(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146820
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】非調質鍛造用鋼、非調質鍛造鋼および非調質鍛造部品
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20241004BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301A
C22C38/60
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024043958
(22)【出願日】2024-03-19
(31)【優先権主張番号】P 2023059139
(32)【優先日】2023-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100136777
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 純子
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 秀造
(72)【発明者】
【氏名】大脇 章弘
(72)【発明者】
【氏名】貝塚 正樹
(72)【発明者】
【氏名】山本 雄也
(57)【要約】
【課題】高強度を示す非調質鍛造部品と、該非調質鍛造部品の製造に有用な、高強度を示しかつ優れた被削性に優れた非調質鍛造鋼、および非調質鍛造用鋼とを提供する。
【解決手段】所定の化学成分組成を満たし、下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造用鋼。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【選択図】なし
【解決手段】所定の化学成分組成を満たし、下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造用鋼。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃ：０．３４～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造用鋼。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造用鋼。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【請求項2】
Ｃ：０．３４～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造鋼。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造鋼。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【請求項3】
請求項２に記載の非調質鍛造鋼を用いてなる非調質鍛造部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、非調質鍛造用鋼、非調質鍛造鋼および非調質鍛造部品に関する。
【背景技術】
【0002】
地球温暖化問題等の深刻化を背景に、自動車の燃費改善の動きが加速している。燃費改善には車体の軽量化が有効であり、その車体軽量化のため、自動車用部品の高強度化が求められている。また、コネクティングロッド等の自動車用部品には鍛造部品が用いられるが、該自動車用の鍛造部品として、低コスト化と製造効率等の観点から、鍛造後に熱処理を行わない非調質鍛造部品であって、高強度を示すことが求められる。
【0003】
非調質鋼として、例えば特許文献１には、所定の各成分範囲、所定の（１）式で定義するＫ値、（２）式で定義するＦ値、および（３）式で定義するＲ値を制御することにより、熱間延性に優れ、熱間鍛造後に空冷または風冷した場合に安定して完全なフェライト・パーライト組織となる、破断分離性に優れた高強度非調質鋼が示されている。
【0004】
特許文献２には、時効処理や冷間コイニングに頼ることなく、高強度を確保しつつ、優れた被削性と破断分離性を確保できる熱間鍛造非調質鋼部品として、所定の各成分範囲を満たし、２Ｍｎ＋５Ｍｏ＋Ｃｒ≦３．１であり、Ｃ＋Ｓｉ／５＋Ｍｎ／１０＋１０Ｐ＋５Ｖ≧１．８であり、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／７＋Ｍｎ／５＋Ｃｒ／９＋Ｖが０．９０～１．１０であり、硬さがＨＶ３３０以上であり、降伏比が０．７３以上であり、組織が、ベイナイトが１０％以下のフェライト・パーライト組織である部品が示されている。
【0005】
特許文献３には、破断分離時の破断面近傍変形量を小さくし、かつ、破断面の凹凸を大きくして嵌合性を高める一方で、破断面の欠けを抑制した鋼材として、所定の各成分範囲を満たす鋼材、特にＳｂおよびＳｎからなる群から選択される１種または２種を所定の含有率で含むことで、切削時の変形抵抗を低下させた、鋼材が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１０－０７７４８８号公報
【特許文献2】特開２０１１－１９５８６２号公報
【特許文献3】特開２０１８－０３５４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
非調質鍛造部品は、非調質鍛造用鋼を熱間鍛造して得られる鍛造鋼に、切削等の機械加工を行い製造される。前記鍛造鋼には、非調質鍛造部品の製造時に必要な優れた被削性が求められる。また高強度の非調質鍛造部品を得るため、前記鍛造鋼が高強度を示す必要がある。しかし強度を高めると、被削性が低下するため、機械加工時のコストが増加するという課題がある。特に、機械加工として旋削加工を行った場合に、工具摩耗を抑制し加工コストを抑えることが求められる。
【0008】
一方、特許文献１では、実施例における熱間鍛造後の引張強さ（ＴＳ）が高くても１００８ＭＰａであり、より高い強度を確保できていない。特許文献２では、ドリル加工における被削性は検討されているが、旋削加工時の被削性は検討されておらず、該旋削加工時の優れた被削性を確保するには更なる検討が必要であると考えられる。また、特許文献３では、旋削加工時の切りくず処理性の向上は検討されているが、高強度との両立が検討されておらず、強度確保のためには更なる検討が必要であると考えられる。
【0009】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、自動車におけるコネクティングロッド等のエンジン部品、足回り部品等の、高強度を示す非調質鍛造部品と、該非調質鍛造部品の製造に有用な、高強度を示し、かつ優れた被削性、特には旋削加工時の工具摩耗を抑制することのできる非調質鍛造鋼、および非調質鍛造用鋼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の態様１は、
Ｃ：０．３４～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造用鋼である。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
Ｃ：０．３４～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造用鋼である。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【0011】
本発明の態様２は、
Ｃ：０．３４～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造鋼である。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
Ｃ：０．３４～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．６０～１．００質量％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％、
Ｐ ：０．０１０～０．０５０質量％、
Ｓ ：０．０４０～０．１２０質量％、
Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％、
Ｖ ：０．２０～０．４０質量％、
Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下、
Ｎ ：０質量％超、０．０１２質量％以下、
Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、
Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）、および
ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）
を満たし、残部はＦｅおよび不可避不純物からなり、
下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７である、非調質鍛造鋼である。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【0012】
本発明の態様３は、
態様２に記載の非調質鍛造鋼を用いてなる非調質鍛造部品である。
態様２に記載の非調質鍛造鋼を用いてなる非調質鍛造部品である。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、車体の軽量化に寄与する高強度を示す非調質鍛造部品と、該非調質鍛造部品の製造に有用な、高強度を示し、かつ優れた被削性、特には旋削加工時の工具摩耗を抑制することのできる非調質鍛造鋼、および非調質鍛造用鋼を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
１．非調質鍛造用鋼
本発明者らは、高強度を示す非調質鍛造部品と、該非調質鍛造部品の製造に有用な、高強度を示し、かつ優れた被削性、特には旋削加工時の工具摩耗を抑制することのできる非調質鍛造鋼を実現すべく鋭意研究を行った。その結果、非調質鍛造鋼の素材である非調質鍛造用鋼の化学成分組成とパラメータであるＸを適正な範囲に制御すること、特に下記に詳述する通り、強度向上と、被削性向上のための手段として、パラメータであるＸの範囲とＮ含有量およびＳｉ含有量とを、所定の範囲内とすればよいことを見出した。
本発明者らは、高強度を示す非調質鍛造部品と、該非調質鍛造部品の製造に有用な、高強度を示し、かつ優れた被削性、特には旋削加工時の工具摩耗を抑制することのできる非調質鍛造鋼を実現すべく鋭意研究を行った。その結果、非調質鍛造鋼の素材である非調質鍛造用鋼の化学成分組成とパラメータであるＸを適正な範囲に制御すること、特に下記に詳述する通り、強度向上と、被削性向上のための手段として、パラメータであるＸの範囲とＮ含有量およびＳｉ含有量とを、所定の範囲内とすればよいことを見出した。
【0015】
［高強度］
〔式（１）の下限値について〕
本発明者らは、各元素が鋼材の強度と被削性に及ぼす影響の度合いについて検討し、鋼材の強度と被削性を高めるための式として式（１）をまず見出した。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
〔式（１）の下限値について〕
本発明者らは、各元素が鋼材の強度と被削性に及ぼす影響の度合いについて検討し、鋼材の強度と被削性を高めるための式として式（１）をまず見出した。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【0016】
そして更に、非調質鍛造用鋼を熱間鍛造して得られる鍛造鋼の強度（ＴＳ）１０６０ＭＰａ以上を達成するための、Ｘの範囲について検討した。その結果、鍛造鋼の強度（ＴＳ）１０６０ＭＰａ以上を達成するには、Ｘを１．０９以上とする必要があることを見出した。より高い強度を得る観点から、Ｘは、好ましくは１．１０以上、より好ましくは１．１１以上である。なお、Ｘの上限は、下記に説明する通り、優れた被削性を確保する観点から定まる。
【0017】
〔Ｎ含有量〕
Ｎ含有量が高い（０．０１２質量％より多い）と、熱間鍛造前にＮがＶと結合し、粗大なＶ炭窒化物が形成されて固溶バナジウム量が減少し、結果として、強度向上に貢献するフェライト中の微細なＶ炭化物の析出量が減少し、部品の強度が低下する。ＮがＶと結合して得られるＶ炭窒化物は、Ｖ炭化物よりも高温で析出する。高温段階でＶ炭窒化物が形成されると、前述の通り、微細なＶ炭化物の析出量が減少し、Ｖが強度向上に寄与しない。よって、強度向上のためにＮ量を抑制する必要がある。
Ｎ含有量が高い（０．０１２質量％より多い）と、熱間鍛造前にＮがＶと結合し、粗大なＶ炭窒化物が形成されて固溶バナジウム量が減少し、結果として、強度向上に貢献するフェライト中の微細なＶ炭化物の析出量が減少し、部品の強度が低下する。ＮがＶと結合して得られるＶ炭窒化物は、Ｖ炭化物よりも高温で析出する。高温段階でＶ炭窒化物が形成されると、前述の通り、微細なＶ炭化物の析出量が減少し、Ｖが強度向上に寄与しない。よって、強度向上のためにＮ量を抑制する必要がある。
【0018】
［被削性］
〔式（１）の上限値について〕
また本発明者らは、上記式（１）で表されるＸの範囲について、被削性向上、特には旋削加工時の工具摩耗の抑制の観点から検討を行った。その結果、下記の式（１）で示されるＸを１．３７以下とするのがよいことを見出した。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
〔式（１）の上限値について〕
また本発明者らは、上記式（１）で表されるＸの範囲について、被削性向上、特には旋削加工時の工具摩耗の抑制の観点から検討を行った。その結果、下記の式（１）で示されるＸを１．３７以下とするのがよいことを見出した。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。
【0019】
上記式（１）で表されるＸの値が１．３７を超えて大きすぎると、鍛造鋼の強度が高くなりすぎて部品加工時の鍛造鋼の被削性（工具摩耗の抑制）が低下する。Ｘは、好ましくは１．３５以下であり、さらに好ましくは１．３３以下である。
【0020】
〔Ｓｉ含有量〕
従来、５質量％Ｃｒ系鋼を調質して使用することの多い熱間工具鋼（４２０～５００Ｈｖ）、硬さが７００Ｈｖほどである浸炭相当焼入れ材、冷間工具鋼などで、Ｓｉ添加が被削性に及ぼす影響について研究がなされてきた。これらの鋼では、Ｓｉが被削性を良化／悪化させる両方のケースが確認されていた。両方のケースが確認された理由は、Ｓｉ以外の材料成分や切削方式等によるためと考えられる。一方、本実施形態に係る強度レベルの鋼では、Ｓｉが被削性に及ぼす影響は調査されておらず、効果が明らかとなっていなかった。そこで本発明者らが、本実施形態の化学成分組成において検討を行ったところ、本実施形態の化学成分組成であって切削として旋削加工を行う場合には、Ｓｉ含有量を高めることで、鍛造鋼の旋削加工時に鋼中のＳｉが工具に付着し、工具摩耗が抑制される、すなわち鍛造鋼の被削性が向上することを見出した。
従来、５質量％Ｃｒ系鋼を調質して使用することの多い熱間工具鋼（４２０～５００Ｈｖ）、硬さが７００Ｈｖほどである浸炭相当焼入れ材、冷間工具鋼などで、Ｓｉ添加が被削性に及ぼす影響について研究がなされてきた。これらの鋼では、Ｓｉが被削性を良化／悪化させる両方のケースが確認されていた。両方のケースが確認された理由は、Ｓｉ以外の材料成分や切削方式等によるためと考えられる。一方、本実施形態に係る強度レベルの鋼では、Ｓｉが被削性に及ぼす影響は調査されておらず、効果が明らかとなっていなかった。そこで本発明者らが、本実施形態の化学成分組成において検討を行ったところ、本実施形態の化学成分組成であって切削として旋削加工を行う場合には、Ｓｉ含有量を高めることで、鍛造鋼の旋削加工時に鋼中のＳｉが工具に付着し、工具摩耗が抑制される、すなわち鍛造鋼の被削性が向上することを見出した。
【0021】
上述のパラメータであるＸと、化学成分組成におけるＮおよびＳｉの含有量とが規定の範囲内にある非調質鍛造用鋼を用いれば、ＴＳが１０６０ＭＰａ以上の高強度と、部品加工時の旋削における良好な被削性（工具摩耗抑制）とを示す鍛造鋼を、特別な工程を追加することなく通常の条件で熱間鍛造を行い冷却して得られること、および該鍛造鋼を旋削加工して得られた非調質鍛造部品は高強度を示すことを見出した。
【0022】
以下では、各成分の範囲について詳述する。なお本明細書に示す元素の含有量について、「（数値）質量％以下（０質量％を含む）」との表現は、意図的に添加する場合と０質量％である場合に加えて、意図的に添加しない実施形態、すなわち不可避不純物レベルの含有量である場合を含むことを意味する。
【0023】
［Ｃ：０．３４～０．５０質量％］
Ｃは、固溶強化元素として強度の確保に必要な元素である。Ｃが少なすぎると強度が低下する。こうした観点から、Ｃ含有量は０．３４質量％以上とする必要がある。Ｃ含有量は、好ましくは０．３６質量％以上であり、より好ましくは０．３８質量％以上である。しかしながら、Ｃ含有量が過剰になると、強度が過剰に高くなり被削性が劣化する。こうした観点から、Ｃ含有量は０．５０質量％以下とする必要がある。Ｃ含有量は、好ましくは０．４８質量％以下であり、より好ましくは０．４５質量％以下である。
Ｃは、固溶強化元素として強度の確保に必要な元素である。Ｃが少なすぎると強度が低下する。こうした観点から、Ｃ含有量は０．３４質量％以上とする必要がある。Ｃ含有量は、好ましくは０．３６質量％以上であり、より好ましくは０．３８質量％以上である。しかしながら、Ｃ含有量が過剰になると、強度が過剰に高くなり被削性が劣化する。こうした観点から、Ｃ含有量は０．５０質量％以下とする必要がある。Ｃ含有量は、好ましくは０．４８質量％以下であり、より好ましくは０．４５質量％以下である。
【0024】
［Ｓｉ：０．６０～１．００質量％］
Ｓｉは、本実施形態において重要な元素である。Ｓｉは鋼溶製時の脱酸元素として有用であると共に、前述の通り、旋削加工時に工具に付着し、工具摩耗を抑制することで鋼材の被削性を良化させることができる。こうした観点から、Ｓｉ含有量は０．６０質量％以上とする必要がある。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．６２質量％以上であり、より好ましくは０．６５質量％以上である。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰になると、熱間鍛造後に脱炭量が増加し、疲労強度低下の原因となる。こうした観点からＳｉ含有量は、１．００質量％以下とする必要がある。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．９０質量％以下であり、より好ましくは０．８０質量％以下である。なお、特許文献２のＳｉ含有量は低く、旋削加工時の工具摩耗抑制効果は得られないと推定される。
Ｓｉは、本実施形態において重要な元素である。Ｓｉは鋼溶製時の脱酸元素として有用であると共に、前述の通り、旋削加工時に工具に付着し、工具摩耗を抑制することで鋼材の被削性を良化させることができる。こうした観点から、Ｓｉ含有量は０．６０質量％以上とする必要がある。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．６２質量％以上であり、より好ましくは０．６５質量％以上である。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰になると、熱間鍛造後に脱炭量が増加し、疲労強度低下の原因となる。こうした観点からＳｉ含有量は、１．００質量％以下とする必要がある。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．９０質量％以下であり、より好ましくは０．８０質量％以下である。なお、特許文献２のＳｉ含有量は低く、旋削加工時の工具摩耗抑制効果は得られないと推定される。
【0025】
［Ｍｎ：０．９０～１．４０質量％］
Ｍｎは、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させるため、Ｍｎ含有量は０．９０質量％以上とする。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．９２質量％以上であり、より好ましくは０．９５質量％以上である。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、ベイナイトなどの過冷組織が生成し、却って強度が低下する。こうした観点から、Ｍｎ含有量は１．４０質量％以下とする必要がある。Ｍｎ含有量は、好ましくは１．３０質量％以下であり、より好ましくは１．２０質量％以下である。
Ｍｎは、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させるため、Ｍｎ含有量は０．９０質量％以上とする。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．９２質量％以上であり、より好ましくは０．９５質量％以上である。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、ベイナイトなどの過冷組織が生成し、却って強度が低下する。こうした観点から、Ｍｎ含有量は１．４０質量％以下とする必要がある。Ｍｎ含有量は、好ましくは１．３０質量％以下であり、より好ましくは１．２０質量％以下である。
【0026】
［Ｐ：０．０１０～０．０５０質量％］
Ｐは、例えばコネクティングロッド等の部品製造時の破断分離性を高める効果を有する。こうした観点から、Ｐ含有量を０．０１０質量％以上とする。Ｐ含有量は、好ましくは０．０１５質量％以上であり、より好ましくは０．０２０質量％以上である。しかしながら、Ｐ含有量が過剰になると、連続鋳造時の割れなどの鋳造欠陥を誘発する場合がある。こうした観点から、Ｐ含有量は０．０５０質量％以下とする。Ｐ含有量は、好ましくは０．０４５質量％以下であり、より好ましくは０．０４０質量％以下であり、更に好ましくは０．０３５質量％以下である。
Ｐは、例えばコネクティングロッド等の部品製造時の破断分離性を高める効果を有する。こうした観点から、Ｐ含有量を０．０１０質量％以上とする。Ｐ含有量は、好ましくは０．０１５質量％以上であり、より好ましくは０．０２０質量％以上である。しかしながら、Ｐ含有量が過剰になると、連続鋳造時の割れなどの鋳造欠陥を誘発する場合がある。こうした観点から、Ｐ含有量は０．０５０質量％以下とする。Ｐ含有量は、好ましくは０．０４５質量％以下であり、より好ましくは０．０４０質量％以下であり、更に好ましくは０．０３５質量％以下である。
【0027】
［Ｓ：０．０４０～０．１２０質量％］
Ｓは鋼中にほとんど固溶せず、例えばＭｎＳ等の硫化物を形成し、切削時に該硫化物へ応力が集中することで切り屑分離性を高める効果を有する。こうした観点から、Ｓ含有量は０．０４０質量％以上とする必要がある。Ｓ含有量は、好ましくは０．０５０質量％以上であり、より好ましくは０．０５５質量％以上である。しかしながら、Ｓ含有量が過剰になると、連鋳割れや熱間鍛造割れ、疲労強度低下の原因となる。よってＳ含有量は、０．１２０質量％以下とする必要がある。Ｓ含有量は、好ましくは０．１００質量％以下であり、より好ましくは０．０８０質量％以下である。
Ｓは鋼中にほとんど固溶せず、例えばＭｎＳ等の硫化物を形成し、切削時に該硫化物へ応力が集中することで切り屑分離性を高める効果を有する。こうした観点から、Ｓ含有量は０．０４０質量％以上とする必要がある。Ｓ含有量は、好ましくは０．０５０質量％以上であり、より好ましくは０．０５５質量％以上である。しかしながら、Ｓ含有量が過剰になると、連鋳割れや熱間鍛造割れ、疲労強度低下の原因となる。よってＳ含有量は、０．１２０質量％以下とする必要がある。Ｓ含有量は、好ましくは０．１００質量％以下であり、より好ましくは０．０８０質量％以下である。
【0028】
［Ｃｒ：０．１５～０．４０質量％］
Ｃｒは、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。そのため、Ｃｒ含有量は０．１５質量％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１６質量％以上であり、より好ましくは０．１８質量％以上である。しかしながら、Ｃｒ含有量が過剰になると、ベイナイトなどの過冷組織が生成し、却って強度が低下する。こうした観点から、Ｃｒ含有量は０．４０質量％以下とする必要がある。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．３８質量％以下であり、より好ましくは０．３５質量％以下である。
Ｃｒは、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。そのため、Ｃｒ含有量は０．１５質量％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１６質量％以上であり、より好ましくは０．１８質量％以上である。しかしながら、Ｃｒ含有量が過剰になると、ベイナイトなどの過冷組織が生成し、却って強度が低下する。こうした観点から、Ｃｒ含有量は０．４０質量％以下とする必要がある。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．３８質量％以下であり、より好ましくは０．３５質量％以下である。
【0029】
［Ｖ：０．２０～０．４０質量％］
Ｖは、強度の確保に必要な元素であり、鋼中でＶ炭化物となって鍛造後の冷却時にフェライト中に微細に析出することにより、フェライトを強化することができる。こうした観点から、Ｖ含有量は０．２０質量％以上とする必要がある。Ｖ含有量は、好ましくは０．２５質量％以上、さらに好ましくは０．３０質量％以上である。しかしながら、Ｖ含有量が過剰になると、上記の効果が飽和し、添加コストに見合わなくなり、また熱間加工性を阻害し、製造性が劣化する。こうした観点から、Ｖ含有量は０．４０質量％以下とする必要がある。Ｖ含有量は、好ましくは０．３９質量％以下であり、より好ましくは０．３７質量％以下である。
Ｖは、強度の確保に必要な元素であり、鋼中でＶ炭化物となって鍛造後の冷却時にフェライト中に微細に析出することにより、フェライトを強化することができる。こうした観点から、Ｖ含有量は０．２０質量％以上とする必要がある。Ｖ含有量は、好ましくは０．２５質量％以上、さらに好ましくは０．３０質量％以上である。しかしながら、Ｖ含有量が過剰になると、上記の効果が飽和し、添加コストに見合わなくなり、また熱間加工性を阻害し、製造性が劣化する。こうした観点から、Ｖ含有量は０．４０質量％以下とする必要がある。Ｖ含有量は、好ましくは０．３９質量％以下であり、より好ましくは０．３７質量％以下である。
【0030】
［Ａｌ：０質量％超、０．０１０質量％以下］
Ａｌは、鋼溶製時の脱酸元素として有用である。適量のＡｌが含まれることで、被削性（工具摩耗抑制）に有効なＡｌ－Ｓｉ－Ｃａの複合酸化物を形成する。よって、Ａｌ含有量は０質量％超であってもよい。しかしながら、Ａｌが過剰に含まれると、Ａｌ単独の硬質な酸化物を形成し被削性が悪化する。こうした観点から、Ａｌ含有量は０．０１０質量％以下とする必要がある。Ａｌ含有量は、好ましくは０．００８質量％以下であり、より好ましくは０．００５質量％以下である。
Ａｌは、鋼溶製時の脱酸元素として有用である。適量のＡｌが含まれることで、被削性（工具摩耗抑制）に有効なＡｌ－Ｓｉ－Ｃａの複合酸化物を形成する。よって、Ａｌ含有量は０質量％超であってもよい。しかしながら、Ａｌが過剰に含まれると、Ａｌ単独の硬質な酸化物を形成し被削性が悪化する。こうした観点から、Ａｌ含有量は０．０１０質量％以下とする必要がある。Ａｌ含有量は、好ましくは０．００８質量％以下であり、より好ましくは０．００５質量％以下である。
【0031】
［Ｎ：０質量％超、０．０１２質量％以下］
Ｎ含有量が高いと、前述の通り、熱間鍛造前にＮがＶと結合して粗大なＶ炭窒化物が形成される。Ｖ炭窒化物が形成されることで固溶Ｖ量が減少し、Ｖ炭窒化物形成後に析出する、強度向上に貢献するフェライト中の微細なＶ炭化物の析出量が減少し、部品の強度が低下する。こうした観点から、Ｎ含有量は０．０１２質量％以下とする必要がある。Ｎ含有量は、好ましくは０．０１０質量％以下であり、より好ましくは０．００８質量％以下である。
Ｎ含有量が高いと、前述の通り、熱間鍛造前にＮがＶと結合して粗大なＶ炭窒化物が形成される。Ｖ炭窒化物が形成されることで固溶Ｖ量が減少し、Ｖ炭窒化物形成後に析出する、強度向上に貢献するフェライト中の微細なＶ炭化物の析出量が減少し、部品の強度が低下する。こうした観点から、Ｎ含有量は０．０１２質量％以下とする必要がある。Ｎ含有量は、好ましくは０．０１０質量％以下であり、より好ましくは０．００８質量％以下である。
【0032】
［残部：Ｆｅおよび不可避不純物］
好ましい１つの実施形態では、残部は、Ｆｅおよび不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素（例えば、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｎなど）の混入が許容される。なお本明細書において、次に示す範囲内の量の任意元素も不可避不純物に含まれる。よって、前記「残部：Ｆｅおよび不可避不純物」における「不可避不純物」とは、下記の不可避不純物レベルの任意元素を除いた概念である。Ｎｉ≦０．０２質量％、Ｃｕ≦０．０２質量％、Ｍｏ≦０．０１質量％、Ｔｉ≦０．００７質量％、Ｃａ≦０．０００９質量％、Ｐｂ≦０．００００２質量％、Ｓｂ≦０．０００４質量％、Ｔｅ≦０．０００１質量％、Ｚｒ≦０．０００２質量％、Ｍｇ≦０．０００１質量％、ＲＥＭ≦０．０００１質量％
好ましい１つの実施形態では、残部は、Ｆｅおよび不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素（例えば、Ａｓ、Ｓｂ、Ｓｎなど）の混入が許容される。なお本明細書において、次に示す範囲内の量の任意元素も不可避不純物に含まれる。よって、前記「残部：Ｆｅおよび不可避不純物」における「不可避不純物」とは、下記の不可避不純物レベルの任意元素を除いた概念である。Ｎｉ≦０．０２質量％、Ｃｕ≦０．０２質量％、Ｍｏ≦０．０１質量％、Ｔｉ≦０．００７質量％、Ｃａ≦０．０００９質量％、Ｐｂ≦０．００００２質量％、Ｓｂ≦０．０００４質量％、Ｔｅ≦０．０００１質量％、Ｚｒ≦０．０００２質量％、Ｍｇ≦０．０００１質量％、ＲＥＭ≦０．０００１質量％
【0033】
本実施形態における化学成分組成は、下記に説明する元素が含まれていなくてもよい。所望の特性を維持できる限り、任意のその他の元素を更に含んでよい。下記に説明する任意元素を必要に応じて含有させることで、強度等を更に高めることができる。
【0034】
［Ｎｉ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｎｉは含まれていなくてもよい。または、上記量のＮｉを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＮｉ：０～０．２０質量％である。Ｎｉを含有させることで、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させる観点から、Ｎｉ含有量を０．０２質量％超としてもよい。しかしながら、Ｎｉ含有量が過剰になると、強度が過剰に高くなり、被削性を劣化させる。こうした観点から、Ｎｉ含有量は０．２０質量％以下とする必要がある。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。
Ｎｉは含まれていなくてもよい。または、上記量のＮｉを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＮｉ：０～０．２０質量％である。Ｎｉを含有させることで、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させる観点から、Ｎｉ含有量を０．０２質量％超としてもよい。しかしながら、Ｎｉ含有量が過剰になると、強度が過剰に高くなり、被削性を劣化させる。こうした観点から、Ｎｉ含有量は０．２０質量％以下とする必要がある。Ｎｉ含有量は、好ましくは０．１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。
【0035】
［Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｃｕは含まれていなくてもよい。または、上記量のＣｕを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＣｕ：０～０．２０質量％である。Ｃｕを含有させることで、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させる観点から、Ｃｕ含有量を０．０２質量％超としてもよい。しかしながら、Ｃｕ含有量が過剰になると、熱間加工性を阻害し、製造性が劣化する。こうした観点から、Ｃｕ含有量は０．２０質量％以下とする必要がある。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。
Ｃｕは含まれていなくてもよい。または、上記量のＣｕを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＣｕ：０～０．２０質量％である。Ｃｕを含有させることで、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させる観点から、Ｃｕ含有量を０．０２質量％超としてもよい。しかしながら、Ｃｕ含有量が過剰になると、熱間加工性を阻害し、製造性が劣化する。こうした観点から、Ｃｕ含有量は０．２０質量％以下とする必要がある。Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。
【0036】
［Ｍｏ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｍｏは含まれていなくてもよい。または、上記量のＭｏを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＭｏ：０～０．２０質量％である。Ｍｏを含有させることで、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させる観点から、Ｍｏ含有量を０．０１質量％超としてもよい。しかしながら、Ｍｏ含有量が過剰になると、強度が過剰に高くなり、被削性を劣化させる。こうした観点から、Ｍｏ含有量は０．２０質量％以下とする必要がある。Ｍｏ含有量は、好ましくは０．１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。
Ｍｏは含まれていなくてもよい。または、上記量のＭｏを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＭｏ：０～０．２０質量％である。Ｍｏを含有させることで、固溶強化によって鋼材の強度を確保することができる。該効果を発揮させる観点から、Ｍｏ含有量を０．０１質量％超としてもよい。しかしながら、Ｍｏ含有量が過剰になると、強度が過剰に高くなり、被削性を劣化させる。こうした観点から、Ｍｏ含有量は０．２０質量％以下とする必要がある。Ｍｏ含有量は、好ましくは０．１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。
【0037】
［Ｔｉ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｔｉは含まれていなくてもよい。または、上記量のＴｉを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＴｉ：０～０．０３０質量％である。Ｔｉを含有させることで、鋼材の靭性を低下させ、コネクティングロッド等の部品製造時の破断分離性を高める効果を有する。該効果を発揮させる観点から、Ｔｉ含有量を０．００７質量％超としてもよい。しかしながら、Ｔｉ含有量が過剰になると、通常の熱間鍛造にて部品を製造した時にベイナイトなどの過冷組織が生成し、却って靱性が高くなり、破断分離性が低下する。こうした観点から、Ｔｉ含有量は０．０３０質量％以下とする必要がある。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０２５質量％以下であり、より好ましくは０．０２０質量％以下である。
Ｔｉは含まれていなくてもよい。または、上記量のＴｉを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＴｉ：０～０．０３０質量％である。Ｔｉを含有させることで、鋼材の靭性を低下させ、コネクティングロッド等の部品製造時の破断分離性を高める効果を有する。該効果を発揮させる観点から、Ｔｉ含有量を０．００７質量％超としてもよい。しかしながら、Ｔｉ含有量が過剰になると、通常の熱間鍛造にて部品を製造した時にベイナイトなどの過冷組織が生成し、却って靱性が高くなり、破断分離性が低下する。こうした観点から、Ｔｉ含有量は０．０３０質量％以下とする必要がある。Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０２５質量％以下であり、より好ましくは０．０２０質量％以下である。
【0038】
［Ｃａ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｃａは含まれていなくてもよい。または、上記量のＣａを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＣａ：０～０．０３０質量％である。Ｃａは快削性元素であり、Ｃａを含有させることで、ベラーグ（工具保護膜）生成などの効果により被削性を高める効果を有する。該効果を発揮させる観点から、Ｃａ含有量を０．０００９質量％超としてもよい。しかしながら、Ｃａ含有量が過剰となっても上記効果は飽和し、コスト上昇を招く。こうした観点から、Ｃａ含有量は０．０３０質量％以下とする必要がある。Ｃａ含有量は、好ましくは０．０２５質量％以下であり、より好ましくは０．０２０質量％以下である。
Ｃａは含まれていなくてもよい。または、上記量のＣａを必要に応じて含んでいてもよい。すなわちＣａ：０～０．０３０質量％である。Ｃａは快削性元素であり、Ｃａを含有させることで、ベラーグ（工具保護膜）生成などの効果により被削性を高める効果を有する。該効果を発揮させる観点から、Ｃａ含有量を０．０００９質量％超としてもよい。しかしながら、Ｃａ含有量が過剰となっても上記効果は飽和し、コスト上昇を招く。こうした観点から、Ｃａ含有量は０．０３０質量％以下とする必要がある。Ｃａ含有量は、好ましくは０．０２５質量％以下であり、より好ましくは０．０２０質量％以下である。
【0039】
［Ｐｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）］
［Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）］
［Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｐｂ、Ｓｂ、Ｔｅは、含まれていなくてもよい。または、例えば上記量のＰｂ、ＳｂおよびＴｅよりなる群から選択される１以上を含有させてもよい。すなわち、Ｐｂ：０～０．１０質量％、Ｓｂ：０～０．１０質量％、およびＴｅ：０～０．１０質量％のうちの１以上を満たしてもよい。Ｐｂ、Ｓｂ、Ｔｅは何れも加工時の切り屑処理性を向上させるのに有効な元素である。該効果を発揮させるには、Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｅの含有量を各々０．００００２質量％超、０．０００４質量％超、０．０００１質量％超としてもよい。しかしながら、Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｅの各含有量が多過ぎると、強度や熱間加工性を低下させるため、各含有量は０．１０質量％以下とすることが好ましい。各含有量は、好ましくは０．０５質量％以下であり、より好ましくは０．０１質量％以下である。
［Ｓｂ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）］
［Ｔｅ：０．１０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｐｂ、Ｓｂ、Ｔｅは、含まれていなくてもよい。または、例えば上記量のＰｂ、ＳｂおよびＴｅよりなる群から選択される１以上を含有させてもよい。すなわち、Ｐｂ：０～０．１０質量％、Ｓｂ：０～０．１０質量％、およびＴｅ：０～０．１０質量％のうちの１以上を満たしてもよい。Ｐｂ、Ｓｂ、Ｔｅは何れも加工時の切り屑処理性を向上させるのに有効な元素である。該効果を発揮させるには、Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｅの含有量を各々０．００００２質量％超、０．０００４質量％超、０．０００１質量％超としてもよい。しかしながら、Ｐｂ，Ｓｂ，Ｔｅの各含有量が多過ぎると、強度や熱間加工性を低下させるため、各含有量は０．１０質量％以下とすることが好ましい。各含有量は、好ましくは０．０５質量％以下であり、より好ましくは０．０１質量％以下である。
【0040】
［Ｚｒ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）］
［Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）］
［ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）］
Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭは、含まれていなくてもよい。または、例えば上記量のＺｒ、Ｍｇ、およびＲＥＭよりなる群から選択される１以上を含有させてもよい。すなわち、Ｚｒ：０～０．００５質量％、Ｍｇ：０～０．００５質量％、およびＲＥＭ：０～０．０２質量％のうちの１以上を満たしてもよい。Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭは何れも部品の破断分離性を向上させるのに有効な元素である。該効果を発揮させるには、Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭの含有量を各々０．０００２質量％超、０．０００１質量％超、０．０００１質量％超としてもよい。しかしながら、Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭの各含有量が多過ぎてもその効果は飽和するため、Ｚｒ，Ｍｇの各含有量は０．００５質量％以下とすることが好ましく、ＲＥＭ含有量は０．０２質量％以下とすることが好ましい。Ｚｎ，Ｍｇの各含有量は、より好ましくは０．００４質量％以下であり、更に好ましくは０．００３質量％以下であり、ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．０１質量％以下であり、更に好ましくは０．００５質量％以下である。なお、前記ＲＥＭとは、ランタノイド元素（ＬａからＬｕまでの１５元素）、Ｓｃ（スカンジウム）およびＹ（イットリウム）を含む意味である。
［Ｍｇ：０．００５質量％以下（０質量％を含む）］
［ＲＥＭ：０．０２質量％以下（０質量％を含む）］
Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭは、含まれていなくてもよい。または、例えば上記量のＺｒ、Ｍｇ、およびＲＥＭよりなる群から選択される１以上を含有させてもよい。すなわち、Ｚｒ：０～０．００５質量％、Ｍｇ：０～０．００５質量％、およびＲＥＭ：０～０．０２質量％のうちの１以上を満たしてもよい。Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭは何れも部品の破断分離性を向上させるのに有効な元素である。該効果を発揮させるには、Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭの含有量を各々０．０００２質量％超、０．０００１質量％超、０．０００１質量％超としてもよい。しかしながら、Ｚｒ、Ｍｇ、ＲＥＭの各含有量が多過ぎてもその効果は飽和するため、Ｚｒ，Ｍｇの各含有量は０．００５質量％以下とすることが好ましく、ＲＥＭ含有量は０．０２質量％以下とすることが好ましい。Ｚｎ，Ｍｇの各含有量は、より好ましくは０．００４質量％以下であり、更に好ましくは０．００３質量％以下であり、ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．０１質量％以下であり、更に好ましくは０．００５質量％以下である。なお、前記ＲＥＭとは、ランタノイド元素（ＬａからＬｕまでの１５元素）、Ｓｃ（スカンジウム）およびＹ（イットリウム）を含む意味である。
【0041】
［下記の式（１）で示されるＸが１．０９～１．３７
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。］
前述の通り、本発明者らは、上記各元素が鋼材の強度と被削性に及ぼす影響の度合いについて検討し、鋼材の強度と被削性を高めるための式として式（１）を見出した。鍛造鋼（鍛造材）の強度（ＴＳ）１０６０ＭＰａ以上を達成するには、Ｘを１．０９以上とする必要がある。より高い強度を得る観点から、Ｘは、好ましくは１．１０以上、より好ましくは１．１１以上である。一方、Ｘの値が大きすぎると、鍛造鋼の強度が高くなりすぎて鍛造鋼の部品加工時の被削性（工具摩耗）が低下する。よって、Ｘは１．３７以下とする。Ｘは、好ましくは１．３５以下であり、さらに好ましくは１．３３以下である。
Ｘ＝〔Ｃ〕＋０．２８×〔Ｍｎ〕－１．０３×〔Ｓ〕＋０．３２３×〔Ｃｒ〕＋１．６９×〔Ｖ〕・・・（１）
ただし、〔Ｃ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｓ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｖ〕はそれぞれ、質量％で示した鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｓ、Ｃｒ、Ｖの含有量を示し、含まれない元素はゼロとする。］
前述の通り、本発明者らは、上記各元素が鋼材の強度と被削性に及ぼす影響の度合いについて検討し、鋼材の強度と被削性を高めるための式として式（１）を見出した。鍛造鋼（鍛造材）の強度（ＴＳ）１０６０ＭＰａ以上を達成するには、Ｘを１．０９以上とする必要がある。より高い強度を得る観点から、Ｘは、好ましくは１．１０以上、より好ましくは１．１１以上である。一方、Ｘの値が大きすぎると、鍛造鋼の強度が高くなりすぎて鍛造鋼の部品加工時の被削性（工具摩耗）が低下する。よって、Ｘは１．３７以下とする。Ｘは、好ましくは１．３５以下であり、さらに好ましくは１．３３以下である。
【0042】
（非調質鍛造用鋼の製造方法）
本実施形態に係る非調質鍛造用鋼は、次の方法で製造することができる。まず、前述した化学成分組成を満たす鋼を溶製し、鋳造する。鋳造方法は特に限定されず、通常用いられる方法を採用すれば良い。例えば造塊法や連続鋳造法を採用できる。鋳造後、必要に応じて熱間での分塊圧延を行ってもよい。分塊圧延は、分塊圧延前の均熱処理を包含してもよい。分塊圧延条件は特に限定されず、通常、用いられる方法を採用することができる。例えば、分塊圧延は１０００℃～１２５０℃で行うことができる。分塊圧延後に行う熱間圧延の条件も特に限定されず、通常、用いられる方法を採用することができる。例えば熱間圧延は８５０～１２００℃で行うことができる。また、熱間圧延に代えて鍛伸加工により加工を行ってもよい。
本実施形態に係る非調質鍛造用鋼は、次の方法で製造することができる。まず、前述した化学成分組成を満たす鋼を溶製し、鋳造する。鋳造方法は特に限定されず、通常用いられる方法を採用すれば良い。例えば造塊法や連続鋳造法を採用できる。鋳造後、必要に応じて熱間での分塊圧延を行ってもよい。分塊圧延は、分塊圧延前の均熱処理を包含してもよい。分塊圧延条件は特に限定されず、通常、用いられる方法を採用することができる。例えば、分塊圧延は１０００℃～１２５０℃で行うことができる。分塊圧延後に行う熱間圧延の条件も特に限定されず、通常、用いられる方法を採用することができる。例えば熱間圧延は８５０～１２００℃で行うことができる。また、熱間圧延に代えて鍛伸加工により加工を行ってもよい。
【0043】
２．非調質鍛造鋼
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、上述した非調質鍛造用鋼と同じ化学成分組成とパラメータであるＸの範囲を有する。本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、化学成分組成とパラメータであるＸが所定の範囲内にあることで、高強度を示し、かつ切削加工、特に旋削を施したときに、工具摩耗が抑制されるとの優れた被削性を示す。
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、上述した非調質鍛造用鋼と同じ化学成分組成とパラメータであるＸの範囲を有する。本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、化学成分組成とパラメータであるＸが所定の範囲内にあることで、高強度を示し、かつ切削加工、特に旋削を施したときに、工具摩耗が抑制されるとの優れた被削性を示す。
【0044】
（非調質鍛造鋼の製造方法）
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、上記非調質鍛造用鋼に熱間鍛造を施して得ることができる。非調質鍛造鋼の組織は、一般に、主に熱間鍛造前の加熱温度と熱間鍛造後の冷却速度の影響を受けるが、本実施形態に係る非調質鍛造用鋼は、化学成分組成とパラメータであるＸの範囲とを適正に制御しているため、熱間鍛造を通常の条件で行えば、所望の特性を有する非調質鍛造鋼を得ることができる。例えば、熱間鍛造前の加熱温度は１１５０～１３５０℃とし、熱間鍛造後の冷却速度、例えば８００℃から５００℃までの平均冷却速度を０．８～３．０℃／ｓｅｃとすることができる。
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、上記非調質鍛造用鋼に熱間鍛造を施して得ることができる。非調質鍛造鋼の組織は、一般に、主に熱間鍛造前の加熱温度と熱間鍛造後の冷却速度の影響を受けるが、本実施形態に係る非調質鍛造用鋼は、化学成分組成とパラメータであるＸの範囲とを適正に制御しているため、熱間鍛造を通常の条件で行えば、所望の特性を有する非調質鍛造鋼を得ることができる。例えば、熱間鍛造前の加熱温度は１１５０～１３５０℃とし、熱間鍛造後の冷却速度、例えば８００℃から５００℃までの平均冷却速度を０．８～３．０℃／ｓｅｃとすることができる。
【0045】
（特性）
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、高強度を示し、かつ該非調質鍛造鋼に機械加工を施して得られる非調質鍛造部品も、部品として十分な強度を有している。本実施形態において、非調質鍛造鋼が高強度であることと「部品として十分な強度」であるとは、後記する実施例において評価するＴＳが、１０６０ＭＰａ以上、好ましくは１０６５ＭＰａ以上、より好ましくは１０７０ＭＰａ以上であることをいう。
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、高強度を示し、かつ該非調質鍛造鋼に機械加工を施して得られる非調質鍛造部品も、部品として十分な強度を有している。本実施形態において、非調質鍛造鋼が高強度であることと「部品として十分な強度」であるとは、後記する実施例において評価するＴＳが、１０６０ＭＰａ以上、好ましくは１０６５ＭＰａ以上、より好ましくは１０７０ＭＰａ以上であることをいう。
【0046】
本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、上述の通り被削性、特に耐工具摩耗性に優れている。本発明において「耐工具摩耗性に優れた」とは、後記する実施例において評価する、サーメット工具で５０００ｍ切削後の逃げ面における最大摩耗量（Ｖｂｍａｘ）が１２０μｍ以下であることをいう。前記Ｖｂｍａｘは好ましくは１１７μｍ以下、より好ましくは１１５μｍ以下である。
【0047】
３．非調質鍛造部品
本開示には、上記非調質鍛造鋼を用いて作製された（上記非調質鍛造鋼を用いてなる）非調質鍛造部品も含まれる。非調質鍛造部品の化学成分組成は、前述した非調質鍛造用鋼の化学成分組成と同じであり、非調質鍛造鋼の化学成分組成と同じでもある。
本開示には、上記非調質鍛造鋼を用いて作製された（上記非調質鍛造鋼を用いてなる）非調質鍛造部品も含まれる。非調質鍛造部品の化学成分組成は、前述した非調質鍛造用鋼の化学成分組成と同じであり、非調質鍛造鋼の化学成分組成と同じでもある。
【0048】
本実施形態に係る非調質鍛造部品として、例えば具体的に、自動車、船舶などの輸送機のエンジンおよび足回り等に用いられる、コネクティングロッド、ロアアーム、クランクシャフト等の鍛造部品が挙げられる。
【0049】
（非調質鍛造部品の製造方法）
本実施形態に係る非調質鍛造部品は、前記非調質鍛造鋼を用いて得られうる。本実施形態に係る非調質鍛造部品は、前記非調質鍛造鋼に対し、切削を含む機械加工等を行い所望の部品形状に成形することで得ることができる。本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、機械加工として切削を行うときに、優れた被削性を発揮し、工具摩耗を十分抑制できる。その結果、工具交換までの期間を長くすることができ、非調質鍛造部品の生産性向上に寄与する。前記切削に用いる工具として、例えば超硬、高速度鋼、サーメット、セラミックス、ｃＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等を材料とする、切削加工で一般的に使用されるものが挙げられる。非調質鍛造部品がコネクティングロッドである場合、部品製造コスト低減の観点から、前記非調質鍛造鋼に対して機械加工を施した後、大端部分が２つの略半円となるよう冷間で破断分離する方法が採用されうる。
本実施形態に係る非調質鍛造部品は、前記非調質鍛造鋼を用いて得られうる。本実施形態に係る非調質鍛造部品は、前記非調質鍛造鋼に対し、切削を含む機械加工等を行い所望の部品形状に成形することで得ることができる。本実施形態に係る非調質鍛造鋼は、機械加工として切削を行うときに、優れた被削性を発揮し、工具摩耗を十分抑制できる。その結果、工具交換までの期間を長くすることができ、非調質鍛造部品の生産性向上に寄与する。前記切削に用いる工具として、例えば超硬、高速度鋼、サーメット、セラミックス、ｃＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等を材料とする、切削加工で一般的に使用されるものが挙げられる。非調質鍛造部品がコネクティングロッドである場合、部品製造コスト低減の観点から、前記非調質鍛造鋼に対して機械加工を施した後、大端部分が２つの略半円となるよう冷間で破断分離する方法が採用されうる。
【実施例0050】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前述および後述する趣旨に合致し得る範囲で、適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0051】
表１のＮｏ．Ａ～Ｄ、ＦおよびＧでは、小型溶解炉（容量１５０ｋｇ／ｃｈ）を用い、通常の溶製方法に従って溶解し鋳造した後、加熱温度１２００℃にて鍛伸加工を行い、非調質鍛造用鋼に相当する、長手方向に垂直な断面が一辺２０ｍｍの正方形であって長さが１１００ｍｍの角棒、および長手方向に垂直な断面が直径２７ｍｍであって長さが１１００ｍｍの丸棒を得た。
【0052】
表１のＮｏ．Ｅでは、実機を用いて、通常の方法に従って溶製、鋳造、分塊圧延、熱間圧延を順に行い、非調質鍛造用鋼に相当する、長手方向に垂直な断面が直径３４ｍｍの丸棒を得た。なお、表１と後記の表２において、下線を付した数値は、本実施形態にて規定する成分等の範囲を外れていることを示している。また、表１における「不可避不純物」には、前述した不可避不純物レベルの任意元素も含まれ得る。
【0053】
上記非調質鍛造用鋼に相当する、角棒または丸棒を用いて、下記の引張試験と被削性の評価を行った。
【0054】
（１）引張試験
まず、引張試験用の試験片を次の通り準備した。２０ｍｍ角の角棒または直径３４ｍｍの丸棒を長手方向に対して垂直に切断し、長さ１００ｍｍとした。この長さ１００ｍｍの角棒または丸棒を１２５０℃で１０分間保持後、炉から取出し、すぐに圧延方向に対して垂直な方向にプレス鍛造を実施し、角棒は厚さ８ｍｍ、丸棒は厚さ１０ｍｍにまで圧縮した。その後、８００℃～５００℃の間の冷却速度が１．４～１．９℃／ｓとなるよう放冷または衝風冷却を行ってから、常温まで冷却して鍛造鋼を得た。
まず、引張試験用の試験片を次の通り準備した。２０ｍｍ角の角棒または直径３４ｍｍの丸棒を長手方向に対して垂直に切断し、長さ１００ｍｍとした。この長さ１００ｍｍの角棒または丸棒を１２５０℃で１０分間保持後、炉から取出し、すぐに圧延方向に対して垂直な方向にプレス鍛造を実施し、角棒は厚さ８ｍｍ、丸棒は厚さ１０ｍｍにまで圧縮した。その後、８００℃～５００℃の間の冷却速度が１．４～１．９℃／ｓとなるよう放冷または衝風冷却を行ってから、常温まで冷却して鍛造鋼を得た。
【0055】
得られた鍛造鋼の長手方向の中央部と、厚さ方向の中央部と、幅方向の中央部のいずれも満たす部位から試験片サンプルを採取し、該試験片サンプルをＪＩＳ Ｚ ２２４１（２００５）に示される１４Ｂ号試験片に加工した。１４Ｂ号試験片の長手方向と、角棒の長手方向を同一の向きとし、引張力も同一の向きとした。引張試験は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２００５）に従い、常温で実施した。そして、ＴＳが１０６０ＭＰａ以上の場合を、部品として十分な強度を示すと評価し合格とした。試験結果を表２に示す。
【0056】
（２）被削性評価
被削性は、Ｎｏ．Ａ～ＥおよびＧにつき、次の被削試験によって評価した。まず、被削性評価用試験片を次の通り準備した。直径２７ｍｍの丸棒または直径３４ｍｍの丸棒に対し、旋盤加工を行って直径２５ｍｍの丸棒を得た。該直径２５ｍｍの丸棒を、再度１２００℃で１時間保持してから、８００℃～５００℃の間の冷却速度が１．０～１．２℃／ｓとなるよう衝風冷却を施して、鍛造鋼を模擬した被削性評価用試験片を得た。
被削性は、Ｎｏ．Ａ～ＥおよびＧにつき、次の被削試験によって評価した。まず、被削性評価用試験片を次の通り準備した。直径２７ｍｍの丸棒または直径３４ｍｍの丸棒に対し、旋盤加工を行って直径２５ｍｍの丸棒を得た。該直径２５ｍｍの丸棒を、再度１２００℃で１時間保持してから、８００℃～５００℃の間の冷却速度が１．０～１．２℃／ｓとなるよう衝風冷却を施して、鍛造鋼を模擬した被削性評価用試験片を得た。
【0057】
被削試験では、試験機としてＮＣ旋盤を用い、上記被削性評価用試験片（直径２５ｍｍ×長さ１００ｍｍの試験片）に対し、下記の切削試験条件で旋盤加工を行った。そして、切削に用いたサーメット工具の逃げ面において、Ｎｏ．Ａ～Ｅでは５０００ｍ切削後の最大摩耗量（Ｖｂｍａｘ）、Ｎｏ．Ｇでは１００００ｍ切削後の最大摩耗量（Ｖｂｍａｘ）を求めた。本発明では、５０００ｍ切削後の最大摩耗量（Ｖｂｍａｘ）が１２０μｍ以下の場合を、被削性に優れていると評価し合格とした。試験結果を表２に示す。
切削試験（外周旋削試験）条件
工具：サーメット（タンガロイ ＤＮＭＡ１５０４０４－ＮＳ５２０）
ホルダ：ＤＪＮＲ／Ｌ ２５２５
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み量：０．５ｍｍ
初期黒皮処理量：３．０ｍｍ
潤滑：ＷＥＴ
切削試験（外周旋削試験）条件
工具：サーメット（タンガロイ ＤＮＭＡ１５０４０４－ＮＳ５２０）
ホルダ：ＤＪＮＲ／Ｌ ２５２５
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み量：０．５ｍｍ
初期黒皮処理量：３．０ｍｍ
潤滑：ＷＥＴ
【0058】
【表1】
【0059】
【表2】
【0060】
表１および表２から次のことがわかる。Ｎｏ．Ａ、ＢおよびＧは、本発明の実施形態における要件を全て満足する発明例である。すなわち、各成分と式（１）で示されるＸがいずれも規定する範囲内にあるため、ＴＳは１０６０ＭＰａ以上であって、Ｖｂｍａｘは１２０μｍ以下であった。なおＮｏ．Ｇは、切削距離が１００００ｍであって、他の例と切削試験条件が異なるが、切削距離が他の例の５０００ｍよりも長く十分厳しい条件で実施してＶｂｍａｘが８９μｍであったことから、切削距離が５０００ｍの場合にもＶｂｍａｘは１２０μｍ以下であると想定される。
【0061】
それに対し、Ｎｏ．Ｃ～Ｆは、本発明の実施形態における要件のいずれかを満足しない比較例である。すなわち、Ｎｏ．Ｃは、式（１）で示されるＸが規定する範囲の上限を超えており、被削性が劣っていた。
【0062】
Ｎｏ．Ｄは、式（１）で示されるＸが規定する範囲の下限を下回り、強度が劣っていた。
【0063】
Ｎｏ．Ｅは、Ｓｉ含有量が不足し、被削性に劣っていた。
【0064】
Ｎｏ．Ｆは、Ｎ含有量が過剰であり、強度が劣っていた。