JP4835367B2 - 浸炭部品または浸炭窒化部品 - Google Patents

Description

本発明は、浸炭部品または浸炭窒化部品に関する。詳しくは、自動車用ギヤを始めとする耐曲げ疲労特性と耐ピッチング特性に優れた浸炭部品または浸炭窒化部品に関する。

自動車のトランスミッションなどに使用されるギヤは、歯元の曲げ疲労強度向上および歯面のピッチング強度向上の観点から、一般に、浸炭焼入や浸炭窒化焼入などの表面硬化処理を行った後、焼戻しとショットピーニングを施して製造されている。

なお、上記の「浸炭焼入」は、Ａｃ₃点以上の高温のオーステナイト域でＣを侵入・拡散させた後、焼入する処理である。

また、「浸炭窒化焼入」は、ＣとＮを同時に侵入・拡散させた後に焼入する処理であり、浸炭焼入の場合と比べて、高い表面硬さと高い焼戻し軟化抵抗が得られる特長がある。

近年では、自動車に、軽量化・高トルク化が要求されている。このため、上記のギヤを始めとして、自動車に使用される部品には、従来にも増して高い曲げ疲労強度とピッチング強度が必要となっている。

こうした要求に対して、浸炭焼入または浸炭窒化焼入後の表面硬さが低い場合、曲げ疲労強度とピッチング強度が低くなる場合があった。

なお、曲げ疲労強度は、浸炭焼入または浸炭窒化焼入後にショットピーニングを施して部品の表面に圧縮残留応力を付与することで向上させることが可能である。しかしながら、ショットピーニングを施すことにより表面粗さが大きくなった場合、ギヤの噛み合い時に局所的に面圧が上昇する箇所が発生することによって、ピッチング強度が低下する場合がある。

さらに、浸炭焼入または浸炭窒化焼入後に、いわゆる「不完全焼入層」が存在する場合、強度の低いパーライト組織が表面部に多く存在するため、曲げ疲労強度とピッチング強度が低くなることがあった。

このため、耐曲げ疲労特性と耐ピッチング特性に優れた浸炭部品または浸炭窒化部品を開発したいという要望が極めて大きくなっている。

そこで、前記した要望に応えるべく、例えば、特許文献１および特許文献２に、それぞれ、「浸炭あるいは浸炭窒化処理用鋼」および「鋼部材」が提案されている。

すなわち、特許文献１に、浸炭あるいは浸炭窒化処理後にショットピーニングする鋼であって、重量パーセントで、Ｃ＝０．１０〜０．３０％、Ｓｉ＝０．４０〜１．５０％、Ｍｎ＝０．３０〜２．４０％、Ａｌ＝０．０１〜０．０５０％、Ｎ＝０．００５０〜０．０２５０％、さらに必要に応じて、Ｓ＝０．００５〜０．０３５％、Ｐｂ＝０．０１〜０．０９％、Ｂｉ＝０．０４〜０．２０％、Ｔｅ＝０．００２〜０．０３０％、Ｚｒ＝０．０１〜０．２０％、Ｃａ＝０．０００１〜０．０１００％の１種又は２種以上を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物元素からなる「浸炭あるいは浸炭窒化処理用鋼」が開示されている。

また、特許文献２に、心部が、質量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．１５〜１．０％、Ｍｎ：０．２０〜１．０％、Ｃｒ：１．０〜２．０％、Ｍｏ：０．０５〜０．６％を含み、且つ、Ａ１：０．００５〜０．０５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％よりなる群から選択される１種または２種以上の元素と、Ｎ：０．００８〜０．０５％を含み、さらに、浸炭焼入・焼戻し後におけるオーステナイト結晶粒度番号が８．５以上であり、表面から５０μｍ以内の表層部における直径０．５μｍ以下の炭化物の面密度が６．０個／１０μｍ²以上で、全炭化物数に占める直径０．５μｍ以下の炭化物数の割合が８０％以上である、例えば高面圧で使用される歯車、摺動部品、軸類等の如く優れた耐ピッチング性と疲労強度を兼ね備えた機械構造用鋼部品や、耐摩耗性に優れた工具等として用いられる「鋼部材」が開示されている。

特開２０００−２７３５７４号公報 特開２００２−２１２６７２号公報

前述の特許文献１で開示された技術は、鋼の化学成分を調整することによってショットピーニング処理による表面粗さを低減しながらも、圧縮残留応力と表面硬さを向上させようとする技術である。しかしながら、単に化学成分を調整しただけでは、近年における自動車の軽量化・高トルク化に対処可能な特性を部品に具備させること、なかでも、高いピッチング強度を具備させることが必ずしもできるものではなかった。

特許文献２で開示された技術は、その実施例に示されているように、仕上げ研磨後のショットピーニングによる肌荒れを除去した状態で評価したピッチング寿命は良好である。しかしながら、実部品はショットピーニングままの肌荒れを生じた状態で使用されるものもあり、したがって、上記技術を以てしても、実部品におけるピッチング寿命が必ずしも向上するというものではなかった。

そこで、本発明の目的は、自動車用ギヤを始めとする耐曲げ疲労特性と耐ピッチング特性に優れた浸炭部品または浸炭窒化部品を提供することである。

本発明者らは、前記した課題を解決するために、浸炭部品または浸炭窒化部品として必要な強度を具備させたうえで、耐曲げ疲労特性と耐ピッチング特性を高めるために、部品の表面性状について種々の検討を行い、その結果、下記（ａ）〜（ｃ）の知見を得た。

（ａ）部品の表面硬さが高いほど降伏強度が高くなるため、曲げ疲労初期の微小き裂の発生およびピッチング初期の微小き裂の発生を抑制することができる。そして、浸炭部品または浸炭窒化部品に良好な耐曲げ疲労特性と耐ピッチング特性を具備させるためには、部品の表面硬さの最小値（以下、「ＨＶ（ｍｉｎ）」ともいう。）をビッカース硬さで特定の値以上とすればよい。

なお、浸炭部品または浸炭窒化部品の上記ビッカース硬さでの「表面硬さの最小値」とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨し、JIS Z 2244(2003)における「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準拠して、表面から０．０３ｍｍの位置で任意に１００点測定した場合の最小値を指す。ただし、「加工方向に直角」とは、例えば、加工が圧延の場合には圧延方向に直角であることを、また、加工が鍛造の場合には鍛錬軸に直角であることを指す。

（ｂ）部品の表面粗さが大きいほど局所的に大きな面圧が発生し、ピッチングが発生しやすくなる。そして、浸炭部品または浸炭窒化部品に良好な耐ピッチング特性を具備させるためには、部品の粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値（以下、「Ｒｚ（ｍａｘ）」ともいう。）を特定の値以下とすればよい。

なお、浸炭部品または浸炭窒化部品の上記「粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値」とは、JIS B 0601(2001)における「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」に準拠して、触針式の表面粗さ計により、部品表面部の任意の１００点を基準にして加工方向に平行に各３ｍｍずつ測定して求めた最大高さ粗さＲｚの最大値を指す。ただし、「加工方向に平行」とは、例えば、加工が圧延の場合には圧延方向に平行であることを、また、加工が鍛造の場合には鍛錬軸に平行であることを指す。

（ｃ）部品の不完全焼入層の深さが大きいほど曲げ疲労とピッチングが発生しやすくなる。そして、浸炭部品または浸炭窒化部品に良好な耐曲げ疲労特性と耐ピッチング特性を具備させるためには、部品の不完全焼入層の最大値（以下、「Ｔ（ｍａｘ）」ともいう。）を特定の値以下とすればよい。

なお、浸炭部品または浸炭窒化部品の「不完全焼入層」とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨した後ナイタールで０．５〜２秒腐食し、光学顕微鏡によって、部品の最表面を含むように、倍率１０００倍で観察した場合に、濃く腐食される部分を指す。また、上記浸炭部品または浸炭窒化部品の「不完全焼入層の最大値」とは、光学顕微鏡によって倍率１０００倍で任意に１００視野観察した各「不完全焼入層」における部品最表面からの最大距離のうちで最も大きい値を指す。

先に述べたように、「加工方向に直角」とは、例えば、加工が圧延の場合には圧延方向に直角であることを、また、加工が鍛造の場合には鍛錬軸に直角であることを指す。

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記（１）および（２）に示す浸炭部品または浸炭窒化部品にある。

（１）生地が、質量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．３５〜１．２％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００５〜０．０５０％、Ｃｒ：１．２１〜３．０％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、Ｎ：０．００５０〜０．０２５０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学成分の鋼で、表面硬さの最小値がビッカース硬さで７５０以上、粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値が６μｍ以下、かつ不完全焼入層の最大値が１５μｍ以下であることを特徴とする浸炭部品または浸炭窒化部品。
ここで、不完全焼入層とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨した後ナイタールで０．５〜２秒腐食し、光学顕微鏡によって部品の最表面を含むように倍率１０００倍で観察した場合に濃く腐食されている部分を指す。

（２）生地の鋼が、Ｆｅの一部に代えて、Ｍｏ：１．０％以下、Ｖ：０．２５０％以下およびＮｂ：０．０７０％以下の１種または２種以上を含有する上記（１）に記載の浸炭部品または浸炭窒化部品。

既に述べたように、ビッカース硬さでの「表面硬さの最小値」とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨し、JIS Z 2244(2003)における「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準拠して、表面から０．０３ｍｍの位置で任意に１００点測定した場合の最小値を指す。

また、「粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値」とは、JIS B 0601(2001)における「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」に準拠して、触針式の表面粗さ計により、部品表面部の任意の１００点を基準にして加工方向に平行に各３ｍｍずつ測定して求めた最大高さ粗さＲｚの最大値を指す。

さらに、「不完全焼入層」とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨した後ナイタールで０．５〜２秒腐食し、光学顕微鏡によって、部品の最表面を含むように、倍率１０００倍で観察した場合に、濃く腐食される部分を指し、「不完全焼入層の最大値」とは、光学顕微鏡によって倍率１０００倍で任意に１００視野観察した各「不完全焼入層」における部品最表面からの最大距離のうちで最も大きい値を指す。

以下、上記 （１）および（２）の浸炭部品または浸炭窒化部品に係る発明を、それぞれ、「本発明（１）」および「本発明（２）」という。また、総称して「本発明」ということがある。

本発明の浸炭部品または浸炭窒化部品は、良好な曲げ疲労強度とピッチング強度を有するので、自動車のトランスミッションに使用されるギヤなどの部品として用いることができる。

以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、化学成分の含有量の「％」は「質量％」を意味する。

（Ａ）生地の鋼の化学組成：
Ｃ：０．１０〜０．３０％
Ｃは、浸炭部品または浸炭窒化部品の強度確保のために必須の元素であり、０．１０％以上の含有量が必要である。しかしながら、Ｃの含有量が多くなると、硬さが大きくなって切削性の低下を招き、特に、その含有量が０．３０％を超えると、硬さ上昇に伴う切削性の低下が著しくなる。したがって、Ｃの含有量を０．１０〜０．３０％とした。

なお、より一層良好な切削性が要求される場合には、Ｃの含有量を０．１０〜０．２５％とすることが好ましい。

Ｓｉ：０．０５〜１．０％
Ｓｉは、焼入性を向上させる作用および脱酸作用を有する。Ｓｉには、焼戻し軟化抵抗を高めて、ピッチング強度を向上させる作用もある。これらの効果を得るには、０．０５％以上の含有量が必要である。しかしながら、Ｓｉの含有量が多くなると、硬さが大きくなって切削性の低下を招き、特に、その含有量が１．０％を超えると、硬さ上昇に伴う切削性の低下が著しくなる。しかも、Ｓｉの含有量が多くなると、浸炭ガス中に含まれる微量のＨ₂ＯまたはＣＯ₂によってＳｉが選択酸化され、Ｓｉ酸化物が形成される。このＳｉ酸化物の形成は、焼入性向上元素であるＳｉの表面部での欠乏を招くことになるので、不完全焼入層の深さが大きくなり、特に、Ｓｉの含有量が１．０％を超えると、不完全焼入層の深さ増大が顕著になる。したがって、Ｓｉの含有量を０．０５〜１．０％とした。なお、より好ましいＳｉの含有量は０．０５〜０．８０％である。

Ｍｎ：０．３５〜１．５％
Ｍｎは、焼入性を向上させる作用および脱酸作用を有する。これらの効果を得るには、０．３５％以上の含有量が必要である。しかしながら、Ｍｎの含有量が多くなると、硬さが大きくなって切削性の低下を招き、特に、その含有量が１．５％を超えると、硬さ上昇に伴う切削性の低下が著しくなる。しかも、Ｍｎの含有量が多くなると、Ｓｉの場合と同様に、不完全焼入層の深さが大きくなり、特に、Ｍｎの含有量が１．５％を超えると、不完全焼入層の深さ増大が顕著になる。したがって、Ｍｎの含有量を０．３５〜１．５％とした。なお、Ｍｎの含有量は０．４〜１．２％とすることがより好ましい。

Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、鋼に含有される不純物で、フェライトを強化する作用を有するものの、結晶粒界に偏析して鋼を脆化させ、特に、その含有量が０．０３０％を超えると鋼の脆化が著しくなる。したがって、Ｐの含有量を０．０３０％以下とした。なお、鋼の脆化抑止のためには、Ｐの含有量を０．０２０％以下とすることが好ましい。

Ｓ：０．００５〜０．０５０％
Ｓは、Ｍｎと結合してＭｎＳを形成し、切削性を向上させる作用がある。しかしながら、その含有量が０．００５％未満では、前記の効果が得難い。一方、Ｓの含有量が０．０５０％を超えると、粗大なＭｎＳを形成して、熱間鍛造性、冷間鍛造性、曲げ疲労強度およびピッチング強度が低下する。したがって、Ｓの含有量を０．００５〜０．０５０％とした。

なお、より一層良好な熱間鍛造性、冷間鍛造性、曲げ疲労強度およびピッチング強度が要求される場合には、Ｓの含有量を０．００５〜０．０３０％とすることが好ましい。

Ｃｒ：０．７０〜３．０％
Ｃｒは、焼入性を向上させる効果がある。この効果を得るには、０．７０％以上の含有量が必要である。しかしながら、Ｃｒの含有量が多くなると、硬さが大きくなって切削性の低下を招き、特に、その含有量が３．０％を超えると、硬さ上昇に伴う切削性の低下が著しくなる。しかも、Ｃｒの含有量が多くなると、浸炭処理時または浸炭窒化処理時に表面にＣｒ酸化物やＣｒ窒化物を生成して、不完全焼入層の深さが大きくなり、特に、Ｃｒの含有量が３．０％を超えると、不完全焼入層の深さ増大が顕著になる。したがって、Ｃｒの含有量を０．７０〜３．０％とした。

なお、なお、より一層良好な切削性が要求され、かつ、より一層不完全焼入層の深さを小さくする必要がある場合には、Ｃｒの含有量は０．７０〜１．７０％とすることが好ましい。

Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％
Ａｌは、脱酸作用を有する。Ａｌには、Ｎと結合してＡｌＮを形成して結晶粒を微細化し、鋼を強化する作用もある。しかしながら、Ａｌの含有量が０．０１０％未満では、前記の効果が得難い。一方、Ａｌの含有量が過剰になると、硬質で粗大なＡｌ₂Ｏ₃形成による切削性の低下をきたし、さらに、曲げ疲労強度とピッチング強度も低下する。特に、Ａｌの含有量が０．０５０％を超えると、切削性、曲げ疲労強度およびピッチング強度の低下が著しくなる。したがって、Ａｌの含有量を０．０１０〜０．０５０％とした。なお、好ましいＡｌの含有量は０．０２０〜０．０４０％である。

Ｎ：０．００５０〜０．０２５０％
Ｎは、窒化物を形成することにより結晶粒を微細化させ、曲げ疲労強度を向上させる作用を有する。この効果を得るには、Ｎの含有量を０．００５０％以上とする必要がある。しかしながら、Ｎの含有量が過剰になると、粗大な窒化物を形成して靱性の低下をきたし、特に、その含有量が０．０２５０％を超えると靱性の低下が著しくなる。したがって、Ｎの含有量を０．００５０〜０．０２５０％とした。なお、好ましいＮの含有量は０．０１００〜０．０２５０％である。

上記の理由から、本発明（１）に係る浸炭部品または浸炭窒化部品の生地の鋼の化学組成を、上述した範囲のＣからＮまでの元素を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなることと規定した。

なお、本発明に係る浸炭部品または浸炭窒化部品の生地の鋼の化学組成は、さらに一層優れた曲げ疲労強度とピッチング強度を確保するために、上記本発明（１）におけるＦｅの一部に代えて、Ｍｏ：１．０％以下、Ｖ：０．２５０％以下およびＮｂ：０．０７０％以下の１種または２種以上を含有させたものとすることができる。

すなわち、前記のＭｏ、ＶおよびＮｂの少なくとも１種以上を、本発明（１）の生地の鋼におけるＦｅの一部に代えて、含有させてもよい。

以下、上記の元素に関して説明する。

Ｍｏ：１．０％以下
Ｍｏは、焼入性向上元素であり、浸炭焼入または浸炭窒化焼入後の表面硬さ、硬化層深さおよび芯部硬さ（生地の硬さ）を向上させ、曲げ疲労強度およびピッチング強度を高める作用を有する。しかしながら、Ｍｏの含有量が多くなると、硬さが大きくなって切削性の低下を招き、特に、その含有量が１．０％を超えると、硬さ上昇に伴う切削性の低下が著しくなる。したがって、Ｍｏを含有させる場合の含有量を１．０％以下とした。

なお、前記したＭｏの効果を確実に得るためには、その含有量を０．０５％以上とすることが望ましい。したがって、曲げ疲労強度およびピッチング強度向上のためにより望ましいＭｏの含有量は０．０５〜１．０％である。なお、より一層良好な切削性が要求される場合には、Ｍｏの含有量の上限を０．５０％とすることが好ましい。

Ｖ：０．２５０％以下
Ｖは、ＣおよびＮと結合し、微細な炭化物、窒化物および炭窒化物として析出し、結晶粒を微細化させて曲げ疲労強度およびピッチング強度を向上させる作用を有する。さらに、前記したＶの微細な炭化物、窒化物および炭窒化物には、硬化層深さを向上させる効果もある。しかしながら、Ｖの含有量が多くなると、析出する炭化物、窒化物および炭窒化物が粗大になって、却って曲げ疲労強度およびピッチング強度が低下し、特に、その含有量が０．２５０％を超えると、曲げ疲労強度およびピッチング強度の低下が著しくなる。したがって、Ｖを含有させる場合の含有量を０．２５０％以下とした。

なお、前記したＶの効果を確実に得るためには、その含有量を０．０３０％以上とすることが好ましい。したがって、曲げ疲労強度およびピッチング強度向上のためにより望ましいＶの含有量は０．０３０〜０．２５０％である。なお、安定してＶの微細な炭化物、炭窒化物を析出させるにはＶの含有量は０．０５０％以上とすることがより一層好ましい。また、粗大な炭化物、炭窒化物の析出を抑制するには、Ｖの上限を０．１５０％とすることが一層好ましい。よって、より一層の曲げ疲労強度とピッチング強度が必要な場合は、Ｖの含有量は、０．０５０〜０．１５０％とすることがより一層望ましい。

Ｎｂ：０．０７０％以下
Ｎｂは、ＣおよびＮと結合し、微細な炭化物、窒化物および炭窒化物として析出し、結晶粒を微細化させて曲げ疲労強度およびピッチング強度を向上させる作用を有する。しかしながら、Ｎｂの含有量が多くなると、熱間圧延や熱間鍛造時に表面疵が発生しやすくなり、特に、その含有量が０．０７０％を超えると、熱間圧延や熱間鍛造での表面疵の発生が顕著になる。したがって、Ｎｂを含有させる場合の含有量を０．０７０％以下とした。なお、前記したＮｂの効果を確実に得るためには、その含有量を０．０１０％以上とすることが好ましい。したがって、曲げ疲労強度およびピッチング強度向上のためにより望ましいＮｂの含有量は０．０１０〜０．０７０％である。

なお、上記のＭｏ、ＶおよびＮｂは、そのうちのいずれか１種のみ、または２種以上の複合で含有することができる。

上記の理由から、本発明（２）に係る浸炭部品または浸炭窒化部品の生地の鋼の化学組成を、本発明（１）の生地の鋼におけるＦｅの一部に代えて、Ｍｏ：１．０％以下、Ｖ：０．２５０％以下およびＮｂ：０．０７０％以下の１種または２種以上を含有することと規定した。

（Ｂ）部品の表面性状：
表面硬さの最小値（ＨＶ（ｍｉｎ））：ビッカース硬さで７５０以上
浸炭部品または浸炭窒化部品の表面硬さが高いほど降伏強度が高くなるため、曲げ疲労初期の微小き裂の発生およびピッチング初期の微小き裂の発生を抑制することができる。そして、部品の表面硬さの最小値をビッカース硬さで７５０以上とすることによって、高い曲げ疲労強度と大きなピッチング強度を具備させることができる。

部品が「ギヤ」の場合を例に挙げれば、そのＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで７５０以上であれば、応力が集中する歯元表面部の表面硬さが大きいので歯元曲げ疲労を抑止することができ、また、歯面表面部の表面硬さが高いので、ピッチング疲労を抑止することができる。

なお、ＨＶ（ｍｉｎ）のビッカース硬さでの上限は、表面硬さが高すぎる場合、シャフトなどの軸状部品を浸炭焼入後に矯正が必要な場合に矯正しにくい、または、浸炭後に表面の仕上研磨が必要な場合に研磨しにくいなどの問題があるため、ＨＶ１０００程度であることが好ましい。

既に述べたとおり、ビッカース硬さでの「表面硬さの最小値」とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨し、JIS Z 2244(2003)における「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準拠して、表面から０．０３ｍｍの位置で任意に１００点測定した場合の最小値を指す。また、「加工方向に直角」とは、例えば、加工が圧延の場合には圧延方向に直角であることを、また、加工が鍛造の場合には鍛錬軸に直角であることを指す。

粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値（Ｒｚ（ｍａｘ））：６μｍ以下
浸炭部品または浸炭窒化部品の表面粗さを小さくすることで局所的に大きな面圧が発生することを防止でき、ピッチングが発生し難くなる。そして、部品の粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値を６μｍ以下とすることによって、安定して高いピッチング強度を具備させることができる。Ｒｚ（ｍａｘ）が４μｍ以下であれば、一層安定して高いピッチング強度を具備させることができる。

なお、Ｒｚ（ｍａｘ）が小さすぎる場合、運転条件によっては金属間接触の面積が大きくなり、焼付きが発生する場合があるため、Ｒｚ（ｍａｘ）の下限は、０．５μｍ程度とすることが好ましい。

既に述べたとおり、「粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値」とは、JIS B 0601(2001)における「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」に準拠して、触針式の表面粗さ計により、部品表面部の任意の１００点を基準にして加工方向に平行に各３ｍｍずつ測定して求めた最大高さ粗さＲｚの最大値を指す。また、「加工方向に平行」とは、例えば、加工が圧延の場合には圧延方向に平行であることを、また、加工が鍛造の場合には鍛錬軸に平行であることを指す。

不完全焼入層の最大値（Ｔ（ｍａｘ））：１５μｍ以下
不完全焼入層は、浸炭処理時または浸炭窒化処理時に、浸炭ガス中に含まれる微量のＨ₂ＯまたはＣＯ₂によって、Ｓｉ、ＭｎおよびＣｒなどの酸化されやすい元素が選択酸化され、これらの焼入性向上元素が部品表面で欠乏することにより生成する。そして、この不完全焼入層の深さが大きくなり、特に、１５μｍを超えると、曲げ疲労とピッチングが発生しやすくなる。換言すれば、部品の不完全焼入層の最大値を１５μｍ以下とすることによって、安定して、高い曲げ疲労強度と大きなピッチング強度を具備させることができる。

なお、不完全焼入層については、存在しない方が良いため、Ｔ（ｍａｘ）の下限は０であることが好ましい。

既に述べたとおり、「不完全焼入層」とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨した後ナイタールで０．５〜２秒腐食し、光学顕微鏡によって、部品の最表面を含むように、倍率１０００倍で観察した場合に、濃く腐食される部分を指す。また、上記浸炭部品または浸炭窒化部品の「不完全焼入層の最大値」とは、光学顕微鏡によって倍率１０００倍で任意に１００視野観察した各「不完全焼入層」における部品最表面からの最大距離のうちで最も大きい値を指す。

上記の理由から、本発明に係る浸炭部品または浸炭窒化部品は、その表面性状が、表面硬さの最小値がビッカース硬さで７５０以上、粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値が６μｍ以下、かつ不完全焼入層の最大値が１５μｍ以下であることと規定した。

なお、生地の鋼が前記（Ａ）項に記載の化学組成を有する浸炭部品または浸炭窒化部品に対して、その表面性状を、
・表面硬さの最小値をビッカース硬さで７５０以上、
・粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値を６μｍ以下、
・不完全焼入層の最大値を１５μｍ以下、
とするためには、例えば、下記〈ａ〉〜〈ｃ〉のような配慮を行って、浸炭焼入や浸炭窒化焼入し、次いで、ショットピーニング処理すればよい。

〈ａ〉化学成分が（Ａ）項で規定した範囲にあり、中心偏析のできるだけ少ない均質化された素材を用いる。

先ず、酸化物生成元素、なかでも、Ｓｉ、ＭｎおよびＣｒは、既に述べたとおり不完全焼入層を大きくする。このため、これらの元素の含有量は、焼入性を確保するとともに不完全焼入層が小さくなるように、先に（Ａ）項で規定した範囲に厳密に制御する必要がある。

次に、鍛造により内歯歯車を成形する場合には、素材の中心偏析部が内歯の歯面表面に相当することがあり、中心偏析部のＭｎ濃化が著しいと、浸炭焼入後の不完全焼入層が増大するといった問題が生じることがある。

したがって、素材には、中心偏析のできるだけ少ない均質化されたものを用いるのがよい。

なお、中心偏析の低減は、連続鋳造する場合には、電磁攪拌によって等軸晶帯を生成させ、Ｃなどの偏析しやすい成分を分散させる方法が一般的である。しかしながら、電磁攪拌による方法では中心偏析が十分に減少しない場合があり、また、インゴット鋳込では電磁攪拌が使用できない場合もある。

したがって、中心偏析を減少させるためには、鋳片内またはインゴット内の成分を均質化するように、鋳造後に高温・長時間で溶体化処理をすることが好ましい。なお、生産性や歩留まり等の観点から、溶体化処理の温度は１２５０〜１３５０℃、時間は６〜３０時間とすることが好ましい。

〈ｂ〉浸炭焼入や浸炭窒化焼入における冷却が均一になるように、焼入液の攪拌を行う。

焼入の際、焼入液（冷却媒体）を攪拌すると、攪拌しない場合に比べて焼入槽内の焼入液がより均一な温度分布になるため、部品が均一に冷却される。そのため、焼入不良による表面硬さの低下を抑制でき、安定して高い表面硬さが得られる。

〈ｃ〉表面粗さが小さくなるように、ショットピーニングの処理条件を調整する。

浸炭焼入後にショットピーニングを施すことによって、部品の表面には圧縮残留応力が付与されるとともに加工硬化により表面硬さが向上し、高い耐曲げ疲労特性を有することができる。しかしながら、強力すぎるショットピーニングを施すと、表面粗さが大きくなり、局所的に大きな面圧が発生してピッチング強度が低下する場合がある。

したがって、圧縮残留応力を付与させつつ、表面粗さを小さく抑えることができる条件でショットピーニング処理するのがよい。その条件は、ショットの粒径と硬さが、それぞれ、０．１〜０．８ｍｍとロックウェルＣ硬さ５５〜６５で、投射速度が８０〜１００ｍ／秒、投射時間が３０〜１２０秒であることが好ましい。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

表１に示す化学組成を有する鋼１〜３、５及び７を１８０ｋｇ真空溶解炉によって溶解し、インゴットを作製した。

表１中の鋼１〜３及び５は、化学組成が本発明で規定する範囲内にある鋼である。一方、鋼７はＳｉとＭｎの含有量が本発明で規定する条件から外れた比較例の鋼である。

各インゴットには、溶体化処理を施して均質化した後、熱間鍛造を行った。

すなわち、鋼１のインゴットは、これを体積で１／３と２／３に分割し、体積で２／３としたものに対しては、１２５０℃で２４時間保持後に炉冷する溶体化処理（以下、「溶体化処理Ａ」という。）を施して均質化した後、熱間鍛造を行い、また、体積で１／３としたものに対しては、１２００℃で５時間保持後に炉冷する溶体化処理（以下、「溶体化処理Ｂ」という。）を施して均質化した後、熱間鍛造を行った。

鋼２、３、５及び７のインゴットは、鋳造ままのサイズで溶体化処理を行って均質化した後、熱間鍛造を行った。具体的には、鋼２、３及び５のインゴットに対しては、溶体化処理Ａを施して均質化した後、熱間鍛造を行い、また、鋼７のインゴットに対しては、溶体化処理Ｂを施して均質化した後、熱間鍛造を行った。

なお、上記２種類の溶体化処理のうちで溶体化処理Ａは溶体化処理Ｂに比べて高温で長時間処理するものであるため、インゴットの偏析が一層軽減される。このため、溶体化処理Ａを施されたインゴットは溶体化処理Ｂを施されたインゴットに比べて、熱間加工素材としてより均質化されたものである。

熱間鍛造では、直径が２０ｍｍで長さが１０００ｍｍ、直径が３０ｍｍ長さが１０００ｍｍおよび直径が１４０ｍｍで長さが１０００ｍｍの３種類の丸棒を作製した。なお、熱間鍛造後は大気中で放冷した。

次いで、上記の直径が２０ｍｍの各丸棒に、９００℃で１時間保持して放冷する焼準を行なった後、その中心部から、鍛錬軸に平行に図１に示す切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片を切り出した。

また、直径が３０ｍｍの各丸棒に、９００℃で１時間保持して放冷する焼準を行なった後、その中心部から、鍛錬軸に平行に図２に示すローラーピッチング小ローラー試験片を切り出した。

さらに、直径が１４０ｍｍの各丸棒に、９００℃で３時間保持して放冷する焼準を行なった後、その中心部から、鍛錬軸に平行に図３に示すローラーピッチング大ローラー試験片を切り出した。

なお、図１〜３中に示した上記の切り出し試験片における寸法の単位は全て「ｍｍ」である。

上記各図における仕上げ記号「▽」、「▽▽」および「▽▽▽」は、JIS B 0601(1982)の解説表１の表面粗さを示す「三角記号」である。

また、「▽▽▽」に付した「Ｇ」はJIS B 0122(1978)に規定の「研削」を示す加工方法の略号であることを意味する。同様に「Ｅ（ペーパー仕上）」は「紙ヤスリ」での「研磨」を示す加工方法の略号であることを意味する。

上記の各試験片には、図４〜７に示す条件の「浸炭焼入−焼戻し」あるいは「浸炭窒化焼入−焼戻し」の処理を施した。

図４に示す「浸炭焼入−焼戻し」（以下、「浸炭Ａ」という。）の場合および図５に示す「浸炭窒化焼入−焼戻し」（以下、「浸炭窒化Ａ」という。）の場合には、できるだけ均一に「浸炭」や「浸炭窒化」が施されるように、試験片同士の間隔を５０ｍｍ以上あけた状態で、それぞれの処理を実施した。なお、切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片とローラーピッチング小ローラー試験片は吊り下げ用の穴を加工してそれに針金を通し、吊下げた状態で処理した。また、ローラーピッチング大ローラー試験片は金網上の治具に平置きの状態で載置して処理した。さらに、「浸炭」あるいは「浸炭窒化」後の焼入は、均一に攪拌されている温度が１００℃の焼入油の中に試験片を投入することによって、焼入が均一に行われるようにした。

一方、図６に示す「浸炭焼入−焼戻し」（以下、「浸炭Ｂ」という。）の場合および図７に示す「浸炭窒化焼入−焼戻し」（以下、「浸炭窒化Ｂ」という。）の場合には、試験片同士の間隔は５０ｍｍ未満の狭い状態で、それぞれの処理を実施した。なお、前記した図４および図５の処理の場合と同様に、切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片とローラーピッチング小ローラー試験片は吊り下げ用の穴を加工してそれに針金を通し、吊下げた状態で処理した。また、ローラーピッチング大ローラー試験片は金網上の治具に平置きの状態で載置して処理した。ただし、「浸炭」あるいは「浸炭窒化」後の焼入は、攪拌していない状態の温度が１００℃の焼入油の中に試験片を投入することにより行った。

上記の「浸炭焼入−焼戻し」あるいは「浸炭窒化焼入−焼戻し」の処理を施したローラーピッチング小ローラー試験片の外周部に均一に、表２に示す条件ＡまたはＢのいずれかの条件でショットピーニングを行った後、表面性状としての表面硬さ、表面粗さおよび不完全焼入層を調査した。

同様に、上記の「浸炭焼入−焼戻し」あるいは「浸炭窒化焼入−焼戻し」の処理を施した切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片、ローラーピッチング小ローラー試験片およびローラーピッチング大ローラー試験片の外周部に均一に、表２に示す条件ＡまたはＢのいずれかの条件でショットピーニングを行った後、仕上げ加工して、小野式回転曲げ疲労試験およびローラーピッチング試験を行った。ただし、図８〜１０中に示した前述の各試験片の「〜」（「波形記号」）を表記した部位には仕上げ加工を施さず、ショットピーニングして仕上げた表面のままとした。

〈１〉表面性状の調査：
〈１−１〉表面硬さ調査：
ショットピーニングして仕上げたローラーピッチング小ローラーのφ２６ｍｍの中央部を横断した後、その面が被検面となるように樹脂埋めして鏡面研磨した後、JIS Z 2244(2003)における「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準拠して、試験片の表面から０．０３ｍｍの位置における任意の１００点でのビッカース硬さを、試験力を０．９８０７Ｎとして測定し、その最小値からビッカース硬さでの「表面硬さの最小値（ＨＶ（ｍｉｎ））」を求めた。

また、上記１００点におけるビッカース硬さを平均した「表面硬さの平均値」（以下、「ＨＶ（ａｖｅ）」という。）も求めた。

〈１−２〉表面粗さ調査：
ショットピーニング後の表面に付着したショットピーニング粒やゴミなどを除去するために、中性洗剤を溶かした水の中で超音波洗浄した後、水洗して温風乾燥したローラーピッチング小ローラーを用いて表面粗さ調査を行った。

すなわち、JIS B 0601(2001)における「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」に準拠して、触針式の表面粗さ計により、ショットピーニング後に上記の超音波洗浄、水洗および温風乾燥を行ったローラーピッチング小ローラーのφ２６ｍｍの中央部表面の円周方向における任意の１００点を基準にして、それぞれ軸方向に３ｍｍずつ測定して各場合の最大高さ粗さＲｚを求め、その最大値から「粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値（Ｒｚ（ｍａｘ））」を求めた。

また、上記１００点を基準にして求めた最大高さ粗さＲｚを平均した「粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの平均値」（以下、「（Ｒｚ（ａｖｅ）」という。）も求めた。

〈１−３〉不完全焼入層の調査：
ショットピーニングして仕上げたローラーピッチング小ローラーのφ２６ｍｍの中央部を横断した後、その面が被検面となるように樹脂埋めして鏡面研磨した後、ナイタールで０．５〜２秒腐食し、光学顕微鏡によって、試験片の最表面を含むように、倍率１０００倍で任意に１００視野観察して、各場合における「不完全焼入層」の試験片の最表面からの最大距離を測定し、その最大値から「不完全焼入層の最大値（Ｔ（ｍａｘ））」を求めた。

また、上記１００視野における「不完全焼入層」の試験片の最表面からの最大距離を平均した「不完全焼入層の最大距離の平均値」（以下、「（Ｔ（ａｖｅ）」という。）も求めた。

〈２〉小野式回転曲げ疲労試験：
小野式回転曲げ疲労試験は、ショットピーニング後に仕上げ加工した図８に示す切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片１０本を用いて、室温、大気中、回転数３０００ｒｐｍの条件で実施した。

評価は、繰返し数が１０⁷回で破断しない最大の強度を回転曲げ疲労強度とした。なお、この回転曲げ疲労強度の目標は８５０ＭＰａ以上とし、回転曲げ疲労強度が目標とする８５０ＭＰａ以上の場合に、回転曲げ疲労強度が優れるものとした。

〈３〉ローラーピッチング試験：
ローラーピッチング試験は、ショットピーニング後に仕上げ加工した図９および図１０に示すローラーピッチング小ローラー試験片およびローラーピッチング大ローラー試験片を用いて、下記の試験条件で行い、繰返し数が１０⁷回において、長辺が１ｍｍ以上の大きさのピッチングが発生しない最大の強度をピッチング強度とした。なお、このピッチング強度の目標は３０００ＭＰａ以上とし、ピッチング強度が目標とする３０００ＭＰａ以上の場合に、耐ピッチング特性に優れるものとした。

・すべり率：４０％、
・回転数：１０００ｒｐｍ
・潤滑：油温９０℃のマニュアルトランスミッション用潤滑油を２．０リットル／分の割合で、ローラーピッチング小ローラー試験片とローラーピッチング大ローラー試験片の接触部に噴出させて実施。
但し、上記の「すべり率」は、「Ｖ１」をローラーピッチング小ローラー試験片表面の接線速度、「Ｖ２」をローラーピッチング大ローラー試験片表面の接線速度として、｛（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ１｝×１００で計算される値を指す。

なお、図８〜１０中に示した前述の試験片における寸法の単位は全て「ｍｍ」である。

上記各図における仕上げ記号「▽」、「▽▽」および「▽▽▽」は先の図１〜３におけると同様、それぞれ、JIS B 0601(1982)の解説表１の表面粗さを示す「三角記号」である。

また、「▽▽▽」に付した「Ｇ」はJIS B 0122(1978)に規定の「研削」を示す加工方法の略号であることを意味する。

さらに、「〜」は「波形記号」であり、生地であること、つまり、ショットピーニングして仕上げた表面のままであることを意味する。

表３に、上記の各試験結果をまとめて示す。

また、図１１〜２２に回転曲げ疲労強度とピッチング強度に及ぼすＨＶ（ｍｉｎ）、ＨＶ（ａｖｅ）、Ｒｚ（ｍａｘ）、Ｒｚ（ａｖｅ）、Ｔ（ｍａｘ）及びＴ（ａｖｅ）の影響を示す。

すなわち、図１１と図１２にそれぞれ、回転曲げ疲労強度に及ぼすＨＶ（ｍｉｎ）とＨＶ（ａｖｅ）の影響を示す。

図１３と図１４にそれぞれ、ピッチング強度に及ぼすＨＶ（ｍｉｎ）とＨＶ（ａｖｅ）の影響を示す。

図１５と図１６にそれぞれ、回転曲げ疲労強度に及ぼすＲｚ（ｍａｘ）とＲｚ（ａｖｅ）の影響を示す。

図１７と図１８にそれぞれ、ピッチング強度に及ぼすＲｚ（ｍａｘ）とＲｚ（ａｖｅ）の影響を示す。

図１９と図２０にそれぞれ、回転曲げ疲労強度に及ぼすＴ（ｍａｘ）とＴ（ａｖｅ）の影響を示す。

図２１と図２２にそれぞれ、ピッチング強度に及ぼすＴ（ｍａｘ）とＴ（ａｖｅ）の影響を示す。

なお、上記の図１１〜２２においては、表３中に本発明例として示した試験番号１〜３及び５並びに比較例として示した試験番号６〜１２及び１４をそれぞれ、「発明例（１〜３、５）」及び「比較例（６〜１２、１４）」と表記した。また、回転曲げ疲労強度８５０ＭＰａ及びピッチング強度３０００ＭＰａのラインに矢印を付けて「目標」と記載した。

図１１及び図１２から、回転曲げ疲労強度はＨＶ（ａｖｅ）よりもＨＶ（ｍｉｎ）とよい相関関係を有することが明らかである。

また、図１３及び図１４から、ピッチング強度もＨＶ（ａｖｅ）よりもＨＶ（ｍｉｎ）とよい相関関係を有することが明らかである。

図１５及び図１６から、回転曲げ疲労強度はＲｚ（ａｖｅ）よりもＲｚ（ｍａｘ）とよい相関関係を有することが明らかである。

また、図１７及び図１８から、ピッチング強度もＲｚ（ａｖｅ）よりもＲｚ（ｍａｘ）とよい相関関係を有することが明らかである。

図１９及び図２０から、回転曲げ疲労強度はＴ（ａｖｅ）よりもＴ（ｍａｘ）とよい相関関係を有することが明らかである。

また、図２１及び図２２から、ピッチング強度もＴ（ａｖｅ）よりもＴ（ｍａｘ）とよい相関関係を有することが明らかである。

さらに、表３から、本発明で規定する条件を満たす試験番号１〜３及び５の場合、いずれも、その回転曲げ疲労強度およびピッチング強度は、それぞれ、８５０ＭＰａ以上および３０００ＭＰａ以上であり、良好な回転曲げ疲労強度とピッチング強度を備えていることが明らかである。

これに対して、本発明で規定する条件から外れた比較例の試験番号６〜８、試験番号１０〜１２及び１４の場合、ピッチング強度と回転曲げ疲労強度の双方が、また、比較例の試験番号９の場合、ピッチング強度が、本発明の目標に達していない。

すなわち、試験番号６は、ＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで７１０と低く、Ｒｚ（ｍａｘ）が７．４８μｍと大きく、さらに、Ｔ（ｍａｘ）も１８μｍと大きいため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、８１０ＭＰａおよび２６００ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号７は、ＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで７２５と本発明で規定する値よりも低いため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、８３５ＭＰａおよび２８００ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号８は、ＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで６４５と本発明で規定する値よりも低く、さらに、Ｒｚ（ｍａｘ）およびＴ（ｍａｘ）がそれぞれ、６．８６μｍおよび１６μｍと本発明で規定する値よりも大きい。このため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、７９０ＭＰａおよび２５００ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号９は、Ｒｚ（ｍａｘ）が８．９０μｍと本発明で規定する値よりも大きいため、ピッチング強度が２６５０ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号１０は、ＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで７０７と本発明で規定する値よりも低く、さらに、Ｒｚ（ｍａｘ）およびＴ（ｍａｘ）がそれぞれ、８．３５μｍおよび２２μｍと本発明で規定する値よりも大きい。このため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、８２０ＭＰａおよび２４００ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号１１は、Ｒｚ（ｍａｘ）およびＴ（ｍａｘ）がそれぞれ、７．４８μｍおよび２３μｍと本発明で規定する値よりも大きいため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、８００ＭＰａおよび２４５０ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号１２は、ＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで７４５と本発明で規定する値よりも低く、さらに、Ｒｚ（ｍａｘ）が８．２１μｍと本発明で規定する値よりも大きいため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、８４０ＭＰａおよび２６００ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

試験番号１４は、鋼７におけるＳｉとＭｎの含有量がそれぞれ、２．５２％および３．２０％と本発明で規定する値よりも高い。しかも、ＨＶ（ｍｉｎ）がビッカース硬さで７２０と本発明で規定する値よりも低く、加えて、Ｒｚ（ｍａｘ）およびＴ（ｍａｘ）がそれぞれ、７．６６μｍおよび３５μｍと本発明で規定する値よりも大きい。このため、回転曲げ疲労強度およびピッチング強度はそれぞれ、７５０ＭＰａおよび２３００ＭＰａと低く、本発明の目標に達していない。

本発明の浸炭部品または浸炭窒化部品は、良好な曲げ疲労強度とピッチング強度を有するので、自動車のトランスミッションに使用されるギヤなどの部品として用いることができる。

実施例で用いた切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片の丸棒から切り出したままの形状を示す図である。 実施例で用いたローラーピッチング小ローラー試験片の丸棒から切り出したままの形状を示す図である。 実施例で用いたローラーピッチング大ローラー試験片の丸棒から切り出したままの形状を示す図である。 実施例における「浸炭焼入−焼戻し」の１つの条件を示す図である。 実施例における「浸炭窒化焼入−焼戻し」の１つの条件を示す図である。 実施例における「浸炭焼入−焼戻し」の別の１つの条件を示す図である。 実施例における「浸炭窒化焼入−焼戻し」の別の１つの条件を示す図である。 実施例の小野式回転曲げ疲労試験で用いた切欠き付き小野式回転曲げ疲労試験片の形状を示す図である。 実施例のローラーピッチング試験で用いたローラーピッチング小ローラー試験片の形状を示す図である。 実施例のローラーピッチング試験で用いたローラーピッチング大ローラー試験片の形状を示す図である。 実施例における回転曲げ疲労強度を表面硬さの最小値であるＨＶ（ｍｉｎ）で整理して示す図である。 実施例における回転曲げ疲労強度を表面硬さの平均値であるＨＶ（ａｖｅ）で整理して示す図である。 実施例におけるピッチング強度を表面硬さの最小値であるＨＶ（ｍｉｎ）で整理して示す図である。 実施例におけるピッチング強度を表面硬さの平均値であるＨＶ（ａｖｅ）で整理して示す図である。 実施例における回転曲げ疲労強度を粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値であるＲｚ（ｍａｘ）で整理して示す図である。 実施例における回転曲げ疲労強度を粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの平均値であるＲｚ（ａｖｅ）で整理して示す図である。 実施例におけるピッチング強度を粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値であるＲｚ（ｍａｘ）で整理して示す図である。 実施例におけるピッチング強度を粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの平均値であるＲｚ（ａｖｅ）で整理して示す図である。 実施例における回転曲げ疲労強度を不完全焼入層の最大値であるＴ（ｍａｘ）で整理して示す図である。 実施例における回転曲げ疲労強度を不完全焼入層の最大距離の平均値であるＴ（ａｖｅ）で整理して示す図である。 実施例におけるピッチング強度を不完全焼入層の最大値であるＴ（ｍａｘ）で整理して示す図である。 実施例におけるピッチング強度を不完全焼入層の最大距離の平均値であるＴ（ａｖｅ）で整理して示す図である。

Claims (2)

1. 生地が、質量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．３５〜１．２％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００５〜０．０５０％、Ｃｒ：１．２１〜３．０％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、Ｎ：０．００５０〜０．０２５０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学成分の鋼で、表面硬さの最小値がビッカース硬さで７５０以上、粗さ曲線の最大高さ粗さＲｚの最大値が６μｍ以下、かつ不完全焼入層の最大値が１５μｍ以下であることを特徴とする浸炭部品または浸炭窒化部品。
   ここで、不完全焼入層とは、部品を加工方向に直角に切断し、その面を被検面として鏡面研磨した後ナイタールで０．５〜２秒腐食し、光学顕微鏡によって部品の最表面を含むように倍率１０００倍で観察した場合に濃く腐食されている部分を指す。
2. 生地の鋼が、Ｆｅの一部に代えて、Ｍｏ：１．０％以下、Ｖ：０．２５０％以下およびＮｂ：０．０７０％以下の１種または２種以上を含有する請求項１に記載の浸炭部品または浸炭窒化部品。

Images