BRPI0721174A2 - Haste e mola de fio de aço acalamdo com si - Google Patents

Description

“HASTE E MOLA DE FIO DE AÇO ACALMADO COM Si” Campo da Técnica

A presente invenção refere-se a uma haste de fio de aço acalmada com silício ex- celente em propriedades de fatiga e uma mola obtida a partir desta haste de fio de aço, que pode exercer alta propriedade de fatiga quanto for feita, por exemplo, uma mola de grande resistência (uma mola de válvula, uma mola da embreagem) ou semelhantes, e sejam úteis como materiais de uma mola de válvula para um motor de automóvel, uma mola da embre- agem, uma mola do freio, uma mola da suspensão e um cordão de aço ou o semelhante em que tais propriedades sejam requeridas.

Fundamento da Técnica

Nos últimos anos, como exigência de redução de peso, e grande saída para um au- tomóvel estão mais amplamente requeridas, um projeto elevado de tensão é direcionado também em uma mola de válvula, uma mola de suspensão ou os similares utilizados para um motor, uma suspensão ou similares. Por conseguinte, para estas molas, aquelas que são excelentes em propriedades de resistência à fatiga e propriedades de resistência aos ajustes são fortemente desejadas para lidar com aumento em uma tensão de carga. Em particular, com relação à mola de válvula, exigências para aumento da tensão de fatiga é muito forte, e mesmo SWOSC-V (JIS G 3566), que é estimado para ser excelente em esfor- ços de fatiga dentre aços convencionais, está se tornando difícil de lidar.

Em uma haste do fio para uma mola em que é requerida alta intensidade da fatiga, é necessário reduzir inclusões não-metálicas que sejam apresentadas na haste do fio e se tornem um ponto de partida de ruptura tanto quanto possível. A partir de tal ponto de vista, com relação ao aço utilizado para tal uso como descrito acima, é comum que o aço de alta limpeza onde a presença das inclusões não-metálicas descritas acima é diminuída tanto quanto possível seja utilizado. Adicionalmente, por causa do risco de ruptura do fio e ruptura da fatiga devido às inclusões não-metálicas aumentarem como alto reforço de material é intencionado para, a exigência para redução e miniaturização das inclusões não-metálicas que se tornam sua principal causa tem se tornado mais grave.

Ainda, em uma haste de fio para uma mola em que é requerido alto esforço de fati- ga, é necessário reduzir duramente inclusões não-metálicas presentes nas hastes do fio tanto quanto possível. A partir de tal ponto de vista, com relação ao aço utilizado para tal uso como descrito acima, é comum que o aço de alta limpeza onde a presença das inclu- sões não-metálicas descritas acima é diminuída tanto quanto possível seja utilizado. Adicio- nalmente, por causa do risco de ruptura do fio e ruptura da fatiga, devido às inclusões não- metálicas aumentarem como alta resistência de material é pretendido para redução e minia- turização das inclusões não-metálicas que se tornam sua principal causa tem se tornado mais grave. Como uma tecnologia para fazer inclusões sem braços (contra fatiga), uma tecno- logia para controlar a composição de inclusões é descrita. Por exemplo, no Documento de Patente 1, tem sido descrito que, em aço de mola de válvula, se controlado para inclusões baseadas nos três componentes CaO-AI2O3-SiO3 cujo ponto de fusão é menor que aproxi- 5 madamente 1, 400 a 1, 500°C, eles não se tornam o início do ponto de falha de fatiga e me- lhora as propriedades de fatiga.

Adicionalmente, no Documento de Patente 1, é mostrado que aço de limpeza exce- lente em viabilidade fria e propriedades de fatiga podem ser obtido pela composição média de inclusões não-metálicas cujo comprimento (1) e raio de largura (d) é 1/d á em seções em L de aço enrolado contém Sio2: 20-60%, MnO: 10-80%, e um ou ambos de CaO: 50% ou abaixo e MgO: 15% ou abaixo.

No Documento de Patente 2, é mostrado que o aço de limpeza excelente em viabi- lidade fria e propriedade de fatiga pode ser obtido pela composição média de inclusões não- metálicas cujo comprimento (1) e raio de largura (d) é 1/dá em seções em L de aço enrola- do é feito para compreender SiO2: 35 a 75%, AI2O3: 30% ou abaixo, CaO: 50% ou abaixo, MgO: 25% ou abaixo.

No Documento de Patente 3, é descrito que, a intensidade de fatiga é melhorada controlando SiO2: 25 a 75%, AI2O3: 35% ou abaixo, um ou ambos de CaO: 50% ou abaixo e MgO: 40% ou abaixo, e MnO: 60% ou abaixo para serem contidos nas inclusões.

No Documento de Patente 4, é descrito que, o esforço de fatiga é melhorado con-

trolando o ponto de fusão das inclusões cujo ponde de fusão seja maior que 1.500°C ou abaixo.

Também, com relação à tecnologia utilizando um componente especial, existe um mostrado no Documento de Patente 5 em que as inclusões são controladas para composi- ção de Li2O, e um mostrado no Documento de Patente 6 em que Ba, Sr, Ca, Mg estão con- tidos no aço.

Também, a partir do ponto de vista de intenção de redução e miniaturização de in- clusões não-metálicas rígidas em aço, uma variedade de tecnologias têm sido propostas ao longo. Por exemplo, no Documento Não-Patente 1, é descrito que inclusões são refinadas 30 em enrolamento mantendo as inclusões no vidro (material de vidro) e que as inclusões estão presentes nos componentes baseados em CaO-AI2O3-SiO3 que sejam de matéria de vidro e estável. Também, é proposto que a diminuição do ponto de fusão das inclusões é eficaz a fim de promover deformação da parte de vidro (o Documento de Patente 4, por exemplo).

Também, no Documento de Patente 3, é mostrado que um aço de mola excelente em propriedades de fatiga pode ser obtido ajustando apropriadamente a composição de componentes químicos do aço enquanto controlando a quantidade de Ca, Mg, (La + Ce) para uma faixa média, e fazer o raio da composição da composição média de inclusões não- metálicas em uma faixa apropriada do aço (raio da composição de SiO2, MnO1 AI2O3, MgO1 e CaO).

Por outro lado, no Documento de Patente 6, uma haste do fio para um mola de alta intensidade é proposta em que “propriedades de ajuste” excelentes são exercidas contro- lando os componentes fundamentais de C1 Si, Mn, Cr, ou os similares, contendo um ou mais tipos fora de Ca, Mg, Ba, Sr através da faixa de 0,0005 - 0,005%, e fazendo o tamanho de inclusões não-metálicas 20 pm ou abaixo, e etc.

Em uma variedade de tecnologias convencionais propostas até agora, a intenção de refinamento controlando a composição de inclusões para uma região de baixo ponto de fusão é centralizada. Por exemplo, em inclusões baseadas em três componentes de CaO- AI2O3-SiO3, é conhecido que uma região de baixo ponto de fusão está presente em uma área de composição de três componentes no diagrama de fase do sistema de três compo- nentes que é geralmente conhecido, portanto, em uma composição onde qualquer dos com- ponentes se torna alto, o ponto de fusão se torna alto e a intensidade de fatiga da haste do fio diminui. Tal tendência é similar também no caso de inclusões baseadas em três compo- nentes de CaO-AI2O3-SiO3.

Em uma variedade de tecnologias descritas acima, é mostrada a direção para pro- priedades de aperfeiçoamento tal como propriedades de fatiga. No entanto, no tempo de aquecimento e temperatura durante trabalho aquecido, o perfeito estado do vidro não pode ser necessariamente mantido somente controlando a composição para aquele como mos- trado no Documento de não-Patente 1, a fim de lidar com a necessidade de reforçar a inten- sidade da fatiga do aço nos últimos anos, é necessário promover adicionalmente deforma- ção da parte de vidro também.

Adicionalmente, com alto reforço de aço, o conteúdo de Si em aço é aumentado, grau de dificuldade de controle do ponto de pino apontando a composição meta em sistema de CaO-AI2O3-SiO3 está na tendência de se tornar alto, e como mostrado no Documento de Patente 8 por exemplo, um controle sofisticado tal como controlar não somente, mas tam- bém totalmente o componente dissolvido, tem se tornado necessário.

Também, no Documento de Patente 6 descrito acima, a utilização de Ba, Ca, Mg, Sr, ou os similares é citada, no entanto, somente seus efeitos de baixar o ponto de fusão é observado e a diferença de cada composição e o efeito da combinação de composição não são utilizadas, as quais resultam na tecnologia em que a intensidade de fatiga capaz de der- reter a corrente de alto requerimento, não pode ser realizados.

Também, é difícil obter as inclusões de baixo ponto de fusão com aqueles contendo muito AI2O3 dentre inclusões não-metálicas, portanto, é comum que o aço para obter tal has- te do fio adote a assim chamada di-oxidação “Si- Killed steel” (“aço acalmado com Si”), utili- zando Si ao invés de aço acalmado com Al. Documento de não-Patente 1: “182nd and 183nd Nishiyama Memorial Technical Lec- ture”, editada por The Iron and Steel Institute of Japan, PP. 131-144;

Documento de Patente 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não- examinada No. S62-99436.

Documento de Patente 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não-

examinada No. S62-99437.

Documento de Patente 3: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não- examinada No. S63-140068.

Documento de Patente 4: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não- examinada No. H5-320827.

Documento de Patente 5: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não- examinada No. 2005-29888.

Documento de Patente 6: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não- examinada No. S63-227748.

Documento de Patente 7: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não-

examinada No. H5-.320827.

Documento de Patente 8: Publicação do Pedido de Patente Japonesa não- examinada No. H9-310145.

[Descrição da Invenção]

[Problemas a serem resolvidos através da Invenção]

Nas tecnologias convencionais, está descrito que a composição está controlada a uma onde a vitrificação seja fácil para promover deformação de inclusões em enrolamento quente, e que as inclusões sejam controladas à composição de baixo ponto de fusão a fim de promover adicionalmente deformação. Também, com relação a uma composição especí- 25 fica de inclusões, um sistema composto de óxido baseado em SiO2 em que o vidro é estável é mostrado.

Não é possível lidar com a necessidade de resistência adicional de propriedades de intensidade de fatiga a partir de agora pelos métodos convencionais descritos acima. Tam- bém, mesmo se a diminuição adicional do ponto de fusão for tentada em um sistema de Si- 30 O2-AI2O3-CaO-MgO-MnO ou similares, nos quais muitos registros têm sido dado convencio- nalmente pretendendo fazer inclusões de ponto de fusão mais baixos para promover adicio- nalmente deformação, a situação já terá alcançado onde ainda é difícil o aperfeiçoamento.

Apesar de existir tecnologias convencionais onde componentes de Ba, Sr, Ca, Mg ou similares são estipulados, a diferença de cada composição ou o efeito de combinação da composição não é utilizado, no qual resultados na tecnologia onde a intensidade de fatiga capaz de encontrar corrente de alto requerimento não pode ser realizada.

Também, é difícil obter inclusões de baixo ponto de fusão com aqueles contendo muito AI2O3 dentre inclusões não-metálicas, no entanto é comum que o aço para obter tal haste do fio adote a assim chamada di-oxidação de “Aço acalmado com Si”, utilizando Si ao invés de aço acalmado com Al.

A presente invenção foi desenvolvida sob tal situação, e seu objetivo é prover uma haste de fio de aço acalmado com Si para obter uma mola ou similar excelente em proprie- dades de fatiga fazendo inclusões ou inclusões inteiras de baixo ponto de fusão e fácil de- formação, e uma mola excelente em propriedades de fatiga obtidas a partir de tal haste do fio.

[Meios para resolver os Problemas]

Sob esta situação, os presentes inventores descobriram que o ponto de fusão de

inclusões é extraordinariamente diminuído através do controle de SiO2, AI2O3, MgO, CaO, MnO, BaO em inclusões com excelente balanço.

Como uma generalidade, a diminuição do ponto de fusão através de compostos ó- xidos pode ser considerada. No entanto, não é fácil baixar o ponto de fusão de inclusões 15 baseadas em SiO2 cujo vidro seja estável por componentes limitados que possam ser con- trolados como as inclusões em aço, e meios específicos não têm sido realizados até o mo- mento. Nesta consideração, os presentes inventores descobriram que a realização foi pos- sível através do controle de SiO2, AI2O3, MgO, CaO, MnO com ótimo balanço. Em particular, é importante controlar Ba, (Mg + Ca) respectivamente dentre Ba, Ca, Mg onde convencio- 20 nalmente passam a ser similares, e conter todo. Além disso, se tornou possível aperfeiçoar extraordinariamente a intensidade de fatiga controlando adequadamente Al (AI2O3) que e- xercer complicada influência na estabilidade de vidro baseado em SiO2.

Em outras palavras, a haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção que poderia alcançar os objetos descritos acima é caracterizada pelo fato de que inclusões 25 baseadas em óxidos presentes na haste do fio contêm SiO2: 30 a 90% (meios “% em mas- sa”, a seguir o mesmo), AI2O3: 2 a 35%, MgO: 35% ou abaixo (não inclusive de 0%), CaO: 50% ou abaixo (não inclusive de 0%), MnO: 20% ou abaixo (não inclusivo de 0%), e BaO: 0,2 a 20% respectivamente, e conteúdo total de (MgO + CaO) é 3% ou acima.

Também, os presentes inventores descobriram que o ponto de fusão de inclusões foi extraordinariamente diminuído através do controle de SiO2, AI2O3, MgO, CaO, MnO, BaO e SrO em inclusões com balanço excelente.

Como uma generalidade, a diminuição do ponto de ebulição por compostos óxidos pode ser considerada. No entanto, não é fácil baixar o ponto de fusão de inclusões basea- das em SiO2 em que o Vidro seja estável pelo componente limitado que possa ser controla- 35 do como as inclusões em aço, e meios específicos não têm sido realizados até o momento. Nesta consideração, os presentes inventores descobriram que poderia ser realizado através do controle de SiO2, AI2O3, MgO, CaO, MnO com ótimo balanço. Em particular, é importante controlar Ba, Sr, (Mg + Ca) respectivamente dentre Ba, Sr, Ca, Mg onde convencionalmente passam a ser similares, e conter o todo. Além disso, se tornou possível aperfeiçoar extraor- dinariamente a intensidade de fatiga controlando adequadamente Al (AI2O3) que exerceu complicada influência na estabilidade de vidro baseado em SiO2.

Em outras palavras, a haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção que poderia alcançar os objetos descritos acima é caracterizada pelo fato de que inclusões baseadas em óxidos presentes na haste do fio contêm SiO2: 30 a 90% (meios “% em mas- sa”, a seguir o mesmo), AI2O3: 2 a 35%, MgO: 35% ou abaixo (não inclusivo de 0%), CaO: 50% ou abaixo (não inclusive de 0%), MnO: 20% ou abaixo (não inclusive de 0%) respecti- vamente, e contém BaO e SrO por uma faixa de 0,2 a 20% no total (portanto, SrO _^15%), e conteúdo total de (CaO + MgO) é 3% ou acima.

Na variedade de haste de fio de aço acalmado com Si descrita acima, uma cuja in- clusão baseada em óxido presente na haste do fio contém ainda Li2O pela faixa de 0,1 a 20% é também uma modalidade preferível.

Com relação à composição de componentes químicos da haste de fio de aço acal- mado com Si da presente invenção, não é limitado em particular até que seja aço para uma mola, no entanto aço, por exemplo, contendo C: 1,2% ou abaixo (não inclusivo de 0%), Si: 0,1 a 4,0%, Mn: 0,1 a 2,0%, Al: 0,01 % em massa ou abaixo (não inclusivo de 0%) respecti- vamente podem ser citados como uma preferência. Também, tal haste do fio ainda contém um ou mais tipo de elementos selecionados a partir de um grupo consistindo em Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu, Ti, Co e um elemento terra raro. Outros componentes que não os acima (balanço) são essencialmente Fe e impurezas inevitáveis. Também, mesmo se o componen- te que não exerce uma grande influência nas inclusões (B, Pb, Bi ou os semelhantes, por exemplo) for adicionado às propriedades de aperfeiçoamento do aço, o efeito da presente invenção poderá ser exercido.

Uma mola excelente em intensidade de fatiga pode ser realizada através da forma- ção da mola utilizando a haste de fio de aço acalmado com Si como descrito acima.

Sob tal situação, os presentes inventores descobriram que foi possível controlar in- clusões em aço derretido em uma composição apropriada e evitar formação de inclusões prejudiciais também em gesso controlando concentração de Ba, Si, Al, Mg, Ca com excelen- te balanço.

Como uma generalidade, a diminuição do ponto de fusão através de compostos ó- xidos pode ser considerada. No entanto, não é fácil diminuir o ponto de fusão de inclusões de aço acalmado com Si e manter o vidro estável através de componentes limitados que possam ser controlados como inclusões em aço, e meios específicos não têm sido realiza- dos até o momento. Nesta consideração, os presentes inventores realizaram isso controlan- do Ba, Si, Al, Mg, Ca com balanço ótimo. Em particular, é importante controlar Ba, (Mg + Ca) respectivamente dentre Ba, Ca, Mg os quais foram convencionalmente pensados para se- rem similares e para conter tudo. Além disso, se tornou possível melhorar extraordinaria- mente a intensidade de fatiga controlando apropriadamente Al que exerceu influência com- plicada na estabilidade de vidro baseado em SiO2.

Em outras palavras, a haste do fio de aço acalmado com Si da presente invenção

que poderia alcançar os objetos descritos acima é caracterizada pelo fato de conter Ba: 0,30 a 30 ppm (meios “ppm em massa”, a seguir o mesmo), Al: 1 a 30 ppm e Si: 0,2 a 4 % (meios “% em massa”, a seguir o mesmo) respectivamente, e conter Mg e/ou Ca por uma faixa de 0,5 a 30 ppm no total.

Também, os presentes inventores descobriram que foi possível controlar inclusões

em aço derretido a uma composição apropriada e evitar formação de inclusões prejudiciais também em gesso controlando a concentração de Ba, Sr, Si, Al, Mg, Ca com balanço exce- lente.

Como uma generalidade, a diminuição do ponto de fusão através de compostos ó- 15 xidos pode ser considerada. No entanto, não é fácil baixar o ponto de fusão de inclusões de aço acalmado com Si e manter o vidro estável por componentes limitados que possam ser controlados como as inclusões em aço, e meios específicos não têm sido realizados até o momento. Nesta consideração, os presentes inventores realizaram isso controlando Ba, Sr, Si, Al, Mg, Ca com ótimo balanço. Em particular, é importante controlar Ba, Sr, (Mg + Ca) 20 respectivamente dentre Ba, Sr, Ca, Mg que foram convencionalmente pensados para serem similares e para conter tudo. Além disso, se tornou possível aperfeiçoar extraordinariamente a intensidade de fatiga controlando apropriadamente Al que exerceu influência complicada na estabilidade de vidro baseado em SiO2.

Em outras palavras, a haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção que poderia alcançar os objetos descritos acima é caracterizado pelo fato de conter Ba e Sr: 0,04 a 30 ppm (meios “ppm em massa”), a seguir o mesmo; portanto, Sr <20 ppm) no total, Al: 1 a 30 ppm e Si: 0,2 a 4% (meios “% em massa”), a seguir o mesmo) respectivamente, e para conter Mg e/ou Ca por uma faixa de 0,5 a 30 ppm no total.

Na variedade da haste de fio de aço acalmado com Si descrita acima, uma conten- do Li por uma faixa de 0,03 a 20 ppm é também uma modalidade preferível.

Com relação à composição de componentes químicos de haste de fio de aço acal- mado com Si da presente invenção, não está limitada em particular até ser um utilizado por uma “mola”, portanto aço, por exemplo, contendo C: 1,2% ou abaixo (não inclusivo de 0%), Mn: 0,1 a 2,0% respectivamente pode ser citado como um preferível. Também, tal haste do 35 fio pode ainda conter um ou mais tipo selecionados de um grupo consistindo em Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu, Ti, Co e um elemento terra raro (REM). O conteúdo preferível quando estes estão contidos diferem de acordo com cada elemento, que seja Cr: 0,5 a 3%, Ni: 0,5% ou abaixo, V: 0,5% ou abaixo, Nb: 0,1% ou abaixo, Mo: 0,5% ou abaixo, W: 0,5% ou abaixo, Cu: 0,1% ou abaixo, Ti: 0,1% ou abaixo, Co: 0,5% ou abaixo. Também, como um elemento para baixar a viscosidade de inclusões e exercer ainda, um REM pode ser adicionado por aproximadamente 0,05% ou abaixo.

Outros componentes que não os acima (balanço) são essencialmente Fe e impure- zas inevitáveis. Também, mesmo se o componente que não exerce uma grande influência nas inclusões (B, Pb, Bi ou os semelhantes, por exemplo) for adicionado para melhorar as propriedades do aço, poderão ser exercidos os efeitos da presente invenção.

Uma mola excelente em intensidade de fatiga pode ser realizada através da forma- ção da mola utilizando a haste de fio de aço acalmado com Si como descrito acima.

[Efeitos da Invenção]

Na presente invenção, controlando adequadamente a composição de inclusões ba- seadas em óxido (composição com ótimo balanço), baixo ponto de fusão e estado do vidro em enrolamento quente foram mantidos, desse modo o refinamento de inclusões em enro- Iamento quente foi promovido e uma haste de fio de aço acalmando com Si excelente em propriedades de fatiga poderia ser realizada.

Também, ajustando adequadamente a composição de compostos químicos en- quanto contendo Ba, inclusões inteiras foram feitas de baixo ponto de ebulição e fácil em deformação, e formação de SiO2 se tornou difícil mesmo se a fase de separação ocorrida em aquecimento antes e durante o enrolamento quente, desse modo uma haste de fio de aço acalmado com Si para obter uma mola excelente em propriedades de fatiga poderia ser realizada.

Também, ajustando apropriadamente a composição de compostos químicos en- quanto contendo Ba e Sr, inclusões inteiras foram feitas de baixo ponto de fusão e fácil em deformação, e a formação de SiO2 se tornou difícil mesmo se a fase de separação ocorrida antes do aquecimento e durante o enrolamento quente, desse modo uma haste de fio de aço acalmado com Si para obter uma mola excelente em intensidade de fatiga poderia ser realizada.

[Melhor modo para realizar a Invenção]

É conhecido que, na haste do fio com grande raio de deformação, o refinamento de inclusões através da extensão arrancando o enrolamento quente é útil. Sob tal circunstân- cia, os presentes inventores fizeram investigações de vários ângulos na composição e, for- mas de cada inclusão para melhora da intensidade de fatiga de molas com variação na for- ma de inclusões pelo aquecimento após solidificação e enrolamento quente também é leva- do em consideração. Como um resultado, foi descoberto que controlando apropriadamente a concentração de BaO, AI2O3, SiO2, MgO1 CaO e MnO e fazendo o raio de cada composto óxido em inclusões baseadas em óxido apropriadas, a deformação de inclusões baseadas em óxido em enrolamento quente foi extraordinariamente promovida e se tornou fácil para ser refinada.

É conhecido que, na haste do fio com grande raio de deformação em enrolamento quente, o refinamento de inclusões através da extensão do rasgo no enrolamento quente é útil. Sob tal circunstância, os presentes inventores fizeram investigações de vários ângulos na composição e, formas de cada inclusão para melhora da intensidade de fatiga de molas com variação na forma de inclusões pelo aquecimento após solidificação e enrolamento quente também é levado em consideração. Como um resultado, foi descoberto que contro- lando adequadamente a concentração de BaO, AI2O3, SiO2, MgO, CaO e MnO e fazendo o raio de cada composto óxido em inclusões baseadas em óxido adequadas, a deformação de inclusões baseadas em óxido no enrolamento quente foi extraordinariamente promovida e se tornou fácil para ser refinada.

É convencionalmente conhecido que fazer o raio de cada óxido em inclusões base- adas em óxido apropriadas foi eficaz para melhorar as propriedades do aço (os Documentos de Patente 1 a 6, por exemplo), no entanto, a intensidade de fatiga não se tornou necessari- amente excelente, e foi revelado que, por conter estes componentes com excelente balanço, as propriedades de fatiga de haste de fio de aço acalmado com Si poderiam ser extraordina- riamente melhoradas. Em inclusões baseadas em três componentes de CaO-AI2O3-SiO2 por exemplo, é conhecido que uma região de baixo ponto de fusão está presente em uma área de composição de três componentes no sistema de três componentes do diagrama de fase que é geralmente conhecido, portanto, em uma composição onde qualquer dos componen- tes se torna alto, o ponto de fusão de inclusões se torna alto ao contrário das propriedades de fatiga da haste do fio que são diminuídas.

A haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção é caracterizada pelo fato de que a composição de inclusões baseadas em óxido na haste do fio ser ajustada a- dequadamente, e os conteúdos de razão de cada óxido consistindo em inclusões baseadas em óxido que são estipulados são como descritas abaixo.

[BaO: 0,2 a 20%]

BaO é um componente indispensável para inclusões de compostos e baixar o ponto de fusão. Se BaO estiver contido em inclusões, existe um efeito que a estabilização de vidro não é muito deteriorada e o ponto de fusão é diminuído. A fim de exercer estes efeitos, 0,2% de BaO é necessário no mínimo, preferencialmente 1% ou acima. Por outro lado, se a con- centração de BaO se tornar excessivamente alta, o ponto de fusão de inclusões se torna alto ao contrário. Portanto, BaO deveria ser feito 20% ou menos (preferencialmente 10%).

[BaO e SrO: 0,2 a 20% no total (portanto, SrO <15%)]

BaO e SrO são componentes indispensáveis para inclusões de compostos e baixar o ponto de fusão. Se BaO e SrO estiverem contidos nas inclusões, existe um efeito que a estabilização de vidro não é muito deteriorado e o ponto de fusão é diminuído. A fim de e- xercer estes efeitos, 0,2% de BaO e/ou SrO no total (somente ou utilizando ambos) é ne- cessário no mínimo, preferencialmente 1% ou acima. Por outro lado, se a concentração de BaO se tornar excessivamente alta, o ponto de fusão de inclusões se torna ao contrário.

Portanto, o total deveria ser feito de 20% ou abaixo (preferencialmente 10% ou menos). No entanto, mesmo se o conteúdo de SrO no total exceder 15%, o ponto de fusão de inclusões se torna alto, portanto Sr no conteúdo total deveria ser feito de 15% ou abaixo.

[SiO2: 30 a 90%]

SiO2 é um componente indispensável para fabricação de inclusões de vidro estável, e é necessário por 30% no mínimo. Por outro lado, se o conteúdo de SiO2 se torna excessi- vo, uma fase de cristal de SiO2 rígida é formada e a extensão que sai em enrolamento quen- te é dificultada, portanto deveria ser feita em 90% ou abaixo.

[AI2O3: 2 a 35%]

AI2O3 possui um efeito de baixar o ponto de fusão da composição de inclusões de 15 aço acalmado com Si. Adicionalmente, possui também um efeito de inibir a cristalização quando a concentração de CaO ou similar se torna alto. A fim de exercer estes efeitos, é necessário estar contido por 2% ou acima. No entanto, se o conteúdo de AI2O3 se tornar excessivamente alto, cristais de AI2O3 são formados nas inclusões e a extensão que sai em enrolamento quente é dificultada, portanto deveria ser feita em 35% ou abaixo.

[MgO: 35% ou abaixo (não inclusivo de 0%), CaO: 50% ou abaixo (não inclusivo de

0%), MgO + CaO: 3% ou acima no conteúdo total]

MgO e CaO são componentes indispensáveis para fabricar inclusões de composi- ção de compostos ótimos e baixar o ponto de fusão. Ambos MgO e CaO são de ponto de fusão alto único, porém possui um efeito de baixar o ponto de fusão de óxido baseado em 25 SiO2. A fim de exercer tal efeito, 3% ou acima deveria estar contido para ambos um ou para o total. No entanto, se a concentração destes se tornar excessivamente alta, o ponto de fu- são se torna alto, cristais de MgO, CaO são formados, e a extensão que sai durante o enro- lamento quente é dificultada. Por conseguinte, existe um limite superior. Devido a existência de uma diferença no desenvolvimento da formação de cristal entre MgO e CaO, o limite su- 30 perior é diferente, o qual é para ser 35% ou abaixo para MgO e 50% ou abaixo para CaO.

[MnO: 20% ou abaixo (não inclusivo de 0%)]

Apesar de MnO possuir um efeito de baixar o ponto de fusão de óxido baseado em SiO2, não é bastante realístico controlar para alta concentração em aço com alto Si, portanto foi feito 20% ou abaixo.

Na haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção, a intensidade de fa-

tiga é melhorada contendo os respectivos componentes descritos acima com excelente ba- lanço, mas é também útil conter Li2O de acordo com a necessidade. As razões de ajustar a faixa quando Li2O está contido são como segue.

[Li2O: 0,1 a 20%]

Li2O possui um efeito de refinar cristais em inclusões, e, no aço da presente inven- ção em que o vidro é controlado estável e de baixo ponto de fusão, mesmo se cristais onde 5 são formados muito excepcionalmente possuam um efeito de evitar que os cristais a partir de então se tornem áspero. No entanto, é também útil conter Li2O. A fim de exercer tais efei- tos, é preferível conter Li2O por aproximadamente 2% ou acima, é considerado que os efei- tos sejam exercidos para alguns graus mesmo por adição de aproximadamente 0,1%, e é presumido que a adição de baixa concentração pelo menos não cause um acidente prejudi- 10 ciai. Portanto, mesmo se o conteúdo de Li2O exceder 20% para estar contido excessivamen- te, seu efeito satura.

Uma mola excelente em propriedades de fatiga pode ser realizada formando a mola utilizando uma haste de fio de aço acalmado com Si cujos raios dos respectivos componen- tes têm sido adequadamente ajustados como descrito acima.

A presente invenção foi desenvolvida na suposição de uma haste de fio de aço a-

calmado com Si útil como material para uma mola, e seu tipo de aço não ser particularmente limitada, portanto, a fim de controlar a composição de inclusões, é preferível conter Si e Mn que são componentes de di-oxidação por 0,1 % em massa ou acima. Si: 1,4% ou acima é mais preferível e 1,9% ou acima é ainda mais preferível. No entanto, se estes componentes 20 estiverem contidos excessivamente, o aço se torna fácil para ser deteriorado (embrittled), portanto eles deveriam ser feitos de 4,0% ou abaixo para Si e 2,0% ou abaixo para Mn.

Ao invés de Al poder estar positivamente contido para desempenhar controle de composição de inclusões baseadas em óxido, se for excessivo, a concentração de AI2O3 em inclusões se torna alta e AI2O3 grosso que se torna a causa da quebra do fio é possivelmen- te formado, por conseguinte 0,1 % ou abaixo é preferível.

Com relação ao conteúdo de C que é um componente fundamental como aço para uma mola, 1,2% ou abaixo é preferível. Se o conteúdo de C exceder 1,2%, o aço é deterio- rado e se torna impraticável.

Aqueles componentes que não os citados acima são Fe e impurezas inevitáveis 30 (0,2% ou abaixo de S, 0,02% ou abaixo de P, ou os similares, por exemplo), no entanto se necessário, pode conter um ou mais tipos selecionados de um grupo consistindo em Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu, Ti, Co, e um elemento terra raro (REM). O conteúdo preferível quando estes estão contidos diferem de acordo com cada elemento, o qual é, Cr: 0,5 a 3%, Ni: 0,5 ou abaixo, V: 0,5% ou abaixo, Nb: 0,1% ou abaixo, Mo: 0,5% ou abaixo, W: 0,5% ou abaixo, 35 Cu: 0,1% ou abaixo, Ti: 0,1% ou abaixo, Co: 0,5% ou abaixo. Também, como um elemento para baixar a viscosidade de inclusões e exercer mais os efeitos, REM pode ser adicionado por aproximadamente 0,05% ou abaixo. É conhecido que, na haste do fio com grande raio de deformação em enrolamento quente, o refinamento de inclusões pela extensão que sai em enrolamento quente é útil. Sob tal circunstância, os presentes inventores fizeram investigações a partir de vários ângulos na composição e, formas de cada inclusão para melhorar a propriedade de fatiga de molas com variação na forma de inclusões aquecendo após a solidificação e o enrolamento quente também é levada em consideração. Como um resultado, foi descoberto que, controlando adequadamente a concentração de Ba, Al, Si, Mg e Ca, a deformação de inclusões basea- das em óxido em enrolamento quente foi extraordinariamente promovida e se tornou fácil para ser refinada.

Também, é conhecido que, na haste do fio com grande raio de deformação em en- rolamento quente, o refinamento de inclusões pela extensão que sai no enrolamento quente é útil. Sob tais circunstâncias, os presentes inventores fizeram investigações a partir de vá- rios ângulos na composição e, formas de cada inclusão para melhora nas propriedades de fatiga de molas com variação na forma de inclusões aquecendo após a solidificação e o en- rolamento quente também é levado em conta. Como um resultado, foi descoberto que, con- trolando adequadamente a concentração de Ba, Al, Si, Mg e Ca, a deformação de inclusões baseadas em óxido em enrolamento quente foi extraordinariamente promovida e se tornou fácil para ser refinada.

É convencionalmente conhecido que a adição de uma quantidade fina de um ele- mento metal terra alcalino tal como Ba, Mg, Ca, ou similares foram úteis para o aperfeiçoa- mento das propriedades de uma mola (o Documento de Patente 6, por exemplo) portanto, foi revelado que a adição de uma quantidade fina sem consideração no tipo de componente não funciona, porém a intensidade de fatiga de uma haste de fio de aço acalmando com Si poderia ser extraordinariamente melhorada contendo estes com balanço excelente. Em in- clusões baseadas em três componentes de CaO-AI2O3-SiO2 por exemplo, é conhecido que uma região de baixo ponto de fusão está presente em uma área de composição de três componentes no sistema de três componentes do diagrama em fase que é geralmente co- nhecido, portanto, em uma composição onde qualquer dos componentes se tornam altos, o ponto de fusão de inclusões se torna ao contrário e as propriedades de fatiga da haste do fio são baixadas. Por outro lado, é considerado que, controlando adequadamente a concentra- ção de Ba, Al, Si, Mg, Ca, qualquer componente nas inclusões baseadas em três compo- nentes descritas acima não se torna excessivamente alto, e as inclusões se tornam mais facilmente deformadas comparadas com o caso onde quaisquer dos componentes estão faltando.

Também, é convencionalmente conhecido que a adição de uma quantidade fina de um elemento metal terra alcalino tal como Ba, Sr, Mg, Ca, ou os semelhantes foi útil para melhora de propriedades de uma mola (o Documento de Patente 6, por exemplo), portanto, foi revelado que a adição de uma quantidade fina sem consideração no tipo de componente não funciona, porém a intensidade de fatiga de uma haste de fio de aço acalmando com Si poderia ser extraordinariamente melhorada contendo estes com balanço excelente. Em in- clusões baseadas em três componentes de CaO-AI2O3-SiO2 por exemplo, é conhecido que uma região de baixo ponto de fusão está presente em uma área de composição de três componentes no sistema de três componentes do diagrama em fase que é geralmente co- nhecido, portanto, em uma composição onde qualquer dos componentes se tornam altos, o ponto de fusão de inclusões se torna ao contrário e as propriedades de fatiga da haste do fio são baixadas. Por outro lado, é considerado que, controlando adequadamente a concentra- ção de Ba, Al, Si, Mg, Ca, qualquer componente nas inclusões baseadas em três compo- nentes descritas acima não se torna excessivamente alto, e as inclusões se tornam mais facilmente deformadas comparadas com o caso onde quaisquer dos componentes estão faltando.

Como descrito acima, a haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção é caracterizada pelo fato de conter componentes tais como Ba, Al, Si, Mg e Ca com excelen- te balanço, e as razões de limitar a faixa destes compostos serão descritas abaixo.

Também, como descrito acima, a haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção é caracterizada pelo fato de conter componentes tais como Ba, Sr, Al, Si, Mg, Ca com excelente balanço, e as razões de limitar a faixa destes componentes serão descritas abaixo.

[Ba: 0,03 a 30 ppm]

Ba é um componente indispensável para compor composições e baixar o ponto de fusão. Se BaO estiver contido nas inclusões, existe um efeito que a estabilidade do vidro não é muito diminuída e o ponto de fusão é diminuído. Também, se Ba, que possui força de ligação forte com oxigênio, estiver contido no aço com alta concentração de Si, existe um efeito que, mesmo se as inclusões com concentração extremamente alta de SiO2 forem for- madas na solidificação, o ponto de fusão de um certo grau pode ser mantido. A fim de exer- cer estes efeitos, 0,03 ppm de Ba é necessário no mínimo. É preferível conter 0,2 ppm ou acima. Por outro lado, se a concentração de Ba se tornar excessivamente alta, a concentra- ção de outros componentes de inclusões (Mg, Ca, Al, Si, Mn, ou os semelhantes) é diminuí- da, e controlar a composição onde o ponto de fusão se torna o mais baixo se torna impossí- vel. Por conseguinte, a concentração de Ba deveria ser feita de 30 ppm ou abaixo, preferen- cialmente 10 ppm ou abaixo.

[Ba e Sr: 0,04 a 30 ppm no total (portanto, Sr <20 ppm)]

Ba e Sr são componentes indispensáveis para inclusões de compostos e baixar o ponto de fusão. Se BaO e SrO estiverem contidos nas inclusões, existe um efeito que a es- tabilização de vidro não é muito deteriorado e o ponto de fusão é diminuído. Também, mes- mo se as inclusões com concentração extremamente alta de SiO2 forem formadas na solidi- ficação, por conter Ba e Sr, que possuem força de ligação forte com oxigênio, no aço com alta concentração de Si, existe um efeito que, o ponto de fusão de um certo grau pode ser mantido. A fim de exercer estes efeitos, 0,04 ppm de Ba e Sr são necessários no mínimo (total). É preferível conter 0,2 ppm ou acima. Por outro lado, se a concentração de Ba e Sr se tornar excessivamente alta, a concentração de outros componentes de inclusões (Mg, Ca, Al, Si, Mn, ou os semelhantes) é diminuída, e controlar a composição onde o ponto de fusão se torna mais baixo se torna impossível. Por conseguinte, a concentração de Ba e Sr, deveria ser feita em 30 ppm ou abaixo, preferencialmentelO ppm ou abaixo. Portanto, se o conteúdo de Sr fora do conteúdo total exceder 20 ppm, as inconveniências acima estão su- jeitas a ocorrer, portanto o conteúdo de Sr deveria ser de 20 ppm ou abaixo.

[Al: 1 a 30 ppm]

Al possui um efeito de baixar o ponto de fusão da composição de inclusões de aço acalmado com Si. Adicionalmente, existe também um efeito de controlar a vitrificação quan- do a concentração de CaO ou semelhantes nas inclusões se torna alta. Além disso, Al é um componente facilmente dissolvido em aço comparado com Ca, Ba, ou os semelhantes, e o efeito de inibir a formação de inclusões com concentração extremamente alta de SiO2 na solidificação é excelente. A fim de exercer estes efeitos, é necessário estar contido por 1 ppm ou acima. No entanto, se o conteúdo de Al se tornar alto, existe um risco de formar AI2O3 puro na solidificação, portanto, é necessário fazê-lo com 30 ppm ou abaixo. Também, a fim de controlar a uma composição ótima, onde o ponto de fusão de inclusões for o mais baixo, é preferível fazê-lo com 20 ppm ou abaixo.

Também, Al possui um efeito de baixar o ponto de fusão da composição de inclu- sões de aço acalmado com Si. Ainda, existe também um efeito de controlar a vitrificação quando a concentração de Cao ou semelhante nas inclusões se tornar alta. Além disso, Al é um componente facilmente dissolvido em aço comparado com Ca, Sr, Ba, ou semelhantes, e o efeito de inibir a formação de inclusões com concentração extremamente alta de SiO2 na solidificação é excelente. A fim de exercer estes efeitos, é necessário estar contido por 1 ppm ou acima. No entanto, se o conteúdo de Al se tornar alto, existe um risco de formar AI2O3 puro na solidificação, portanto, é necessário fazê-lo com 30 ppm ou abaixo. Também, a fim de controlar a uma composição ótima, onde o ponto de fusão de inclusões for o mais baixo, é preferível fazê-lo com 20 ppm ou abaixo.

[Si: 0,2 a 4%]

Si é um agente principal de oxidação na fabricação de aço de aço acalmado com Si e é um elemento indispensável para obter a haste do fio da presente invenção. Ainda, ele contribui também para alta resistência e é um importante elemento proveniente do ponto que o efeito de melhorar as propriedades de fatiga ou da presente invenção for exercido extraordinariamente. Além disso, é um elemento útil para aumentar a suavidade da resistên- cia e melhorar as propriedades de ajuste de resistência também. A fim de exercer tais efei- tos, o conteúdo de Si é para ser feito de 0,2% ou acima (preferencialmente 2% ou acima). No entanto, se o conteúdo de Si se tornar excessivo, SiO2 puro pode possivelmente ser for- mado durante a solidificação, e a descarburização da superfície, e aumento de falhas da superfície, portanto as propriedades de fatiga diminuem ao contrário. Consequentemente, Si é para ser feito de 4% ou abaixo, preferencialmente 3% ou abaixo.

[Mg e/ou Ca: 0,5 a 30 ppm no total]

Mg e Ca são componentes indispensáveis para fazer inclusões de ótima composi- ção de compostos e baixar o ponto de fusão. Se contiver Ba somente, Mg somente, Ca so- mente, Al somente, as inclusões se tornam de alto ponto de fusão. Por conseguinte, é ne- cessário certamente conter alguns deles. Ainda, Mg e Ca possuem forte afinidade contra oxigênio, e possuem também um efeito que, quando Si02 puro for excepcionalmente for- mado, é facilmente reformado a uma composição compósita. A fim de exercer estes efeitos, o conteúdo (conteúdo total de ambos são utilizados) de Mg e Ca (Mg, Ca somente ou utili- zando ambos) necessariamente é para ser feito necessariamente de 0,5 ppm ou acima. Também, é preferível conter ambos deles com cada elemento por pelo menos 0,1 ppm ou acima (conteúdo total portanto é 0,5 ppm ou acima). No entanto, se estes elementos se tor- narem excessivos, a concentração de outros elementos nas inclusões se torna baixo, e óti- ma composição de baixo ponto de fusão não pode ser mantida. Por conseguinte, seu limite superior é para ser feito em 30 ppm (preferencialmente 20 ppm ou abaixo).

Na haste de fio de aço acalmado com Si da presente invenção, as propriedades de fatiga são melhoradas por conter os respectivos componentes descritos acima com excelen- te balanço, porém é também útil conter Li de acordo com a necessidade. Li possui um efeito de refinar cristais em inclusões, e, no aço da presente invenção em que o vidro é controlado estável e de baixo ponto de fusão, mesmo se cristais tiverem sido muito excepcionalmente formados, ele possui um efeito de evitar que os cristais a partir de então se tornem ásperos. Por conseguinte, é também útil conter Li. A fim de exercer tais efeitos, é preferível conter Li por de 0,2 a 20 ppm, portanto, é considerado que alguns efeitos sejam exercidos para al- guns graus mesmo pela adição de aproximadamente 0,03 ppm, e é presumido que a adição de baixa concentração pelo menos não exerça uma influência prejudicial.

A presente invenção foi desenvolvida na suposição de uma haste de fio de aço a- calmado com Si útil como material para uma mola, e seu tipo de aço não é particularmente limitado, porém Mn é um elemento que contribui para desoxidação do aço, e melhora a ca- pacidade de dissipação e contribui para o aumento da intensidade. A partir de tal ponto de vista, é preferível conter Mn por 0,1 % ou acima. No entanto, se o conteúdo de Mn se tornar excessivo, a dureza e flexibilidade são deterioradas, portanto deveria ser feito de 2% ou a- baixo.

Com relação ao conteúdo de C que é um componente fundamental como aço para uma mola, 1,2% ou abaixo é preferível. Se o conteúdo de C exceder 1,2%, o aço é deterio- rado e se torna impraticável.

Aqueles outros componentes fundamentais que não os citados acima são Fe e im-

purezas inevitáveis (0,02% ou abaixo, S 0,02% ou abaixo, P ou semelhantes, por exemplo), portanto, se necessário, podem conter um ou mais tipos selecionados de um grupo consis- tindo em Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu, Ti, Co, e um elemento terra raro (REM). O conteúdo pre- ferível quando estes estão contidos difere de acordo com cada elemento, que seja, Cr: 0,5 a 3%, Ni: 0,5% ou abaixo, V: 0,5% ou abaixo, Nb: 0,1% ou abaixo, Mo: 0,5% ou abaixo, W:

0,5% ou abaixo, Cu: 0,1% ou abaixo, Ti: 0,1% ou abaixo, Co: 0,5% ou abaixo, REM: 0,5% ou abaixo.

Uma mola excelente em propriedades de fatiga pode ser realizada através da for- mação da mola utilizando uma haste de fio de aço acalmado com Si cujos componentes químicos são ajustados adequadamente como descrito acima.

Apesar de a presente invenção ser descrita abaixo ainda especificamente por refe- rência aos exemplos, a presente invenção não está limitada pelos exemplos abaixo e pode obviamente ser implementada com modificações adicionadas adequadamente dentro do escopo adaptável aos objetivos descritos acima e abaixo, e quaisquer deles é para ser inclu- ído dentro da faixa técnica da presente invenção.

[Exemplo 1]

O experimento foi desenvolvido com máquinas atuais em um nível laboratorial. Este meio, com as máquinas atuais que funde o aço derretido por um conversor, foi descarrega- do a uma concha (aço derretido de 500 kg imitando o aço derretido descarregado de um 25 conversor foi fundido, em um laboratório), vários fluxos foram adicionados, ajuste de com- ponentes, aquecimento de eletrodo (e borbulhas de argônio) foram desempenhados, e um tratamento de derretimento (refinamento de escória) foi desempenhado. Também, elemen- tos de liga tais como Ca, Mg, Ce, Ba, Li, ou semelhantes foram adicionados durante o tra- tamento de derretimento de acordo com a necessidade. Então, o aço derretido foi jogado 30 (casted) e feito um lingote de aço (foi jogado por um molde que poderia obter o equivalente da velocidade de resfriamento para as máquinas atuais, em um nível de laboratório). Um lingote de aço obtido foi esquecido e o enrolamento quente, e uma haste de fio de aço de um diâmetro: 8,0 mm foi feito.

Para cada haste de fio de aço obtida, a composição de inclusões baseadas em óxi- do no aço foi medida e um teste de avaliação por um teste de fatiga de curva rotatória imi- tando uma mola de válvula foi desempenhado. Estas medições são como descritas abaixo.

[Composição de inclusões (mas incluindo LiO2)] Uma seção em L (uma seção incluindo o eixo) em que cada haste de fio de aço en- rolado quente foi moída, a análise de composição foi desempenhada para 300 inclusões baseadas em óxido presentes na seção de chão por um EPMA (Analisador de Micro Sonda de Elétron), e o valor médio foi obtido após convertido a óxido. Também, aqueles com con- 5 centração de 5% ou abaixo de S foram considerados como inclusões baseadas em óxido. A condição de medição do EPMA então é descrita abaixo.

Equipamento ΕΡΜΑ: JXA-8621MX (feito por JEOL Ltd.)

Analisador (EDS): TN-5500 (feito por Tracor Northern)

Voltagem da Aceleração: 20 Kv Corrente do escâner: 5 nA

Método de medição: análise quantitativa pela análise de dispersão de energia (me- dindo a área inteira de uma partícula)

[Medição de LiO2]

Devido à concentração de LiO2 nas inclusões poder não ser medida pelo ΕΡΜΑ, um método de análise pelo SIMS (Espectroscopia Secundária de íon de Massa) foi originalmen- te desenvolvido e a medição foi desempenhada em um procedimento descrito abaixo.

(1) Amostra padrão primária

1) Primeiro, concentração de cada CaO, MgO, AI2O3, MnO, SiO2, SrO ou similares de inclusões em aço é analisada por um EDX, EPMA ou similares.

2) O óxido sintetizado com a mesma composição para uma composição de outras

inclusões que não LiO2 e o óxido sintetizado adicionado com vários LiO2 a eles são prepara- dos em um grande número, as concentrações de LiO2 deles são quantitativamente analisa- das por análise química, e amostras padrão são preparadas.

3) A intensidade relativa secundária da intensidade de íon de Li contra Si de cada óxido sintetizado preparado é medida.

4) Uma curva de calibração da intensidade relativa secundária de íon de Li contra Si e concentração de LiO2 quimicamente analisada em 1) acima é projetada.

(2) Amostra padrão secundária (para correção de ambiente de medição)

5) Para propósito de correção de ambiente em medição, uma amostra padrão em que íons de Li tem sido implantado em íon em um “wafer” de Si preparado separadamente,

a intensidade relativa secundária de íon de Li contra Si é medida, e a correção é feita quan- do 2) é desempenhada.

(3) Medição atual

6) A intensidade relativa secundária de íon de Li contra Si de inclusões em aço é medida, e a concentração de LiO2 é obtida pela curva de calibração obtida em 4) acima.

Ueste de intensidade de fatiga (raio de ruptura)]

Para cada haste de fio enrolado quente (diâmetro: 8,0 mm), tira (diâmetro: 7,4 mm) - patente - projetando fio resfriado (diâmetro: 4 mm) - temperatura do óleo [extinção do óleo e banho de ligação (lead bathing) (aproximadamente 450°C) processo de continuação de temperatura] foi desempenhado e um fio com 4,0 mm de diâmetro X 650 mm foi fabrica- do. O fio obtido foi sujeitado a tratamento equivalente à tensão que alivia o enrijecimento 5 (40°C) - pontaria de golpe - baixa temperatura de enrijecimento, a seguir o teste foi desem- penhado utilizando um testador de curva rotacional do Método Nakamura com tensão nomi- nal de 908 Mpa, velocidade rotacional: 4,000 a 5,000 rpm, número de vezes de parada: 2 X 107 vezes. Então, para aqueles a interrupção foi causada por inclusões fora daqueles rompi- dos, o raio de ruptura foi obtido pela equação abaixo.

Ruptura do raio (%) = [número de amostras quebradas por inclusões / (número de

amostras quebradas por inclusões + número de amostras em que o teste foi interrompido após alcançar o número de vezes prescrito)] X 100.

As composições de componentes químicos das hastes de fio de aço são mostradas na Tabela 1 abaixo juntamente da composição de escória em derretimento, e a composição de inclusões e propriedades de fatiga (raio de ruptura) de cada haste de fio de aço mostrada na Tabela 2 abaixo respectivamente.

Tabela 1

No. Composição de componentes quími¬ Composição de escória (% em massa) do cos * (% em massa) C Si Mn P S Outros CaO AI2O3 SiO2 MnO MgO BaO LiO2 1 0,6 2,2 0,5 0,01 0,01 - 35 15 35 3 3 5 tr 2 0,8 1.5 0,7 0,01 0,01 - 20 15 48 6 3 5 tr 3 0,6 2,2 0,7 0,01 0,01 - 5 1 80 2 3 5 tr 4 0,6 2,2 0,5 0,01 0,01 - 10 3 46 2 30 5 tr 0,7 1,6 0,7 0,01 0,01 - 10 37 32 2 10 5 tr 6 0,7 1.6 0,7 0,01 0,01 - 20 29 37 2 3 5 tr 7 0,6 1.9 0,9 0,01 0,01 - 45 1 37 2 3 10 tr 8 0,6 1.9 0,9 0,01 0,01 - 45 1 35 2 3 10 tr 9 0,6 2.2 0,5 0,01 0,01 - 30 12 30 2 3 20 tr 0,6 2.2 0,5 0,01 0,01 - 30 10 32 2 3 20 tr 11 0,5 2.0 0,5 0,01 0,01 - 30 15 45 2 3 1 tr 12 0,8 2.0 0,7 0,01 0,01 - 29 15 44 4 3 1 tr 13 0,8 2.0 0,3 0,01 0,01 - 2 5 42 2 39 5 tr 14 0,6 2.2 0,6 0,01 0,01 - 51 5 33 2 3 5 tr 0,8 2.2 0,5 0,01 0,01 - 3 20 56 2 3 13 tr 16 0,6 2.1 0,5 0,01 0,01 - 33 10 33 2 3 10 5 17 0,6 2,0 0,4 0,01 0,01 - 35 10 35 2 3 10 1 18 0,6 2,2 0,7 0,01 0,01 - 2 1 78 2 3 5 5 19 0,6 2,2 0,5 0,01 0,01 - 19 6 42 2 3 5 20 0,6 2,0 0,9 0,01 0,01 Cr: 35 10 30 2 3 10 tr 0,9, Ni: 0,25, V: 0,1 21 0,6 1,5 0,7 0,01 0,01 Cr: 20 15 45 5 3 5 tr 0,65, V: 0,1 22 0,6 3,0 0,5 0,01 0,01 V: 0,5, 2 1 80 2 3 5 tr Mo: 0,3 23 1,0 2,2 2,0 0,01 0,01 Nb: 10 5 45 2 25 10 tr 0,1, Ce: 0,000 5, Ti: 0,01 *Balanço: Ferro e Impurezas inevitáveis

[Tabela 2]

No. Composição de Inclusões (% em massa) Raio de CaO AI2O3 SiO2 MnO MgO BaO LiO2 1 32 14 37 2 3 7 - 2 2 18 16 52 6 1 2 - 4 3 2 3 87 1 2 5 - 4 4 7 8 48 2 24 8 - 4 8 42 33 2 8 5 - 21 6 19 33 34 2 2 5 - 4 7 42 3 39 2 4 10 - 4 8 40 1 39 1 4 9 - 22 9 26 13 33 1 1 22 - 22 31 12 34 1 2 16 - 5 11 26 17 47 2 3 0,4 - 5 12 25 17 48 2 4 0,1 - 18 13 2 9 48 1 37 2 - 24 14 52 5 33 1 2 5 - 22 1 19 57 2 1 14 - 22 16 32 15 38 1 2 7 3 O 17 33 14 38 2 2 7 0,1 3 18 2 2 79 1 1 5 5 2 19 16 13 47 1 2 2 18 4 33 15 38 2 3 7 - 2 21 18 16 52 6 1 2 - 4 22 2 3 84 1 1 5 - 4 23 7 8 49 2 24 8 - 4 A partir destes resultados, a consideração seguinte é possível. Naqueles testes Nos. 1 a 4, 6, 7, 10, 11, 16 a 23 nas Tabelas 1, 2, é entendido que a composição de inclu- sões é controlada adequadamente e a intensidade de fatiga excelente é obtida.

Por outro lado, naqueles Testes Nos. 5, 8, 9, 12 a 15 nas Tabelas 1, 2, a composi- ção de inclusões desvia-se da região estipulada na presente invenção, portanto o resultado do teste de fatiga não é bom.

Mais especificamente, nos testes Nos. 5, 8 nas tabelas 1, 2 apesar da concentração de SiO2, CaO e MgO ser adequadamente controlada, a concentração de AI2O3 é alta ou bai- xa, e o raio de ruptura se torna alto.

Nos testes Nos. 9, 12 nas Tabelas 1, 2 apesar de SiO2, CaO, MgO e AI2O3 serem

adequadamente controlados, a concentração de BaO é alta ou baixa, e o raio de ruptura se torna alto.

No teste No. 13 nas Tabelas 1, 2, apesar da concentração de SiO2, CaO e AI2O3 ser adequadamente controlada, a concentração de MgO é muito alta, e o raio de ruptura se tor- na alto.

No Teste No. 14 nas Tabelas 1, 2, apesar da concentração de SiO2, MgO e AI2O3 ser adequadamente controlada, a concentração de CaO é muito alta, e o raio de ruptura se torna alto.

No teste No. 15 nas Tabelas 1, 2, apesar da concentração de SiO2, MgO, AI2O3 e BaO ser adequadamente controlada, a concentração de CaO + MgO é baixa, e o raio de ruptura se torna alto.

[Exemplo 2]

O experimento foi desempenhado com máquinas atuais ou em um nível laboratori- al. Isto é, com as máquinas atuais, o aço derretido funde por um conversor foi descarregado a uma concha (aço derretido de 500 kg imitando o aço derretido descarregado a partir de um conversor foi derretido, em um laboratório), vários fluxos foram adicionados, o compo- nente foi ajustado, o aquecimento em eletrodo (e borbulhas de argônio) foi adequadamente desempenhado, e um tratamento de derretimento (refinamento de escória) foi desempenha- do. Também, metal de ligas tais como Ca, Mg, Ba, Sr, Li, ou o semelhante foi adicionado durante o tratamento de derretimento de acordo com a necessidade. Então, o aço derretido foi jogado e feito um lingote do aço (foi jogado por um molde que poderia obter o equivalente da velocidade de resfriamento para máquinas atuais, em um nível de laboratório). Um lingo- te de aço obtido foi esquecido e enrolado quente, e uma haste de fio de aço de um diâmetro: 8,0 mm foi feita.

Para cada haste de fio de aço obtida, a composição de inclusões baseadas em óxi- do na haste do fio foi medida e um teste de avaliação por um teste de fatiga de curva rotató- ria imitando uma mola de válvula foi desempenhada. Estes métodos de medição são como descritos abaixo.

[composição de inclusões (porém excluindo Li2O)]

Uma seção em L (uma seção incluindo o ângulo) de cada haste de fio de aço enro- lado foi retida (ground), a análise da composição foi desempenhada para 300 inclusões ba- seadas em óxido presentes na seção base por um EPMA (analisador de Micro Sonda de Elétron), e o valor médio foi obtido após convertido a óxido. Também, aqueles com concen- tração de S de 5% ou abaixo foram considerados como inclusões baseadas em óxido. A condição de medição do EPMA então é como descrita abaixo.

Equipamento ΕΡΜΑ: JXA-8621MX (feito por JEOL Ltd.)

Analisador (EDS): TN-5500 (feito por Tracor Northern)

Voltagem de Aceleração: 20 kv

Corrente do escâner: 5 nA

Método de Medição: análise quantitativa por análise de dispersão de energia (me- dindo a área inteira de uma partícula)

[Medição de Li2O]

Devido à concentração de Li2O nas inclusões poder não ser medida pelo ΕΡΜΑ, um método de análise pelo SIMS (Espectroscopia Secundária de íon de Massa) foi originalmen- te desenvolvido e a medição foi desempenhada em um procedimento descrito abaixo.

(2) Amostra padrão primária

1) Primeiro, concentração de cada CaO, MgO, AI2O3, MnO, SiO2, SrO ou similares de inclusões em aço é analisada por um EDX, EPMA ou similares.

2) O óxido sintetizado com a mesma composição para uma composição de outras inclusões que não Li2Oe o óxido sintetizado adicionado com vários Li2Oa eles são prepara- dos em um grande número, as concentrações de Li2O deles são quantitativamente analisa- das por análise química, e amostras padrão são preparadas.

3) A intensidade relativa secundária da intensidade de íon de Li contra Si de cada óxido sintetizado preparado é medida.

4) Uma curva de calibração da intensidade relativa secundária de íon de Li contra Si e concentração de Li2O quimicamente analisada em 1) acima é projetada.

(2) Amostra padrão secundária (para correção de ambiente de medição)

5) Para propósito de correção de ambiente em medição, uma amostra padrão em

que íons de Li tem sido implantado em íon em um wafer de Si preparado separadamente, a intensidade relativa secundária de íon de Li contra Si é medida, e a correção é feita quando

2) é desempenhada.

(3) Medição atual

6) A intensidade relativa secundária de íon de Li contra Si de inclusões em aço é

medida, e a concentração de Li2O é obtida pela curva de calibração obtida em 4) acima.

[Teste de intensidade de fatiga (raio de ruptura)]

Para cada haste de fio enrolado quente (diâmetro: 8,0 mm), tira (diâmetro: 7,4 mm)

- patente - projetando fio resfriado (diâmetro: 4 mm) - temperatura do óleo [extinção de 15 óleo e banho de ligação (aproximadamente 450°C) processo de continuação de temperatu- ra] foi desempenhado e um fio com 4,0 mm de diâmetro X 650 mm foi fabricado. O fio obtido foi sujeitado a tratamento equivalente à tensão que alivia o enrijecimento (400°C) - pontaria de golpe - baixa temperatura de enrijecimento, a seguir o teste foi desempenhado utilizando um testador de curva rotacional do Método Nakamura com tensão nominal de 908 Mpa, ve- 20 Iocidade rotacional: 4,000 a 5,000 rpm, número de vezes de parada: 2 X 107 vezes. Então, para aqueles a quebra foi causada por inclusões fora daqueles rompidos, o raio de ruptura foi obtido pela equação abaixo.

Ruptura do raio (%) = [número de amostras interrompidas por inclusões / (número de amostras quebradas por inclusões + número de amostras em que o teste foi interrompido após alcançar o número de vezes prescrito)] X 100.

As composições de componentes químicos das hastes de fio de aço são mostradas na Tabela 3 abaixo juntamente da composição de escória em derretimento, e a composição de inclusões e propriedades de fatiga (raio de ruptura) de cada haste de fio de aço mostrada na Tabela 4 abaixo respectivamente.

[Tabela 3]

No. Composição de componentes quí¬ Composição de escória (% em massa) do micos * (% em massa) C Si Mn P S Outros CaO AI2O3 CM MnO MgO BaO SrO Li CO O O2 1 0,6 2,2 0,5 0,1 0,1 - 34 13 33 3 3 3 5 tr 2 0,8 1,5 0,7 0,1 0,1 - 21 13 49 6 3 3 2 tr 3 0,6 2,2 0,7 0,1 0,1 - 5 1 80 1 3 3 3 tr 4 0,6 2,2 0,5 0,1 0,1 - 9 6 44 2 27 7 1 tr 0,7 1,6 0,7 0,1 0,1 - 10 37 29 2 10 2 5 tr 6 0,7 1,6 0,7 0,1 0,1 - 20 30 34 2 3 5 2 tr 7 0,6 1,9 0,9 0,1 0,1 - 44 3 34 2 3 5 5 tr 8 0,6 1,9 0,9 0,1 0,1 - 42 1 37 2 3 5 5 tr 9 0,6 2,2 0,5 0,1 0,1 - 24 9 31 1 2 17 14 tr 0,6 2,2 0,5 0,1 0,1 - 29 10 31 2 3 15 5 tr 11 0,5 2,0 0,5 0,1 0,1 - 29 17 40 2 3 1 1 tr 12 0,8 2,0 0,7 0,1 0,1 - 29 15 44 4 3 0,4 0,5 tr 13 0,8 2,0 0,3 0,1 0,1 - 2 6 46 2 40 1 1 tr 14 0,6 2,2 0,6 0,1 0,1 - 50 6 33 1 3 3 2 tr 0,8 2,2 0,5 0,1 0,1 - 1 20 53 2 3 13 4 tr 16 0,6 2,1 0,5 0,1 0,1 - 33 12 35 2 3 3 4 4 17 0,6 2,0 0,4 0,1 0,1 - 34 11 36 2 3 2 7 2 18 0,6 2,2 0,7 0,1 0,1 - 2 1 79 2 1 2 3 7 19 0,6 2,2 0,5 0,1 0,1 - 19 4 33 2 3 2 3 21 0,6 2,0 0,9 0,1 0,1 Cr: 0,9, 34 10 37 2 3 4 5 tr Ni: 0,25, V: 0,1 21 0,6 1,5 0,7 0,1 0,1 Cr: 2, 20 15 47 6 3 1 1 tr V: 0,1 22 0,6 3,0 0,5 0,1 0,1 V: 0,5, 5 1 80 2 3 1 5 tr Mo: 0,3 23 1,0 2,2 2,0 0,1 0,1 Nb: 10 7 46 2 26 3 5 tr 0,1, Ce: 0,0005, Ti: 0,01 *Balanço: Ferro e Impurezas inevitáveis

[Tabela 2]

No. de Composição de Inclusões (% em massa) Raio de CaO AI2O3 SiO2 MnO MgO BaO SrO LiO2 1 32 14 37 2 3 3 4 - 3 2 18 16 52 6 1 1 1 - 4 3 2 2 33 1 1 3 3 - 4 4 7 8 48 1 24 3 1 - 5 8 42 33 1 8 1 5 - 25 6 19 33 34 2 2 4 1 - 4 7 42 3 39 2 4 5 5 - 5 8 40 1 39 1 4 5 5 - 25 9 22 12 32 1 1 14 12 - 22 30 12 33 1 2 13 5 - 5 11 26 17 47 1 3 0,4 0,4 - 5 12 25 17 48 2 4 0,1 0,1 - 18 13 2 9 48 1 39 1 1 - 20 14 53 5 33 1 2 3 2 - 26 1 19 57 1 1 11 4 - 26 16 33 15 38 2 2 2 3 3 1 17 33 14 37 2 2 2 5 1 3 18 2 3 79 1 1 2 2 5 3 19 15 13 46 1 2 1 2 18 4 33 15 38 2 3 3 4 - 3 21 18 16 52 6 1 1 1 - 4 22 2 3 84 1 1 1 4 - 4 23 7 8 49 2 24 2 5 - 4 A partir destes resultados, a consideração seguinte é possível. Naqueles testes Nos. 1 a 4, 6, 7, 10, 11, 16 a 23 nas Tabelas 3, 4, é entendido que a composição de inclu- sões é controlada adequadamente e a intensidade de fatiga excelente é obtida.

Por outro lado, naqueles Testes Nos. 5, 8, 9, 12 a 15 nas Tabelas 3, 4, a composi- ção de inclusões desvia-se da região estipulada na presente invenção, portanto o resultado do teste de fatiga não é bom.

Mais especificamente, nos testes Nos. 5, 8 nas tabelas 3, 4, apesar da concentra- ção de SiO2, CaO e MgO ser adequadamente controlada, a concentração de AI2O3 é alta ou baixa, e o raio de ruptura se torna alto.

Nos testes Nos. 9, 12 nas tabelas 3, 4, o conteúdo total de (BaO + SrO) é alto ou

baixo, e o raio de ruptura se torna alto.

No teste No. 13 nas tabelas 3, 4, apesar da concentração de SiO2, CaO e AI2O3 ser adequadamente controlada, a concentração de MgO é muito alta e, o raio de ruptura se tor- na alto.

No teste No. 14 nas tabelas 3, 4, apesar da concentração SiO2, CaO e AI2O3 ser

adequadamente controlada, a concentração de CaO é muito alta, e o raio de ruptura se tor- na alto.

No teste No. 15 nas tabelas 3, 4, apesar da concentração de MgO1 AI2O3 e SrO ser adequadamente controlada, o total de MgO, AI2O3 e SrO é adequadamente controlada, o total de CaO + MgO é baixo, e o raio de ruptura se torna alto.

[Exemplo 3]

O experimento foi desempenhado com máquinas atuais (ou em um nível laboratori- al). Isto é, com as máquinas atuais, o aço derretido que funde por um conversor foi descar- regado a uma concha (aço derretido de 500 kg imitando o aço derretido descarregado de um conversor foi derretido, em um laboratório), vários fluxos foram adicionados, ajuste de 10 componente, aquecimento de eletrodo, e borbulha de argônio foi desempenhado, e um tra- tamento de derretimento (refinamento de escória) foi desempenhado. Também, após outros componentes serem ajustados, Ca, Mg, Ce, Ba, Li, ou similares foram adicionados durante o tratamento de derretimento de acordo com a necessidade para ser mantida para 5 minutos ou mais. Um lingote de aço obtido foi esquecido e enrolado, e uma haste do fio de um diâ- 15 metro: 8,0 mm foi feita.

Para cada haste de fio obtida, o conteúdo de Ba e Li no aço foi medido por um mé- todo descrito abaixo, e um teste de avaliação por um teste de fatiga de curva rotatória imi- tando uma mola de válvula foi desempenhada.

[Conteúdo de Ba e Li em aço]

1) Quando o conteúdo for 0,2 ppm (mg/kg) ou acima (valor mais baixo de limite

quantitativo de 0,2 ppm)

Uma amostra de 0,5 g foi tirada de uma haste do fio de um objeto, foi posta em um béquer, água desmineralizada, ácido clorídrico e ácido nítrico foram adicionados, e foi termi- camente decomposta. Após isso foi resfriado ao natural, foi transferido em um frasco de mis- 25 tura de 100 mL (mililitros), e foi feito uma solução de medição. Esta solução de medição foi diluída com água desmineralizada e Ba e Li foram quantitativamente analisados utilizando um espectrômetro de massa ICP (modelo SPQ8000: feito por Seiko Intruments Inc.).

2) Quando o conteúdo for abaixo de 0,2 ppm (mg/Kg) (valor mais baixo de limite quantitativo de 0,03 ppm)

Uma amostra de 0,5 g foi tirada de uma haste do fio de um objeto, foi posta em um

béquer, água desmineralizada, ácido clorídrico e ácido nítrico foram adicionados, e foi de- sempenhado uma hidrólise. A seguir a concentração de ácido foi ajustada pela adição de ácido clorídrico, adicionado com metil isobutil cetona (MIBL), sacudida, e o conteúdo de fer- ro foi extraído para a fase MIBK. Após deixar parado, somente a fase aquosa foi tirada, foi 35 transferida em um frasco de mistura de 100 mL (mililitros), e foi feito uma solução de medi- ção. Esta solução de medição foi diluída com água desmineralizada e Ba e Li foram quanti- tativamente analisados com a condição descrita acima utilizando um espectrômetro de mas- sa ICP (modelo SPQ8000: feito por Seiko Intruments Inc.).

[Teste de Intensidade de Fatiga (raio de ruptura)]

Para cada haste de fio enrolado quente (diâmetro: 8,0 mm), tira (diâmetro: 7,4 mm)

- patente - projetando fio resfriado (diâmetro: 4 mm) - temperatura do óleo [extinção de 5 óleo e banho de ligação (aproximadamente 450°C) processo de continuação de temperatu- ra] foi desempenhado e um fio com 4,0 mm de diâmetro X 650 mm foi fabricado. O fio obtido foi sujeitado a tratamento equivalente à tensão de alívio de enrijecimento (400°C) - pontaria de golpe - baixa temperatura de enrijecimento a 200°C, a seguir o teste foi desempenhado utilizando um testador de curva rotacional do Método Nakamura com tensão nominal de 908 10 Mpa, velocidade rotacional: 4,000 a 5,000 rpm, número de vezes de parada: 2 X 107 vezes. Então, para aqueles a interrupção foi causada por inclusões fora daqueles rompidos, o raio de ruptura foi obtido pela equação abaixo.

Ruptura do raio (%) = [número de amostras interrompidas por inclusões / (número de amostras quebradas por inclusões + número de amostras em que o teste foi interrompido após alcançar o número de vezes prescrito)] X 100.

Estes resultados são mostrados na tabela 5 juntamente com a composição de compostos químicos de cada haste do fio. Também, com relação aos outros elementos que não Ba e Li, a medição foi desempenhada de acordo com os métodos descritos acima.

C: Método queima de absorção por infravermelho Si, Mn, Ni, Cr, V e Ti: Método de espectrometria de emissão ICP

Al, Mg, Zr, e REM: Método de espectrometria de massa ICP Ca: Método de espectrometria de absorção atômica desmoldurada O: Método de fusão de gás inerte [Tabela 5]

No. Composição de componentes químicos * (% em massa; Al, Ba, Ca, Mg e Li Raio de do estão em ppm por massa) Ruptura C Si Mn P S Al Ba Ca Mg Li outros 1 0,6 2,2 0,5 0,01 0,01 8 3 6 0,3 - - 5 2 0,8 1,5 0,7 0,01 0,01 10 1,4 3 0 - - 6 3 0,8 0,2 0,5 0,01 0,01 5 2 0,5 3 - - 5 4 0,7 1,6 0,7 0,01 0,01 32 3 6 0,2 - - 38 0,6 2,4 0,3 0,01 0,01 24 10 1 6 - - 10 6 0,6 1,8 0,9 0,01 0,01 2 5 7 0,3 - - 10 7 0,7 1,5 0,7 0,01 0,01 0,4 6 10 0,1 - - 36 8 0,5 1,5 0,7 0,01 0,01 11 34 6 1 - - 49 9 0,7 1,5 0,7 0,01 0,01 18 27 6 0,3 - - 11 1,0 2,0 1,6 0,01 0,01 10 0,05 0,3 6 - - 10 11 05, 2,0 0,9 0,01 0,01 6 0 5 0 - - 23 12 0,5 2,0 0,9 0,01 0,01 14 0 6 0,3 - - 21 13 0,8 2,4 0,4 0,01 0,02 20 27 16 10 - - 9 14 0,6 2,4 0,5 0,01 0,01 6 20 0 0 - - 31 0,8 1,6 0,7 0,01 0,01 8 12 18 18 - - 35 16 0,6 1,6 0,7 0,01 0,01 5 12 0,3 0 - - 28 17 0,6 1,6 0,7 0,01 0,01 3 7 33 0,3 - - 35 18 0,6 2,0 0,9 0,01 0,01 2 6 7 0,5 25 - 6 19 0,7 2,0 0,9 0,01 0,01 1 4 5 1 17 - 5 0,6 2,4 0,5 0,01 0,01 9 7 4 2 0, 5 5 21 0,5 2,0 0,7 0,01 0,01 3 0,1 0 5 0, 7 03 22 0,6 2,0 0,9 0,02 0,01 8 3 6 0,4 Cr: 0,9, 5 Ni: 0,25, V: 0,1 23 0,6 1,5 0,7 0,01 0,02 10 1,5 3 0 Cr: 0,65, 6 V: 0,1 24 0,6 1,9 0,9 0,01 0,01 2 5 0,4 7 V: 0,5, 9 Mo: 0,3 0,6 2,4 0,4 0,01 0,01 20 27 15 10 V: 0,5, 8 Ti: 0,01, W: 0,003 26 0,6 2,4 0,5 0,00 0,01 9 7 4 2 0, Cr: 3, 5 1 5 Nb: 0,1, Co: 0,1 27 0,8 1,5 0,7 0,01 0,01 10 1,5 3 0 Ni: 0,5, 6 Ca: 0,0005 A partir destes resultados, a consideração seguinte é possível. Naqueles testes Nos. 1 a 3, 5, 6, 9, 10, 13, 18 a 27 na Tabela 5, é entendido que a composição de compo- nentes químicos e a composição de inclusões é controlada por uma região adequada e a intensidade de fatiga excelente é obtida.

Poroutro lado, naqueles Testes Nos. 4, 7, 8, 11, 12, 14 a 17 na Tabela 5, a compo-

sição de componentes químicos desvia-se de uma região adequada, e a composição de inclusões não é controlada a uma região adequada, portanto o resultado do teste de fatiga não é bom. Mais especificamente, nos testes Nos. 4, 7 na tabela 5, apesar da concentração de Ba, Ca e Mg ser adequadamente controlada, a concentração de Al é alta ou baixa, e o raio de ruptura se torna alto.

Nos testes Nos. 8, 11, 12 na Tabela 5, apesar da concentração de Al, Ca e Mg ser adequadamente controlada, a concentração de Ba é alta ou baixa, e o raio de ruptura se torna alto.

Nos testes Nos. 14, 16 na Tabela 5, apesar da concentração de Ba e Al ser ade- quada, a concentração de Ca e Mg é baixa, e o raio de ruptura se torna alto.

Nos testes Nos. 15, 17 na Tabela 5, apesar da concentração de Ba e Al ser ade- quada, a concentração de Ca e Mg é excessivamente alta, e o raio de interrupção se torna alto. Também, no teste No. 18 na Tabela 5, a concentração de Li desvia-se de um limite superior preferível, no entanto o efeito satura comparado a um no teste No. 19 na Tabela 5.

Desse modo, é entendido que é necessário todo controle adequado de Ba, Ca, Mg

e Al.

[Exemplo 4]

O experimento foi desempenhado com máquinas atuais (ou em um nível laboratori- al). Isto é, com as máquinas atuais, o aço derretido que funde por um conversor foi descar- regado por uma concha (aço derretido de 500 kg imitando o aço derretido descarregado de um conversor que foi derretido, em um laboratório), vários fluxos foram adicionados, ajuste de componentes, aquecimento de eletrodo, e borbulhas de argônio foram desempenhados, e um tratamento de derretimento (refinamento de escória) foi desempenhado. Também, a- pós outros componentes serem ajustados, Ca, Mg, Ba, Li, ou os semelhantes foram adicio- nados durante o tratamento de derretimento de acordo com a necessidade a ser mantida por 5 minutos ou mais. Um lingote de aço obtido foi esquecido e enrolado quente, e uma haste do fio de um diâmetro de 8,0 mm foi feita.

Para cada haste do fio obtida, a concentração de Ba, Sr e Li no aço foi medida por um método descrito abaixo, e um teste de avaliação por um teste de fatiga de curva rotatória imitando uma mola de válvula foi desempenhado.

[Conteúdo de Ba, Sr, Li em aço]

1) Quando o conteúdo for 0,2 ppm (mg/kg) ou acima (valor quantitativo de limite su- perior de 0,2 ppm)

Uma amostra de 0,5 g foi tirada de uma haste do fio de um objeto, foi posta em um béquer, água desmineralizada, ácido clorídrico e ácido nítrico foram adicionados, e foi termi- camente decomposta. Após isso foi resfriada ao natural, foi transferida em um frasco de medição de 100 mL (mililitros), e foi feita uma solução de medição. Esta solução de medição foi diluída com água desmineralizada e Ba, Sr e Li foram analisados quantitativamente utili- zando um espectrômetro de massa ICP (modelo SPQ8000: feito por Seiko Instruments Inc.). 2) Quando o conteúdo estiver abaixo de 0,2 ppm (mg/kg) (valor quantitativo de limi- te inferior de 0,03 ppm)

Uma amostra de 0,5 g foi tirada de uma haste do fio de um objeto, foi posta em um béquer, água desmineralizada, ácido clorídrico e ácido nítrico foram adicionados, e foi de- 5 sempenhado uma hidrólise. A seguir a concentração de ácido foi ajustada pela adição de ácido clorídrico, adicionado com metil isobutil cetona (MIBL), sacudida, e o conteúdo de fer- ro foi extraído para a fase MIBK. Após deixar parado, somente a fase aquosa foi retirada, foi transferida em um frasco de mistura de 100 mL (mililitros), e foi feito uma solução de medi- ção. Esta solução de medição foi diluída com água desmineralizada e Ba e Li foram quanti- 10 tativamente analisados com a condição descrita acima utilizando um espectrômetro de mas- sa ICP (modelo SPQ8000: feito por Seiko Intruments Inc.).

[Teste da intensidade de fatiga (raio de ruptura)]

Para cada haste de fio enrolado quente (diâmetro: 8,0 mm), tira (diâmetro: 7,4 mm)

- patente - projetando fio resfriado (diâmetro: 4 mm) - temperatura do óleo [extinção de 15 óleo e banho de ligação (aproximadamente 450°C) processo de continuação de temperatu- ra] foi desempenhado e um fio com 4,0 mm de diâmetro X 650 mm foi fabricado. O fio obtido foi sujeitado a tratamento equivalente à tensão de alívio de enrijecimento (400°C) - pontaria de golpe - baixa temperatura de enrijecimento 200°C, a seguir o teste foi desempenhado utilizando um testador de curva rotacional do Método Nakamura com tensão nominal de 908 20 Mpa, velocidade rotacional: 4,000 a 5,000 ppm, número de vezes de parada: 2 X 107 vezes. Então, para aqueles a interrupção foi causada por inclusões fora daqueles rompidos, o raio de ruptura foi obtido pela equação abaixo.

Ruptura do raio (%) = [número de amostras interrompidas por inclusões / (número de amostras quebradas por inclusões + número de amostras em que o teste foi interrompido após alcançar o número de vezes prescrito)] X 100.

Estes resultados são mostrados na tabela 6 juntamente com a composição de compostos químicos de cada haste do fio. Também, com relação aos outros elementos que não Ba, Sr e Li1 a medição foi desempenhada de acordo com os métodos descritos acima.

C: Método de queima de absorção por infravermelho Si, Mn, Ni, Cr, V e Ti: Método de espectrometria de emissão ICP

Al, Mg, Zr, e REM: Método de espectrometria de massa ICP Ca: Método de espectrometria de absorção atômica desmoldurada O: Método de fusão de gás inerte [Tabela 6] No.

Hn

Tes-

Composição de componentes químicos * (% em massa; Al, Ba, Ca, Mg e Li es- tão em ppm por massa)

Raio

de

Rup- I

te tura C Si Mn P S Al Ba Sr Ca Mg Li outros 1 0,6 2,2 0,5 0,01 0,01 8 2 1 6 0,3 - - 6 2 0,8 1,5 0,7 0,01 0,01 10 1 0,4 3 0 - - 7 3 0,8 0,2 0,5 0,01 0,01 5 1 1 0,5 3 - - 6 4 0,7 1.6 0,7 0,01 0,01 32 2 1 6 0,2 - - 38 0,6 2,4 0,3 0,01 0,01 24 4 6 1 6 - - 9 6 0,6 1,9 0,9 0,01 0,01 2 4 2 0,3 7 - - 9 7 0,7 1,5 0,7 0,01 0,01 0,4 3 4 10 0,1 - - 37 8 0,5 1,5 0,7 0,01 0,01 11 15 17 6 1 - - 55 9 0,7 1,5 0,7 0,01 0,01 18 10 17 6 0,3 - - 13 1,0 2,0 1,6 0,01 0,01 10 0,03 0,05 0,3 6 - - 10 11 0,5 2,0 0,8 0,01 0,01 6 0 0 5 0 - - 22 12 0,6 2,4 0,4 0,01 0,02 20 15 12 15 10 - - 8 13 0,6 2,4 0,5 0,01 0,01 6 7 12 0 0 - - 33 14 0,9 1,8 0,7 0,01 0,01 8 4 8 16 20 - - 35 0,6 1,6 0,7 0,01 0,01 5 8 4 0,3 0 - - 28 16 0,6 1,6 0,7 0,01 0,01 3 4 3 35 0,3 - - 28 17 0,6 2,0 0,9 0,01 0,01 2 3 6 7 0,5 25 - 0 18 0,7 2,0 0,9 0,01 0,01 1 2 2 5 1 17 - 4 19 0,6 2,4 0,5 0,01 0,01 9 6 1 4 2 0, 4 5 0,5 2,0 0,7 0,01 0,01 3 0,1 0,1 0 5 0, 7 04 21 0,5 2,0 0,9 0,01 0,01 8 1 2 6 0,4 Cr: 5 0,9, Ni: 0,25, V: 0,1 22 0,6 1,5 0,7 0,01 0,02 10 0,8 0,6 3 0 Cr: 5 0,65, V: 0,1 23 0,6 1,9 0,8 0,02 0,01 2 3 3 0,4 7 V: 0,5, 9 Mo: 0,3 24 0,6 2,4 0,4 0,01 0,01 20 10 17 15 10 V: 0,5, 7 Ti: 0,01, W: 0,003 0,6 2,4 0,5 0,00 0,01 9 4 2 4 2 0, Cr: 3, 5 1 5 Nb: 0,1, Co: 0,01 26 0,8 1,5 0,7 0,01 0,01 10 1 1 3 0 Ni: 5 0,5, Ce: 0,000 5 A partir destes resultados, a consideração seguinte é possível. Naqueles testes Nos. 1 a 3, 5, 6, 9, 10, 12, 17 a 26 na Tabela 6, é entendido que a composição de compo- nentes químicos e a composição de inclusões é controlada por uma região adequada e a intensidade de fatiga excelente é obtida.

Por outro lado, naqueles Testes Nos. 4, 7, 8, 11, 13 a 16 na Tabela 6, a composi- ção de compostos químicos desvia-se de uma região adequada, e a composição de inclu- sões não é controlada a uma região adequada, portanto o resultado do teste de fatiga não é bom.

Mais especificamente, nos testes Nos. 4, 7 na tabela 6, apesar de Ba, Ca e Mg ser adequadamente controlada, a concentração de Al é alta ou baixa, e o raio de ruptura se tor- na alto.

No teste No. 8, na Tabela 6, a concentração de Ba e Sr é excessiva, portanto o raio de ruptura se torna alto.

No teste No. 11 na Tabela 6, Ba e Sr não estão contidos, portanto o raio de ruptura se torna alto.

Nos testes Nos. 13 a 16 na Tabela 6, apesar da concentração de Ba, Sr e Al ser adequada, a concentração de Ca e Mg é alta ou baixa, e o raio de interrupção se torna alto. Também, no teste No. 17 na Tabela 6, a concentração de Li desvia-se de um limite superior preferível, no entanto o efeito satura comparado a um no teste No. 18 na Tabela 6.

Desse modo, é entendido que é necessário todo controle adequado de Ba, Sr, Ca,

Mg e Al.

Apesar de a presente invenção ter sido descrita em detalhes referindo-se às moda- lidades específicas, é aparente àqueles versados na técnica que uma variedade de altera- ções e modificações podem ser adicionadas sem se desviar do espírito e escopo da presen- te invenção. O presente pedido está na base de quatro Pedidos Japoneses depositados em 28 de dezembro de 2006 (Pedido de Patente No. 2006-356308, Pedido de Patente No. 2006-356309, Pedido de Patente No. 2006-356311, Pedido de Patente No. 2006-356313) cujos conteúdos estão incorporados neste como referência.

[Aplicabilidade Industrial]

Controlando adequadamente a composição de inclusões baseadas em óxido (com-

posição com ótimo balanço), baixo ponto de fusão e estado do vidro em enrolamento quente são mantidos, desse modo, o refinamento de inclusões em enrolamento quente é promovido e uma haste de fio de aço acalmado com Si excelente em propriedades de fatiga pode ser provida.

Claims (14)

1. Haste de fio de aço acalmado com Si excelente em propriedades de fatiga, CARACTERIZADO pelo fato de que as inclusões baseadas em óxido presentes na haste do fio contém SiO2: 30 a 90% (meio “% em massa”, a seguir o mesmo), AI2O3: 2 a 35%, MgO:35% ou abaixo (não inclusive de 0%), CaO: 50% ou abaixo (não inclusive de 0%), MnO: 20% ou abaixo (não inclusive de 0%) e BaO: 0,2 a 20% respectivamente, e o conteúdo total de (MgO + CaO) é 3% ou acima.

2. Haste de fio de aço acalmado com Si excelente em propriedades de fatiga, CARACTERIZADO pelo fato de que as inclusões baseadas em óxido presentes na haste do fio contêm SiO2: 30 a 90% (meios “% em massa”, a seguir o mesmo), AI2O3: 2 a 35% ou abaixo (não inclusive de 0%), CaO: 50% ou abaixo (não inclusive de 0%), MnO: 20% ou abaixo (não inclusive de 0%) respectivamente, contém BaO e SrO por uma faixa de 0,2 a 20% no total (portanto, SrO <15%), e o conteúdo total de (CaO + MgO) é 3% ou acima.

3. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as inclusões baseadas em óxido presentes na haste do fio contêm ainda Li2O por uma faixa de 0,1 a 20%.

4. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com qualquer das reivindica- ções 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que os compostos de aço contêm C: 1,2% ou abaixo (não inclusive de 0%), Si: 0,1 a 1,0%, Al: 0,01% ou abaixo (não inclusive de0%) res- pectivamente.

5. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que contém ainda um ou mais tipo de elementos seleciona- dos a partir de um grupo consistindo em Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu, Ti, Co e um elemento terra raro.

6. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o balanço é Fe e impurezas inevitáveis.

7. Mola obtida de uma haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com qual- quer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Haste de fio de aço acalmado com Si excelente em propriedades de fatiga, CARACTERIZADO pelo fato de que contém Ba: 1 a 30 ppm (meios “ppm em massa”, a se- guir o mesmo), Al: 1 a 30 ppm e Si: 0,2 a 4% (meios “% em massa, a seguir o mesmo) res- pectivamente, e que contém Mg e/ou Ca por uma faixa de 0,5 a 30 ppm no total.

9. Haste de fio de aço acalmado com Si excelente em propriedades de fatiga, CARACTERIZADO pelo fato de que contém Ba e Sr: 0,4 a 30% ppm (meios “ppm em mas- sa”, a seguir o mesmo; portanto, Sr <20 ppm) no total, Al: 1 a 30 ppm e Si: 0,2 a4% (meios “% em massa, a seguir o mesmo) respectivamente, e que contém Mg e/ou Ca por uma faixa de 0,5 a 30 ppm no total.

10. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que contém Li por uma faixa de 0,03 a 20 ppm.

11. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações de 8 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de ser composto de aço contendo C: 1,2% ou abaixo (não inclusive de 0%), Mn: 0,1 a 2,0% respectivamente.

12. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que contém um ou mais tipos de elementos selecionados a partir de um grupo consistindo em Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu, Ti, Co e um elemento terra raro.

13. Haste de fio de aço acalmado com Si, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o balanço é Fe e impurezas inevitáveis.

14. Mola obtida a partir da haste de fio de aço acalmado com Si, CARACTERIZADA pelo fato de ser do tipo definido em qualquer uma das reivindicações de8 a 13.