JPS5941502B2 - 耐へたり性のすぐれたばね用鋼 - Google Patents
耐へたり性のすぐれたばね用鋼Info
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- JPS5941502B2 JPS5941502B2 JP10802080A JP10802080A JPS5941502B2 JP S5941502 B2 JPS5941502 B2 JP S5941502B2 JP 10802080 A JP10802080 A JP 10802080A JP 10802080 A JP10802080 A JP 10802080A JP S5941502 B2 JPS5941502 B2 JP S5941502B2
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- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐へたり性のすぐれたばね用銅に関するも
のである。
のである。
従来、自動車等の懸架装置に用いられるばね用銅とし
てはＳＵＰ６、ＳＵＰ９が主なものであった。
てはＳＵＰ６、ＳＵＰ９が主なものであった。
近年自動車の軽量化が要請され、懸架装置自体の軽量化
も強く求められるようになってきた。これに対して、懸
架装置全般にわたって各種の手段が試みられているが、
その中でもばねの設計応力を上昇させる手段が効果的と
されている。このように高応力設計にともない、従来の
上記はね用銅を素材としばねを製作した場合、へたりが
増大するという問題が発生した。特に乗用車に用いた場
合へたりの増大はバンパ高さの低下につながり安全上人
きな問題となった。そこで、各種の研究がなされた結果
、ばね用鋼中のＳｉ含有量を増加させると酬へたり性が
向上するということを見い出し近時、ＳＵＰ６よりもさ
らにＳｉ含有量が多く、ＪＩＳＧ４８０１に規定される
ばね用鋼中では最も高ＳｉのＳＵＰ７が乗用車懸架ばね
用銅として広く使用されるに至っている。 しかるに、
懸架ばねの軽量化に対する要求は厳しいものがあり、Ｓ
ＵＰ７よりもさらに耐へたり性のすぐれたばね用銅の開
発が強く望まれていた。
も強く求められるようになってきた。これに対して、懸
架装置全般にわたって各種の手段が試みられているが、
その中でもばねの設計応力を上昇させる手段が効果的と
されている。このように高応力設計にともない、従来の
上記はね用銅を素材としばねを製作した場合、へたりが
増大するという問題が発生した。特に乗用車に用いた場
合へたりの増大はバンパ高さの低下につながり安全上人
きな問題となった。そこで、各種の研究がなされた結果
、ばね用鋼中のＳｉ含有量を増加させると酬へたり性が
向上するということを見い出し近時、ＳＵＰ６よりもさ
らにＳｉ含有量が多く、ＪＩＳＧ４８０１に規定される
ばね用鋼中では最も高ＳｉのＳＵＰ７が乗用車懸架ばね
用銅として広く使用されるに至っている。 しかるに、
懸架ばねの軽量化に対する要求は厳しいものがあり、Ｓ
ＵＰ７よりもさらに耐へたり性のすぐれたばね用銅の開
発が強く望まれていた。
本発明はこのような背景の下に、本発明者等が研究を
重ねた結果、高Ｓｉばね用銅に適量のＶ、Ｎｂ、Ｍｏを
１種ないし２種以上添加することにより、ＳＵＰ７より
も耐へたり性がすぐれ、かつ、ばね用銅として必要な耐
疲労性、靭性についてもＳＵＰ７と同等の性能を有する
ばね用銅を開発したものである。 Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏは鋼
中において炭化物を形成し、このバナジウム・カーバイ
ト、ニオブ・カーバイトおよびモリブデン・カーバイト
（以下、合金炭化物という）は焼入れ時の加熱に際して
、オーステナイト中に溶解する。
重ねた結果、高Ｓｉばね用銅に適量のＶ、Ｎｂ、Ｍｏを
１種ないし２種以上添加することにより、ＳＵＰ７より
も耐へたり性がすぐれ、かつ、ばね用銅として必要な耐
疲労性、靭性についてもＳＵＰ７と同等の性能を有する
ばね用銅を開発したものである。 Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏは鋼
中において炭化物を形成し、このバナジウム・カーバイ
ト、ニオブ・カーバイトおよびモリブデン・カーバイト
（以下、合金炭化物という）は焼入れ時の加熱に際して
、オーステナイト中に溶解する。
これを急冷して焼入れするとこれら元素を過飽和に固溶
したマルテンサイトが得られる。これを焼もどしすると
その過程で微細な合金炭化物が再析出を始め、これが鋼
中において転位の動きを阻止し、二次硬化を生じ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｍｏを添加しないばね用銅よりも硬さを上昇させ
、さらに耐へたり性を向上させる働きをする。また、焼
入れ時の加熱においてオーステナイト中に溶解されない
合金炭化物は、オーステナイト結晶粒を微細化するとと
もにその粗大化を防止し得る。また、このような微細な
結晶粒は転位の移動量を少なくすることにより耐へたり
性を向上させる。また、前述のように二次硬化を生じる
ということは、同一焼もどし硬さ範囲を狙う場合、従来
鋼に比較して焼もどし温度範囲をより広い範囲とするこ
とが可能であり、狙いの硬さが安定して得られることに
なる。
したマルテンサイトが得られる。これを焼もどしすると
その過程で微細な合金炭化物が再析出を始め、これが鋼
中において転位の動きを阻止し、二次硬化を生じ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｍｏを添加しないばね用銅よりも硬さを上昇させ
、さらに耐へたり性を向上させる働きをする。また、焼
入れ時の加熱においてオーステナイト中に溶解されない
合金炭化物は、オーステナイト結晶粒を微細化するとと
もにその粗大化を防止し得る。また、このような微細な
結晶粒は転位の移動量を少なくすることにより耐へたり
性を向上させる。また、前述のように二次硬化を生じる
ということは、同一焼もどし硬さ範囲を狙う場合、従来
鋼に比較して焼もどし温度範囲をより広い範囲とするこ
とが可能であり、狙いの硬さが安定して得られることに
なる。
このことを、さらに明らかにするため後述の０．２０％
のＶを含有させたＡ２鋼、０．２５係のＶと、０．２２
係のＮｂを含有させたＡ６鋼、０．２３％のＶ、０．２
１％（７）Ｎｂ、０．２２係のＭＯを含有させたＡ９と
ＳＵＰ７であるＢｌ鋼とを３００〜６００℃の間で焼も
どしを行い、その硬さを測定した結果を第１図に示した
。なお、同図には自動車規格ＪＡＳＯ７２ｌｌ「自動車
懸架コイルはね」中に規定されているばねの硬さ範囲Ｈ
Ｂ４ｌ５〜４９５に相当する範囲を併示した。Ｖ，Ｎｂ
，ＭＯを適宜に含有させたＡ２鋼、Ａ６鋼、Ａ９鋼の本
発明鋼は第１図から明らかなように硬さに対応する焼も
どし温度範囲は従来鋼に比べ広いことが認められる。つ
ぎに、上記のＡ２鋼、Ａ６鋼、Ａ９鋼と、Ｂｌ鋼の焼入
れ性を第２図に示す。
のＶを含有させたＡ２鋼、０．２５係のＶと、０．２２
係のＮｂを含有させたＡ６鋼、０．２３％のＶ、０．２
１％（７）Ｎｂ、０．２２係のＭＯを含有させたＡ９と
ＳＵＰ７であるＢｌ鋼とを３００〜６００℃の間で焼も
どしを行い、その硬さを測定した結果を第１図に示した
。なお、同図には自動車規格ＪＡＳＯ７２ｌｌ「自動車
懸架コイルはね」中に規定されているばねの硬さ範囲Ｈ
Ｂ４ｌ５〜４９５に相当する範囲を併示した。Ｖ，Ｎｂ
，ＭＯを適宜に含有させたＡ２鋼、Ａ６鋼、Ａ９鋼の本
発明鋼は第１図から明らかなように硬さに対応する焼も
どし温度範囲は従来鋼に比べ広いことが認められる。つ
ぎに、上記のＡ２鋼、Ａ６鋼、Ａ９鋼と、Ｂｌ鋼の焼入
れ性を第２図に示す。
第２図から明らかなように０．２２％のＭＯを含有させ
たＡ９鋼はＡ２鋼、Ａ６鋼、Ｂｌ鋼に比べてすぐれた焼
入れ性を有していることが分る。本発明鋼の化学組成は
ＣＯ．５Ｏ〜０．８０％、Ｓｉｌ．５Ｏ〜２．５０％、
ＭｎＯ．５Ｏ〜１．５０を含有し、これにＶＯ．Ｏ５〜
０．５０％、ＮｂＯ．Ｏ５〜０．５０係、ＭＯＯ．Ｏ５
〜０．５０％のうち１種ないし２種以上を含有し、残り
実質的にＦｅよりなるものである。
たＡ９鋼はＡ２鋼、Ａ６鋼、Ｂｌ鋼に比べてすぐれた焼
入れ性を有していることが分る。本発明鋼の化学組成は
ＣＯ．５Ｏ〜０．８０％、Ｓｉｌ．５Ｏ〜２．５０％、
ＭｎＯ．５Ｏ〜１．５０を含有し、これにＶＯ．Ｏ５〜
０．５０％、ＮｂＯ．Ｏ５〜０．５０係、ＭＯＯ．Ｏ５
〜０．５０％のうち１種ないし２種以上を含有し、残り
実質的にＦｅよりなるものである。
以下に本発明鋼の成分限定理由について説明する。
Ｃ量を０．５０〜０．８０％としたのは、０．５０％以
下では焼入れ、焼もどしにより高応力はね用鋼として十
分な強度が得られないためであり、０．Ｓ０係を越えて
含有させると過共析鋼となり靭性の低下が著しくなるた
めである。
下では焼入れ、焼もどしにより高応力はね用鋼として十
分な強度が得られないためであり、０．Ｓ０係を越えて
含有させると過共析鋼となり靭性の低下が著しくなるた
めである。
Ｓｉ量を１．５０〜２，５０係としたのは、１．５０係
以下ではＳｉの有するフエライト中に固溶することによ
り素地の強度を上げ、耐へたり性を改善するという効果
が十分に得られないためであり、２．５０％を越えて含
有させても耐へたり性向上の効果が飽和し、かつ、熱処
理により遊離炭素を生じる恐れがあるためである。
以下ではＳｉの有するフエライト中に固溶することによ
り素地の強度を上げ、耐へたり性を改善するという効果
が十分に得られないためであり、２．５０％を越えて含
有させても耐へたり性向上の効果が飽和し、かつ、熱処
理により遊離炭素を生じる恐れがあるためである。
Ｍｎ量を０．５０−１．５０％としたのは、０．５０係
以下ではばね用鋼としての強度が不足し、さらに焼入性
の点でも不十分であるためであり、１．５０係を越えて
含有させると靭性を阻害するためである。
以下ではばね用鋼としての強度が不足し、さらに焼入性
の点でも不十分であるためであり、１．５０係を越えて
含有させると靭性を阻害するためである。
Ｖ，Ｎｂ．ＭＯはいずれも本発明鋼においては耐へたり
性を改善する元素である。
性を改善する元素である。
このような働きを奏するＶ，Ｎｂ，ＭＯの含有量をそれ
ぞれ０．０５〜０．５０係としたのは、０．０５係以下
では上記の効果が十分に得られないためであり、０．５
０％を越えて含有させてもその効果が飽和し、かつオー
ステナイト中に溶解されない合金炭化物量が増加し、大
きな塊となることにより非金属介在物的な作用により鋼
の疲労強度を低下させる恐れがあるためである。
ぞれ０．０５〜０．５０係としたのは、０．０５係以下
では上記の効果が十分に得られないためであり、０．５
０％を越えて含有させてもその効果が飽和し、かつオー
ステナイト中に溶解されない合金炭化物量が増加し、大
きな塊となることにより非金属介在物的な作用により鋼
の疲労強度を低下させる恐れがあるためである。
これらのＶ，Ｎｂ，ＭＯはそれぞれを単独で添加するほ
かに、２種ないし３種を複合添加することより、Ｖ，Ｎ
ｂ，ＭＯを単独で添加した場合に比べ、より低い温度で
オーステナイト中への溶解を開始させ、また焼もどし過
程において微細な合金炭化物の析出は、二次硬化をより
促進させることにより耐へたり性をさらに向上させるも
のである。
かに、２種ないし３種を複合添加することより、Ｖ，Ｎ
ｂ，ＭＯを単独で添加した場合に比べ、より低い温度で
オーステナイト中への溶解を開始させ、また焼もどし過
程において微細な合金炭化物の析出は、二次硬化をより
促進させることにより耐へたり性をさらに向上させるも
のである。
つぎに本発明鋼の特徴を従来鋼と比べ実施例でもって明
らかにする。第１表は、これらの供試鋼の化学成分を示
すものである。
らかにする。第１表は、これらの供試鋼の化学成分を示
すものである。
第１表においてＡ１〜Ａ９鋼は本発明鋼で、Ｂ１：Ｂ２
鋼は従来鋼でＳＵＰ７である。
鋼は従来鋼でＳＵＰ７である。
第２表は鋳造後、圧延比５０以上で熱間圧延を施した第
１表の供試鋼を、ほＴｌ８Ｏｋｇｆ／Ｍｔ？ｔ程度の引
張強さが得られる温度で焼入、焼もどし処理を行い、こ
の時の０．２％耐力、伸び、絞り、衝撃値ねしり強さを
示したものである。
１表の供試鋼を、ほＴｌ８Ｏｋｇｆ／Ｍｔ？ｔ程度の引
張強さが得られる温度で焼入、焼もどし処理を行い、こ
の時の０．２％耐力、伸び、絞り、衝撃値ねしり強さを
示したものである。
引張強さ、０，２％耐力、伸び、絞りについては、Ｉ８
４号試験片を用いて測定したものであり、衝撃値はＪＩ
８３号試験片を用いて測定し、ねじりり強さは平行部９
ｒｎ７ＩＬ丸の試験片を用いて測定したものである。
４号試験片を用いて測定したものであり、衝撃値はＪＩ
８３号試験片を用いて測定し、ねじりり強さは平行部９
ｒｎ７ＩＬ丸の試験片を用いて測定したものである。
第２表により明らかなように本発明鋼であるＡ１〜Ａ９
鋼は、Ｖ，Ｎｂ，ＭＯを単独添加したもの、またＶ，Ｎ
ｂ，ＭＯを複合添加したもののいずれも従来鋼であるＢ
ｌ，Ｂ２鋼と同等あるいはそれ以上の値を示し、本発明
鋼についても各供試鋼間での差が殆んど認められない。
鋼は、Ｖ，Ｎｂ，ＭＯを単独添加したもの、またＶ，Ｎ
ｂ，ＭＯを複合添加したもののいずれも従来鋼であるＢ
ｌ，Ｂ２鋼と同等あるいはそれ以上の値を示し、本発明
鋼についても各供試鋼間での差が殆んど認められない。
つぎに前記供試鋼を素材として第３表に示す諸元を有す
るコイルばねを成形し、最終硬さＨＲＣ４５〜５５とな
るように焼入、焼もどし処理を行った後、素線の剪断応
力τ二１１５ｋｇ／一となるようにセツチングを加えて
へたり試験片を作製した。
るコイルばねを成形し、最終硬さＨＲＣ４５〜５５とな
るように焼入、焼もどし処理を行った後、素線の剪断応
力τ二１１５ｋｇ／一となるようにセツチングを加えて
へたり試験片を作製した。
そしてこの試験片を２０℃の一定温度で、素線の剪断応
力τ二１０５ｋｇ／ＭＡとなる荷重を加え、９６時間経
過（以下、これを長期荷重という）し夕後のコイルばね
のへたり量を測定した。そして、上記試験片の硬さに対
するへたり量を第３〜６図に示した。
力τ二１０５ｋｇ／ＭＡとなる荷重を加え、９６時間経
過（以下、これを長期荷重という）し夕後のコイルばね
のへたり量を測定した。そして、上記試験片の硬さに対
するへたり量を第３〜６図に示した。
第３〜６図より明らかなように本発明鋼であるＶ，Ｎｂ
，ＭＯを単独で添加したＡ１〜Ａ５鋼、Ｖ，Ｎｂ，ＭＯ
を複合添加した八６〜Ａ９鋼は、いずれも従来鋼である
Ｂｌ鋼に比べすぐれた耐へたり性を有していることが認
められる。そして本発明鋼の中でもＶ，Ｎｂ，ＭＯを複
合添加した鋼は、Ｖ，Ｎｂ，ＭＯを単独添加した鋼より
さらにすぐれた耐へたり性を有していることが分る。な
お、へたり量は前記長期荷重を加える前にコイルばねを
一定の高さまで圧縮するに要した荷重Ｐ１と、前記長期
荷重を加えた後に同一の高さまで圧縮するに要した荷重
Ｐ２とを測定し、その差△Ｉ）（ ＝Ｐ，−Ｐ２）より
次式を用いて算出したもので、剪断ひずみの単位を有し
、残留剪断ひずみと秒する値をもって評価した。
，ＭＯを単独で添加したＡ１〜Ａ５鋼、Ｖ，Ｎｂ，ＭＯ
を複合添加した八６〜Ａ９鋼は、いずれも従来鋼である
Ｂｌ鋼に比べすぐれた耐へたり性を有していることが認
められる。そして本発明鋼の中でもＶ，Ｎｂ，ＭＯを複
合添加した鋼は、Ｖ，Ｎｂ，ＭＯを単独添加した鋼より
さらにすぐれた耐へたり性を有していることが分る。な
お、へたり量は前記長期荷重を加える前にコイルばねを
一定の高さまで圧縮するに要した荷重Ｐ１と、前記長期
荷重を加えた後に同一の高さまで圧縮するに要した荷重
Ｐ２とを測定し、その差△Ｉ）（ ＝Ｐ，−Ｐ２）より
次式を用いて算出したもので、剪断ひずみの単位を有し
、残留剪断ひずみと秒する値をもって評価した。
ｄ：素線径＜Ｍｍ） Ｋ：ワールの修正係数（コイルば
ねの形状により定まる定数）また本発明鋼のＡ１〜Ａ９
鋼、Ｂｌ鋼について前記と同じ諸元を有するコイルはね
素線に、剪断応力が１０〜１１０ｋｇｆ／ＭＡと変動す
る負荷を繰返し与え疲労試験を行った結果、いずれのコ
イルはねも２０万回繰り返しをしても折損しなかった。
ねの形状により定まる定数）また本発明鋼のＡ１〜Ａ９
鋼、Ｂｌ鋼について前記と同じ諸元を有するコイルはね
素線に、剪断応力が１０〜１１０ｋｇｆ／ＭＡと変動す
る負荷を繰返し与え疲労試験を行った結果、いずれのコ
イルはねも２０万回繰り返しをしても折損しなかった。
上述の如く本発明鋼は従来の高Ｓｉばね用鋼に適量のＶ
，Ｎｂ，ＭＯを単独あるいは複合して添加させることに
より、従来の高Ｓｉばね用鋼のすぐれた耐へたり性をさ
らに改善することに成功したものでかつ、ばね用鋼とし
て必要な耐疲労性、靭性についても従来鋼と比べそん色
のないもので、特に乗用車懸架ばね用鋼として極めて高
い実用性を有するものである。
，Ｎｂ，ＭＯを単独あるいは複合して添加させることに
より、従来の高Ｓｉばね用鋼のすぐれた耐へたり性をさ
らに改善することに成功したものでかつ、ばね用鋼とし
て必要な耐疲労性、靭性についても従来鋼と比べそん色
のないもので、特に乗用車懸架ばね用鋼として極めて高
い実用性を有するものである。
第１図は本発明鋼と従来鋼について焼入れ後、３００〜
６００鋼Ｃの間で焼もどしを行い、その硬さを示した線
図で、第２図は第１図の鋼について焼入性を示した線図
、第３〜第６図は本発明鋼と従来鋼の焼入、焼もどし処
理後Ｈ？Ｃ４５〜５５の硬さの試験片のへたり量を示し
た線図である。
６００鋼Ｃの間で焼もどしを行い、その硬さを示した線
図で、第２図は第１図の鋼について焼入性を示した線図
、第３〜第６図は本発明鋼と従来鋼の焼入、焼もどし処
理後Ｈ？Ｃ４５〜５５の硬さの試験片のへたり量を示し
た線図である。
Claims (1)
- １ 重量比にしてＣ０．５０〜０．８％、Ｓｉ１．５０
〜２．５０％、Ｍｎ０．５０〜１．５０％を含有し、さ
らにＶ０．０５〜０．５０％、Ｎｂ０．０５〜０．５０
％、Ｍｏ０．０５〜０．５０％のうち１種ないし２種以
上を含有し、残り実質的にＦｅよりなることを特徴とす
る耐へたり性のすぐれたばね用鋼。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10802080A JPS5941502B2 (ja) | 1980-08-05 | 1980-08-05 | 耐へたり性のすぐれたばね用鋼 |
| US06/289,852 US4448617A (en) | 1980-08-05 | 1981-08-04 | Steel for a vehicle suspension spring having good sag-resistance |
| DE19813130914 DE3130914A1 (de) | 1980-08-05 | 1981-08-05 | Stahl fuer fahrzeugaufhaengefedern mit hoher bestaendigkeit gegen zunehmendes durchbiegen bzw. durchhaengen |
| US06/585,479 US4574016A (en) | 1980-08-05 | 1984-03-02 | Method of treating steel for a vehicle suspension spring having a good sag-resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10802080A JPS5941502B2 (ja) | 1980-08-05 | 1980-08-05 | 耐へたり性のすぐれたばね用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5732353A JPS5732353A (en) | 1982-02-22 |
| JPS5941502B2 true JPS5941502B2 (ja) | 1984-10-08 |
Family
ID=14473934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10802080A Expired JPS5941502B2 (ja) | 1980-08-05 | 1980-08-05 | 耐へたり性のすぐれたばね用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941502B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (12)
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| BRPI0514009B1 (pt) | 2004-11-30 | 2015-11-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | arame de aço tratado termicamente para uso em molas |
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| CN102994904A (zh) * | 2012-10-27 | 2013-03-27 | 无锡舜特精密合金板带有限公司 | 高精度弹簧发条用冷轧钢带及其生产方法 |
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| EP3296414B1 (en) | 2015-05-15 | 2020-06-17 | Nippon Steel Corporation | Spring steel |
| CN112251663B (zh) * | 2020-09-11 | 2021-10-26 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种汽车稳定杆及其制造方法 |
-
1980
- 1980-08-05 JP JP10802080A patent/JPS5941502B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230069374A (ko) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | (주)키출판사 | 어도비 인디자인 전자편집(dtp) 프로그램을 이용한 이미지 자동배치 및 실행방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5732353A (en) | 1982-02-22 |
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