CN118202078A - 滑动部件用钢材和滑动部件用钢材的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种滑动性和加工性优异的滑动部件用钢材。滑动部件用钢材由C含量为0.30～0.60质量％的钢材形成，所述滑动部件用钢材的组织包括回火马氏体和贝氏体中的至少一者以及铁碳化物，体积分数为所述回火马氏体与所述贝氏体的总和：80％以上、所述铁碳化物：2.0％以上，维氏硬度是300以上且600以下，所述碳化物的体积分数X与所述维氏硬度Hv满足下述的关系式(1)。X≥‑0.065×Hv+36.5(1)X的单位是％，Hv的单位是Hv。

Description

滑动部件用钢材和滑动部件用钢材的制造方法

技术领域

本发明涉及一种滑动部件用钢材和滑动部件用钢材的制造方法。

背景技术

钢铁材料被广泛应用于汽车用部件、铁路车辆用部件、建筑构件、管等工业产品。尤其是，机械构造用碳钢钢材、机械构造用合金钢钢材由于机械强度的高度而大多用作齿轮、轴等动力传递***部件所代表的滑动部件的材料。

滑动部件的最大的问题在于部件彼此的摩擦、磨损，认为这些是机械***整体的不良情况、低效率化的原因。今后，预想如下情况：随着进行机械***的小型轻量化，滑动部件的环境变得更加严格。在作为例如汽车的发动机部件的曲轴中，与小型轻量化一起改善旋转滑动部的耐粘附性成为恒久的问题。为了解决这些问题，需要开发滑动性比现行的滑动性优异的滑动部件用钢材，以为机械***整体的小型轻量化做准备。

对于滑动部件用钢材的应该解决的问题之一，出于部件寿命的延长和可靠性提高的观点考虑，可列举出耐磨性的改善。对于耐磨性的改善，认为提升钢材的硬度的做法有效。不过，硬度的提升会损害钢材的被加工性，在部件量产时伴随着风险。因此，作为使滑动部件的滑动性提高的方法，仅对表层选择性地进行组织控制、仅使该部分硬化的方法有效。

在例如日本特开平1-230746号公报中公开有如下内容：在具备由铸铁形成的固定部件和由硬度比铸铁的硬度高的高硬度的材料形成的滑动构件的滑动部件中，将固定部件的表层组织设为由硬化层和氧化物形成的组织，该硬化层由马氏体或马氏体、珠光体、铁素体、以及石墨的混相组织形成。

作为除了硬度的控制以外的方法，存在通过控制钢材中的析出物而抑制粘着来使耐粘附性提高的方法。在日本特开2013-227674号公报中记载有一种齿轮，该齿轮在表层部中具有在回火马氏体和/或回火贝氏体中存在以面积率计为1～10％的残余奥氏体、并且析出以面积率计为5％以上的碳化物的钢材组织，并且距表面的20μm深度处的氮浓度是2.0～6.0％。

在日本特开2010-100881号公报中记载有一种滑动部件，该滑动部件是进行了渗碳或渗碳氮化的滑动部件，其中，在从滑动面的表面起至深度10μm为止的表层部中，距滑动面的表面的深度10μm处的维氏硬度：700以上，渗碳体颗粒的平均粒径：0.6μm以下，与滑动面垂直的方向的截面的渗碳体颗粒的数密度：1个/μm²以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-230746号公报

专利文献2：日本特开2013-227674号公报

专利文献3：日本特开2010-100881号公报

发明内容

发明要解决的问题

在旋转轴、曲轴等滑动部件中，重要的是，抑制滑动部件彼此的表面的摩擦·磨损，在抑制了由过载导致的机械损伤、热龟裂等损伤的状态下发挥功能。作为使耐磨性提高的手段，存在提高硬度，但提高硬度也会成为有损加工性的主要原因。另外，为了在滑动部件中防止粘附，难以粘着是重要的。

本发明的课题在于提供一种滑动性和加工性优异的滑动部件用钢材。本发明的另一课题在于提供一种滑动性和加工性优异的滑动部件用钢材的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明的一实施方式的滑动部件用钢材由C含量为0.30～0.60质量％的钢材形成，所述滑动部件用钢材的组织包括回火马氏体和贝氏体中的至少一者以及铁碳化物，体积分数为所述回火马氏体与所述贝氏体的总和：80％以上、所述铁碳化物：2.0％以上，维氏硬度是300以上且600以下，所述铁碳化物的体积分数X与所述维氏硬度Hv满足下述的关系式(1)，

X≥-0.065×Hv+36.5 (1)

X的单位是％，Hv的单位是Hv。

也可以是，对于本发明的一实施方式的滑动部件用钢材，钢材的化学组成以质量％计为C：0.30～0.60％、Si：0.01～2.00％、Mn：0.10～2.00％、Al：0.060％以下、N：0.020％以下，P：0.10％以下、S：0.20％以下、Cr：0～0.50％、余量：Fe和杂质。

本发明的一实施方式的滑动部件用钢材的制造方法是制造上述的滑动部件用钢材的方法，所述滑动部件用钢材的制造方法具备如下工序：在将坯料保持在830℃以上且1100℃以下的温度之后，以从保持温度起至300℃为止的冷却速度成为300℃/秒以上的方式冷却来进行淬火的工序；以及将经所述淬火的坯料保持在200℃以上且600℃以下的温度来进行回火的工序。

发明的效果

根据本发明，可获得滑动性和加工性优异的滑动部件用钢材。

附图说明

图1是利用原子力显微镜所取得的钢材的凹凸像。

图2是利用原子力显微镜所取得的钢材的粘着力像。

图3是表示钢材的维氏硬度与铁碳化物的体积分数之间的关系的散布图。

图4是表示钢材的维氏硬度与通过由球盘型摩擦磨损试验机进行的滑动试验获得的磨损痕宽度之间的关系的图表。

图5是利用原子力显微镜测量利用Ar离子铣削对表面进行了加工的试验片而获得的凹凸像的一个例子。

图6是利用图像分析软件所检测到的铁碳化物的一个例子。

图7是球盘型摩擦磨损试验机的概略图。

具体实施方式

本发明人等为了开发滑动性和加工性优异的钢材，调查了钢材的滑动性和加工性。其结果，获得了以下见解。

图1和图2是利用原子力显微镜(AFM)所取得的像，图1是凹凸像，图2是粘着力像。在图1中，将凸起的部分表示为白色，将凹陷的部分表示为黑色。在图2中，将粘着力较大的部分表示为白色，将粘着力较小的部分表示为黑色。

图1的凹凸像是通过利用AFM测量利用Ar离子铣削对表面进行了加工的试样而获得的。利用该加工，对比铁碳化物软质的铁基体进行铣削，铁碳化物以凸起的形式残余，因此，可进行AFM对铁碳化物的搜寻。在图1中，白色的部分、即凸起的部分是铁碳化物。在相同的范围内测量了粘着力的结果是图2，从图1和图2可知铁碳化物的粘着力较小。

由此，认为能够通过提高铁碳化物的体积分数来提高耐粘附性。另一方面，若提高铁碳化物的体积分数，则也想到钢材的硬度降低、耐磨性降低。

图3是表示在随后论述的实施例中制作成的钢材的维氏硬度与铁碳化物的体积分数之间的关系的散布图。图4是表示钢材的维氏硬度与通过由球盘型摩擦磨损试验机进行的滑动试验而获得的磨损痕宽度之间的关系的图表。磨损痕宽度越小，表示耐磨性越高。

在图3和图4中，以空心圆的符号表示铁碳化物的体积分数X与钢材的维氏硬度Hv满足下述的关系式(1)的情况，以实心圆的符号表示铁碳化物的体积分数X与钢材的维氏硬度Hv不满足关系式(1)的情况。此外，图4中的三角的符号是将组织设为淬火状态的组织的钢材的符号。

X≥-0.065×Hv+36.5 (1)

X的单位是％，Hv的单位是Hv。

从图3和图4可知：若使铁碳化物的体积分数X与钢材的维氏硬度Hv满足关系式(1)，则可获得优异的耐磨性。

基于以上的见解，完成了本发明。以下，详细论述本发明的一实施方式的滑动部件用钢材。

[化学组成]

本实施方式的滑动部件用钢材由C含量是0.30～0.60质量％的钢材形成。存在C含量越高、碳化物的体积分数越高的倾向。另外，存在C含量越高、滑动部件用钢材的维氏硬度越高的倾向。若C含量的范围脱离0.30～0.60质量％的范围，则存在如下情况：难以满足铁碳化物的体积率与维氏硬度之间的关系式(1)，或者，即使满足关系式(1)，也无法获得滑动性与加工性之间的平衡优异的钢材。本实施方式的滑动部件用钢材的C含量的下限优选是0.32质量％，进一步优选是0.35质量％，进一步优选是0.38质量％，进一步优选是0.40质量％。本实施方式的滑动部件用钢材的C含量的上限优选是0.58质量％，进一步优选是0.55质量％。

本实施方式的滑动部件用钢材的化学组成的C含量是0.30～0.60质量％即可，其他并没有特别限定，也可以具有例如以下说明的化学组成。在以下的说明中，元素的含量的“％”表示质量％。

C：0.30～0.60％

碳(C)提高钢的淬透性。如已述那样，若C含量脱离适当范围，则存在如下情况：难以满足铁碳化物的体积率与维氏硬度之间的关系式(1)，或者即使满足关系式(1)，也无法获得滑动性与加工性之间的平衡优异的钢材。因而，C含量是0.30～0.60％。C含量的下限优选是0.32％，进一步优选是0.35％，进一步优选是0.38％，进一步优选是0.40％。C含量的上限优选是0.58％，进一步优选是0.55％。

Si：0.01～2.00％

硅(Si)使钢脱氧。另一方面，若Si含量过高，则钢的加工性降低。因而，Si含量也可以是0.01～2.00％。Si含量的下限优选是0.02％，进一步优选是0.05％，进一步优选是0.10％。Si含量的上限优选是1.50％，进一步优选是1.20％，进一步优选是0.80％，进一步优选是0.60％，进一步优选是0.40％。

Mn：0.10～2.00％

锰(Mn)提高钢的淬透性。另一方面，若Mn含量过高，则钢的加工性降低。因而，Mn含量也可以是0.10～2.00％。Mn含量的下限优选是0.20％，进一步优选是0.40％，进一步优选是0.60％。Mn含量的上限优选是1.80％，进一步优选是1.60％，进一步优选是1.50％，进一步优选是1.00％，进一步优选是0.90％。

Al：0.060％以下

铝(Al)使钢脱氧。另一方面，若Al含量过高，则钢的加工性降低。因而，Al含量也可以是0.060％以下。Al含量的上限优选是0.050％，进一步优选是0.040％，进一步优选是0.030％。在获得由Al带来的脱氧的效果的情况下，也可以将Al含量设为0.020％以上。

N：0.020％以下

氮(N)使钢的热加工性降低。因而，N含量也可以是0.020％以下。N含量的上限优选是0.018％，进一步优选是0.015％，进一步优选是0.010％，进一步优选是0.005％。另一方面，若过度限制N含量，则制造成本增加。因此，也可以将N含量的下限设为0.0010％。

P：0.10％以下

磷(P)是杂质。P在晶界处偏析，使钢的热加工性、韧性降低。因而，P含量也可以是0.10％以下。P含量优选是0.03％以下，进一步优选是0.02％以下。P含量优选尽可能低。

S：0.20％以下

存在为了提高钢的加工性(切削性)而添加硫(S)的情况。另一方面，若S含量过高，则钢的耐淬火裂纹性降低。因而，S含量也可以是0.20％以下。S含量的上限优选是0.12％，进一步优选是0.08％，进一步优选是0.06％。在获得由S带来的加工性提高的效果的情况下，也可以将S含量设为0.020％以上。

Cr：0～0.50％

铬(Cr)是任意元素。即，本实施方式的滑动部件用钢材也可以不含有Cr。Cr提高钢的淬透性。只要含有少量的Cr，就可获得该效果。另一方面，若Cr含量过高，则钢的加工性降低。因而，Cr含量也可以是0～0.50％。Cr含量的下限优选是0.01％，进一步优选是0.05％。Cr含量的上限优选是0.20％。

本实施方式的滑动部件用钢材的化学组成的余量也可以是Fe和杂质。在此所谓的杂质是指从用作钢的原料的矿石、废料混入的元素、或者从制造过程的环境等混入的元素。

本实施方式的滑动部件用钢材也可以是由机械构造用碳钢钢材或机械构造用合金钢钢材形成的钢材。本实施方式的滑动部件用钢材优选的是由JIS G 4051：2016所规定的机械构造用碳钢钢材、或JIS G 4053：2016所规定的机械构造用合金钢钢材形成。其中，特别优选JIS G 4051：2016的S45C、和S50C、以及JIS G 4053：2016的SMn438。另外，为了提高加工性(切削性)，也可以使用在这些钢材中含有0.20质量％以下的S而成的钢材。

[组织]

本实施方式的滑动部件用钢材的组织包括回火马氏体和贝氏体(包括经回火的贝氏体。以下相同。)中的至少一者以及铁碳化物，体积分数为回火马氏体与贝氏体的总和：80％以上、铁碳化物：2.0％以上。

本实施方式的滑动部件用钢材的组织的回火马氏体的体积分数与贝氏体的体积分数的总和是80％以上。本实施方式的滑动部件用钢材的组织包括回火马氏体和贝氏体中的至少一者即可。

在本实施方式中，通过对滑动部件用钢材进行回火而设为含有预定量的铁碳化物的组织来确保滑动部件用钢材的加工性。相对于此，在将滑动部件用钢材的组织设为淬火状态的组织(以淬火状态马氏体为主体的组织)的情况下，难以确保良好的加工性。本实施方式的滑动部件用钢材优选含有回火马氏体。

在回火马氏体的体积分数与贝氏体的体积分数的总和小于80％的情况下，难以获得优异的耐磨性。回火马氏体的体积分数与贝氏体的体积分数的总和优选是85％以上，进一步优选是90％以上，进一步优选是95％以上。

在本实施方式中，在组织的体积分数的计算中，将铁碳化物视作独立的组织，使铁碳化物与回火马氏体和贝氏体加以区别。即，析出有铁碳化物的部分不包含于回火马氏体或贝氏体的体积。

本实施方式的滑动部件用钢材的组织的铁碳化物的体积分数是2.0％以上。具体而言，本实施方式的滑动部件用钢材的铁碳化物是ε碳化物和渗碳体中的至少一者。滑动部件用钢材所含有的铁碳化物既可以是一种，也可以是多种。在含有多种铁碳化物的情况下，铁碳化物的体积分数作为这些铁碳化物的体积分数的总和。

若铁碳化物的体积分数小于2.0％，则难以获得优异的耐磨性。铁碳化物的体积分数的下限优选是3.0％，进一步优选是5.0％，进一步优选是7.0％。铁碳化物的体积分数的上限优选是18.0％，进一步优选是15.0％，进一步优选是12.0％，进一步优选是10.0％，进一步优选是8.0％。

能够利用钢材的C含量和回火的条件来调整铁碳化物的体积分数。具体而言，存在C含量越高、铁碳化物的体积分数越高的倾向。另外，对于回火的条件，存在保持温度越高、保持时间越长、铁碳化物的体积分数越高的倾向。

本实施方式的滑动部件用钢材的组织也可以含有少量的除了回火马氏体、贝氏体以及铁碳化物以外的组织。除了回火马氏体、贝氏体以及铁碳化物以外的组织例如是铁素体、珠光体、残余奥氏体、MnS等。本实施方式的滑动部件用钢材的组织的、除了回火马氏体、贝氏体以及碳化物以外的组织的体积分数优选总计为5.0％以下，进一步优选是3.0％以下，进一步优选是2.0％以下，进一步优选是1.0％以下。

[维氏硬度]

本实施方式的滑动部件用钢材的维氏硬度是300以上且600以下。若维氏硬度小于300，则难以获得优异的耐磨性。另一方面，若维氏硬度比600高，则加工性降低。出于耐磨性的观点考虑，维氏硬度的下限优选是350，进一步优选是400，进一步优选是450，进一步优选是500，进一步优选是530。出于加工性的观点考虑，维氏硬度的上限优选是580，进一步优选是560，进一步优选是550，进一步优选是530，进一步优选是520。

能够利用钢材的C含量、淬火的条件、以及回火的条件来调整滑动部件用钢材的维氏硬度。具体而言，存在C含量越高、维氏硬度越高的倾向。对于淬火的条件，存在冷却速度越大、维氏硬度越高的倾向。另外，对于回火的条件，存在保持温度越低、保持时间越短、维氏硬度越高的倾向。

[关系式(1)]

本实施方式的滑动部件用钢材的铁碳化物的体积分数X与钢材的维氏硬度Hv满足下述的关系式(1)。通过满足关系式(1)，可获得优异的耐磨性。

X≥-0.065×Hv+36.5 (1)

X的单位是％，Hv的单位是Hv。

[其他]

本实施方式的滑动部件用钢材优选铁碳化物的平均短轴长度是0.027μm以下。通过使这样的形状的铁碳化物分散，能够保持钢材整体的硬度。若铁碳化物过大，则存在基体的柔软性的影响变大、耐磨性降低的情况。铁碳化物的平均短轴长度优选是0.025μm以下。

本实施方式的滑动部件用钢材优选在表面不具备氮化层、渗碳层以及渗碳氮化层中的任何一者。

本实施方式的滑动部件用钢材的表面的维氏硬度是300以上且600以下，表面处的铁碳化物的体积分数X与维氏硬度Hv优选满足上述的关系式(1)。

在上述内容中，“表面的维氏硬度”更具体而言表示距滑动部件用钢材的表面的深度100μm以下的区域的维氏硬度。“表面的铁碳化物的体积分数”更具体而言表示距滑动部件用钢材的表面的深度100μm以下的区域的组织的铁碳化物的体积分数。

[滑动部件用钢材的制造方法]

以下，说明本实施方式的滑动部件用钢材的制造方法。

准备具有上述的化学组成的坯料。坯料例如是热锻品。例如，能够将如下的热锻品设为坯料：对具有上述的化学组成的钢进行熔炼，实施连续铸造或初轧而成为了钢坯，之后，对钢坯进行热锻而加工成滑动部件的大致形状。也可以对热锻后的坯料实施切削加工等。

在将坯料保持在830℃以上且1100℃以下的温度之后，以从保持温度起至300℃为止的冷却速度成为300℃/秒以上的方式冷却来进行淬火。若保持温度过低，则存在无法获得均匀的组织的情况。另一方面，若保持温度过高，则存在晶粒粗大化的情况。若冷却速度过小，则存在无法获得预定的组织的情况。此外，存在越增大淬火工序中的冷却速度、最终可获得的滑动部件用钢材的维氏硬度越高的倾向。

将经淬火的坯料保持在200℃以上且600℃以下的温度来进行回火。存在回火的保持温度越高、保持时间越长、最终可获得的滑动部件用钢材的维氏硬度越低的倾向。另外，存在回火的保持温度越高、保持时间越长、最终可获得的滑动部件用钢材的组织的铁碳化物的体积分数越高的倾向。若回火的保持温度脱离该范围，则难以将铁碳化物的体积分数和维氏硬度设为预定的范围。根据钢材的化学组成等调整淬火和回火的条件，以使铁碳化物的体积分数X与维氏硬度Hv满足关系式(1)。由此，可获得本实施方式的滑动部件用钢材。

以上，对本发明的一实施方式的滑动部件用钢材进行了说明。本实施方式的滑动部件用钢材具备优异的滑动性和加工性。因此，本实施方式的滑动部件用钢材适合作为滑动部件的材料。滑动部件例如是曲轴。

实施例

以下，利用实施例更具体地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例。

利用10kg真空感应熔炼炉对具有表1所示的化学组成的钢进行熔炼，制作了铸锭。

[表1]

表1

以950～1200℃对该铸锭进行热锻，在成为厚度30mm、宽度100mm、长度290mm之后，轧制到厚度7mm、宽度110mm。将轧制成的材料切断成宽度15mm、长度60～120mm、厚度7mm，进行了表2所记载的热处理。此外，热处理前的组织均是铁素体-珠光体(F+P)。表2的“淬火”的“冷却速度”的栏的数值是从淬火的保持温度起至300℃为止的冷却速度。

[表2]

在热处理后，从各材料采集了多个20mm见方、厚度2mm的试验片。使用这些试验片而进行了组织的观察、维氏硬度的测量、以及滑动性的评价。

组织观察用的试验片利用Ar离子铣削对表面进行了加工。从与试样垂直的方向以角度80°以上对试样照射Ar离子束，从而比铁碳化物软质的铁基体被铣削，铁碳化物以凸起的形式残余，因此，可进行原子力显微镜(AFM)对铁碳化物的搜寻。将利用AFM所取得的加工完毕的试验片的表面凹凸像的一个例子表示在图5中。白色表示凸部，黑色表示凹部。图5的白色的部分是铁碳化物。

在试验片的3个部位利用AFM在2μm×2μm的范围内取得凹凸像，使用图像分析软件而算出来铁碳化物的体积分数。图像分析软件使用了ImageJ。在以能够利用图像分析软件检测粒径的方式调整了图像的对比度、分辨率之后进行二值化，使用图像分析软件的颗粒分析功能而检测了颗粒。将利用图像分析软件所检测的铁碳化物的一个例子表示在图6中。分别在进行了观察的3个部位算出铁碳化物的面积率，求出它们的平均值。将所获得的面积率视作铁碳化物的体积分数。

使用SEM的二次电子像(凹凸像)而算出来铁素体的体积分数。对试样表面进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀，仅使铁素体腐蚀而使其凹陷了之后，以倍率1000倍取得了二次电子像。将所取得的像输入图像分析软件ImageJ，使用Freehand selection、Polygon selection功能而选择相应区域，遮盖选择部位，与铁碳化物时同样地进行二值化，使用图像分析软件的颗粒分析功能而检测了相应区域。分别在进行了观察的3个部位算出铁素体的面积率，求出它们的平均值。将所获得的面积率视作铁素体的体积分数。

利用X射线衍射测量了残余奥氏体的体积分数。对于MnS的体积分数，利用光学显微镜(倍率：210倍、视场的大小：1218μm×1218μm)拍摄试验片的表面而求出MnS的面积率，将该面积率视作体积分数。从100％减去铁碳化物、残余奥氏体、铁素体以及MnS的体积分数之和而求出回火马氏体的体积分数与贝氏体的体积分数的总和(或马氏体的体积分数与贝氏体的体积分数的总和)。

对于铁碳化物的形态，利用图像分析从求出铁碳化物的体积分数之际所取得的凹凸像求出。具体而言，对图像进行二值化，使用图像分析软件的颗粒分析功能而对各观察视场内的全部的颗粒进行了椭圆近似。分别在进行了观察的3个部位求出平均短轴长度和平均长轴长度，求出它们的平均值。

以试验力1kgf(9.807N)对维氏硬度进行5点测量，求出其平均值。

将各钢材的热处理后的组织和维氏硬度表示在表3中。表3的组织的体积分数的栏的“M”表示淬火状态马氏体(as quenched martensite)、“B”表示贝氏体，“TM”表示回火马氏体、“残余γ”表示残余奥氏体。

[表3]

滑动试验用的试验片的表面进行了镜面加工。利用球盘型摩擦磨损试验机进行了滑动试验。在图7中示出试验机的概略图。球使用氧化铝制的球，将载荷设为10N，将滑动速度设为10mm/秒。在滑动试验后，测量滑动痕的宽度，若滑动痕宽度的平均值是160μm以下，则评价为耐磨性“良”，若超过160μm，则评价为耐磨性“不合格”。

将各钢材的维氏硬度、碳化物(铁碳化物)的体积分数、以及滑动试验的结果表示在表4中。对于加工性，若维氏硬度是600以下，则评价为“良”，若超过600，则评价为“不合格”。在综合评价中，将加工性和耐磨性这两者均是“良”的钢材设为“合格”，将加工性和耐磨性中的任一者是“不合格”的钢材设为“不合格”。

[表4]

如表4所示，No.4～7、9、10以及14～17的钢材的维氏硬度是300～600，铁碳化物的体积分数X与维氏硬度Hv满足关系式(1)。这些试验材的滑动试验后的磨损痕宽度是160μm以下，呈现出优异的耐磨性。另外，这些试验材的维氏硬度Hv是600以下，加工性也优异。

No.1～3、8、12以及13的钢材的滑动试验后的磨损痕宽度超过了160μm。认为其原因在于，铁碳化物的体积分数X与维氏硬度Hv不满足关系式(1)。

No.11的钢材将组织设为淬火状态的组织。No.11的钢材的耐磨性良好，但维氏硬度Hv超过600，加工性劣化。

图3是表示钢材的维氏硬度与铁碳化物的体积分数之间的关系的散布图。图4是表示钢材的维氏硬度与利用由球盘型摩擦磨损试验进行滑动试验而获得的磨损痕宽度之间的关系的图表。在图3和图4中，以空心圆的符号表示铁碳化物的体积分数X与钢材的维氏硬度Hv满足关系式(1)的情况，以实心圆的符号表示不满足关系式(1)的情况。图4中的三角的符号是将组织设为淬火状态的组织的钢材(No.11)的符号。从图3和图4可知：若使铁碳化物的体积分数X与钢材的维氏硬度Hv满足关系式(1)，则可获得优异的耐磨性。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因而，本发明并不限定于上述的实施方式，可在不脱离其主旨的范围内对上述的实施方式进行适当变形而实施。

Claims (7)

1.一种滑动部件用钢材，其由C含量为0.30～0.60质量％的钢材形成，

所述滑动部件用钢材的组织包括回火马氏体和贝氏体中的至少一者以及铁碳化物，体积分数为所述回火马氏体与所述贝氏体的总和：80％以上、所述铁碳化物：2.0％以上，

维氏硬度是300以上且600以下，

所述铁碳化物的体积分数X与所述维氏硬度Hv满足下述的关系式(1)，

X≥-0.065×Hv+36.5 (1)

X的单位是％，Hv的单位是Hv。

2.根据权利要求1所述的滑动部件用钢材，其中，

所述钢材的化学组成以质量％计为C：0.30～0.60％、

Si：0.01～2.00％、

Mn：0.10～2.00％、

Al：0.060％以下、

N：0.020％以下、

P：0.10％以下、

S：0.20％以下、

Cr：0～0.50％，

余量：Fe和杂质。

3.根据权利要求1或2所述的滑动部件用钢材，其中，

所述铁碳化物的平均短轴长度是0.027μm以下。

4.根据权利要求1或2所述的滑动部件用钢材，其中，

该滑动部件用钢材在表面不具备氮化层、渗碳层以及渗碳氮化层中的任何一者。

5.根据权利要求1或2所述的滑动部件用钢材，其中，

该滑动部件用钢材的表面的维氏硬度是300以上且600以下，表面处的所述铁碳化物的体积分数X与所述维氏硬度Hv满足所述关系式(1)。

6.根据权利要求1或2所述的滑动部件用钢材，其中，

所述维氏硬度是300以上且550以下。

7.一种滑动部件用钢材的制造方法，其是权利要求1或2所述的滑动部件用钢材的制造方法，所述滑动部件用钢材的制造方法具备如下工序：

在将坯料保持在830℃以上且1100℃以下的温度之后，以从保持温度起至300℃为止的冷却速度成为300℃/秒以上的方式冷却来进行淬火的工序；以及

将经所述淬火的坯料保持在200℃以上且600℃以下的温度来进行回火的工序。