DE102016107787A1 - Ultrahigh-strength spring steel - Google Patents

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Jeen Woo PARK
Jong Dae Lim
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Abstract

Ein ultrahochfester Federstahl zur Verwendung als ein Ventilfederstahl in einem Fahrzeugmotor umfasst 0,5 bis 0,7 Gewichts-% an C, 1,2 bis 1,5 Gewichts-% an Si, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Mn, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Cr, 0,1 bis 0,5 Gewichts-% an Mo, 0,05 bis 0,8 Gewichts-% an Ni, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an V, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an Nb, 0,05 bis 0,3 Gewichts-% an Ti, 0,3 Gewichts-% oder weniger an CU (jedoch mehr als 0%), 0,0001 bis 0,3 Gewichts-% an Al, 0,03 Gewichts- % oder weniger an N (jedoch mehr als 0%), 0,0001 bis 0,003 Gewichts-% an O und einen Rest an Fe oder anderen unvermeidbaren Unreinheiten, basierend auf 100 Gewichts-% des ultrahochfesten Federstahls.An ultra-high strength spring steel for use as a valve spring steel in a vehicle engine comprises 0.5 to 0.7% by weight of C, 1.2 to 1.5% by weight of Si, 0.6 to 1.2% by weight of Mn , 0.6 to 1.2% by weight of Cr, 0.1 to 0.5% by weight of Mo, 0.05 to 0.8% by weight of Ni, 0.05 to 0.5% by weight V, 0.05 to 0.5% by weight of Nb, 0.05 to 0.3% by weight of Ti, 0.3% by weight or less of CU (but more than 0%), 0.0001 to 0.3% by weight of Al, 0.03% by weight or less of N (but more than 0%), 0.0001 to 0.003% by weight of O and a balance of Fe or other unavoidable impurities based on 100% by weight of the ultra high strength spring steel.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen ultrahochfesten Federstahl und insbesondere einen ultrahochfesten Federstahl mit einer verbesserten Zugfestigkeit und Ermüdungslebensdauer zur Verwendung als Motorventilfeder.The present disclosure relates to an ultra high strength spring steel, and more particularly to an ultra high strength spring steel having improved tensile strength and fatigue life for use as a motor valve spring.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Beträchtliche Aufmerksamkeit erfährt die Verbesserung des Kraftstoffverbrauches bei Fahrzeugen. Bisher sind Fahrzeuggewichtsreduzierungen oder die Reduzierung des Leistungsverlustes durch Reduzierung von Reibung wichtig. Zusätzlich ist die Ausgangsleistungseffizienzmaximierung durch Erhöhungen der dynamischen Eigenschaften beim Steuern der Verbrennung eines Motors selbst auch wichtig. Ferner wurden Versuche unternommen, um die Kraftstoffeffizienz durch Gewichtsreduzierungen von Bauteilen zu verbessern, die dynamische Verhaltensmuster in einem Motorkopfabschnitt durchlaufen.Significant attention is given to improving the fuel consumption of vehicles. So far, reducing vehicle weight or reducing power loss by reducing friction is important. In addition, the output efficiency maximization by increasing the dynamic characteristics in controlling the combustion of an engine itself is also important. Further, attempts have been made to improve fuel efficiency through weight reductions of components that undergo dynamic behavior patterns in an engine head section.

Da Motorventilfedern, welche unter den Bauteilen sind, welche dynamische Eigenschaften aufweisen, die direkt die dynamische Last steuern, kann ein hoher Kraftstoffeffizienzsteigerungseffekt erkannt werden, wenn deren Gewicht reduziert wird. Als bekannte Ventilfedermaterialien werden CrSi-Stahl mit einer Zugfestigkeit von ungefähr 1900 MPa und CrSiV-Stahl mit einer Zugfestigkeit von ungefähr 2100 MPa gemeinhin verwendet. Daher gab es Versuche hochfestes Federstahl zu entwickeln mit einer Zugfestigkeit von ungefähr 2100 MPa oder mehr durch die Hinzufügung von Legierungselementen zu dem bekannten CrSiV- Stahl.Since engine valve springs, which are among the components having dynamic characteristics that directly control the dynamic load, a high fuel efficiency enhancement effect can be recognized when their weight is reduced. As known valve spring materials, CrSi steel having a tensile strength of about 1900 MPa and CrSiV steel having a tensile strength of about 2100 MPa are commonly used. Therefore, there have been attempts to develop high strength spring steel having a tensile strength of about 2100 MPa or more by adding alloying elements to the known CrSiV steel.

Der oben offenbarte Stand der Technik wurde zur Verfügung gestellt, um das Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu unterstützen und sollte nicht als bekannte Technologie interpretiert werden, die einem Fachmann bekannt ist.The above-disclosed prior art has been provided to assist in understanding the present disclosure and should not be interpreted as a known technology known to those skilled in the art.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNGSUMMARY OF THE REVELATION

Die vorliegende Offenbarung erfolgt in Anbetracht der obigen Probleme und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ein ultrahochfestes Federstahl mit verbesserter Zugfestigkeit im Vergleich zu bekannten Federstählen durch Optimierung der Anteile von Mo, Ni, V, Nb und Ti und verbesserter Ermüdungslebensdauer durch Kontrolle der Einschlüsse, die die Ermüdungslebensdauer verbessern, zur Verfügung zu stellen.The present disclosure is made in view of the above problems and an object of the present disclosure is an ultra-high strength spring steel having improved tensile strength as compared to known spring steels by optimizing the contents of Mo, Ni, V, Nb and Ti and fatigue life by controlling inclusions, which improve the fatigue life, provide.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können die obigen und weitere Aufgaben erreicht werden, durch das zur Verfügung stellen eines ultrahochfesten Federstahls zur Verwendung als ein Ventilfederstahl in einem Fahrzeugmotor, umfassend 0,5 bis 0,7 Gewichts-% an C, 1,2 bis 1,5 Gewichts-% an Si, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Mn, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Cr, 0,1 bis 0,5 Gewichts-% an Mo, 0,05 bis 0,8 Gewichts-% an Ni, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an V, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an Nb, 0,05 bis 0,3 Gewichts-% an Ti, 0,3 Gewichts-% oder weniger an Cu (jedoch mehr als 0%), 0,0001 bis 0,3 Gewichts-% an Al, 0,03 Gewichts-% oder weniger an N (jedoch mehr als 0%), 0,0001 bis 0,003 Gewichts-% an O und einen Rest an Fe oder anderen unvermeidbaren Unreinheiten, basierend auf 100 Gewichts-% des ultrahochfesten Federstahls.According to one aspect of the present disclosure, the above and other objects can be achieved by providing an ultra high strength spring steel for use as a valve spring steel in a vehicle engine comprising 0.5 to 0.7% by weight of C, 1, 2 to 1.5% by weight of Si, 0.6 to 1.2% by weight of Mn, 0.6 to 1.2% by weight of Cr, 0.1 to 0.5% by weight of Mo, 0, 05 to 0.8% by weight of Ni, 0.05 to 0.5% by weight of V, 0.05 to 0.5% by weight of Nb, 0.05 to 0.3% by weight of Ti, 0.3 weight% or less of Cu (but more than 0%), 0.0001 to 0.3 weight% of Al, 0.03 weight% or less of N (but more than 0%), 0 , 0001 to 0.003% by weight of O and a balance of Fe or other unavoidable impurities based on 100% by weight of the ultra high-strength spring steel.

Der Federstahl kann eine Zugfestigkeit von 2300 MPa oder mehr aufweisen.The spring steel may have a tensile strength of 2300 MPa or more.

Der Federstahl kann eine Ermüdungslebensdauer von 1100 MPA oder mehr aufweisen.The spring steel may have a fatigue life of 1100 MPa or more.

Der Federstahl kann eine Dehngrenze von 2800 MPa oder mehr aufweisen.The spring steel may have a yield strength of 2800 MPa or more.

Der Federstahl kann eine Härte von 710 HV oder mehr aufweisen.The spring steel may have a hardness of 710 HV or more.

Die Größen der Einschüsse, die in dem Federstahl vorhanden sind, können 15 µm oder weniger betragen.The sizes of the shots present in the spring steel may be 15 μm or less.

In den Einschlüssen kann ein Anteil der Einschlüsse mit Größen von 10 bis 15 µm 10% oder weniger betragen und ein Anteil der Einschlüsse mit Größen von 10 µm oder weniger kann 90 % oder mehr betragen.In the inclusions, a content of inclusions having sizes of 10 to 15 μm may be 10% or less, and a content of inclusions having sizes of 10 μm or less may be 90% or more.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung können besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:The above and other objects, features and other advantages of the present disclosure can be more fully understood from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 eine Tabelle darstellt, die Zutaten von Inhaltsstoffen von Beispielen und Vergleichsbeispielen wiedergibt; 1 Fig. 10 is a table showing ingredients of ingredients of Examples and Comparative Examples;

2 eine Tabelle ist, die Eigenschaften und Leistungsfähigkeiten von Beispielen und Vergleichsbeispielen wiedergibt; 2 is a table showing characteristics and performances of Examples and Comparative Examples;

3 einen Graph darstellt, der Berechnungsergebnisse für eine Phasenumwandlung gemäß Temperaturen von ultrahochfestem Federstahl gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wiedergibt; und 3 FIG. 10 is a graph showing calculation results for a phase change according to temperatures of ultra high strength spring steel according to an embodiment of the present disclosure; FIG. and

4 einen Graph darstellt, der Berechnungsergebnisse für eine Phasentransformation gemäß Temperaturen im Zementitgewebe des ultrahochfesten Federstahls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wiedergibt. 4 FIG. 10 is a graph showing calculation results for a phase transformation according to temperatures in the cementite fabric of the ultra-high-strength spring steel according to an embodiment of the present disclosure. FIG.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Eine Bezugnahme erfolgt nun im Detail auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, von welcher Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich, werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen.Reference will now be made in detail to preferred embodiments of the present disclosure, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings to refer to the same or like parts.

3 stellt einen Graph dar, der Berechnungsergebnisse für Phasenumwandlungen gemäß einer Temperatur des ultrahochfesten Federstahls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und 4 stellt einen Graph dar, der Berechnungsergebnisse für Phasenumwandlungen gemäß einer Temperatur im Zementitgewebe eines ultrahochfesten Federstahls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. 3 FIG. 12 is a graph showing calculation results for phase transformations according to a temperature of the ultra high strength spring steel according to an embodiment of the present invention; and FIG 4 FIG. 12 is a graph showing calculation results for phase transformations according to a temperature in the cementite fabric of an ultra high-strength spring steel according to an embodiment of the present invention. FIG.

Der ultrahochfeste Federstahl gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Ventilfederstahl sein, der in einem Fahrzeugmotor verwendet wird. Zusätzlich kann der ultrahochfeste Stahl ein Federstahl mit einer verbesserten Zugfestigkeit, Ermüdungslebensdauer und dergleichen gemäß der Optimierung der Hauptlegierungsbestandteile sein. Insbesondere kann der ultrahochfeste Federstahl umfassen 0,5 bis 0,7 Gewichts-% an C, 1,2 bis 1,5 Gewichts-% an Si, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Mn, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Cr, 0,1 bis 0,5 Gewichts-% an Mo, 0,05 bis 0,8 Gewichts-% an Ni, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an V, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an Nb, 0,05 bis 0,3 Gewichts-% an Ti, 0,3 Gewichts-% oder weniger an CU (jedoch mehr als 0), 0,0001 bis 0,3 Gewichts-% an Al, 0,03 Gewichts-% oder weniger an N (jedoch nicht 0), 0,0001 bis 0,003 Gewichts-% an O und einen Rest an Fe und anderen unvermeidbaren Unreinheiten, basierend auf 100 Gewichts-% des ultrahochfesten Federstahls.The ultra-high-strength spring steel according to the present disclosure may be a valve spring steel used in a vehicle engine. In addition, the ultra-high-strength steel may be a spring steel having improved tensile strength, fatigue life and the like according to the optimization of the main alloy components. In particular, the ultra-high-strength spring steel may comprise 0.5 to 0.7% by weight of C, 1.2 to 1.5% by weight of Si, 0.6 to 1.2% by weight of Mn, 0.6 to 1 , 2% by weight of Cr, 0.1 to 0.5% by weight of Mo, 0.05 to 0.8% by weight of Ni, 0.05 to 0.5% by weight of V, 0.05 to 0.5% by weight of Nb, 0.05 to 0.3% by weight of Ti, 0.3% by weight or less of CU (but more than 0), 0.0001 to 0.3% by weight Al, 0.03 wt% or less of N (but not 0), 0.0001 to 0.003 wt% of O, and a balance of Fe and other unavoidable impurities based on 100 wt% of the ultra high-strength spring steel.

In der vorliegenden Offenbarung sind die Legierungsinhaltsstoffe und Zusammensetzungsbereiche davon aus den folgenden Gründen beschränkt. Im Folgenden bezeichnet "%" als eine Einheit der Zusammensetzung Bereiche im Sinne von Gewichts-%, außer anderweitig angegeben.In the present disclosure, the alloying ingredients and composition ranges thereof are limited for the following reasons. Hereinafter, "%" as a unit of the composition indicates ranges in terms of weight% unless otherwise specified.

Der Anteil an Kohlenstoff (C) beträgt bevorzugt 0,5 bis 0,7 %. Ein Anstieg des Kohlenstoffanteils in dem Stahl, stellt einen proportionalen Anstieg der Festigkeit zur Verfügung. Wenn der Anteil an Kohlenstoff weniger als 0,5 % beträgt, ist der Festigkeitsanstieg gering aufgrund eines Fehlens der Härtbarkeit während der Wärmebehandlung. Wenn der Anteil an Kohlenstoff größer als 0,7 % ist, bildet sich ein Martensitgewebe während dem Aushärten aus und die Ermüdungslebensdauer und Härte sind verringert. Innerhalb des Bereiches können eine hohe Festigkeit und Duktilität sichergestellt werden.The content of carbon (C) is preferably 0.5 to 0.7%. An increase in the carbon content in the steel provides a proportional increase in strength. When the content of carbon is less than 0.5%, the increase in strength is small due to lack of hardenability during the heat treatment. When the content of carbon is larger than 0.7%, a martensite fabric is formed during curing and the fatigue life and hardness are reduced. Within the range, high strength and ductility can be ensured.

Der Anteil an Silikon (Si) beträgt bevorzugt 1,2 bis 1,5 %. Silikon erhöht die Dehnfähigkeit, Wärmefestigkeit, und Härtbarkeit und verbessert das Formgedächtnis (permanente Einstellbarkeit) durch Hemmen einer Formveränderung. Zusätzlich härtet Silizium Eisen- und Martensitgewebe und erhöht die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit bei der Wärmebehandlung und beim Erweichen, wenn in Ferrit eingeschlossen. Wenn der Anteil an Silizium (Si) weniger als 1,2 % beträgt, ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Wärmebehandlung und einem Erweichen gering. Wenn der Anteil an Silizium (Si) mehr als 1,5% beträgt, erhöht sich die Wärmefestigkeit, jedoch wird das Material anfällig für eine Entkarbonisierung und die Entkarbonisierung tritt während der Wärmebehandlung auf.The proportion of silicone (Si) is preferably 1.2 to 1.5%. Silicone increases extensibility, heat resistance, and hardenability and improves shape memory (permanent adjustability) by inhibiting a shape change. In addition, silicon cures iron and martensite fabrics and increases strength and resistance during heat treatment and softening when trapped in ferrite. When the content of silicon (Si) is less than 1.2%, the resistance to heat treatment and softening is low. When the content of silicon (Si) is more than 1.5%, the heat resistance increases, but the material becomes susceptible to decarburization and decarburization occurs during the heat treatment.

Der Anteil an Mangan (Mn) beträgt bevorzugt 0,6 bis 1,2 %. Wenn Mangan (Mn) als Element, das die Härtbarkeit und Festigkeit verbessert, in einer Matrix verwendet wird, wird die Biegeermüdungslebensdauer verbessert und die Härtbarkeit wird verbessert. Zusätzlich hemmt Mangan (Mn) als ein Desoxitationsmittel, welches ein Oxid erzeugt, die Ausbildung von Einschlüssen, wie beispielsweise Al2O3. Wenn der Anteil an Mangan (Mn) weniger als 0,6 % beträgt, ist es schwierig die Aushärtbarkeit sicherzustellen. Wenn der Anteil an Mangan (Mn) größer 1,2 % ist, verschlechtert sich die Belastbarkeit.The proportion of manganese (Mn) is preferably 0.6 to 1.2%. When manganese (Mn) is used as an element improving the hardenability and strength in a matrix, the bending fatigue life is improved and the hardenability is improved. In addition, manganese (Mn) as a deoxidizer which generates an oxide inhibits the formation of inclusions such as Al 2 O 3 . When the content of manganese (Mn) is less than 0.6%, it is difficult to ensure the hardenability. When the content of manganese (Mn) is more than 1.2%, the durability deteriorates.

Der Anteil an Chrom (Cr) beträgt bevorzugt 0,6 bis 1,2 %. Chrom zum Sicherstellen der Belastbarkeit kann ein Ausfallprodukt während der Wärmebehandlung ausbilden, die Härtbarkeit verbessern, die Festigkeit durch Unterdrücken des Erweichens erhöhen und zum Verfeinern von Kristallkörnchen und einem Festigkeitsanstieg beitragen. Wenn der Anteil an Chrom (Cr) 0,6 % oder mehr beträgt, ergeben sich verbesserte Temperier- und Erweichungseigenschaften und eine Entkarbonisierung, Aushärtbarkeit und Korrosionsfestigkeit wird verbessert. Wenn der Anteil an Chrom (Cr) größer als 1,2 % ist, werden interkristalline Karbide in überschüssigem Maße erzeugt und eine Festigkeitsverringerung und eine Versprödung können hervorgerufen werden.The proportion of chromium (Cr) is preferably 0.6 to 1.2%. Chromium for ensuring the durability can form a failure product during the heat treatment, improve the hardenability, increase the strength by suppressing the softening and contribute to the refining of crystal grains and an increase in strength. When the content of chromium (Cr) is 0.6% or more, improved tempering and softening properties result, and decarburization, curability and corrosion resistance are improved. When the proportion of chromium (Cr) is larger than 1.2%, intergranular carbides are excessively produced and strength reduction and embrittlement can be caused.

Der Anteil an Molybdän (Mo) beträgt bevorzugt 0,1 bis 0,5 %. Ähnlich wie Chrom bildet Molybdän kleinste Karbidausfällungen aus, verbessert die Festigkeit und Bruchzähigkeit. Insbesondere wird TiMoC mit einer Größe von 1 bis 5 nm gleichmäßig ausgebildet, um die Anlassbeständigkeit und um die Wärmefestigkeit und hohe Festigkeit sicherzustellen. Wenn der Anteil an Molybdän (Mo) weniger als 0,1 % beträgt, kann es möglich sein, ein Karbid zu erzeugen und die Festigkeit wird nicht ausreichend sichergestellt. Wenn der Anteil an Molybdän (Mo) größer als 0,5 % ist, werden Ausfällungs- und Festigkeitsanstiegseffekte gesättigt und folglich kann es unnötig sein, den Anteil in Bezug auf einen Kostenaspekt zu erhöhen.The proportion of molybdenum (Mo) is preferably 0.1 to 0.5%. Similar to chromium, molybdenum forms minute carbide precipitates, improving strength and fracture toughness. In particular, TiMoC having a size of 1 to 5 nm is uniformly formed to ensure tempering resistance, heat resistance and high strength. If the content of molybdenum (Mo) is less than 0.1%, it may be possible to produce a carbide and the strength is not sufficiently ensured. When the content of molybdenum (Mo) is more than 0.5%, precipitation and strength increase effects become saturated, and hence it may be unnecessary to increase the proportion in terms of a cost aspect.

Der Anteil an Nickel (Ni) beträgt bevorzugt 0,05 bis 0,8 %. Nickel als ein Element, das dazu beiträgt, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, verbessert die Wärmefestigkeit, verhindert eine Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen und verbessert die Härtbarkeit, die Maßhaltigkeit und die Einstellbarkeit. Wenn der Anteil an Nickel (Ni) weniger al 0,05 % beträgt, verringern sich die Korrosionsbeständigkeit und die Stabilität bei hohen Temperaturen. Wenn der Anteil an Nickel (Ni) größer als 0,8 % ist, kann eine Rotbruchanfälligkeit auftreten.The proportion of nickel (Ni) is preferably 0.05 to 0.8%. Nickel, as an element that helps to increase corrosion resistance, improves heat resistance, prevents brittleness at low temperatures, and improves hardenability, dimensional stability, and adjustability. When the content of nickel (Ni) is less than 0.05%, corrosion resistance and high temperature stability are lowered. If the proportion of nickel (Ni) is greater than 0.8%, a Rotbruchanfälligkeit may occur.

Der Anteil an Vanadium (V) beträgt bevorzugt 0,05 bis 0,5 %. Vanadium, als ein Element, das die Gewebeverfeinerung, die Anlassbeständigkeit, die Maßhaltigkeit und Einstellbarkeit verbessert und das die Wärmefestigkeit und hohe Festigkeit sicherstellt, bildet VC als eine winzige Ausfällungen aus, um die Bruchzähigkeit zu erhöhen. Insbesondere verhindert VC als eine winzige Ausfällung die Bewegung einer Korngrenze. Zusätzlich wird V aufgelöst und während der Austenitisierung verwendet und fällt während dem Anlassen aus, was zu einem sekundären Härten führt. Wenn der Anteil an V weniger als 0,05 % beträgt, kann der Präventionseffekt der Bruchzähigkeitsabnahme verringert sein. Wenn der Anteil an Vanadium (V) größer ist als 0,5 % kann die Größe der Ausfällungen grob sein und nach dem Abschrecken kann die Härte verringert sein.The proportion of vanadium (V) is preferably 0.05 to 0.5%. Vanadium, as an element that improves fabric refinement, tempering resistance, dimensional stability and adjustability, and that ensures heat resistance and high strength, forms VC as a minute precipitate to increase fracture toughness. In particular, VC as a minute precipitate prevents the movement of a grain boundary. In addition, V is dissolved and used during austenitization and precipitates during tempering, resulting in secondary hardening. If the proportion of V is less than 0.05%, the prevention effect of the fracture toughness reduction may be reduced. If the content of vanadium (V) is larger than 0.5%, the size of the precipitates may be coarse, and after quenching, the hardness may be lowered.

Der Anteil an Niob (Nb) beträgt bevorzugt 0,05 bis 0,5 %. Niob verfeinert das Gewebe, härtet eine Oberfläche durch Nitrifikation und verbessert die Maßhaltigkeit und Einstellbarkeit. Zusätzlich kann die Festigkeit durch Ausbildung von NbC erhöht werden und die Ausbildungsraten von anderen Karbiden, wie beispielsweise CrC, VC, TiC, und MoC werden gesteuert. Wenn der Anteil an Niob (Nb) weniger als 0,05 % beträgt, kann die Festigkeit verringert sein und das Karbid kann heterogenisiert werden. Wenn der Anteil an Niob (Nb) größer als 0,5 % ist, kann die Erzeugung von anderen Karbiden unterdrückt werden.The proportion of niobium (Nb) is preferably 0.05 to 0.5%. Niobium refines the fabric, cures a surface by nitrification and improves dimensional stability and adjustability. In addition, the strength can be increased by forming NbC, and the formation rates of other carbides such as CrC, VC, TiC, and MoC are controlled. If the content of niobium (Nb) is less than 0.05%, the strength may be lowered and the carbide may be heterogenized. If the content of niobium (Nb) is larger than 0.5%, generation of other carbides may be suppressed.

Der Anteil an Titan (Ti) beträgt bevorzugt 0,05 bis 0,3 %. Titan verhindert die Rekristallisierung von Kristallkörnchen, wie beispielsweise Nb und Al und unterdrückt das Wachstum davon. Zusätzlich bildet Titan Karbide im Nanomaßstab aus, wie beispielsweise TiC und TiMoC, reagiert mit Stickstoff, unterdrückt Kristallkörnchenwachstum durch die Erzeugung von TiN und minimiert die Abnahme der Härtbarkeit von BN durch Stören des Bondens von B bis N durch die Ausbildung von TiB2. Wenn der Anteil an Titan (Ti) weniger als 0,05 % beträgt, werden andere Einschlüsse, wie beispielsweise Al2O3 erzeugt und folglich wird die Ermüdungshaltbarkeit verringert. Wenn der Anteil an Titan Ti größer als 0,3 % ist, können die Funktionen anderer Legierungselemente gestört werden und die Herstellungskosten können ansteigen.The proportion of titanium (Ti) is preferably 0.05 to 0.3%. Titanium prevents recrystallization of crystal grains such as Nb and Al and suppresses the growth thereof. In addition, titanium forms nanoscale carbides, such as TiC and TiMoC, reacts with nitrogen, suppresses crystal grain growth through the generation of TiN, and minimizes the decrease in BN hardenability by disrupting the bonding of B to N through the formation of TiB 2 . When the proportion of titanium (Ti) is less than 0.05%, other inclusions such as Al 2 O 3 are generated, and hence the fatigue life is lowered. If the content of titanium Ti is more than 0.3%, the functions of other alloying elements may be disturbed and the manufacturing cost may increase.

Der Anteil an Kupfer (Cu) beträgt bevorzugt 0,3 % oder weniger (jedoch nicht 0). Kupfer erhöht die Abkühleigenschaften oder die Festigkeit nach dem Anlassen und erhöht, ähnlich wie Ni, die Korrosionsfestigkeit des Stahles. Wenn jedoch der Anteil an Kupfer (Cu) zu hoch wird, können die Legierungskosten ansteigen. Daher kann der Anteil an Kupfer (Cu) auf 0,3 % oder weniger begrenzt werden.The content of copper (Cu) is preferably 0.3% or less (but not 0). Copper increases the cooling properties or strength after tempering and, similar to Ni, increases the corrosion resistance of the steel. However, if the proportion of copper (Cu) becomes too high, the alloying cost may increase. Therefore, the content of copper (Cu) can be limited to 0.3% or less.

Der Anteil an Aluminium (Al) beträgt bevorzugt 0,0001 bis 0,3 %. Aluminium reagiert mit Stickstoff, verfeinert das Austentit durch die Ausbildung von AlN und erhöht die Festigkeit und Schlagzähigkeit. Insbesondere können durch Hinzufügen von Nb, Ti, und Mo die Zugabemengen von Vanadium zum Verfeinern der Kristallkörnchen und von Nickel zum Sicherstellen der Zähigkeit, als hochpreisige Elemente, reduziert werden. Wenn der Anteil an Aluminium (Al) weniger als 0,0001 % beträgt, können die Effekte aufgrund der Hinzufügung von Aluminium (Al) nicht erwartet werden. Wenn der Anteil an Aluminium (Al) größer als 0,3 % ist, werden große quadratförmige Einschlüsse (Al2O3) erzeugt. Solch große, quadratische Einschlüsse können als Ermüdungspunkte wirken, die die Haltbarkeit durch Schwächen des Stahles verringern.The content of aluminum (Al) is preferably 0.0001 to 0.3%. Aluminum reacts with nitrogen, refines the Austentit by the formation of AlN and increases the strength and impact resistance. In particular, by adding Nb, Ti, and Mo, the addition amount of vanadium for refining the crystal grains and nickel for ensuring the toughness as high-priced elements can be reduced. When the content of aluminum (Al) is less than 0.0001%, the effects due to the addition of aluminum (Al) can not be expected. When the content of aluminum (Al) is larger than 0.3%, large square inclusions (Al 2 O 3 ) are generated. Such large, square inclusions can act as fatigue points that reduce durability by weakening the steel.

Der Anteil an Stickstoff (N) beträgt bevorzugt 0,03 % oder weniger (jedoch nicht 0). Stickstoff bildet AlN und TiN durch eine Reaktion mit Al und Ti, um die Kristallkörnchenverfeinerungseffekte auszubilden und maximiert die Härtbarkeit vor Bor durch die Ausbildung von TiN. Wenn jedoch der Anteil an Stickstoff (N) zu groß ist, kann die Härtbarkeit des Stahles durch die Reaktion mit Bor geschwächt werden. Daher kann der Anteil an Stickstoff (N) bevorzugt auf 0,03 % oder weniger begrenzt sein.The proportion of nitrogen (N) is preferably 0.03% or less (but not 0). Nitrogen forms AlN and TiN by reaction with Al and Ti to form the crystal grain refining effects, and maximizes boron hardenability by forming TiN. However, if the proportion of nitrogen (N) is too large, the hardenability of the steel may be weakened by the reaction with boron. Therefore, the content of nitrogen (N) may preferably be limited to 0.03% or less.

Der Anteil an Sauerstoff (O) beträgt bevorzugt 0,0001 bis 0,003 %. Da sich Sauerstoff mit Si oder Al bindet, wobei harte auf Sauerstoff basierende, nicht metallische Einschlüsse gebildet werden und eine Verminderung der Ermüdungslebensdauereigenschaften hervorgerufen wird, wird es bevorzugt, den Anteil an Sauerstoff (O) so gering wie möglich zu halten. Jedoch ist es in Bezug auf einen Stahlherstellungstechnologieaspekt schwierig den Anteil an Sauerstoff (O) geringer als 0,0001 % zu halten. Demgemäß ist in der vorliegenden Offenbarung der niedrigste Anteil an Sauerstoff (O) 0,003 %.The proportion of oxygen (O) is preferably 0.0001 to 0.003%. Since oxygen binds with Si or Al, forming hard oxygen-based non-metallic inclusions and causing a decrease in fatigue life properties, it is preferable to keep the content of oxygen (O) as small as possible. However, with respect to a steelmaking technology aspect, it is difficult to keep the content of oxygen (O) less than 0.0001%. Accordingly, in the present disclosure, the lowest amount of oxygen (O) is 0.003%.

Mithin verbleiben Bestandteile außer den vorgenannten Bestandteilen, wie Fe und andere unvermeidbare Unreinheiten. Thus, components other than the aforementioned ingredients such as Fe and other unavoidable impurities remain.

Im Folgenden wir die vorliegende Offenbarung detaillierter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.In the following, the present disclosure will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples.

Beispiele zum Herstellen eines Federstahls gemäß jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden unter kommerziellen Federstahlherstellungsbedingungen durchgeführt. Der Anteil von jedem Inhaltsstoff, wie in 1 zusammengefasst, wurde verändert, um Ingotstahl herzustellen. Ein Walzdraht, der aus dem Ingotstahl ausgebildet wurde, wurde zu einem Stahldraht durch isothermische Wärmebehandlung, Drahtziehen, eine Härtungsbehandlung und ein Härten in einem Lötbad in dieser Reihenfolge durchgeführt. Insbesondere wurde der Walzdraht bei 940 bis 960°C für 3 bis 5 Minuten gehalten und anschließend bei 640 bis 660°C gekühlt, gefolgt vom Kühlen auf 18 bis 22°C für 0,5 bis 1,5 Minuten. Solch eine isothermische Wärmebehandlung wurde durchgeführt, um einem folgenden Kabelziehprozess dabei zu helfen, einfach durchgeführt zu werden. Durch diese Wärmebehandlung wurde Perlit in dem Walzdraht erzeugt.Examples of producing a spring steel according to each of Examples and Comparative Examples were conducted under commercial spring steel manufacturing conditions. The proportion of each ingredient, as in 1 summarized, has been changed to produce ingot steel. A wire rod formed of the ingot steel was made into a steel wire by isothermal heat treatment, wire drawing, hardening treatment and hardening in a solder bath in this order. Specifically, the wire rod was held at 940 to 960 ° C for 3 to 5 minutes and then cooled at 640 to 660 ° C, followed by cooling at 18 to 22 ° C for 0.5 to 1.5 minutes. Such an isothermal heat treatment was performed to help a subsequent cable pulling process to be easily performed. By this heat treatment, pearlite was produced in the wire rod.

Der Walzdraht, der der isothermischen Wärmebehandlung ausgesetzt wurde, wurde zu einem Walzdraht mit einem gewünschten Durchmesser durch einige Kabelziehschritte verarbeitet. In der vorliegenden Offenbarung wurde das Kabelziehen so ausgeführt, dass ein Walzdraht einen Durchmesser von 3,3 mm aufweist.The wire rod subjected to the isothermal heat treatment was processed into a wire rod having a desired diameter by some wire drawing steps. In the present disclosure, the cable drawing was carried out so that a wire rod has a diameter of 3.3 mm.

Der gezogene Walzdraht wurde erneut erwärmt und wurde bei 940 bis 960°C für 3 bis 5 Minuten gehalten. Im Folgenden wurde ein rapides Kühlen auf 45 bis 55°C durchgeführt, um für 0,5 bis 1,5 Minuten temperiert zu werden. Im Folgenden wurde der Walzdraht auf 440 bis 460°C erwärmt und für 2 bis 4 Minuten bei der Temperatur gehalten. Danach wurde der Walzdraht einem Härten in einem Lötbad zum schnellen Abkühlen ausgesetzt. Durch das Härten und das Temperieren bildete sich Martensit in dem Walzdraht aus, um die Festigkeit sicherzustellen. Zusätzlich wurde durch das Härten in einem Lötbad temperiertes Martensit an einer Oberfläche des Walzdrahtes ausgebildet, um die Festigkeit und Zähigkeit sicherzustellen.The drawn wire rod was reheated and held at 940 to 960 ° C for 3 to 5 minutes. Subsequently, rapid cooling to 45 to 55 ° C was carried out to be tempered for 0.5 to 1.5 minutes. Subsequently, the wire rod was heated to 440 to 460 ° C and held at the temperature for 2 to 4 minutes. Thereafter, the wire rod was subjected to curing in a solder bath for rapid cooling. By hardening and tempering, martensite was formed in the wire rod to ensure strength. In addition, tempered martensite was formed on a surface of the wire rod by hardening in a solder bath to ensure strength and toughness.

Als nächstes werden Testbeispiele, um die Eigenschaften der Federstähle gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen zu bestätigen, untersucht.Next, test examples to confirm the properties of the spring steels according to the examples and comparative examples are examined.

Die Federstähle gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden Testuntersuchungen in Bezug auf Zugfestigkeit, Dehngrenze, Härte, Ermüdungsfestigkeit, Formbarkeit und Ermüdungslebensdauer ausgesetzt und ein Test bezog sich auf eine Regulierung der Einschlüsse. Ergebnisse werden in 2 zusammengefasst.The spring steels according to the Examples and Comparative Examples were subjected to tensile strength, yield strength, hardness, fatigue strength, moldability and fatigue life test tests, and one test was to control the inclusions. Results are in 2 summarized.

Hier wurden die Dehngrenze und die Zugfestigkeit verwendend Proben mit einem Drahtdurchmesser von 3,3 mm mittels einem 20-Tonnentestgerät gemäß KS B 0802 durchgeführt. Die Härte wurde bei 300 gf Lasten mittels eines Mikro-Vickers- Härtetestgerätes gemäß KS B 0811 durchgeführt. Die Ermüdungsfestigkeit und die Ermüdungslebensdauer der Proben wurde durch einen Rotations-Biegeermüdungstest gemäß KS B ISO 1143 gemessen. Um die Formbarkeit zu messen, wurden Ventilfedern mit einem Durchmesser/Kabeldurchmesser von 6,5 und einer Wicklungszahl von 8 hergestellt und es wurde ermittelt, dass der Normalzustand vorliegt, wenn kein Bruch beim Herstellen von 10.000 Ventilfedern auftrat.Here, the yield strength and the tensile strength using samples with a wire diameter of 3.3 mm were carried out by means of a 20-ton tester according to KS B 0802. The hardness was carried out at 300 gf loads by means of a micro Vickers hardness tester according to KS B 0811. The fatigue strength and the fatigue life of the samples became measured by a rotational bending fatigue test according to KS B ISO 1143. To measure the formability, were Valve springs with a diameter / cable diameter of 6.5 and a winding number of 8 made and it was determined that the normal state is present when no break occurred in the manufacture of 10,000 valve springs.

Um einen Test in Bezug auf eine Regulierung der Einschlüsse durchzuführen, wurde jede Probe parallel gerollt, gefolgt von einem Schnitt entlang einer zentralen Linie und gesammelt. Die maximalen Größen von B-basierten und C-basierten Einschlüssen, die in einer zu testenden Oberfläche vorhanden waren, wurden mit einem Max. t-Verfahren in Bezug auf eine Fläche von 60 mm2 gemessen. Hier betrug eine Mikroskopvergrößerung das 400 bis 500-fache und es wurde als Normalzustand ermittelt, wenn die Einschlüsse mit einer Partikelgröße größer als 15 µm nicht vorhanden waren, der Anteil der Einschlüsse mit einer Partikelgröße von 10 bis 15 µm 10 % oder weniger betrug und der Anteil an Einschlüssen mit einer Partikelgröße von 10 µm 90% oder mehr betrug. Hier sammelten sich die B-basierten Einschlüsse, die sich in einer Gruppe in einer Verarbeitungsrichtung ausbildeten und körnchenförmige Einschlüsse sammelten sich diskontinuierlich und waren in Reihen aufgereiht. Beispielsweise können die B- basierten Einschlüsse auf Aluminium basierende Einschlüsse (Al2O3) sein und die C-basierten Einschlüsse können auf Silikat basierende Einschlüsse (SiO2) sein, die sich nicht viskos deformiert haben und unregelmäßig verteilt sind.In order to test for inclusion control, each sample was rolled in parallel, followed by a cut along a central line and collected. The maximum sizes of B-based and C-based inclusions present in a surface to be tested were measured by a Max.t. method with respect to an area of 60 mm 2 . Here, a microscope magnification was 400 to 500 times and it was found to be normal when the inclusions having a particle size larger than 15 μm were not present, the proportion of inclusions having a particle size of 10 to 15 μm was 10% or less, and the Proportion of inclusions with a particle size of 10 microns 90% or more. Here, the B-based inclusions formed in a group in a processing direction, and granular inclusions collected intermittently and lined up in rows. For example, the B-based inclusions may be aluminum-based inclusions (Al 2 O 3 ), and the C-based inclusions may be silicate-based inclusions (SiO 2 ) that have not viscously deformed and are irregularly distributed.

Wie in 2 dargestellt, da bekannte Stähle kein Mo, Ni, V, Nb und Ti umfassen, bestehen sie die Regelungen in Bezug auf Formbarkeit und Einschlüsse, sie erfüllen jedoch nicht die festgelegten Anforderungen der vorliegenden Veröffentlichung in Bezug auf Zugfestigkeit, Dehngrenze, Härte, Ermüdungsfestigkeit und Ermüdungslebensdauer.As in 2 As known steels do not include Mo, Ni, V, Nb, and Ti, they are formability and inclusion controlled, but do not meet the stated requirements of the present disclosure in terms of tensile strength, yield strength, hardness, fatigue strength, and fatigue life ,

Vergleichsbeispiele 1 bis 12 erfüllen nicht die Legierungsinhaltszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Offenbarung. Vergleichsbeispiele 1 bis 12 stellen teilweise eine verbesserte Zugfestigkeit, Dehnfestigkeit, Härte, Ermüdungsfestigkeit, Formbarkeit und Ermüdungslebensdauer im Vergleich zu dem bekannten Stahl zur Verfügung, jedoch erfüllen sie nicht die regulierten Anforderungen der vorliegenden Offenbarung.Comparative Examples 1 to 12 do not satisfy the alloy content compositions according to the present disclosure. Comparative Examples 1 to 12 partially represent improved tensile strength, tensile strength, hardness, fatigue strength, moldability and fatigue life as compared to However, they do not meet the regulated requirements of the present disclosure.

Insbesondere, da Vergleichsbeispiel 1 einen geringen Betrag an Mo umfasst, wird die Dehngrenze nicht ausreichend sichergestellt. Folglich sind die Zugfestigkeit und Dehngrenze leicht erhöht und Härte, Ermüdungsfestigkeit Formbarkeit und Ermüdungslebensdauer sind verringert im Vergleich zu dem bekannten Stahl.In particular, since Comparative Example 1 comprises a small amount of Mo, the yield strength is not sufficiently ensured. Consequently, the tensile strength and yield strength are slightly increased and hardness, fatigue strength, formability and fatigue life are reduced as compared with the known steel.

Die Anteile an Mo, Ni, V, und Ti in jedem der Vergleichsbeispiele 2, 3, 6, 9 und 10 erfüllen nicht die festgelegten Anforderungen, wodurch sie nicht die Regelungen in Bezug auf Einschlüsse erfüllen. Es wurde bestätigt, dass die Einschlüsse grob oder nicht gleichmäßig in dem Ingotstahl wurden, wodurch die Ausbildung der Einschlüsse während des Stahlherstellungsprozesses beeinflusst wurde und sie folglich nicht die Regelungen in Bezug auf Einschlüsse erfüllten.The contents of Mo, Ni, V, and Ti in each of Comparative Examples 2, 3, 6, 9, and 10 do not meet the specified requirements, thereby failing to meet the inclusions regulations. It was confirmed that the inclusions became coarse or not uniform in the ingot steel, thereby affecting the formation of the inclusions during the steelmaking process and thus did not satisfy the inclusions regulations.

Zusätzlich kann bestätigt werden, dass im Vergleichsbeispiel 9, in dem der Anteil an Ti geringer ist als in einer festgelegten Anforderung, die Erzeugung von anderen Einschlüssen, wie beispielsweise Al2O3 begünstigt wird und folglich die Ermüdungsfestigkeit verringert ist, wodurch im Vergleich zu bekanntem Stahl die Ermüdungsfestigkeit und die Ermüdungslebensdauer ähnlich oder etwas verringert sind.In addition, it can be confirmed that in Comparative Example 9, in which the content of Ti is less than a specified requirement, the generation of other inclusions such as Al 2 O 3 is promoted, and hence the fatigue strength is reduced, thereby providing a comparison with the known Steel fatigue resistance and fatigue life are similar or slightly reduced.

Auf der anderen Seite erreichten alle Beispiele 1 bis 3, die alle festgelegten Anforderungen der vorliegenden Offenbarung erfüllen, eine Zugfestigkeit von ungefähr 2300 MPa oder mehr, eine Dehngrenze von ungefähr 2800 MPa oder mehr und eine Härte von ungefähr 710 HV oder mehr. Zusätzlich wird eine Ermüdungsfestigkeit von ungefähr 1100 MPa oder mehr erreicht und die Formbarkeit und die Anforderungen in Bezug auf Einschlüsse werden erfüllt. Ferner wird eine Ermüdungslebensdauer von 400.000 oder mehr erreicht.On the other hand, all Examples 1 to 3 meeting all the specified requirements of the present disclosure achieved a tensile strength of about 2300 MPa or more, a yield strength of about 2800 MPa or more, and a hardness of about 710 HV or more. In addition, a fatigue strength of about 1100 MPa or more is achieved, and the formability and inclusions requirements are satisfied. Furthermore, a fatigue life of 400,000 or more is achieved.

Im Übrigen zeigt 3 Graphen, die Berechnungsergebnisse für Phasenumwandlungen gemäß Temperaturen des ultrahochfesten Federstahls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Veröffentlichung zeigen und 4 zeigt einen Graphen, der Berechnungsergebnisse für Phasenumwandlungen gemäß Temperaturen im Zementitgewebe von ultrahochfestem Federstahl gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.Incidentally, shows 3 Graphs showing calculation results for phase transformations according to temperatures of the ultra-high-strength spring steel according to an embodiment of the present publication, and 4 FIG. 12 is a graph showing calculation results for phase transformations according to temperatures in cementite fabric of ultra-high-strength spring steel according to an embodiment of the present disclosure. FIG.

3 zeigt einen Graph, der Berechnungsergebnisse für Phasenumwandlungen gemäß Temperaturen eines Beispiels mit einer Legierungszusammensetzung zeigt, wie beispielsweise Fe- 1.4Si-0.7Mn-0.7Cr-0.55C-0.3Ni-0.1Mo-0.1V. 3 zeigt, dass verschiedene Karbidtypen, wie beispielsweise CrC und VC, abgesehen von FCC-A1 (Austenit), BCC-A2 (Ferrit), Zementit, etc. erzeugt werden, wenn eine Legierungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung erfüllt wird und folglich der Festigkeitsanstieg und die Ermüdungslebensdauerverbesserung erwartet werden können. 3 Fig. 12 is a graph showing calculation results for phase changes according to temperatures of an example with an alloy composition such as Fe-1.4Si-0.7Mn-0.7Cr-0.55C-0.3Ni-0.1Mo-0.1V. 3 shows that various carbide types such as CrC and VC are produced except for FCC-A1 (austenite), BCC-A2 (ferrite), cementite, etc., when an alloy composition according to the present disclosure is satisfied, and hence the increase in strength and the Fatigue life improvement can be expected.

Zusätzlich zeigt 4 einen Graph, der Berechnungsergebnisse für Phasenumwandlungen gemäß Temperaturen im Zementitgewebe von Federstahl gemäß einem Beispiel mit einer Legierungszusammensetzung zeigt, wie beispielsweise Fe-1.4Si-0.7Mn-0.7Cr-0.55C-0.3Ni-0.1Mo-0.1V. 4 zeigt, dass es vorhergesagt werden kann, dass die Zusammensetzungseigenschaften der siebten bis achten Gruppe im Zementit auftreten und es folglich erwartet werden kann, dass winzige Karbide gleichmäßig verteilt sind.Additionally shows 4 10 is a graph showing calculation results for phase transformations according to temperatures in the cementite fabric of spring steel according to an example with an alloy composition such as Fe-1.4Si-0.7Mn-0.7Cr-0.55C-0.3Ni-0.1Mo-0.1V. 4 shows that it can be predicted that the compositional properties of the seventh to eighth groups occur in the cementite, and thus it can be expected that minute carbides are evenly distributed.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, stellt die vorliegende Erfindung ein ultrahochfestes Federstahl mit einer hohen Zugfestigkeit von 2300 MPa oder mehr und einer verbesserten Ermüdungslebensdauer von 1100 MPa durch Verfeinerung von Einschlüssen, durch Optimierung der Inhaltsstoffe der Hauptlegierungszusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verfügung.As apparent from the above description, the present invention provides an ultra high strength spring steel having a high tensile strength of 2300 MPa or more and an improved fatigue life of 1100 MPa by refining inclusions by optimizing the ingredients of the main alloy composition according to an embodiment of the present invention ,

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Darstellung offenbart wurden, erkennt der Fachmann, dass verschiedene Modifizierungen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang der Offenbarung, wie er in dem beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for purposes of illustration, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the disclosure as disclosed in the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • durch einen Rotations-Biegeermüdungstest gemäß KS B ISO 1143 gemessen. Um die Formbarkeit zu messen, wurden [0042] measured by a rotational bending fatigue test according to KS B ISO 1143. To measure formability, [0042]

Claims (7)

Ultrahochfester Federstahl zur Verwendung als Ventilfederstahl in einem Fahrzeugmotor, umfassend: 0,5 bis 0,7 Gewichts-% an C, 1,2 bis 1,5 Gewichts-% an Si, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Mn, 0,6 bis 1,2 Gewichts-% an Cr, 0,1 bis 0,5 Gewichts-% an Mo, 0,05 bis 0,8 Gewichts-% an Ni, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an V, 0,05 bis 0,5 Gewichts-% an Nb, 0,05 bis 0,3 Gewichts-% an Ti, 0,3 Gewichts-% oder weniger an CU (jedoch mehr als 0%), 0,0001 bis 0,3 Gewichts-% an Al, 0,03 Gewichts-% oder weniger an N (jedoch mehr als 0%), 0,0001 bis 0,003 Gewichts-% an O und einen Rest an Fe oder anderen unvermeidbaren Unreinheiten, basierend auf 100 Gewichts-% des ultrahochfesten Federstahls.Ultra-high strength spring steel for use as a valve spring steel in a vehicle engine, comprising: 0.5 to 0.7% by weight of C, 1.2 to 1.5% by weight of Si, 0.6 to 1.2% by weight of Mn, 0.6 to 1.2% by weight Cr, 0.1 to 0.5% by weight of Mo, 0.05 to 0.8% by weight of Ni, 0.05 to 0.5% by weight of V, 0.05 to 0.5% by weight % of Nb, 0.05 to 0.3% by weight of Ti, 0.3% by weight or less of CU (but more than 0%), 0.0001 to 0.3% by weight of Al, O, 03% by weight or less of N (but more than 0%), 0.0001 to 0.003% by weight of O and a balance of Fe or other unavoidable impurities based on 100% by weight of the ultra high-strength spring steel. Ultrahochfester Federstahl nach Anspruch 1, bei dem der Federstahl eine Zugfestigkeit von 2300 MPa oder mehr aufweist.The ultra-high-strength spring steel according to claim 1, wherein the spring steel has a tensile strength of 2300 MPa or more. Ultrahochfester Federstahl nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Federstahl eine Ermüdungsfestigkeit von 1100 MPa oder mehr aufweist.The ultra-high-strength spring steel according to claim 1 or 2, wherein the spring steel has a fatigue strength of 1100 MPa or more. Ultrahochfester Federstahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Federstahl eine Dehngrenze von 2800 MPa oder mehr aufweist.An ultra-high-strength spring steel according to any one of the preceding claims, wherein the spring steel has a yield strength of 2800 MPa or more. Ultrahochfester Federstahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Federstahl eine Härte von 710 HV oder mehr aufweist.An ultra-high strength spring steel according to any one of the preceding claims, wherein the spring steel has a hardness of 710 HV or more. Ultrahochfester Federstahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Größen der in dem Federstahl vorhandenen Einschlüsse 15 µm oder weniger betragen. An ultra-high strength spring steel according to any one of the preceding claims, wherein the sizes of the inclusions present in the spring steel are 15 μm or less. Ultrahochfester Federstahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in den Einschlüssen ein Anteil der Einschlüsse mit Größen von 10 bis 15 µm 10 % oder weniger beträgt und ein Anteil der Einschlüsse mit Größen von weniger als 10 µm 90% oder mehr beträgt.The ultra-high-strength spring steel according to any one of the preceding claims, wherein in the inclusions, a content of the inclusions having sizes of 10 to 15 μm is 10% or less and a content of the inclusions having sizes of less than 10 μm is 90% or more.
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durch einen Rotations-Biegeermüdungstest gemäß KS B ISO 1143 gemessen. Um die Formbarkeit zu messen, wurden

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