WO1998023784A1

WO1998023784A1 - Acier d'excellente usinabilite et composant usine

Info

Publication number: WO1998023784A1
Application number: PCT/JP1997/004297
Authority: WO
Inventors: Koji Watari; Yasutaka Okada
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 1999-05-25
Also published as: CN1205036A; KR100268536B1; EP0903418A1; CA2243123A1; KR19990076784A; DE69718784T2; CN1095503C; CA2243123C; EP0903418B1; EP0903418A4; DE69718784D1

Description

明細: 被削性に優れた鋼材及び切削加工を受けた部品技術分野

本発明は、被削性に優れた鋼材及び切削による加工を受けた部品に関する。より詳しくは、良好な被削性を有し、自動車を初めとする輸送用機械、産業用機械、建設用機械など各種機械の構造部品の素材として好適な鋼材、及びその鋼材を素材としクランクシャフト、コネクティングロッド、ギアなど切削による加工を受けた各種の機械構造部品に関する。背景技術

従来、輸送用機械、産業用機械、建設用機械などの各種機械構造部品は、（ a ) 熱間加工で所定の形状に粗加工し、次いで、切削加工によつて所望形状に仕上げた後、焼入れと焼戻しの調質処理を施すか、（ b ) 熱間加工及び焼入れ焼戻し処理を施した後、切削加工によつて所望形状に仕上げるのが一般的であつた。

しかし、機械構造部品が高強度化するに伴って、切削加工のコストが嵩んできた。そこで、切削加工を容易にし、低コスト化を図るために被削性に優れた快削鋼に対する要求がますます大きくなつている。

鋼に P b、 T e 、 B i 、 C a 及び Sなどの快削元素（被削性改善元素）を単独あるいは複合添加すれば被削性が向上することはよく知られている。このため、従来は機械構造用鋼を初めとする鋼に前記の快削元素を添加して被削性を改善する方法が採られてきた。しかし、機械構造用鋼などに単に快削元素を添加しただけの場合には、所望の機械的特性（例えば、靭性ゃ疲労強度）を確保できないことが多い。

こうした状況の下、上記（ a ) の熱間加工後に切削加工してから焼入れ焼戻し処理を施す技術が、例えば、特開平 2 —1 1 1 842号公報と特開平 6 — 279849号公報に開示されている。すなわち、鋼中の C を黒鉛として存在させ、この黒鉛の切欠きと潤滑の効果を利用することによつて被削性を向上させた「被削性、焼入性に優れた熱間圧延鋼材」と「被削性に優れた機械構造用鋼の製造方法」である。

しかし、特開平 2 - 1 1 1 842号公報に提案された鋼材は、 Bを添加し B窒化物（ B N) を黒鉛の析出核として黒鉛化を促進させるため、 Bの添加が必須であり、凝固時に割れを生じ易いという問題を含んでいる。一方、特開平 6—279849号公報に記載の方法は、 A1 添加とともに鋼中〇（酸素）を低く規制することで熱間圧延ままの状態で黒鉛化を促進させるものである。このため、熱間圧延後に 5時間以上の黒鉛化焼なまし処理を施す必要があり、必ずしも経済的とはいえない。

一方、上記（ b ) の熱間加工及び焼入れ焼戻し処理を施した後、切削加工する技術が、例えば、特開平 6 —2 1 2347号公報に開示されている。これは、特定の化学組成を有する鋼を熱間鍛造後直ちに焼入れし、その後焼戻し処理を行って Ti Cを析出させる「高疲労強度を有する熱間鍛造品及びその製造方法」である。しかしこの公報に記載の熱間鍛造品は、鋼の化学組成としての N量を Ti 量との比率である N/Ti で 0. 1 未満と規定しているだけであるため、必ずしも良好な被削性を確保できない場合がある。つまり、重量％で、 0. 0 1 〜0. 20 %の Ti を含む鋼の N含有量を NZTi で 0. 1 未満と規定しただけでは、硬質の Ti Nが多量に形成されて被削性の劣化を生ずる場合があり、更に、靭性の劣化を生ずることもある。

鉄と鋼（ V o 1 . 57 ( 1 97 1年） S 484 ) には、脱酸調整快削鋼に Ti を添加すれば被削性が高まる場合のあることが報告されている ₍ しかし、 Ti の多量の添加は Ti Nが多量に生成することもあって工具摩耗を増大させ、被削性の点からは好ましくないことも述べられている ₍ 例えば、 C : 0. 45 %、 S i : 0. 29 %、 Mn : 0. 78 %、 P : 0. 0 1 7 %、 S ： 0. 04 1 %、 A 1 ： 0. 006 %、 N： 0. 00

87 %、 T i 0. 228 %、〇： 0. 004 %及び C a ： 0. 00 1 %を含有する Iでは却ってドリル寿命が低下して被削性が劣つている。このように、 Iに単に Ti を添加するだけでは被削性は向上するものではない。発明の開示

本発明の目的は、良好な被削性を有し、自動車を初めとする輸送用機械、産業用機械、建設用機械など各種機械の構造部品の素材として好適な鋼材、及びその鋼材を素材としクランクシャフト、コネクティング口ッド、ギアなど切削による加工を受けた各種の機械構造部品を提供する v_ごめ。

本発明の要旨は以下のとおりである。

( I ) 重量％で、 C : 0. 05〜0. 6 %、 S ： 0. 002〜0. 2 %、 Ti ： 0. 04〜； L . 0 %、 N： 0. 008 %以下、 Nd ： 0〜0 · 1 %、 S e ： 0〜0. 5 %、 Te : 0〜0. 05 %、 C a ： 0〜0. 0 1 %、 P b ： 0〜0. 5 %、 B i ： 0〜0. 4 %を含む化学組成で、鋼中の Ti 炭硫化物の最大直径が 1 0 m以下、且つ、その量が清浄度で 0. 05 %以上である被削性に優れた鋼材。

( Π ) C： 0. 2〜0. 6 %、 S i : 0. 05〜1. 5 %、 Mn : 0. 1 〜2. 0 %、 P： 0. 07 %以下、 S ： 0. 0 1 〜0. 2 %、 A1 ： 0. 002〜0. 05 %、 C u ： 0〜1. 0 %、 Ni ： 0〜2. 0 %、 C r ： 0〜2. 0 %、 Mo : 0〜0. 5 %、 V： 0〜0. 3 %、 Nb ： 0〜0. 1 %を含み、残部が F e及び不可避不純物からなる化学組成で. 更に、組織の 90 %以上がフヱライトとパ一ライトである上記（ I ) に記載の非調質鋼材。 ( ΠΙ) C： 0. 05〜0. 3 %、 S i ： 0. 05〜； L . 5 %、 Al ： 0. 002〜0. 05 %、 C u : 0〜l . 0 %、 Mo : 0〜0. 5 %、 V: 0〜0. 30 %、 Nb : 0〜0. 1 %、 B : 0〜0. 02 %を含み、下記の式で表される f n 3の値が 2. 5〜4. 5 %を満たし、残部が F e及び不可避不純物からなる化学組成で、更に、組織の 90 %以上がベイナイト、又は、フェライトとベイナイトである上記（ I ) に記載の非調質鋼材。

f n 3 =0. 5 S i ( %) +Mn ( %) +1. 1 3 C r ( %) +1. 98 N i ( %)

( IV) C： 0. 1 〜0. 6 %、 S i ： 0. 05〜1 . 5 %、 Mn ： 0. 4〜2. 0 %、 A 1 ： 0. 002〜0. 05 %、 C u ： 0〜1. 0 %、 N i ： 0〜2. 0 %、 C r ： 0〜2. 0 %、 Mo : 0〜0. 5 %、 V： 0〜0. 3 %、 Nb ： 0〜0. 1 %、 B： 0〜0. 02 %を含み、残部が F e及び不可避不純物からなる化学組成で、更に、組識の 50 %以上がマルテンサイトである上記（ I ) に記載の調質鋼材。

( V) 上記（ I ) に記載の鋼材を素材とし、切削による加工を受けた部口 do

( I) 上記（ Π) に記載の非調質鋼材を素材とし、切削による加工を受けた部品。

( ) 上記（ m) に記載の非調質鋼材を素材とし、切削による加工を受けた部品。

( ) 上記（ IV) に記載の調質鋼材を素材とし、切削による加工を受けた部品。

なお、本発明でいう「Ti 炭硫化物」には単なる Ti 硫化物をも含むものとする。

本明細書でいう「（ Ti 炭硫化物の）最大直径」とは「個々の Ti 炭硫化物における最も長い径」のことを指す。 Ti 炭硫化物の清浄度は、光学顕微鏡の倍率を 400倍として、 JIS G 0555に規定された「鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法」によって 6 0視野測定した値をいう。

なお、本明細書でいう「非調質鋼材」とは所謂「調質処理」としての「焼入れと焼戻し」を省略した鋼材のことをいい、「熱間加工後冷却したままの状態で使用できる鋼材」の他に「熱間加工後の冷却の後で焼戻しに相当する時効処理を行った鋼材」を含むものである。「調質鋼材」とは「焼入れと焼戻し」が施された鋼材のことをいう。

組織の割合は顕微鏡観察したときの組織割合、つまり面積率のことをいう。

上記（ Π) に関して、「フェライトとパーライトが 90 %以上」とは，フェライトとパーライトとが混在する場合の組織においてフヱライトとパーライトの占める割合の和が 90 %以上であることをいう。

上記（ ΠΙ) に関して、「ベイナイトが 90 %以上」とは組織中にフェライトが含まれない場合において組織の 90 %以上をべィナイトが占めている状態をいい、「フェライトとベイナイトが 90 %以上」とはべィナイトとフェライトが混在する場合の組織においてフェライトとベイナイトの占める割合の和が 90 %以上であることをいう。

上記（ IV) に関して、「マルテンサイトが 50 %以上」とは組織の 5 0 %以上をマルテンサイトが占めている状態をいう。なお、前記（ IV) は焼入れと焼戻しを施された「調質鋼材」に関するものであり、したがつて上記のマルテンサイトは焼戻しを受けたマルテンサイト、つまり「焼戻しマルテンサイト」を指すが、以下、単に「マルテンサイト」という。発明を実施するための最良の形態

本発明者らは、鋼材の化学組成と組織が被削性と機械的性質に及ぼす影響について検討するため実験を繰り返した。

その結果、先ず、（ a ) 鋼に適正量の Ti を添加し、（ b ) 鋼中の介在物制御として硫化物を Ti 炭硫化物に変え、（ c ) 上記 Ti 炭硫化物を微細に分散させれば、鋼材の被削性が飛躍的に向上することを見いだした。

そこで更に研究を続けた結果、下記（ d ) 〜（ p ) の事項を知見した _c ( d ) 適正量の Sを含有した鋼に Ti を積極的に添加して行くと、鋼中に Ti 炭硫化物が形成される。

( e ) 鋼中に上記の Ti 炭硫化物が生成すると、 Mn Sの生成量が減少する。

( f ) 鋼中の S含有量が同じ場合には、 Ti 炭硫化物は Mn Sよりも大きな被削性改善効果を有する。これは、 Ti 炭硫化物の融点が Mn Sのそれよりも低いため、切削加工時に工具のすくい面での潤滑作用が大きくなることに基づく。

( g ) Ti 炭硫化物の被削性改善効果を充分発揮させるためには、 N含有量を◦ . 008 %以下と低く制限して Ti Nの析出を抑制することが重要である。

( h ) N含有量を規制することは鋼中の Ti Nの減少につながり、これによつて機械的性質のうちの靭性を高めることもできる。

( i ) Ti 炭硫化物によって被削性を高めるためには、 Ti 炭硫化物のサイズと、その清浄度で表される量（以下、単に「清浄度」という）を適正化しておくことが重要である。

( j ) 製鋼時に生成した Ti 炭硫化物は、通常の熱間加工のための加熱温度及び調質処理における通常の焼入れのための加熱温度では基地に固溶しない。このため、 Ti 炭硫化物はオーステナイト領域において所謂「ピンニング効果」を発揮し、オーステナイト粒の粗大化防止に有効である。勿論、 Ti 炭硫化物は、調質処理における通常の焼戻しのための加熱温度や、焼戻しに相当する時効処理のための加熱温度でも基地に固溶しない。

( k ) 組織の 90 %以上がフライトとパーラィトである鋼材では、変態歪による曲がりや残留応力の発生が極めて小さい。

( 1 ) 組織の 9◦ %以上がベイナイト、又は、フヱライトとベイナイトである鋼材の強度と靭性のバランスは良好である。

( m) 組織の 50 %以上がマルテンサイトである鋼材の強度と靭性のバランスは極めて良好である。

( n ) 特定の化学組成を有し、組織の 90 %以上がフヱライトとパーライトである非調質鋼材において、フライトの割合が面積率で 20〜7 0 %、フェライトの粒度が J I S粒度番号で 5以上、パーライトのラメラ間隔の平均値が 0. 2 以下、の少なくとも 1 つの条件を満足すれば、良好な強度と靭性のバランスが得られる。

( o ) 下記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大きい場合及び又は下記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合、 Ti 炭硫化物の被削性向上効果は大きくなる。なお、（ 2 ) 式で表される f n 2 の値が 2より大きい場合、 Ti 炭硫化物のピンニング効果も大きくなつて、大きな強度や優れた靭性が得られる。

f n 1 =Ti ( % ) — 1. 2 S ( %) ( 1 )

f n 2 =Ti ( %) /S ( %) ( 2 )

( ) 下記（ 3 ) 式で表される f n 3の値は特定の化学組成を有する非調質鋼材の組織及び靭性と相関を有し、この値が特定の範囲にあれば組織の 90 %以上がベイナイト、又は、フェライトとベイナイトになる。 f n 3 =0. 5 S i ( %) + n ( ) +1. 1 3 C r ( %) +1. 98 Ni ( %) ( 3 )

本発明は上記の知見に基づいて完成されたものである。

以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「重量％」を意味する。

( A) 鋼材の化学組成

C：

Cは、 Sとともに Ti と結合して Ti の炭硫化物を形成し、被削性を高める作用を有する。更に、 Cは強度を確保するのにも有効な元素である。しかし、その含有量が 0. 05 %未満ではそれらの効果が得られない。一方、 Cを 0. 6 %を超えて含有させると靭性が低下するようになる。したがって、 Cの含有量を 0. 05〜0. 6 %とした。

なお、組織の 90 %以上がフヱライトとパーライトである非調質鋼材 ( 以下、簡単のために「条件 Xの鋼材」という）の C含有量は、 0. 2 〜0. 6 %とすることが好ましく、 0. 25〜0. 5 %とすることが一層好ましい。

組織の 90 %以上がベイナイト、又は、フヱライトとベイナイトである非調質鋼材（以下、簡単のために「条件 Yの鋼材」という）の C含有量は 0. 05〜0. 3 %とすることが好ましく、 0. ：！〜 0. 24 %とすることがより好ましい。

組織の 50 %以上がマルテンサイトである調質鋼材（以下、簡単のために「条件 Zの鋼材」という）の C含有量は 0. 1 〜0. 6 %とすることが好ましい。

S ：

Sは、 Cとともに Ti と結合して Ti 炭硫化物を形成し、被削性を高める作用を有する。しかし、その含有量が 0. 002 %未満ではその効果が得られない。

従来、快削鋼に Sを添加する目的は、 Mn Sを形成させて被削性を改善させることにあった。しかし、本発明者らの検討によると、上記の M n Sの被削性向上作用は、切削時の切り屑と工具表面との潤滑性を高める機能に基づくことが判明した。しかも Mn Sは巨大化し、鋼材本体の地疵を大きくし、欠陥となる場合がある。

本発明における Sの被削性改善作用は、適正量の Cと Ti との複合添加によって Ti 炭硫化物を形成させることで初めて得られる。このためには、上記したように 0. 002 %以上の Sの含有量が必要である。一方、 Sを 0. 2 %を超えて含有させても被削性に与える効果に変化はないが、鋼中に粗大な Mn Sが再び生じるようになり、地疵等の問題が生じる。更に、熱間での加工性が著しく劣化して熱間での塑性加工が困難になるし、靭性が低下することもある。したがって、 Sの含有量を 0. 002〜0. 2 %とした。

なお、「条件 Xの鋼材」の S含有量は、 0. 0 1 〜0. 2 %とすることが好ましく、 0. 02〜0. 1 7 %とすることが一層好ましい。

「条件 Yの鋼材」の S含有量は 0. 005〜0. 1 7 %とすることが好ましい。

Ti ：

Ti は、本発明において介在物を制御するための重要な合金元素である。その含有量が 0. 04 %未満では Sを充分 Ti 炭硫化物に変えることができないので、被削性を高めることができない。一方、 1. 0 %を超えて含有させても、被削性改善効果が飽和してコストが嵩むばかりか、靭性及び熱間加工性が著しく劣化してしまう。したがって、 Ti 含有量を 0. 04〜： L . 0 %とした。

なお、「条件 Xの鋼材」の Ti 含有量は、 ◦ . 08〜0. 8 %とすることが好ましい。

「条件 γの鋼材」の Ti 含有量は 0. 06〜0. 8 %とすることが好ましい。

「条件 Zの鋼材」の Ti 含有量も 0. 06〜0. 8 %とすることが好ましい。

N： 0. 008 %以下本発明においては、 Nの含有量を低く制御することが極めて重要である。すなわち、 Nは Ti との親和力が大きいために容易に Ti と結合して Ti Nを形成し、 Ti を固定してしまうので、 Nを多量に含有する場合には前記した Ti 炭硫化物の被削性向上効果が充分に発揮できないこととなる。更に、粗大な Ti Nは靭性及び被削性を低下させてしまう。したがって、 N含有量を 0. 008 %以下とした。なお、 Ti 炭硫化物の効果を高めるために N含有量の上限は◦ . 006 %とすることが好ましい。

Nd ：

Ndは添加しなくても良い。添加すれば、 Nd ₂S ₃としてチップブレ一力一の作用を有し被削性を向上させる効果を有する。更に、 Nd ₂S ₃ が溶鋼の比較的高温域で微細に分散して生成することにともなって、後工程での熱間加工や焼入れのための加熱時におけるオーステナイト粒の成長が抑制されて組織が微細化し、鋼が高強度化及び高靭性化する効果もある。前記の効果を確実に得るには、 Nd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. 1 %を超えると N d ₂S ₃自体が粗大化して却って靭性の低下をきたす。したがって、 Nd の含有量を 0〜0. 1 %とした。なお、 Nd含有量の好ましい上限値は 0. 08 %である。 s^{e :}

S e は添加しなくても良い。添加すれば、鋼の被削性を一段と向上させる効果を有する。この効果を確実に得るには、 ≤ 6 は0. 1 %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. 5 %を超えると前記の効果が飽和するばかり力、、却つて粗大介在物を生成して疲労強度及び/又は靭性の低下をきたす。したがって、 S eの含有量を 0〜0. 5 %とした。

Te ： Te も添加しなくても良い。添加すれば、鋼の被削性を一段と高める効果を有する。この効果を確実に得るには、 Te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. 05 %を超えると前記の効果が飽和するばかりか、却つて粗大介在物を生成して疲労強度及び Z又は靭性の低下をもたらす。更に、 Teの多量添加は熱間加ェ性の劣化を招き、特に含有量が 0. 05 %を超えると熱間加工した鋼材の表面に疵が生じてしまう。したがって、 Teの含有量を 0〜0. ◦ 5 %とした。

C a ：

C a は添加しなくても良い。添加すれば、鋼の被削性を大きく高める作用がある。この効果を確実に得るには、 C aは 0. 00 1 %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. 0 1 %を超えると前記の効果が飽和するばかりか、却つて粗大介在物を生成して疲労強度及び Z又は靭性の低下をきたす。したがって、 Caの含有量を 0〜0. 0 1 %とした。

P b ：

P bは添加しなくても良い。添加すれば、鋼の被削性を一段と高める作用がある。この効果を確実に得るには、 P b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 0. 5 %を超えると前記の効果が飽和するばかりか、却って粗大介在物を生成して疲労強度及び Z又は靭性の低下をきたす。更に、 P bの多量添加は熱間加工性の劣化を招き、特に含有量が 0. 5 %を超えると熱間加工した鋼材の表面に疵が生じてしまう。したがって、 P bの含有量を 0〜0. 5 %とした。

B i ：

B i は添加しなくても良い。添加すれば、鋼の被削性を大きく向上させる効果を有する。この効果を確実に得るには、 Bi 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 0. 4 %を超えると前記の効果が飽和するばかり力、、却つて粗大介在物を生成して疲労強度及び Z又は靭性の低下をきたす。更に、熱間加工性が劣化するので、熱間加工した鋼材の表面に疵が生じてしまう。したがって、 Bi の含有量を 0〜0. 4 %とした。

被削性に関する限り、本発明の「被削性に優れた鋼材」は、既に述べた（：、 S、 Ti 、 N、 Nd、 S e、 Te、 Ca、 P b及び B i 以外の元素に対しては、特別な限定を加える必要はない。しかし、鋼材には被削性とともに他の特性も要求されることが多い。例えば、変態歪による曲がりや残留応力の発生を小さくしたいとか、強度と靭性のバランスを良好にしたいといった要求である。こうした場合には、鋼材の組織との関係で、既に述べた C、 S、 Ti 、 N、 Nd、 S e、 Te、 Ca、 P b及び Bi 以外の元素の化学組成を決定すれば良い。

以下、 C、 S、 Ti 、 N、 Nd、 S e、 Te、 C a、 P b及び B i 以外の元素の化学組成について、前記した「条件 Xの鋼材」、「条件 Yの鋼材」及び「条件 Zの鋼材」の場合に分けて説明する。

( A - 1 ) 組織の 90 %以上がフヱライトとパ一ライトである非調質鋼材（「条件 Xの鋼材」）の場合

S i ：

S i は、鋼の脱酸及びフヱライト相を強化する作用がある。更に、 S i 含有量の増加に伴い切削時の切り屑表面の潤滑作用が高まって工具寿命が延びるので、被削性を改善する作用も有する。しかし、その含有量が 0. 05 %未満では添加効果に乏しく、一方、 1. 5 %を超えると前記効果が飽和するばかりか靭性が劣化するようになる。したがって、 S i の含有量は 0. 05〜1. 5 %とするのが良い。なお、 S i 含有量は. 0. 3〜1. 3 %とすることが好ましく、 0. 5〜1. 3 %とすれば一層好ましい。

Mn ： Mnは、固溶強化によって疲労強度を向上させる効果を有する。しかし、その含有量が 0. 1 %未満ではその効果が得難い。一方、 Mn含有量が 2. 0 %を超えると、「条件 Xの鋼材」の場合、耐久比（疲労強度 Z引張強度）や降伏比（降伏強度 Z引張強度）が低下してしまうことがある。したがって、 Mnの含有量は 0. 1 〜2. 0 %とするのが良い。なお、 Mn含有量は 0. 4〜2. ◦ %とすることが好ましく、 0. 5〜 1 . 7 %とすれば一層好ましい。

P ：

Pは、意図的に添加しても良い。「条件 Xの鋼材」においては、引張強度や疲労強度を高める作用を有するからである。この効果を確実に得るには、 Pは 0. 0 1 %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. 07 %を超えると靭性が著しく劣化し、更に熱間加工性も低下する。したがって、 Pの含有量は 0. 07 %以下とするのが良い。なお、 Pを積極的に添加する場合の含有量は 0. 0 1 5〜0. 05 %とすることが望ましい。

A1 ：

A1 は、鋼の脱酸に有効な元素である。しかし、その含有量が 0. 0 02 %未満では所望の効果が得難く、 0. 05 %を超えるとその効果が飽和するとともに、却って被削性を低下させることがある。このため、 A1 の含有量は 0. 002〜0. 05 %とするのが良い。なお、 A1 の含有量は 0. 005〜0. 03 %とすることが好ましい。

C u ：

C uは添加しなくても良い。添加すれば、析出強化により鋼の強度、特に疲労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、 C uは 0. 2 %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. 0 %を超えると熱間加工性が劣化することに加えて、析出物が粗大化して前記の効果が飽和したり、却って低下することがある。更に, コストも嵩むばかりである。したがって、 C uの含有量は 0〜 1. 0 % とするのが良い。

Ni ：

Ni 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 _c この効果を確実に得るには、 Ni の含有量は 0. 02 %以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が 2. 0 %を超えるとこの効果が飽和するのでコストが嵩む。このため、 Ni の含有量は 0〜2. 0 %とするのが良い。

C r ：

C r は添加しなくても良い。添加すれば、固溶強化によって疲労強度を向上させる効果がある。この効果を確実に得るには、 C r は 0. 02 %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 2. 0 % を超えると、「条件 Xの鋼材」の場合、耐久比や降伏比が低下してしまうことがある。したがって、 C r の含有量は 0〜2. 0 %とするのが良い。なお、 C r を添加する場合にはその含有量を◦ . 05〜1. 5 %とすることが好ましい。

Mo ：

Moは添加しなくても良い。添加すれば、フェライトとパーライトからなる組織を微細化して鋼の強度、特に疲労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の含有量は 0. 05 %以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が◦ . 5 %を超えると熱間加工後の組織が却って異常に粗大化し、疲労強度が低下してしまう。このため、 Moの含有量は 0〜0. 5 %とするのが良い。

V：

Vは添加しなくても良い。添加すれば、微細な窒化物や炭窒化物として析出し、鋼の強度、特に疲労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、 V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 0 . 3 %を超えると析出物が粗大化するので前記の効果が飽和したり、却って低下することがある。更に、原料コストも嵩むばかりである。したがって、 Vの含有量は 0 〜0 . 3 %とするのが良い。

b ：

N b は添加しなくても良い。添加すれば、微細な窒化物や炭窒化物として析出し、オーステナイト粒の粗大化を防止するとともに、鋼の強度、特に疲労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、 N b は 0 . 0 0 5 %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 . 1 %を超えると前記の効果が飽和するばかり力、、粗大な硬質の炭窒化物が生じて工具を損傷し、被削性の低下を招くことがある。したがって、 N b の含有量は 0 〜0 . 1 %とするのが良い。なお、 N b 含有量の上限は 0 . 0 5 %とすることが好ましい。

f n 1 、 f n 2 ：

既に述べたように、前記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %ょり大きい場合及び Z又は前記（ 2 ) 式で表される f n 2 の値が 2 より大きい場合、 T i 炭硫化物の被削性向上効果は大きくなる。更に、（ 2 ) 式で表される f n 2 の値が 2 より大きい場合には、 T i 炭硫化物のピンニング効果も大きくなつて、引張強度や疲労強度が大きくなる。したがって， f n 1 の値を 0 %より大きくするか、 f n 2 の値を 2 より大きくすることが好ましい。なお、上記 f n 1 と n 2 の値の上限は特に規定されるものではなく、成分面か'らの上限値であつても良い。

ところで、不純物元素としての〇（酸素）は硬質な酸化物系介在物を形成し、これが切削時に切削工具を損傷させて被削性を低下させてしまう場合がある。特に、〇含有量が 0 . 0 1 5 %を超えると被削性の著しい低下を招く場合がある。したがって、良好な被削性を維持するために不純物元素としての〇はその含有量を 0 . 0 1 5 %以下とすることが良い。なお、〇の含有量は 0. 0 1 %以下とすることがより好ましい。 ( A -2 ) 組織の 90 %以上がベイナイト、又は、フェライトとペイナイトである非調質鋼材（「条件 Yの鋼材」）の場合

S i ：

S i は、鋼の脱酸及び焼入れ性を高める作用を有する。更に、「条件 Yの鋼材」の場合にも、 S i 含有量の増加に伴い切削時の切り屑表面の潤滑作用が高まって工具寿命が延びるので、被削性が改善される。しかし、その含有量が 0. 05 %未満では添加効果に乏しく、一方、 1. 5 %を超えると前記効果が飽和するばかりか靭性が劣化するようになる。したがって、 S i の含有量は 0. 05〜1 . 5 %とするのが良い。なお， S i 含有量は、 0. 5〜1. 3 %とすることが好ましい。

A1 ：

A1 は、強力な脱酸作用を持つ元素である。その効果を確保するためには 0. 002 %以上の含有量とするのが良い。しかし、 0. 05 %を超えて含有させてもその効果が飽和しコストが嵩むばかりである。したがって、 A1 の含有量は 0. 002〜0. 05 %とするのが良い。なお, A1 含有量は 0. 005〜0. 04 %とすることが好ましい。

C u ：

C uは添加しなくても良い。添加すれば、靭性を低下させることなく鋼の強度を高め、更に被削性を高める効果を有する。この効果を確実に得るには、 Cuは 0. 2 %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. 0 %を超えると熱間加工性が劣化することに加えて、析出物が粗大化して前記の効果が飽和したり、靭性が低下することがある。更に、コストも嵩むばかりである。したがって、 C uの含有量は 0 〜 1 . 0 %とするのが良い。

Mo ：

Moは添加しなくても良い。添加すれば、焼入れ性を高めるとともに組織を微細化して鋼の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の含有量は 0. 05 %以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が 0. 5 %を超えると熱間加工後の組織が却って異常に粗大化し、靭性が低下してしまう。このため、 Moの含有量は 0〜0. 5 %とするのが良い。

V：

Vは添加しなくても良い。添加すれば、微細な窒化物や炭窒化物として析出し、鋼の強度を高めるとともに、切削時に切り屑の潤滑性を高めて被削性を向上させる作用を有する。こうした効果を確実に得るには、 Vは◦ . 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 0. 30 %を超えると析出物が粗大化するので前記の効果が飽和したり、靭性が低下することがある。更に、原料コストも嵩むばかりである。したがって、 Vの含有量は 0〜0. 30 %とするのが良い。

Nb ：

Nbは添加しなくても良い。添加すれば、微細な窒化物や炭窒化物として析出し、オーステナイト粒の粗大化を防止するとともに、鋼の強度, 靭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、 Nb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. 1 %を超えると前記の効果が飽和するばかりか、粗大な硬質の炭窒化物が生じて工具を損傷し、被削性の低下を招くことがある。したがって、 Nbの含有量は 0〜0. 1 %とするのが良い。

B：

Bは添加しなくても良い。添加すれば、焼入れ性が向上して鋼の強度. 靭性を高める効果を有する。この効果を確実に得るには、 Bの含有量は 0. 0003 %以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が 0. 02 %を超えると前記の効果が飽和したり、却つて靭性が低下することがある。このため、 Bの含有量は 0〜0. 02 %とするのが良い。 f n 3 ：

既に述べたように、前記（ 3 ) 式で表される f n 3の値は特定の化学組成を有する非調質鋼材の組織及び靭性と相関を有し、この値が 2. 5 〜4. 5 %の場合に非調質鋼の主たる組織がベイナイト、又は、フェライトとベイナイトになって良好な強度と靭性のバランスが得られる。 f n 3に関する S i 、 Mn、 C r 及び Ni は鋼の焼入れ性を高める効果を有するが、この f n 3の値が 2. 5 %未満では所望の焼入れ性向上効果が得られず、靭性が低下することがある。一方、 f n 3の値が 4. 5 %を超えると焼入れ性が高くなりすぎて、却って靭性が低下することがある。したがって、（ 3 ) 式で表される f n 3に関して 2. 5〜4. 5 %とするのが良い。なお、既に述べた S i 以外の各元素の含有量は、上記 f n 3が 2. 5〜4. 5 %を満足すれば良いので特に制限しなくても良い。しかし、 Mn、 C r 及び Ni の含有量はそれぞれ 0. 4〜3. 5 %、 3. 0 %以下、 2. 0 %以下とするのが好ましい。

f n 1 , f n 2 ：

「条件 Yの鋼材」の場合にも、既に述べたように、前記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大きい場合及び Z又は前記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合、 Ti 炭硫化物の被削性向上効果は大きくなる。更に、（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合には、 Ti 炭硫化物のピンニング効果も大きくなつて、引張強度や疲労強度が大きくなる。したがって、 f n l の値を 0 %より大きくするか、 f n 2の値を 2より大きくすることが好ましい。なお、上記 f n 1 と f n 2の値の上限は特に規定されるものではなく、成分面からの上限値であつても良い。

ところで、不純物元素としての〇（酸素）は硬質な酸化物系介在物を形成し、これが切削時に切削工具を損傷させて被削性を低下させてしまう場合がある。特に、〇含有量が 0. 0 1 5 %を超えると被削性の著しい低下を招く場合がある。したがって、「条件 Yの鋼材」の場合にも、良好な被削性を維持するために不純物元素としての〇はその含有量を 0. 0 1 5 %以下とすることが良い。なお、〇の含有量は 0. 0 1 %以下とすることがより好ましい。

更に、不純物元素としての Pは、鋼の靭性確保の点からその含有量を 0. 05 %以下とするのが良い。

( A -3 ) 組織の 50 %以上がマルテンサイトである調質鋼材（「条件 Zの鋼材」）の場合

S i ：

S i は、鋼の脱酸及び焼入れ性を高める作用を有する。更に、「条件 Zの鋼材」の場合にも、 S i 含有量の増加に伴い切削時の切り屑表面の潤滑作用が高まって工具寿命が延びるので、被削性が改善される。しかし、その含有量が◦ . 05 %未満では添加効果に乏しく、一方、 1. 5 %を超えると前記効果が飽和するばかりか靭性が劣化するようになる。したがって、 S i の含有量は 0. 05〜1. 5 %とするのが良い。

Mn ：

Mnは、鋼の焼入れ性を高めるとともに固溶強化によって疲労強度を向上させる効果を有する。しかし、その含有量が 0. 4 %未満ではその効果が得られず、 2. 0 %を超えるとこの効果が飽和するだけでなく、むしろ硬くなりすぎて靭性が低下するようになる。したがって、 Mnの含有量は 0. 4〜2. 0 %とするのが良い。

A1 ：

A1 は、強力な脱酸作用を持つ元素である。その効果を確保するためには 0. 002 %以上の含有量とするのが良い。しかし、 0. 05 %を超えて含有させてもその効果が飽和しコストが嵩むばかりである。したがって、 A1 の含有量は 0. 002〜0. 05 %とするのが良い。なお A1 含有量は 0. 005〜0. 04 %とすることが好ましい。 C u ：

C uは添加しなくても良い。添加すれば、靭性を低下させることなく鋼の強度を高め、更に被削性を高める効果を有する。この効果を確実に得るには、（ 11 は0. 2 %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 . 0 %を超えると熱間加工性が劣化することに加えて、析出物が粗大化して前記の効果が飽和したり、却つて低下することがある。更に、コストも嵩むばかりである。したがって、 C uの含有量は 0 〜1 . 0 %とするのが良い。

N i ：

Ni は添加しなくても良い。添加すれば、鋼の焼入れ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、 Ni の含有量は 0. 02 % 以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が 2. 0 %を超えるとこの効果が飽和するのでコストが嵩む。このため、 Ni の含有量は 0〜 2. 0 %とするのが良い。

C r ：

C r は添加しなくてもよい。添加すれば、鋼の焼入れ性を高めるとともに固溶強化によつて疲労強度を向上させる効果がある。こうした効果を確実に得るには、 C r は 0. 03 %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 2. 0 %を超えると前記の効果が飽和するだけでなく、むしろ硬くなりすぎて靭性が低下するようになる。このため, C r の含有量は 0〜2. 0 %とするのが良い。

Mo ：

Moは添加しなくても良い。添加すれば、鋼の焼入れ性を高める効果を有する。この効果を確実に得るには、 Moの含有量は 0. 05 %以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が 0. 5 %を超えるとこの効果が飽和するだけでなく、むしろ硬くなりすぎて靭性が低下するようになるし、コストも嵩んでしまう。このため、 Moの含有量は 0〜0. 5 %とするのが良い。

V：

Vは添加しなくても良い。添加すれば、微細な窒化物や炭窒化物として析出し、鋼の強度、特に疲労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、 V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 0. 3 %を超えると析出物が粗大化するので前記の効果が飽和したり、却って低下することがある。更に、原料コストも嵩むばかりである。したがって、 Vの含有量は 0〜0. 3 %とするのが良い。

Nb ：

Nbは添加しなくても良い。添加すれば、微細な窒化物や炭窒化物として析出し、オーステナイト粒の粗大化を防止するとともに、鋼の強度, 特に疲労強度と靭性とを向上させる効果を有する。この効果を確実に得るには、 Nb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. 1 %を超えると前記の効果が飽和するばかりか、粗大な硬質の炭窒化物が生じて工具を損傷し、被削性の低下を招くことがある。したがって、 Nbの含有量は 0〜0. 1 %とするのが良い。なお、 Nb含有量の上限は 0. 05 %とすることが好ましい。

B：

Bは添加しなくても良い。添加すれば、焼入れ性が向上して鋼の強度, 靭性を高める効果を有する。この効果を確実に得るには、 Bの含有量は 0. 0003 %以上とすることが好ましい。しかし、その含有量が 0. 02 %を超えると前記の効果が飽和したり、却って靭性が低下することがある。このため、 Bの含有量は 0〜0. 02 %とするのが良い。

f n 1 , f n 2 ：

条件 Zの鋼材の場合にも、既に述べたように、前記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大きい場合及びノ又は前記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合、 Ti 炭硫化物の被削性向上効果は大きくなる。更に、（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合には、 Ti 炭硫化物のピンニング効果も大きくなつて、引張強度や疲労強度が大きくなる。したがって、 f n l の値を 0 %より大きくするか、 f n 2 の値を 2より大きくすることが好ましい。なお、上記 n 1 と f n 2の値の上限は特に規定されるものではなく、成分面からの上限値であっても良い。

ところで、不純物元素としての〇（酸素）は硬質な酸化物系介在物を形成し、これが切削時に切削工具を損傷させて被削性を低下させてしまう場合がある。特に、〇含有量が 0. 0 1 5 %を超えると被削性の著しい低下を招く場合がある。したがって、「条件 Zの鋼材」の場合にも、良好な被削性を維持するために不純物元素としての〇はその含有量を〇 .

0 1 5 %以下とすることが良い。なお、 0の含有量は 0. 0 1 %以下とすることがより好ましい。

更に、不純物元素としての Pは、鋼の靭性確保の点からその含有量を

0. 05 %以下とするのが良い。

( B ) Ti 炭硫化物のサイズと清浄度

上記（ A) に記載した化学組成を有する鋼材の被削性を Ti 炭硫化物によって高めるためには、 Ti 炭硫化物のサイズと清浄度を適正化しておくことが重要である。なお、本発明でいう「 Ti 炭硫化物」には単なる Ti 硫化物も含むことは既に述べたとおりである。

最大直径が 1 0 m以下の Ti 炭硫化物の量が清浄度で 0. 05 %未満の場合には、 Ti 炭硫化物による被削性向上効果が発揮できない。前記の清浄度は 0. 08 %以上とすることが好ましい。上記の Ti 炭硫化物の清浄度の値が大きすぎると疲労強度が低下する場合があるので、上記の Ti 炭硫化物の清浄度の上限値は 2. 0 %程度とすることが好ましい。ここで、 Ti 炭硫化物のサイズを最大直径で 1 0 m以下に制限するのは、 1 0 mを超えると疲労強度及び Z又は靭性が低下してしまうからである。なお、 Ti 炭硫化物の最大直径は 7 ^m以下とすることが好ましい。この Ti 炭硫化物の最大直径が小さすぎると被削性向上効果が小さくなつてしまうので、 Ti 炭硫化物の最大直径の下限値は 0. 5 〃 m程度とすることが好ましい。

Ti 炭硫化物の形態は基本的には鋼中の Ti 、 S及び Nの含有量で決定される。しかし、 Ti 炭硫化物のサイズと清浄度を規定の値とするためには、 Ti の酸化物が過剰に生成することを防ぐことが重要である。このためは、鋼が前記（ A) 項で述べた化学組成を有しているだけでは充分でない場合があるので、例えば、 S i 及び A1 で充分脱酸し、最後に Ti を添加する製鋼法を採ることが望ましい。

なお、 Ti 炭硫化物は、鋼材から採取した試験片を鏡面研磨し、その研磨面を被検面として倍率 400倍以上で光学顕微鏡観察すれば、色と形状から容易に他の介在物と識別できる。すなわち、前記の条件で光学顕微鏡観察すれば、 Ti 炭硫化物の「色」は極めて薄い灰色で、その「形状」は J I Sの B系介在物に相当する粒状（球状）として認められる。 Ti 炭硫化物の詳細判定は、前記の被検面を EDX ( エネルギー分散型 X線分析装置）などの分析機能を備えた電子顕微鏡で観察することによって行うこともできる。

ここで、 Ti 炭硫化物の清浄度は、既に述べたように、光学顕微鏡の倍率を 400倍として、 JIS G 0555に規定された「鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法」によって 60視野測定した値をいう。

( C ) 鋼材の組織

被削性に関する限り、本発明の「被削性に優れた鋼材」に関しては、前記（ A) の C、 S、 Ti 、 N、 Nd、 S e、 Te、 C a、 P b及び B i の含有量と、上記（ B) の Ti 炭硫化物のサイズと清浄度、を規定するだけで充分である。しかし、鋼材に被削性とともに他の特性が要求される場合には、鋼材の組織も一緒に規定すれば良い。

先ず、鋼材の組織の 9 0 %以上がフライトとパーライトである場合、変態歪による曲がりや残留応力の発生は大きな問題にはならない。したがって、鋼材の組織の 9 0 %以上をフヱライトとパーライトにすれば、例えば、仕上げ工程としての曲がり取り（矯正工程）が不要となり、コストダウンにつながる。更に、上記の鋼材が非調質鋼材である場合には、調質処理するための多くのエネルギーとコストを削減することもできる。非調質鋼材の組織の 9 0 %以上をフヱライトとパーライトからなるようにするためには、既に述べた（ Π ) に記載の化学組成の鋼片を、例えば、 1 0 5 0 〜 1 3 0 0 °Cに加熱してから、熱間鍛造などの熱間加工を行い、 9 0 0 °C以上の温度で仕上げた後 6 0 °C /分以下の冷却速度で、少なくとも 5◦ 0 °Cまで空冷あるいは放冷すれば良い。なお、本明細書でいう「冷却速度」とは鋼材表面の冷却速度を指す。

上記組織の非調質鋼材の場合、フェライトの割合が面積率で 2 0 〜7 0 %、フェライトの粒度が J I S 粒度番号で 5 以上、パーライトのラメラ間隔の平均値が 0 . 2 m以下、の少なくとも 1 つの条件を満足すれば、良好な強度と靱性のバランスが得られる。

次に、鋼材の組織の 9 0 %以上がペイナイト、又は、フェライトとベイナイトである場合、強度と靭性のバランスが良好になる。したがって, 良好な強度と靭性のバランスが要求される場合には、組織の 9 0 %以上をべイナイト、又は、フ Xライトとベイナイトにすれば良い。更に、上記の鋼材が非調質鋼材である場合には、調質処理するための多くのエネルギ一とコストを削減することができる。

非調質鋼材の組織の 9 0 %以上をべイナイト、又は、フヱライトとベイナイトからなるようにするためには、既に述べた（ ΠΙ ) に記載の化学組成の鋼片を、例えば、 1 0 5 0 〜 1 3 0 0 °Cに加熱してから、熱間鍛造などの熱間加工を行い、 9 0 0 °C以上の温度で仕上げた後 6 0 °C /分以下の冷却速度で、少なくとも 3 0 0 °Cまで空冷あるいは放冷すれば良い。

非調質鋼材の場合、熱間加工時の成形比が大きくなるほど組織が微細化して強度と靭性のバランスが良好になる。このため、前記熱間加工に際して成形比を 1 . 5 以上とすることが好ましい。なお、「成形比」とは A。を加工前の断面積、 Aを加工後の断面積とした場合の（ Α。ΖΑ ) のことを指す。

組識における旧オーステナイト粒の結晶粒度が J I S 粒度番号で 4 以上の場合、組織の 9 0 %以上がベイナイト、又は、フェライトとベイナィトからなる非調質鋼材（つまり、「条件 Yの鋼材」）に良好な強度と靭性のバランスを安定して確保させることができる。ここで、非調質鋼材における「旧オーステナイト粒」とは、加熱と熱間加工を受けべィナイトゃフヱライトなどが変態生成する直前のオーステナイト粒のことをいう。組織の 9 ◦ %以上がベイナイト、又は、フェライトとベイナイトである非調質鋼材の場合には、ナイタルで腐食して光学顕微鏡で観察することによってこの旧オーステナイト粒を容易に判定でぎる。

熱間加工と冷却を行つた後に 2 0 0 〜7 0 0 °Cの温度で 2 0 〜1 5 0 分程度加熱する時効処理を行えば、特に強度と靭性のバランスが優れたものとなる。

最後に、鋼材の組織の 5 0 %以上がマルテンサイトである場合、強度と靭性のバランスが一層良好になる。したがって、一層良好な強度と靭性のバランスが要求される場合には、組織の 5 0 %以上をマルテンサイトにすれば良い。更に、上記の鋼材が調質鋼材である場合には、極めて良好な強度と靭性のバランスが得られる。

調質鋼材の組織の 5 0 %以上をマルテンサイトからなるようにするためには、既に述べた（ IV ) に記載の化学組成の鋼片を、例えば、 1 0 5 0 〜 1 3 0 0 °Cに加熱してから、 1 . 5 以上の成形比で熱間鍛造などの熱間加工を行い、 9 0 0 °C以上の温度で仕上げた後、 6 0 °C Z分以下の冷却速度で少なくとも 3 0 0 °Cまで空冷あるいは放冷し、次いで、 8 0 0 ° (：〜 9 5 0 での温度域に加熱して 2 0 〜 1 5 0 分保持した後で水や油などの冷却媒体を用いて焼入れし、更に、 4 0 0 〜7 0 0 °Cの温度域に加熱して 2 0 〜 1 5 0 分保持してから 2 °C Z分以上の冷却速度で空冷、放冷、場合によっては水冷、油冷して焼戻しすれば良い。焼入れ処理として、熱間加工後にオーステナイト領域、又はオーステナイトとフェライトの 2相領域からそのまま焼入れする、所謂「直接焼入れ」を用いても良い

極めて優れた強度と靭性のバランスをより安定して調質鋼材に確保させるためには、その組織の 8 0 %以上をマルテンサイトとすることが好ましい。なお、組織におけるマルテンサイト以外の残りの部分は、焼入れ処理でオーステナィトから変態したフヱライト、パーライト及びべィナイトが焼戻しを受けた組織、オーステナイトとフライトの 2 相領域から焼入れた場合のフェライ卜が焼戻しを受けた組織や、焼入れ処理しても変態せずに残ったオーステナイト（所謂「残留オーステナイト」）が焼戻しを受けた組織である。実質的に組織の 1 0 0 %がマルテンサイトであつても良い。

旧オーステナイト粒の結晶粒度が J I S粒度番号で 5 以上の場合、組織の 5 0 %以上がマルテンサイトからなる調質鋼材（つまり、「条件 Z の鋼材」）に極めて良好な強度と靭性のバランスを安定して確保させることができる。ここで、調質鋼材における「旧オーステナイト粒」とは. 焼入れ直前のオーステナイト粒のことをいう。組織の 5 0 %以上がマルテンサイトである調質鋼材の場合には、例えば、鋼材を焼入れした後、又は、鋼材を焼入れ焼戻しした後に試料を切り出し、界面活性剤を添加したピクリン酸系の水溶液で腐食して光学顕微鏡で観察することによつて、この旧オーステナイト粒を容易に判定することができる。

( 実施例）

次に実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

( 実施例 1 )

表 1 〜4に示す化学組成の鋼を 1 50 k g真空溶解炉又は 3トン真空溶解炉を用いて溶製した。 3トン真空溶解炉で溶製したのは鋼 1 、鋼 6 及び鋼 36〜40であり、他はすべて 1 50 k g真空溶解炉で溶製したものである。なお、鋼 36と鋼 38を除いて、 Ti 酸化物の生成を防ぐために、 S i 及び A1 で充分脱酸し種々の元素を添加した最後に Ti を添加して、 Ti 炭硫化物のサイズと清浄度を調整するようにした。鋼 3 6と鋼 38については S i 及び A1 で脱酸する際に同時に Ti を添加した。

表 1 〜3における鋼 1 〜36は化学組成が本発明で規定する範囲内にある本発明例の鋼である。一方、表 4における鋼 37〜46は各元素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例の鋼である ₍

表 2

f n 1 =T i (%) - 1. 2 S (%) , f n2 = Ti (%) /S (%) f n3 = 0. 5S i (%) +Mn (%) + 1. 13Cr (%) +1. 98Ni (%)

表 4

f n3 = 0. 5S i (%) +Mn (%) + 1 . 13Cr ( ) +1. 98N i (%) アンダーラィンは本発明で規定する^ ί牛カゝら外れて tヽることを^

次いで、これらの鋼を 1 250 °Cに加熱してから 1 000 °Cで仕上げる熱間鍛造を行って直径 60 mmの丸棒を作製した。なお、熱間鍛造後の冷却条件を冷却速度が 5〜35 °CZ分となるように空冷又は放冷して 300 °Cまで冷却し、丸棒の組織を調整して引張強度がほぼ 845〜8 70 MP aの範囲になるようにした。なお、鋼 6、鋼 7、鋼 9、鋼 1 1 鋼 29〜36、鋼 40、鋼 45及び鋼 46については、熱間鍛造後の冷却を行った後、 770〜900 °Cに 1 時間加熱してから水焼入れし、 5 50〜560でで焼戻し処理（焼戻し後の冷却は空冷）を施して組織と強度レベルの調整を行った。 ' こうして得られた丸棒の表面から 1 5 mmの位置（ RZ2部位置、 R は丸棒の半径）から、 J I S 1 4 A号の引張試験片、小野式回転曲げ試験片（平行部の直径が 8 mmでその長さが 1 8. 4 mm) 及び J I S 3 号衝撃試験片（ 2 mmUノッチシャルピー試験片）を採取し、室温での引張強度、疲労強度（疲労限度）及び靭性（衝撃値）を調査した。

丸棒の表面から R/2部位置を中心にして、 JIS G 0555の図 3に則つて試験片を採取し、鏡面研磨した幅が 1 5 mmで高さが 20 mmの被検面を、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して、 Ti 炭硫化物を他の介在物と区分しながらその清浄度を測定した。 Ti 炭硫化物の最大直径も、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して調査した。この後更に、鏡面研磨した被検面をナイ夕ルで腐食して倍率が 1 00倍の光学顕微鏡で観察して R/2部位置の組織観察を行い、各組織の割合 ( 面積率）を調査した。

ドリル穿孔試験による被削性の評価も行った。すなわち、直径 60 m mの丸棒を 55 mmの長さの輪切りにしたものを用いてその長さ方向に深さ 5 O mmの穴をあけ、刃先摩損により穿孔不能となった時の直前の穴の数を被削性評価指数として被削性を調査した。穿孔条件は J I S高速度工具鋼 S KH59の 6 mmストレートシャンクドリルを使用し、水溶性の潤滑剤を用いて、送り 0. 20 mm/r e v、回転数 980 r

P mで ίττつに。

表 5〜8に、上記の各種試験の結果を示す。なお、表 5〜8には鋼 6 鋼 7、鋼 9、鋼 1 1、鋼 29〜36、鋼 40、鋼 45及び鋼 46についての焼入れと焼戻しの条件も併記した。

5

組織欄において、 Fはフライト、 Pはパーライト、 Bはべイナィト、 Mはマルテンサイトを示す。

表 6

7

組織攔において、 Fはフライト、 Pはパーライト、 Bはべイナイト、 Mはマルテンサイトを示す。

表 8

組織欄において、 Fはフヱライト、 Pはパーライト、 Bはべイナィト、 Mはマルテンサイトを示す。

*印は本発明で規定する条件から外れている二とを示す。なお、鋼における *印は化学組成の条件外れを示す。

表 5〜8から、本発明で規定する範囲の C、 S、 Ti 及び Nを含有し, 更に鋼中の Ti 炭硫化物の最大直径が 1 0 m以下で、その清浄度が 0. 05 %以上である試験番号 1 〜35の場合、被削性評価指数は 200を超えることがわかる。これに対して、試験番号 36の場合は、供試鋼である鋼 36の C、 S、 Ti 及び Nの含有量は本発明で規定する範囲にあるものの、 Ti 炭硫化物の清浄度が 0. 05 %を下回るため被削性評価指数は 5 1 と低い。試験番号 37、 39及び 40の場合は、供試鋼である鋼 37、鋼 39及び鋼 40の C、 Ti 及び Nの含有量のいずれかが本発明で規定する範囲から外れるため、被削性評価指数はそれぞれ 58、 40、 45と低い。試験番号 38の場合、供試鋼である鋼 38の S含有量が本発明で規定する範囲から外れ、更に、 Ti 炭硫化物の清浄度も 0. 05 %を下回る'ため被削性評価指数は 3 1 と低い。

このように、引張強度レベルをほぼ等しくして被削性を評価した場合- 本発明に係る鋼材の被削性が優れていることが明らかである。

—方、 Nd、 S e、 Te、 Ca、 P b、 B i の含有量がそれぞれ本発明で規定する範囲から外れた鋼 4 1 〜46を供試鋼とする試験番号 4 1 〜46の場合には、被削性は良好であるものの、上記元素のそれぞれの含有量が本発明で規定する範囲にある鋼 2〜7を供試鋼とする試験番号 2〜7の場合に比べて疲労強度及び/又は靭性が劣ることが明らかである。

なお、表 5〜8から、本発明に係る場合、 Ti 炭硫化物の最大直径が 0. 5〜7 で、清浄度が 0. 08〜2. 0 %であれば被削性と疲労強度のバランスが優れることが明らかである。更に、組織の 90 %以上がべイナイト、又は、フヱライトとベイナイトである場合には、強度と靭性のバランスが良好になり、組織の 50 %以上がマルテンサイトである場合には、強度と靭性のバランスが極めて良好になることも明らかである。 ( 実施例 2 )

表 9に示す化学組成の鋼 47〜54を 1 50 k g真空溶解炉又は 3 トン真空溶解炉を用いて溶製した。 3トン真空溶解炉で溶製したのは鋼 4 7〜49で、他はすべて 1 50 k g真空溶解炉で溶製したものである。なお、 Ti 酸化物の生成を防ぐために、 S i 及び A1 で充分脱酸し種々の元素を添加した最後に Ti を添加して、 Ti 炭硫化物のサイズと清浄度を調整するようにした。表 9における鋼 47〜54はいずれも化学組成が本発明で規定する範囲内にある本発明例の鋼である。

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6

次いで、これらの鋼を 1 250 °Cに加熱してから 1 000 °Cで仕上げる熱間鍛造を行って直径 60 mmの丸棒を作製した。なお、熱間鍛造後の冷却条件を冷却速度が 5〜 35 °CZ分となるように空冷又は放冷して 400 °Cまで冷却し、組織が主にフエライト · パーライトからなるようにして引張強度を調整した。

こうして得られた丸棒から実施例 1 の場合と同様に各種試験片を採取して調査を行った。すなわち、丸棒の表面から R/2部位置から、 J I S 1 4 A号の引張試験片、小野式回転曲げ試験片（平行部の直径が 8 m mでその長さが 1 8. 4 mm) 及び J I S 3号衝撃試験片（ 2 mmUノツチシャルビ一試験片）を採取し、室温での引張強度、疲労強度（疲労限度）及び靭性（衝撃値）を調査した。

丸棒の表面から RZ2部位置を中心にして、 JIS G 0555の図 3に則つて試験片を採取し、鏡面研磨した幅が 1 5 mmで高さが 20 mmの被検面を、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して、 Ti 炭硫化物を他の介在物と区分しながらその清浄度を測定した。 Ti 炭硫化物の最大直径も、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して調査した。この後更に、鏡面研磨した被検面をナイタルで腐食して倍率が 1 00倍の光学顕微鏡で観察して RZ2部位置の組織観察を行い、各組織の割合 ( 面積率）を調査した。試験番号 5 1 〜53の鋼5 1 〜53を供試鋼とするものは、 J I Sのフヱライト粒度番号の測定を行うとともに、走査電子顕微鏡写真を撮影してパーライトのラメラ間隔の平均値を求めた。

ドリル穿孔試験による被削性の評価も行った。試験条件及び評価方法は実施例 1 で述べたものである。

表 1 0に、上記の各種試験の結果を示す。表 10

試 T i炭硫化物組織機械的性質焼入れ'顧し条件験鋼 5 直径清浄度 F P B M 引疲労艇耐久比シャルピー被削性焼入れの '赚しの

J IS粒ラメラ間隔の TS aw ひ wZTS 衝撃値評価指数加力号 (^m) ( ) (%)度番号 (%)平職 ( ） (%) (%) (MP a) (MP a) (J/cra²) CO CO

47 47 6.4 0.21 22 78 0 0 835 376 66 302

48 48 7. 1 1.19 55 45 0 0 878 400 64 320

49 49 7. 2 1.21 24 76 0 0 865 433 0. 50 64 319

50 50 6. 5 1.03 43 55 2 0 827 379 0. 46 68 333

51 51 4. 3 0.26 43 9 52 0.15 5 0 843 405

71 336

52 52 3. 8 0.24 54 9 44 0.16 3 0 884 424 0. 48 70 338

53 53 1. 3 0.12 52 6 41 0.13 7 0 859 399 0. 46 73 334

54 54 5. 8 0.25 20 80 0 0 833 383 68 308

繊欄において、 Fはフヱライト、 Pはパ一ライト、 Bはべイナィト、 Mはマンサイトを示す。

フェライトの JIS 番号、ノ、。一ライトのラメラ間隔 (7Η¾^ίΒの項が「一」になっているものは測定していない：とを示す

o 〇

〇 ο ①

表 1 0から、組織の 90 %以上がフ xライトとパーライトからなる非調質鋼材の場合、フヱライトの割合が面積率で 20〜70 %、フヱライトの粒度が J I S粒度番号で 5以上、パーライトのラメラ間隔の平均値が 0. 2 m以下、の少なくとも 1 つの条件を満足すれば、良好な強度と靭性のバランスが得られることが明らかである。更に、前記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大きい場合及び/又は前記（ 2 ) 式で表される ί η 2の値が 2より大きい場合、被削性指数も大きくなることが明らかである。（ 2 ) 式で表される f η 2の値が 2より大きい場合には、疲労強度も大きい。

( 実施例 3 )

表 1 1 に示す化学組成の鋼 55〜59を 1 50 k g真空溶解炉又は 3 トン真空溶解炉を用いて溶製した。 3トン真空溶解炉で溶製したのは鋼 55及び鋼 56で、他はすべて 1 50 k g真空溶解炉で溶製したものである。なお、この実施例の場合にも、 Ti 酸化物の生成を防ぐために、 S i 及び A1 で充分脱酸し種々の元素を添加した最後に Ti を添加して, Ti 炭硫化物のサイズと清浄度を調整するようにした。表 1 1 における鋼 55〜59はいずれも化学組成が本発明で規定する範囲内にある本発明例の鋼である。

次いで、これらの鋼を 1 250 °Cに加熱してから 1 000 °Cで仕上げる熱間鍛造を行って直径 60 mmの丸棒を作製した。なお、熱間鍛造後の冷却条件を冷却速度が 5〜35 °CZ分となるように空冷又は放冷して 300 °Cまで冷却し、組織が主にべィナイト、又は、フェライトとペイナイトからなるようにして引張強度を調整した。なお、鋼 57及び鋼 5 8は、熱間鍛造後の冷却を行った後、 560 °Cで 1 時間加熱後空冷する時効処理を施したもの（試験番号 60、 6 1 ) についても調査した。

こうして得られた丸棒から実施例 1 の場合と同様に各種試験片を採取して調査を行った。すなわち、丸棒の表面から RZ2部位置から、 J I S 1 4 A号の引張試験片、小野式回転曲げ試験片（平行部の直径が 8 m mでその長さが 1 8. 4 mm) 及び J I S 3号衝撃試験片（ 2 mmUノツチシャルピー試験片）を採取し、室温での引張強度、疲労強度（疲労限度）及び靭性（衝撃値）を調査した。

丸棒の表面から RZ2部位置を中心にして、 JIS G 0555の図 3に則つて試験片を採取し、鏡面研磨した幅が 1 5 mmで高さが 20 mmの被検面を、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して、 Ti 炭硫化物を他の介在物と区分しながらその清浄度を測定した。 Ti 炭硫化物の最大直径も、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して調査した。この後更に、鏡面研磨した被検面をナイタルで腐食して倍率 1 ◦ 0倍で光学顕微鏡観察して RZ2部位置の組織観察を行い、各組織の割合（面積率）を調査した。

表 1 2に、上記の各種試験の結果を示す。なお、表 1 2には試験番号 60 , 61 で鋼 57、鋼 58について行つた時効処理の条件も併記した ₍ 1 2

組織欄において、 Fはフェライト、 Ρはパ一ライト、 Βはべイナィト、 Μはマルテンサイトを示す。試験番号 6 0 、 6 1において「焼戻しの加熱温度」欄に記載したものは、「時効処理の温度」である,

表 1 2から、組織の 90 %以上がペイナイト、又は、フ Xライトとベイナイトからなる非調質鋼材の場合、熱間加工と冷却を行つた後に時効処理を行えば、良好な強度と靭性のバランスが得られることが明らかである。更に、前記（ 1 ) 式で表される f n l の値が 0 %より大きい場合及び Z又は前記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合、被削性指数も大きくなることが明らかである。（ 2 ) 式で表される f n 2 の値が 2より大きい場合には、疲労強度も大きい。

( 実施例 4 )

表 1 3に示す化学組成の鋼 60〜 64を 1 50 k g真空溶解炉又は 3 トン真空溶解炉を用いて溶製した。 3トン真空溶解炉で溶製したのは鋼 60及び鋼 6 1 で、他は 1 50 k g真空溶解炉で溶製したものである。なお、この実施例の場合にも、 Ti 酸化物の生成を防ぐために、 S i 及び A1 で充分脱酸し種々の元素を添加した最後に Ti を添加して、 Ti 炭硫化物のサイズと清浄度を調整するようにした。表 1 3における鋼 6 0〜64はいずれも化学組成が本発明で規定する範囲内にある本発明例の鋼である。

8 ΐ 拏 ο

次いで、これらの鋼を 1 250 °Cに加熱してから 1 000 °Cで仕上げる熱間鍛造を行って直径 60 mmの丸棒を作製した。なお、熱間鍛造後の冷却条件を冷却速度が 5〜35 °C/分となるように空冷又は放冷して 300 °Cまで冷却した。その後、 850〜900 °Cに 1 時間加熱してから水焼入れし、 550 °Cで焼戻し処理（焼戻し後の冷却は空冷）して組織と強度レベルの調整を行つた。

丸棒の表面から RZ2部位置を中心にして、 J1S G 0555の図 3に則つて試験片を採取し、鏡面研磨した幅が 1 5 mmで高さが 20 mmの被検面を、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して、 Ti 炭硫化物を他の介在物と区分しながらその清浄度を測定した。 Ti 炭硫化物の最大直径も、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して調査した。この後更に、鏡面研磨した被検面をナイタルで腐食して倍率 1 00倍で光学顕微鏡観察して R/2部位置の組織観察を行い、各組織の割合（面積率）を調査した。

表 1 4に、上記の各種試験の結果を示す。なお、表 1 4には鋼 60〜 64についての焼入れと焼戻しの条件も併記した。 1 4

組織欄において、 Fはフ Xライト、 Pはパーライト、 Bはべイナイト、 Mはマルテンサイトを示す。

表 1 4から、組織の 50 %以上がマルテンサイトからなる調質鋼材の場合、極めて良好な強度と靭性のバランスが得られることが明らかである。更に、前記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大きい場合及び/又は前記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合、被削性指数も大きくなることが明らかである。（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2より大きい場合には、疲労強度も大きい。

( 実施例 5 )

既に述べた実施例 1 〜4において 3トン真空溶解炉を用いて溶製した鋼 1 、鋼 6、鋼 36〜40、鋼 47〜49、鋼 55、鋼 56、鋼 60及び鋼 6 1 の一部を 1 250 °Cに加熱してから 1 000 °Cで仕上げる熱間鍛造を行い室温まで放冷して 1 25 mm角の角棒を作製した。

次いで、これらの角棒を 1 250 °Cに加熱後、仕上げ温度が 1 000 °C以上になるように熱間型鍛造し、熱間型鍛造後の冷却条件を冷却速度が 5〜35 °C/分となるように空冷又は放冷して 300 °Cまで冷却してクランクシャフトの素形材を作製し、切削加工して最終のクランクシャフトに仕上げた。なお、試験番号 68、 69、 73、 79及び 80については、熱間型鍛造後の冷却を行つた後、 890〜9◦ 0 °Cに 1 時間加熱してから水焼入れし、 550 °Cで焼戻し（焼戻し後の冷却は空冷）処理を施してクランクシャフトの素形材を作製し、切削加工して最終のクランクシャフトに仕上げた。

最終の製品形状に仕上げるための表面の切削は、 J I Sの呼び記号 CN MG12041N-UX の形状でコ一ティング処理をした超硬チップを使用し、乾式、切削速度 1 00 mZ分、切り込み 1 . 5 mm, 送り 0. 25 mm/ r e vの条件で行つた。その後、 J I S高速度工具鋼 S KH59の 6 mmストレートシャンクドリルを使用し、水溶性の潤滑剤を用いて、送り 0. S O mmZr e v 回転数 980 r p mでクランクシャフトの油穴加工を行った。ドリルによる油穴加工時に、ドリルの刃先摩損により穿孔不能となつた時の直前の作製クランクシャフトの数で実体の被削性評価とした。

上記したクランクシャフトの素形材のピン部（直径 70 mm) の表面から 1 5 mmの位置を中心にして、 JIS G 0555の図 3に則つて試験片を採取し、鏡面研磨した幅が 1 5 mmで高さが 20 mmの被検面を、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して、 Ti 炭硫化物を他の介在物と区分しながらその清浄度を測定した。 Ti 炭硫化物の最大直径も、倍率が 400倍の光学顕微鏡で 60視野観察して調査した。この後更に, 鏡面研磨した被検面をナイタルで腐食して倍率 1 00倍で光学顕微鏡観察して組織観察を行い、各組織の割合（面積率）を調査した。更に、試験片の採取方向がクランク軸の軸方向と平行になるようにして、 J I S 1 4 A号の引張試験片、小野式回転曲げ試験片（平行部の直径が 8 mm でその長さが 1 8. 4 mm) 及び J I S 3号衝擊試験片（ 2 mmUノッチシャルビー試験片）を採取し、室温での引張強度、疲労強度（疲労限度）及び靭性（衝撃値）を調査した。

表 1 5に、上記の各種試験の結果を示す。なお、表 1 5には試験番号 68、 69、 73、 79、 80についての焼入れと焼戻しの条件も併記した。

1 5

組織欄において、 Fはフェライト、 Pはパ- ライト、 Bはべイナィト、 Mはマルテンサイトを示す。

*印は本発明で規定する条件から外れていることを示す。なお、鋼における *印は化学組成の条件外れを示す。

表 1 5 から、本発明に係る鋼材から作製したクランクシャフトの素形材は被削性に優れることが明らかである。更に、本発明に係る鋼材を素材としたクランクシャフトは比較例の鋼材を素材としたクランクシャフトに比べて強度と靭性のバランスに優れていることも明らかである。産業上の利用可能性

本発明の鋼材は、被削性に優れるとともに良好な強度と靭性のバランスを有するので、自動車を初めとする輸送用機械、産業用機械、建設用機械など各種機械の構造部品の素材として利用することができる。この鋼材を素材とし、切削加工を行うことで比較的容易に各種の機械構造部品を製造することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 重量％で、 C : 0. 05〜0. 6 %、 S : 0. 002〜0. 2 %, Ti ： 0. 04〜： L . 0 %、 N： 0. 008 %以下、 Nd ： 0〜0. 1 %、 S e : 0〜0. 5 %、 Te : 0〜0. 05 %、 C a : 0〜0. 0 1 %、 P b ： 0〜0. 5 %、 B i ： 0〜0. 4 %を含む化学組成で、鋼中の Ti 炭硫化物の最大直径が 1 0 以下、且つ、その量が清浄度で 0.

05 %以上である被削性に優れた鋼材。

2. Ti 炭硫化物の最大直径が 0. 5〜7 m、且つ、その量が清浄度で 0. 08〜2. 0 %である請求の範囲 1 に記載の鋼材。

3. 組織の 90 %以上がフヱライトとパ一ライトである請求の範囲 1 又は 2に記載の鋼材。

4. 組織の 90 %以上がベイナイト、又は、フェライトとベイナイトである請求の範囲 1 又は 2に記載の鋼材。

5. 組織の 50 %以上がマルテンサイトである請求の範囲 1 又は 2に記載の鋼材。

6. C： 0. 2〜0. 6 %、 S i ： 0. 05〜1. 5 %、 Mn ： 0. 1 〜2. 0 %、 P ： 0. 07 %以下、 S ： 0. 0 1 〜0. 2 %、 A1 ： 0. 002〜0. 05 %、 C u : 0〜l . 0 %、 Ni : 0〜2. 0 %、 C r ： 0〜2. 0 %、 Mo : 0〜0. 5 %、 V： 0〜0. 3 %、 Nb : 0〜0. 1 %を含み、残部が F e及び不可避不純物からなる化学組成で, 更に、組織の 90 %以上がフ： ϋライトとパーライトである請求の範囲 1 に記載の非調質鋼材。

7. Ti 炭硫化物の最大直径が 0. 5〜7 m、且つ、その量が清浄度で 0. 08〜2. 0 %である請求の範囲 6に記載の非調質鋼材。

8. フェライトの割合が面積率で 20〜70 %、フェライト粒度が J

1 S粒度番号で 5以上、パーライトのラメラ間隔の平均値が 0. 2 〃m 以下の少なくとも 1 つを満たす請求の範囲 6又は 7に記載の被削性に優れた非調質鋼材。

9. 下記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大、下記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2以上の少なくとも 1 つを満たす請求の範囲 6 〜8のいずれかに記載の非調質鋼材。

f n 1 -Ti ( ) - 1 . 2 S ( %) • · · · ( 1 )

f n 2 =Ti ( %) /S ( %) · · · • ( 2 )

1 0. C： 0. 05〜0. 3 %、 S i 0. 05〜； L . 5 %. Al ： 0. 002〜0. 05 %、 C u ： 0〜1 0 %、 Mo ： 0〜0. 5 %、 V： 0〜0. 30 %、 Nb : 0〜0. 1 %、 B： 0〜0. 02 %を含み, 下記（ 3 ) 式で表される f n 3の値が 2. 5〜4. 5 %を満たし、残部が F e 及び不可避不純物からなる化学組成で、更に、組織の 90 %以上がべイナイト、又は、フェライトとベイナイトである請求の範囲 1 に記載の非調質鋼材。

f n 3 =0. 5 S i ( %) +Mn ( % ) +1 . 1 3 C r ( % ) +1. 98 Ni ( %) ( 3 )

1 1. Ti 炭硫化物の最大直径が 0. 5〜7 m、且つ、その量が清浄度で 0. 08〜2. 0 %である請求の範囲 1 0に記載の非調質鋼材。

1 2. 下記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大、下記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2以上の少なくとも 1 つを満たす請求の範囲

1 0又は 1 1 に記載の非調質鋼材。

f n 1 =Ti ( %) 一 1. 2 S ( ) ( 1 )

f n 2 =Ti ( %) /S ( %) ( 2 )

1 3. C： 0. 1 〜0. 6 %、 S i ： 0. 05〜； L . 5 %、 Mn： 0. 4〜2. 0 %、 Al ： 0. 002〜0. 05 %、 C u ： 0〜1. 0 %、

Ni ： 0〜2. 0 %、 C r ： 0〜2. 0 %、 Mo : 0〜0. 5 %、 V : 0〜0. 3 %、 Nb : 0〜0. 1 %、 B： 0〜0. 02 %を含み、残部が F e 及び不可避不純物からなる化学組成で、更に、組識の 50 %以上がマルテンサイトである請求の範囲 1 に記載の調質鋼材。

1 4. Ti 炭硫化物の最大直径が 0. 5〜ア m、且つ、その量が清浄度で 0. 08〜2. ◦ %である請求の範囲 1 3に記載の調質鋼材。

1 5. 下記（ 1 ) 式で表される f n 1 の値が 0 %より大、下記（ 2 ) 式で表される f n 2の値が 2以上の少なくとも 1 つを満たす請求の範囲 1 3又は 1 4に記載の調質鋼材。

f n 1 =Ti ( %) - 1. 2 S ( %) ( 1 )

f n 2 =Ti ( %) /S ( %) ( 2 )

1 6. 請求の範囲 1 に記載の鋼材を素材とし、切削による加工を受けた ρβロロ。

1 7. 請求の範囲 6に記載の非調質鋼材を素材とし、切削による加工を受けた部品。

1 8. 請求の範囲 1 0に記載の非調質鋼材を素材とし、切削による加ェを受けた部品。

1 9. 請求の範囲 1 3に記載の調質鋼材を素材とし、切削による加工を受けた部品。