冷間圧造ギアの高温浸炭過程におけるオーステナイト粒の粗大化問題に対し、粒の粗大化に耐える高温浸炭ギア鋼を開発した。ギアの高温浸炭後、オーステナイト粒は粗大化せず、余熱を利用した直接焼入れにより、中間冷却処理工程を省略できる。成分設計および第二相析出物の寸法制御により、B、Ti、Nb、Al、N元素が粒径、焼入性および析出相挙動に及ぼす影響を体系的に研究した。結果は、B含有鋼中のBは優先的にNと結合してBNを形成し、AlNの析出量を減少させ、AlNの粒界ピニング効果を弱めて粒粗化を招く。一方、Bを含まずN含有量が高い鋼中では、AlN、Nb（C、N）などのナノサイズ析出物が十分に形成され、強力な粒界ピニング効果により粒成長を著しく抑制する。さらに研究により、連続鋳造ビレットの加熱プロセス（1,220 ℃で200分保持）を最適化することで、大粒の析出相が十分に固溶し、その後の冷却過程で細かく分散した第二相を形成し、ピニング力を大幅に向上させ、浸炭後の粗粒化を防止できることが示された。開発された鋼はBを含まない最適成分（質量分率/%で0.16～0.25C、0.10～0.30Si、0.90Mn、1.80Cr、0.05Nb、0.05Al、0.016N）を採用し、AlN、Nb（C、N）の複合析出により細粒化を実現し、合理的な加熱工程の制御（加熱温度≥1,220 ℃、保持時間≥200分）により、0.2μm以下のAlN、Nb（C、N）析出物を得ている。焼入性J9（38HRC）、J15（33HRC）は目標要求を満たし（J9は34～40HRC、J15は28～35HRC）、浸炭後の直接焼入れが可能で、中間冷却処理工程を省略し、高効率かつ省エネルギーなギア製造の材料基盤を提供する。

高温浸炭;冷間圧造;ギア鋼;粒粗化;AlN;Nb（C、N）;中間冷却処理不要;直接焼入れ