CN108220805B - 耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法,其以重量%计,包含C:0.45%~0.6%、Mn:0.3%~0.8%、Si:1.4%~1.8%、P:0.015%以下、S:0.015%以下、Cr:0.2%~0.7%、Ni:0.1%~0.5%、Cu:0.1%~0.5%、余量为Fe及不可避免的杂质,且以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上成分,在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。关系式1:[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035;在所述关系式1中,各元素符号表示各元素含量(重量%)。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。
背景技术
作为提高汽车燃油效率的方法,例如有提高发动机燃烧效率、动力传输效率等的方法,和通过减小汽车重量以减少运行时所需的能量的方法等。
为了减小汽车重量,可以将汽车内部零件替换成比重小的轻质材质,但至今为止还未开发出能够替代钢材本身优势的零件。因此,现今多数情况下仍在使用钢材制造汽车零件,所以惯常的研究方向为使所述钢材部件轻量化以提高汽车燃油效率。
然而,钢材的高强度化是降低疲劳特性和腐蚀特性的因素,尤其是对于腐蚀特性,在应力集中的部分会加速腐蚀,可能会导致开裂。
尤其是,在北美、加拿大等寒冷地区行驶的车辆会因道路上的除雪剂导致汽车中的各种零件腐蚀。对于悬置弹簧(suspension spring),因为汽车是在四个车轴支撑车辆、乘客、货物等重量的情况下行驶,所以会造成更严重的腐蚀性环境。
当前试图通过对悬置弹簧(suspension spring)进行喷漆来防止腐蚀现象,但如果行驶过程中道路中的石头或硬物刮掉喷漆,就会形成凹坑并加速腐蚀而开裂,作为冬季道路除雪剂所使用的氯化钙(CaCl2)等与上述内侧的钢接触时会促进腐蚀,因此需要提出能够从根本上解决上述问题的方法。
专利文献1中通过控制腐蚀因子来抑制腐蚀所产生的凹坑的深度,以改善耐腐蚀疲劳性,专利文献2中通过使具有马氏体和残余奥氏体组织的钢材中的原始奥氏体晶粒细化(ASTM No.10以上),以改善耐氢脆性。
但是,仅通过专利文献1和2的技术内容无法充分确保耐应力腐蚀性。
因此,现今急需开发一种能够解决上述问题的同时确保优异的耐应力腐蚀性的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。
现有技术
专利文献1:韩国公开专利公报第10-2013-0018808号
专利文献2:韩国公开专利公报第10-2015-0002848号
发明内容
技术问题
本发明一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。
另外,本发明的技术问题不限于上述内容。可基于本说明书全文内容来理解本发明的技术问题,对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言,理解本发明的附加技术问题不会有任何困难。
技术方案
本发明一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝,其以重量%计,包含C:0.45%~0.6%、Mn:0.3%~0.8%、Si:1.4%~1.8%、P:0.015%以下、S:0.015%以下、Cr:0.2%~0.7%、Ni:0.1%~0.5%、Cu:0.1%~0.5%、余量为Fe及不可避免的杂质,且以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上成分,
在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。
并且,本发明另一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法,其包含:准备线材的步骤,所述线材以重量%计,包含C:0.45%~0.6%、Mn:0.3%~0.8%、Si:1.4%~1.8%、P:0.015%以下、S:0.015%以下、Cr:0.2%~0.7%、Ni:0.1%~0.5%、Cu:0.1%~0.5%、余量为Fe及不可避免的杂质,且以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上成分;
获得钢丝的步骤,对所述线材以10%~40%的拉拔量进行拉拔而制得钢丝;
热处理步骤,将所述钢丝加热至550℃~700℃并保持10分钟~2小时;
淬火热处理步骤,将所述热处理过的钢丝加热至850℃~1000℃并保持30秒,然后进行冷却;及
回火热处理步骤,将所述淬火热处理过的钢丝加热至300℃~600℃并保持40秒以下,然后进行冷却。
关系式1:[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035
在所述关系式1中,各元素符号表示各元素含量(重量%)。
进而,上述技术方案并没有列出本发明的所有特征。参照下述具体实施方式可更加详细了解本发明的各种特征及由此带来的优点和效果。
发明效果
根据本发明,能够抑制在钢丝表面形成腐蚀坑,通过热处理大量形成微细碳化物,可使原始奥氏体的大小细化,而且利用所述碳化物作为氢捕获点,从而能够提供一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。
另外,通过确保高强度,能够得到因汽车轻量化而改善燃油效率等的环保效果。
附图说明
图1是使用透射电子显微镜观察发明例1的微细碳化物的照片。
图2是发明例1~7及比较例1~16的根据关系式1值的应力腐蚀相对开裂时间的图表。
具体实施方式
在下面,对本发明的优选实施方式进行说明。然而,本发明的实施方式可变换成多种其他形式,本发明的范围并不限定于下述实施方式。并且,本发明的实施方式旨在更完整地说明本发明,以使本领域普通技术人员能够很好地理解本发明。
汽车用悬置弹簧的开裂过程如下所述。氯(Cl)等元素造成钢表面产生腐蚀坑(pit),应力会集中到所述腐蚀坑。如此应力集中时,从外部进入的氢会扩散到应力集中部而引发氢脆性。在弹簧用钢丝中,氢脆性会引发原始奥氏体的晶界开裂,这是氢导致原始奥氏体晶界的凝聚力变差,在弱应力下引发过早开裂的现象。
本发明的发明人为了从根本上解决上述问题而深入研究后完成了本发明,通过精确控制合金元素尤其是Ni、Cr、Cu、V、Nb及Mo的含量及相互关系,能够抑制在钢丝表面形成腐蚀坑,并且经热处理形成大量的微细碳化物,可使原始奥氏体的大小微细化,还利用所述碳化物作为氢捕获点,从而能够提供耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。
耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝
在下面,对本发明一方面提供的耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝进行详细的说明。
根据本发明的一个方面的耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝,其以重量%计,包含C:0.45%~0.6%、Mn:0.3%~0.8%、Si:1.4%~1.8%、P:0.015%以下、S:0.015%以下、Cr:0.2%~0.7%、Ni:0.1%~0.5%、Cu:0.1%~0.5%、余量为Fe及不可避免的杂质,且以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上成分,
在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。
关系式1:[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035
在所述关系式1中,各元素符号表示各元素含量(重量%)。
首先,对本发明的合金组分进行详细说明。若无特殊说明,下述各元素含量的单位表示重量%。
C:0.45%~0.6%
C是为确保弹簧强度而必须添加的元素。如果C含量不足0.45%,则无法确保淬硬性,难以得到弹簧用钢材所需的强度。相反地,如果C含量超过0.6%,则耐腐蚀性差的片状(plate)马氏体组织的比例增大,腐蚀期间会产生材料龟裂,从而可能会降低耐氢脆性,并且降低韧性。此外,难以确保基于高强度化的足够的韧性,且难以抑制因添加高含量Si而产生的材料脱碳现象。
因此,C含量优选为0.45%~0.6%,更加优选为0.47%~0.56%。
Mn:0.3%~0.8%
Mn包含在钢材中时提高钢材的淬硬性,有益于确保强度。如果Mn含量不足0.3%,则难以获得高强度弹簧用材料所需的足够的强度及淬硬性。相反地,如果Mn含量超过0.8%,就会降低韧性。
因此,Mn含量优选为0.3%~0.8%,更加优选为0.35%~0.7%。
Si:1.4%~1.8%
Si固溶于铁素体中,具有强化基材强度以及改善抗弹减性(Sag Resistance)的效果。如果Si含量不足1.4%,则Si固溶于铁素体中强化基材强度以及改善抗弹减性的效果不能充分发挥。相反地,如果Si含量超过1.8%,则在热处理时会促使表面脱碳。
因此,Si含量优选为1.4%~1.8%,更加优选为1.5%~1.7%。
P及S:分别为0.015%以下
P及S为杂质,P在晶界偏析并导致韧性降低,因此其上限限定为0.015%,S作为低熔点元素在晶界偏析并导致韧性降低,所形成的硫化物会对弹簧特性造成不良影响,因此P及S的上限优选分别限定为0.015%。更加优选地,两元素的上限分别限定在0.012%以下。
Cr:0.2%~0.7%
Cr是有助于确保耐氧化性、回火软化性、防止表面脱碳及淬硬性的元素。如果Cr含量不足0.2%,则难以充分发挥耐氧化性、回火软化性、表面脱碳及淬硬性等效果。相反地,如果Cr含量超过0.7%,则导致抗弹减性下降,并且降低Ph,反而会促进点蚀性。
因此,Cr含量优选为0.2%~0.7%,进一步优选为0.25%~0.6%,更加优选为0.25%~0.5%。
Ni:0.1%~0.5%
Ni是用于改善淬硬性及韧性并抑制腐蚀坑的元素。如果Ni含量不足0.1%,则不能充分改善淬硬性、韧性及抑制腐蚀坑的效果,如果Ni含量超过0.5%,则残余奥氏体量增加而减少疲劳寿命,并且高价Ni会导致制造成本急剧上升。
因此,Ni含量优选为0.1%~0.5%,更加优选为0.12%~0.4%。
Cu:0.1%~0.5%
Cu是用于提高耐腐蚀性的元素。如果Cu含量不足0.1%,则不能充分提高耐腐蚀性,如果Cu含量超过0.5%,则在热轧过程中会引发龟裂等问题。
因此,Cu含量优选为0.1%~0.5%,更加优选为0.12%~0.4%。
除上述成分之外,以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上的成分。
V:0.05%~0.2%
V是有助于形成碳氮化物以提高强度及晶粒细化的元素,而且作为氢捕获位点(Hydrogen trapping site)起到提高耐氢脆性的作用。如果V含量不足0.05%,则无法充分形成碳/氮化物,而含量超过0.2%时,导致成本上升,在热处理过程中无法溶解的粗粒碳化物量增多,从而会降低疲劳特性及沉淀硬化(Precipitation Hardening)效果。
因此,V含量优选为0.05%~0.2%,更加优选为0.07%~0.18%。
Mo:0.03%~0.25%
Mo的作用在于,形成碳化物以提高沉淀硬化、原始奥氏体晶粒细化及耐氢脆性。如果Mo含量不足0.03%,则无法形成充足的碳化物,如果含量超过0.25%,则导致成本上升,延迟相变效果显著,从而带来降低生产性的问题。
因此,Mo含量优选为0.03%~0.25%,更加优选为0.05%~0.20%。
Nb:0.001%~0.1%
Nb用于形成碳氮化物以提高强度、实现原始奥氏体细化、作为氢捕获位点,因此优选添加0.001%以上,但如果Nb含量超过0.1%,就会形成粗大的碳氮化物,从而降低钢材的延性。
因此,Nb含量优选为0.001%~0.1%,进一步优选为0.005%~0.08%,更加优选为0.005%~0.05%。
关系式1:[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035
在所述关系式1中,各元素符号表示各元素含量(重量%)。
所述关系式1是基于微细碳化物的氢捕获效果及原始奥氏体晶粒大小细化效果的关系式,如果所述关系式1的值小于0.035,则原始奥氏体晶粒尺寸过大或可发挥氢捕获效果的碳化物的量太少,从而导致耐应力腐蚀性变差。
因此,关系式1的值优选为0.035以上,进一步优选为0.038以上,更加优选为0.040。
本发明的余量成分为铁(Fe)。然而,在一般制作过程中会不可避免地混入来自原料或周围环境的非有意添加的杂质,因此不能排除该些杂质。参与一般制作过程的技术人员均熟知该些杂质,因此在本说明书中不再赘述。
通过满足对上述各个元素含量的限定及关系式1,能够得到本发明的发明效果,但还可进一步包含Ti:0.001重量%~0.15重量%。
Ti与碳元素结合形成TiC碳化物,从而能够提高强度、韧性及耐腐蚀性。如果Ti含量不足0.001%,则不能充分发挥上述效果,如果含量超过0.15%,就会形成粗大的碳氮化物,从而导致疲劳特性及延性等变差。
在本发明的钢丝中,在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。这里所说的碳化物是指,VC、MoC、NbC及它们的复合碳化物,碳化物的尺寸是以等效圆直径测量的大小。
将碳化物的尺寸限定在30nm以下的原因在于,如果碳化物的尺寸大于30nm,则提高强度、原始奥氏体细化及氢捕获的效果很小,而如果在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为少于2.2个,则无法充分发挥提高强度、原始奥氏体细化及氢捕获效果。
此时,在本发明的钢丝中,原始奥氏体的ASTM晶粒度级数(grain size number)可以是11以上。如上所述,形成大量的碳化物以确保原始奥氏体的ASTM晶粒度级数为11以上时,能够提高耐应力腐蚀性。
另外,腐蚀坑深宽比(最大深度/最大长度)大于0.3的腐蚀坑的数量为20个/mm以下。
腐蚀坑越趋向于长度短且深度深的形状,施加到腐蚀坑的应力越大,从而大幅降低耐应力腐蚀性。如果腐蚀坑深宽比(最大深度/最大长度)大于0.3的腐蚀坑的数量超过20个/mm,则应力集中到腐蚀坑中,外部氢进入其中的可能性变大,而且裂纹(crack)会扩展,从而大幅降低耐应力腐蚀性。
此时,测量所述腐蚀坑的方法是,对试样通过四点弯曲(4Point bending)施加1800MPa的剪切应力,然后放入盐水喷雾试验机中在35℃的环境下喷洒5%盐水4小时,并在温度为23℃、湿度为50%的环境下干燥4小时之后,在40℃的环境下湿润16小时以达到100%湿度,此循环(cycle)重复7次后,切割应力集中部进行分析。这是考虑弹簧用钢丝的使用环境的最恶劣的条件,如果在该条件下腐蚀坑深宽比(最大深度/最大长度)大于0.3的腐蚀坑的数量为20个/mm以下,就能够保证优异的耐应力腐蚀性。
本发明的钢丝的显微组织可包含20面积%以下的残余奥氏体和余量的回火马氏体。
如果残余奥氏体超过20面积%,可能会导致疲劳强度和断面收缩率(Reductionof Area)降低。因此,残余奥氏体的含量更加优选为15面积%以下。
将所述残余奥氏体之外的余量限定为回火马氏体的目的在于,确保具有高强度。
另外,本发明钢丝的拉伸强度可以是1900MPa以上。这样可以获得高强度的同时有助于实现汽车的轻量化。
耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法
在下面,对本发明的另一方面的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法进行详细说明。
本发明另一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法,其包含:准备线材的步骤,该线材满足上述本发明的合金组分;获得钢丝的步骤,对所述线材以10%~40%的拉拔量进行拉拔而制得钢丝;热处理步骤,将所述钢丝加热至550℃~700℃并保持10分钟~2小时;淬火热处理步骤,将所述热处理过的钢丝加热至850℃~1000℃并保持30秒,然后进行冷却;回火热处理步骤,将所述淬火热处理过的钢丝加热至300℃~600℃并保持40秒以下,然后进行冷却。
准备线材的步骤
准备线材,该线材满足上述本发明的合金组分。此时,线材的制造条件可以适用一般弹簧用线材的制造条件,因此对此并不特别限定。
例如,准备所述线材的步骤可包括:将坯料加热至1000℃~1200℃的步骤;对所述加热的钢坯在700℃~1000℃下进行精扎以获得线材的步骤;及将所述线材以0.5~20℃/s的冷却速度进行冷却的步骤。
拉拔步骤
对所述线材以10%~40%的拉拔量进行拉拔而获得钢丝。
如果拉拔量小于10%,则拉拔不够充分,很可能导致微细碳化物析出量不充分,如果拉拔量超过40%,则应力会集中到钢材的外部,可能会引起内/外之间的梯度所导致的组织、晶粒度、硬度等的偏差及分层(Delamination)。
热处理步骤
将所述钢丝加热至550℃~700℃并保持10分钟~2小时。550℃~700℃是析出最多的30nm以下微细碳化物的温度,而如果保持时间小于10分钟,则不能充分地析出,但如果超过2小时,则生产性降低。
淬火热处理步骤
将所述热处理过的钢丝加热至850℃~1000℃并保持30秒,然后进行冷却。
如果加热温度超过1000℃或者保持时间超过30秒,则碳化物发生再固溶导致碳化物数量减少,从而原始奥氏体的粒度将增大。相反地,如果加热温度小于850℃,则不会发生充分的奥氏体化相变,有可能存在的未固溶珠光体,从而导致物理特性变差。
此时,所述加热时的升温速度可以是30℃/秒以上,所述冷却时的冷却速度可以是50℃/秒以上。
如果升温速度过慢,则奥氏体化相变时间变长,Ac3的温度降低,从而导致奥氏体化区域的滞留时间延长,因此优选以30℃/秒以上的平均升温速度进行加热。
如果冷却速度小于50℃/秒,可能会生成贝氏体等低温组织而非马氏体。
回火热处理步骤
将所述淬火热处理过的钢丝加热至300℃~600℃并保持40秒以下,然后进行冷却。
如果加热温度低于300℃,则不能实现应力缓和,导致韧性降低,但如果高于600℃或保持时间超过40秒,则强度会降低。
此时,所述加热时的升温速度可以是30℃/秒以上。如果升温速度小于30℃/秒,因升温速度慢而不能生成微细的ε碳化物,从而可能会降低强度及耐腐蚀性。
另外,在所述淬火热处理步骤及所述回火热处理步骤中,可利用高频热处理(Induction Heating)进行加热。这样可以确保30℃/秒以上的升温速度。
在下面,将通过实施例对本发明进行更加详细的说明。但是应当了解,下述实施例旨在举例对本发明进行更加详细的说明,并非限定本发明的权利范围。本发明的权利范围取决于从权利要求书中的技术方案合理推导出来的技术。
(实施例)
将具有下表1所示组分的坯料加热至1000℃后,在850℃温度下进行精扎,以制造直径为15mm的线材。
将所述线材以下表2所示拉拔量进行拉拔后,以下表2所示条件进行热处理,并以50℃/秒的升温速度加热至950℃并保持10秒,然后用水冷却。之后,以50℃/秒的升温速度加热至450℃并保持20秒,然后用水冷却,从而制得钢丝。
对所述钢丝的拉伸强度、晶粒度级数、碳化物及应力腐蚀特性进行测量后,记载在下表2中。
对于拉伸强度,以ASTM E-8M subsize规格制作试样后测量拉伸强度。
对于相对开裂时间及腐蚀坑数量,将钢丝加工成具有1.5mm×8.0mm×65mm尺寸的板状试样,并在四点弯曲夹具(point bending jig)施加1800MPa的剪切应力后测量。
相对开裂时间是以如下方式测得的,将所述试样放入复合腐蚀试验机中在35℃的环境下喷洒5%盐水4小时,在温度为23℃、湿度为50%的环境下干燥4个小时之后,在40℃的环境下湿润16小时以达到100%湿度,此循环重复进行,并测定了直至开裂的时间。在发明例及比较例中分别准备5个试样,将5个试样的平均值换算成比较例1的相对开裂时间。
腐蚀坑数量是以如下方式测得的,将所述试样放入复合腐蚀试验机中在35℃的环境下喷洒5%盐水4小时,在温度为23℃、湿度为50%的环境下干燥4个小时之后,在40℃的环境下湿润16小时以达到100%湿度,此循环重复7次,然后切割应力集中部进行分析,并观察腐蚀坑深宽比(最大深度/最大长度)大于0.3的腐蚀坑的数量,任意拍摄5个部位并测量所述凹坑数量的平均值。
晶粒度级数(ASTM grain size number)是通过抛光和腐蚀后测量原始奥氏体晶粒度而测得的。
碳化物数量是通过制作(TEM)Replica试样后测得的,STEM(Scanningtransmission electron microscope)图像中任意选取5个部位拍摄后,观察每100nm×100nm中尺寸为30nm以下的碳化物数量并得出平均值。另外,钢丝的显微组织包括20面积%以下的残余奥氏体和余量的回火马氏体,因此不再赘述。
【表1】
上述表1中各元素含量的单位是重量%,测出P及S均为0.015%以下,故并未写入。
【表2】
发明例满足本发明的合金组分及制作条件,开裂时间是比较例1的3.4倍,拉伸强度也是1900MPa以上。
图1是用透射电子显微镜观察发明例1的微细碳化物的照片,可以看出形成有大量的尺寸为30nm以下的微细碳化物。
在比较例1~4、15、16中未添加或未充分添加Ni或Cu,从而不能控制凹坑形状,导致0.3以上形状的凹坑数量过多,因此相对开裂时间较短。
在比较例1~5中不存在V、Nb、Mo等的碳化物,原始奥氏体晶粒过大,不含有可作为氢捕获点的碳化物,因此在所述应力腐蚀试验中相对开裂时间较短。
在比较例6~15中关系式1值小于0.04,其原始奥氏体尺寸大于本发明的钢,或者可作为氢捕获点的碳化物含量过少,因此在所述应力腐蚀实验中相对开裂时间比所述发明例短。
在比较例15及16中,因具有充足的用于生成碳化物的元素,原始奥氏体的尺寸小,可作为氢捕获点的尺寸为30nm以下的碳化物的数量充足,但因未添加或未充分添加Ni、Cu,具有0.3以上形状的凹坑数量相比于发明例更多,因此在所述应力腐蚀试验中相对开裂时间较短。
图2是发明例1~7及比较例1~16的根据关系式1值的应力腐蚀相对开裂时间的图表。在不满足Ni及/或Cu含量要求、或者关系式1值小于0.04时,可看出应力腐蚀相对开裂时间变差。
对于比较例17,碳含量小于0.42重量%,从而不具有充分的强度。
对于比较例18至21,拉拔量较小、拉拔后的热处理温度超出550℃~700℃的范围、或者热处理时间小于10分钟,从而导致30nm以下的微细碳化物不能充分生长,原始奥氏体尺寸相比于发明例更大,可作为氢捕获点的碳化物含量少,因此所述应力腐蚀试验中相对开裂时间比发明例短。
上述内容是对本发明的具体实施例进行了说明,在不超出本发明技术构思的范围内,本领域普通技术人员可对本发明进行多种变形及修改,而这些变形及修改亦属于本发明的权利范围内。
Claims (9)
1.一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝,其特征在于,
所述钢丝以重量%计,包含C:0.45%~0.6%、Mn:0.3%~0.8%、Si:1.4%~1.8%、P:0.015%以下、S:0.015%以下、Cr:0.2%~0.7%、Ni:0.1%~0.5%、Cu:0.1%~0.5%、余量为Fe及不可避免的杂质,
并且,以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上成分,
在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上,
所述钢丝的原始奥氏体的ASTM晶粒度级数是11以上,
关系式1:[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035;
在所述关系式1中,各元素符号表示各元素的重量含量%。
2.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝,其特征在于,
所述钢丝进一步包含0.001重量%~0.15重量%的Ti。
3.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝,其特征在于,
在所述钢丝中腐蚀坑深宽比大于0.3的腐蚀坑数量为20个/mm以下。
4.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝,其特征在于,
所述钢丝的显微组织包含20面积%以下的残余奥氏体和余量的回火马氏体。
5.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝,其特征在于,
所述钢丝的拉伸强度是1900MPa以上。
6.一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法,其特征在于,
所述制造方法包含:
准备线材的步骤,所述线材以重量%计,包含C:0.45%~0.6%、Mn:0.3%~0.8%、Si:1.4%~1.8%、P:0.015%以下、S:0.015%以下、Cr:0.2%~0.7%、Ni:0.1%~0.5%、Cu:0.1%~0.5%、余量为Fe及不可避免的杂质,且以满足下述关系式1的方式包含选自V:0.05%~0.2%、Mo:0.03%~0.25%及Nb:0.001%~0.1%中的一种以上成分;
获得钢丝的步骤,对所述线材以10%~40%的拉拔量进行拉拔而制得钢丝;
热处理步骤,将所述钢丝加热至550℃~700℃并保持10分钟~2小时;
淬火热处理步骤,将所述热处理过的钢丝加热至850℃~1000℃并保持30秒,然后进行冷却;及
回火热处理步骤,将所述淬火热处理过的钢丝加热至300℃~600℃并保持40秒以下,然后进行冷却,
在所述淬火热处理步骤中,所述加热时升温速度是30℃/秒以上,所述冷却时冷却速度是50℃/秒以上,
在所述回火热处理步骤中,所述加热时升温速度是30℃/秒以上,
关系式1:[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035;
在所述关系式1中,各元素符号表示各元素的重量含量%。
7.根据权利要求6所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法,其特征在于,
所述线材进一步包含0.001重量%~0.15重量%的Ti。
8.根据权利要求6所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法,其特征在于,
在所述淬火热处理步骤及所述回火热处理步骤中,利用高频热处理进行加热。
9.根据权利要求6所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法,其特征在于,
所述准备线材的步骤包括:将坯料加热至1000℃~1200℃的步骤;对所述加热的坯料在700℃~1000℃下进行精扎以获得线材的步骤;及将所述线材以0.5~20℃/s的冷却速度进行冷却的步骤。
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