黒鉛粒の間隔が小さい方が、
すなわち同一黒鉛量の場合には黒鉛粒の粒径が小さくか
つ数多く存在しているほど、被削性は向上する。さら
に、良く知られているように、鋼の硬さも被削性に影響
を及ぼすが、本発明者らの検討によれば、これらの因子
が被削性に及ぼす影響の大きさは、黒鉛化率が最も大き
く、ついで黒鉛サイズ、被削材の硬さの順になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に立脚するもので、成分組成の調整により、黒鉛化率、
黒鉛粒径および鋼材の硬さを効果的に改善し、もって被
削性の一層の向上を実現した機械構造用炭素鋼を提案す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
構成は次のとおりである。 1)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.0 mass％、
Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
み、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、し
かも金属組織が主としてフェライトおよび黒鉛よりなる
ことを特徴とする被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
【０００７】2)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
0.0003〜0.0150mass％を含み、残部がFeおよび不可避的
不純物の組成からなり、しかも金属組織が主としてフェ
ライトおよび黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優
れた機械構造用炭素鋼。
【０００８】3)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 ma
ss％のうちから選んだ１種または２種を含有し、残部が
Feおよび不可避的不純物の組成からなり、しかも金属組
織が主としてフェライトおよび黒鉛よりなることを特徴
とする被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
【０００９】4)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass
％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種ま
たは２種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００１０】5)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
み、かつNi：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 ma
ss％、Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05ma
ss％及び Ti：0.005 〜0.05mass％のうちから選んだ１
種または２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物の組成からなり、しかも金属組織が主としてフェラ
イトおよび黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れ
た機械構造用炭素鋼。
【００１１】6)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
0.0003〜0.0150mass％を含み、かつNi：0.1 〜3.0 mass
％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、Ｖ：0.05〜0.5 mass
％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
うちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部がFe
および不可避的不純物の組成からなり、しかも金属組織
が主としてフェライトおよび黒鉛よりなることを特徴と
する被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
【００１２】7)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 ma
ss％のうちから選んだ１種または２種を含有し、さらに
Ni：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、
Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％及
び Ti：0.005 〜0.05mass％のうちから選んだ１種また
は２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の
組成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトお
よび黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械
構造用炭素鋼。
【００１３】8)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass
％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種ま
たは２種を含有し、さらにNi：0.1 〜3.0 mass％、
Cu：0.1 〜3.0 mass％、Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 N
b：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
うちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部がFe
および不可避的不純物の組成からなり、しかも金属組織
が主としてフェライトおよび黒鉛よりなることを特徴と
する被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
【００１４】9)Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
み、かつPb：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50
mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００１５】10) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下Ｂ：0.0003〜0.0150mass％を含み、かつPb：0.03
〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００１６】11) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.
05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種または２種を含有
し、さらにPb：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.
50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００１７】12) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下Ｂ：0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05
〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選
んだ１種または２種を含有し、さらにPb：0.03〜0.30ma
ss％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００１８】13) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下を含み、かつNi：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.
1 〜3.0 mass％、Ｖ：0.05〜0.5 mass％及び Nb：0.00
5 〜0.05mass％のうちから選んだ１種または２種以上を
含有し、さらにPb：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002
〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００１９】14) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下Ｂ：0.0003〜0.0150mass％を含み、かつNi：0.1
〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、Ｖ：0.05〜
0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
うちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらにP
b：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００２０】15) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.
05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種または２種を含有
し、さらにNi：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0
mass％、Ｖ：0.05〜0.5 mass％及び Nb：0.005 〜0.05
mass％のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、
さらにPb：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50ma
ss％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００２１】16) Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
2.0 mass％、Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.
03mass％、Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass
％以下Ｂ：0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05
〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選
んだ１種または２種を含有し、さらにNi：0.1 〜3.0 ma
ss％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、Ｖ：0.05〜0.5 mass
％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
うちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらにP
b：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
造用炭素鋼。
【００２２】
【作用】以下、本発明において、鋼の成分組成を上記の
範囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.1 〜1.5 mass％ Ｃは、機械部品としての強度を確保する上で重要なだけ
でなく、黒鉛相を形成する上で不可欠な成分であるが、
含有量が 0.1mass％未満では被削性の改善効果に乏し
く、一方 1.5mass％を超えて含有されると熱間圧延時に
おける変形抵抗が増大し、熱間圧延性の低下を招くの
で、 0.1〜1.5 mass％の範囲に限定した。
【００２３】Si：0.5 〜2.0 mass％ Siは、黒鉛化を促進するだけでなく、脱酸剤としても有
用な元素であるので積極的に添加するが、 0.5mass％未
満では黒鉛化促進効果に乏しく、一方 2.0mass％を超え
ると熱間圧延時における脱炭が著しく、焼入れ・焼戻し
後の機械的性質が劣化するので、 0.5〜2.0 mass％の範
囲に限定した。
【００２４】Mn：0.1 〜2.0 mass％ Mnは、焼入れ性を確保する上で有用な元素であるが、
0.1mass％未満ではその添加効果に乏しく、一方 2.0mas
s％を超えると黒鉛化が著しく阻害されるので、0.1 〜
2.0 mass％の範囲に限定した。
【００２５】REM：0.0005〜0.0300mass％ REMすなわち希土類元素は、Ｓと結合して硫化物を形成
する。例えば、LaやCeはＳと結合して（La, Ce）Ｓを形
成し、この（La, Ce）Ｓは、黒鉛の結晶化の核として作
用する。このため、黒鉛化に要する時間が短縮されると
同時に、黒鉛粒の微細化も達成される。従って、本発明
では REMを積極的に添加するが、含有量が0.0005mass％
に満たないとその添加効果に乏しく、一方0.0300mass％
を超えて添加してもその効果は飽和に達するので、0.00
05〜0.0300mass％の範囲に限定した。
【００２６】Ｎ：0.0015〜0.0150mass％ Ｎは、黒鉛の結晶化の核となる窒化物や炭窒化物の形成
に寄与するだけでなく、固溶Ｎは、動的歪み時効による
被削性の改善にも有効に寄与する。しかしながら、含有
量が0.0015mass％未満では、黒鉛の結晶化の核となる析
出物の絶対量が不足し、一方0.0150mass％を超えると熱
間加工性が低下して、鋼材に割れや疵が発生し易くなる
ので、0.0015〜0.0150mass％の範囲に限定した。
【００２７】Ｏ：0.0030mass％以下 Ｏは、酸化物系非金属介在物を形成し、機械部品の疲労
強度を低下させる他、冷間および熱間における加工性を
劣化させるので、極力低減することが望ましいが、0.00
30mass％までなら許容される。
【００２８】以上、基本成分について説明したが、本発
明では以下の元素をさらに添加することもできる。 Ｂ：0.0003〜0.0150mass％ Ｂは、Ｎと結合してＢＮを形成し、これが黒鉛の結晶化
の核となり黒鉛化の促進に有効に寄与する。しかしなが
ら、含有量が0.0003mass％未満ではその添加果に乏し
く、一方0.0150mass％を超えるとセメンタイトが安定化
し、逆に黒鉛化が阻害されるので、0.0003〜0.0150mass
％の範囲に限定した。
【００２９】Cr：0.05〜1.0 mass％、Mo：0.05〜0.5 ma
ss％ CrおよびMoは、焼入れ性の向上元素として均等であり、
焼入れ・焼戻し処理によって機械部品として必要な強度
を確保する場合に活用して有用である。しかしながら、
これらの元素は、セメンタイト中に侵入するとセメンタ
イトを安定化して黒鉛化を遅延させる作用もある。従っ
て、これらの元素の添加に際しては、焼入れ性向上に効
果がある一方、黒鉛化を阻害しない範囲で添加する必要
があり、かかる観点からそれぞれCr：0.05〜1.0 mass
％、Mo：0.05〜0.5 mass％の範囲に限定した。
【００３０】Ni, Cu, Ｖ，Nb, AlおよびTiはそれぞれ、
黒鉛化促進元素として均等な元素である。Ni：0.1 〜3.
0 mass％、Cu：0.1 〜3.0 mass％ NiおよびCuはそれぞれ、セメンタイトを不安定にするこ
とによって黒鉛化速度を速める有用元素であり、また両
者の複合添加による析出強化により、フェライト相の強
度の向上にも有効に寄与するので、焼入れ・焼戻し処理
またはフェライト相の析出強化によって機械部品として
の強度を確保する必要がある場合に添加する。しかしな
がら、いずれも含有量が 0.1mass％に満たないとその添
加効果に乏しく、一方 3.0mass％を超えると熱間変形能
が低下するので、0.1 〜3.0 mass％の範囲で含有させる
ものとした。
【００３１】Ｖ：0.05〜0.5 mass％、Nb：0.005 〜0.05
mass％ ＶおよびNbはそれぞれ、炭窒化物を形成し、、熱間圧延
の加熱工程において、γ粒の成長を抑制することにより
熱間圧延後の組織を微細化し、ひいては黒鉛化の促進に
も寄与する。また焼入れ性を向上させると同時に微細な
炭窒化物を形成し、その析出強化により強度の向上にも
寄与する。そこで、これらの元素は、機械部品として要
求される強度を焼入れ・焼戻し処理または析出強化によ
り確保する必要がある場合に利用する。しかしながら、
含有量がそれぞれ、0.05，0.005mass％に満たないとそ
の添加効果に乏しく、一方 0.5, 0.05mass％を超えて添
加してもその効果は飽和に達するので、Ｖ：0.05〜0.5
mass％、Nb：0.005 〜0.05mass％の範囲で含有させるも
のとした。
【００３２】Al：0.01〜0.5 mass％、Ti：0.005 〜0.05
mass％ AlおよびTiはいずれも、Ｎと結合して窒化物を形成し、
これらが黒鉛化時に黒鉛結晶化の核として作用すること
によって黒鉛化を促進させる作用がある。また、これら
元素は脱酸剤としても有用である。そこで、必要に応じ
て添加するが、含有量がそれぞれ 0.01, 0.005mass％に
満たないとその効果が小さく、一方0.5,0.05mass％を超
えて添加してもその効果は飽和に達し、とくにAlは熱間
変形能の低下を招く不利もあるので、Al：0.01〜0.5 ma
ss％、Ti：0.005 〜0.05mass％の範囲で含有させるもの
とした。
【００３３】さらにまた本発明においては、上記各成分
の他に、下記の成分元素の内から選ばれるいずれか１種
または２種以上を含有させることができる。これらの元
素の含有は、鋼中Ｃの黒鉛化による被削性の向上効果と
相俟って、鋼の被削性をより一層向上させることにな
る。なお、これら被削性向上元素を添加しても黒鉛化が
阻害されることはない。
【００３４】Pb：0.03〜0.30wt％ Pbは、融点が低いため、切削時の鋼材の発熱により溶融
し、液体潤滑効果により被削性を著しく向上させる元素
であるが、他方で黒鉛化を阻害し逆に被削性を低下させ
るので、両特性を満足させるために、0.03〜0.30wt％の
範囲内で添加する。
【００３５】Te：0.002 〜0.50wt％ このTeは、MnTeを形成し、これがチップブレーカーとし
て作用することにより被削性を向上させる。一方で、黒
鉛化を阻害する元素でもあるので、多量に添加すると被
削性は却って劣化する。そこで、被削性向上への寄与が
認められると同時に黒鉛化への阻害が顕著に認められな
い範囲内につき検討した結果、その適正量は0.002 〜0.
50wt％である。
【００３６】Ｐ：0.030 〜0.15wt％ Ｐは、フェライト相を硬化させることにより被削性を向
上させる元素であるが、他方で黒鉛化を阻害する元素で
もある。被削性を向上させるためには、少なくとも0.03
0 wt％以上の添加が必要である。しかし、0.15wt％を超
えて添加すると黒鉛化を阻害して逆に被削性を低下させ
ることになるので、0.15wt％を上限として添加する。
【００３７】Ca：0.0002〜0.30wt％ このCaは、Ca−Al系の酸化物を形成し、これが黒鉛化の
核として作用し黒鉛化を促進することにより被削性を改
善する。このような作用は、0.0002wt％未満の添加では
明確に顕れず、一方0.30wt％を越えて添加すると酸化物
系非金属物が多くなり、これが機械部品としての疲労強
度を低下させるので、このCaの添加量は0.0002〜0.30wt
％の範囲とする。
【００３８】Bi：0.01〜0.30wt％ Biは、Pbと同様に融点が低いため、切削時の鋼材の発熱
により溶融し、液体潤滑効果により被削性を著しく向上
させる元素であるが、他方で黒鉛化を阻害し逆に被削性
を低下させるので、両特性を満足させるために0.01〜0.
30wt％の範囲内で添加する。
【００３９】Se：0.003 〜0.10wt％ このSeは、Mnと結合し、MnSeを形成することによりこれ
がチップブレーカーとして作用することにより被削性を
改善する。同時に、このMnSeが黒鉛化の核となり黒鉛化
を促進することにより被削性を向上させる。この効果は
0.003wt ％未満ではその効果が小さく、一方0.10wt％を
越えて添加してもその効果が飽和するので0.003 〜0.10
wt％の範囲内で添加する。
【００４０】Ｓ：0.030 〜0.25wt％ Ｓは、MnＳを形成し、これが切削時のチップブレーカー
として作用し被削性を向上させるとともに、黒鉛化の核
となることにより黒鉛化を促進し、その結果として被削
性を向上させる作用がある。その添加量が0.030 wt％未
満ではその効果に乏しいために0.030wt ％以上添加する
が、一方で0.25wt％を越えて添加しても効果が飽和する
ので、上限を0.25wt％とした。
【００４１】上述した基本成分組成範囲に調整すること
によって、前処理としての焼入れの必要なしに金属組織
が主にフェライトと黒鉛からなる鋼材を得ることができ
る。なお、金属組織的には、本発明の構成は、主として
黒鉛とフェライトよりなる組織にすることが必要である
が、添加Ｃ量の50％程度まではセメンタイトとして存在
させてもよく、潤滑作用に基づく快削性の点から組織中
に少なくとも0.05mass％の黒鉛相を含有させることが望
ましい。
【００４２】次に、この発明の製造方法について説明す
る。まず素材の製造については、従来公知の転炉、電気
炉などで溶製した後、連続鋳造法または造塊・分塊法に
よってスラブとする。ついで熱間圧延により所定の形状
としたのち、黒鉛化焼なましを施して、金属組織中に所
定量の黒鉛相を析出させる。このようにして製造した発
明鋼は、その後、所定の部品形状に成形して機械部品と
する。なお窒化処理を施して製品とする場合もある。
【００４３】上記の熱間圧延における加熱温度はを1000
℃以上にすることが望ましい。ここで、被削性元素を含
む場合には熱間加工性が劣化するため、上記の熱間圧延
前の加熱温度を1000℃以上とし、850 ℃以上の温度で圧
延することが望ましい。
【００４４】このようにして熱間圧延した後は、焼き入
れ処理を行うことなく、焼きなまし処理のみで黒鉛化が
達成される。前述した自己潤滑作用による被削性の確保
に必要な10％以上の黒鉛相を得るための焼きなまし条件
は、600 ℃〜Ａc1の温度範囲で５〜３０時間保持すれば
よい。なお、快削性元素としてTe、Ｐ、Bi、Pb等の黒鉛
化を阻害する元素が単独で含まれる場合は、上記範囲内
で、保持時間を長くするのが望ましい。
【００４５】
【実施例】
実施例１ 表１、表２に示す成分組成になる鋼材を、転炉によって
溶製し、真空脱ガス処理後、連続鋳造によりブルームと
したのち、熱間圧延により 150mm角のビレットとした。
ついで、これらのビレットを棒鋼圧延により52mmφの棒
鋼としたのち、700 ℃，10ｈ→空冷の黒鉛化処理を施し
た。かくして得られた鋼材の黒鉛化焼鈍後の硬さ、黒鉛
化率および黒鉛粒径について調査した。なお黒鉛化率
は、測定した黒鉛量と添加したＣがすべて黒鉛化した場
合の黒鉛量との比率で定義した。また、高速度工具鋼に
よる被削性試験を行って工具寿命についても調査した。
ここに、被削性試験は、高速度工具鋼SKH4を用い、外周
旋削の条件により行った。切削時の切り込み深さおよび
送り量はそれぞれ 2.0mm、0.25mm／rev.、切削速度は70
m/min であり、切削不能となるまでの時間を工具寿命と
定義した。得られた試験結果を表３に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】表中、No.1〜22は本発明鋼である。また N
o.23〜27は、成分のいずれかが本発明の適正範囲を逸脱
した比較鋼である。なお No.28はJIS S53CにPbを添加し
たPb快削鋼、No.29 はSAE 規格の 12L14相当鋼である。
表３から明らかなように、本発明鋼はいずれも、 700
℃、10ｈの保持の黒鉛化処理で鋼中Ｃのほぼ 100％が黒
鉛化されている。また本発明鋼は、処理後の黒鉛粒径も
微細であり、多数の黒鉛粒が存在していることが判る。
そのため、被削性に優れ、鋼No.29 のSAE 規格 12L14相
当鋼と同等の工具寿命が得られている。これに対し、M
n, Si, Ｎ，Ｐ，ＯおよびREM が本発明の適正範囲を逸
脱した鋼No.23 〜27は、黒鉛化に長時間を要するため10
ｈの処理では黒鉛化が十分には進行せず、そのため被削
性も本発明鋼に比べると劣っている。
【００５０】実施例２ 表４、表５に示す成分組成になる鋼材を、実施例１と同
様に処理して、52mmφの棒鋼とした。かくして得られた
鋼材の硬さ、黒鉛化率、黒鉛粒径および工具寿命につい
て調べた結果を、表６に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
【表５】
【００５３】
【表６】
【００５４】表中、No.1〜30は本発明鋼である。また N
o.31〜35は、成分のいずれかが本発明の適正範囲を逸脱
した比較鋼である。なお No.36はJIS S53CにPbを添加し
たPb快削鋼、 No.37はSAE 規格の 12L14相当鋼である。
表６から明らかなように、No.1〜30はいずれも、黒鉛化
が迅速に進行し、鋼中Ｃのほぼ 100％が黒鉛化されてい
る。また、処理後の黒鉛粒径も微細で、多数の黒鉛粒が
存在していることが判る。このため、鋼No.37 のSAE 規
格 12L14相当鋼と同等の工具寿命が得られている。これ
に対し、各種成分が本発明の適正範囲を逸脱している鋼
No.31 〜35は、黒鉛化が十分には進行しておらず、その
ため被削性も本発明鋼に比べると劣っている。
【００５５】実施例３ 表７に示す成分組成になる鋼材を、実施例１と同様に処
理して、52mmφの棒鋼とした。かくして得られた鋼材の
硬さ、黒鉛化率、黒鉛粒径および工具寿命について調べ
た結果を、表８に示す。
【００５６】
【表７】
【００５７】
【表８】
【００５８】表中、No.1〜22は本発明鋼である。また、
No.23 〜25は、成分のいずれかが本発明の適正範囲を逸
脱した比較鋼である。なお、No.26 はPb- Ｓ- Ｐの複合
快削鋼であるSAE 規格の 12L14相当鋼、No.27 はJIS S4
5CにPbを添加したPb快削鋼である。本発明鋼の工具寿命
は、74.4 min以上の極めて良好な寿命を示すのに対し、
比較鋼および従来鋼はいずれも53.0 min以下でしかな
い。すなわち、本発明により、従来の鋼より格段に優れ
た被削性が可能となる。
【００５９】実施例４ 表９、表10に示す成分組成になる鋼材を、実施例１と同
様に処理して、52mmφの棒鋼とした。かくして得られた
鋼材の硬さ、黒鉛化率、黒鉛粒径および工具寿命につい
て調べた結果を、表11に示す。
【００６０】
【表９】
【００６１】
【表１０】
【００６２】
【表１１】
【００６３】表中、No.1〜24は本発明鋼である。また、
No.25 〜28は、成分のいずれかが本発明の適正範囲を逸
脱した比較鋼である。なお、No.29 はPb- Ｓ- Ｐの複合
快削鋼であるSAE 規格の 12L14相当鋼、No.30 はJIS S4
5CにPbを添加したPb快削鋼である。本発明鋼の工具寿命
は、66.5 min以上の極めて良好な寿命を示すのに対し、
比較鋼および従来鋼はいずれも60.5 min以下でしかな
い。すなわち、本発明により、従来の鋼より格段に優れ
た被削性が可能となる。
【００６４】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、従来のPb快
削鋼よりも優れた被削性を有する鋼材を工業的に容易に
得ることができ、高い被削性が要求される機械部品の製
造に資すること大である。
フロントページの続き (72)発明者 松崎 明博 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 天野 虔一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 河崎 充実 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 藤田 利夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、残部がFeおよび不可避的不純物の組成からなり、し
    かも金属組織が主としてフェライトおよび黒鉛よりなる
    ことを特徴とする被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
  2. 【請求項２】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、残部がFeおよび不可避的
    不純物の組成からなり、しかも金属組織が主としてフェ
    ライトおよび黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優
    れた機械構造用炭素鋼。
  3. 【請求項３】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 ma
    ss％のうちから選んだ１種または２種を含有し、残部が
    Feおよび不可避的不純物の組成からなり、しかも金属組
    織が主としてフェライトおよび黒鉛よりなることを特徴
    とする被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
  4. 【請求項４】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％
    Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass
    ％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種ま
    たは２種を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  5. 【請求項５】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつNi：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 ma
    ss％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％及
    び Ti：0.005 〜0.05mass％のうちから選んだ１種また
    は２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の
    組成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトお
    よび黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械
    構造用炭素鋼。
  6. 【請求項６】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつNi：0.1 〜3.0 mass
    ％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
    うちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部がFe
    および不可避的不純物の組成からなり、しかも金属組織
    が主としてフェライトおよび黒鉛よりなることを特徴と
    する被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
  7. 【請求項７】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 ma
    ss％のうちから選んだ１種または２種を含有し、さらに
    Ni：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％及
    び Ti：0.005 〜0.05mass％のうちから選んだ１種また
    は２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の
    組成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトお
    よび黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械
    構造用炭素鋼。
  8. 【請求項８】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.0300mass％ Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass
    ％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種ま
    たは２種を含有し、さらにNi：0.1 〜3.0 mass％、
    Cu：0.1 〜3.0 mass％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
    うちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部がFe
    および不可避的不純物の組成からなり、しかも金属組織
    が主としてフェライトおよび黒鉛よりなることを特徴と
    する被削性に優れた機械構造用炭素鋼。
  9. 【請求項９】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜2.
    0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつPb：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50
    mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  10. 【請求項１０】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつPb：0.03〜0.30mass
    ％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  11. 【請求項１１】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 ma
    ss％のうちから選んだ１種または２種を含有し、さらに
    Pb：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  12. 【請求項１２】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass
    ％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種ま
    たは２種を含有し、さらにPb：0.03〜0.30mass％、
    Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  13. 【請求項１３】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつNi：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 ma
    ss％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％及び Nb：0.005 〜0.05mass％の
    うちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらにP
    b：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  14. 【請求項１４】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつNi：0.1 〜3.0 mass
    ％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
    うちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらにP
    b：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  15. 【請求項１５】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下を含
    み、かつCr：0.05〜1.0 mass％及び Mo：0.05〜0.5 ma
    ss％のうちから選んだ１種または２種を含有し、さらに
    Ni：0.1 〜3.0 mass％、 Cu：0.1 〜3.0 mass％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％及び Nb：0.005 〜0.05mass％の
    うちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらにP
    b：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
  16. 【請求項１６】Ｃ：0.1 〜1.5 mass％、 Si：0.5 〜
    2.0 mass％、 Mn：0.1 〜2.0 mass％、 REM：0.0005〜0.03mass％、 Ｎ：0.0015〜0.0150mass％、Ｏ：0.0030mass％以下Ｂ：
    0.0003〜0.0150mass％を含み、かつCr：0.05〜1.0 mass
    ％及び Mo：0.05〜0.5 mass％のうちから選んだ１種ま
    たは２種を含有し、さらにNi：0.1 〜3.0 mass％、
    Cu：0.1 〜3.0 mass％、 Ｖ：0.05〜0.5 mass％、 Nb：0.005 〜0.05mass％ Al：0.01〜0.5 mass％及び Ti：0.005 〜0.05mass％の
    うちから選んだ１種または２種以上を含有し、さらにP
    b：0.03〜0.30mass％、 Te：0.002 〜0.50mass％ Ｐ：0.030 〜0.15mass％、 Ca：0.0002〜0.30mass％ Bi：0.01〜0.30mass％、 Se：0.003 〜0.10mass％及
    びＳ：0.030 〜0.25mass％のうちから選んだ１種または
    ２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の組
    成からなり、しかも金属組織が主としてフェライトおよ
    び黒鉛よりなることを特徴とする被削性に優れた機械構
    造用炭素鋼。
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