JPH0672282B2 - 低脱炭ばね鋼 - Google Patents
低脱炭ばね鋼Info
- Publication number
- JPH0672282B2 JPH0672282B2 JP11703086A JP11703086A JPH0672282B2 JP H0672282 B2 JPH0672282 B2 JP H0672282B2 JP 11703086 A JP11703086 A JP 11703086A JP 11703086 A JP11703086 A JP 11703086A JP H0672282 B2 JPH0672282 B2 JP H0672282B2
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- JP
- Japan
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- spring
- spring steel
- steel
- low
- low decarburized
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、疲労強度に優れたばねの製造に利用されるば
ね鋼に関し、とくに熱間圧延時（コイルもしくはバー材
の製品圧延時）における脱炭が著しく少ない低脱炭ばね
鋼に関するものである。
ね鋼に関し、とくに熱間圧延時（コイルもしくはバー材
の製品圧延時）における脱炭が著しく少ない低脱炭ばね
鋼に関するものである。
（従来の技術） 従来、ばねの製造に使用されるばね鋼としては、種々の
化学成分のものがある（例えば、金属便覧 改訂４版
昭和57年12月20日 丸善株式会社発行、第811頁〜第813
頁）が、これらのなかでとくにJIS SUP6,SUP7やSAE925
4に規定されているばね鋼は、十分な強度および耐へた
り性が得られるように高Siの組成となっている。
化学成分のものがある（例えば、金属便覧 改訂４版
昭和57年12月20日 丸善株式会社発行、第811頁〜第813
頁）が、これらのなかでとくにJIS SUP6,SUP7やSAE925
4に規定されているばね鋼は、十分な強度および耐へた
り性が得られるように高Siの組成となっている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この種のばね鋼に添加されるSiは、α生
成元素であるため高温でのα比率を増大させるので、熱
間圧延時等においてγ→α変態の際に脱炭をきわめて起
しやすい鋼種である。これは、フェライト脱炭と呼ば
れ、炭素がほとんど含まれていないため、ばね特性に重
大な影響を与える。
成元素であるため高温でのα比率を増大させるので、熱
間圧延時等においてγ→α変態の際に脱炭をきわめて起
しやすい鋼種である。これは、フェライト脱炭と呼ば
れ、炭素がほとんど含まれていないため、ばね特性に重
大な影響を与える。
したがって、ばね鋼の表面に脱炭層が形成されていると
ばねの疲労強度を著しく低下させるので、形成された脱
炭層を除去するようにしたり、脱炭層の形成そのものを
阻止するようにしたりすることが必要であるが、このよ
うな脱炭層の除去作業は著しく煩わしいものであり、か
つまた脱炭層の形成そのものを阻止することが困難であ
って、ばねの生産性を大きく阻害すると共に、歩留りの
低下も大きいという問題点があった。
ばねの疲労強度を著しく低下させるので、形成された脱
炭層を除去するようにしたり、脱炭層の形成そのものを
阻止するようにしたりすることが必要であるが、このよ
うな脱炭層の除去作業は著しく煩わしいものであり、か
つまた脱炭層の形成そのものを阻止することが困難であ
って、ばねの生産性を大きく阻害すると共に、歩留りの
低下も大きいという問題点があった。
（発明の目的） 本発明は、このような従来の問題点を解消するためにな
されたもので、十分な強度および耐へたり性が得られる
ようにSi量を多くしたときでも、とくに熱間圧延時にお
いてフェライト脱炭層が生じがたい低脱炭ばね鋼を提供
することを目的としている。
されたもので、十分な強度および耐へたり性が得られる
ようにSi量を多くしたときでも、とくに熱間圧延時にお
いてフェライト脱炭層が生じがたい低脱炭ばね鋼を提供
することを目的としている。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明による低脱炭ばね鋼は、重量％で、C:0.40〜0.75
％、Si:1.0〜2.5％、Mn:0.5〜1.0％、Sb:0.005〜0.3
％、および必要に応じてCr:0.1〜1.0％、同じく必要に
応じてV:0.003〜0.3％,Nb:0.003〜0.3％のうちの１種ま
たは２種、同じく必要に応じてNi:0.2〜1.0％,Cu:0.2〜
1.0％のうちの１種または２種を含み、残部Feおよび不
純物からなることを特徴としている。
％、Si:1.0〜2.5％、Mn:0.5〜1.0％、Sb:0.005〜0.3
％、および必要に応じてCr:0.1〜1.0％、同じく必要に
応じてV:0.003〜0.3％,Nb:0.003〜0.3％のうちの１種ま
たは２種、同じく必要に応じてNi:0.2〜1.0％,Cu:0.2〜
1.0％のうちの１種または２種を含み、残部Feおよび不
純物からなることを特徴としている。
次に、この発明による低脱炭ばね鋼の成分範囲（重量
％）の限定理由を説明する。
％）の限定理由を説明する。
Ｃ（炭素）； Ｃは、鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、0.40
％未満ではばねとしての必要な強度を得ることができ
ず、0.75％を超えると網状のセメンタイトが出やすくな
り、ばねの疲労強度が損われるので、0.40〜0.75％の範
囲とした。
％未満ではばねとしての必要な強度を得ることができ
ず、0.75％を超えると網状のセメンタイトが出やすくな
り、ばねの疲労強度が損われるので、0.40〜0.75％の範
囲とした。
Si（けい素）； Siは、鋼の強度を向上し、ばねの耐へたり性を向上させ
るのに有効な元素であるが、1.0％未満ではばねとして
必要な耐へたり性を得ることができず、2.5％を越える
と靱性が劣化するので、1.0〜2.5％の範囲とした。
るのに有効な元素であるが、1.0％未満ではばねとして
必要な耐へたり性を得ることができず、2.5％を越える
と靱性が劣化するので、1.0〜2.5％の範囲とした。
Mn（マンガン）； Mnは、鋼の脱酸に有効であると共にＳによる害を阻止す
るのに有効な元素であり、このためには0.5％以上含有
させることが必要であるが、1.0％を超えると造塊時に
偏析を生じやすく、この偏析によって強度むらを生ずる
おそれがあるので、0.5〜1.0％の範囲とした。
るのに有効な元素であり、このためには0.5％以上含有
させることが必要であるが、1.0％を超えると造塊時に
偏析を生じやすく、この偏析によって強度むらを生ずる
おそれがあるので、0.5〜1.0％の範囲とした。
Sb（アンチモン）； Sbは高温状態で表面にFe酸化物よりもち密なSb酸化物を
生成し、鋼中に含まれる元素、例えばＣ（炭素）が鋼表
面から抜け出るのをこのち密なSb酸化物によって阻止す
ることにより、熱間圧延時においてフェライト脱炭が生
ずるのを防止するのに有効な元素である。そして、この
ような効果を得るためには0.005％以上含有させること
が必要であるが、0.3％を越えると靱性が劣化するので
0.005〜0.3％の範囲とした。
生成し、鋼中に含まれる元素、例えばＣ（炭素）が鋼表
面から抜け出るのをこのち密なSb酸化物によって阻止す
ることにより、熱間圧延時においてフェライト脱炭が生
ずるのを防止するのに有効な元素である。そして、この
ような効果を得るためには0.005％以上含有させること
が必要であるが、0.3％を越えると靱性が劣化するので
0.005〜0.3％の範囲とした。
Cr（クロム）； Crは、炭化物の黒鉛化を防止するのに有効な元素である
が、0.1％未満ではこれらの効果を十分に期待すること
ができず、1.0を超えると靱性が劣化するので、0.1〜1.
0％の範囲とした。
が、0.1％未満ではこれらの効果を十分に期待すること
ができず、1.0を超えると靱性が劣化するので、0.1〜1.
0％の範囲とした。
Ｖ（バナジウム）,Nb（ニオブ）； V,Nbは、鋼の焼入れ焼もどし時の析出硬化の効果ならび
に結晶粒微細化作用によってばね特性を向上させる元素
である。
に結晶粒微細化作用によってばね特性を向上させる元素
である。
しかし、0.003％未満では上記した効果があまり期待で
きず、0.3％を超えてもばね特性はそれほど向上しない
ので、各々0.003〜0.3％の範囲とした。
きず、0.3％を超えてもばね特性はそれほど向上しない
ので、各々0.003〜0.3％の範囲とした。
Ni（ニッケル）,Cu（銅）； Ni,Cuは、フェライト脱炭の防止に有効な元素であるの
で、このような効果を得るために0.2％以上含有させる
のもよい。しかし、1.0％を超えてもさほど効果の向上
はみられないので、各々0.2〜1.0％の範囲とした。
で、このような効果を得るために0.2％以上含有させる
のもよい。しかし、1.0％を超えてもさほど効果の向上
はみられないので、各々0.2〜1.0％の範囲とした。
そのほか、Ｂは、鋼の焼入性を増大させるのに有効な元
素であるので使用目的等に応じて添加するのが良いが、
0.0005％未満では上記した効果が得がたく、0.01％を超
えても上記した効果はさほど増大しないので、添加する
場合には0.0005〜0.01％の範囲とするのが良い。
素であるので使用目的等に応じて添加するのが良いが、
0.0005％未満では上記した効果が得がたく、0.01％を超
えても上記した効果はさほど増大しないので、添加する
場合には0.0005〜0.01％の範囲とするのが良い。
また、Ｓは、ばねの疲労強度を損ないやすい元素であ
り、Ｓ含有量が低いほどばねとしての信頼性を高めるこ
とができるので、使用目的等に応じてその含有量を0.01
0％以下とするのがより望ましい。
り、Ｓ含有量が低いほどばねとしての信頼性を高めるこ
とができるので、使用目的等に応じてその含有量を0.01
0％以下とするのがより望ましい。
さらに、Ｏは、酸化物系の介在物を生成し、これが疲労
破壊の起点となることがあるので、使用目的等に応じて
その含有量を0.0015％以下とすることがより望ましい。
破壊の起点となることがあるので、使用目的等に応じて
その含有量を0.0015％以下とすることがより望ましい。
このような成分含有量の鋼を素材とするばねにおいて、
その耐へたり性や疲労強度等のばね特性を向上させるた
めに、連続鋳造もしくは造塊および熱間圧延後（製品圧
延後）の素材に対して、焼き入れ焼もどし等の調質や制
御圧延などを施して、組織の結晶粒度が９番以上となる
ようにすることがより望ましい。
その耐へたり性や疲労強度等のばね特性を向上させるた
めに、連続鋳造もしくは造塊および熱間圧延後（製品圧
延後）の素材に対して、焼き入れ焼もどし等の調質や制
御圧延などを施して、組織の結晶粒度が９番以上となる
ようにすることがより望ましい。
（実施例） 表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、次いでこ
の鋼塊を分塊圧延および線材圧延し、得られた線材の脱
炭層深さをIMA法により測定した。この結果を同じく表
に示す。
の鋼塊を分塊圧延および線材圧延し、得られた線材の脱
炭層深さをIMA法により測定した。この結果を同じく表
に示す。
表に示すように、比較鋼（No.1,2,3）では熱間圧延後の
線材にフェライト脱炭が発生しているのに対して、本発
明鋼（No.4〜16）では、いずれもフェライト脱炭が発生
せず、高Siばね鋼であっても熱間圧延時においてフェラ
イト脱炭の発生を有効に阻止することが可能であること
が確かめられた。このことは、Sbの添加がフェライト脱
炭の防止に非常に有効であることを示すものである。な
お、Sbの添加によるばね特性に対するマイナス要因は実
質的に認められなかった。
線材にフェライト脱炭が発生しているのに対して、本発
明鋼（No.4〜16）では、いずれもフェライト脱炭が発生
せず、高Siばね鋼であっても熱間圧延時においてフェラ
イト脱炭の発生を有効に阻止することが可能であること
が確かめられた。このことは、Sbの添加がフェライト脱
炭の防止に非常に有効であることを示すものである。な
お、Sbの添加によるばね特性に対するマイナス要因は実
質的に認められなかった。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によるばね鋼では、重
量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5％、Mn:0.5〜1.0
％を基本成分とする高Siばね鋼に、Sb:0.005〜0.3％含
有させるようにし、必要に応じてCr:0.1〜1.0％、同じ
く必要に応じてV:0.003〜0.3％,Nb:0.003〜0.3％のうち
の１種または２種、同じく必要に応じてNi:0.2〜1.0％,
Cu:0.2〜1.0％のうちの１種または２種を含有させるよ
うにしたから、熱間圧延時等のγ→α変態時に鋼中に含
まれるＣ等が鋼表面から外部に抜け出すのを阻止するこ
とにより、高Siばね鋼であっても熱間圧延等においてフ
ェライト脱炭の発生を防ぐことが可能となり、従来のよ
うに脱炭層の除去によって材料歩留りが大きく低下した
り、ばねの製造性や品質を著しく損ねたりすることがな
く、強度および耐へたり性に優れるとともに疲労強度に
も優れたばねの素材であるという非常に優れた効果を有
する。
量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5％、Mn:0.5〜1.0
％を基本成分とする高Siばね鋼に、Sb:0.005〜0.3％含
有させるようにし、必要に応じてCr:0.1〜1.0％、同じ
く必要に応じてV:0.003〜0.3％,Nb:0.003〜0.3％のうち
の１種または２種、同じく必要に応じてNi:0.2〜1.0％,
Cu:0.2〜1.0％のうちの１種または２種を含有させるよ
うにしたから、熱間圧延時等のγ→α変態時に鋼中に含
まれるＣ等が鋼表面から外部に抜け出すのを阻止するこ
とにより、高Siばね鋼であっても熱間圧延等においてフ
ェライト脱炭の発生を防ぐことが可能となり、従来のよ
うに脱炭層の除去によって材料歩留りが大きく低下した
り、ばねの製造性や品質を著しく損ねたりすることがな
く、強度および耐へたり性に優れるとともに疲労強度に
も優れたばねの素材であるという非常に優れた効果を有
する。
Claims (6)
- 【請求項１】重量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5
％、Mn:0.5〜1.0％、Sb:0.005〜0.3％を含み、残部Feお
よび不純物からなることを特徴とする低脱炭ばね鋼。 - 【請求項２】重量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5
％、Mn:0.5〜1.0％、Cr:0.1〜1.0％、Sb:0.005〜0.3％
を含み、残部Feおよび不純物からなることを特徴とする
低脱炭ばね鋼。 - 【請求項３】重量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5
％、Mn:0.5〜1.0％、Cr:0.1〜1.0％、およびV:0.003〜
0.3％,Nb:0.003〜0.3％のうちの１種または２種、さら
にSb:0.005〜0.3％を含み、残部Feおよび不純物からな
ることを特徴とする低脱炭ばね鋼。 - 【請求項４】重量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5
％、Mn:0.5〜1.0％、Sb:0.005〜0.3％、およびNi:0.2〜
1.0％,Cu:0.2〜1.0％のうちの１種または２種を含み、
残部Feおよび不純物からなることを特徴とする低脱炭ば
ね鋼。 - 【請求項５】重量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5
％、Mn:0.5〜1.0％、Cr:0.1〜1.0％、Sb:0.005〜0.3
％、およびNi:0.2〜1.0％,Cu:0.2〜1.0％のうちの１種
または２種を含み、残部Feおよび不純物からなることを
特徴とする低脱炭ばね鋼。 - 【請求項６】重量％で、C:0.40〜0.75％、Si:1.0〜2.5
％、Mn:0.5〜1.0％、Cr:0.1〜1.0％、およびV:0.003〜
0.3％,Nb:0.003〜0.3％のうちの１種または２種、さら
にSb:0.005〜0.3％、さらにNi:0.2〜1.0％,Cu:0.2〜1.0
％のうちの１種または２種を含み、残部Feおよび不純物
からなることを特徴とする低脱炭ばね鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11703086A JPH0672282B2 (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 低脱炭ばね鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11703086A JPH0672282B2 (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 低脱炭ばね鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274058A JPS62274058A (ja) | 1987-11-28 |
| JPH0672282B2 true JPH0672282B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=14701709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11703086A Expired - Lifetime JPH0672282B2 (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 低脱炭ばね鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672282B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012157902A3 (ko) * | 2011-05-13 | 2013-01-17 | 주식회사 포스코 | 표면특성이 우수한 고강도 고인성 선재 및 그 제조방법 |
| WO2013122261A1 (ja) | 2012-02-14 | 2013-08-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね鋼 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100516503B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2005-09-26 | 주식회사 포스코 | 페라이트 탈탄이 없는 스프링강의 제조방법 |
| JP6119717B2 (ja) * | 2014-10-27 | 2017-04-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね用鋼およびばね |
-
1986
- 1986-05-20 JP JP11703086A patent/JPH0672282B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012157902A3 (ko) * | 2011-05-13 | 2013-01-17 | 주식회사 포스코 | 표면특성이 우수한 고강도 고인성 선재 및 그 제조방법 |
| WO2013122261A1 (ja) | 2012-02-14 | 2013-08-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62274058A (ja) | 1987-11-28 |
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