低碳硫磺快削鋼的制作方法

專利名稱：：低碳硫磺快削鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及低碳硫磺快削鋼，詳細(xì)地說是涉及即使在沒有添加Pb的情況下，仍具有與現(xiàn)有的鉛快削鋼(以下稱為"Pb快削鋼")及復(fù)合添加了Pb、S和P等其他快削元素的復(fù)合快削鋼(以下稱為"Pb添加復(fù)合快削鋼")同等以上良好的被削性的低碳硫磺快削鋼。更詳細(xì)地說是涉及采用高速鋼工具進(jìn)行切削時(shí)具有良好的被削性，同時(shí)滲碳性優(yōu)異，而且連續(xù)鑄造性優(yōu)異，因此能夠廉價(jià)大量生產(chǎn)的Pb非添加的低碳硫磺快削鋼。
背景技術(shù)：
：以前，軟質(zhì)的小零件，例如汽車用的制動(dòng)零件、個(gè)人電腦周邊設(shè)備零件及電氣設(shè)備零件等軟質(zhì)的小零件的原材，為了提高生產(chǎn)性而使用被削性優(yōu)異的所謂"快削鋼"。這種軟質(zhì)小零件的切削加工，工業(yè)上主要在100m/分以下的比較低速的區(qū)域進(jìn)行。另外，切削加工時(shí)的工具大多使用沒有實(shí)施涂敷處理的高速鋼工具(以下稱為"HSS工具")。而且，在這樣的切削加工條件下，作為原材鋼的"被削性"，除了確保工具長壽命以外，還從加工精度的觀點(diǎn)出發(fā)，就要求切削加工后的鋼材表面的加工面粗糙度小，此外，切屑切割得細(xì)小的性質(zhì)(以下稱為"切屑處理性"。)優(yōu)異也受到重視。特別是，良好的切屑處理性是加工線的自動(dòng)化不可或缺的，是用于提高生產(chǎn)性所必須的特性。作為快削鋼，已知有大量添加S，利用MnS改善被削性的硫磺快削鋼(以下稱為"S快削鋼")，添加了Pb的Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼等。上述的快削鋼之中，Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼，也具有切屑處理性優(yōu)異，工具壽命也長，加工后的鋼材表面的加工面粗糙度優(yōu)異這樣的特性。因此，這些添加了Pb的快削鋼，通過切削加工被加工成前述汽車用的制動(dòng)零件、個(gè)人電腦周邊設(shè)備零件及電氣設(shè)備零件等軟質(zhì)的各種小零件形狀，作為最終制作使用。還有，對(duì)于切削加工后的各種小零件，從使之確保強(qiáng)度的目的出發(fā)，也有實(shí)施用于表面硬化的滲碳處理，使表面硬度增加以后再作為最終制品使用的情況。但是，由于近年對(duì)于地球環(huán)境問題的重視高漲，對(duì)于降低Pb含量的快削鋼和完全不含Pb的快削鋼的愿望極其強(qiáng)烈，例如在歐洲，根據(jù)RoHS(Ontherestrictionoftheuseofcertainhazardoussubstancesinelectricalandelectronicequipment)指令禾口ELV(EndofLifeVehicle)指令，鋼材中所含的Pb含量以質(zhì)量y。計(jì)被限制在0.35呢以下等，以期望盡可以降低Pb的含量。還有，因?yàn)镻b熔點(diǎn)低，而且在鋼中幾乎不固溶，所以含有大量Pb的鋼在軋制時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。因此，從鋼的穩(wěn)定制造這方面出發(fā)，對(duì)于降低了Pb的含量的快削鋼和完全不含Pb的快削鋼的愿望也很大。為了順應(yīng)這種愿望，在專利文獻(xiàn)110中，提出有替代Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼的各種快削鋼。最著名的如專利文獻(xiàn)14，是使S量增加以替代添加Pb，從而改善被削性的低碳硫磺快削鋼。另外，如專利文獻(xiàn)510，還大量提出控制了鋼中的夾雜物形態(tài)的快削鋼，其以改善被削性為目的，通過在S快削鋼中添加B和Ti等來控制鋼中的夾雜物形態(tài)。具體來說，在專利文獻(xiàn)1中，提出有一種"低碳硫磺系快削鋼"，含有超過0.4Q/。的S以增量MnS，并不添加Pb。在專利文獻(xiàn)2中，提出有一種"快削鋼"，含有超過0.50%的S而增量MnS，從而實(shí)現(xiàn)被削性的改善。在專利文獻(xiàn)3中，提出有一種"低碳硫磺快削鋼"，含有0.4%以上的S，此外再添加Sn，從而實(shí)現(xiàn)被削性改善。在專利文獻(xiàn)4中，公開有一種"低碳硫磺系快削鋼及其制造方法"，其通過對(duì)硫化物的平均幅度和線材的屈強(qiáng)比一起調(diào)整，從而改善被削性。在專利文獻(xiàn)5中，公開有一種"高硫磺快削鋼"，其通過適量添加Ti、Al及Zr而使硫化物系夾雜物微細(xì)化，以改善被削性。在專利文獻(xiàn)6中，公開有一種"含硫磺快削鋼、該快削鋼的制造方法和快削鋼的機(jī)械加工方法"，其實(shí)質(zhì)上不添加作為脫氧劑的Al，而是通過以硫化物系夾雜物為氧硫化物來改善被削性。在專利文獻(xiàn)79中，公開有一種"被削性優(yōu)異的鋼及其制造方法"或"被削性優(yōu)異的鋼"，其通過調(diào)整鋼的成分組成，進(jìn)行顯微組織的調(diào)整，或通過使微細(xì)的MnS分散，從而實(shí)現(xiàn)被削性改善。在專利文獻(xiàn)10中，公開有一種"低碳快削鋼"，其是本發(fā)明者們提出的，其中，含有特定量的C、Mn、S、Ti、Si、P、Al、0及N，Ti和S的含量滿足下式(i)，同時(shí)Mn與S的原子比滿足下式(ii)，并且Ti硫化物或/及Ti碳化物含有內(nèi)在的MnS。Ti(質(zhì)量％)/S(質(zhì)量％)<1...(i)Mn/S>l%…(ii)專利文獻(xiàn)1特開2000-319753號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2000-160284號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2002-249848號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開2003-253390號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開2004-269912號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開2002-363691號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7特開2004-169051號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8特開2004-169052號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)9特開2004-169054號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)10特開2003-226933號(hào)公報(bào)前述專利文獻(xiàn)l所公開的"低碳硫磺系快削鋼"，未充分考慮Mn、S、O及N等的成分組成，僅僅只添加了S量。因此，在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具進(jìn)行切削時(shí)，得不到能夠同時(shí)改善加工面粗糙度和切屑處理性的優(yōu)選的夾雜物，因此，不能確保期望的良好的被削性。在專利文獻(xiàn)2所公開的"快削鋼"的情況下，確實(shí)確認(rèn)到HSS工具下的被削性的改善。但是，因?yàn)閮H僅使S量增大，而沒有照顧到硫化物的形態(tài)，所以加工面粗糙度大，有得不到期望的加工面粗糙度小的情況。在專利文獻(xiàn)3所公開的"低碳硫磺快削鋼中"，公開了提高0量對(duì)MnS形態(tài)施加影響，以改善被削性。確實(shí)，即使在含有高含量的S的鋼中，為了使MnS的形態(tài)最佳化，提高0量也很重要。但是，僅僅只提高0量，因?yàn)闀?huì)有粗大的硫化物大量生成，所以切屑處理性劣化。還有，該專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)中，沒有同時(shí)使氧化物組成最佳化。因此，在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削中，不能確保期望的良好的被削性。專利文獻(xiàn)4所公開的"低碳硫磺系快削鋼"，鋼線材的直徑為d，只控制從外周面下0.lmm至d/8的區(qū)域中的硫化物形態(tài)，而對(duì)更深區(qū)域的硫化物的形態(tài)，例如鋼線材中心部的硫化物形態(tài)則不予考慮。因此，如以使用HSS鉆的加工等方式切削表面部分以外時(shí)，則不能使優(yōu)異的切屑處理性和長工具壽命兼?zhèn)?。專利文獻(xiàn)5所公開的"高硫磺快削鋼"中，生成的硫化物和氧化物的形態(tài)在使用HSS工具的切削中不為優(yōu)選。囪此，在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削中，不能得到期望的小的加工面粗糙度。專利文獻(xiàn)6所公開的"含硫磺快削鋼"，通過使氧硫化物存在，雖然可實(shí)現(xiàn)被削性改善，但是沒有精致地考慮到鋼的成分組成。因此，對(duì)于在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削來說，得不到具有合適形態(tài)的硫化物和氧化物，從而不能確保期望的良好的被削性。專利文獻(xiàn)79所公開的"被削性優(yōu)異的鋼"，沒有充分考慮成分組成，進(jìn)行了A1、Ti及Zr等對(duì)MnS形態(tài)會(huì)造成很大影響的成分元素的添加。這種情況下，對(duì)于使用HSS工具的切削來說，得不到具有適當(dāng)形態(tài)的硫化物和氧化物，切屑處理性及加工面粗糙度劣化，不能確保期望的良好的被削性。專利文獻(xiàn)10所公開的"低碳快削鋼"，使用超硬工具的高速切削時(shí)r的工具壽命與Pb快削鋼相比確實(shí)優(yōu)異，并且，能夠得到優(yōu)異的切屑處理性。但是，在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削時(shí)，硫化物形態(tài)不適合改善被削性，因此加工面粗糙度大，判明是得不到期望的加工面粗糙度小的情況。如上述，現(xiàn)有提出的快削鋼，關(guān)于作為汽車用的制動(dòng)零件、個(gè)人電腦周邊設(shè)備零件及電氣設(shè)備零件等軟質(zhì)的小零件的原材所需要的被削性的諸特性，即，在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削中的工具壽命、切屑處理性及加工面粗糙度之中至少任一種特性，比Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼差。即，現(xiàn)有提出的任何一種快削鋼，在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削中的被削性，均無法與含有大量的Pb的Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼完全等同。而且，前述的現(xiàn)有提出的快削鋼，也沒有具備用于廉價(jià)地大量生產(chǎn)而在制造階段所要求的良好的連續(xù)鑄造性和作為制品所要求的熱處理特性。即，對(duì)于切削加工后的各種小零件，從使之確保強(qiáng)度的目的出發(fā)而實(shí)施滲碳處理，使表面硬度增加以后再作為制品使用時(shí)，就要求有良好的"滲碳性"。然而，所述的現(xiàn)有提出的快削鋼，其"滲碳性"未必優(yōu)異。另外，用于廉價(jià)地大量生產(chǎn)而在制造階段所要求的"連續(xù)鑄造性"也未必優(yōu)異。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種低碳硫化快削鋼，即使在不添加Pb時(shí)，其在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具而進(jìn)行切削時(shí)的被削性，與現(xiàn)有的Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼為同等以上水平，而且，滲碳性優(yōu)異，而且也適于通過連續(xù)鑄造而大量生產(chǎn)。本發(fā)明者們，首先，使用不含Pb的S快削鋼，對(duì)于在100m/分以下的比較低速的區(qū)域使用HSS工具的切削下的被削性進(jìn)行調(diào)查。其結(jié)果是得到下述(a)的結(jié)論。還有，在以下說明的"Mn系硫化物"中，除非特別限定，則含有MnS和由Mn(S、X)的化學(xué)式表述的Mn的復(fù)合化合物，如Mn(S、Te)、Mn(S、Se)、Mn(S、0)及Mn(S、Se、0)等，X作為Te、Se及O，是除S以外與Mn結(jié)合的元素。(a)S快削鋼的情況下，通過提高鋼中的O(氧)量，認(rèn)為會(huì)生成粗大的Mn系硫化物，被削性提高。但是，在前述的切削速度區(qū)域下使用HSS工具的切削中，僅僅增加O量只會(huì)使Mn系硫化物粗大化，而難以提高被削性，特別是切屑處理性。因此接下來，對(duì)于前述的切削速度區(qū)域下使用HSS工具的切削中的Mn系硫化物的形態(tài)與被削性的有關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)地研究。其結(jié)果表明，不僅Mn系硫化物的大小會(huì)對(duì)加工面粗糙度及切屑處理性帶來很大影響，而且其分散形態(tài)也會(huì)對(duì)其造成很大影，并得到下述(b)(d)的結(jié)論。(b)提高鋼中的O量而使Mn系硫化物粗大地結(jié)晶時(shí)，加工面粗糙度變小而得到改善，但是，切屑處理性劣化。即，粗大的Mn系硫化物在切削中作為切屑受到塑性變形時(shí)，會(huì)作為應(yīng)力集中點(diǎn)發(fā)揮作用，以Mn系硫化物為起點(diǎn)的裂紋發(fā)生，由此，積屑瘤的成長被抑制，加工面粗糙度變小而得到改善，切屑剪斷域中的阻抗力減弱，切削阻抗降低，從而工具壽命變長。另一方面，Mn系硫化物粗大化時(shí)，裂紋在切屑內(nèi)部低效率地傳播，因此達(dá)到到切屑的斷裂，因此切悄處理性劣化。(c)Mn系硫化物以微細(xì)的形態(tài)結(jié)晶時(shí)，切屑處理性改善，但是加工面粗糙度變大而劣化。即，凝固時(shí)由于共晶反應(yīng)而結(jié)晶的大量微細(xì)的Mn系硫化物，因其變形能高，所以在通過鑄造和軋制而延長的狀態(tài)下，或者在延長基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步軋制而被切斷而成為微細(xì)的狀態(tài)下受到觀察。這些微細(xì)結(jié)晶的Mn系硫化物，在切削中作為切屑受到塑性變形時(shí)而容易變形，因此在切屑變形時(shí)受到剪切應(yīng)力的情況下也會(huì)變形。而且，以此發(fā)生了變形的Mn系硫化物為起點(diǎn)，直至切屑脆化斷裂，切屑處理性得到改善。另一方面，積屑瘤周邊的2次剪切域進(jìn)一步受到強(qiáng)加工，因此，上述的Mn系硫化物被進(jìn)一步切斷而微細(xì)化，不會(huì)發(fā)生對(duì)切斷積屑瘤和切屑有效的裂紋，而是進(jìn)入到積屑瘤內(nèi)部。其結(jié)果是，不能抑制積屑瘤的成長，因此加工面粗糙度變大而劣化。(d)由上述(b)及(c)的結(jié)論可知，為了減小并改善加工面粗糙度，需要Mn系硫化物分散，Mn系硫化物具有的作用是使用于切斷積屑瘤和切屑的充分大的裂紋發(fā)生，即，即使在2次剪切域受到強(qiáng)工加也不會(huì)切斷的這種在切削前的狀態(tài)下寬度大的Mn系硫化物分散。而且，除了加工面粗糙度的改善以外，為了也改善切屑處理性，為了有效率地使以Mn系硫化物為起點(diǎn)發(fā)生的裂紋傳播，需要使產(chǎn)生粗大的裂紋的寬度大的Mn系硫化物的分布密度增大。因此，進(jìn)一步對(duì)于用于使寬度大的Mn系硫化物的分布密度增大，以提高加工面粗糙度和切屑處理性的兩種特性的條件進(jìn)行了詳細(xì)地研究。其結(jié)果是得到(e)(i)的結(jié)論，另外，關(guān)于工具壽命則得到下述(j)的結(jié)論。(e)為了使寬度大的Mn系硫化物的分布密度增大，需要使Mn系硫化物的絕對(duì)量增大，為此，必須在超過0.4y。的范圍含有S。(f)關(guān)于寬度大的Mn系硫化物，作為與最接近的Mn系硫化物的平均距離的"最短平均粒子間距離"小時(shí)，裂紋有效率地傳播，助長切屑的切斷，即使不含Pb時(shí)，也能夠得到與Pb快削鋼及含Pb的復(fù)合快削鋼同等的切屑處理性。(g)為了使寬度大的Mn系硫化物的分布密度增大，需要使在凝固階段作為Mn系硫化物的生成核的Mn系硫化物根據(jù)S量而大量分散，為此，不僅要使S量和O量增大，而且需要使鋼的成分組成，特別是Mn、S及O的含量平衡，以及A1、Si的含量和雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM的含量適當(dāng)化。還有，Mn系氧化物的生成頻率與Mn和O的濃度積有關(guān)，即與"MnXO"有關(guān)。(h)以充分的密度使在凝固的早期階段生成的Mn系氧化物分布，以其為生成核，通過偏晶反應(yīng)使Mn系硫化物生成，由此能夠以大的分布密度使寬度大、最短平均粒子間距離小的Mn系硫化物存在。(i)N在改善被削性中不會(huì)影響到適當(dāng)?shù)腗n系硫化物的形態(tài)及氧化物組成，而是在鐵素體中固溶而提高切屑處理性，因此可含有充分的量。(j)如果微細(xì)的Mn系氧化物大量分散在鐵素體晶內(nèi)，則工具壽命得到改善而變長。本發(fā)明基于上述的結(jié)論而完全，其要旨在于下述(1)(4)所示的低碳硫磺快削鋼。(1)一種低碳硫磺快削鋼，其中，以質(zhì)量%計(jì)，含有C:0.05%以上、低于0.20%;Si:低于0.02%;Mn:0.72.2%;P:0.0050.25%;S:0.40%0.60%但不包括0.40%;Al:低于0.003%;0:0.00900.0280%;N:0.00300.0250%，余量由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM為，Ca:低于0.001%;Mg:低于0.001%;Ti:低于0.002%;Zr:低于0.002%及REM:低于0.001%，并且滿足下式(1)及(2)。MnXO>0.018…(1)2.5<Mn/(S+0)<3.5…(2)其中，(1)式及(2)式中的元素符號(hào)表示該元素以質(zhì)量%計(jì)的鋼中含(2)根據(jù)上述(1)所述的低碳硫磺快削鋼，其中，N的含量，以質(zhì)量％計(jì)為N:0.00600.0250%。(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的低碳硫磺快削鋼，其中，作為替代Fe的一部分，含有Te:0.00050.03%;Sn:0.001%以上、低于0.50%及Se:0.0005%以上、低于O.30%之中的l種以上。(4)根據(jù)上述(1)(3)的任一項(xiàng)所述的低碳硫磺快削鋼，其中，作為替代Fe的一部分，含有Cu:0.011.0%、Ni:0.011.0%、Cr:0.011.0。/。及Mo:0.010.5%之中的1種以上。以下，將上述(1)(4)的低碳硫磺快削鋼的發(fā)明分別稱為"本發(fā)明(l)""本發(fā)明(4)"。另外，總稱為"本發(fā)明"。還有，本發(fā)明所說有"REM"是Sc、Y及鑭系元素的合計(jì)17種元素的總稱，REM的含量指上述元素的合計(jì)含量。本發(fā)明的鋼盡管是不添加Pb的"對(duì)地球環(huán)境有益的快削鋼"，但在100m/分的比較低速區(qū)域使用HSS工具進(jìn)行切削時(shí)，具有與現(xiàn)有的Pb快削鋼以及復(fù)合添加了Pb、S和P等其他的快削元素的Pb添加復(fù)合快削鋼同等以上的良好的被削性，BP,具有長的工具壽命、良好的切屑處理性及小的加工面粗糙度，并且滲碳性優(yōu)異，而且因?yàn)檫B續(xù)鑄造性優(yōu)異，所以能夠廉價(jià)地大量生產(chǎn)。因此，能夠作為汽車用的制動(dòng)零件、個(gè)人電腦周邊設(shè)備零件及電氣設(shè)備零件等軟質(zhì)的小零件的原材利用。具體實(shí)施例方式首先，對(duì)于本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼的化學(xué)組成及其限定理由加以闡述。還有，在以下的說明中，各元素的含量的"％"顯示是"質(zhì)量％"的意思。C:0.05%以上、低于O.20%C是會(huì)對(duì)被削性造成很大影響的重要的元素。在鋼的用途重視被削性時(shí)，若使c含有o.2(m以上，則鋼的強(qiáng)度變高而被削性劣化，但是，其含量低于0.05。/。時(shí)，鋼變得過軟，在切削中產(chǎn)生擠裂，反而加速工具磨損，加工面粗糙度也變大并劣化。因此，C的含量為0.05。/6以上、低于0.20%。還有，為了得到更為良好的被削性，C的含量優(yōu)選為0.060.18%。Si:低于O.02%Si是與O(氧)的親和力強(qiáng)的強(qiáng)力的脫氧元素，含有0.02%以上時(shí)，因?yàn)椴荒艿玫皆诟纳票幌餍陨纤m合的Mn系硫化物的形態(tài)及氧化物組成，所以在100m/分以下的比較低速區(qū)域下使用HSS工具的被削性劣化。因此，Si的含量為低于0.02%。還有，因?yàn)镾i對(duì)Mn系硫化物的形態(tài)及氧化物組成大有影響，所以不僅不能添加，而且還需要在精煉時(shí)盡量去除。為了得到更優(yōu)異的被削性，Si的含量優(yōu)選低于0.01%。Mn:0.72.2%Mn與S—起形成Mn系硫化物，是對(duì)被削性大有影響的重要的元素。其含量低于0.7%時(shí)，Mn系硫化物的絕對(duì)量不足，不能獲得期望的良好的被削性，此外熱加工性也劣化。Mn還具有提高滲碳性的作用，因此要得到良好的滲碳性時(shí)，提高M(jìn)n的含量即可，但是，Mn是Mn系硫化物形成元素，此外也有助于脫氧，因此出于改善滲碳性的目的而單純地提高M(jìn)n的含量，仍不能獲得期望的夾雜物的形態(tài)。為了得到期望的夾雜物形態(tài)，需要在充分照顧到S和O(氧)的質(zhì)量平衡的基礎(chǔ)上添加Mn。但是，即使在這種情況下，若Mn的含量超過2.2%，則得不到期望的夾雜物形態(tài)，被削性劣化。因此，Mn的含量為0.72.2%。還有，為了使期望的良好的被削性和良好的滲碳性兼?zhèn)?，Mn的含量優(yōu)選為1.21.8%。還有，上述的所謂"Mn系硫化物"，是指MnS和由Mn(S、X)的化學(xué)式表述的Mn的復(fù)合化合物，如Mn(S、Te)、Mn(S、Se)、Mn(S、0)及Mn(S、Se、0)等，X作為Te、Se及O，是除S以外與Mn結(jié)合的元素。P:0.0050.25%P具有削弱晶界的強(qiáng)度，從而提高被削性的作用。為了得到所述的效果，需要使P的含量為0.0059^以上。另一方面，若P的含量過度，則鋼的強(qiáng)度變高，反而引起被削性的降低，特別是若P的含量超過0.25%,是強(qiáng)度變得過高，被削性的降低顯著。此外，P的含量超過0.25%時(shí)，鋼錠的偏析受到助長，因此還會(huì)發(fā)生熱加工性的降低。因此，P的含量為0.0050.25%。為了穩(wěn)定得到更優(yōu)異的被削性，P的含量優(yōu)選為0.030.15%。S:0.40%0.60%但不包括0.40%S與Mn—起形成Mn系硫化物，是用于提高被削性所必須的元素。Mn系硫化物帶來的被削性提高效果，不僅受其生成量左右，而是根據(jù)其形態(tài)及分散狀態(tài)面變化。為此，S的含量與Mn及O(氧)的含量的平衡變得重要，但是，S的含量在0.40%以下時(shí)，即便其與Mn及O(氧)的含量的平衡適當(dāng)化，仍得不到充分量的Mn系硫化物，不能取得用于獲得期望的良好的被削性的Mn系硫化物的分散形態(tài)。還有，通常的情況下，若S的含量超過0.35%，則熱加工性降低，因此成為鑄片內(nèi)部的所謂"內(nèi)部裂紋"的要因，但是通過使之與Mn及O(氧)的含量的平衡適當(dāng)化，即使S的含量超過0.35%時(shí)，也不會(huì)引起內(nèi)部裂紋，從而能夠的高被削性。但是，S的含量超過0.60%時(shí)，則需要大量含有Mn而使熱延性的劣化不會(huì)發(fā)生，但是，因?yàn)镸n會(huì)作為脫氧元素發(fā)揮作用，所以不能確保充分的氧量，因此會(huì)損害Mn系硫化物的形態(tài)，實(shí)質(zhì)上，難以得到期望的Mn系硫化物的形態(tài)及分散狀態(tài)。此外，以含量計(jì)超過0.6(^的過剩的S的添加會(huì)造成成品率的的惡化而導(dǎo)致成品上升。因此，使S的含量為超過0.40%并在0.60%以下。還有，為了確保更穩(wěn)定優(yōu)異的被削性，并不使制造性劣化而得到期望的Mn系硫化物的形態(tài)，S含量優(yōu)選為0.450.55%。Al:低于0.003%Al是與O(氧)的親和力強(qiáng)的強(qiáng)力脫氧元素，含有0.003%以上時(shí)，不能獲得在改善被削性方面所適合的Mn系硫化物的形態(tài)及氧化物組成，因此，在100m/分以下的比較低速區(qū)域的使用HSS工具下的被削性劣化。因此，Al的含量為低于0.003%。還有，Al對(duì)Mn系硫化物的形態(tài)及氧化物組成會(huì)造成很大影響，因此不僅不添加，而且需要在精煉時(shí)盡量去除。為了得到更優(yōu)異的被削性，Al的含量優(yōu)選低于0.002%。0:0.00900.0280%在使Mn及S的含量的平衡適當(dāng)化以后，通過提高O(氧)的含量，使Mn系硫化物的形態(tài)變化，能夠改善被削性。但是，0的含量低于0.0090%時(shí)，則不能取得用于得到期望的良好的被削性的夾雜物形態(tài)，不能確保充分的被削性。另一方面，若0的含量超過0.0280%，則不僅不能獲得期望的夾雜物形態(tài)，而且粗大的氧化物生成，在軋制時(shí)誘發(fā)裂紋。因此，0的含量為0.00900.0280%。還有，為了穩(wěn)定確保期望的夾雜物形態(tài)和分散狀態(tài)，0的含量優(yōu)選為0.01000.0200%。N:0.00300.0250%即使提高N的含量，也不會(huì)影響到改善被削性所適合的Mn系硫化物的形態(tài)及氧化物組成，而且，在實(shí)質(zhì)上不含有Al和Ti的本發(fā)明中，因?yàn)橛操|(zhì)的Al和Ti的氮化物幾乎不被形成，所以N在鐵素體中以固溶狀態(tài)存在。上述在鐵素體中固溶的N具有提高切屑處理性的作用。但是，N的含量低于0.0030%時(shí)，則得不到充分提高切屑處理性的效果。另一方面，N的含量超過0.0250%，不但所述的效果飽和，而且還會(huì)引起制造成本的上升。因此，N的含量為0.00300.0250%。還有，要得到良好的被削性時(shí)，N為0.0060%以上，另外，要更有效地得到良好的被削性時(shí)，優(yōu)選含有N為0.0080%以上。在本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼中，以如下方式限制雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM的含量。Ca:低于0.001%、Mg:低于0.001%、Ti:低于0.002%、Zr:低于0.002%及REM:低于0.001%在通常的快削鋼中，Ca、Mg、Ti、Zr及REM均是用于改善被削性而被添加的元素。但是，上述的從Ca到REM的元素，均會(huì)對(duì)Mn系硫化物的形態(tài)和氧化物組成和這些夾雜物的分散狀態(tài)帶來不良影響，使100m/分以下的比較低速區(qū)域下的用HSS工具的切削中的被削性降低。特別是，在雜質(zhì)中對(duì)于上述的Ca、Mg、Ti、Zr及REM來說，含有Ca、Mg及REM的任意一種在0.001%以上，含有Ti及Zr的任意一種在0.002%以上時(shí)，則在所述切削速度區(qū)域下的使用HSS工具的切削中的被削性的降低顯著。因此，Ca、Mg、Ti、Zr及REM在雜質(zhì)中的含量需要為，Ca:低于0.001%、Mg:低于0.001%、Ti:低于0.002%、Zr:低于0.002%及REM:低于0.001%。雜質(zhì)中的上述Ca、Mg、Ti、Zr及REM均優(yōu)選在0.0005yo以下。還有，如已述，"REM"是Sc、Y及鑭系元素的合計(jì)17種元素的總稱，REM的含量指上述元素的合計(jì)含量。Mn與0的濃度積(MnX0):超過0.018含有上述范圍的從C到N的元素，余量由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM為Ca:低于0.001%、Mg:低于0.001%、Ti:低于0.002%、Zr:低于0.002%及REM:低于0.001%的鋼，其Mn與O的濃度積，即"MnX0"的值超過0.018時(shí)，在100m/分以下的比較低速區(qū)域下用HSS工具的切削中，能夠確保期望的優(yōu)異的被削性。因此，作為Mn與O的濃度積的MnXO的值需要超過0.018，SP,需要滿足所述(1)式。還有，上式"MnXO"中的元素符號(hào)表示該元素在鋼中以質(zhì)量％計(jì)的含量，MnXO的值的上限優(yōu)選為0.30。MnXO的值超過0.30時(shí)，寬度大的Mn系硫化物的分布密度不太高，有得到良好的加工面粗糙度和切屑處理性困難的情況。Mn/(S+0):超過2.5、低于3.5含有上述范圍的從C到N的元素，余量由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM為Ca:低于0.001%、Mg:低于0.001%、Ti:低于0.002%、Zr:低于0.002%及REM:低于O.001%的鋼，Mn/(S+0)的值超過2.5時(shí)，在凝固階段能夠使作為Mn系硫化物的生成核的Mn系氧化物大量分散，可以增大寬度大的Mn系硫化物的分布密度，因此能夠得到期望的良好的被削性。還有，Mn/(S+0)的值在2.5以下時(shí)，通過連續(xù)鑄造而進(jìn)行制造時(shí)，在鑄片內(nèi)部產(chǎn)生裂紋等，從而發(fā)生熱加工性的降低，但是，Mn/(S+0)的值超過2.5時(shí)，則能夠確保適于工業(yè)規(guī)模下大量生產(chǎn)的充分的熱加工性。另一方面，Mn/(S+0)的值在3.5以上時(shí)，相對(duì)于所含有的S和0，過剩的Mn被含有，組織中固溶的Mn量過剩，被削性還有工具壽命也劣化。此外，在實(shí)質(zhì)上不含Ca、Mg、Ti、Zr及REM的本發(fā)明中，因?yàn)镸n也作為脫氧元素起作用，所以若過剩地含有Mn，則不能取得用于得到改善被削性所適合的Mn系硫化物的形態(tài)的充分的0量，因此切屑處理性降低，并且加工面粗糙度也變大。因此，Mn/(S+0)的值超過2.5、低于3.5，即需要滿足上述(2)式。還有，上式"Mn/(S+0)"中的元素符號(hào)，表示該元素在鋼中以質(zhì)量%計(jì)的含量。從上述理由出發(fā)，本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼的化學(xué)組成規(guī)定為，含有上述范圍的從C到N的元素，余量由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM為，Ca:低于0.001%、Mg:低于0.001%、Ti:低于0.002%、Zr:低于0.002%及REM:低于0.001%，并且滿足上述(1)式及(2)式。另外，本發(fā)明(2)的低碳硫磺快削鋼的化學(xué)組成規(guī)定為，在本發(fā)明(1)的低碳硫磺快削鋼中，N的含量為，N:0.00600.0250%。本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼中，根據(jù)需要，替代Fe的一部分，也可以添加并含有從后述的第1群中選擇的1種以上的元素及從第2群中選擇的1種以上的元素之中的一方或雙方作為任意添加元素。以下，關(guān)于上述第1群及第2群的任意添加元素進(jìn)行說明。第1群Te:0.00050.03%;Sn:0.001%以上、低于0.50%及Se:0.0005%以上、低于O.30%Te、Sn及Se均不會(huì)損害改善被削性所適合的夾雜物形態(tài)，具有提高被削性的作用。因此，在100m/分以下的比較低速區(qū)域使用HSS工具時(shí)，在想得到更優(yōu)異的被削性的情況下，也可以在以下的范圍含有。Te:0.00050.03%Te與Mn—起生成Mn(S、Te)，該Mn(S、Te)在切削中起著類似于潤滑效果的作用。而且，即使添加Te也只會(huì)增加寬度大的Mn系硫化物的比例，而不會(huì)對(duì)氧化物形態(tài)有影響，因此，在所述的切削速度區(qū)域下使用HSS工具的切削中的被削性提高。然而，其含量低于0.0005%時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，即使含有Te超過0.03y。，該效果也是飽和，成本增大，熱加工性也劣化。因此，添加時(shí)的Te的含量為0.00050.03y。。還有，為了更穩(wěn)定地使良好的熱加工性和良好的被削性兼?zhèn)?，Te的含量優(yōu)選為0.0030.02%，更優(yōu)選為0.0030.01%。Sn:0.001%以上、低于O.50%Sn具有改善鋼的被削性的作用。這被認(rèn)為是由于其具有使基體脆化的效果。然而，其含量低于0.001%時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，即使含有Sn達(dá)0.5Cm以上，該效果也是飽和，熱加工性也劣化。因此，添加時(shí)的Sn的含量為0.001%以上、低于0.50%。還有，為了使良好的熱加工性和良好的被削性兼?zhèn)?，Sn的含量優(yōu)選為0.0396以上、0.30%以下。Se:0.0005%以上、低于O.30%Se與Mn—起生成Mn(S、Se)，該Mn(S、Se)在切削中起著類似于潤滑效果的作用。而且，即使添加Se也只會(huì)增加寬度大的Mn系硫化物的比例，而不會(huì)對(duì)氧化物形態(tài)有影響，因此，在所述的切削速度區(qū)域下使用HSS工具的切削中的被削性提高。然而，其含量低于0.0005%時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，即使含有Se在0.3(^以上，該效果也是飽和，成本增大，熱加工性也劣化。因此，添加時(shí)的Se的含量為0.0005%以上、低于0.309L還有，為了更穩(wěn)定地使良好的熱加工性和良好的被削性兼?zhèn)?，Se的含量優(yōu)選為0.005%以上、0.15%以下。上述的Te、Sn及Se能夠只添加任意一種，或復(fù)合添加2種以上。第2群Cu:0.011.0%、Ni:0.011.0%、Cr:0.011.0。/。及Mo:0.010.5%Cu、Ni、Cr及Mo均具有提高鋼的強(qiáng)度的作用。因此，在想提高制品強(qiáng)度時(shí)也可以在以下的范圍內(nèi)含有。Cu:0.011.0%Cu具有通過析出強(qiáng)化而提高鋼的強(qiáng)度的作用。然而，其含量低于O.OP/。時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，若Cu的含量超過1.0%，則招致熱加工性的劣化，此外，Cu的析出物粗大化，因此不但所述的效果飽和，而且招致被削性的降低。因此，添加時(shí)的Cu的含量為0.011.0%。還有，為了穩(wěn)定地使良好的強(qiáng)度和良好的熱加工性兼?zhèn)?，?yōu)選Cu的含量為0.030.50%,為了穩(wěn)定地兼?zhèn)涓鼮榱己玫膹?qiáng)度和良好的熱加工性，更優(yōu)選Cu的含量為0.050.50%。Ni:0.011,0%肌具有通過析出強(qiáng)化而提高鋼的強(qiáng)度的作用。然而，其含量低于0.01%時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，若Ni的含量超過1.0%,則招致被削性的劣化，并且也使熱加工性的劣化。因此，添加時(shí)的Ni的含量為0.011.0%。還有，為了穩(wěn)定地具有良好的強(qiáng)度、被削性及熱加工性，Ni的含量優(yōu)選為0.030.50%。Cr:0.011.0%Cr具有提高鋼的強(qiáng)度的作用。Cr還具有提高鋼的淬火性，從而改善滲碳性的作用。然而，其含量低于0.01%時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，即使含有Cr超過l.(m，所述的效果飽和，除了成本增大外，被削性也降低。因此，添加時(shí)的Cr的含量為0.011.0%。還有，為了穩(wěn)定具有良好的強(qiáng)度、淬火性及被削性，優(yōu)選Cr的含量為0.020.5%，為了穩(wěn)定具有更為良好的強(qiáng)度、淬火性及被削性，更優(yōu)選Cr的含量為0.030.5%。Mo:0.010.5%Mo具有提高鋼的強(qiáng)度的作用。Mo還具有提高鋼的淬火性從而改善滲碳性的作用，及使組織微細(xì)化而提高韌性的作用。然而，其含量低于0.01%時(shí)，添加效果缺乏。另一方面，即使含有Mo超過0.5%，所述的效果也是飽和，除成本增大以外，被削性也降低。因此，添加時(shí)的Mo的含量為0.010.5%。還有，為了穩(wěn)定具有良好的強(qiáng)度、淬火性、韌性及被削性，Mo的含量優(yōu)選為0.050.5%。另外，為了在將制造成本抑制得較低的基礎(chǔ)上具有良好的強(qiáng)度、淬火性、韌性及被削性，Mo的含量優(yōu)選為0.020.3%。上述的Cu、Ni、Cr及Mo可只添加任意一種，或復(fù)合添加2種以上。根據(jù)上述的理由，本發(fā)明(3)的低碳硫磺快削鋼的化學(xué)組成規(guī)定為，含有Te:0.00050.03%;Sn:0.001%以上、低于0.50%及Se:0.0005%以上、低于0.30%之中的l種以上，來替代本發(fā)明(2)的低碳硫磺快削鋼的Fe的一部分。另外，本發(fā)明(4)的低碳硫磺快削鋼的化學(xué)組成規(guī)定為，含有Cu:0.011,0%、Ni:0.011.0%、Cr:0.011.0%及Mo:0.010.5%之中的l種以上，來替代本發(fā)明(1)至本發(fā)明(3)的任一種低碳硫磺快削鋼的Fe的一部分。還有，Mn系硫化物的分散形態(tài)和氧化物組成被凝固速度和制造條件左右。因此，本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼，例如可以以如下方式進(jìn)行工業(yè)化地大量生產(chǎn)。首先，通過連續(xù)鑄造法制造本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼時(shí)，調(diào)整從轉(zhuǎn)爐等的煉鋼爐到鑄桶的出鋼階段及在鑄桶內(nèi)的爐渣精煉階段的狀態(tài)。具體來說，就是在鑄桶精煉開始時(shí)將鋼水中所含有的Mn量調(diào)整到低于1.5%，優(yōu)選調(diào)整到低于1.2%。在該階段即使使鋼水中含有1.5%以上的Mn，最終也可以調(diào)整到所述的范圍內(nèi)，但是為了得到適當(dāng)?shù)难趸锛癕n系硫化物的形態(tài)，優(yōu)選以上述方式先調(diào)整精煉開始時(shí)的Mn的含量。在調(diào)整該Mn含量的同時(shí)，更優(yōu)選將精煉開始時(shí)的爐渣中的Mn0的含量調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆秶?，具體來說就是調(diào)整到2540%的范圍。然后，從精煉的后半段至末期，通過添加合金鐵而使Mn處于規(guī)定的含量即可。其次，為了得到適當(dāng)?shù)腗n系硫化物的形態(tài)，調(diào)整鑄造時(shí)的冷卻速度。艮口，鑄片的冷卻速度因?yàn)楸砥ぜ爸行拇嬖诤艽蟮牟町悾?，為了以大高分布密度穩(wěn)定地使寬度大、最短平均粒子間距離小的Mn系硫化物存在，中心部的冷卻速度至少為TC/分以上，更優(yōu)選在2XV分以上進(jìn)行冷卻。還有，以鑄錠法制造鋼錠時(shí)，如鑄造成小型的鋼錠的情況，在冷卻速度快時(shí)，使鋼錠中心部的冷卻速度為2(TC/分以下即可。相反，如鑄造成巨大的鋼錠的情況，在冷卻速度慢時(shí)，以使中心部的冷卻速度為rc/分以上的方式安排鑄模即可。以下，通過實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。實(shí)施例使用高頻感應(yīng)爐，熔煉具有表13所示化學(xué)組成的鋼157，制作直徑約220mm的150180kg鋼錠。表l中的鋼123是化學(xué)組成處于本發(fā)明規(guī)定的范圍內(nèi)的鋼(以下稱為"本發(fā)明例")。另一方面，表2中的鋼2441及表3中的鋼4257是化學(xué)組成脫離本發(fā)明規(guī)定的條件的比較例的鋼。還有，比較例的鋼之中，鋼5557是相當(dāng)于現(xiàn)有的Pb快削鋼的鋼。上述的各鋼之中，作為本發(fā)明例的123和比較例的鋼之中鋼29、鋼30、鋼34、鋼36及鋼5057，是控制在熔煉階段的溶存氧量及凝固速度而制作的鋼錠。即，原料鐵燒穿后，在添加副原料的階段將以包覆在鐵箔中的狀態(tài)被銷售的MnO粉末添加到鋼水內(nèi)，其后實(shí)施成分的調(diào)整，在1600。C前后的溫度出鋼到鑄模中。還有，為了調(diào)節(jié)鋼的凝固速度，其調(diào)整方式為，出鋼到用沙包圍的陶瓷制的坩堝中而使凝固速度成為適當(dāng)?shù)乃俣?。另一方面，比較例的鋼之中關(guān)于鋼2428、鋼3133、35及鋼3749，沒有通過上述這樣特別的方法進(jìn)行熔煉。即，在添加副原料后，不裝入MnO粉體或不用以沙包圍的陶瓷制的坩堝，而是在通常的鑄模中進(jìn)行鑄造。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>以接近于上述各鋼的鋼錠的表面部的Di/8部(其中，"Di"為鋼錠的直徑)的位置為中心，從鋼錠方向提取直徑10mm、長130mm的高溫拉伸試驗(yàn)片，調(diào)查熱加工性。S卩，采用熱加工再現(xiàn)試驗(yàn)裝置，在大氣中高頻加熱至125(TC并保持5分鐘后，以10。C/分的速度冷卻至900°C，保持10秒后，使應(yīng)變速度為10秒—'在90(TC進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)，調(diào)整熱加工性。還有，上述棒狀試驗(yàn)片的加熱區(qū)域?yàn)殚L度方向的中央部約20mm，高溫拉伸試驗(yàn)后即刻急冷。上述中，作為高溫拉伸試驗(yàn)的溫度之所以選定90CTC，是由于一般在低碳快削鋼的情況下，90(TC下高溫拉伸的頸縮值處于極小點(diǎn)。熱加工性通過上述的高溫拉伸試驗(yàn)中的頸縮率(％)進(jìn)行評(píng)價(jià)。還有，熱加工性的目標(biāo)為，在上述高溫拉伸試驗(yàn)下具有40%以上的頸縮值。還有，該情況下，即使是超過0.4呢這種含有高S量的鋼，也可以在連續(xù)鑄造時(shí)不產(chǎn)生內(nèi)部裂紋而穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)鑄片的制造。另外，以下述方法調(diào)査各鋼的被削性及浸碳性。艮口，將各鋼的上述直徑約220咖的鋼錠的余量加熱至120(TC并保持2小時(shí)以上后，使最終溫度為IOO(TC以上進(jìn)行熱鍛造，鍛造后進(jìn)行空冷，制作成直徑40ram的圓棒。其次，將上述各圓棒加熱至950。C并保持1小時(shí)后空冷，進(jìn)行正火。還有，鋼33因?yàn)樵跓徨懼挟a(chǎn)生裂紋，所以不進(jìn)行以下的調(diào)査。接下來，將上述的直徑40mm的圓棒的一部分剝皮(peeling)而成為直徑31mm的圓棒，對(duì)其實(shí)施冷拉拔加工，最后成為直徑28mm的圓棒。將如此得到的直徑28mm的圓棒作為供試材，用未實(shí)施涂敷處理的HSS工具，具體來說是用SKH4(JISG4403(2000))的車削用刀片以下述的條件進(jìn)行車削，調(diào)查被削性。切削速度100m/min，進(jìn)給量0.05mm/rev，切削深度0.5mm，潤滑使用了水溶性潤滑油的濕式潤滑。艮P，以上述條件連續(xù)進(jìn)行l(wèi)分鐘車削后，使用觸針式的粗糙度儀測(cè)定最大高度粗糙度Rz，評(píng)價(jià)加工面粗糙度。另外，切屑處理性是提坐薪懸膽上述l分鐘所排出的切屑，從長的切屑開始順序測(cè)定20個(gè)的質(zhì)量，按其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。該質(zhì)量的值越小，則能夠判斷切屑處理性越好。還有，關(guān)于切屑處理性差，長的切屑被排出，結(jié)果是得不到20個(gè)切屑的，由其個(gè)數(shù)和質(zhì)量換算成20個(gè)時(shí)的質(zhì)量。此外，工具磨損是通過測(cè)定在與上述相同的條件下切削30分鐘后的前端磨損量來進(jìn)行評(píng)價(jià)。上述的加工面粗糙度、切屑處理性及工具磨損量，分別以相當(dāng)于現(xiàn)有的Pb快削鋼的鋼5557具有的各特性之中最差的作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。即，加工面粗糙度，以鋼56的Rz的7.8um為評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值，工具磨損量以鋼57的175ym為評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值，另外，切屑處理性以鋼55的切屑質(zhì)量2.7g為評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值。然后，加工面粗糙度以Rz計(jì)為7.8ym以下、工具磨損量為175ixm以下及切屑質(zhì)量為2.7g以下時(shí)，則具有與Pb快削鋼同等以上的被削性。此外，從經(jīng)正火的前述直徑40mm的各圓棒的余量，提取直徑24rara、長度50mm的圓柱狀的試驗(yàn)片，調(diào)查滲碳性。艮P，將上述的直徑24鵬、長50麵的圓柱狀的試驗(yàn)片加熱到900。C并進(jìn)行滲碳處理后，以85(TC進(jìn)行擴(kuò)散處理，其后在8(TC的油中進(jìn)行冷卻，由此實(shí)施淬火處理。接著，將上述的試驗(yàn)片加熱至19(TC并保持60分鐘后進(jìn)行空冷，實(shí)施回火處理。還有，上述浸碳時(shí)的碳勢(shì)(potential)值為0.8%，處理時(shí)間為75分鐘。另外，擴(kuò)散時(shí)的碳勢(shì)為0.7%，處理時(shí)間為20分鐘。從上述的進(jìn)行了滲碳淬火一回火處理的試驗(yàn)片的端部25iran的位置，即，在試驗(yàn)片的長度方向的中央位置的橫截面，從表面到內(nèi)部，使試驗(yàn)力為2.94N，測(cè)定維氏硬度分布，從維氏硬度為550的表面的位置為"有效硬化層深度"，評(píng)價(jià)滲碳性。還有，關(guān)于浸碳性，以相當(dāng)于現(xiàn)有的Pb快削鋼的鋼5557的滲碳性之中最差的作為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。即，將鋼57的有效硬化層深度的0.15mm作為評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值。然后，有效硬化層深度為0.15土0.05mm即0.100.20mm時(shí)，則具有與Pb快削鋼同等的滲碳性。表4及表5中一并顯示上述各試驗(yàn)結(jié)果。表4及表5中的滲碳性一欄中的"◎"表示有效硬化層深度超過0.20mm，具有勝出Pb快削鋼的滲碳性，"O"表示有效硬化層濃度為O.1Q0.20腿，具有與Pb快削鋼同等的滲碳性，然后，"X"表示有效硬化層深度低于0.10mm，具有比Pb快削鋼差的滲碳性。還有，表5中的鋼33的"一"，表示不能進(jìn)行熱鍛造，因此沒有進(jìn)行調(diào)査。表4<table>complextableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>由表4及表5可知，鋼123的本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼盡管不含Pb，但是具有很長的工具壽命、良好的切屑處理性及小的加工面粗糙度，并且滲碳性也優(yōu)異。此外還可知，其熱加工性比現(xiàn)有的Pb快削鋼更優(yōu)異，進(jìn)行工業(yè)化的大量生產(chǎn)時(shí)沒有任何問題。相對(duì)于此，脫離本發(fā)明規(guī)定條件的比較例的鋼，工具壽命、切屑處理性、加工面粗糙度、滲碳性及熱加工性之中至少有一個(gè)差。還有，對(duì)于進(jìn)行前述冷拉拔加工而最終成為直徑28mm的各個(gè)圓棒，從Df/4(其中，"Df"為圓棒的直徑)的部位的縱截面方向切割顯微觀察用試驗(yàn)片，進(jìn)行Mn系硫化物的調(diào)查。g卩，將所述的試驗(yàn)片埋入樹脂而進(jìn)行鏡面研磨，采用導(dǎo)入了圖像分析軟件的自動(dòng)圖像分析裝置，測(cè)定被檢測(cè)面積5.2咖2的視野中存在的Mn系硫化物的寬度、最短平均粒子間距離及分布密度。還有，所謂"最短平均粒子間距離"，是對(duì)于各個(gè)Mn系硫化物，求得從被觀察的各個(gè)Mn系硫化物的中心座標(biāo)到最近距離的Mn系硫化物的中心座標(biāo)間的距離，并將其平均化了的值。其結(jié)果是，鋼123的本發(fā)明的低碳硫磺快削鋼的情況下，判明寬度大、最短平均粒子間距離小的Mn系硫化物以很大的分布密度存在，具體來說，寬度在4um以上、最短平均粒子間距離在50um以下的Mn系硫化物以80個(gè)/mm2以上這樣大的分布密度存在。以上，通過實(shí)施例具體地說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限定，沒有作為實(shí)施例公開的但如果滿足本發(fā)明的要件的當(dāng)然也包含在本發(fā)明中。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的鋼盡管是非添加Pb的"對(duì)地球環(huán)境有益的快削鋼"，但在100m/分的比較低速區(qū)域使用HSS工具進(jìn)行切削時(shí)，具有與現(xiàn)有的Pb快削鋼以及Pb添加復(fù)合快削鋼同等以上的良好的被削性，即，具有長的工具壽命、良好的切屑處理性及小的加工面粗糙度，并且滲碳性優(yōu)異，而且因?yàn)檫B續(xù)鑄造性優(yōu)異，所以能夠廉價(jià)地大量生產(chǎn)。因此，能夠作為汽車用的制動(dòng)零件、個(gè)人電腦周邊設(shè)備零件及電氣設(shè)備零件等軟質(zhì)的小零件的原材使用。權(quán)利要求1.一種低碳硫磺快削鋼，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有C0.05％以上低于0.20％、Si低于0.02％、Mn0.7～2.2％、P0.005～0.25％、S0.40％～0.60％但不包括0.40％、Al低于0.003％、O0.0090～0.0280％、N0.0030～0.0250％，余量由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM為，Ca低于0.001％、Mg低于0.001％、Ti低于0.002％、Zr低于0.002％、及REM低于0.001％，并且滿足下式(1)及(2)，Mn×O＞0.018…(1)2.5＜Mn/(S+O)＜3.5…(2)其中，(1)式及(2)式中的元素符號(hào)表示該元素以質(zhì)量％計(jì)的鋼中含量。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低碳硫磺快削鋼，其中，N的含量以質(zhì)量呢計(jì)為N:0.00600.0250%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低碳硫磺快削鋼，其中，替代Fe的一部分，含有Te:0.00050.03%、Sn:0.001%以上低于0.50%、及Se:0.0005%以上低于0.30%之中的1種以上。4.根據(jù)權(quán)利要13中任一項(xiàng)所述的低碳硫磺快削鋼，其中，替代Fe的一部分，含有Cu:0.011.0%、Ni:0.011.0%、Cr:0.011.0%、及Mo:0.010.5%之中的1種以上。全文摘要一種低碳硫磺快削鋼，以質(zhì)量％計(jì)含有C0.05％以上低于0.20％、Si低于0.02％、Mn0.7～2.2％、P0.005～0.25％、S0.40％～0.60％但不包括0.40％、Al低于0.003％、O0.0090～0.0280％、N0.0030～0.0250％，余量由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，雜質(zhì)中的Ca、Mg、Ti、Zr及REM為，Ca低于0.001％、Mg低于0.001％、Ti低于0.002％、Zr低于0.002％、及REM低于0.001％，并且滿足Mn×O＞0.018及2.5＜Mn/(S+O)＜3.5，該低碳硫磺快削鋼在使用HSS工具的比較低速切削中具有與Pb快削鋼及Pb添加復(fù)合快削鋼同等以上的被削性，滲碳性也優(yōu)異。這種鋼因?yàn)檫B續(xù)鑄造性優(yōu)異，所以能夠廉價(jià)地大量生產(chǎn)，從而能夠作為汽車用的制動(dòng)零件、個(gè)人電腦周邊設(shè)備零件及電氣設(shè)備零件等軟質(zhì)的小零件的原材使用。文檔編號(hào)C22C38/00GK101184859SQ20068001874公開日2008年5月21日申請(qǐng)日期2006年5月24日優(yōu)先權(quán)日2005年5月30日發(fā)明者加藤徹,松井直樹,西隆之,長谷川達(dá)也申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社