BRPI0607042B1 - Aço para mola de alta resistência - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "AçO PARA MOLA DE ALTA RESISTÊNCIA".

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a aço para mola que é enro- lado a frio e apresenta uma alta resistência e alta tenacidade e a fio de aço tratado termicamente para uma mola.

Antecedentes da Técnica [002] Devido às tendências de redução de peso e aumento de desempenho dos automóveis, as molas foram reforçadas e aço de alta resistência apresentando uma resistência à tração de mais de 1500 MPa após o tratamento térmico tem sido aplicado às molas. Recente- mente, o fio de aço tendo uma resistência à tração acima de 1900 MPa também tem sido exigido. A finalidade é garantir uma dureza de material que não cause problemas quando o material é utilizado como mola apesar de o material amaciar até determinado ponto pelo aque- cimento no recozimento de redução de tensão, nitretação, e similar durante a produção da mola. [003] Adicionalmente, por nitretação e jato-percussão (shot- peening), sabe-se que a dureza da camada de superfície aumenta e a resistência à fadiga da mola é aperfeiçoada de forma impressionante, mas as características da mola não são decididas pela dureza da ca- mada de superfície. Ao invés disso, a resistência e dureza internas do material de mola tem grandes efeitos. Portanto, é importante se de- terminar a composição química que permita que a dureza interna seja mantida em níveis extremamente altos. [004] Como um meio de se alcançar isso, existe uma invenção que adiciona V, Nb, Mo e outros elementos para formar carbetos finos que dissolvem mediante têmpera e precipitam mediante revenido e a utilização dos mesmos para se restringir o movimento de discordância e, dessa forma, aperfeiçoar a resistência de assentamento (por exem- pio, ver publicação da patente japonesa (A) N°. S57 -32353). [005] Por outro lado, o método de produção de uma mola helicoi- dal feita de aço inclui o aquecimento durante o enrolamento a quente do aço na região de austenita para fins de enrolamento, em seguida, o resfriamento e revenido da mesma e o enrolamento a frio de um fio de aço de alta resistência constituído de aço temperado e revenido ante- cipadamente. No enrolamento a frio, têmpera com óleo, tratamento de alta frequência, etc. permitindo o aquecimento rápido e o esfriamento rápido durante a produção do fio de aço, podem ser utilizados, de for- ma que seja possível se reduzir o tamanho de grão da austenita ante- rior do material de mola e, como resultado disso, produzir uma mola excelente em termos de propriedade de ruptura. Adicionalmente, esse método tem a vantagem de o forno de aquecimento e outro equipa- mento na fabricação da mola poder ser simplificados, de forma que leve a uma redução do custo de equipamento para os fabricantes de molas. O enrolamento a frio das molas tem sido, portanto, alterado du- rante os últimos anos. Em molas de suspensão, também, enquanto um diâmetro grande do fio de aço é utilizado em comparação com as mo- las de válvula, o enrolamento a frio é introduzido devido à vantagem citada acima. [006] No entanto, se o fio de aço para um enrolamento a frio au- mentar em termos de resistência, o mesmo frequentemente se rompe- rá durante o enrolamento a frio e não poderá ser formado em um for- mato de mola. Até agora, tanto a resistência quanto à capacidade de trabalho (enrolamento) não podiam ser obtidas simultaneamente, de forma que a resistência e a capacidade de trabalho tinham que ser ob- tidas pelo que pode ser considerado técnicas industrialmente desvan- tajosas de enrolamento a quente, ou têmpera e revenido após o enro- lamento a quente. [007] Adicionalmente, quando do enrolamento a frio de um fio de aço tratado termicamente de alta resistência e nitretação do mesmo para garantir a resistência, tem sido considerado eficaz se adicionar grandes quantidades de V, Nb e outros elementos de liga fazendo com que os carbetos se precipitem no aço. No entanto, se a adição de uma grande quantidade de tais elementos for realizada, o mesmo não será capaz de dissolver por aquecimento do revenido e crescerá para grãos grandes resultando nos chamados carbetos não dissolvidos, causando a ruptura no momento do enrolamento a frio. Devido a esse fato, a tecnologia que focaliza os carbetos não dissolvidos também é exami- nada. [008] Existe uma invenção que tem por objeto o aperfeiçoamento do desempenho não apenas de tais elementos de liga, mas também do controle dos carbetos com base na cementita presente em grandes quantidades de aço (por exemplo, ver publicação da patente japonesa (A) N°. 2002-180198).

Descrição da Invenção [009] A presente invenção tem por função fornecer um fio de aço tratado termicamente para uma mola com uma alta resistência de 2000 MPa ou mais, que é enrolada em um estado frio e pode alcançar tanto a resistência suficiente na atmosfera quanto à capacidade de en- rolamento, e o aço para mola utilizado para esse fio de aço. [0010] Os inventores revelaram que pelo controle de N, que não era o foco até agora, mesmo com a adição de elementos de liga, é possível se suprimir a formação de carbetos não dissolvidos e é possí- vel se garantir a tenacidade e capacidade de trabalho e, dessa forma, se desenvolver um fio de aço tratado termicamente para uma mola al- cançando tanto uma alta resistência quanto a capacidade de enrola- mento. Isso é, o ponto decisivo da presente invenção é como se se- gue. [0011] Aço para mola de alta resistência caracterizado pelo fato de compreender, por % de massa, C: 0,5 a 0,9%; Si: 1,0 a 3,0%, Mn: 0,1 a 1,5%; Cr: 1,0 a 2,5%; V: acima de 0,15 a 1,0%; e Al: 0,005% ou me- nos, controlando N para 0,007% ou menos, Nb: 0,001 a menos de 0,01% e Ti: 0,001 a menos de 0,005%, e possuindo um equilíbrio de Fe e impurezas inevitáveis. [0012] Aço para mola de alta resistência de acordo com (1) carac- terizado pelo fato de conter adicionalmente um ou dois dentre W: 0,05 a 0,5%; e Mo: 0,05 a 0,5%. [0013] Aço para mola de alta resistência de acordo com (1) ou (2) caracterizado pelo fato de conter adicionalmente, por % de massa, um ou dois ou mais dentre Ni: 0,05 a 3,0%, Cu: 0,05 a 0,5%, Co: 0,05 a 3,0% e B: 0,0005 a 0,006%. [0014] Aço para mola de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (3), caracterizado pelo fato de conter adicionalmente, por % de massa, um ou dois ou mais dentre Te: 0,0002 a 0,01%, Sb: 0,0002 a 0,01%, Mg: 0,0001 a 0,0005%, Zr: 0,0001 a 0,0005%, Ca: 0,0002 a 0,01% e Hf: 0,0002 a 0,01%. [0015] Fio de aço tratado termicamente de alta resistência para uma mola, caracterizado pelo fato de possuir composições de aço de acordo com qualquer uma de (1) a (4) possuindo uma resistência à tração de 2000 MPa ou mais, possuindo carbetos esféricos com base em cementita e carbetos esféricos com base em liga em um campo visual microscópico satisfazendo [0016] uma percentagem de área de carbetos com um círculo de diâmetro equivalente a 0,2ocm ou mais de 7% ou menos e [0017] uma densidade de carbetos com um círculo de diâmetro equivalente a 1 grão/am2 ou menos, [0018] possuindo um número e tamanho de grão de austenita de N°10 ou mais, e [0019] possuindo austenita retido de 15% de massa ou menos.

Breve Descrição dos Desenhos [0020] A figura 1 é uma vista explicando o efeito da adição de Nb quando da redução de N (relação de temperatura de revenido e valor de impacto Charpy). [0021] A figura 2(a) é uma vista ilustrando um exemplo da obser- vação de carbetos não dissolvidos por um microscópio eletrônico de varredura, (b) é uma vista ilustrando um exemplo da análise de ele- mentos por raios X dos carbetos não dissolvidos com base em liga e (c) é uma vista ilustrando um exemplo da análise de elementos por raios X dos carbetos não dissolvidos com base em cementita Y.

Melhor Forma da Realização da Invenção [0022] Determinou-se os ingredientes químicos para se obter uma alta resistência e controlar o formato dos carbetos no aço por trata- mento térmico, de forma a garantir uma propriedade de enrolamento suficiente para produzir uma mola em um fio de aço e dessa forma al- cançar a presente invenção. [0023] Os detalhes serão explicados abaixo. Primeiro, as razões da limitação das composições químicas e da faixa de composições do aço para mola de alta resistência serão explicadas. [0024] C é um elemento que afeta muito a resistência básica de um material de aço e é configurado para 0,5 a 0,9%, de forma a obter uma resistência mais suficiente do que no passado. Se for inferior a 0,5%, uma resistência suficiente não poderá ser alcançada. Em parti- cular, mesmo quando se omite a nitretação para o aperfeiçoamento do desempenho da mola, 0,5% ou mais de C é necessário para se garan- tir uma resistência suficiente da mola. Se mais de 0,9%, um hiper eute- tóide substancial aparece, e uma grande quantidade de cementita bru- ta é precipitada, portanto, a tenacidade é reduzida de forma perceptí- vel. Adicionalmente, a relação com a microestrutura também é próxi- ma. Se menos de 0,5%, o número de carbetos é pequeno, de forma que as regiões onde a distribuição de carbeto é localmente menor do que outras partes (doravante descritas como "regiões pobres em car- beto") aumentam facilmente e a resistência e tenacidade suficientes ou capacidade de enrolamento (ductibilidade) são difíceis de se obter.

Portanto, preferivelmente, é 0,55% ou mais, do ponto de vista do equi- líbrio entre resistência e enrolamento, mais preferivelmente 0,6% ou mais. [0025] Por outro lado, quando a quantidade de C é muito grande, os carbetos com base em liga e com base em cementita tendem a se- rem difíceis de se dissolver pelo calor durante o resfriamento. Quando a temperatura de aquecimento no tratamento térmico é alta ou quando o tempo de tratamento é curto, a resistência e capacidade de enrola- mento são frequentemente insuficientes. Adicionalmente, os carbetos não dissolvidos também afetam as regiões pobres em carbeto. Se C no aço formar carbetos não dissolvidos, então C na matriz é reduzido, de forma explicada anteriormente, a razão de área das regiões pobres em carbeto algumas vezes aumentando. Adicionalmente, se a quanti- dade de C aumentar, a forma de martensita durante o revenido se tor- na a martensita em ripa geral no aço de carbono médio, enquanto quando a quantidade de C for grande, sabe-se que a forma muda para martensita lenticular. Como resultado de P&D, revelou-se que a distri- buição de carbeto da estrutura de martensita revenida formada por re- venimento, a martensita lenticular é inferior em termos de densidade de carbeto em comparação com o caso de revenido de martensita em ripas. Consequentemente, pelo aumento da quantidade de C, o au- mento de martensita lenticular e de carbetos não dissolvidos algumas vezes faz com que as regiões pobres em carbetos aumentem. Por es- sa razão, é preferivelmente de 0,7% ou menos. Mais preferivelmente, com 0,65% ou menos, é possível se reduzir de forma relativamente fácil as regiões pobres em carbeto. [0026] Si é um elemento necessário para a garantia da resistência, dureza e resistência ao assentamento de uma mola. Se a quantidade for baixa, a resistência e a resistência ao assentamento necessárias serão insuficientes, portanto, 1,0% é o limite inferior. Adicionalmente, Si tem o efeito de tornar esféricos e refinar os precipitados de carbeto do limite de grão. Pela adição ativa do mesmo, há o efeito de redução do percentual de área limite do grão dos precipitados limítrofes de grão. No entanto, quando a adição é de uma quantidade muito grande, o material não apenas endurece, mas também se torna quebradiço.

Portanto, 3,0% é determinado como um limite superior para evitar tor- nar o material quebradiço após a têmpera e revenido. Adicionalmente, Si é um elemento que contribui para a resistência ao amaciamento du- rante o revenido. Para se preparar uma haste de fio de alta resistência, é preferível se adicionar uma grande quantidade até determinado pon- to. Especificamente, é preferível se adicionar 2% ou mais. Por outro lado, para se obter uma capacidade de enrolamento estável, é preferí- vel se adicionar 2,6%. [0027] Mn é utilizado para desoxidação e para fixação de S no aço como MnS, para aumentar o resfriamento, e para obter de forma sufi- ciente o endurecimento após o tratamento térmico. 0,1% é determina- do como o limite inferior a fim de garantir essa estabilidade. Adicional- mente, o limite superior é determinado em 2,0% a fim de evitar tornar o material quebradiço em decorrência de Mn. Adicionalmente, para se alcançar de forma simultânea a resistência e a capacidade de enrola- mento, é preferível se adicionar 0,3 a 1%. Adicionalmente, quando a prioridade é o enrolamento, deve-se adicionar 1,0% ou menos. [0028] Cr é um elemento eficaz para aperfeiçoar o resfriamento e a resistência ao amaciamento durante o revenimento. Adicionalmente, é um elemento eficaz não apenas para garantir a dureza durante o re- venimento, mas também para aumentar a dureza da camada de su- perfície após nitretação e a profundidade da camada endurecida du- rante a nitretação tal como observado em molas de válvula de alta re- sistência recentes. No entanto, se a quantidade adicionada for grande, não apenas um custo maior é incorrido, mas também a cementita ob- servada após a têmpera e revenido aumenta. Adicionalmente, tem o efeito de estabilização e aumento dos carbetos com base em liga.

Como resultado disso, a haste do fio se torna quebradiça, de forma que também ocorre o efeito negativo de a haste se romper com facili- dade durante o enrolamento. Consequentemente, quando da adição de Cr, se 0,1% ou mais, o efeito não é claro. Adicionalmente, 2,5%, nível no qual a capacidade de rompimento se torna observável, foi considerado o limite superior. No entanto, na presente invenção, os carbetos são finamente controlados pelo assentamento de N, de forma que uma quantidade grande de Cr possa ser adicionada, portanto, a quantidade adicionada foi tal que fornecesse uma alta resistência. Adi- cionalmente, quando da realização de nitretação, a adição de Cr per- mite que a camada endurecida obtida pelo nitretação seja mais pro- funda. Devido a esse fato, a adição de 1,1% ou mais é preferível. Adi- cionalmente, para se tornar a haste adequada para nitretação para uma mola de alta resistência sem precedentes, a adição de 1,2% ou mais é preferível. [0029] Cr bloqueia a dissolução de cementita por aquecimento, de forma que, particularmente, se C>0,55%, isso é, a quantidade de C for grande, a supressão da quantidade de Cr permite que a formação de carbetos brutos seja suprimida e permite tanto a resistência quanto a capacidade de enrolamento facilmente alcançáveis. Portanto, preferi- velmente, a quantidade adicionada é de 2,0% ou menos. Mais preferi- velmente, é de 1,7% ou menos. [0030] Dessa forma V pode ser utilizado para o endurecimento do fio de aço na temperatura de revenido e o endurecimento da camada de superfície durante a nitretação devido à precipitação secundária e o endurecimento da precipitação e endurecimento dos carbetos durante o revenimento. Adicionalmente, é eficaz para a supressão do aumento do tamanho de grão de austenita devido à formação de azotetos, car- betos, e carboazotetos. A adição é, portanto, preferível. No entanto, até agora, visto que os azotetos, carbetos e carboazotetos de V são formados até mesmo no ponto de temperatura de formação de auste- nita A3 do aço, quando suficientemente dissolvidos, os mesmos per- manecem facilmente como carbetos não dissolvidos (azotetos). Os carbetos não dissolvidos não apenas se tornam a causa da ruptura durante o enrolamento da mola, mas também "consomem de forma desperdiçada ο V". Reduzem o efeito do aperfeiçoamento da resistên- cia ao amaciamento por revenimento e o endurecimento da precipita- ção secundária pelo V adicionado e reduzem o desempenho da mola.

Portanto, até agora, foi industrialmente considerado que 0,15% ou menos é preferível. No entanto, na presente invenção, o controle da quantidade de N permite a formação de azotetos, carbetos e carboa- zotetos com base em V no ponto de temperatura de formação de aus- tenita A3, ou mais, a ser suprimido, de forma que seja possível se adi- cionar uma quantidade maior de V por essa quantidade. A quantidade adicionada de V foi, portanto, acima de 0,15% a 1,0%. Se a quantida- de adicionada for de 0,15% ou menos, existe pouco efeito de adição de V tal como o aperfeiçoamento da dureza da camada nitretada e o aumento da profundidade da camada nitretada e um limite de fadiga suficiente (durabilidade) do aço convencional, ou mais, não podem ser garantidos. Adicionalmente, se a quantidade adicionada for acima de 1,0%, as inclusões não dissolvidas brutas são formadas e a tenacida- de é reduzida. Da mesma forma que Mo, uma estrutura excessivamen- te revenida é facilmente formada e rachaduras ou ruptura durante a trefilação são facilmente realizadas. Por essas razões, 1,0%, onde o manuseio industrialmente estável é fácil, foi considerado o limite supe- rior. [0031] Azotetos, carbetos e carboazotetos de V são formados mesmo no ponto de temperatura de formação de austenita A3 do aço, ou mais, de forma que quando a dissolução é insuficiente, os mesmos permanecem facilmente como carbetos não dissolvidos (azotetos).

Portanto, se for considerada a capacidade real de controle da quanti- dade de nitrogênio industrialmente, 0,5% ou menos é preferível, e 0,4% ou menos é mais preferível. [0032] Por outro lado, com o tratamento de endurecimento de su- perfície por nitretação, a haste é aquecida a um máximo de uma tem- peratura de 300Ό ou mais, de forma a suprimir o en durecimento da camada de superfície superior e o revenimento da dureza da parte in- terna por nitretação, sendo necessário se adicionar mais de 0,15%.

Preferivelmente a adição de 0,2% ou mais é preferível. [0033] Al é um elemento de desoxidação e influencia a formação de óxidos. Em particular, em molas de válvula de alta resistência, óxi- dos duros tal como Al203 se tornam facilmente os pontos de partida da ruptura, de forma que é necessário se evitar isso. Por essa razão, é importante se controlar de forma estrita a quantidade de Al. Em parti- cular, quando a resistência à tração quando um fio de aço tratado ter- micamente está acima e 2100 MPa, o controle estrito dos elementos de formação de oxido é essencial para reduzir as flutuações na resis- tência à fadiga. Na presente invenção, Al foi determinado como 0,005% ou menos. Isso porque se for acima de 0,005%, os óxidos com base em Al203 são facilmente formados, de modo que a ruptura cau- sada pelos óxidos ocorre e uma resistência à fadiga suficiente e esta- bilidade de qualidade não podem ser garantidas. Adicionalmente, quando se exige uma alta resistência à fadiga, é preferível que essa adição seja de 0,003% ou menos. [0034] Na presente invenção, o controle de N é um ponto impor- tante. Na presente invenção, um valor limite estrito de N < 0,007% é determinado. Isso porque na presente invenção, o papel de N tem um novo foco. Os efeitos do controle de N e as razões para o fornecimen- to na presente invenção serão explicados abaixo. No aço, os efeitos de N são como se segue: 1) N está presente na ferrita como N dissol- vido que suprime o movimento das discordâncias na ferrita e dessa forma faz com que a ferrita endureça. 2) Ti, Nb, V, Al, B e outros ele- mentos de liga e azotetos são formados e afetam o desempenho do material de aço. O mecanismo e similares serão explicados posterior- mente. 3) N afeta o comportamento da precipitação de cementita e ou- tros carbetos com base em ferro e afeta o desempenho do material de aço. [0035] No aço para mola, os elementos de liga e C, tal como Si e V, permitem que a resistência seja garantida, de forma que o efeito do endurecimento de N dissolvido não é tão grande. Por outro lado, se for considerado o trabalho a frio (enrolamento) de uma mola, a supressão do movimento das discordâncias suprime a deformação das partes trabalhadas e causa o enfraquecimento das partes trabalhadas, de forma que reduz as características da capacidade de enrolamento. [0036] Adicionalmente, entre os elementos definidos na reivindica- ção 1, V forma os precipitados no aço a uma alta temperatura. Essas composições químicas são basicamente azotetos a alta temperatura.

Juntamente com o resfriamento, a forma muda para carboazotetos e carbetos. Consequentemente, os azotetos formados a altas temperatu- ras se tornam facilmente os núcleos para a precipitação dos carbetos de V. Os mesmos formam facilmente carbetos não dissolvidos durante o aquecimento no processo de patenteamento e resfriamento. Adicio- nalmente, os mesmos se tornam núcleos, de forma que crescem fa- cilmente de tamanho. Adicionalmente, se observado do ponto de vista da cementita, com molas de alta resistência como as presentes, devi- do à resistência necessária, a temperatura de revenido é de 300 a 500Ό. No aço para mola, devido ao seu sistema de composição ca- racterístico, os carbetos com base em Fe formados durante revenido são alterados de forma complexa na forma de ε-carbetos e θ-carbetos (chamado cementita Fe3C). Devido a isso, a capacidade de deforma- ção e outras propriedades mecânicas do aço são afetadas. N também tem influência na formação de carbetos. Quando a quantidade de N é pequena, a capacidade de deformação e a tenacidade a 350 a 500Ό são aperfeiçoadas. Na presente invenção, N foi limitado a N < 0,007% a fim de reduzir os efeitos prejudiciais acima de N. [0037] Adicionalmente, como explicado anteriormente, quantida- des pequenas de um ou dois dentre Ti e Nb são adicionadas. Origi- nalmente, se a quantidade de N puder ser suprimida para 0,003% ou menos, um bom desempenho é obtido sem se adicionar um ou ambos dentre Ti e Nb, mas uma quantidade industrialmente estável de 0,003% ou menos se torna desvantajoso do ponto de custo de fabrica- ção. Portanto, pequenas quantidades de um ou dois dentre Ti e Nb são adicionadas. Se adicionar Ti e Nb, esses elementos formam azo- tetos a uma temperatura alta, reduzindo substancialmente assim o ni- trogênio dissolvido. Portanto, o mesmo efeito que o obtido com a redu- ção da quantidade de N adicionada pode ser obtido. Devido a esse fato, o limite superior da quantidade de N adicionada pode ser aumen- tado. No entanto, se a quantidade de N exceder 0,007%, a quantidade de azotetos de V, Nb ou Ti aumentará. Como resultado disso, os car- betos não dissolvidos se tornam maiores e TiN e outras inclusões du- ras aumentam, de forma que a tenacidade cai e as características de limite de fadiga e as características de capacidade de enrolamento ca- em. Portanto, o limite superior da quantidade de N foi determinado como 0,007%. [0038] Isso é, mesmo quando da adição de um ou dois dentre Ti e Nb, se a quantidade de N se tornar muito grande ou se a quantidade de Ti ou Nb se tornar muito grande, novamente azotetos de Ti ou Nb serão formados e se tornarão inversamente prejudiciais, de forma que as quantidades de Ti e Nb adicionadas precisam ser mantidas muito pequenas. Devido a esse fato, o limite superior da quantidade de N é preferivelmente determinado como 0,005% ou menos, mais preferi- velmente, 0,004% ou menos. Com esse controle preciso de N, o en- fraquecimento da ferrita é suprimido e a formação de azotetos com base em V é suprimida onde a formação e o crescimento de carbetos não dissolvidos são suprimidos. Adicionalmente, pelo controle da for- ma dos carbetos com base em Fe, a tenacidade pode ser aperfeiçoa- da. Isso é, se N exceder 0,007%, os azotetos com base em V formam facilmente grandes quantidades de carbetos nos dissolvidos, e o aço se torna quebradiço, dependendo da forma da ferrita e dos carbetos. [0039] Dessa forma, mesmo quando da adição de Ti ou Nb, se for considerada a facilidade do tratamento térmico e similar, 0,005% ou menos é preferível. Adicionalmente é considerado preferível que o limi- te inferior da quantidade de N seja pequeno, mas N facilmente entra da atmosfera no processo de fabricação de aço e similar, de forma que, considerando-se o custo de fabricação e facilidade de processo de desnitretação, 0,0015% ou mais é preferível. [0040] Nb forma azotetos, carbetos e carboazotetos. Os azotetos são produzidos com temperaturas mais altas do que com V. Devido a isso, a formação de azotetos de Nb durante o resfriamento consome o N no aço e pode suprimir a formação de azotetos com base em V.

Como resultado disso, a formação de carbetos não dissolvidos com base em V pode ser suprimida, de forma que a resistência ao amaci- amento durante o revenido, a capacidade de trabalho e a capacidade de enrolamento possam ser garantidas. [0041] Adicionalmente, além dos carboazotetos com base em Nb suprimirem o aumento do tamanho do grão de austenita, os mesmos podem ser utilizados para endurecer o fio de aço na temperatura de revenimento e endurecer a camada de superfície durante a nitretação.

No entanto, se a quantidade adicionada for muito grande, carbetos não dissolvidos com núcleos de azoteto com base em Nb permanecem fa- cilmente, de forma que a adição de uma quantidade grande deve ser evitada. Especificamente, quando a quantidade de Nb adicionada for inferior a 0,001%, quase nenhum efeito da adição é reconhecido. Adi- cionalmente, se 0,01% ou mais, a grande quantidade de adição forma inclusões não dissolvidas brutas, reduz a tenacidade, e, como com Mo, forma facilmente uma estrutura excessivamente revenida, cau- sando facilmente rachaduras e rompimento durante a trefilação. Por- tanto, a quantidade é determinada como sendo 0,01%, onde o manu- seio industrialmente estável é facilmente obtido. [0042] A figura 1 é uma vista ilustrando os resultados da medição dos valores de impacto dos materiais das composições químicas ilus- tradas na Tabela 1, isso é, os resultados da medição dos valores de impacto das amostras A e B tratadas termicamente pelo método dos exemplos descritos abaixo. Como ilustrado na figura 1, é ensinado que os aços nos quais uma quantidade pequena de Nb é adicionada para controlar N fornecem valores gerais de alto impacto.

Tabela 1 0043] Na presente invenção, quando da adição de Ti, essa quan- tidade adicionada é de 0,001% a menos de 0,005%. Ti é um elemento desoxidante e um elemento de formação de azotetos e sulfetos, de forma que tem um efeito na formação de óxidos, azotetos e sulfetos.

Consequentemente, a adição de uma grande quantidade facilita a for- mação de óxidos e azotetos duros, de forma que se a adição for des- cuidada, formará carbetos duros e reduzirá o limite à fadiga. Como com Al, em particular em molas de alta resistência, reduz a estabilida- de à flutuação da resistência à fadiga mais que o limite de fadiga pro- priamente dito da mola. Se a quantidade de Ti for grande, a taxa de rompimento devido às inclusões aumenta, de forma que será necessá- rio se controlar essa quantidade. A quantidade deve ser inferior a 0,005%. [0044] Por outro lado, Ti forma TiN no aço fundido a altas tempera- turas, de forma que age no sentido de reduzir N solúvel no aço fundi- do. Na presente invenção, a limitação de N para suprimir a formação de azotetos com base em V e suprimir adicionalmente o crescimento de carbetos não dissolvidos com base em V é o ponto da tecnologia.

Por essa razão, se se consumir N a uma temperatura de formação de azoteto com base em V ou maior, é possível se suprimir o crescimento dos azotetos com base em V e os carboazotetos com base em V utili- zando os mesmos como núcleos durante o resfriamento. Isso é, a adi- ção de Ti reduz substancialmente a quantidade de N que se une a V, de forma que reduz a temperatura da formação dos azotetos com base em V e suprime adicionalmente os carbetos não dissolvidos com base em V. [0045] Consequentemente, a grande adição de Ti deve ser evitada do ponto de vista da formação de carboazotetos não dissolvidos com base em Ti e óxidos, mas a adição de uma pequena quantidade permi- te que a temperatura de formação de azotetos com base em V seja reduzida, de forma que seja possível se reduzir os carbetos não dis- solvidos. A quantidade adicionada é de 0,001% ou mais. Se for inferior a 0,001%, não terá efeito sobre o consumo de N, logo não terá efeito de supressão de carbetos não dissolvidos com base em V, e o efeito do aperfeiçoamento da capacidade de trabalho (capacidade de enro- lamento) não poderá ser observado. No entanto, a quantidade de adi- ção de Ti é preferivelmente entre 0,003% ou menos. [0046] O aço da presente invenção tem as composições químicas mencionadas acima como as composições básicas e pode ter adicio- nais às suas composições a fim de aperfeiçoar as propriedades do a- ço. Isso é, adicionalmente, um ou ambos entre W e Mo são adiciona- dos quando do reforço da resistência ao amolecimento pelo reveni- mento. W não apenas aperfeiçoa o revenimento, mas também age pa- ra formar carbetos no aço e aumentar a resistência e sua eficiência para conferir resistência ao amolecimento pelo revenimento. Portanto, a adição do máximo possível é preferível. W forma carbetos a uma temperatura mais baixa em comparação com Ti, Nb e similares, de forma que não forma com facilidade carbetos não dissolvidos. Adicio- nalmente, pode conferir uma resistência ao amolecimento pelo reve- nimento pelo endurecimento da precipitação. Isso é, durante a nitreta- ção e o recozimento de alívio de tensão, também, a dureza interna não será tão reduzida. Se a quantidade adicionada for de 0,05% ou menos, o efeito não é observado, enquanto se for de 0,5% ou mais, carbetos brutos são formados e inversamente a capacidade de deformação e outras propriedades mecânicas podem ser prejudicadas, de forma que a quantidade adicionada de W foi determinada como de 0,05 a 0,5%.

Adicionalmente, se for considerada a facilidade de tratamento térmico, de 0,1 a 0,4% é preferível. Em particular, para se evitar uma estrutura excessivamente resfriada logo após o enrolamento e outros efeitos negativos e a fim de se obter a extensão máxima da resistência ao amolecimento pelo revenimento, a adição de 0,15% ou mais é adicio- nalmente preferível. [0047] Mo aperfeiçoa a capacidade de endurecimento e precipita como carbetos a uma temperatura próxima à temperatura de reveni- mento e nitretação, de forma que pode conferir uma resistência ao amolecimento pelo revenimento. Portanto, mesmo após a têmpera a alta temperatura, o recozimento de alívio de tensão ou nitretação no processo, ou outro tratamento térmico, o aço não amolece e pode exi- bir uma alta resistência. Isso suprime a redução da dureza interna da mola depois de nitretação e facilita o assentamento a quente e o reco- zimento de alívio de tensão, de forma que aperfeiçoa as característi- cas de fadiga da mola final. Isso é, é possível se aumentar a tempera- tura de revenimento quando do controle da resistência. O aumento da temperatura de revenimento é vantajoso para a redução do percentual da área de limite de grão dos carbetos de limite de grão. Isso é, o re- cozimento com altas temperaturas dos carbetos de limite de grão que se precipitam em um filme é eficaz para causar o arredondamento e a redução da razão de área de limite de grão. Adicionalmente, Mo forma carbetos com base em Mo separados de cementita no aço. Em parti- cular, em comparação com V, etc., o mesmo tem uma temperatura de precipitação mais baixa, de forma que tem um efeito de supressão do aumento dos carbetos. Se a quantidade adicionada for de 0,05% ou menos, nenhum efeito será reconhecido. No entanto, se a quantidade adicionada for maior, uma estrutura excessivamente resfriada será fa- cilmente formada no tratamento térmico de revenimento antes do enro- lamento e trefilação e facilmente causará rachaduras e rompimento no momento da trefilação. Isso é, durante a trefilação, é preferível primei- ro tratar pelo processo de patenteamento o material de aço para con- verter o mesmo em uma estrutura de ferrita-perlita. [0048] No entanto, Mo é um elemento que confere grande capaci- dade de endurecimento, de forma que quando a quantidade adiciona- da se torna grande, o tempo até o final da transformação em perlita aumenta, uma estrutura excessivamente resfriada é facilmente forma- da no resfriamento após o enrolamento ou no processo de patentea- mento e se torna a causa de rompimento durante a trefilação, ou, quando não há ruptura, mas rachaduras internas, as características do produto final são muito degradadas. Se Mo exceder 0,5%, a capacida- de de endurecimento se torna grande e a criação industrial de uma estrutura de ferrita-perlita se torna difícil, de forma que esse foi deter- minado como sendo o limite superior. Para se suprimir a formação de uma estrutura de martensita causando uma queda na capacidade de produção durante o enrolamento, trefilação, ou outro processo de pro- dução, e facilitando o enrolamento e gravação industrialmente está- veis, 0,4% ou menos é preferível e 0,2% é mais preferível. [0049] Adicionalmente, se W e Mo forem comparados com V, Nb e Ti tendo um efeito similar no reforço da resistência ao amolecimento pelo revenimento, V, Nb e Ti formam azotetos como explicado acima e facilitam o crescimento de carbetos com os mesmos como núcleos, enquanto W e Mo não formam quase azotetos, de forma que estão livres dos efeitos da quantidade de N e podem reforçar a resistência ao amolecimento se forem adicionados. Em outras palavras, o reforço da resistência ao amolecimento é possível mesmo com V, Nb e Ti, mas as quantidades adicionadas acabam sendo auto-restringidas pela adição para o reforço da resistência ao amolecimento enquanto evitam carbetos não dissolvidos. Portanto, quando nenhuma formação de carbetos não dissolvidos e uma alta resistência ao amolecimento são necessárias, a adição de W ou M que não formam azotetos, causando a precipitação dos carbetos a uma temperatura relativamente baixa, e funcionando como elementos de reforço de precipitação, seria extre- mamente eficaz. Adicionalmente, um ou mais dentre Ni, Cu, Co e B podem ser adicionados para garantir a resistência por meio do reforço da matriz quando o equilíbrio ideal da resistência ao amolecimento e capacidade de trabalho por meio do controle dos carbetos não pode ser obtido para se alcançar ambas a resistência e a capacidade de trabalho. [0050] Ni aperfeiçoa a capacidade de endurecimento e permite o aumento estável da resistência por tratamento térmico. Adicionalmen- te, aperfeiçoa a capacidade de endurecimento da matriz e aperfeiçoa a capacidade de enrolamento. No entanto, a têmpera e o revenimento aumentam a austenita retida, de forma que o assentamento e a uni- formidade do material são inferiores após a formação da mola. Se a quantidade adicionada for de 0,05% ou menos, um efeito no aumento da resistência e o aperfeiçoamento da capacidade de deformação não podem ser reconhecidos. Por outro lado, a adição de uma quantidade grande de Ni não é preferível. Com 3,0% ou mais, o efeito negativo da maior quantidade de austenita retida se torna maior e perceptível e o efeito do aperfeiçoamento da capacidade de endurecimento e capaci- dade de deformação se torna saturado, o que é desvantajoso do ponto de vista de custo e similares. [0051] Com relação a Cu, a adição de Cu pode impedir a descar- buração. Uma camada descarburada reduz a vida de fadiga após o processamento da mola, de forma que um esforço é realizado no sen- tido de se reduzir a mesma ao máximo. Adicionalmente, quando a ca- mada descarburada se torna muito profunda, a camada de superfície é removida pelo processo chamado descascamento. Adicionalmente, da mesma forma que Ni, existe um efeito no aperfeiçoamento da resis- tência à corrosão. Pela supressão de uma camada descarburada, o aperfeiçoamento da vida de fadiga e descascamento da mola pode ser omitido. O efeito da supressão da descarburação e do aperfeiçoamen- to da resistência à corrosão por Cu podem ser exibidos com 0,05% ou mais. Como explicado posteriormente, mesmo com a adição de Ni, mesmo acima de 0,5%, o enfraquecimento facilmente causa marcas de enrolamento. Portanto, o limite inferior é de 0,05% e o limite superi- or de 0,5%. A adição de Cu não prejudica as propriedades mecânicas de forma muito acentuada, mas quando da adição de Cu a 0,3%, a capacidade de enrolamento a quente é degradada, de forma que ra- chaduras algumas vezes são formadas na superfície da barra no mo- mento do enrolamento. Devido a isso, é preferível se mudar a quanti- dade de Ni adicionado para evitar rachaduras durante o enrolamento de acordo com a quantidade de Cu adicionada, isso é, [Cu%] < [Ni%].

Na faixa de Cu de 0,3%, ou menos, nenhuma marca de enrolamento será causada, de forma que não há necessidade de se definir a quan- tidade de Ni adicionado para fins de prevenção de marcas de enrola- mento. [0052] Co reduz a capacidade de endurecimento em alguns casos, mas pode aperfeiçoar a resistência às altas temperaturas. Adicional- mente, inibe a formação de carbetos, de forma a agir para suprimir a formação de carbetos brutos na presente invenção. Consequentemen- te, pode suprimir o aumento de cementita e outros carbetos. Portanto, a adição é preferível. Quando adicionado, se em uma quantidade de 0,05% ou menos, o efeito é pequeno. No entanto, se uma grande quantidade for adicionada, a dureza da fase de ferrita aumenta e a ca- pacidade de deformação é reduzida, de forma que o limite superior é de 3,0%. Industrialmente, o desempenho estável é obtido com 0,5% ou menos. [0053] B é um elemento que aperfeiçoa a capacidade de endure- cimento e é eficaz para a limpeza dos limites de grão de austenita. P, S e outros elementos que segregam nos limites de grão e reduzem a tenacidade são tornados inofensivos e as características de rompimen- to são aperfeiçoadas pela adição de B. Nesse momento, se B se unir a N e formar BN, esse efeito será perdido. A quantidade adicionada foi, portanto, determinada como sendo 0,0005%, onde o efeito se torna claro como o limite inferior, e 0,0060%, onde o efeito é saturado, como o limite superior. No entanto, se mesmo uma quantidade pequena de BN for formada, o enfraquecimento é causado, de forma que se deve considerar muito bem se a formação de BN é ou não necessária. Con- sequentemente, preferivelmente a quantidade é de 0,003 ou menos.

Mais preferivelmente, é eficaz se utilizar Ti, Nb e outros elementos de formação de azoteto para fixar N livre e tornar B 0,0010 a 0,0020%. [0054] Esses Ni, Cu, Co e B são basicamente eficazes para o re- forço da fase de ferrita da matriz. Esses são elementos eficazes quan- do se busca resistência pelo reforço da matriz quando um equilíbrio ideal de resistência ao amolecimento e capacidade de trabalho não pode ser obtido pelo controle de carbetos a fim de se alcançar tanto a resistência quanto a capacidade de trabalho. [0055] Adicionalmente, um ou dois ou mais dentre Te, Sb, Mg, Zr, Ca e Hf são adicionados como elementos para controlar a forma de óxidos e sulfetos quando um desempenho ainda maior e um desem- penho mais estável são buscados. [0056] Te tem o efeito de tornar MnS esférico. Se menos de 0,0002% for adicionado, esse efeito não é claro, enquanto que, se for mais de 0,01%, os efeitos negativos da redução de tenacidade da ma- triz, causando ruptura a quente, e reduzindo a durabilidade à fadiga, se tornam perceptíveis, de forma de 0,01% é considerado o limite su- perior. [0057] Sb tem o efeito de tornar MnS esférico. Se menos de 0,002% for adicionado, o efeito não é claro, enquanto se mais de 0,01% for adicionado, os efeitos negativos da redução da tenacidade da matriz, causando ruptura a quente, e reduzindo o limite de fadiga, se tornam perceptíveis, de forma que 0,01% é considerado o limite su- perior. [0058] Mg forma óxidos no aço fundido acima da temperatura de formação de MnS e já está presente no aço fundido no momento da formação de MnS. Portanto, o mesmo pode ser utilizado como núcleo para precipitação de MnS e, dessa forma, pode controlar a distribuição de MnS. Adicionalmente, na distribuição numérica, os óxidos com ba- se em Mg dispersam no aço fundido de forma mais fina do que os óxi- dos com base em Si e Al frequentemente observados em aços con- vencionais, de forma que MnS com óxidos com base em Mg como nú- cleo dispersam de forma fina no aço. Portanto, mesmo com o mesmo teor de S, a distribuição de MnS difere dependendo da presença de Mg. Pela adição disso, o tamanho do grão de Mns se torna ainda mais fino. Esse efeito pode ser obtido de forma suficiente mesmo em pe- quenas quantidades. Com a adição de Mg, MnS se torna mais fino. No entanto, se for acima de 0,0005%, óxidos duros se formarão com faci- lidade. Adicionalmente, MgS e outros sulfetos também começam a ser formados e uma queda da resistência à fadiga e uma queda na capa- cidade de enrolamento são incorridas. Portanto, a quantidade de Mg adicionada é entre 0,0001 a 0,0005%. Se for utilizado para uma mola de alta resistência, 0,0003% ou menos é preferível. Esses elementos são utilizados em quantidades muito pequenas, mas pela utilização de grandes quantidades de refratários com base em Mg, cerca de 0,0001% pode ser adicionado. Adicionalmente, pela seleção cuidado- sa dos materiais auxiliares e pela utilização dos materiais auxiliares possuindo um baixo teor de Mg, a quantidade de Mg adicionada pode ser controlada. [0059] Zr é um elemento de formação de óxido e sulfeto. No aço para mola, o mesmo dispersa de forma fina os óxidos, de modo que como com o MG, forma o núcleo para precipitação de MnS. Devido a isso, o limite de fadiga é aperfeiçoado e a capacidade de deformação é aumentada, de forma que a capacidade de enrolamento seja aper- feiçoada. Se menos de 0,0001% for adicionado, esse efeito não é ob- servado, enquanto que, se for adicionado em uma quantidade acima de 0,0005%, a formação de óxidos duros é promovida, de forma que mesmo se os sulfetos forem dispersos de forma fina, problemas devi- dos aos óxidos ocorrem com facilidade. Adicionalmente, pela adição de uma quantidade grande, em adição aos óxidos, ZrN, ZrS, e outros azotetos e sulfetos são formados e causam problemas de fabricação, e reduzem as características de durabilidade à fadiga da mola, de for- ma que a quantidade foi determinada como sendo de 0,0005% ou me- nos. Adicionalmente, quando utilizado para uma mola de alta resistên- cia, essa quantidade adicionada é preferivelmente de 0,0003%, ou menos. Esses elementos são muito pequenos em termos de quantida- de, mas podem ser controlados pela seleção cuidadosa dos materiais auxiliares e pelo controle preciso dos refratários e similares. [0060] Por exemplo, pela utilização liberada de refratários de Zr nos locais tipo concha, cadinho, e bocal, em contato com o aço fundi- do por longos períodos de tempo, é possível se adicionar cerca de 1 ppm a cerca de 200 toneladas de aço fundido. Adicionalmente, os ma- teriais auxiliares devem ser adicionados considerando-se esse fato e de modo a não exceder as faixas prescritas. Como o método de análi- se de Zr dentro do aço, é possível se amostrar 2g de uma parte do material de aço medido não influenciado pela escala de superfície, tra- tar a amostra por um método similar a JIS G 1237-1997 Apêndice 3, em seguida medir o mesmo por ICP. Nesse momento, a curva de cali- bragem no ICP é determinada como sendo adequada para uma quan- tidade muito pequena de Zr. [0061] Ca é um elemento de formação de óxido e sulfeto. No aço para mola, torna MnS esférico, e, dessa forma, pode suprimir o com- primento de MnS agindo como o ponto de partida de fadiga e outro rompimento e tornando o mesmo inofensivo. Esse efeito não está claro se menos de 0,0002% for adicionado, enquanto mesmo se adicionado em uma quantidade acima de 0,01%, não apenas o rendimento se tor- na pobre, mas também óxidos e CaS e outros sulfetos são formados e problemas de fabricação e redução das características de limite de fa- diga são causados, de forma que a quantidade de 0,01% ou menos foi determinada. A quantidade adicionada é preferivelmente de 0,001% ou menos. [0062] Hf é um elemento de formação de óxido e se torna o núcleo para a precipitação de MnS. Devido a esse fato, pela dispersão fina, Zr é um elemento de formação de óxido e sulfeto. No aço para mola, os óxidos dispersos finamente, como Mg, se tornam o núcleo para preci- pitação. Devido a isso, o limite de fadiga é aperfeiçoado e a capacida- de de deformação é aumentada, de forma que a capacidade de enro- lamento é aperfeiçoada. O efeito não está claro se menos de 0,0002% for adicionado, enquanto que mesmo se adicionado em uma quantida- de acima de 0,01%, não apenas o rendimento se torna pobre, como também óxidos e ZrN, ZrS e outros azotetos e sulfetos são formados e problemas de fabricação e redução nas características de limite de fa- diga são causados, de forma que a quantidade indicada é de 0,01% ou menos. A quantidade adicionada é preferivelmente de 0,003% ou me- nos. [0063] Abaixo, a faixa preferível de conteúdo de outras composi- ções será explicada. [0064] Para P e S, enquanto não prescrito nas reivindicações, a restrição é necessária. P torna o aço duro, mas adicionalmente causa a segregação e torna o material quebradiço. Em particular, o P segre- gado nos limites de grão de austenita causa uma queda no valor de impacto e ruptura retardada devido à penetração de hidrogênio e simi- lar. Portanto, quanto menos, melhor. De acordo, a quantidade de P é preferivelmente de 0,015% ou menos onde essa tendência ao enfra- quecimento se torna perceptível. Adicionalmente, no caso de uma alta resistência onde a resistência à tração do fio de aço tratado térmica- mente excede 2150 MPa, a quantidade é preferivelmente de menos de 0,01%. [0065] S, como P, causa o enfraquecimento do aço quando pre- sente no aço. Sua influência é reduzida por Mn, mas MnS também as- sume a forma de inclusões, de forma que as características de ruptura são reduzidas. Em particular, com aço de alta resistência, a ruptura algumas vezes ocorre devido a uma quantidade muito fina de Mns, de forma que S é preferivelmente reduzido o máximo possível. Tornando a quantidade igual a 0,015% ou menos, onde esses efeitos negativos se tornam perceptíveis, é preferível. Adicionalmente, no caso de uma alta resistência onde a resistência à tração do fio de aço tratado termi- camente excede 2150 MPa, a quantidade é preferivelmente de menos de 0,01%. [0066] t-0 é adicionado entre 0,0002 e 0,01%. O aço contém óxi- dos formados através do processo de desoxidação e O dissolvido. No entanto, quando a quantidade total de oxigênio (t-O) é grande, significa que existe uma grande quantidade de inclusões com base em óxido.

Se o tamanho de inclusões com base em óxido é pequeno, o mesmo não afetará o desempenho da mola, mas se houver uma grande quan- tidade de óxidos grandes presente, os mesmos terão um efeito grande no desempenho da mola. Se a quantidade de oxigênio for acima de 0,01%, o desempenho da mola é reduzido de forma perceptível, de forma que o limite superior é preferivelmente de 0,01%. Quanto menor a quantidade de oxigênio, melhor, mas mesmo se menos de 0,0002%, o efeito é saturado, de forma que seja preferivelmente tornado o limite inferior. Se for se considerar a facilidade no processo de desoxidação real e similar, o ajuste para 0,0005 a 0,005% é preferível. [0067] Na presente invenção, a resistência à tração é preferivel- mente de 2000 MPa ou mais. Se a resistência à tração for alta, as ca- racterísticas de fadiga da mola tendem a ser aperfeiçoadas. Adicio- nalmente, mesmo quando da aplicação de nitretação ou outro trata- mento de endurecimento de superfície, se a resistência básica do fio de aço for alta, as características de fadiga altas e as características de ajuste podem ser obtidas. Por outro lado, se a resistência for alta, a capacidade de enrolamento é reduzida e a produção da mola se torna difícil. Devido a isso, é importante não apenas de aperfeiçoar a resis- tência, mas também se imprimir uma capacidade de deformação per- mitindo o enrolamento. [0068] Dos pontos de vista de fadiga, ajuste e similares, a resis- tência do fio de aço se torna necessária. TS>2000 MPa é tornado o limite inferior. Adicionalmente, quando aplicado a uma mola de alta tensão, uma maior resistência é preferível. A quantidade é preferivel- mente de 2200 MPa ou mais e, adicionalmente, para aplicação a uma mola de alta resistência, o aumento da resistência para 2250 ou 2300 MPa ou mais, em uma faixa que não prejudica a capacidade de enro- lamento, é preferível. [0069] Para carbetos não dissolvidos, para se obter a alta resis- tência, C e Mn, Ti, V, Nb e outros elementos chamados de elementos de liga são adicionados, mas se a adição de grandes quantidades de elementos formando azotetos, carbetos e carboazotetos dentre esses, os carbetos não dissolvidos permanecem com facilidade. Os carbetos não dissolvidos são geralmente esféricos e incluem os basicamente feitos de elementos de liga e os basicamente feitos de cementita. [0070] A figura 2 ilustra um exemplo típico de observação. Na figu- ra 2, (a) ilustra um exemplo de observação de carbetos não dissolvi- dos por um microscópio eletrônico tipo digitalizador, (b) ilustra um e- xemplo de análise elementar por raios X dos carbetos não dissolvidos com base em liga X e (c) ilustra um exemplo da análise elementar por raios X dos carbetos não dissolvidos com base em cementita Y. De acordo com isso, dois tipos de estruturas são reconhecidos no aço: estruturas em formato de agulha e estruturas esférica da matriz. Ge- ralmente, sabe-se que pela utilização do revenimento para formar es- truturas em forma de agulha de martensita e utilização de revenido pa- ra formar carbetos no aço, a resistência e tenacidade podem ser simul- taneamente alcançadas. No entanto, na presente invenção, como ilus- trado por X e Y em (a) da figura 2, não apenas as estruturas em forma- to de agulha, mas também grandes quantidades de estruturas esféri- cas permanecem em alguns casos. Essas estruturas esféricas são carbetos não dissolvidos. Sua distribuição afeta em muito o desempe- nho do fio de aço para uma mola. Portanto, os "carbetos não dissolvi- dos" referidos aqui incluem não apenas os chamados carbetos esféri- cos com base em liga (X) onde as ligas acima formam azotetos, carbe- tos, e carboazotetos, mas também carbetos esféricos com base em cementita (Y) basicamente constituídos de carbetos de Fe (cementita).

[0071] As figuras 2(b) e (c) ilustram exemplos da análise por EDX fixado a um SEM. As invenções convencionais focalizam apenas em V, Nb e outros carbeto com base em elemento de liga. Um exemplo é a figura 2(b). A mesma é caracterizada pelo fato de o pico de Fe ser relativamente pequeno e o pico de liga (nesse exemplo, V) ser maior nos carbetos. Os carbetos com base em liga (X), estritamente falando, são basicamente carbetos compostos com azotetos (chamados carbo- azotetos), de forma que esses carbetos com base em liga e azotetos e seus precipitados esféricos com base em liga composta serão coleti- vamente referidos com "carbetos esféricos com base em liga". [0072] Na presente invenção, foi revelado que a forma de precipi- tação não apenas dos carbetos esféricos com base em elemento de liga convencionais, mas também, como ilustrado na figura 2(c), o Fe3C de um diâmetro equivalente ao círculo de 3 ocm ou mais e chamados carbetos com base em cementita constituídos disso, nos quais quanti- dades pequenas de elementos de liga são dissolvidas, é importante.

Quando se alcança simultaneamente a alta resistência e a capacidade de trabalho maiores do que as do fio de aço convencional como na presente invenção, se houver muitos carbetos esféricos com base em cementita de 3 ocm ou menos de tamanho, a capacidade de trabalho é muito prejudicada. Daqui por diante, os carbetos de tal formato esféri- co basicamente constituídos de Fe e C, como ilustrado na figura 2 (c), serão referidos como "carbetos esféricos com base em cementita". [0073] Note-se que resultados similares de análise com esses re- sultados foram obtidos mesmo pelo método de duplicação utilizando um microscópio eletrônico de transmissão. Esses carbetos esféricos são considerados carbetos que não dissolvem o suficiente na têmpera e revenido pela têmpera com óleo e tratamento com alta frequência e se tornam esféricos e crescem ou encolhem no processo de têmpera e revenido. Os carbetos dessas dimensões não apenas não contribuem de forma alguma para a resistência e tenacidade devido à têmpera e revenido, mas inversamente degradam os mesmos, isso é, fixam o C no aço e consomem o C adicionado para se tornar a fonte de resistên- cia, e aumentam adicionalmente o mesmo, de forma a se tornar uma fonte de concentração de tensão também, de modo que as proprieda- des mecânicas do fio de aço são reduzidas. [0074] Portanto, as seguintes restrições são adicionadas aos car- betos esféricos com base em liga e carbetos esféricos com base em cementita no plano observado. As restrições a seguir são importantes para a eliminação dos efeitos negativos decorrentes dos mesmos. [0075] O percentual de área dos carbetos com um diâmetro equi- valente a um círculo de 0,2 ocm ou mais é de 7% ou menos. [0076] A densidade dos carbetos com um diâmetro equivalente a um círculo de 0,2 ocm ou mais é de 1 carbeto/oem ou menos. [0077] Quando do enrolamento a frio do aço depois da têmpera e revenido, os carbetos esféricos não dissolvidos afetam as características de enrolamento, isso é, as características de dobra até a ruptura. Até a- gora, para obter uma alta resistência, a prática geral era se adicionar grandes quantidades não apenas de C, mas também de Cr, V e outros elementos de liga, mas isso tinha efeitos negativos nos quais a resistên- cia se tornava muito alta, a capacidade de deformação se tornava insufi- ciente, e as características de enrolamento eram degradadas. Acredita- se que a causa fosse os carbetos grandes se precipitando no aço. [0078] Esses carbetos com base em liga e base em cementita no aço podem ser observados pela gravação de uma amostra polida de espelho por picral, gravação eletrolítica, ou similar, mas para observa- ção e avaliação detalhadas das dimensões e similares, um microscó- pio eletrônico tipo digitalizador deve ser utilizado para fins de observa- ção com uma alta amplificação de 3000X ou mais. Os carbetos esféri- cos com base em liga e os carbetos esféricos com base em cementita cobertos aqui possuem diâmetros equivalentes a círculo de 0,2 am ou mais. Normalmente, os carbetos servem essencialmente para garantir a resistência do aço e resistência ao amolecimento por revenimento, mas se o tamanho efetivo de partícula for de 0,1 am ou menos, ou in- versamente, acima de 0,1 am, não há contribuição para a resistência ou fineza aumentada do tamanho de partícula de austenita e as carac- terísticas de deformação são apenas degradadas. No entanto, na téc- nica anterior, a importância não é reconhecida como tal. A técnica an- terior só focaliza em V, Nb e outros carbetos com base em liga. Os carbetos de um diâmetro equivalente a círculo de 3 am ou menos, em particular, carbetos esféricos com base em cementita, foram conside- rados inofensivos. [0079] Esses carbetos com base em liga e com base em cementita são observados por gravação eletrolítica de uma amostra polida de espelho e utilizando um microscópio eletrônico tipo digitalizador para observar o mesmo a 10000X, observando os 10 campos ou mais. Se o percentual de área dos carbetos esféricos exceder 7%, a capacidade de trabalho é extremamente inferior, de forma que esse foi considera- do o limite superior. [0080] Adicionalmente, no caso de carbetos esféricos com base em liga e com base em cementita com um diâmetro equivalente a cír- culo de 0,2 ocm ou mais, não apenas as dimensões, mas também os números se tornam fatores importantes. Consequentemente, os dois foram considerados para se definir o escopo da presente invenção.

Isso é, se o número de carbetos esféricos possuindo um diâmetro e- quivalente a círculo de 0,2 ocm ou mais for extremamente grande e a densidade no plano observado exceder 1 carbeto/oem, a deterioração das características de enrolamento se torna perceptível, de forma que esse é considerado o limite superior. Por outro lado, se as dimensões dos carbetos exceder 3 ocm, o efeito das dimensões se torna ainda maior, de forma que é preferível não se exceder esse limite. [0081] A razão para tornar o tamanho de grão de austenita anterior número 10 ou maior é que no fio de aço possuindo basicamente uma estrutura de austenita temperada, o tamanho de grão de austenita an- terior tem um grande efeito nas propriedades básicas do fio de aço juntamente com os carbetos. Isso é, um tamanho de grão de austenita anterior menor significa características de fadiga e capacidade de en- rolamento superiores. No entanto, não importa quão pequeno seja o tamanho do grão de austenita, se os carbetos forem contidos acima da quantidade prescrita, o efeito é pequeno. Geralmente, para se reduzir o tamanho de grão de austenita, é eficaz se reduzir a temperatura de aquecimento durante o revenimento, mas isso aumenta, de forma in- versa, os carbetos esféricos não dissolvidos. Portanto, é importante se acabar o fio de aço em um que tenha equilíbrio na quantidade de car- betos e tamanho de grão de austenita anterior. Aqui, quando os carbe- tos satisfazem as definições acima, se o número do tamanho de grão de austenita anterior for inferior a 10, características de fadiga e capa- cidade de enrolamento suficientes não poderão ser obtidas, de forma que o número do tamanho de grão de austenita anterior foi considera- do 10 ou maior. [0082] Adicionalmente, para aplicações para uma mola de alta re- sistência, grãos mais finos são preferíveis. Pela consideração do nú- mero 11 ou 12, ou maior, é possível se alcançar simultaneamente uma alta resistência e capacidade de enrolamento. [0083] A razão para tornar a austenita retida a 15% de massa ou menos é que a austenita retida frequentemente permanece nas partes segregadas ou limites de grão de austenita anterior ou regiões próxi- mas cercada por subgrãos. A austenita retida se torna martensita por transformação induzida por trabalho. Se a transformação for induzida durante a formação da mola, parte de alta dureza local são formadas no material e, ao invés disso, as características de capacidade de en- rolamento como uma mola são reduzidas. Adicionalmente, as molas recentes são reforçadas em suas superfícies por jato-percussão (shot- peening), assentamento e outras deformações plásticas, mas se o processo de produção incluir uma pluralidade de etapas de aplicação de tal deformação plástica, a martensita induzida por trabalho formada muito cedo reduzirá a tensão de fratura e reduzirá a capacidade de trabalho e as características de ruptura da mola durante o uso. Adicio- nalmente, quando marcas de percussão e outra deformação industri- almente inevitável são introduzidas, o fio se romperá com facilidade durante o enrolamento. Adicionalmente, pela ruptura gradual de nitre- tação, recozimento de alívio de tensão e outro tratamento térmico, as propriedades mecânicas são alteradas, a resistência reduzida, e capa- cidade de enrolamento reduzida, e outros efeitos negativos são cau- sados. Portanto, a austenita retida é reduzida o máximo possível e a formação de martensita induzida por trabalho é suprimida de forma a aperfeiçoar a capacidade de trabalho. Especificamente, se a quantida- de de austenita retida exceder 15% (% de massa), a sensibilidade a marcas de percussão, etc. se torna maior e o fio se rompe com facili- dade durante o enrolamento ou outro manuseio, de forma que de 15% ou menos foi restringido a isso. [0084] A quantidade de austenita retida muda dependendo da quantidade de C, Mn e outros elementos de liga adicionados e das condições de tratamento térmico. Portanto, o aperfeiçoamento não a- penas do desenho das composições, mas das condições de tratamen- to térmico é importante. [0085] Se a temperatura de formação de martensita (ponto de temperatura inicial Ms, ponto de temperatura final Mf) se tornar uma temperatura baixa, a martensita não será formada a menos que a temperatura seja tornada consideravelmente baixa durante o reveni- mento. A austenita retida permanecerá facilmente. Com revenimento industrial, água ou óleo é utilizado, mas a supressão de austenita reti- da exige o controle avançado do tratamento térmico. Especificamente, o controle se torna necessário para se manter o refrigerante de resfri- amento a uma baixa temperatura, manter uma baixa temperatura o máximo possível após o resfriamento, garantir um longo tempo de transformação em martensita, e similar. Industrialmente, o material é pro- cessado por uma linha contínua, de forma que a temperatura do refrige- rante de resfriamento suba facilmente para perto de 100*0, mas seja mantido preferivelmente a 60*C ou menos. Uma baixa temperatura de 40*C ou menos é mais preferível. Adicionalmente, pa ra se promover de forma suficiente a transformação de martensita, o material deve ser man- tido no meio de resfriamento por pelo menos 1 segundo. A manutenção de um tempo de retenção após o resfriamento também é importante. [0086] Adicionalmente, em adição às restrições nos carbetos, etc., uma estrutura na qual a distribuição dos carbetos se torna menor do que a de outras partes deve ser evitada. Especificamente, na marten- sita lenticular, e suas estruturas temperadas, a distribuição de carbetos é menor do que outras partes e a microestrutura se torna não unifor- me, de forma que existe um efeito prejudicial na resistência à fadiga e na capacidade de trabalho.

Exemplos [0087] Itens da avaliação: [0088] Para se avaliar a aplicabilidade da presente invenção à uma mola, a resistência à tensão, dureza após o recozimento, valor de impacto, e redução na área como medida por um teste de tensão, são ilustrados como itens de avaliação. A resistência à tração é diretamen- te conectada ao limite de fadiga da mola. Quanto maior a resistência, maior o limite de fadiga ilustrado. [0089] Adicionalmente, a redução na área medida simultaneamente com a medição da resistência à tração ilustra o comportamento de de- formação plástica do material e é um indicador de avaliação da capaci- dade de trabalho dentro de uma mola (característica de enrolamento).

Quanto maior a redução na área, mais fácil a capacidade de trabalho i- lustrada, mas em geral quanto maior a resistência, menor a redução de área. A partir dos exemplos de aço convencional, se a redução na área exceder 30% avaliado por esse diâmetro de fio, é revelado que os pro- blemas não ocorrerão com facilidade em uma produção em massa em escala industrial mesmo com outros diâmetros de fio. A peça de teste preparada foi obtida pela têmpera e revenimento de um material de φ13 mm para exceder 2200 Mpa, em seguida, preparando uma peça de teste N°. 9 de JTS Z 2201. Isso é testado com base em JTS Z 2241. A resis- tência à tração foi calculada a partir dessa carga de ruptura. [0090] Adicionalmente, recentemente, as molas estão sendo fre- quentemente criadas mais resistentes pelo endurecimento por nitreta- ção das camadas de superfície. A nitretação é realizada pelo aqueci- mento da mola a 400 a 500 C em um gás atmosférico por nitretação e manutenção do mesmo nessa situação por vários minutos até 1 hora, de forma a endurecer a camada de superfície. Nesse momento, o inte- rior onde o nitrogênio não penetra é aquecido, de forma que seja reco- zido e amolecido. É importante se suprimir esse amolecimento, de forma que a dureza após o recozimento simulando nitretação foi utili- zado como um item para avaliação da resistência ao amolecimento. [0091] Adicionalmente, a fim de se avaliar a capacidade de traba- lho e a resistência à fadiga do material, o valor de impacto Charpy foi tornado um item de avaliação. Geralmente, acredita-se que um mate- rial que tenha um excelente valor de impacto também seja bom em resistência à ruptura incluindo características de fadiga. Adicionalmen- te, um material quebradiço também é inferior em termos de capacida- de de trabalho, de forma que um material com alta tenacidade seja considerado excelente em termos de capacidade de trabalho também.

Nesse exemplo, o valor de impacto Charpy de um material tratado termicamente da mesma forma que um medido por resistência à tra- ção após têmpera e revenimento foi medido. O valor de impacto Charpy é influenciado pelo tamanho de grão de austenita, de forma que o tamanho de grão de austenita do mesmo material também foi medido. Note-se que a peça de teste de impacto Charpy é constituída de um chamado material de meio tamanho (5x10 mm de seção trans- versal) obtido a partir de φ13 mm de material tratado termicamente e formado com um entalhe em forma de U. [0092] Adicionalmente, quando a mola é uma com um φ4 mm mais fino, o tratamento térmico é encerrado em um tempo relativamente curto. Devido a isso, sabe-se que os carbetos não dissolvidos perma- necem facilmente e a capacidade de trabalho é reduzida. Consequen- temente, nos exemplos da invenção, também, o material foi tratado por patenteamento e gravado para φ4 mm e o fio gravado foi tratado termi- camente para medir a distribuição de carbetos e tamanho de grão de austenita. Geralmente, se a temperatura de aquecimento for baixa e o tempo for curto, o tamanho do grão de austenita pode ser pequeno, mas os carbetos não dissolvidos tendem a aumentar. Um equilíbrio dos dois deve ser utilizado para a avaliação geral. Os resultados apa- recem na resistência à tração e no alongamento, de forma que esses dois foram avaliados. Com um material de diâmetro fino de φ5 mm ou menos, visto que a área transversal é pequena, no comportamento de deformação plástica, uma diferença mais clara aparece no alongamen- to ao invés de na redução da área. [0093] Detalhes das condições de tratamento térmico e similares do material avaliado serão descritos abaixo. [0094] Um teste de tensão foi conduzido com base em JIS pela preparação de uma peça de teste com uma parte paralela de φ6 mm e medição da resistência à tração e alongamento. A quantidade de aus- tenita retida foi determinada pelo polimento de espelho após a têmpera e revenido e medição por raios X. Adicionalmente, a dureza após o recozimento foi determinada pelo polimento de espelho após o trata- mento térmico e a medição da dureza Vickers na profundidade de 1/2 a partir da superfície do raio em três pontos. O valor médio foi utilizado como a dureza após o recozimento. [0095] Com referência ao método de produção do material (haste de fio), o exemplo da invenção 16 da presente invenção produziu o material por um forno de fusão a vácuo de 2t, em seguida, enrolando o mesmo em uma barra. Nesse momento, nos exemplos da invenção, a alta temperatura de 1200Ό ou mais foi mantida por um determinado tempo. A seguir, em cada caso, a barra foi enrolada para φ13 mm. [0096] Nos outros exemplos, o material foi fundido em um forno de fusão a vácuo de 16 kg, então forjado por forja para φ13 mm x 600 mm, e então tratado termicamente. Nesse momento também, da mesma forma, o material foi mantido a uma temperatura alta de 1200Ό ou mais por um tempo determinado, então tratado termica- mente para obter uma alta resistência predeterminada. [0097] Com referência ao método de tratamento térmico, para a preparação da peça de teste avaliada, a menos que haja uma descri- ção particular ao contrário, o material foi mantido a 1200Ό X 15 min -> resfriada com ar, então aquecida a 950Ό por 10 min utos, então carre- gada para dentro de um banho de chumbo aquecido a 650Ό, aqueci- da adicionalmente a 950 C X 10 min., carregada para dentro de um banho de óleo a 60Ό para revenir, em seguida, nos exemplos da in- venção, ajustada na temperatura de revenimento de forma que a resis- tência à tração excedesse 2200 MPa. A resistência à tensão, capaci- dade de trefilação, e valor de impacto Charpy com esse tratamento térmico foram medidos. [0098] Essa temperatura de revenimento difere dependendo das composições químicas, mas com relação à presente invenção, os ma- teriais são tratados termicamente de acordo com as composições químicas, de forma que a resistência à tração alcance 2200 MPa ou mais. Por outro lado, com relação aos exemplos comparativos, os ma- teriais são tratados termicamente apenas para combinar com a resis- tência à tensão. Adicionalmente, os materiais foram recozidos a 400Ό X 20 min simulando nitretação e medidos pela dureza, de forma a ava- liar a resistência ao amolecimento. [0099] Adicionalmente, para as hastes de fio de φ4 mm para avali- ação de carbetos, a menos que haja uma descrição particular ao con- trário, as hastes foram mantidas a 1200Ό X 15 min -> resfriadas com ar, então cortadas em φ10 mm, aquecida a 950Ό por 10 minutos, en- tão carregada para um banho de chumbo aquecido a 650Ό. Adicio- nalmente, isso foi trefilado para reduzir as mesmas em diâmetro para φ4 mm, aquecidas a 950Ό X 5 min., então carregadas para dentro de um banho de óleo de 60Ό para revenir, em seguida, ajustadas na temperatura de revenimento para fornecer uma resistência à tração excedendo 2200 MPa. Adicionalmente, a tensão capaz de fornecer um número de ciclos de carga excedendo 107 em um teste de dobra rota- tiva tipo Nakamura foi considerada a resistência à fadiga.

Tabela 2 Tabela 3 Tabela 4 Tabela 5 Tabela 6 Tabela 7 Tabela 8 Tabela 9 [00101] As Tabelas 2 a 9 ilustram composições químicas da pre- sente invenção e os aços comparativos quando tratados a φ4 mm, a razão de área de região pobre em carbeto com base em cementita, o percentual de área de carbetos esféricos com base em cementita e com base em liga, a densidade dos carbetos esféricos com base em cementita de um diâmetro equivalente a círculo de 0,2 a 3 am, a den- sidade dos carbetos esféricos com base em cementita de um diâmetro equivalente a círculo com mais de 3 am, o diâmetro máximo do óxido, o número de tamanho de grão de austenita anterior, a quantidade de austenita retida (% de massa), e a resistência à tração obtida resultan- te, dureza após o recozimento, valor de impacto e redução na área com medido no teste de tensão. Isso é, as Tabelas 2 e 3 ilustram as composições químicas dos Exemplos Inventivos Nos 1 a 25, enquanto as Tabelas 4 e 5 ilustram as composições químicas dos Exemplos In- ventivos Nos. 26 a 51. A Tabela 5 ilustra as composições químicas dos Exemplos Comparativos Nos. 52 a 77. Adicionalmente, a Tabela 7 ilus- tra as características dos Exemplos Inventivos Nos. 1 a 25 e a Tabela 8 ilustra as mesmas para os Exemplos Inventivos Nos. 26 a 51, respecti- vamente, com trefilação e sem trefilação. Adicionalmente, a Tabela 9 ilustra as características dos Exemplos Comparativos Nos. 52 a 77 com trefilação e sem trefilação. [00102] Abaixo, os exemplos comparativos serão explicados. [00103] Nos exemplos da invenção, mesmo os materiais tratados termicamente sem trefilação exibiram bom desempenho em termos de valor de impacto e resistência ao amolecimento após o recozimento, características de tensão, e similares, e mesmo os materiais tratados termicamente após a trefilação estavam dentro dos limites das carac- terísticas de tensão, distribuição de carbetos, e similares, de forma que um bom desempenho foi obtido, mas os exemplos a seguir estavam fora dos limites, de forma que não exibiram um desempenho suficien- te. [00104] Os exemplos 52 e 53 foram casos onde nem Ti nem Nb fo- ram incluídos. Uma grande quantidade de V e Cr foram adicionadas, de forma que carbetos não dissolvidos com nitretos como núcleos fo- ram formados, de forma que a redução na área no teste de tensão ou alongamento após a trefilação foi baixa e a capacidade de trabalho foi reduzida. [00105] Nos Exemplos 54 e 55, enquanto Ti e Nb foram adiciona- dos, o N é excessivo e os carbetos não dissolvidos com azotetos como núcleos foram formados, de modo que a redução na área no teste de tensão ou alongamento após a trefilação foi baixa e a capacidade de trabalho foi reduzida. [00106] Nos exemplos 56 a 59, Ti foi adicionado para fixar N como TiN, mas a quantidade de Ti adicionada foi excessiva e houve efeitos negativos causados por TiN. Devido a isso, a distribuição de inclusões se tornou maior e como resultado disso a redução na área no teste de tensão ou alongamento após a trefilação foi baixa e a capacidade de trabalho foi reduzida. [00107] Em particular, o Exemplo 57 é o caso no qual a temperatura de aquecimento durante o revenimento foi reduzida e dessa forma uma grande quantidade de carbetos não dissolvidos foi formada. [00108] Os Exemplos de 60 a 62 são exemplos nos quais Nb foi adicionado, mas a quantidade adicionada foi excessiva, de forma que um grande número de carbetos não dissolvidos foi observado, a redu- ção na área no teste de tensão ou alongamento após a trefilação foi baixa, e a capacidade de trabalho foi reduzida. Nos Exemplos 63 e 64, Al é excessivo, de forma que os óxidos se tornaram maiores e as ca- racterísticas de fadiga diminuíram. [00109] Os Exemplos 65 e 66 são casos nos quais a quantidade adicionada de V é excessiva. Em cada caso, a dureza após o recozi- mento simulando nitretação foi baixa, o tamanho do grão de austenita anterior tendeu a aumentar, e as características de fadiga a diminuir.

Adicionalmente, na nitretação real, em comparação com os exemplos da invenção nos quais V é adicionado nas quantidades definidas, a dureza da camada de superfície é menor, a profundidade de nitretação é menor, mesmo com o mesmo tempo de nitretação, e outras diferen- ças ocorrem no desempenho após a nitretação. [00110] Nos Exemplos 67 e 68, a quantidade adicionada de Cr é muito pequena, a dureza após o recozimento simulando nitretação é baixa, a camada endurecida de superfície no momento da nitretação se torna fina, e as características de fadiga diminuem. [00111] Os Exemplos 69 a 71 são casos nos quais a temperatura de resfriamento no momento do revenimento é alta e o tempo de res- friamento é curto. Devido a isso, a dureza após o recozimento é insufi- ciente, e, em termos de aplicação prática, as áreas em torno das mar- cas de manuseio leves se tornam quebradiças devido à transformação induzida por tensão, de forma que a capacidade de trabalho diminui. [00112] Os Exemplos 72 e 73 são exemplos quando a temperatura de aquecimento durante o revenimento é muito alta. O tamanho de grão de austenita anterior se torna maior, o valor de impacto se torna menor, e as características de fadiga diminuem. [00113] Os Exemplos 74 a 77 são casos nos quais quando C ou Si são menores do que o definido. A resistência à tração após o recozi- mento diminui, de forma que a resistência à fadiga não pode ser ga- rantida. [00114] Aplicabilidade Industrial [00115] O aço da presente invenção, devido ao percentual de área e à densidade dos carbetos esféricos com base em cementita, e com base na liga no fio de aço para molas de enrolamento a frio, tamanho de grão de austenita e quantidade de austenita retida são feitas pe- quenas, é aumentado em resistência para 2000 MPa ou mais, recebe capacidade de enrolamento e permite a produção de molas com alta resistência e excelente característica de ruptura.

Claims (4)

1. Aço para mola de alta resistência, caracterizado pelo fato de compreender, por % de massa: C: 0,5 a 0,9%; Si: 1,0 a 3,0%, Mn: 0,1 a 1,5%; Cr: 1,0 a 2,5%; V: acima de 0,15 a 1,0%; Al: 0,005% ou menos; Nb: 0,001 a menos de 0,01%; controlando N para 0,007% ou menos;e restante de Fe e impurezas inevitáveis.

2. Aço para mola de alta resistência, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de conter adicionalmente pelo menos um entre: Ti: 0,001 a menos de 0,005% W: 0,05 a 0,5%; e Mo: 0,05 a 0,5%.

3. Aço para mola de alta resistência, de acordo com a rei- vindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de conter adicionalmente, por % de massa, um ou dois ou mais dentre: Ni: 0,05 a 3,0%; Cu: 0,05 a 0,5%; Co: 0,05 a 3,0%; e B: 0,0005 a 0,006%.

4. Aço para mola de alta resistência, de acordo com qual- quer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de con- ter adicionalmente, por% de massa, um ou dois ou mais dentre: Te: 0,0002 a 0,01%; Sb: 0,0002 a 0,01%; Mg: 0,0001 a 0,0005%; Zr: 0,0001 a 0,0005%; Ca: 0,0002 a 0,01%; e Hf: 0,0002 a 0,01%.