KR20200044866A

KR20200044866A - 전동 피로 특성이 우수한 강재

Info

Publication number: KR20200044866A
Application number: KR1020207008332A
Authority: KR
Inventors: 고지 와타리; 다츠야 이와사키; 준야 야마모토
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-04-29
Also published as: CN111065755A; EP3647451A4; WO2019054448A1; US20200216937A1; EP3647451A1; JP6652226B2; JPWO2019054448A1

Abstract

질량％로, C: 0.10％ 내지 1.50％, Si: 0.01％ 내지 0.80％, Mn: 0.10％ 내지 1.50％, Cr: 0.02％ 내지 2.50％, Al: 0.002％ 내지 0.010％ 미만, Ce+La+Nd: 0.0001％ 내지 0.0025％, Mg: 0.0005％ 내지 0.0050％, O: 0.0001％ 내지 0.0020％, Ti: 0.000％ 내지 0.005％ 미만, N: 0.0180％ 이하, P: 0.030％ 이하, S: 0.005％ 이하, Ca: 0.0000％ 내지 0.0010％, V: 0.00 내지 0.40％, Mo: 0.00 내지 0.60％, Cu: 0.00 내지 0.50％, Nb: 0.000 내지 0.050％ 미만, Ni: 0.00 내지 2.50％, Pb: 0.00 내지 0.10％, Bi: 0.00 내지 0.10％, B: 0.0000 내지 0.0050％, 잔부가 Fe 및 불순물이고, 초음파 피로 시험에 의해 검출되는 피로 기점 개재물이 Ce, La, Nd의 1종 이상과, Mg, Al, 및 O를 함유하고, 또한, 그 조성비가 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 전동 피로 특성이 우수한 강재.

Description

전동 피로 특성이 우수한 강재

본 발명은, 비금속 개재물의 조성을 제어한, 전동 피로 특성이 우수한 강재에 관한 것이다. 특히, 클러스터상의 산화물계 개재물을 REM 함유 개재물로 함으로써, 개재물을 기점으로 한 피로 파괴를 억제한, 양호한 전동 피로 특성을 갖는 강재에 관한 것이다.

기소강재, 고주파 ?칭용 강재, 베어링용 강재와 같은 각종 강재는, 산업 기계나 자동차 부품 등에 사용되고, 「볼 베어링」이나 「롤러 베어링」 등의 구름 베어링의 소재로서도 사용된다.

구름 베어링은, 예를 들어 볼 형상이나 롤러 형상을 한 「전동체」와, 전동체에 접하여 하중을 전달하는 「내륜」 및 「외륜」을 구비한다. 전동체나 내륜, 외륜과 같은 전동 부재에 사용되는 강재에는, 우수한 전동 피로 특성이 요구되고 있다. 강재에 포함되는 개재물은, 전동 피로 수명을 향상시키는 목적에서, 가능한 한 미세하고 또한 소량인 것이 요망되고 있다. 강재에 포함되는 개재물로서는, 알루미나(Al₂O₃) 등의 산화물, 황화망간(MnS) 등의 황화물, 질화티타늄(TiN) 등의 질화물이 알려져 있다.

알루미나계 개재물은, 전로나 진공 처리 용기에서 정련된 용강 중에 남은 용존 산소가, 산소와 친화력이 강한 Al과 결합하여 생성된다. 또한, 레이들 등은 알루미나계 내화물로 구축되어 있는 경우가 많다. 따라서, 탈산 시, 용강과 내화물의 반응에 의해, 알루미나가 Al로서 용강 중에 용출하고, 재산화되어서, 알루미나계 개재물로 된다. 알루미나계 개재물은 응고 후의 강 중에 있어서 클러스터를 형성하고, 전동 피로 수명의 저하의 요인으로 된다.

알루미나 클러스터의 저감을 위해, Al을 0.005질량％ 이상 함유하는 Al 킬드강의 제조 방법에 있어서, 용강 중에, Ca, Mg 및 REM의 2종 이상과 Al로 이루어지는 합금을 투입하여, 생성되는 개재물 중의 Al₂O₃를 30질량％ 내지 85질량％로 조정하여, 알루미나 클러스터가 없는 Al 킬드강을 제조하는 것이 알려져 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 알루미나 클러스터의 생성을 방지하기 위해서, REM, Mg 및 Ca의 2종 이상을 용강에 첨가하여, 저융점의 개재물을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 실버 흠을 방지하는 것에 유효하다. 단, 이 방법에서는, 개재물의 사이즈를, 베어링용 강에서 요구되는 레벨까지 작게 할 수는 없다. 그 이유는, 저융점의 개재물은, 응집·합체하여, 조대화하기 쉽기 때문이다.

또한, REM은, 개재물을 구상화함으로써, 피로 특성을 향상시킨다. 그러나, 너무 많이 넣으면, 개재물의 수가 증가하여, 오히려 피로 특성의 하나인 피로 수명이 저하된다. 특허문헌 2에는, 피로 수명을 저하시키지 않기 위해서는, REM의 함유량을 0.010질량％ 이하로 할 필요가 있는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에는, 피로 수명 저하의 메커니즘 및 개재물의 존재 상태에 대해서는 개시되어 있지 않다.

이와 같이, 개재물의 형상을 클러스터상에서 구상으로 변화시킴으로써 피로 특성의 향상을 달성한 사례는 많지만, 클러스터 그 자체를 개질함으로써 피로 특성을 개선한 사례는 보이지 않는다.

일본 특허 공개 평09-263820호 공보 일본 특허 공개 평11-279695호 공보

본 발명은, 종래 기술의 문제점에 감안하여, 전동 피로 특성이 우수한 강재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는, 다음과 같다.

[1]

질량％로,

C: 0.10％ 내지 1.50％,

Si: 0.01％ 내지 0.80％,

Mn: 0.10％ 내지 1.50％,

Cr: 0.02％ 내지 2.50％,

Al: 0.002％ 내지 0.010％ 미만,

Ce+La+Nd: 0.0001％ 내지 0.0025％,

Mg: 0.0005％ 내지 0.0050％,

O: 0.0001％ 내지 0.0020％,

Ti: 0.000％ 내지 0.005％ 미만,

N: 0.0180％ 이하,

P: 0.030％ 이하,

S: 0.005％ 이하,

Ca: 0.0000％ 내지 0.0010％,

V: 0.00 내지 0.40％,

Mo: 0.00 내지 0.60％,

Cu: 0.00 내지 0.50％,

Nb: 0.000 내지 0.050％ 미만,

Ni: 0.00 내지 2.50％,

Pb: 0.00 내지 0.10％,

Bi: 0.00 내지 0.10％,

B: 0.0000 내지 0.0050％,

잔부가 Fe 및 불순물이고,

초음파 피로 시험에 의해 검출되는 피로 기점 개재물이 Ce, La, Nd의 1종 이상과, Mg, Al, 및 O를 함유하고, 또한, 그 조성비가 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 전동 피로 특성이 우수한 강재.

(Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％≥0.20 …식 (1)

단, 식 (1)에 있어서, Ce％, La％, Nd％, Mg％, Al％는, 각각, 피로 기점 개재물이 함유하는 Ce, La, Nd, Mg, Al의 원자량％이다.

[2]

질량％로, C: 0.10％ 내지 0.45％ 미만이고, Cr: 0.02 내지 1.50％인 것을 특징으로 하는, [1]에 기재된 전동 피로 특성이 우수한 강재.

[3]

질량％로, C: 0.45％ 내지 0.90％ 미만이고, Cr: 0.70 내지 2.50％인 것을 특징으로 하는, [1]에 기재된 전동 피로 특성이 우수한 강재.

[4]

질량％로, C: 0.90％ 내지 1.50％이고, Cr: 0.70 내지 2.50％인 것을 특징으로 하는, [1]에 기재된 전동 피로 특성이 우수한 강재.

본 발명에 따르면, 클러스터상의 Al-O계 개재물을 REM-Al-Mg-O계 개재물로 개질하여, 산화물계 개재물의 피로 특성으로의 영향을 저감함으로써, 전동 피로 특성이 우수한 강재를 제공할 수 있다.

도 1은, 전동 피로 시험편의 설명도이고, (a)는 평면도, (b)는 측면도이다.
도 2는, 초음파 피로 시험편의 설명도이다.
도 3은, 초음파 피로 시험편의 표점 거리 사이에 포함되는 개재물의 설명도이다.
도 4는, 피로 파괴가 서서히 진행해 가는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 5는, 초음파 피로 시험편의 파단면의 설명도이다.
도 6은, 피로 기점 개재물의 반사 전자 조성 상의 일례이다.

본 발명자들은, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, 실험 및 검토를 예의 행하였다. 그 결과, REM의 함유량과 Al 및 S의 함유량을 조정함으로써, 이하의 지견을 얻었다.

(1) 클러스터상의 산화물인 Al-O계 개재물을 REM-Al-Mg-O계 개재물로 개질함으로써, 산화물계 개재물과 모재의 밀착성이 향상된다.

(2) 클러스터상의 산화물인 Al-O계 개재물에 Mg와 REM계의 개재물을 혼재시키기 위해서는, Mg 및 REM과의 반응성이 높은 S는 최대한 함유량을 억제해야 한다.

(3) 클러스터상의 산화물인 Al-O계 개재물은 조대하고, 피로 특성에 악영향을 미치기 때문에, Al양은 최대한 억제하는 쪽이 좋지만, 비첨가에서는 조대한 저급 산화물이 형성되고, Mg 및 REM에 의한 산화물계 개재물의 개질 효과를 얻지 못한다. 따라서, Al의 탈산은 최저한 필요하다.

이하에, 상술한 지견에 기초하여 이루어진 본 발명의 실시 형태에 관한 강재와 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 실시 형태에 관한 강재의 성분 조성과 그 한정 이유에 대하여 설명한다. 또한, 하기의 원소의 함유량에 관한 ％는, 질량％를 의미한다.

C: 0.10％ 내지 1.50％

C는 경도를 확보하여, 피로 수명을 향상시키는 원소이다. 필요한 강도와 경도를 확보하기 위해서는, C를 0.10％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, C 함유량이 1.50％를 초과하면 경도가 너무 상승하여, ?칭 균열의 원인으로 된다. 따라서, C 함유량은, 0.10％ 내지 1.50％로 한다. 또한, C: 0.10％ 내지 0.45％ 미만이면, 담금질용의 강재에 적합하다. C: 0.45％ 내지 0.90％ 미만이면, 고주파 ?칭용의 강재에 적합하다. C: 0.90％ 내지 1.50％이면, 전체 ?칭용의 강재에 적합하다. 또한, C 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.15％이다. C 함유량의 상한은, 바람직하게는 1.35％이다.

Si: 0.01％ 내지 0.80％

Si는, ?칭성을 높여, 피로 수명을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Si를 0.01％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Si 함유량이, 0.80％를 초과하면, ?칭성 향상 효과가 포화하고, 또한, 탈산 상태에 영향을 미치고, 산화물의 형성에 영향을 미쳐 피로 특성이 저하된다. 따라서, Si 함유량은 0.01％ 내지 0.80％로 한다. 또한, Si 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.07％로 한다. Si 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.65％ 이하로 한다.

Mn: 0.10％ 내지 1.50％

Mn은, ?칭성을 높여서 강도를 높이고, 피로 수명을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Mn을 0.10％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Mn 함유량이, 1.50％를 초과하면, ?칭성 향상 효과가 포화하고, 오히려, ?칭 균열의 원인으로 된다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.10％ 내지 1.50％로 한다. Mn 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.20％로 한다. Mn 함유량의 상한은, 바람직하게는 1.20％로 한다.

Cr: 0.02％ 내지 2.50％

Cr은, ?칭성을 높이고, 피로 수명을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 안정되게 얻기 위해서는, Cr을 0.02％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, Cr 함유량이 2.50％를 초과하면, ?칭성 향상 효과가 포화하고, 오히려 ?칭 균열의 원인으로 된다. 그 때문에, Cr 함유량의 상한은 2.50％로 한다. 또한, Cr 함유량의 하한은, 바람직하게는 0.15％ 이상으로 한다. Cr 함유량의 상한은, 바람직하게는 2.00％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 1.90％ 이하, 혹은 1.80％ 이하로 규정해도 된다.

또한, 담금질에 의한 베어링용의 강재로서 사용하는 경우에는, Cr: 0.02 내지 1.50％로 하는 것이 바람직하다. 고주파 ?칭에 의한 베어링용의 강재 또는 전체 ?칭에 의한 베어링용의 강재로서 사용하는 경우에는, Cr: 0.70 내지 2.50％로 하는 것이 바람직하다.

Al: 0.002％ 내지 0.010％ 미만

Al은, T.O(전체 산소량)를 저감하는 탈산 원소로서, 0.002％ 이상을 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Al 함유량이 0.010％ 이상이면, 클러스터상의 알루미나량이 증가하고, Mg 및 REM 첨가에 의한 REM-Al-Mg-O계 개재물로의 개질이 충분할 수 없다고 생각된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.010％ 미만으로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 하한에 대해서 0.005％ 이상으로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 상한에 대해서, 0.008％ 이하로 한다.

Ce+La+Nd: 0.0001％ 내지 0.0025％

Ce(세륨), La(란탄) 및 Nd(네오디뮴)은 희토류 원소로 분류되는 원소이다. 희토류 원소란, 원자 번호가 57인 란탄으로부터 71인 루테튬까지의 15 원소에, 원자 번호가 21인 스칸듐과 원자 번호가 39인 이트륨을 첨가한 합계 17 원소의 총칭이다. 희토류 원소는, 강력한 탈산 원소이고, 본 실시 형태에 관한 베어링용 강재에 있어서, 극히 중요한 역할을 담당한다. 제강용의 희토류 원소 합금은, Ce, La 및 Nd의 3 원소가 주성분으로 되어 있기 때문에, 본 발명에서는, 희토류 17 원소 중, Ce, La 및 Nd를 한정한다. 희토류 합금에 포함되는 3 원소 이외의 원소도 강력한 탈산 원소인 것에 변함없고, 3 원소와 마찬가지의 효과를 발휘한다. Ce, La, Nd 중 어느 1종을 0.0001％ 내지 0.0025％ 함유해도 되고, 2종 이상을 합계로 0.0001％ 내지 0.0025％ 함유해도 된다. 본 발명에 있어서의 설명에서는 Ce, La 및 Nd를 REM으로 총칭한다. REM은, 먼저, 용강 중의 산소와 반응하여, REM계의 산화물을 생성한다. 이어서, 용강 중에서의 알루미나 산화물의 응집 클러스터화에 따라 REM계 산화물도 동시에 도입된다. 그렇게 함으로써 Al-O계 산화물이 REM-Al-Mg-O계 개재물로 개질된다.

본 실시 형태에 관한 베어링용 강재에 있어서의 REM의 기능은 이하와 같다. 클러스터상 개재물의 크기는, REM을 첨가하지 않은 경우와 첨가하지 않은 경우에서 큰 차이는 보여지지 않는다. 그러나, REM계의 산화물이 혼재함으로써, 모재와의 계면 상태가 개선, 구체적으로는 밀착성이 향상되기 때문에, 동일한 크기라도 파괴 기점이 되기 어렵고, 피로 특성이 향상된다.

이러한 효과를 얻기 위해서는, T.O양(전체 산소량)에 따라, 일정량 이상의 REM을 함유시킬 필요가 있다.

이들의 관점에서 검토한 결과, REM이 0.0001％ 미만이면 함유 효과가 불충분한 것을 실험적으로 발견하였다. 따라서, REM 함유량의 하한을 0.0001％로 하고, 바람직하게는 0.0003％ 이상, 보다 바람직하게는, 0.0008％ 이상으로 한다. 단, REM 함유량이 0.0025％를 초과하면, 고비용으로 될뿐만 아니라, 주조 노즐의 폐색이 발생하기 쉬워져, 강의 제조를 저해한다. 따라서, REM의 함유량의 상한은 0.0025％이고, 바람직하게는 0.0020％, 보다 바람직하게는 0.0018％이다.

Mg: 0.0005％ 내지 0.0050％

Mg는, Al과 마찬가지로 강력한 탈산 원소이고, 본 실시 형태에 관한 강재에 있어서, 극히 중요한 역할을 담당한다. Mg만으로는 클러스터 산화물 기점의 파괴를 억제하는 효과는 작지만, REM과 Mg의 병용에 의해, REM 단독보다도 그 피로 특성의 개선 효과가 높아진다. 본 효과를 얻기 위해서는, Mg를 0.0005％ 이상의 양으로 함유시킬 필요가 있다. Mg 함유량이 많으면, 산화물량 그 자체가 증가하고 REM 첨가에 의한 REM-Al-Mg-O계 개재물을 개질할 수 없다고 생각된다. 그 때문에, Mg 함유량은 0.0050％ 이하로 한다. Mg 함유량은, 바람직하게는 하한을 0.0010％ 이상으로 규정한다. Mg 함유량은, 바람직하게는 상한을 0.0040％ 이하로 규정한다.

O: 0.0001％ 내지 0.0020％

O는 불순물이고, 탈산에 의해 강으로부터 제거되는 원소이다. 탈산에 의해 강 중의 O를 전무로 할 수 있으면 알루미나 클러스터는 발생하지 않고, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물론 발생하지 않는다. 그러나, 기술면 및 비용면에서, 현재의 강에 있어서는 0.0001％ 이상의 O가 필연적으로 함유되고, 이것에 의해 발생하는 알루미나 클러스터에 의해 피로 특성이 저하될 수 있다. 본 발명은, 통상 포함되는 것과 동일 정도의 산소를 함유하는 강에 있어서, 종래에 비하여 피로 특성을 개선한 것이다. 일반적으로는, 강의 O 함유량은 0.0005％ 이상인 경우가 많다. 한편, O 함유량이 0.0020％를 초과하면, 알루미나 등의 산화물이 다량으로 잔존하고, 피로 수명이 저하되므로, O 함유량의 상한을 0.0020％로 한다. O 함유량은, 바람직하게는 0.0015％ 이하이다.

피로 기점 개재물에 있어서의 Ce, La, Nd, Mg, Al의 조성비(Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％: 0.20 이상

클러스터상의 산화물인 Al-O계 개재물을 REM-Al-Mg-O계 개재물로 개질함으로써, 산화물계 개재물과 모재의 밀착성이 향상되고, 피로 특성이 향상된다. 이 효과는, 피로 기점 개재물에 있어서의 Ce, La, Nd, Mg, Al의 조성비(Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％가 0.20％ 이상인 경우에 발현한다. 따라서, (Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％를 0.20 이상으로 한다. 상기의 효과를 보다 높이기 위해서는, (Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％는 0.50 이상이 바람직하다.

피로 기점 개재물에 있어서의 Ce％, La％, Nd％, Mg％, Al％는, 각각, 피로 기점 개재물이 함유하는 Ce, La, Nd, Mg, Al의 원자수 합에 대한, 각 원소의 원자수의 비율(원자량％)이다. 피로 기점 개재물에 있어서, Al％, Mg％, 및 (Ce％+La％+Nd％)의 3항목이 모두 0.1 이상일 때에, 그 피로 기점 개재물은 「REM-Al-Mg-O계 개재물」이다로 한다. 바람직하게는, 피로 기점 개재물에는, Mg％, 및 (Ce％+La％+Nd％)의 양쪽이 1.0 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 원자량％의 산출에 있어서는 O의 원자수 및 O의 비율이 고려되어 있지 않지만, 상기 각 원소는 O를 통해 복합 개재물을 형성하고 있고, 피로 기점 개재물에는 O가 포함된다.

이상이, 본 실시 형태에 관한 강재의 기본적인 성분 조성이고, 잔부는, 철 및 불순물이다. 또한, 「잔부는, 철 및 불순물이다」에 있어서의 「불순물」이란, 강을 공업적으로 제조할 때에, 원료로서의 광석, 스크랩 또는 제조 환경 등으로부터 불가피하게 혼입되는 것을 가리킨다. 단, 본 실시 형태에 관한 강재에 있어서, 불순물인 Ti, N, P, S 및 Ca는, 이하와 같이 제한할 필요가 있다.

Ti: 0.000％ 내지 0.005％ 미만

Ti는 불순물이고, 강 중에 존재하면, TiN을 생성하여 피로 특성을 열화시키므로, Ti 함유량을 0.005％ 미만으로 제한한다. 바람직하게는 Ti 함유량을 0.004％ 이하로 제한한다.

N: 0.0180％ 이하

N은 불순물이고, 강 중에 존재하면, 질화물을 형성하여 피로 특성을 열화시키고, 또한, 변형 시효에 의해 연성 및 인성을 열화시킨다. N 함유량이, 0.0180％를 초과하면, 피로 특성, 연성 및 인성의 열화 등의 폐해가 현저해진다. 그 때문에, N 함유량의 상한을 0.0180％로 제한한다. 바람직하게는 N 함유량을 0.0150％ 이하로 제한한다. N은 0.0000％여도 되지만, N 함유량의 저감에는 공업상의 제약이 있고, 또한 너무 낮게 하는 것은 의미가 없다. 통상의 비용으로 가능한 N의 실질적인 하한으로서 0.0020％로 해도 된다.

P: 0.030％ 이하

P는 불순물이고, 강 중에 존재하면, 결정립계에 편석하여 피로 수명을 저하시킨다. P 함유량이, 0.030％를 초과하면, 피로 수명이 저하된다. 그 때문에, P 함유량의 상한을 0.030％로 제한한다. 바람직하게는, P 함유량을 0.020％ 이하로 제한한다. P 함유량의 하한은 0.000％여도 되지만, 공업적인 하한으로서 0.001％로 해도 된다.

S: 0.005％ 이하

S는 강 중에 존재하면, 황화물을 형성한다. S 함유량이, 0.005％를 초과하면, S가 REM과 결합하여 황화물을 형성하고, 알루미나 클러스터의 개질에 유효한 REM을 저감시키고, 나아가서는 피로 수명을 저하시킨다. 그 때문에, S 함유량의 상한을 0.005％로 제한한다. 바람직하게는, S 함유량을 0.0025％ 이하로 제한한다. S 함유량의 하한은 0.000％여도 되지만, 공업적인 하한으로서 0.001％로 해도 된다.

Ca: 0.0000％ 내지 0.0010％

Ca는 강 중에 존재하면, 조대한 CaO가 생성되어, 피로 수명이 저하되므로, 상한을 0.0010％로 한다. Ca 함유량은, 바람직하게는 0.0002％ 이하이고, 0.0000％이면 더욱 좋다.

상술한 원소에 첨가하여, 이하의 원소를 선택적으로 함유해도 된다. 이하, 선택 원소에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강재는, 또한 V: 0.00％ 내지 0.40％, Mo: 0.00％ 내지 0.60％, Cu: 0.00％ 내지 0.50％, Nb: 0.000％ 내지 0.050％, Ni: 0.00％ 내지 2.50％, Pb: 0.00 내지 0.10％, Bi: 0.00 내지 0.10％, B: 0.0000 내지 0.0050％의 1종 이상을 함유해도 된다.

V: 0.00％ 내지 0.40％

V는 강 중의 C 및 N과 결합하여, 탄화물, 질화물, 또는 탄질화물을 형성하고, 강의 조직 미세화와 강화에 기여하는 원소이다. 이 효과를 안정되게 얻기 위해서는, V를 0.05％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.10％ 이상이다. 그러나, V 함유량이 0.40％를 초과하면, 함유 효과는 포화됨과 함께 열간 가공 시에 균열이 발생하므로, V 함유량의 상한을 0.40％로 한다. 바람직하게는, V 함유량을 0.30％ 이하로 한다.

Mo: 0.00％ 내지 0.60％

Mo는 ?칭성을 높임과 함께 강 중의 C와 결합하여, 탄화물을 형성하고, 석출 강화에 의해 강의 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 이 효과를 안정되게 얻기 위해서는, Mo를 0.05％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.10％ 이상이다. 그러나, Mo 함유량이 0.60％를 초과하면, 오히려 ?칭 균열의 원인으로 되므로, Mo 함유량의 상한을 0.60％로 한다. Mo 함유량은, 바람직하게는 0.50％ 이하이다.

Cu: 0.00％ 내지 0.50％

Cu는 모재의 강화에 의한 피로 특성의 향상에 기여하는 원소이다. 이 효과를 안정되게 얻기 위해서는, Cu를 0.05％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, Cu 함유량이 0.50％를 초과하면, 열간 가공 시에 균열이 발생하므로, Cu 함유량의 상한을 0.50％로 한다. Cu 함유량은, 바람직하게는 0.35％ 이하이다.

Nb: 0.000％ 내지 0.050％ 미만

Nb는 모재 강화에 의한 피로 특성의 향상에 기여하는 원소이다. 이 효과를 안정되게 얻기 위해서는, Nb를 0.005％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010％ 이상이다. 그러나, Nb 함유량이 0.050％ 이상이 되면, 함유 효과가 포화됨과 함께 열간 가공 시에 균열이 발생하므로, Nb 함유량을 0.050％ 미만으로 한다. Nb 함유량은, 바람직하게는 0.030％ 이하이다.

Ni: 0.00％ 내지 2.50％ 이하

Ni는 내식성을 올림으로써 피로 수명의 향상에 기여하는 원소이다. 이 효과를 안정되게 얻기 위해서는, Ni를 0.10％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.30％ 이상이다. 그러나, Ni 함유량이 2.50％를 초과하면, 강의 피삭성이 저하되므로, Ni 함유량의 상한을 2.50％로 한다. Ni 함유량은, 바람직하게는 2.00％ 이하이다.

Pb: 0.00％ 내지 0.10％

Pb는 강의 피삭성을 높이기 위하여 첨가된다. 그러나, Pb 함유량이 0.10％를 초과하면 피로 균열의 발생 기점으로 되어 피로 강도가 저하된다. 따라서, Pb 함유량의 상한은 0.10％로 한다. Pb 함유량은 바람직하게는 0.06％ 이하이다.

Bi: 0.00％ 내지 0.10％

Bi는, 강의 피삭성을 높이기 위하여 첨가된다. 그러나, Bi 함유량이 0.10％를 초과하면 피로 균열의 발생 기점으로 되어 피로 강도가 저하된다. 따라서, Bi 함유량의 상한은 0.10％로 한다. Bi 함유량은 바람직하게는 0.06％ 이하이다.

B: 0.0000％ 내지 0.0050％

B는 오스테나이트 입계에 편석하고, 입계 강도를 높여서 인성을 개선하는 효과가 있다. 그러나, B 함유량이 0.0050％를 초과하면 열 처리 시에 오스테나이트 입자가 이상 입자 성장하여 피로 강도가 저하된다. 따라서, B 함유량의 상한은 0.0050％로 한다. B 함유량은 바람직하게는 0.0030％ 이하이다.

본 실시 형태에 관한 강재에 있어서는, 전번의 클러스터상의 산화물은, 압연에 의해 연신한다. 그러나, 본 실시 형태에 관한 강재에 있어서는, 그 형태나 크기에 관계없이 알루미나 단체로부터 REM 산화물과의 복합이 됨으로써 모재와의 계면 상태가 개질되어 피로 특성이 개선된다.

본 실시 형태에 관한 강재의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강재의 제조 방법에 있어서, 용강을 정련할 때, 탈산제를 투입하는 순서가 중요하다. 본 제조 방법에 있어서는, 먼저, Al, Mg를 사용하여 탈산을 행한다. 이어서, REM을 사용하여 60초 이상 탈산한 후, 진공 탈가스를 포함하는 레이들 정련을 행한다.

탈산의 초기에 REM을 첨가하면, REM-O계 산화물을 형성하여 고정되어 버려, 후에 형성되는 알루미나 또는 Al-Mg-O계 산화물을 개질할 수 없다. 그 때문에, 탈산의 최초에 Al을, 계속하여 Mg를 첨가하여 용강에 포함되는 O를 산화물로서 고정한다. 그 후에 REM을 첨가함으로써, 클러스터상의 산화물을 REM-Al-Mg-O계 개재물로 개질한다. REM의 첨가에는, 미슈 메탈(복수의 희토류 금속으로 이루어지는 합금) 등을 사용할 수 있고, 예를 들어 정련의 말기에, 괴상의 미슈 메탈을 용강에 첨가하면 된다.

REM에 의한 탈산은 60초 이상 행한다. 이것은, 첨가한 REM이 일단 형성한 Al-Mg-O계 산화물로부터 산소를 도입하여 REM계의 산화물을 형성시키기 위하여 필요한 시간이다.

탈산을 위해서, Ca를 첨가하는 경우, 저융점에서 연신하기 쉬운 Al-Ca-O계 개재물이 다수 생성된다. 이 때문에, Al-Ca-O계 개재물이 다수 생성된 후에, REM을 첨가해도, 개재물의 조성을 개질하는 것은 어렵다. 따라서, Ca의 첨가나 혼입은, 최대한 억제할 필요가 있다.

상술한 바와 같이, 본 제조 방법에 있어서, Al-O계의 클러스터상의 산화물을 REM-Al-Mg-O계 개재물로 개질할 수 있고, 강재의 전동 특성이 향상된다.

본 실시 형태에 관한 강재를 베어링에 사용하는 경우에는, MnS의 생성량과, 독립적으로 존재하는 TiN의 생성량이 극히 적은 것이 이상이지만, 전무로 할 필요는 없다. S나 Ti의 첨가량을 상기한 바와 같이 제한함으로써, 클러스터상 산화물보다 MnS나 TiN이 조대화하는 경우는 없고, 피로 파괴의 기점으로는 될 수 없기 때문이다.

본 제조 방법에 있어서, 주조 후의 주조편을, 가열 온도까지 가열한 후, 1200℃ 내지 1250℃의 온도 영역에서 60초 이상, 60분 이하 유지한 후, 열간 압연, 또는, 열간 단조를 실시하여 강재를 제조한다. 이 강재를 소재로 하여, 최종 형상에 가까운 형상으로 절삭한 후, 침탄 ?칭, 고주파 ?칭, 전체 ?칭 등의 열처리를 실시함으로써, 표면의 경도를, 베어링에 적합한 경도로 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 강재는, C: 0.10％ 내지 1.50％이지만, C: 0.10％ 내지 0.45％ 미만이면, 담금질용의 강재에 적합하고, 침탄 ?칭을 실시함으로써, 표면의 경도를, 비커스 경도 700Hv(측정 하중 2.94N) 이상으로 할 수 있다. 또한, C: 0.45％ 내지 1.50％이면, 고주파 ?칭을 실시함으로써, 표면의 경도를, 비커스 경도 650Hv(측정 하중 2.94N) 이상으로 할 수 있다. 또한, C: 0.90％ 내지 1.50％이면, 전체 ?칭에 의한 베어링용의 강재에 적합하다.

본 발명의 강재를 사용하여 침탄 ?칭, 고주파 ?칭, 전체 ?칭 등의 열처리한 전동 부재는 피로 특성이 우수하다. 또한, 전동 부재로서 사용하는 경우에는, 필요에 따라, 연삭 등의 고경도이고 또한 고정밀도 가공이 가능한 수단을 사용하여, 최종 제품으로 마무리하는 것이 일반적이다.

실시예

이어서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위하여 채용한 일 조건예이고, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.

(실시예 1) 담금질에 의한 베어링을 상정한 예

표 1에 나타내는 No.A1 내지 A16(본 발명예), No.B1 내지 B14(비교예)의 각 성분의 강종을 150kg 진공 용해로에서 주조하였다. 탈산 조건에 대해서는, 표 2에 나타내는 탈산 조건 a 내지 f로서 변화시켜, 영향을 조사하였다. REM을 첨가하는 경우에는, 상정 수율 40％로 미슈 메탈을 첨가하였다.

탈산 조건 a, b, d는, 모두 Al, Mg, REM의 순서로 탈산제를 첨가하고, 탈산 조건 a에서는, REM 첨가로부터 90초 경과 후, 출강하였다. 탈산 조건 b에서는, REM 첨가로부터 500초 경과한 것을 확인하고 출강하였다. 탈산 조건 d에서는, REM 첨가로부터 30초 경과 후 바로 출강하였다. 탈산 조건 c는, REM, Al, Mg의 순서로 탈산제를 첨가하고, REM에 의한 탈산 시간은 120초로 하였다. 탈산 조건 e는, Al, Mg의 순서로 탈산제를 첨가하여 탈산을 행하고, REM 첨가에 의한 탈산을 행하지 않았다. 탈산 조건 f는, Al, REM의 순서로 탈산제를 첨가하여 탈산을 행하고, REM 첨가로부터 90초 경과한 것을 확인하여 출강하였다.

출강 후, φ80의 환봉으로 열간 단조하고, 시험편 채취를 위한 소재로 하였다. 당해 환봉을, 길이 방향으로 수직인 단면으로 절단한 다음, 도 1에 도시하는 전동 피로 시험편을 채취하였다. 구체적으로는, 전동 피로 시험편은, 두께 6.0mm, 직경 60mm의 원반상이고, 원형의 면이, 원래로 된 환봉의 길이 방향과 수직으로 된다. 이 전동 피로 시험편은, 베어링에서의 내륜 및 외륜을 모방한 것이다. 전동 피로 시험에서는, 전동 피로 시험편의 원형면이 시험면에 해당하고, 동 면이 전동체와 접촉함으로써 피로 부하가 가해진다.

전동 피로 시험편의 채취 후, 하중 부하 부분(시험면)이 균질하게 베어링 용도재와 동등한 700Hv 이상의 경도가 되도록, 침탄·?칭과 템퍼링을 행하였다. 여기서, 비커스 경도는 측정 하중 2.94N으로 측정하였다. 템퍼링 조건은, 180℃에서 1hr이다. 템퍼링 후, 시험면을 경면에 마무리 가공하고 전동 피로 시험에 제공하였다. 전동 피로 시험은 모리식 스러스트형 시험기(접촉 면압: 5.33gpa)로 행하였다. 각 수준(표 3의 No.1 내지 32)에 대한 10회의 시험 결과에 대해서, 와이불 통계를 사용하여, 평가 시료 중 10％가 파괴하는 사이클 수를 피로 특성 L10으로 하여 평가하였다.

피로 기점 개재물의 평가는, 도 2와 같은 시험편을 사용하여 초음파 피로 시험에 의해 실시하였다. 동 시험을 향한 초음파 피로 시험편도, 상기 전동 피로 시험편의 소재로 된 환봉으로부터 채취하였다. 초음파 피로 시험편은, 동 시험편의 길이 방향이, 소재로 되는 환봉의 길이 방향과 수직으로 되도록 채취하였다. 초음파 피로 시험편의 채취에 있어서는, 예정된 초음파 피로 시험편 형상보다 직경이 0.3mm 정도 큰 소재로서 채취하고, 또한 잡기부를, 별도의 강재를 용접하여 형성하였다. 그 후, 시험부에, 표층의 탄소 농도가 전동 피로 시험편과 동등으로 되고, 또한, 시험부 중심부까지 침탄을 할 수 있도록 충분히 장시간에 침탄 처리를 행하고, 후 ?칭 처리와, 180℃에서 1hr의 템퍼링 처리를 행하였다. 그 후 소정의 초음파 시험편 형상으로 마무리하였다. 초음파 피로 시험은 주파수 20kHz, 응력비 -1, 응력 진폭을 700에서 850MPa로 일정하게 하고, 파단할 때까지 실시하였다. 이 초음파 피로 시험의 피로 기점 개재물에 대하여 EDX(에너지 분산형 X선 분석)를 사용하여 조성을 분석하고, 전번의 REM의 원자량％의 총량과 Mg, Al의 원자량％를 계측하였다.

피로 기점 개재물은, 다음과 같이 특정된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 초음파 피로 시험편(1)의 표점 거리 L 사이에, 다수의 개재물 a가 포함되어 있다. 이들 개재물 a 중에서, 초음파 피로 시험에 있어서 가장 응력 집중을 발생시키는 개재물 ａ'을 기점으로 하여, 피로 파괴가 발생해 간다. 가장 응력 집중을 발생시키는 개재물 ａ'은, 크기, 형상 등에 의해 초음파 피로 시험에 있어서 응력 집중 계수가 가장 커지는 피로 기점 개재물이다.

도 4는, 피로 파괴가 서서히 진행해 가는 모습을 모식적으로 도시한 설명도이다. 우선, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 개재물 ａ'(피로 기점 개재물)을 중심으로 하여, 초음파 피로 시험편(1)의 길이 방향과 수직인 단면에 있어서 원형으로 피로 균열이 발생한다. 그리고, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 응력 진폭의 횟수 증가에 수반하여, 원형으로 파단면(10)이 퍼져 간다. 또한, 응력 진폭의 횟수 증가에 수반하여 파단면(10)이 어느 정도의 크기가 되면, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 단숨에 파단에 이른다.

이렇게 하여 파단에 이른 초음파 피로 시험편(1)의 파단면에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 개재물 ａ'(피로 기점 개재물)을 중심으로 하는, 피시 아이라고 불리는 원 모양(11)이 남게 된다. 원 모양(11)은, 단숨에 파단이 진행되기 직전의 파단면(10)에 대응한다. 그래서, 이 원 모양(11)의 중심에 있는 개재물 ａ'(피로 기점 개재물)에 함유되는 Ce, La, Nd, Mg, Al의 원자량％를 측정하고, (Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％를 구한다.

기점 개재물 조성의 계측에는, 가속 전압 20kV, 배율 500배로 관찰을 행한다. 개재물의 중심이 시야의 중심으로 되도록 EDS 측정의 시야를 결정한다. 조성 분석에 사용한 기점 개재물의 반사 전자 조성 상의 일례를 도 6에 나타낸다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 개재물 부분과, 비개재물의 부분과는 명확하게 판별 가능하다. 그 때문에, 시야 내에 있어서의 개재물에 대응하는 영역(개재물 에어리어)을 특정하고, 그 영역을 추출하여 화학 조성을 계측하였다.

개재물의 긴 직경은 약 100 내지 300㎛이고, 개재물 전체가 시야에 수렴되지 않는 경우도, 1시야 내에서 얻어진 값을 그 개재물의 조성으로 하여 사용한다. 상기의 시야에 대해서, 드웰 타임 0.5μs, 프리셋 5로 EDS에 의한 원소 매핑을 실시하고, 개재물 에어리어에서 얻어진 X선 스펙트럼으로부터 Ce, La, Nd, Mg, Al의 원자량％를 구하여, 개재물 조성을 계측한다. EDS의 데이터 취득 및 해석에는, EDS 분석 시스템 Analysis Station(니혼덴시제)을 사용한다. 또한, 표 3에 있어서의 원자량％의 산출에 있어서는 O의 비율이 고려되어 있지 않지만, 피로 기점 개재물은 모두 O를 통해 형성된 복합 개재물이고, O를 포함하고 있었다. 또한, 비교예에서는, 피로 기점 개재물이 타 원소(Mn, Ti 등)를 포함하는 케이스도 있었지만, Ce, La, Nd, Mg, Al 이외의 원소는 모두 원자량％의 산출에 고려되어 있지 않다.

표 1에, 실시예 1에 있어서의 각 강종의 화학 조성을 나타낸다. 표 2에, 탈산 조건 a 내지 f를 나타낸다. 표 3에, 각 수준(No.1 내지 34)에 있어서의 강종, 탈산 조건과, 초음파 피로 시험의 피로 기점 개재물의 산화물 형태, 조성과 전동 피로 시험에 의한 피로 특성(L10 수명)을 나타낸다.

본 발명예의 피로 수명 L10은, 10⁷ 사이클 이상이고, 비교예로 되는 강종보다 우위에 있었다.

(실시예 2) 고주파 ?칭에 의한 베어링을 상정한 예

표 4에 나타내는 No.C1 내지 C14(본 발명예), No.D1 내지 D10(비교예)의 각 성분의 강종을 150kg 진공 용해로에서 주조하고, 실시예 1과 마찬가지로 φ80mm의 환봉(시험편 채취를 위한 소재)으로 열간 단조하였다. 탈산 조건은, 실시예 1과 마찬가지로, 표 2에 나타내는 탈산 조건 a 내지 f에 의해 행하였다. 전동 피로 시험편의 채취 후, 시험부에 고주파 ?칭 처리와, 150℃에서 1hr의 템퍼링 처리를 행하였다. 고주파 ?칭 처리는, 템퍼링 후의 표면 경도가 650Hv(측정 하중 2.94N) 이상으로 되는 조건에서 행하였다. 또한, 시험면을 경면으로 마무리 가공하고 전동 피로 시험에 제공하였다. 전동 피로 시험은 모리식 스러스트형 시험기(접촉 면압: 5.33GPa)로 행하였다. 각 수준(표 5의 No.1 내지 28)에 대한 10회의 시험 결과에 대해서, 와이불 통계를 사용하여, 평가 시료 중의 10％가 파괴되는 사이클 수를 피로 특성 L10으로 하여 평가하였다.

피로 기점 개재물의 평가는, 실시예 1과 마찬가지의 초음파 피로 시험에 의해 실시하였다. 초음파 피로 시험편에 대한 열처리는, 시험부에 고주파 ?칭 처리를 행해 그 후 150℃에 1hr의 템퍼링 처리를 행하였다. 고주파 ?칭 처리는, 템퍼링후에, 시험부 표면부터 중심에 걸쳐서 650Hv(측정 하중 2.94N) 이상으로 되는 조건에서 행하였다. 피로 시험은 주파수 20kHz, 응력비-1, 응력 진폭을 700에서850MPa와 일정하게 하고, 파단할 때까지 실시하였다. 이 초음파 피로 시험의 기점 개재물에 대하여 EDX(에너지 분산형 X선 분석)를 사용하여 조성을 분석하고, 전번의 REM의 원자량％의 총량과 Mg, Al의 원자량％를 계측하였다. 표 5에 있어서도, 표 3과 동일하게 원자량％의 산출에 O의 비율이 고려되어 있지 않지만, 어느 쪽의 실시예에 있어서도, 기점 개재물은 O를 포함하고 있었다.

표 4에, 실시예 2에 있어서의 각 강종의 화학 조성을 나타낸다. 표 5에, 각 수준(No.101 내지 128)에 있어서의 강종, 탈산 조건과, 초음파 피로 시험의 피로 기점 개재물의 산화물 형태, 조성과 전동 피로 시험에 의한 피로 특성(L10 수명)을 나타낸다.

REM을 적량 함유한, 본 발명예의 피로 특성 L10은, 10⁶사이클 이상이고, 비교예로 되는 강종보다 우위에 있었다.

(실시예 3) 전체 ?칭에 의한 베어링을 상정한 예

표 6에 나타내는 No.E1 내지 E12(본 발명예), No.F1 내지 F12(비교예)의 각 성분의 강종을 150kg 진공 용해로에서 주조하고, 실시예 1과 마찬가지로 φ80mm의 환봉(시험편 채취를 위한 소재)으로 열간 단조하였다. 탈산 조건은, 실시예 1과 마찬가지로, 표 2에 나타내는 탈산 조건 a 내지 f에 의해 행하였다. 전동 피로 시험편의 채취 후, 시험편을 850℃로 가열하고 나서 ?칭 처리를 행하고, 그 후 180℃에서 1hr의 템퍼링 처리를 행하였다. 또한, 시험면을 경면으로 마무리 가공하고 전동 피로 시험에 제공하였다. 전동 피로 시험은 모리식 스러스트형 시험기(접촉 면압: 5.33GPa)로 행하였다. 각 수준(표 7의 No.201 내지 228)에 대한 10회의 시험 결과에 대해서, 와이불 통계를 사용하여, 평가 시료 중 10％가 파괴되는 사이클 수를 피로 특성 L10으로 하여 평가하였다.

피로 기점 개재물의 평가는, 실시예 1과 마찬가지의 초음파 피로 시험에 의해 실시하였다. 초음파 피로 시험편에 대한 열처리는, 전동 피로 시험편과 동일 조건에서 행하였다. 피로 시험은 주파수 20kHz, 응력비 -1, 응력 진폭을 700에서 850MPa로 일정하게 하고, 파단할 때까지 실시하였다. 이 초음파 피로 시험의 기점 개재물에 대하여 EDX(에너지 분산형 X선 분석)를 사용하여 조성을 분석하고, 전번의 REM의 총량과 Al, Mg의 원자량％를 계측하였다. 표 7에 있어서도, 표 3과 동일하게 원자량％의 산출에 O의 비율이 고려되어 있지 않지만, 어느 쪽의 실시예에 있어서도, 기점 개재물은 O를 포함하고 있었다.

표 6에, 실시예 3에 있어서의 각 강종의 화학 조성을 나타낸다. 표 7에, 각 수준(No.201 내지 228)에 있어서의 강종, 탈산 조건과, 초음파 피로 시험의 피로 기점 개재물의 산화물 형태, 조성과 전동 피로 시험에 의한 피로 특성(L10 수명)을 나타낸다.

REM을 적량 함유한, 본 발명예의 피로 특성 L10은, 5.0×10⁶ 사이클 이상이고, 비교예로 되는 강종보다 우위에 있었다.

본 발명에 따르면, 클러스터상의 Al-O계 개재물을 REM-Al-Mg-O계 개재물로 복합화시킴으로써, 피로 특성이 우수한 강재를 제공할 수 있다.

1: 초음파 피로 시험편
10: 파단면
11: 동심원상의 모양(피시 아이)
L: 표점 거리
a: 개재물
ａ': 개재물(피로 기점 개재물)

Claims

질량％로,
C: 0.10％ 내지 1.50％,
Si: 0.01％ 내지 0.80％,
Mn: 0.10％ 내지 1.50％,
Cr: 0.02％ 내지 2.50％,
Al: 0.002％ 내지 0.010％ 미만,
Ce+La+Nd: 0.0001％ 내지 0.0025％,
Mg: 0.0005％ 내지 0.0050％,
O: 0.0001％ 내지 0.0020％,
Ti: 0.000％ 내지 0.005％ 미만,
N: 0.0180％ 이하,
P: 0.030％ 이하,
S: 0.005％ 이하,
Ca: 0.0000％ 내지 0.0010％,
V: 0.00 내지 0.40％,
Mo: 0.00 내지 0.60％,
Cu: 0.00 내지 0.50％,
Nb: 0.000 내지 0.050％ 미만,
Ni: 0.00 내지 2.50％,
Pb: 0.00 내지 0.10％,
Bi: 0.00 내지 0.10％,
B: 0.0000 내지 0.0050％,
잔부가 Fe 및 불순물이고,
초음파 피로 시험에 의해 검출되는 피로 기점 개재물이 Ce, La, Nd의 1종 이상과, Mg, Al, 및 O를 함유하고, 또한, 그 조성비가 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 전동 피로 특성이 우수한 강재.
(Ce％+La％+Nd％+Mg％)/Al％≥0.20 …식 (1)
단, 식 (1)에 있어서, Ce％, La％, Nd％, Mg％, Al％는, 각각, 피로 기점 개재물이 함유하는 Ce, La, Nd, Mg, Al의 원자량％이다.
제1항에 있어서, 질량％로, C: 0.10％ 내지 0.45％ 미만이고, Cr: 0.02 내지 1.50％인 것을 특징으로 하는, 전동 피로 특성이 우수한 강재.
제1항에 있어서, 질량％로, C: 0.45％ 내지 0.90％ 미만이고, Cr: 0.70 내지 2.50％인 것을 특징으로 하는, 전동 피로 특성이 우수한 강재.
제1항에 있어서, 질량％로, C: 0.90％ 내지 1.50％이고, Cr: 0.70 내지 2.50％인 것을 특징으로 하는, 전동 피로 특성이 우수한 강재.