JPH10183302A - 耐遅れ破壊特性に優れた懸架ばね用鋼 - Google Patents
耐遅れ破壊特性に優れた懸架ばね用鋼Info
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- JPH10183302A JPH10183302A JP35531496A JP35531496A JPH10183302A JP H10183302 A JPH10183302 A JP H10183302A JP 35531496 A JP35531496 A JP 35531496A JP 35531496 A JP35531496 A JP 35531496A JP H10183302 A JPH10183302 A JP H10183302A
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Abstract
ピットを起点として使用中に割れを生じる遅れ破壊に対
する耐性に優れた懸架ばね用鋼を提供する。 【解決手段】懸架ばね用鋼の化学組成を、重量%でC:
0.3〜0.6%,Si:1.0〜2.0%,Mn:
0.1〜0.5%,Cr:0.4〜1.0%,V:0.
1〜0.3%,Ni:0.5〜1.2%,Cu:0.1
〜0.3%,S:≦0.005%,O:≦0.0015
%,P:≦0.015%,B:0.0005〜0.00
35%,Nb:0.010〜0.050%,残部実質的
にFeから成る組成とする。
Description
に用いて好適な懸架ばね用鋼に関し、詳しくは耐遅れ破
壊特性に優れた懸架ばね用鋼に関する。
自動車の軽量化に伴い懸架ばねが高強度化されて負荷応
力が大きくなる傾向にあり、これに伴って従来それほど
には問題となっていなかった、自動車用巻ばねにおける
耐遅れ破壊の問題が大きな問題となってきている。
止するといったことが行われるが、自動車走行中に石が
飛び跳ねて懸架ばねに当たると、衝突部分において、予
め防錆のために施してある塗装が部分的に剥げ落ちて地
肌が露出し、その露出部分が塩害で腐食ピットとなりや
すい。
返し撓んで、その際に巻線同士の接触、即ち線間接触を
起こして塗装の剥がれ,地肌の露出が生じ、同様にして
腐食ピットが生成する。
そこに大きな応力集中が生じ、長期使用の間にその応力
集中箇所において懸架ばねが突然破壊する現象を生ず
る。これが遅れ破壊の問題であり、そしてこの遅れ破壊
は懸架ばねが高強度化するほどより発生しやすくなるの
である。
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、懸架ばね用鋼の化学組成を、重量%でC:
0.3〜0.6%,Si:1.0〜2.0%,Mn:
0.1〜0.5%,Cr:0.4〜1.0%,V:0.
1〜0.3%,Ni:0.5〜1.2%,Cu:0.1
〜0.3%,S:≦0.005%,O:≦0.0015
%,P:≦0.015%,B:0.0005〜0.00
35%,Nb:0.010〜0.050%,残部実質的
にFeから成る組成としたことを特徴とする。
れ破壊は、結晶粒界に有害な水素が入り込み、これによ
って粒界が脆弱化することが主要な原因の1つと考えら
れている。
所定量添加したもので、かかるBの添加により、強度的
に弱い結晶粒界にBが優先的に侵入して粒界をBが占有
し、有害な水素の粒界への侵入を防止する。これにより
結晶粒界が強化されて、上記遅れ破壊の現象を効果的に
抑制する。
加したことを骨子としており、このNbの結晶粒微細化
作用によって鋼の靱性を向上させるとともに欠陥感受性
を低下せしめ、遅れ破壊を抑制するようにしている。
尚、本発明ではBを0.0005〜0.0035%添加
するものとしているが、より望ましい範囲は0.001
0〜0.0025%であり、特に望ましい範囲は0.0
010〜0.0020%である。またNbについては
0.010〜0.050%としているが、より望ましい
範囲は0.020〜0.030%の範囲である。
おける低温焼戻し脆性域での粒界破面率を10%以下と
したときに良好な耐遅れ破壊特性が得られることを知得
した。従って本発明ではこの粒界破面率を10%以下と
することが望ましい。
し温度を変化させると、図1に示しているように温度上
昇に伴ってシャルピー衝撃値が高まって行くが、ある温
度範囲内で衝撃特性が悪化する。
ピー衝撃値特性曲線Aにおける図1中Pの位置、即ちシ
ャルピー衝撃特性が悪化する方向に転化してその極小と
なる域Pを意味する。また粒界破面率とは、破断面にお
ける粒界破面の占める比率を意味する。
度が8番以上(結晶粒径で22μm以下)とすることが
望ましく、結晶粒度をこの範囲に規制したときに良好な
耐遅れ破壊特性が得られる。
を以下に詳述する。 C:0.3〜0.6% Cは焼入れ・焼戻し後に必要な強度を得るため0.3%
以上含有させる必要がある。しかし0.6%を超えて多
く含有させると焼入れ・焼戻し後の鋼の靱性が低下し、
疲労強度,耐遅れ破壊特性が劣化するため本発明では上
限値を0.6%とする。
り鋼の耐へたり性を高めることができる。しかしながら
2.0%を超えて多く含有させると鋼の熱間加工時に生
じる脱炭層が厚くなり、鋼の表面品質を損なうので上限
値を2.0%とする。
する上で少なくとも0.1%含有させる。MnはMnS
の形でSを固定する働きがあるが、MnSは圧延により
延伸され、腐食環境下ではそこが腐食ピットとなって亀
裂発生の起点となり、耐遅れ破壊特性を劣化させる。そ
こで本発明ではMnSの生成量を少なくするようにMn
量の上限値を0.5%とする。
せる必要がある。但し1.0%を超えて過大に含有させ
ると組織の均一性が損なわれて耐へたり性が劣化する。
そこで本発明ではCrの上限値を1.0%とする。
して組織を緻密化し、耐へたり性を向上させることがで
きる。但しその含有量が0.3%を超えて多くなると炭
化物の析出量が増して靱性が低下し、耐へたり性にも悪
影響を及ぼすのでV含有率の上限値を0.3%とする。
必要である。但し1.2%を超えて含有させてもその効
果は飽和し、コストが徒らに高くなるのでその含有量の
上限を1.2%とする。
得るためには少なくとも0.1%以上添加する必要があ
る。但し含有率が0.3%を超えて過大になると鋼の熱
間加工性が損なわれるのでその上限値を0.3%とす
る。
Sは熱間圧延によって延伸され、鋼が腐食環境にさらさ
れたとき容易に溶解消去してそこに腐食ピットを生成さ
せる。そしてこの腐食ピットが亀裂発生起点となり、耐
遅れ破壊特性の劣化を招くことが本発明者らの研究によ
り明らかとなった。そこで本発明ではMnSの生成量を
少なくすべくS含有量を0.005%以下に規制する。
形成し、疲労亀裂,遅れ破壊亀裂の起点となる。そこで
本発明ではその含有率を0.0015%以下に規制す
る。
そこで本発明では遅れ破壊特性を向上させるためPの含
有量を0.015%以下に規制する。
に水素の粒界への侵入を阻止し、鋼の結晶粒界を強化す
る。これによって懸架ばね用鋼の耐遅れ破壊特性が効果
的に向上する。但しそのような効果を得るために0.0
005%以上鋼に含有させておく必要がある。但し0.
0035%を超えて多く含有させると鋼の強靱性を損な
うので上限を0.0035%とする。望ましい範囲は
0.0010〜0.0025%であり、更に望ましい範
囲は0.0010〜0.0020%の範囲である。
て鋼を強靱化し、また耐遅れ破壊特性を向上させる。但
しその効果を得るために0.010%以上含有させる必
要がある。但し0.050%を超えて多く含有させる
と、効果は飽和するとともに熱間加工性や冷間加工性を
低下させる。また徒らに材料の製造コストを増加させる
ため、本発明ではその上限値を0.050%とする。こ
のNbのより望ましい範囲は0.020〜0.030%
である。
に示す各種化学組成の鋼を溶製し、シャルピー衝撃試験
片を作製してシャルピー衝撃試験を実施し、その破面を
観察して粒界破面率を求めた。また遅れ破壊特性測定用
の試験片を作製して遅れ破壊特性の測定を行った。結果
が同表に併せて示してある。
ッチ)使用 熱処理:焼入れ 900℃×30分,OQ 焼戻し 室温,200℃,250℃,300℃,350
℃,400℃,450℃,500℃,550℃,600
℃の各温度 具体的測定方法:上記各焼戻し温度で焼き戻ししたそれ
ぞれについてシャルピー衝撃試験を行い、これに基づい
て低温焼戻し脆性温度(脆性域)を求めた。そしてその
脆性温度で焼き戻しした試験片の破面(シャルピー衝撃
試験後の破面)をSEMにて観察し、粒界破面率を求め
た。
3,56の3水準に調整した、図2に示す試験片、即ち
軸方向中間部位に切欠き1を有する棒状の試験片2を用
意し、遅れ破壊試験を行った。ここで遅れ破壊試験は、
試験片2の一端側をホルダー3で片持ち状に保持する一
方、他端側にモーメントアーム4を介してウエイト5を
吊り下げて曲げ荷重を作用させ、その状態で切欠き1に
0.1規定HClを滴下し続け、破断までの時間を測定
した。
間を整理した遅れ破壊曲線を作成するとともに、その3
0時間経過後の曲げ強度と経過時間ゼロ、即ち静曲げ強
度との比率を縦軸にとり、また横軸に硬さをとって、図
3に示す遅れ破壊特性曲線をプロットし、その特性曲線
から実用硬さHRC53〜54の遅れ破壊強度比(30
時間後曲げ強度/静曲げ強度)を求めた。
ものは粒界破面率が10%より大きく、またオーステナ
イト粒度番号も小さく、これに伴って遅れ破壊強度比が
望ましい値の0.30未満となっているのに対して、本
発明例のものは何れも粒界破面率が10%以下、オース
テナイト結晶粒度番号が8以上、遅れ破壊強度比が何れ
も0.30以上であり、耐遅れ破壊特性に優れているこ
とが分かる。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
定の試験方法の説明図である。
評価方法の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】重量%で C :0.3〜0.6% Si:1.0〜2.0% Mn:0.1〜0.5% Cr:0.4〜1.0% V :0.1〜0.3% Ni:0.5〜1.2% Cu:0.1〜0.3% S :≦0.005% O :≦0.0015% P :≦0.015% B :0.0005〜0.0035% Nb:0.010〜0.050% 残部実質的にFeから成る耐遅れ破壊特性に優れた懸架
ばね用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35531496A JP3783306B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 耐遅れ破壊特性に優れた懸架ばね用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35531496A JP3783306B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 耐遅れ破壊特性に優れた懸架ばね用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10183302A true JPH10183302A (ja) | 1998-07-14 |
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Family
ID=18443206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35531496A Expired - Lifetime JP3783306B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 耐遅れ破壊特性に優れた懸架ばね用鋼 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3783306B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1686195A1 (en) | 2005-01-28 | 2006-08-02 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | High strength spring steel having excellent hydrogen embrittlement resistance |
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|---|---|---|---|---|
| JP4927899B2 (ja) | 2009-03-25 | 2012-05-09 | 日本発條株式会社 | ばね用鋼およびその製造方法並びにばね |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP35531496A patent/JP3783306B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP1686195A1 (en) | 2005-01-28 | 2006-08-02 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | High strength spring steel having excellent hydrogen embrittlement resistance |
| US7438770B2 (en) | 2005-01-28 | 2008-10-21 | Kobe Steel, Ltd. | High strength spring steel having excellent hydrogen embrittlement resistance |
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