CN110573638A - 钢丝和弹簧 - Google Patents

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藤野善郎
松本断
山本文男
小口拓也
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

一种钢丝，所述钢丝由钢制成，所述钢含有：0.7质量％以上且1.0质量％以下的碳、0.12质量％以上且0.32质量％以下的硅、和0.3质量％以上且0.9质量％以下的锰，剩余部分为铁和不可避免的杂质。在垂直于钢丝的纵向的横截面中，总脱碳层深度为横截面直径的0.5％以下。在垂直于钢丝的纵向的横截面中，通过重心的直线上的硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。

Description

钢丝和弹簧
技术领域
本发明涉及一种钢丝和一种弹簧，更具体地，涉及适用于制造弹簧的钢丝和由所述钢丝制成的弹簧。本申请要求基于2017年3月28日提交的日本专利申请号2017-062172的优先权，该日本专利申请所公开的内容通过引用整体并入本文中。
背景技术
要求用于制造弹簧的钢丝改善抗永久形变性和强度。已经提出了抑制中心碳偏析的钢丝作为抗永久形变性(耐へたり性)和强度优异的高强度弹簧钢丝(例如参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平H06-184696号公报
发明内容
根据本发明的钢丝由钢制成，所述钢含有：0.7质量％以上且1.0质量％以下的碳、0.12质量％以上且0.32质量％以下的硅、和0.3质量％以上且0.9质量％以下的锰，剩余部分为铁和不可避免的杂质。在垂直于钢丝的纵向的横截面中，总脱碳层深度为横截面直径的0.5％以下，在垂直于钢丝的纵向的横截面中，通过重心的直线上的硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。
附图说明
图1为显示垂直于钢丝的纵向的横截面的示意性横截面图。
图2为显示垂直于钢丝的纵向的横截面的表面附近的示意性横截面图。
图3为显示弹簧结构的示意性立体图。
图4为简要说明制造钢丝的方法的流程图。
图5为显示垂直于原料线材的纵向的横截面的示意性横截面图。
图6为用于说明拉丝步骤的示意性横截面图。
图7为用于说明抗永久形变性的实验方法的示意图。
图8为用于说明抗永久形变性的实验方法的示意图。
图9为用于说明抗永久形变性的实验方法的示意图。
图10显示抗永久形变性实验的结果。
图11显示垂直于钢丝的纵向的横截面中的硬度分布。
图12显示抗永久形变性实验的结果。
图13显示总脱碳层深度与表层硬度之间的关系。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
如上所述，要求用于制造弹簧的钢丝改善抗永久形变性和强度。因此，本发明的目的在于提供一种抗永久形变性和强度优异的钢丝和由所述钢丝制成、且因此抗永久形变性和强度优异的弹簧。
[本公开的有益效果]
如上所述，能够提供一种抗永久形变性和强度优异的钢丝。
[本发明的实施方式的说明]
首先，逐一说明本发明的各方面。本申请的钢丝由钢制成，所述钢含有：0.7质量％以上且1.0质量％以下的碳(C)、0.12质量％以上且0.32质量％以下的硅(Si)、和0.3质量％以上且0.9质量％以下的锰(Mn)，剩余部分为铁(Fe)和不可避免的杂质。在垂直于钢丝的纵向的横截面中，总脱碳层深度为横截面直径的0.5％以下。在垂直于钢丝的纵向的横截面中，通过重心的直线上的硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。
根据发明人的研究，通过选择适当的成分组成、具有与以往相比处于相当低的水平的脱碳层深度、并且减小径向硬度的变化，可以改善抗永久形变性和强度。对于本申请的钢丝，使用具有能够使所得到的弹簧具有必要强度的成分组成的钢。此外，为了改善抗永久形变性和强度，总脱碳层深度处于相当低的水平，即为直径的0.5％以下，并且在深度方向(径向方向)上的硬度的最大值与最小值之差设定为50HV以下。结果，能够提供抗永久形变性和强度优异的本申请的钢丝。
在所述钢丝中，不可避免的杂质优选包含0.025质量％以下的磷(P)、0.025质量％以下的硫(S)、和0.2质量％以下的铜(Cu)。作为不可避免的杂质包含在成分组成中的P、S和Cu的各自的含量可以处于特定的范围内，从而改善诸如韧性的性能。
在所述钢丝中，垂直于纵向的横截面的直径可以为0.5mm以上且7mm以下。本申请的钢丝特别适用于具有处于特定范围内的直径的钢丝。如果垂直于纵向的横截面具有圆形以外的形状，则本文中的“垂直于纵向的横截面的直径”是指围绕所述横截面的圆的直径。
所述钢丝可以具有1900MPa以上且2450MPa以下的拉伸强度。1900MPa以上的拉伸强度能够确保足够的强度。2450MPa以下的拉伸强度能够容易地确保足够的韧性。
在所述钢丝中，在拉伸实验中的断面收缩率可以为40％以上且60％以下。40％以上的断面收缩率能够改善线材加工成弹簧的加工性、以及改善对线材进行加工而形成的弹簧的疲劳强度。60％以下的断面收缩率能够容易地确保足够的强度。
在所述钢丝中，抗永久形变性实验中的残余剪切应变可以优选为0.2％以下。因此，可以更可靠地确保优异的抗永久形变性。
在所述钢丝中，在拉丝时的断面收缩率可以为80％以上且90％以下。因此，可以更可靠地确保优异的抗永久形变性和优异的强度。
本申请的弹簧由上述的钢丝制成。本申请的弹簧由上述的抗永久形变性和强度优异的钢丝制成，因此能够提供抗永久形变性和强度优异的弹簧。
在所述弹簧中，表面的压缩残余应力可以为300MPa以上。因此，可以延长弹簧的疲劳寿命。
在所述弹簧中，所述弹簧的表面的硬度可以为450HV以上。因此，可以延长弹簧的疲劳寿命。
[本发明的实施方式的详情]
接着，参考附图在下文中对根据本发明的钢丝的一个实施方式进行说明。在以下附图中，相同或相应的部分由相同的附图标记表示，并且不再重复说明。
参考图1和2，本实施方式中的钢丝1具有垂直于纵向的圆形横截面。钢丝1由钢制成，所述钢含有：0.7质量％以上且1.0质量％以下的碳、0.12质量％以上且0.32质量％以下的硅、和0.3质量％以上且0.9质量％以下的锰，剩余部分为铁和不可避免的杂质。作为具有这样的成分组成的钢，例如可以使用JIS G3502中规定的SWRS87A、SWRS87B等。钢丝1具有包含珠光体结构的金属结构，而不是通过淬火和回火而产生的金属结构。
参考图1，通过中心(重心)G的直线L上的硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。具体地，沿着直线L测定硬度。然后，硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。硬度例如可以使用维氏硬度计(显微维氏硬度计)测定。
参考图1和2，在垂直于钢丝1的纵向的横截面中，总脱碳层深度d为横截面直径的0.5％以下。总脱碳层深度d可以根据JIS G0558测定。更具体地，参考图2，脱碳部4形成在钢丝1的外周表面2附近。在基底金属5中，脱碳部4沿着钢中的晶界从外周表面2向内部延伸。在本实施方式的钢丝1中，没有发生作为整个晶粒中脱碳的铁素体脱碳，而是发生沿晶界形成脱碳部4的部分脱碳(晶界脱碳)。发生部分脱碳的区域的深度是本实施方式中的总脱碳层深度d。总脱碳层深度d优选为钢丝1的直径的0.5％以下，更优选为0.3％以下。
对于本实施方式的钢丝1，使用可以确保弹簧所需的强度的、具有上述成分组成的钢。为了改善抗永久形变性和强度，总脱碳层深度d处于直径的0.5％以下的相当低的水平，并且在深度方向(径向方向)上的硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。结果，钢丝1为抗永久形变性和强度优异的钢丝。
在形成钢丝1的钢中，优选不可避免的杂质包含0.025质量％以下的P、0.025质量％以下的S、和0.2质量％以下的Cu。作为不可避免的杂质包含在成分组成中的P、S和Cu的各自的含量可以处于特定的范围内，从而改善诸如韧性的性能。
例如，钢丝1具有0.5mm以上且7mm以下的直径。钢丝1的直径可以为2mm以上且6.5mm以下。钢丝1的直径可以为2mm以上且5mm以下。
钢丝1优选具有1900MPa以上且2450MPa以下的拉伸强度。1900MPa以上的拉伸强度能够确保足够的强度。2450MPa以下的拉伸强度能够容易地确保足够的韧性。为了实现更高的强度，钢丝1的拉伸强度更优选为1950MPa以上。为了更可靠地确保足够的韧性，钢丝1的拉伸强度更优选为2160MPa以下。
在钢丝1中，在拉伸实验中的断面收缩率优选为40％以上且60％以下。40％以上的断面收缩率能够改善线材加工成弹簧的加工性和对线材进行加工而形成的弹簧的疲劳强度。60％以下的断面收缩率能够容易地确保足够的强度。为了改善线材加工成弹簧的加工性和对线材进行加工而形成的弹簧的疲劳强度，断面收缩率更优选为50％以上。
在对钢丝1进行拉丝时的断面收缩率优选为80％以上且90％以下。因此，可以更可靠地实现优异的抗永久形变性和优异的强度。在对钢丝1进行拉丝时的断面收缩率更优选为83％以上且87％以下。
参考图3，本实施方式中的弹簧100由如上所述的本实施方式的钢丝1制成。弹簧100是已经加工成螺旋弹簧形状的钢丝1。弹簧100由具有螺旋形状的钢丝1制成。弹簧100是螺旋弹簧。弹簧100由本实施方式的抗永久形变性和强度优异的钢丝1制成，因此弹簧100是抗永久形变性和强度优异的弹簧。
在弹簧100中，表面(对应于钢丝1的外周表面的表面)中的压缩残余应力优选为300MPa以上。因此，弹簧100的疲劳寿命得到延长。基本上，表面中较大的压缩残余应力是优选的。然而，为了实现大于800MPa的压缩残余应力，例如喷丸硬化所需的时间增加，这可能导致例如生产效率降低的问题。因此，表面中的压缩残余应力可以为800MPa以下。
在弹簧100中，表面的硬度优选为450HV以上。因此，弹簧的疲劳寿命得到延长。基本上，表面中较高的硬度是优选的。然而，实现大于650HV的硬度可能导致例如生产效率降低的问题。因此，表面的硬度可以为650HV以下。
接着，对制造钢丝1和弹簧100的方法的一个例子进行说明。参考图4，在本实施方式中的制造钢丝1的方法中，首先进行原料线材准备步骤作为步骤(S10)。参考图5，在步骤(S10)中，准备由钢制成的原料线材10，所述钢含有：0.7质量％以上且1.0质量％以下的碳、0.12质量％以上且0.32质量％以下的硅、和0.3质量％以上且0.9质量％以下的锰，剩余部分为铁和不可避免的杂质。具体地，例如准备由根据JIS G3502中规定的SWRS87B制成的原料线材10。垂直于原料线材10的纵向的横截面的形状是圆形。
接着，进行除去表层部的步骤作为步骤(S20)。在步骤(S20)中，沿着整个圆周除去包含步骤(S10)中准备的原料线材10的外周表面的表层部。例如可以通过进行切割而除去表层部。虽然步骤(S20)不是制造钢丝1的必要步骤，但是可以进行该步骤以除去在步骤(S10)中准备的原料线材10的脱碳层。
接着，进行派敦处理作为步骤(S30)。在步骤(S30)中，对通过步骤(S20)处理的原料线材10进行派敦处理。具体地，进行如下的热处理：将原料线材10加热至奥氏体化温度(A1点)以上的温度范围，然后淬火至高于Ms点的温度范围，并保持在该温度范围内。由此，原料线材10的金属结构成为片层间距小的微细珠光体结构。在上述派敦处理中，为了抑制脱碳的发生，在非活性气体气氛下进行将原料线材10加热至A1点以上的温度范围的处理。为了抑制脱碳的发生，优选在所需要的最短时间内进行将原料线材10加热至A1点以上的温度范围的处理。
接着，进行拉丝步骤作为步骤(S40)。在步骤(S40)中，对原料线材10进行拉丝(拉伸)。
图6显示在用于进行步骤(S40)的拉伸装置中工件前进方向α上的横截面。参考图6，用于进行步骤(S40)的拉伸装置包含模具50。在该模具50中，形成在工件的前进方向α上贯通模具50的贯通孔。围绕所述贯通孔的壁表面是要与工件接触的加工面51。进行至步骤(S30)的原料线材10沿纵向(工件的前进方向α)前进以进入模具50中的贯通孔。当原料线材10到达入口58时，原料线材10的外周表面11与模具50的加工面51接触。由此，对原料线材10进行加工，即以使得垂直于纵向的其横截面的形状对应于在垂直于工件的前进方向α的横截面中的加工面51的形状的方式进行塑性变形。对于模具50中的贯通孔在垂直于工件的前进方向α的横截面中的面积，出口59处的面积小于入口58处的面积。当原料线材10到达模具50的出口59时，由模具50的加工面51进行的拉伸完成，并且由此得到钢丝1。
模具50的贯通孔具有锥形区域。在该锥形区域中，贯通孔的垂直于工件的前进方向α的横截面从入口58朝向出口59变小。可以使作为锥形区域的锥角的模具半角θ较小，以减小在垂直于所得到的钢丝1的纵向的横截面中通过重心的直线上的硬度的最大值与最小值之差。对于制造本实施方式的钢丝1的方法，使用模具半角θ比用于制造普通弹簧钢丝的方法的模具小约30％的模具50。在步骤(S40)中断面收缩率(S0-S)/S0优选为80％以上且90％以下，更优选为83％以上且87％以下，其中，S0是垂直于纵向的原料线材10的横截面的横截面积，S0-S是S0与垂直于纵向的钢丝1的横截面的横截面积S之差，断面收缩率是指差值(S0-S)与横截面积S0的比率。步骤(S40)中的拉丝可以包含利用多个模具进行的多个拉伸步骤。
通过上述步骤得到本实施方式的钢丝1。在制造本实施方式的钢丝1的方法中，进行步骤(S20)以除去脱碳层。此外，在步骤(S30)中，在非活性气氛中进行派敦处理中的加热，从而抑制原料线材10中脱碳的发生。因此，垂直于钢丝1的纵向的横截面中的总脱碳层深度可以为横截面直径的0.5％以下。此外，在制造本实施方式的钢丝1的方法的步骤(S40)中，利用具有小的模具半角θ的模具50进行拉丝。由此，在垂直于钢丝1的纵向的横截面中，通过重心的直线上的硬度的最大值与最小值之差可以减小至50HV以下。因此，通过制造本实施方式的钢丝1的方法，可以制造抗永久形变性和强度优异的钢丝1。
接着，参考图4，进行弹簧形成步骤作为步骤(S50)，在步骤(S50)中，通过步骤(S10)至(S40)而得到的钢丝1被加工成弹簧形状。具体地，在步骤(S50)中，进行冷卷绕以将钢丝1加工成具有螺旋形状的螺旋弹簧形状(参见图3)。
接着，进行应变消除步骤作为步骤(S60)。在步骤(S60)中，进行减小在进行步骤(S50)时引入到弹簧中的应变(加工应变)的工序。具体地，对通过进行步骤(S50)而得到的弹簧进行退火：例如将弹簧加热至200℃以上且400℃以下的温度，并保持10分钟以上且60分钟以下的时间。
接着，进行喷丸硬化步骤作为步骤(S70)。在步骤(S70)中，对在步骤(S60)中已经减小了应变的弹簧进行弹簧的端面研磨，然后进行喷丸硬化。此后，根据需要对弹簧进行退火、冷定型等。
通过上述步骤，得到了本实施方式的弹簧100。在制造本实施方式的弹簧100的方法中，对抗永久形变性和强度优异的钢丝1进行加工而制造弹簧100。因此能够制造抗永久形变性和强度优异的弹簧100。此外，例如，可以调节步骤(S70)中的喷丸硬化的条件以及退火条件、步骤(S40)中的拉丝条件和钢的组成成分，从而调节弹簧100的表面中的压缩残余应力的大小和硬度，以使得压缩残余应力的大小和硬度各自处于优选范围内(压缩残余应力为300MPa以上，并且硬度为450HV以上)。在步骤(S70)中，喷丸硬化可以包含多个喷丸硬化步骤，例如两次喷丸硬化步骤。在这种情况下，第一次喷丸硬化步骤和第二次喷丸硬化步骤在喷丸硬化颗粒的尺寸上可以各自不同。第二次喷丸硬化可以使用比第一次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒小的喷丸硬化颗粒。第一次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒的直径和第二次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒的直径的平均值可以例如为约0.3mm。第一次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒的直径可以例如为0.3mm以上且0.8mm以下，第二次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒的直径可以例如为0.05mm以上且0.3mm以下。
实施例
实施例1
进行实验来确认本发明的钢丝的抗永久形变性。实验步骤如下。首先，准备由JISG3502中规定的SWRS87B制成的原料线材，并且通过与上述实施方式中的方法类似的方法制造钢丝1。制造在步骤(S40)中拉丝的断面收缩率分别为78.2％、83.0％、84.9％和86.4％的钢丝1(实施例A、B、C和D)。为了对比，还准备了通用的油回火线(比较例A)和通用的钢琴线(比较例B)。作为通用的油回火线，使用用于气门弹簧的油回火线(JIS G3561中规定的SWOSC-V)。作为通用的钢琴线，使用通过对由JIS G3522中规定的SWRS82A制成的原料线材进行派敦处理并进行拉丝而制作的钢琴线。
将实施例A至D中所准备的钢丝1各自加工成如图7所示的形状的试验片70，所述试验片70具有直线状的长边72和一对直线状的短边71，所述一对直线状的短边71连接到长边72的相对端，并且以彼此相对的方式在垂直于长边72的方向延伸。接着，对试验片70进行加热至350℃并保持20分钟的热处理。然后，以长边72和一对短边71与主面81A接触的方式将试验片70放置在基板81的主面81A上。如图8所示，在试验片70被加热至120℃的同时，用保持构件82保持一个短边71以使得该短边71保持与主面81A接触，且在长边72的连接部保持与主面81A接触的状态下用夹具83将另一个短边71升高。在产生1000MPa的剪切应力的条件下，将试验片70保持24小时。此后，如图9所示，移除夹具83，并测量主面81A和保持在升高状态的短边71之间的角度基于所得到的角度计算残余剪切应变。对比较例A和B进行类似的实验以计算剪切应变。实验结果示于图10中。
参考图10，可以确认：与作为通用的钢琴线的比较例B相比，作为本申请的钢丝的实施例A至D各自具有降低的残余剪切应变并因此具有优异的抗永久形变性。此外，与作为由于进行淬火和回火处理而制造成本高的油回火线的比较例A相比，各自具有80％以上且90％以下的拉丝时的断面收缩率的实施例B、C和D具有相当于比较例A的抗永久形变性。鉴于上述情况，确认了：拉丝时的断面收缩率为80％以上且90％以下(83％以上且87％以下)是优选的。特别地，实施例C的残余剪切应变为0.18％以下，并且实施例C的抗永久形变性特别优异。
从上述实验结果可以确认，本发明的钢丝可以实现优异的抗永久形变性。
实施例2
进行实验以确认拉丝时模具半角θ对钢丝特性的影响。根据上述的实施方式中的制造钢丝的方法，在拉丝时的模具半角θ处于用于制造普通弹簧钢丝的范围内的条件下制造钢丝(比较例C)，且在使用比比较例C的模具半角θ小30％的模具半角θ的条件下制造钢丝(上述实施例B)。对这些钢丝进行拉伸实验。此外，在垂直于实施例B和比较例C的各钢丝的纵向的横截面中，测定通过横截面中心的直线上的从表面正下方的位置到中心的硬度分布。拉伸实验的结果示于表1中。硬度分布的测量结果示于表2和图11中。各钢丝的直径均为3.5mm。
表1
表2
参考表1，实施例B的钢丝不仅在拉伸强度方面而且在断面收缩率方面均大于比较例C的钢丝。由上可知，确认了将模具半角设定为较小的角度对于在确保高硬度的同时改善断面收缩率是有效的。
参考表2和图11，比较例C的钢丝的径向上的硬度差为69HV，实施例B的钢丝的径向上的硬度差为43HV。由上可知，确认了将模具半角设定为较小的角度对于降低硬度差也是有效的。
实施例3
进行实验以确认表面硬度和表面中的压应力的大小对弹簧耐久性的影响。实验步骤如下。
首先，准备由JIS G3502中规定的SWRS87B制成的原料线材，并且通过进行与上述实施方式类似的步骤(S10)至(S40)而制造钢丝1。对钢丝1进行冷卷绕(线圈的平均直径：21.6mm、匝数：5.75匝、有效匝数：3.25匝)，然后通过加热至300℃并保持25分钟进行退火以消除应变。此后，对所得到的弹簧的端面进行研磨，并进行喷丸硬化。喷丸硬化包含第一次喷丸硬化和第二次喷丸硬化。第一次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒和第二次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒的平均直径为0.3mm。此后，进行将弹簧加热至230℃并保持10分钟的低温退火，并且还进行冷定型以制造弹簧100。在喷丸硬化中，调节第一次喷丸硬化和第二次喷丸硬化的喷丸硬化颗粒的大小和处理时间而得到表面硬度和表面中的压缩残余应力各自不同的七种样品(样品A至G)。表面硬度根据JIS Z2244测定。通过X射线衍射法测量残余应力。然后，在平均应力为588MPa、应力振幅为534MPa的条件下，通过在轴向上反复压缩对样品A至G的弹簧100进行疲劳实验。对于样品A至G均制造八个弹簧并进行实验。在重复施加应力106次时和重复施加应力107次时，计算未破损的弹簧的数量以评价耐久性。表3显示了各样品的表面中的表面硬度和压缩残余应力以及实验结果。
表3
在表3中的“耐久性评价”一栏中，A表示特别高的耐久性，B表示高耐久性，C表示足够的耐久性，D表示耐久性不足。上述实验的条件比弹簧的正常使用条件严格。因此，评价为D的弹簧不一定不可用，而是仍然可以在较温和的条件下使用。
参考表3，表面硬度为450HV以上(进一步为500HV以上)的样品和表面中的压缩残余应力为300MPa以上的样品具有高耐久性。从上述可以看出，对于本申请的弹簧，优选450HV以上的表面硬度，更优选500HV以上的表面硬度。还证实了：表面中的压缩残余应力为300MPa以上的本申请的弹簧是优选的。
实施例4
进行实验以确认本发明的弹簧的抗永久形变性。具体地，对样品E、F和A的弹簧100进行以下处理：将加热至120℃的弹簧在轴向上进行压缩并保持48小时。为了进行对比，将通用的油回火线(样品H，与实施例1中相同种类的油回火线)和通用的钢琴线(样品I，与实施例1中相同种类的钢琴线)均加工成类似的弹簧并进行类似的实验。此后，解除压缩，并且从试验前到试验后的弹簧的轴向长度的变化计算残余剪切应变。改变压缩弹簧时的剪切应力值以确认剪切应力值与剪切应变量之间的关系。实验结果示于图12中。
参考图12，对于各个弹簧，剪切应力的增加伴随着残余剪切应变的增加。对于各个应力，作为本发明的弹簧的样品E、F和A的剪切应变量小于作为由通用的钢琴线制成的弹簧的样品I的剪切应变量。此外，样品E、F和A的剪切应变量相当于样品H的剪切应变量，样品H是由由于热处理的成本而导致制造成本高的通用的油回火线制成的弹簧。由以上确认了：本申请的弹簧是抗永久形变性优异的弹簧。
实施例5
进行实验以确认总脱碳层深度对钢丝的表层硬度的影响。在如上所述的实施方式的制造钢丝的方法中，通过是否进行步骤(S20)和对步骤(S30)中的热处理条件进行改变而准备总脱碳层深度彼此不同的钢丝。然后测定各钢丝的表层硬度。关于表层硬度，根据JISZ2244测定从横截面的表面到25μm的区域中的硬度。实验结果示于图13中。在图13中，横轴表示垂直于纵向的横截面中的总脱碳层深度与钢丝的横截面的直径之比。在图13中，纵轴表示表层硬度。
参考图13，总脱碳层深度越大，表层硬度越小。对于作为钢丝直径的0.5％以下的总脱碳层深度，表层硬度(表面硬度)具有450HV以上的优选值。由以上确认了：在垂直于钢丝的纵向的横截面中，总脱碳层深度为直径的0.5％以下是优选的。
应该理解的是，本文中公开的实施方式和实施例在所有方面都是示例性的而不是限制性的。本发明的范围由权利要求限定，而不是由上述的说明限定，并且包括在与权利要求等同的意义和范围内的任何修改。
标号说明
1：钢丝；2：外周表面；4：脱碳部；5：基底金属；10：原料线材；11：外周表面；50：模具；51：加工面；58：入口；59：出口；70：试验片；71：短边；72：长边；81：基板；81A：主面；82：保持构件；83：夹具；100：弹簧

Claims (10)

1.一种钢丝，所述钢丝由钢制成，所述钢含有：0.7质量％以上且1.0质量％以下的碳、0.12质量％以上且0.32质量％以下的硅、和0.3质量％以上且0.9质量％以下的锰，剩余部分为铁和不可避免的杂质，
在垂直于钢丝的纵向的横截面中，总脱碳层深度为横截面直径的0.5％以下，
在垂直于钢丝的纵向的横截面中，通过重心的直线上的硬度的最大值与最小值之差为50HV以下。
2.根据权利要求1所述的钢丝，其中所述不可避免的杂质包含0.025质量％以下的磷、0.025质量％以下的硫、和0.2质量％以下的铜。
3.根据权利要求1或2所述的钢丝，其中垂直于纵向的横截面的直径为0.5mm以上且7mm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的钢丝，其中所述钢丝具有1900MPa以上且2450MPa以下的拉伸强度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的钢丝，其中在拉伸实验中的断面收缩率为40％以上且60％以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的钢丝，其中抗永久形变性实验中的残余剪切应变为0.2％以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的钢丝，其中在拉丝时的断面收缩率为80％以上且90％以下。
8.一种弹簧，其由权利要求1～7中任一项所述的钢丝制成。
9.根据权利要求8所述的弹簧，其中所述弹簧的表面中的压缩残余应力为300MPa以上。
10.根据权利要求8或9所述的弹簧，其中所述弹簧的表面的硬度为450HV以上。
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