JPH06128689A - 耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼 - Google Patents
耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼Info
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- JPH06128689A JPH06128689A JP30186392A JP30186392A JPH06128689A JP H06128689 A JPH06128689 A JP H06128689A JP 30186392 A JP30186392 A JP 30186392A JP 30186392 A JP30186392 A JP 30186392A JP H06128689 A JPH06128689 A JP H06128689A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐ヘタリ性および耐水素脆性破壊性に優れた
バネ鋼を提供する。 【構成】 重量％でＣ：0.３〜0.６％、Ｃｒ：0.８〜2.
９４％、Ｍｏ：0.３〜2.０％、Ｎｉ：0.１〜1.０％、
Ｖ：0.１〜0.８％、Ｓｉ：1.５％以下、Ｍｎ：1.５％以
下と、更に必要に応じてＮｂ：0.０２〜0.３０％を含
み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる。Ｓｉに依存せずに
耐ヘタリ性を高める。
バネ鋼を提供する。 【構成】 重量％でＣ：0.３〜0.６％、Ｃｒ：0.８〜2.
９４％、Ｍｏ：0.３〜2.０％、Ｎｉ：0.１〜1.０％、
Ｖ：0.１〜0.８％、Ｓｉ：1.５％以下、Ｍｎ：1.５％以
下と、更に必要に応じてＮｂ：0.０２〜0.３０％を含
み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる。Ｓｉに依存せずに
耐ヘタリ性を高める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐ヘタリ性および耐水
素脆性破壊性に優れたバネ用鋼に関する。
素脆性破壊性に優れたバネ用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の軽量化を進めるために、
懸架バネの軽量化が図られている。懸架バネを計量化す
るには、バネの設計応力を挙げて、そのバネを高応力下
で使用することが効果的とされている。しかし、懸架バ
ネを高応力下で使用すると、ヘタリが増加する。ヘタリ
はバネ高さの減少、ひいては保安部品であるバネの性能
低下を招く。そのため、耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼が
必要となる。
懸架バネの軽量化が図られている。懸架バネを計量化す
るには、バネの設計応力を挙げて、そのバネを高応力下
で使用することが効果的とされている。しかし、懸架バ
ネを高応力下で使用すると、ヘタリが増加する。ヘタリ
はバネ高さの減少、ひいては保安部品であるバネの性能
低下を招く。そのため、耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼が
必要となる。
【０００３】耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼としては、Ｓ
ｉにより耐ヘタリ性を高めたＳＵＰ６がある。また、Ｓ
ＵＰ６よりも更にＳｉ量を多くしたＳＵＰ７も多く使用
されている。更に、ＳＵＰ７を上回る耐ヘタリ性を有す
るバネ用鋼も、特開昭５８−６７８４７号公報に提示さ
れている。
ｉにより耐ヘタリ性を高めたＳＵＰ６がある。また、Ｓ
ＵＰ６よりも更にＳｉ量を多くしたＳＵＰ７も多く使用
されている。更に、ＳＵＰ７を上回る耐ヘタリ性を有す
るバネ用鋼も、特開昭５８−６７８４７号公報に提示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの耐ヘタリ性に
優れたバネ用鋼は、耐ヘタリ性を高めるための基本元素
としてＳｉを用いている。Ｓｉはフェライト中に固溶
し、基地強度を高めることにより、耐ヘタリ性を改善す
る作用があり、その作用を得るためには1.５重量％以上
を必要とする。
優れたバネ用鋼は、耐ヘタリ性を高めるための基本元素
としてＳｉを用いている。Ｓｉはフェライト中に固溶
し、基地強度を高めることにより、耐ヘタリ性を改善す
る作用があり、その作用を得るためには1.５重量％以上
を必要とする。
【０００５】ところが、このようなＳｉ依存型のバネ用
鋼は、高応力下で且つ耐水素破壊脆性上不利な使用条件
下では、水素による遅れ破壊を誘起するおそれがある。
このことは、この種条件下での使用を余儀なくされる自
動車の懸架バネでは無視できない問題となる。
鋼は、高応力下で且つ耐水素破壊脆性上不利な使用条件
下では、水素による遅れ破壊を誘起するおそれがある。
このことは、この種条件下での使用を余儀なくされる自
動車の懸架バネでは無視できない問題となる。
【０００６】本発明の目的は、バネ用鋼として必要な耐
疲労性および靱性を保有するのは勿論のこと、Ｓｉ依存
型のバネ用鋼と同等もしくはそれ以上の耐ヘタリ性を有
し、しかも、耐水素脆性破壊性に優れたバネ用鋼を提供
することにある。
疲労性および靱性を保有するのは勿論のこと、Ｓｉ依存
型のバネ用鋼と同等もしくはそれ以上の耐ヘタリ性を有
し、しかも、耐水素脆性破壊性に優れたバネ用鋼を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】自動車の懸架バネに使用
されるバネ用鋼は高応力下で用いられ、且つ水素脆性破
壊にとって好ましくない環境下で用いられる。このよう
な条件下では、耐ヘタリ性改善元素であるＳｉは、水素
による遅れ破壊に悪影響を及ぼす。
されるバネ用鋼は高応力下で用いられ、且つ水素脆性破
壊にとって好ましくない環境下で用いられる。このよう
な条件下では、耐ヘタリ性改善元素であるＳｉは、水素
による遅れ破壊に悪影響を及ぼす。
【０００８】そこで、本発明者らは、Ｓｉに依存せずに
耐ヘタリ性を高めることを企画し、種々の実験を繰り返
した結果、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖの複合添加がＳｉの代
替になり得ることを知見した。また、この複合添加によ
り、バネ用鋼として必要な耐疲労性および靱性等の基本
性能も確保されることを確認した。
耐ヘタリ性を高めることを企画し、種々の実験を繰り返
した結果、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖの複合添加がＳｉの代
替になり得ることを知見した。また、この複合添加によ
り、バネ用鋼として必要な耐疲労性および靱性等の基本
性能も確保されることを確認した。
【０００９】本発明のバネ用鋼は、上記知見に基づいて
開発されたもので、重量％でＣ：0.３〜0.６％、Ｃｒ：
0.８〜2.９４％、Ｍｏ：0.３〜2.０％、Ｎｉ：0.１〜1.
０％、Ｖ：0.１〜0.８％、Ｓｉ：1.５％以下、Ｍｎ：1.
５％以下と、更に必要に応じてＮｂ：0.０２〜0.３０％
を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴とす
る。
開発されたもので、重量％でＣ：0.３〜0.６％、Ｃｒ：
0.８〜2.９４％、Ｍｏ：0.３〜2.０％、Ｎｉ：0.１〜1.
０％、Ｖ：0.１〜0.８％、Ｓｉ：1.５％以下、Ｍｎ：1.
５％以下と、更に必要に応じてＮｂ：0.０２〜0.３０％
を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴とす
る。
【００１０】
【作用】以下本発明鋼の化学成分について詳述する。
【００１１】Ｃｒ，Ｍｏ，ＶあるいはＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，
Ｎｂを複合添加することにより、焼入時の加熱において
オーステナイト中に固溶されない合金炭化物がオーステ
ナイト結晶粒を微細化し、またその粗大化を防止する。
このように微細化した結晶粒界は転位の移動量を少なく
し、耐ヘタリ性を向上させる。またこの複合添加によ
り、バネ鋼の焼入温度である約９００℃からの焼入を行
った場合においても、その後の焼戻し過程で再析出を生
じ２次硬化を生じる。これは同一焼戻し硬さを狙う場
合、焼戻し温度範囲が広がることを意味し、狙いの硬さ
が安定して得られる作用を奏する。各成分の限定理由は
下記のとおりである。
Ｎｂを複合添加することにより、焼入時の加熱において
オーステナイト中に固溶されない合金炭化物がオーステ
ナイト結晶粒を微細化し、またその粗大化を防止する。
このように微細化した結晶粒界は転位の移動量を少なく
し、耐ヘタリ性を向上させる。またこの複合添加によ
り、バネ鋼の焼入温度である約９００℃からの焼入を行
った場合においても、その後の焼戻し過程で再析出を生
じ２次硬化を生じる。これは同一焼戻し硬さを狙う場
合、焼戻し温度範囲が広がることを意味し、狙いの硬さ
が安定して得られる作用を奏する。各成分の限定理由は
下記のとおりである。
【００１２】ＣはＣｒ，ＶおよびＮｂと炭化物を形成す
るが、焼入によって基質にも固溶し基地を強化する。0.
３０％以下ではバネ用鋼として充分な硬さが得られず、
0.６％を超えると高温度で焼入される本用途では靱性が
著しく劣化するので、0.３〜0.６％とする。
るが、焼入によって基質にも固溶し基地を強化する。0.
３０％以下ではバネ用鋼として充分な硬さが得られず、
0.６％を超えると高温度で焼入される本用途では靱性が
著しく劣化するので、0.３〜0.６％とする。
【００１３】Ｃｒは炭化物を形成し、また一部は基質に
固溶して焼入性を向上させ、焼入を容易にすると同時に
焼戻による焼戻軟化抵抗を増す。またその量の増加によ
りＣの活量を低下する効果があるが、経済性を悪化させ
ない必要上、また冷間加工性を劣化させないよう上限を
2.９４％とした。また焼入性の点から0.６％未満では不
足であり下限を0.６％とした。
固溶して焼入性を向上させ、焼入を容易にすると同時に
焼戻による焼戻軟化抵抗を増す。またその量の増加によ
りＣの活量を低下する効果があるが、経済性を悪化させ
ない必要上、また冷間加工性を劣化させないよう上限を
2.９４％とした。また焼入性の点から0.６％未満では不
足であり下限を0.６％とした。
【００１４】Ｖは炭化物を形成し、Ｃの活量を下げる有
効な元素であり、この炭化物はオーステナイトに固溶し
難く、結晶粒の成長を防止し、かつ軟化抵抗を増加させ
るので0.１％以上必要である。しかし0.８％以上では巨
大な一次炭化物が凝固時に発生し疲労寿命に悪影響を及
ぼすので0.８％以下とする。
効な元素であり、この炭化物はオーステナイトに固溶し
難く、結晶粒の成長を防止し、かつ軟化抵抗を増加させ
るので0.１％以上必要である。しかし0.８％以上では巨
大な一次炭化物が凝固時に発生し疲労寿命に悪影響を及
ぼすので0.８％以下とする。
【００１５】Ｎｉは基地に固溶して焼入性を高めると共
に靱性を向上させ、また疲労寿命を安定させる。このた
めに0.１％以上は必要である。しかし、1.０％を超える
と焼鈍による強度低下が困難になる。そのためＮｉは0.
１〜1.０％とする。
に靱性を向上させ、また疲労寿命を安定させる。このた
めに0.１％以上は必要である。しかし、1.０％を超える
と焼鈍による強度低下が困難になる。そのためＮｉは0.
１〜1.０％とする。
【００１６】Ｍｏは鋼中において炭化物を形成する。特
に高温焼戻し時に析出したＭｏ炭化物が転位の動きを阻
止するため耐ヘタリ性が向上する。0.１％未満ではその
効果が充分でなく、2.０％を超えてもその効果が飽和す
るため、0.１〜2.０％とする。
に高温焼戻し時に析出したＭｏ炭化物が転位の動きを阻
止するため耐ヘタリ性が向上する。0.１％未満ではその
効果が充分でなく、2.０％を超えてもその効果が飽和す
るため、0.１〜2.０％とする。
【００１７】Ｓｉは脱酸剤として用いられるが、1.５％
を超えると、高応力下では耐水素脆性破壊に悪影響を与
える。また、焼鈍による硬度低下が困難になる。そのた
め、1.５％以下とし、望ましくは0.５％以下、更に望ま
しくは0.３％以下とする。
を超えると、高応力下では耐水素脆性破壊に悪影響を与
える。また、焼鈍による硬度低下が困難になる。そのた
め、1.５％以下とし、望ましくは0.５％以下、更に望ま
しくは0.３％以下とする。
【００１８】Ｍｎも脱酸剤として用いられるが、1.５％
を超えると焼鈍による硬度低下が困難になるので、1.５
％以下とする。
を超えると焼鈍による硬度低下が困難になるので、1.５
％以下とする。
【００１９】Ｎｂは高融点の微細特殊炭化物を形成し、
焼入加熱温度の上昇に伴う結晶粒の粗大化を効果的に阻
止する。この傾向は0.０２％以上により認められ、添加
量の増加と共に結晶粒が微細化し靱性が向上するが、0.
３％を超えて含有しても効果が飽和するので、添加する
場合は0.０２〜0.３％とする。
焼入加熱温度の上昇に伴う結晶粒の粗大化を効果的に阻
止する。この傾向は0.０２％以上により認められ、添加
量の増加と共に結晶粒が微細化し靱性が向上するが、0.
３％を超えて含有しても効果が飽和するので、添加する
場合は0.０２〜0.３％とする。
【００２０】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。
【００２１】表１に示す８種類の鋼（Ａ１〜Ａ６，Ｂ
１，Ｂ２）を溶製し、熱間圧延−酸洗−焼鈍のプロセス
を経て寸法が板厚３ｍｍ×幅２００ｍｍの試験材を製造
した。Ａ１〜Ａ６は本発明鋼であり、そのうちＡ１〜Ａ
４はＮｂを含み、Ａ５およびＡ６はＮｂを含まないもの
である。また、Ｂ１はＳＵＰ７相当鋼、Ｂ２は特開昭５
８−６７８４７号公報にて提案されたバネ用鋼の代表的
なものである。
１，Ｂ２）を溶製し、熱間圧延−酸洗−焼鈍のプロセス
を経て寸法が板厚３ｍｍ×幅２００ｍｍの試験材を製造
した。Ａ１〜Ａ６は本発明鋼であり、そのうちＡ１〜Ａ
４はＮｂを含み、Ａ５およびＡ６はＮｂを含まないもの
である。また、Ｂ１はＳＵＰ７相当鋼、Ｂ２は特開昭５
８−６７８４７号公報にて提案されたバネ用鋼の代表的
なものである。
【００２２】製造された各試験材を最終硬さがＨＲＣ４
５、５０および５５になるように焼入焼戻を行った後、
曲げ応力が１００ｋｇｆ／ｍｍ2 となる荷重を掛け、２
００℃で４８時間保持した後のヘタリ量を測定した。ま
た、各試験材から図１に示す切り欠き付きの引張り試験
片を採取し、0.２規定の塩酸中で９５ｋｇｆ／ｍｍ2の
応力に相当する荷重を加えて遅れ破壊までの時間を測定
した。ヘタリ量の測定結果を表２に示し、遅れ破壊テス
トの結果を表３に示す。
５、５０および５５になるように焼入焼戻を行った後、
曲げ応力が１００ｋｇｆ／ｍｍ2 となる荷重を掛け、２
００℃で４８時間保持した後のヘタリ量を測定した。ま
た、各試験材から図１に示す切り欠き付きの引張り試験
片を採取し、0.２規定の塩酸中で９５ｋｇｆ／ｍｍ2の
応力に相当する荷重を加えて遅れ破壊までの時間を測定
した。ヘタリ量の測定結果を表２に示し、遅れ破壊テス
トの結果を表３に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】Ｂ１はＳＵＰ７、Ｂ２は特開昭５８−６７
８４９号提示鋼で、いずれも耐ヘタリ性に優れたＳｉ依
存型のバネ用鋼である。本発明鋼Ａ１〜Ａ６は、Ｓｉ量
を0.３％以下に抑えているにもかかわらず、これらのＳ
ｉ依存型の従来鋼Ｂ１およびＢ２と同等の耐ヘタリ性を
有する。そして、耐水素脆性破壊性については、Ｓｉ量
を抑えた本発明鋼Ａ１〜Ａ６の方がＳｉ依存型の従来鋼
Ｂ１およびＢ２より格段に優れている。また、バネ用鋼
に必要とされる耐疲労性および靱性等の基本性能につい
ては、本発明鋼Ａ１〜Ａ６が従来鋼Ｂ１およびＢ２と同
等であることを確認している。
８４９号提示鋼で、いずれも耐ヘタリ性に優れたＳｉ依
存型のバネ用鋼である。本発明鋼Ａ１〜Ａ６は、Ｓｉ量
を0.３％以下に抑えているにもかかわらず、これらのＳ
ｉ依存型の従来鋼Ｂ１およびＢ２と同等の耐ヘタリ性を
有する。そして、耐水素脆性破壊性については、Ｓｉ量
を抑えた本発明鋼Ａ１〜Ａ６の方がＳｉ依存型の従来鋼
Ｂ１およびＢ２より格段に優れている。また、バネ用鋼
に必要とされる耐疲労性および靱性等の基本性能につい
ては、本発明鋼Ａ１〜Ａ６が従来鋼Ｂ１およびＢ２と同
等であることを確認している。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のバネ用鋼は、Ｓｉ依存型の従来鋼と同等もしくはそれ
以上の耐ヘタリ性を有し、しかも、その従来鋼より優れ
た耐水素脆性破壊特性を有する。また、バネ鋼に必要な
耐疲労性および靱性等の基本性能が高い。従って、軽量
化が要求され苛酷な条件下で使用される自動車用の懸架
バネ等に用いて、長期間安定な性能を発揮し、保安上安
全上大きな効果を奏する。
のバネ用鋼は、Ｓｉ依存型の従来鋼と同等もしくはそれ
以上の耐ヘタリ性を有し、しかも、その従来鋼より優れ
た耐水素脆性破壊特性を有する。また、バネ鋼に必要な
耐疲労性および靱性等の基本性能が高い。従って、軽量
化が要求され苛酷な条件下で使用される自動車用の懸架
バネ等に用いて、長期間安定な性能を発揮し、保安上安
全上大きな効果を奏する。
【図１】水素脆性破壊試験に使用した試験片の寸法図で
ある。
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％でＣ：0.３〜0.６％、Ｃｒ：0.８
〜2.９４％、Ｍｏ：0.３〜2.０％、Ｎｉ：0.１〜1.０
％、Ｖ：0.１〜0.８％、Ｓｉ：1.５％以下、Ｍｎ：1.５
％以下を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特
徴とする耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼。 - 【請求項２】 重量％でＣ：0.３〜0.６％、Ｃｒ：0.８
〜2.９４％、Ｍｏ：0.３〜2.０％、Ｎｉ：0.１〜1.０
％、Ｖ：0.１〜0.８％、Ｓｉ：1.５％以下、Ｍｎ：1.５
％以下、Ｎｂ：0.０２〜0.３０％を含み、残部Ｆｅおよ
び不純物よりなることを特徴とする耐ヘタリ性の優れた
バネ用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30186392A JPH06128689A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30186392A JPH06128689A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128689A true JPH06128689A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17902068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30186392A Pending JPH06128689A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐ヘタリ性の優れたバネ用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128689A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756018A1 (en) * | 1995-07-26 | 1997-01-29 | National-Oilwell, L.P. | Alloy steel for roll caster shell |
| JP2005344199A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Kobe Steel Ltd | 冷間曲げ加工用鋼材 |
| JP2008025793A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 工作機械用転動部材および工作機械用転がり軸受 |
| JP2008025010A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 転動部品および転がり軸受 |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP30186392A patent/JPH06128689A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756018A1 (en) * | 1995-07-26 | 1997-01-29 | National-Oilwell, L.P. | Alloy steel for roll caster shell |
| JP2005344199A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Kobe Steel Ltd | 冷間曲げ加工用鋼材 |
| JP2008025793A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 工作機械用転動部材および工作機械用転がり軸受 |
| JP2008025010A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 転動部品および転がり軸受 |
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