BRPI0809215A2

BRPI0809215A2 - Aço para mola de alta limpidez com excelentes características de fadiga e mola de alta limpidez

Info

Publication number: BRPI0809215A2
Application number: BRPI0809215-0A2A
Authority: BR
Inventors: Tomoko Sugimura; Koichi Sakamoto; Yoshio Fukuzaki; Takeshi Inoue; Atsuhiko Yoshida
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2014-09-02
Also published as: JP4163239B1; US8187530B2; CN101675176A; EP2163657A1; KR20090130416A; JP2008291325A; US20100086432A1; CN101675176B; WO2008146533A1; EP2163657A4; EP2163657B1

Description

"AÇO PARA MOLA DE ALTA LIMPIDEZ COM EXCELENTES CARACTERÍSTICAS DE FADIGA E MOLA DE ALTA LIMPIDEZ"

Campo Técnico

Esta invenção diz respeito a um aço para mola de alta Iimpidez com excelentes características de fadiga, e a uma mola de alta límpidez. Mais especificamente, esta invenção diz respeito a um aço que tem melhores características de fadiga por causa de uma redução das inclusões não metálicas duras com uma dutilidade notavelmente baixa e que é usado para uma mola de alta limpidez, e a uma mola de alta Iimpidez com excelentes características de fadiga que é obtida pelo uso do aço.

Antecedentes da Invenção

Nos últimos anos, junto com um aumento na demanda por pouco peso e alta produtividade, por exemplo, no campo automobilístico, tem havido uma preferência para o desenho de uma mola de válvula, uma mola de suspensão, uma mola de embreagem e congêneres de alta tensão que são usadas para um motor e uma suspensão. Portanto, molas com excelentes propriedades antifadiga e propriedade anti-acomodação são fortemente demandadas a fim de lidar com um aumento na tensão aplicada. Particularmente, uma vez que há uma demanda consideravelmente forte pelo aumento na resistência à fadiga da mola de válvula, há uma dificuldade em satisfazer tal demanda, mesmo pelo emprego de SWOSC-V (JIS G 3566) que é considerado de alta resistência à fadiga entre aços convencionais.

No aço mola, que precisa ter alta resistência à fadiga, é necessário reduzir inclusões não metálicas duras presentes nos materiais do aço o máximo possível. De um ponto de vista como este, no geral, um aço de alta limpidez que tem inclusões não metálicas reduzidas o máximo possível é usado como um material de aço para o uso supradescrito. Uma vez que o risco de rompimento do arame e de fratura por fadiga ocasionados pelas inclusões não metálicas aumenta juntamente com um aumento na resistência do material, uma demanda por uma redução e minimização das inclusões não metálicas, que são a causa principal de tais rompimento do arame e fratura por fadiga, se tornou notavelmente mais severa.

Do ponto de vista de alcançar a redução e a minimização das inclusões não metálicas duras em um aço, várias tecnologias foram propostas até aqui. Por exemplo, na Publicação de Patente 1, um aço de alta limpidez que tem melhores características de processabilidade a frio e fadiga foi concebido pela definição de uma composição de uma inclusão não metálica a fim de que a inclusão não metálica seja bem estirada durante a laminação a quente e finamente dispersa por pulverização em uma etapa de trefilação a frio ou de trefilação de arame. Adicionalmente, a Publicação de Patente 2 define uma composição de uma inclusão não metálica que é facilmente estirada e formada em finas partículas pela laminação a quente, laminação a frio e trefilação de arame. Por outro lado, a Publicação de Patente 3 divulga uma tecnologia na qual um ponto de fusão de uma inclusão a base de óxido é mantida em 1.500 °C, de forma que a inclusão se torne uma composição com baixo ponto de fusão que é facilmente estirada durante a laminação a quente e a laminação a frio.

A Publicação de Patente 4 define uma inclusão com baixo ponto de fusão que é facilmente estirada durante a laminação a quente e a laminação a frio, que é obtida fazendo com que um sistema AI2O3-SiO-MnO inclua MgO e/ou CaO.

Adicionalmente, focando em um componente dissolvido em um aço, em vista do fato de que não é sempre possível impedir rompimento por fadiga somente com o controle da composição da inclusão convencional, a Publicação de Patente 5 divulga uma tecnologia para melhorar as características de fadiga pela definição de quantidades de soluto Al, Ca e congêneres em um aço.

Publicação de Patente 1: JP-A-62-99436 Publicação de Patente 2: JP-A-62-99437 Publicação de Patente 3: JP-A-5-320827 Publicação de Patente 4: JP-A-63-140068 Publicação de Patente 5: JP-A-9-310145 Divulgação da Invenção Problemas que a Invenção deve Resolver

Entretanto, mesmo com o controle sobre o componente dissolvido, como divulgado na Publicação de Patente 5, um aço pode ser levado à ruptura em alguns casos. Tal fenômeno é particularmente proeminente no caso em que uma tensão de teste, em um teste de fadiga, é alta em um aço que precisa ter alta resistência à fadiga e não pode lidar satisfatoriamente com a tecnologia divulgada nas Publicações de Patente supralistadas.

Por outro lado, uma vez que tem havido uma demanda de alta resistência do aço mola, há uma tendência em aumentar a concentração de Si em um aço. Portanto, alcançar altas características de fadiga em aço com alto teor de Si se tornou uma questão consideravelmente importante.

Esta invenção foi realizada em vista das circunstâncias supradescritas, e um objetivo desta é fornecer um aço de alta limpidez usado para obter de forma confiável uma mola com excelentes características de fadiga em aços com alto teor de Si, e uma mola de alta limpidez com excelentes características de fadiga que é obtenível pelo uso do aço.

Meios para Resolver os Problemas

Um aço para mola de alta limpidez com excelentes características de fadiga de acordo com esta invenção contém: em termos de massa %,

C: 1,2 % ou menos (excluindo 0 %); Si: 1,8 % até 4 %;

Mn: 0,1 % até 2,0 %; e

Al total: 0,01 % ou menos (excluindo 0 %),

com o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis,

em que a quantidade de Si e quantidade de Ca em um soluto (SIMS) no aço satis

fazem um relacionamento da seguinte expressão (1):

Si x 10'7 <Ca no soluto (SIMS) <Si x 5 x 10'7(1)

(em que cada um do Ca no soluto (SIMS) e do Si representa a quantidade deste (massa %) no aço).

O aço para mola de alta limpidez pode conter adicionalmente como outro elemento:

(a) pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em Cr: 3 % ou menos (excluindo 0 %),

Mo: 0,5% ou menos (excluindo 0 %),

W: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %), e Co: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %);

(b) pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em V: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %),

Nb: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %), e Ti: 0,1% ou menos (excluindo 0 %);

(c) Cu: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %) e/ou Ni: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %);

(d) 0,1 até 50 ppm de REM; e

(e) pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em um elemento metal alcalino, Ba e Sr em uma quantidade total de 0,1 até 50 ppm.

Esta invenção também inclui uma mola de alta limpidez com excelentes características de fadiga que é obtenível pelo uso do aço mola.

Vantagem da Invenção

De acordo com esta invenção, uma vez que é possível limitar consideravelmente SiO2 e uma inclusão de compósito com uma alta razão de SiO2 que são difíceis de ser deformadas durante a laminação a quente e tendem a permanecer grosseiras depois da Iami30 nação a quente, é possível alcançar alta resistência pela realização de processamento de trefilação de arame severo, bem como conceber um aço para mola de alta limpidez que habilita a produção de uma mola com excelentes características de fadiga.

Descrição Resumida dos Desenhos

A figura 1 é um gráfico que mostra um relacionamento entre [Ca no soluto (SIMS) (%) x 107] / Si (%) e uma razão de fratura.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

Os inventores conduziram estudos para obter um aço mola adequado para produção de uma mola que exibe excelentes características de fadiga. Em decorrência disto, descobriu-se que a geração de uma inclusão dura com uma alta concentração de SiO2 é acelerada juntamente com um aumento na concentração de Si em um aço, e que a inclusão dura serve como um ponto de origem da ruptura. Entretanto, uma vez que o uso do aço com alta 5 concentração de Si aumentou juntamente com um aumento na demanda pela alta resistência do aço das molas, há uma ávida demanda por um aço mola com excelentes características de fadiga, mesmo embora ele seja um aço com alto teor de Si. Em vista das circunstâncias supradescritas, os inventores conduziram estudos adicionais. Em decorrência disto, descobriu-se que, quando a quantidade de Ca em um soluto (SIMS) em relação a uma 10 quantidade de Si no aço é controlada, é possível obter um aço mola com resistência à fadiga notavelmente alta, mesmo embora ele seja um aço com alto teor de Si, desse modo, realizando esta invenção.

Mais especificamente, a quantidade de Si e a quantidade de Ca no soluto (SIMS) no aço são ajustadas para satisfazes um relacionamento da seguinte expressão (1):

Si x 10"7 <Ca no soluto (SIMS) <Si x 5 x 10 7(I)

(em que cada um do Ca no soluto (SIMS) e do Si representa o teor destes (massa %) no aço).

A figura 1 é um gráfico obtido pela representação gráfica de resultados experimentais (Tabelas 1 e 2) descritos na coluna de Exemplos descrita posteriormente nesta especificação e pela investigação das influências de [Ca no soluto (SIMS) (%) x 107] / Si (%) a ser exercidas sobre uma razão de fratura. Na figura 1, cada um do Ca no soluto (SIMS) e do Si representa o teor deste (massa %) no aço.

Na figura 1, · indica exemplos desta invenção em que a quantidade de Ca no soluto (SIMS) satisfaz o alcance da expressão (1), e O indica exemplos comparativos em que a 25 quantidade de Ca no soluto (SIMS) não satisfaz o alcance da expressão (1). A partir da figura 1, fica aparente que é possível reduzir a razão de fratura pela manutenção de pelo menos a quantidade de Ca no soluto (SIMS) em 1 x 10"7 vezes ou mais, mas 5 x 10~7 vezes ou menos que a quantidade de Si. Infere-se que a razão de fratura aumenta quando a quantidade de Ca no soluto (SIMS) exceder 5 x 10'7 vezes a quantidade de Si em função da geração de 30 CaO duro.

A partir da figura 1, de acordo com esta invenção, fica aparente que o aço mola que tem resistência à fadiga consideravelmente melhor é obtido satisfazendo a expressão (1).

Da forma supradescrita, mesmo quando as composições de aços e as composições médias de inclusões no aço forem idênticas uma à outra, uma diferença nas características de fadiga é ocasionada, dependendo do controle da quantidade de Ca no soluto (SIMS). Pelo controle da quantidade de Ca no soluto (SIMS), da forma definida nesta invenção, é possível limitar satisfatoriamente a geração da desvantajosa inclusão a base de SiO2 para, desse modo, melhorar de forma confiável as características de fadiga.

A fim de obter um material de aço que satisfaz o relacionamento entre a quantidade de Ca no soluto (SIMS) e a quantidade de Si da expressão (1), em particular, o tempo de agitação durante o refino de escória é aumentado mais do que aquele de um refino de escória ordinário para aproximar componentes dissolvidos em um aço líquido pelo equilíbrio com a escória.

O controle de inclusões pela inclusão da escória que foi realizada como um método ordinário é realizado em um estado fora de equilíbrio. Entretanto, de acordo com um método como este, mesmo no caso da tentativa de limitar a geração da desvantajosa inclusão a 10 base de SiO2 pela adição de escória, Ca ou congêneres, a inclusão a base de SiO2 tende a ser facilmente gerada durante a solidificação, quando uma reação entre o aço líquido e a inclusão desviar enormemente do equilíbrio. Em particular, no caso de um aço com alto teor de Si, existe a tendência de uma geração de inclusão a base de SiO2 mais fácil.

Dessa maneira, de acordo com esta invenção, concentração de Ca em um soluto 15 em um aço líquido aumenta pela condução de uma agitação por um longo tempo no refino de escória, da forma supramencionada, para, desse modo, aproximar uma reação entre componentes dissolvidos e componentes da escória no aço líquido de um estado de equilíbrio, de forma que o oxigênio dissolvido reaja com o Ca dissolvido, tornando assim possível controlar satisfatoriamente a geração de inclusão a base de SiO2.

Nesta invenção, os componentes nos materiais do aço que contêm 1,8 % ou mais

de Si são controlados, e outros componentes são contidos, como nos aços mola ordinários descritos a seguir. Uma vez que a fragilização do material de aço é facilmente ocasionada quando Si for excessivamente contido, a quantidade de Si é limitada a 4 % ou menos.

C é um elemento usado para garantir alta resistência, e uma quantidade deste que deve ser contida pode ser 0,2 % ou mais, preferivelmente 0,3 % ou mais, mais preferivelmente 0,4 % ou mais, a fim de ocasionar o efeito a ser exibido. Entretanto, uma vez que o aço fica frágil a ponto de ser impraticável quando a quantidade de C é excessiva, a quantidade de C é limitada a 1,2 % ou menos.

Mn é um elemento com uma ação de desacidificação, bem como com uma ação de controle da inclusão. A fim de fazer com que as ações sejam efetivamente exibidas, 0,1 % ou mais de Mn é contido. Entretanto, uma vez que o aço se torna frágil para ser impraticável quando a quantidade de Mn for excessiva, a quantidade de Mn é limitada a 2,0 % ou menos.

Al é um elemento usado para controle da inclusão, e cerca de 0,0001 % de um Al total é exigido. Entretanto, quando a quantidade total de Al for muito grande, uma vez que há uma possibilidade de que AI2O3 bruto, que é a causa da ruptura do arame, ser gerado em função de um aumento na concentração de AI2O3 na inclusão, a quantidade total de Al é limitada a 0,01 % ou menos. Os elementos contidos definidos nesta invenção são como anteriormente descrito, e o restante são ferro e impurezas inevitáveis. Contaminantes, tais como elementos que podem ser incluídos dependendo dos tipos de materiais, recursos, equipamentos de produção e congêneres são aceitáveis como as impurezas inevitáveis. Adicionalmente, é efetivo para melhorar ainda mais as características conter ativamente os seguintes elementos.

Estes elementos são efetivos para melhorar a resistência ao amolecimento, e é pre10 ferível que contenham 0,5 % ou mais de Cr, 0,05 % ou mais de Mo, 0,05 % ou mais de W, e 0,01 % ou mais de Co, a fim ocasionar o efeito a ser exibido. Entretanto, uma vez que capacidade de endurecimento se torna muito alta para ser sujeita à fratura quando os elementos são excessivos, as quantidades de Cr, Mo, W e podem ser preferivelmente limitadas em 3 % ou menos, 0,5 % ou menos, 0,5% ou menos e 0,5% ou menos, respectivamente.

<Pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em V: 0,5 % ou me

nos (excluindo 0 %), Nb: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %) e Ti: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %)>

Estes elementos são efetivos para o refino de grãos, e é preferível que contenham

0,01 % ou mais de V, 0,01 % ou mais de Nb e 0,01 % ou mais de Ti, a fim de ocasionar o efeito a ser exibido. Entretanto, um nitreto bruto é gerado para reduzir a resistência à fadiga quando estes elementos forem excessivos. Portanto, as quantidades de V, Nb e Ti podem ser preferivelmente limitadas em 0,5 % ou menos, 0,1 % ou menos e 0,1 % ou menos, respectivamente.

<Cu: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %) e/ou Ni: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %)>

Estes elementos são efetivos para limitar a fragilidade em uma baixa temperatura, e

é preferível que contenha 0,05 % ou mais de Ni e 0,01 % ou mais de Cu, a fim de ocasionar

o efeito a ser exibido.

Entretanto, uma vez que o efeito fica saturado quando os elementos são contidos em uma quantidade excessiva, as quantidades de Ni e Cu podem ser suprimidos em 0,5 % ou menos e 0,1 % ou menos, respectivamente, do ponto de vista econômico.

<0,1 até 50 ppm de REM>

REM (elemento Terra-rara, tais como Ce e La) tem uma ação de amaciar a inclusão não metálica no aço. Afim de ocasionar o efeito a ser exibido, é preferível conter 0,1 ppm ou mais de REM. Entretanto, uma vez que o efeito fica saturado quando o elemento for contido em uma quantidade excessiva, é preferível limitar a quantidade de REM a 50 ppm ou menos.

O elemento metal alcalino (Li, Na, K, Rb e Cs), Ba e Sr têm uma ação de amaciar a inclusão não metálica no aço. É preferível conter pelo menos um dos elementos em uma quantidade total de 0,1 ppm ou mais a fim de ocasionar o efeito a ser exibido. Entretanto, uma vez que o efeito fica saturado quando o elemento for contido em uma quantidade excessiva, é preferível limitar a quantidade total deste a 50 ppm ou menos.

Doravante, esta invenção será descrita com mais detalhes em conjunto com os exemplos. A natureza dos exemplos não é para limitar esta invenção, e todas as modificações feitas de acordo com as descrições exposta e seguinte são abrangidas pelo escopo técnico d esta invenção.

Exemplos

Vários fluxos foram adicionados em cerca de 500 kg de um aço líquido que foi simulante para aço retirado de um conversor de aço, e ajuste do componente e refino de escória foram realizados. A composição da escória (componentes principais) foi ajustada da 15 forma mostrada na Tabela 2, e um tempo de agitação foi mudado da forma mostrada na Tabela 2 a fim de mudar uma concentração de um componente do soluto (Ca dissolvido). O aço líquido depois do refino de escória foi vazando em um molde, e forjamento e laminação a quente foram realizados no lingote obtido para obter um material de arame com um diâmetro de 8,0 mm e a composição mostrada na Tabela 1.

Tabela 1

N0 do Componentes Químicos * C Si Mn Cr Ni V Al Outros Ca Total Ca no % % % % % % % % soluto (SIMS) % 1 0,6 1,9 0,5 1,7 - - 0,002 - 0,0002 4,1 x 10'' 2 0,5 2,0 0,9 0,9 - - 0,0008 Ti: 0,1 % 0,0005 2,8 x 10'' 3 0,4 2,1 0,7 0,7 0,2 - 0,0006 - 0,0007 7x 10' 4 0,6 2,5 0,9 - 0,5 0,1 0,001 - 0,0002 3,3x10'' 5 0,6 3,4 0,5 - 0,4 0,3 0,0006 - 0,0005 4,2x10'' 6 0,4 2,1 0,7 0,7 0,2 0,0005 W: 0,001 % 0,0007 8 x 10' Ba: 2 ppm 7 0,4 2,0 0,7 0,7 - - 0,0005 Sr: 2 ppm 0,0007 7x10" 8 0,5 2,0 0,9 0,9 0,0006 Mo: 0,1 % 0,0005 2,8x10'' Li: 0,5 ppm 9 0,6 1,9 1,7 1,7 0,0025 Nb: 0,01 % 0,0002 4,1 x 10"' Ce: 2 ppm 10 0,6 1,9 1,7 1,7 0,0008 Cu: 0,001 % 0,0003 5x 10' Na: 0,1 ppm 11 0,6 1,8 - - - - 0,0007 - 0,0005 1,2x10 12 0,5 3,0 - - - - 0,0005 - 0,0007 2,4 x 10’' 13 0,6 1,45 0,7 0,7 - - 0,0006 - 0,0006 30 x 10_/ 14 0,5 1,9 1,7 1,7 - - 0,0006 - 0,0007 15 x 10_/ 0,5 2,2 - - - 0,3 0,0006 - 0,0005 1,5 x 10"'’ * Restante é ferro e impurezas inevitáveis, e % significa massa %.

Tabela 2

N0 do Componente da Tempo de Notas Composição Média da Inclusão Razão de Experimento escória (massa %) Agitação Fratura do (minutos) Teste de Fadiga (%) AI2O3 SiO2 CaO MgO AI2O3 SiO2 CaO MnO 1 14 56 22 300 3 15 55 23 4 15 2 15 49 29 400 1 17 51 29 2 23 3 13 44 36 330 2 15 43 39 1 15 4 10 43 38 350 4 10 44 38 4 10 5 9 50 33 420 3 10 52 33 2 21 6 13 43 35 330 2 16 44 37 1 11 7 12 43 35 330 2 16 44 37 1 11 8 15 49 29 400 1 20 52 25 2 17 9 14 56 22 300 3 15 55 23 4 17 10 13 54 22 300 3 15 55 23 4 22 11 16 52 25 120 3 18 51 26 2 36 12 12 45 35 130 4 11 47 35 3 45 13 9 36 45 200 2 13 42 42 1 45 14 10 43 36 70 Ca foi 2 10 44 42 2 32 adicionado 15 20 41 23 150 3 25 50 19 3 36 Composições e composições médias das inclusões dos materiais de arame obtidos foram medidas, e características de fadiga foram avaliadas. Os métodos de medição e de

5 avaliação são descritos a seguir.

< Medição da Quantidade de Ca no Soluto (SIMS)>

Uma seção em L (seção incluindo o centro axial) de cada um dos materiais de ara

me foi irradiada pelo uso de SIMS (Espectrômetro de Massa por lonização Secundário;

imsõf fabricado por CAMECA) sob as condições descritas a seguir, e a quantidade de Ca

em um soluto (SIMS) foi detectada pela análise de massa dos íons Ca descarregados da seção do material do arame.

< Condições da Análise SIMS> Condição do íon Primário: 02+-8keV-1 OOnA

Região da Irradiação: 80 pm x 80 pm

Região Analisada: φ δμιτι

Grau de Evacuação da Câmara de Amostra: 6 x 10'10 Torr O teor de Al total foi analisado por análise de massa ICP (Plasma Indutivamente

Acoplado), e o teor de Ca total foi analisado por espectrometria de absorção atômica sem quadros.

< Medição da Composição da lnclusão>

A seção em L de cada um dos materiais de arame foi polida para sujeitar 30 peças 10 de inclusão com base em óxido com um diâmetro menor de 3 μιτι ou mais presente em um lado da camada da superfície de uma parte em 1/4 de um diâmetro (1/2 do raio) à análise da composição por EPMA (Microanalisador por Sonda Eletrônica) (condições da análise são descritas a seguir), e conversão em uma concentração de óxido foi realizada para detectar uma composição média das 30 peças de inclusão com base em óxido.

Aparelho ΕΡΜΑ: JXA-8621MX fabricado por JEOL, Ltd.

Aparelho de análise (EDS): TN-5500 fabricado por Tracor Northern

Tensão Acelerada: 20 kV

Corrente de Varredura: 5 nA (nanoampère)

Método de Medição: Análise quantitativa pela análise de dispersão de energia [Varredura Pabric (toda a região da partícula foi medida)]

< Avaliação das Características de Fadiga>

Depois de submeter cada um dos materiais de arame (8,0 mm φ) a decapagem, patenteamento, trefilação de arame a frio (trefilação), revenimento em óleo, tratamento correspondente à eliminação de bolhas e recozimento, jato-percussão e eliminação de vazios e 25 recozimento nesta ordem, um arame de 4,0 mm φ x 650 mm foi obtido como uma corpo de prova, e um teste de dobramento rotatório foi realizado usando uma máquina de teste de dobramento rotatório tipo Nakamura sob as condições de uma tensão de teste: tensão nominal de 908 MPa, velocidade de rotação: 4.000 até 5.000 rpm e número de interrupções: 2 x 107. Entre os corpos de prova que foram quebrados durante o teste, o número de corpos 30 de prova que foram fraturados em função das inclusões (fratura pode ocorrer a partir de uma superfície do arame não em virtude das inclusões, e tal caso não foi contado) foi contado para medir uma razão da fratura pela seguinte expressão.

Razão da fratura = [número de fraturas por inclusão / (número de fratura por inclusão + número de arames alcançados até o número de interrupções)] x 100 %

Quantidades de Ca no soluto (SIMS) dos materiais de arame são mostradas na Ta

bela 1, e as composições médias da inclusão e as características de fadiga (razões de fratura) são mostradas na Tabela 2. A partir dos resultados expostos, as seguintes observações são obtidas (N0 descrito a seguir significa N0 do Experimento nas Tabelas).

Fica aparente que, nos materiais do aço de N0 1 até 15, que são substancialmente idênticos na composição média da inclusão, os materiais do aço de N0 1 até 10, que satisfazem as exigências definidas nesta invenção, são excelentes em resistência à fadiga. Ao contrário, os materiais do aço de N0 11 até 15, que não satisfazem as exigências definidas nesta invenção, são inferiores em características de fadiga.

Aplicabilidade Industrial

O aço mola desta invenção é usado para produção de molas para ser usadas nos campos automobilístico e das máquinas industriais, uma vez que o aço mola é excelente na processabilidade de trefilação alcançada pela eliminação de inclusão a base de SiO2 e garante excelentes características de fadiga. Particularmente, o aço mola é ideal para a produção de molas e congêneres a ser usadas para um mecanismo de restauração de uma máquina, tais como uma mola de válvula, uma mola de freio e uma mola de suspensão para motor de automóvel, que precisam ter características de fadiga consideravelmente altas.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com detalhes e em relação às suas modalidades específicas, fica aparente aos versados na técnica que várias mudanças e modificações podem ser feitas sem fugir do seu escopo. Este pedido é baseado no pedido de patente japonês 2007-139202, depositado em 25 de maio de 2007, cuja íntegra do conteúdo é por meio desta incorporado pela referência.

Claims

1. Aço para mola de alta limpidez com excelentes características de fadiga, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: em termos de massa %, C: 1,2 % ou menos (excluindo O %); Si: 1,8 % até 4 %, Mn: 0,1 % até 2,0 %; e Al total: 0,01 % ou menos (excluindo 0 %), com o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, em que a quantidade de Si e a quantidade de Ca em um soluto (SIMS) no aço satisfazem um relacionamento da seguinte expressão (1): Si x 10~7 <Ca no soluto (SIMS) <Si x 5 x 10‘7(1) (em que cada um do Ca no soluto (SIMS) e do Si representa a quantidade deste (massa %) no aço).

2. Aço para mola de alta limpidez, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente como outro elemento: pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em Cr: 3 % ou menos (excluindo 0 %), Mo: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %), W: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %), e Co: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %).

3. Aço para mola de alta limpidez, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente como outro elemento: pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em V: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %), Nb: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %), e Ti: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %).

4. Aço para mola de alta limpidez, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente como outro elemento: Cu: 0,1 % ou menos (excluindo 0 %) e/ou Ni: 0,5 % ou menos (excluindo 0 %).

5. Aço para mola de alta limpidez, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente como outro elemento: 0,1 até 50 ppm de REM.

6. Aço para mola de alta limpidez, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente como outro elemento: pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em um elemento metal alcalino, Ba e Sr em uma quantidade total de 0,1 até 50 ppm.

7. Mola de alta limpidez com excelentes características de fadiga, CARACTERIZADA pelo fato de que é obtenível pelo uso do aço para mola de alta limpidez de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 6.