JP2009013436A - Spring workpiece and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spring workpiece which can be used even in a corrosive atmosphere because the delayed fracture is controlled, does not need to contain an additional special element and can also reduce a manufacturing cost, and to provide a manufacturing method therefor. <P>SOLUTION: The spring workpiece includes, by mass%, 0.5 to 0.7% C, 0.15 to 0.35% Si, 0.6 to 0.9% Mn, and the balance Fe with unavoidable impurities; and has a structure which is a mixed structure of a bainite phase B and a ferrite phase α. Furthermore, the grain size number of a former austenite grain is 10 or more, and the area of the ferrite phase α existing in the grain boundary faces γs of the former austenite grains occupies 5 to 20% of the area of the whole mixed structure. Then, a base metal is formed by working a base material having the above composition at a working rate of 5% or more; the workpiece is formed by working the base metal into a predetermined shape; the workpiece is heated to and held at an A<SB>3</SB>transformation temperature or higher but a temperature which is higher than the A<SB>3</SB>transformation temperature by 40°C or lower; and the workpiece is subjected to austempering treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、自動車用のホースクランプなどに好適な、腐食雰囲気下でも遅れ破壊が起こりにくいバネ加工品及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a spring processed product suitable for, for example, a hose clamp for automobiles and the like, and a method for manufacturing the spring processed product that hardly causes delayed fracture even in a corrosive atmosphere.

例えば、自動車の内部配管として用いられるホースどうしを接続する際には、接続されるべき装置に設けられたパイプの端部外周に可撓性のホースを被せ、このホース外周を更にホースクランプによって締付けることによって、固定する方法が広く用いられている。この種のホースクランプは、略C字状に曲成された締付リングと、該締付リングの両端部から交差して半径方向に起立する一対のツマミ片とからなり、一対のツマミ片を互いに近接させたときには締付リングが弾性力に抗して拡径し、一対のツマミ片が離反したときには締付リングが弾性力によって元の縮径状態に戻って、ホースを締付けるようになっている。   For example, when connecting hoses used as automobile internal pipes, a flexible hose is placed on the outer periphery of the pipe provided in the device to be connected, and the outer periphery of the hose is further tightened by a hose clamp. Therefore, the fixing method is widely used. This type of hose clamp is composed of a tightening ring that is bent in a substantially C shape, and a pair of knob pieces that intersect from both ends of the tightening ring and rise in the radial direction. When close to each other, the tightening ring expands against the elastic force, and when the pair of tab pieces separate, the tightening ring returns to its original reduced diameter state due to the elastic force and tightens the hose. Yes.

上記ホースクランプのように、金属材料の弾性力を利用したバネ加工品は、例えば、所定成分の母材を所定形状に加工した後、その加工品を、バネに要求される諸性能(引張強度や靱性)を満足させるために、焼入れ・焼戻し等の熱処理を施して製造されている。そして、焼入れ・焼戻しを行った場合の組織である焼戻マルテンサイトよりも、粘り強く靱性が良い性質を有するベイナイト相とするために、オーステナイト状態から300〜500℃程度で一定時間保持して等温変態を行わせる、いわゆるオーステンパー処理を施すことが広く行われている。   Like the hose clamp, a spring processed product using the elastic force of a metal material, for example, after processing a base material of a predetermined component into a predetermined shape, the processed product is subjected to various performances (tensile strength required for the spring). And toughness) are manufactured by heat treatment such as quenching and tempering. And, in order to obtain a bainite phase having tenacity and good toughness than tempered martensite, which is a structure in the case of quenching and tempering, isothermal transformation is performed by holding at a temperature of about 300 to 500 ° C. for a certain time from the austenite state. It is widely performed to perform so-called austempering.

オーステンパー処理を施したバネ用の鋼として、例えば、下記特許文献1には、重量比にしてC:0.40〜0.70%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.70〜1.50%、Cr:0.80〜1.50%、Al:0.010〜0.050%、V:0.05〜0.50%、N:0.010〜0.030%を含有し、残部がFe及び不純物元素からなる鋼を820〜950℃に加熱してオーステナイト化した後、320〜400℃の温度でオーステンパー処理を施し、その後330〜450℃かつ前記オーステンパー処理温度より10℃以上高い温度にて焼もどしを施した鋼であって、組織が焼もどしベイナイト組織からなることを特徴とする熱へたり性に優れた薄板ばね用鋼が開示されている。   As a spring steel subjected to austempering treatment, for example, in Patent Document 1 below, the weight ratio is C: 0.40 to 0.70%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 0 .70 to 1.50%, Cr: 0.80 to 1.50%, Al: 0.010 to 0.050%, V: 0.05 to 0.50%, N: 0.010 to 0.030 %, With the balance being Fe and impurity elements heated to 820 to 950 ° C. to austenite, then austempered at a temperature of 320 to 400 ° C., then 330 to 450 ° C. and the austempered steel. A steel for thin plate springs, which is tempered at a temperature higher by 10 ° C. or higher than the processing temperature and has excellent heat settling characteristics, characterized in that the structure is a tempered bainite structure.

ところで、ホースクランプはホースを締め付け固定しているため、その状態では常に一定の応力が負荷されている。このようなホースクランプが、例えば、水素が発生しやすく腐食雰囲気下となりやすい、燃料タンク周辺等に配設されたパイプどうしの接続に用いられた場合、水素脆性によってホースクランプの延性・靱性が低下して、ある時間が経過したときに、突然破壊するいわゆる遅れ破壊が生じ虞れがあった。この遅れ破壊の原因としては、ホースクランプの組織中に水素が侵入することにより、旧オーステナイト粒の粒界面に水素が貯まって粒界面の強度が低くなり、その結果、外部応力に耐え切れずに、旧オーステナイト粒の粒界面から割れてしまうことにより生じるものと考えられている。   By the way, since the hose clamp fastens and fixes the hose, a constant stress is always applied in that state. When such a hose clamp is used to connect pipes installed near the fuel tank where hydrogen is likely to be generated and corrosive atmosphere, hydrogen ductility reduces the ductility and toughness of the hose clamp. Then, when a certain time has passed, there is a possibility that so-called delayed destruction that suddenly breaks may occur. The cause of this delayed fracture is that hydrogen penetrates into the structure of the hose clamp, causing hydrogen to accumulate at the grain interface of the prior austenite grains, resulting in a lower strength at the grain interface, resulting in inability to withstand external stress. It is thought that it is caused by cracking from the grain interface of the prior austenite grains.

上記の遅れ破壊を抑制するための措置としては、例えば、鋼の組織中に、TiCやVC等の水素との結合が強い炭化物を生成して、これにより水素をトラップする(捕捉又は固定する)ことが知られている。例えば、下記特許文献2には、水素脱離のための活性化エネルギーが25〜50kJ/molであり、かつ水素トラップ容量が0.2wt.ppm以上である、V、Mo、Ti、Nb及びZrのいずれか1種又は2種以上を含有する酸化物、炭化物及び窒化物、並びにこれらのいずれか2種以上の複合析出物の少なくとも1種からなる水素トラップサイトを有することを特徴とする、耐水素疲労特性に優れた高強度ばね用鋼が開示されている。
特開平7−179936号公報 特開平6−271975号公報
As a measure for suppressing the above-mentioned delayed fracture, for example, in the steel structure, a carbide having a strong bond with hydrogen such as TiC or VC is generated, thereby trapping (capturing or fixing) hydrogen. It is known. For example, in Patent Document 2 below, the activation energy for hydrogen desorption is 25 to 50 kJ / mol, and the hydrogen trap capacity is 0.2 wt. At least one of oxides, carbides and nitrides containing any one or more of V, Mo, Ti, Nb and Zr, and any two or more of these composite precipitates, which are ppm or more A high-strength spring steel excellent in hydrogen fatigue resistance, characterized by having a hydrogen trap site comprising:
JP 7-179936 A JP-A-6-271975

しかしながら、上記特許文献2の場合、水素トラップ用として、TiやV等の比較的高価な元素を鋼中に添加しなければならないので、製造コストが増加するという問題があった。   However, in the case of Patent Document 2, a relatively expensive element such as Ti or V has to be added to the steel as a hydrogen trap, which increases the manufacturing cost.

一方、引用文献1の場合、種々の元素を添加して、オーステナイト化温度を820〜950℃とし、オーステンパー処理前に鋼組織を均一なオーステナイト相として、最終的に均一なベイナイト相とさせる技術が開示されているが、水素脆性に対する措置が施されておらず、遅れ破壊を抑制できていない。   On the other hand, in the case of Cited Document 1, various elements are added, the austenitizing temperature is set to 820 to 950 ° C., and the steel structure is made to be a uniform austenite phase before the austempering process to finally form a uniform bainite phase. However, no measures are taken against hydrogen embrittlement, and delayed fracture cannot be suppressed.

したがって、本発明の目的は、遅れ破壊が抑制されて腐食雰囲気下でも用いることができ、特殊な元素を添加する必要が無く製造コストも低減することができる、バネ加工品及びその製造法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a spring processed product that can be used even in a corrosive atmosphere with suppressed delayed fracture, and that does not require the addition of a special element, and that can reduce the manufacturing cost, and a manufacturing method thereof. There is to do.

上記目的を達成するため、本発明の第1は、質量%で、C:0.5〜0.7%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.6〜0.9%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、その組織がベイナイト相及びフェライト相の混合組織となっており、更に、旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上で、かつ、前記混合組織全体の面積に対して、前記旧オーステナイト粒の粒界面に存在する前記フェライト相の面積が5〜20%とされていることを特徴とするバネ加工品を提供するものである。   In order to achieve the above object, the first of the present invention is mass%, C: 0.5-0.7%, Si: 0.15-0.35%, Mn: 0.6-0.9% The balance is Fe and inevitable impurities, the structure is a mixed structure of a bainite phase and a ferrite phase, the grain size number of the prior austenite grains is 10 or more, and the entire mixed structure The spring processed product is characterized in that the area of the ferrite phase existing at the grain interface of the prior austenite grains is 5 to 20% with respect to the area.

上記発明によれば、旧オーステナイト粒の粒度番号を10番以上としたことにより、旧オーステナイト粒が細かくなり、その粒界面が微細化されるので、粒界面に集まりやすい水素を組織全体に分散させることができると共に、粒界面を起点する割れが生じにくくなり、水素が生じる腐食雰囲気下で、バネ加工品に応力が負荷された場合に生じる遅れ破壊を抑制することができる。   According to the above invention, since the prior austenite grains have a particle size number of 10 or more, the prior austenite grains become finer and the grain interface is refined, so that hydrogen that tends to gather at the grain interface is dispersed throughout the entire structure. In addition, cracks originating from the grain interface are less likely to occur, and delayed fracture that occurs when stress is applied to the spring processed product in a corrosive atmosphere in which hydrogen is generated can be suppressed.

更に、旧オーステナイト粒の粒界面に水素吸蔵量が小さなフェライト相が、混合組織全体の面積に対して5〜20%の面積割合で存在しているので、上記のように微細な旧オーステナイト粒の粒界面によって分散状態とされた水素が、組織中に貯蔵されにくくなって、遅れ破壊をより抑制することができる。   Furthermore, since the ferrite phase having a small hydrogen storage amount is present at the grain interface of the prior austenite grains in an area ratio of 5 to 20% with respect to the area of the entire mixed structure, the fine austenite grains as described above Hydrogen dispersed by the grain interface becomes difficult to be stored in the tissue, and delayed fracture can be further suppressed.

また、比較的延性が大きなフェライト相が、微細な旧オーステナイト粒の粒界面に上記の割合で存在しているので、旧オーステナイト粒の粒界面が割れにくくなり、遅れ破壊をより一層抑制することができる。   In addition, since the ferrite phase having a relatively large ductility is present at the grain interface of the fine prior austenite grains, the grain interface of the prior austenite grains becomes difficult to break, and the delayed fracture can be further suppressed. it can.

更に、Si,Mn以外の特別な元素を添加する必要がないので、バネ加工品の製造コストを低減することができる。   Furthermore, since it is not necessary to add a special element other than Si and Mn, the manufacturing cost of the spring processed product can be reduced.

本発明の第2は、前記第1の発明において、自動車用のホースクランプとして適用されるバネ加工品を提供するものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a spring processed product applied as a hose clamp for an automobile in the first aspect.

上記発明によれば、自動車用のパイプどうしを接続するためのホースクランプは、水素が生じやすい腐食雰囲気下で使用されることが多く、水素脆化に伴なう遅れ破壊が生じる虞れがあるが、本発明のバネ加工品を用いることにより、遅れ破壊を防止して安全性を高めることができる。   According to the above invention, the hose clamp for connecting automobile pipes is often used in a corrosive atmosphere in which hydrogen is easily generated, and there is a possibility that delayed fracture accompanying hydrogen embrittlement may occur. However, by using the spring processed product of the present invention, delayed fracture can be prevented and safety can be improved.

本発明の第3は、質量%で、C:0.5〜0.7%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.6〜0.9%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる組成からなる素材を熱間圧延した後、球状化処理を施して加工率が5%以上の母材を形成し、この母材を所定形状に加工して加工品を形成し、更に、前記加工品を、A変態点以上で、かつ、A変態点よりも40℃高い温度以下で加熱保持した後、オーステンパー処理を施すことを特徴とするバネ加工品の製造方法を提供するものである。 3rd of this invention is the mass%, contains C: 0.5-0.7%, Si: 0.15-0.35%, Mn: 0.6-0.9%, and the remainder is Fe And after hot-rolling a material comprising a composition composed of inevitable impurities, a spheronization treatment is performed to form a base material with a processing rate of 5% or more, and this base material is processed into a predetermined shape to form a processed product. further, the workpiece, at a 3 transformation point or higher, and, after heating maintained at 40 ° C. higher temperature or lower than the a 3 transformation point, the production method of the spring workpiece, characterized in that performing austempering Is to provide.

上記発明によれば、加工率5%以上とされて、フェライト相が微細化された母材からなる加工品を、上記条件下で加熱保持することにより、均一なオーステナイト相とすることなく、オーステナイト相に加えフェライト相を残した状態とし、その状態でオーステンパー処理が施されるようになっているので、ベイナイト相とフェライト相との混合組織を有するバネ加工品を製造することができる。このとき、上記のように加工率5%以上としたことにより、熱処理前の母材のフェライト相の粒界面が、予め微細化されているので、旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上のバネ加工品を得ることができる。また、予めフェライト相が微細化されているので、上記温度で加熱保持したときのオーステナイト相も微細となり、その結果、オーステナイト相の界面に沿ってフェライト相が析出されやすくなり、混合組織全体の面積に対して、旧オーステナイト粒の粒界面に存在するフェライト相の面積を5〜20%となるバネ加工品を得ることができる。このように、予め母材の加工率を5%以上としたうえで、上記熱処理条件によりオーステンパー処理を施すことにより、上記組成からなるバネ加工品を製造することができ、また、その際に、Si,Mn以外の特別な元素を添加する必要がないので、バネ加工品の製造コストを低減することができる。   According to the above invention, a processed product made of a base material having a processing rate of 5% or more and a refined ferrite phase is heated and held under the above conditions, so that the austenite phase does not become a uniform austenite phase. Since the ferrite phase is left in addition to the phase and the austempering treatment is performed in this state, a spring processed product having a mixed structure of the bainite phase and the ferrite phase can be manufactured. At this time, since the grain interface of the ferrite phase of the base material before the heat treatment is refined in advance by setting the processing rate to 5% or more as described above, the spring having the grain size number of the prior austenite grains of 10 or more A processed product can be obtained. In addition, since the ferrite phase has been refined in advance, the austenite phase also becomes fine when heated and held at the above temperature, and as a result, the ferrite phase tends to precipitate along the interface of the austenite phase, and the area of the entire mixed structure On the other hand, a spring processed product in which the area of the ferrite phase existing at the grain interface of the prior austenite grains is 5 to 20% can be obtained. In this way, by setting the processing rate of the base material to 5% or more in advance and performing the austempering treatment under the heat treatment conditions, a spring processed product having the above composition can be manufactured. Since there is no need to add a special element other than Si and Mn, the manufacturing cost of the spring processed product can be reduced.

本発明のバネ加工品によれば、旧オーステナイト粒の粒度番号を10番以上としたことにより、旧オーステナイト粒の粒界面が微細化され、粒界面に集まりやすい水素を組織全体に分散できて、粒界面の割れが生じにくくなり、腐食雰囲気下での遅れ破壊を抑制することができる。更に、旧オーステナイト粒の粒界面に水素吸蔵量の小さなフェライト相が上記割合で存在しているので、水素が組織中に貯蔵されにくくなり、遅れ破壊がより抑制される。   According to the spring processed product of the present invention, the grain number of the prior austenite grains is 10 or more, the grain interface of the prior austenite grains is refined, hydrogen that tends to gather at the grain interface can be dispersed throughout the structure, Cracks at the grain interface are less likely to occur, and delayed fracture under a corrosive atmosphere can be suppressed. Furthermore, since the ferrite phase having a small hydrogen storage amount is present in the above-described proportion at the grain interface of the prior austenite grains, it becomes difficult for hydrogen to be stored in the structure, and delayed fracture is further suppressed.

一方、本発明のバネ加工品の製造方法によれば、加工率5%の母材からなる加工品を、上記条件下で加熱保持することにより、均一なオーステナイト相とすることなく、オーステナイト相にフェライト相が残存した状態で、オーステンパー処理が施されるので、上記組成からなるバネ加工品を製造することができる。   On the other hand, according to the method for manufacturing a spring processed product of the present invention, a processed product made of a base material with a processing rate of 5% is heated and held under the above conditions, so that it becomes an austenitic phase without forming a uniform austenitic phase. Since the austemper treatment is performed with the ferrite phase remaining, a spring processed product having the above composition can be manufactured.

本発明のバネ加工品は、例えば、図1に示す自動車用のホースクランプ10に用いることができる。なお、ホースクランプ10以外にも、自動車用のクリップや、プッシュナット等にも用いることができ、特に限定されるものではない。   The spring processed product of the present invention can be used, for example, in an automobile hose clamp 10 shown in FIG. In addition to the hose clamp 10, it can be used for a clip for a car, a push nut, and the like, and is not particularly limited.

図1に示すように、ホースクランプ10は、略C字状の締付リング11と、この締付リング11の一端部及び他端部から半径方向外方にそれぞれ突出し、互いに対向して配置された一対のツマミ片13,13と、一対のツマミ片13,13どうしを接続する接続片15とからなる。前記締付リング11は、その自由状態では一対のツマミ片13,13が互いに周方向に離れて縮径しており、締付リング11の弾性力に抗して両ツマミ片13,13を互いに近接させると拡径した状態となる。そのため、一方のパイプP及びこれに接続される他方のパイプ(図示せず)の接続部外周に装着されたホースHの外周に、ホースクランプ10を拡径状態で配置し、一方のツマミ片13から伸びる接続片15を他方のツマミ片13から外すことにより、締付リング11が縮径して、ホースHが締め付け固定されて、両パイプどうしが接続されるようになっている。   As shown in FIG. 1, the hose clamp 10 protrudes radially outward from the substantially C-shaped tightening ring 11 and one end and the other end of the tightening ring 11, and is disposed opposite to each other. The pair of knob pieces 13 and 13 and the connection piece 15 for connecting the pair of knob pieces 13 and 13 to each other. In the free state, the clamping ring 11 has a pair of knob pieces 13 and 13 which are reduced in diameter in the circumferential direction, and both the knob pieces 13 and 13 are opposed to each other against the elastic force of the clamping ring 11. When close to each other, the diameter is expanded. Therefore, the hose clamp 10 is arranged in an expanded state on the outer periphery of the hose H attached to the outer periphery of the connection portion of one pipe P and the other pipe (not shown) connected thereto, and one knob piece 13 By removing the connecting piece 15 extending from the other knob piece 13, the fastening ring 11 is reduced in diameter, the hose H is fastened and fixed, and both pipes are connected.

そして、本発明のバネ加工品においては、その組成が、質量%で(以下、組成成分の%は質量%を意味する)、C:0.5〜0.7%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.6〜0.9%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなっている。   And in the spring processed product of this invention, the composition is the mass% (Hereinafter,% of a composition component means the mass%), C: 0.5-0.7%, Si: 0.15- It contains 0.35%, Mn: 0.6-0.9%, and the balance consists of Fe and inevitable impurities.

Cは、バネ加工品としての適度な強度を得るために必要である。Cが0.5%未満であると、所望の硬さが得られないので好ましくなく、一方、Cが0.7%を超えると、粗大な炭化物が生成されやすくなって、靱性が低下するので好ましくない。   C is necessary to obtain an appropriate strength as a spring processed product. If C is less than 0.5%, the desired hardness cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, if C exceeds 0.7%, coarse carbides are easily generated and the toughness is reduced. It is not preferable.

Siは、バネ加工品を成形する前の素材を製鋼する際の脱酸剤として作用すると共に、フェライトに固溶して強化する作用がある。Siが0.15%未満であると、上記作用が得られないので好ましくなく、一方、Siが0.35%を超えると、結晶粒の粗大化を招き、靱性が低下するので好ましくない。   Si acts as a deoxidizer when steelmaking the material before forming the spring processed product, and has an effect of strengthening by dissolving in ferrite. If the Si content is less than 0.15%, the above-described effect cannot be obtained, and therefore, it is not preferable. On the other hand, if the Si content exceeds 0.35%, the crystal grains become coarse and the toughness decreases, which is not preferable.

Mnは、上記Siと同様に脱酸剤として作用すると共に鋼に有害なSを除去し、更に焼入れ性を高める効果を有する。Mnが0.6%未満であると、上記効果が得られないので好ましくなく、一方、Mnが0.9%を超えると、靱性が低下するので好ましくない。   Mn acts as a deoxidizer like Si, and has an effect of removing S harmful to steel and further improving hardenability. If Mn is less than 0.6%, the above effect cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, if Mn exceeds 0.9%, the toughness decreases, which is not preferable.

なお、上記組成は、いわゆる機械構造用炭素鋼材(JIS G 4051で規定される)であるS50C〜S70Cに相当するものであり、このような既成の鋼材を用いることにより、製造コストの低減を図れるようになっている。   In addition, the said composition is equivalent to S50C-S70C which is what is called carbon steel material for mechanical structures (prescribed in JIS G 4051), and reduction of manufacturing cost can be aimed at by using such an existing steel material. It is like that.

そして、上記組成からなる本発明のバネ加工品は、その組織がベイナイト相及びフェライト相の混合組織となっており、更に、旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上で、かつ、前記混合組織全体の面積に対して、前記旧オーステナイト粒の粒界面に存在する前記フェライト相の面積が5〜20%とされている点に特徴がある。それにより、旧オーステナイト粒の粒界面が微細化されて、水素を組織全体に分散させると共に、粒界面の割れが生じにくくなり、更に、粒界面に上記割合で存在するフェライト相により、水素が貯蔵されにくくなって、遅れ破壊が抑制されるようになっている。   And the spring processed product of the present invention having the above composition has a mixed structure of a bainite phase and a ferrite phase, and the grain size number of the prior austenite grains is 10 or more, and the entire mixed structure Is characterized in that the area of the ferrite phase existing at the grain interface of the prior austenite grains is 5 to 20%. As a result, the grain interface of the prior austenite grains is refined to disperse hydrogen throughout the structure, and cracking of the grain interface is less likely to occur, and moreover, hydrogen is stored by the ferrite phase present at the above ratio at the grain interface. This makes it difficult to prevent delayed destruction.

上記組織について図面を参照して説明すると、図4(a)〜(c)に示すように、このバネ加工品は、母相がベイナイト相Bとなっており、このベイナイト相B中にフェライト相αが存在していて、ベイナイト相B及びフェライト相αからなる混合組織となっている。これは所定のエッチング液により、組織面をエッチングすることにより観察されるものである。なお、フェライト相αは黒丸で囲った部分であり(便宜上のもので実際の組織面とは異なる)、ベイナイト相Bはそれ以外の部分である。   The structure will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 4A to 4C, the spring processed product has a bainite phase B as a parent phase, and a ferrite phase in the bainite phase B. α exists and has a mixed structure composed of a bainite phase B and a ferrite phase α. This is observed by etching the tissue surface with a predetermined etching solution. The ferrite phase α is a portion surrounded by black circles (for convenience and different from the actual structure), and the bainite phase B is the other portion.

更に、上記とは別のエッチング方法によって、図4(a)〜(c)に示す組織面と同じ組織面をエッチングすることにより、旧オーステナイト粒の粒界面を観察できるようになっている。すなわち、図5(a)〜(c)に示すように、前記図4(a)〜(c)にそれぞれ対応した組織面に、旧オーステナイト粒の粒界面γsが存在している(図4(a),図5(a)がC:0.61%、図4(b),図5(b)がC:0.56%、更に、図4(c),図5(c)がC:0.56%)。なお、旧オーステナイト粒の粒界面とは、オーステナイト相がオーステンパー処理によってベイナイト相に等温変態したときに、残存するオーステナイト相の粒界面をいう。そして、本発明においては、この旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上となっており、図7(a)〜(c)に示す粒度番号が10未満のものよりも、旧オーステナイト粒の粒界面γsが微細となっている。ここでいう粒度番号は、JIS G 0551「鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法」により定義され、番号が大きいほど微細となり、小さいほど粗大となる。なお、この旧オーステナイト粒の粒度番号が10番未満であると、旧オーステナイト粒が大きすぎて、水素を組織全体に分散させることができず、かつ、粗大な粒であるために、外部からの応力が伝播しやすく、粒界面γsに割れが生じやすくって、遅れ破壊を抑制しにくくなるので、本発明においては不適当である。   Furthermore, the grain interface of the prior austenite grains can be observed by etching the same texture plane as that shown in FIGS. 4A to 4C by an etching method different from the above. That is, as shown in FIGS. 5A to 5C, the grain interface γs of the prior austenite grains exists on the texture planes corresponding to FIGS. 4A to 4C, respectively (FIG. 4 ( a) and FIG. 5 (a) are C: 0.61%, FIG. 4 (b) and FIG. 5 (b) are C: 0.56%, and FIG. 4 (c) and FIG. 5 (c) are C. : 0.56%). The grain interface of prior austenite grains refers to the grain interface of the remaining austenite phase when the austenite phase is isothermally transformed into a bainite phase by austempering. In the present invention, the grain size number of the prior austenite grains is 10 or more, and the grain interface of the prior austenite grains is more than that having a grain size number of less than 10 shown in FIGS. 7 (a) to (c). γs is fine. The grain size number here is defined by JIS G 0551 “Austenite grain size test method for steel”, and the larger the number, the finer, and the smaller the number, the coarser. When the particle size number of the prior austenite grains is less than 10, the prior austenite grains are too large to disperse hydrogen throughout the structure and are coarse grains. Since stress easily propagates and cracks are likely to occur at the grain interface γs, it is difficult to suppress delayed fracture, and therefore it is inappropriate in the present invention.

そして、本発明のバネ加工品においては、図2の組織状態の概念図に示すように、上記の旧オーステナイト粒の粒界面γsに存在するフェライト相αの面積が、ベイナイト相B及びフェライト相αからなる混合組織全体の面積に対して5〜20%となっている。すなわち、フェライト相αの全面積をSαとし、ベイナイト相Bの全面積をSとし、その他の球状化セメンタイト等の全面積をSとした場合、下式(i)を満たすようになっている。 In the spring processed product of the present invention, as shown in the conceptual diagram of the structure state of FIG. 2, the area of the ferrite phase α present at the grain interface γs of the prior austenite grains is the bainite phase B and the ferrite phase α. It is 5 to 20% with respect to the area of the whole mixed structure. That is, the total area of the ferrite phase alpha and S alpha, the total area of the bainite phase B and S B, if the total area of such other spheroidal cementite was S c, so to satisfy the following expression (i) ing.

α/(Sα+S+S)×100=5〜20%・・・(i)
また、フェライト相αは、特に旧オーステナイト粒の粒界面γsに存在しているもののみをカウントし、母相のベイナイト相Bに析出したものはカウントしない。すなわち、旧オーステナイト粒の粒界面γs上に存在するフェライト相αをカウントすることを基本とし、好ましくは3つ以上の旧オーステナイト粒の粒界面γs上に跨って存在すると共に、球状化セメンタイト(図示せず)よりも大きなフェライト相αをカウントする。例えば、4つの旧オーステナイト粒の粒界面γsに存在するフェライト相α´(図中、想像線で示す)をカウントしてもよい。なお、上記フェライト相αの面積が、混合組織全体の面積に対して5%未満の場合は、フェライト相αによる水素吸蔵量の低減を期待できず、遅れ破壊の抑制が不十分となるので、本発明では不適当で、20%を超えた場合には、混合組織全体に対して、柔らかく延性が大きなフェライト相αが過大に存在することとなり、バネ加工品の強度が低下するので、この場合も本発明には不適当である。
S α / (S α + S B + S c) × 100 = 5~20% ··· (i)
In addition, the ferrite phase α is only counted especially at the grain interface γs of the prior austenite grains, and not precipitated at the parent phase bainite phase B. That is, it is based on counting the ferrite phase α present on the grain interface γs of the prior austenite grains, and preferably present over three or more grain boundaries γs of the prior austenite grains, and spheroidized cementite (Fig. The ferrite phase α larger than (not shown) is counted. For example, the ferrite phase α ′ (indicated by an imaginary line in the figure) existing at the grain interface γs of four prior austenite grains may be counted. In addition, when the area of the ferrite phase α is less than 5% with respect to the total area of the mixed structure, the ferrite storage phase α cannot be expected to reduce the hydrogen storage amount, and the suppression of delayed fracture becomes insufficient. In the present invention, if it exceeds 20%, a ferrite phase α that is soft and has a large ductility is excessively present in the entire mixed structure, and the strength of the spring processed product is reduced. Is also unsuitable for the present invention.

次に、本発明のバネ加工品の製造方法について説明する。上述した組成よりなるバネ加工品は、例えば、本発明のバネ加工品の製造方法により得られる。   Next, the manufacturing method of the spring processed product of this invention is demonstrated. The spring processed product having the above-described composition is obtained, for example, by the method for manufacturing a spring processed product of the present invention.

バネ加工品の製造にあたっては、質量%で、C:0.5〜0.7%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.6〜0.9%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる組成からなる素材を用いる。なお、各組成割合については、上述した通りであるので省略する。このような組成成分の素材を熱間圧延した後、球状化処理(球状化焼なまし:パーライト相中のセメンタイトを球状化させる処理))を施して加工率が5%以上の母材を形成する。なお、ここでいう加工率とは、圧延前の素材の断面積をAとし、圧延後の母材の断面積をAとした場合、下式(ii)により導き出されるものである。 In manufacturing the spring processed product, it contains C: 0.5 to 0.7%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 0.6 to 0.9% in mass%, and the balance is A material composed of Fe and inevitable impurities is used. In addition, about each composition ratio, since it is as above-mentioned, it abbreviate | omits. After hot-rolling a material having such a composition component, spheroidizing treatment (spheroidizing annealing: treatment for spheroidizing cementite in the pearlite phase) is performed to form a base material with a processing rate of 5% or more. To do. Here, the terms working ratio referred, the cross-sectional area of the pre-rolling stock and A 0, if the cross-sectional area of the base material after rolling was A 1, are those derived by the following equation (ii).

加工率(%)=(A−A)/A×100・・・(ii)
なお、素材の加工率が5%未満の場合は、フェライト相が粗大となって、後述する熱処理によって目的とする組織が得られなくなるので、本発明では不適当である。
Processing rate (%) = (A 0 −A 1 ) / A 0 × 100 (ii)
If the material processing rate is less than 5%, the ferrite phase becomes coarse and the desired structure cannot be obtained by the heat treatment described later, which is not suitable in the present invention.

そして、加工率5%とされた母材を所定形状に加工して加工品を形成する。この実施形態では、図1に示すホースクランプ10の形状に形成する。そして、この加工品を、A変態点以上で、かつ、A変態点よりも40℃高い温度以下で加熱保持した後、オーステンパー処理を施すようになっている。図3にはFe−C系の平衡状態図の要部が示されているが、本発明では、C:0.5〜0.7%の範囲であって、更に、A変態点(図3中、A線参照)以上で、かつ、A変態点よりも40℃高い温度の領域T内において、ホースクランプの形状をなした加工品を加熱保持するようになっている。 Then, the base material having a processing rate of 5% is processed into a predetermined shape to form a processed product. In this embodiment, it forms in the shape of the hose clamp 10 shown in FIG. Then, the workpiece, at A 3 transformation point or higher, and, after heating maintained at 40 ° C. higher temperature or lower than the A 3 transformation point, so that the performing austempering. FIG. 3 shows the essential part of the equilibrium diagram of the Fe—C system. In the present invention, C is in the range of 0.5 to 0.7%, and further, the A 3 transformation point (FIG. among 3, a 3-wire reference) or more and, at 40 ° C. higher temperature in the region T than a 3 transformation point, so as to heat hold workpiece with the form of a hose clamp.

この領域T内で加熱保持することより、ホースクランプ10の形状とされた加工品のフェライト相が、均一なオーステナイト相γとならずに、オーステナイト相γに加えフェライト相αを残した状態にすることができる。   By heating and holding in this region T, the ferrite phase of the processed product having the shape of the hose clamp 10 does not become a uniform austenite phase γ, but leaves the ferrite phase α in addition to the austenite phase γ. be able to.

ところで、図3中においては、上記領域Tはオーステナイト化領域にあるが、実際には、加工品のフェライト相全てが均一なオーステナイト相となるわけではない。つまり、図3のFe−C系における平衡状態図は、加熱冷却の速度を無限に小さくした場合(平衡状態)の、各温度における組織の状態を示したものであり、フェライト相α+オーステナイト相γの状態から加工品が加熱されて、図3に示すA線に示す変態点を越えたとしても、直ちにフェライト相αが消失して均一なオーステナイト相γとなるような変態は起こりにくく、A線よりも高い温度のときに、均一なオーステナイト相γに変態することが知られている(平衡状態でのA線をAeとし、加熱時でのA線をAcとすると、Ac>Aeとなる)。このことから、オーステンパー処理を施すべく、鋼を均一なオーステナイト相γとする際には、A線よりも50〜60℃高い温度に加熱保持することが一般的である。また、上記A線は、加工品に含有される各種成分の添加量等によっても、ずれることがある。 In FIG. 3, the region T is in the austenitized region, but in reality, not all of the ferrite phase of the processed product becomes a uniform austenite phase. That is, the equilibrium diagram in the Fe-C system in FIG. 3 shows the state of the structure at each temperature when the rate of heating and cooling is infinitely small (equilibrium state), and the ferrite phase α + austenite phase γ from state is workpiece heating, even beyond the transformation point shown in a 3-wire shown in Figure 3, hardly immediately transformation such as ferrite phase α becomes homogeneous austenite phase γ disappeared occurs, a It is known that it transforms to a uniform austenite phase γ at a temperature higher than 3 lines (assuming that the A 3 line in the equilibrium state is Ae 3 and the A 3 line at the time of heating is Ac 1 , Ac 3 > Ae 3 ). Therefore, to apply the austempering, when a uniform austenite phase γ steel, it is common to heat held in 50-60 ° C. higher temperature than A 3-wire. Also, the A 3-wire, even the addition amount of various components contained in the processed products, may be shifted.

本発明においては、フェライト相α+オーステナイト相γが混在するように、上記温度条件を選択すると共に、この温度条件下で加工品を加熱保持することにより、加工品のフェライト相を均一なオーステナイト相γとさせずに、あえてオーステナイト相γとフェライト相αとを残存させるようになっている。なお、上記加熱保持条件において、A変態点よりも加熱保持温度が低い場合は、加工品のフェライト相αの量が多くなりすぎて、バネ加工品としての強度が低下するので、本発明では不適当であり、一方、A変態点よりも40℃高い温度よりも、加熱保持温度が高い場合には、加工品が均一なオーステナイト相γとなってフェライト相αが残らなくなるので、本発明では不適当である。 In the present invention, the temperature condition is selected so that the ferrite phase α + austenite phase γ are mixed, and the processed product is heated and held under this temperature condition, whereby the ferrite phase of the processed product is uniformly austenite phase γ. In this case, the austenite phase γ and the ferrite phase α are allowed to remain. In the above heating and holding conditions, when the heating retention temperature than A 3 transformation point is low, the amount of the ferrite phase α of the workpiece is too large, the strength of the spring workpiece is reduced, in the present invention is inadequate, whereas, than 40 ° C. higher temperature than a 3 transformation point, when the heating retention temperature is high, the workpiece becomes a homogeneous austenite phase γ does not remain the ferrite phase alpha, the present invention Then it is inappropriate.

また、上記領域T内に、加工品を保持する時間としては、この実施形態の場合、例えば、15〜30分となっている。   Further, in this embodiment, the time for holding the processed product in the region T is, for example, 15 to 30 minutes.

そして、上記領域T内にて加熱保持された加工品について、オーステンパー処理を施すことによって、ベイナイト相Bとフェライト相αとの混合組織を有するバネ加工品を製造することができる。例えば、加工品を300〜400℃の雰囲気下で、1〜30分保持することにより、加工品にオーステンパー処理を施すことができる。   And the spring processed goods which have the mixed structure of the bainite phase B and the ferrite phase (alpha) can be manufactured by performing an austemper process about the processed goods heated and hold | maintained in the said area | region T. FIG. For example, the austempering treatment can be performed on the processed product by holding the processed product in an atmosphere of 300 to 400 ° C. for 1 to 30 minutes.

以上説明したように、本発明のバネ加工品の製造方法によれば、加工率5%以上とされて、フェライト相が微細化された母材からなる加工品を、上記条件下で加熱保持することにより、均一なオーステナイト相γとすることなく、オーステナイト相γに加えフェライト相αを残した状態とし、その状態でオーステンパー処理が施されるようになっているので、図4(a)〜(c)に示すベイナイト相Bとフェライト相αとの混合組織を有する、ホースクランプ10のようなバネ加工品を製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a spring processed product of the present invention, a processed product made of a base material in which the processing rate is 5% or more and the ferrite phase is refined is heated and held under the above conditions. As a result, the austenite phase γ is left in addition to the austenite phase γ without forming a uniform austenite phase γ, and the austempering treatment is performed in that state. A spring processed product such as the hose clamp 10 having a mixed structure of the bainite phase B and the ferrite phase α shown in (c) can be manufactured.

このとき、上記のように母材の加工率を5%以上としたことにより、熱処理前の母材のフェライト相の粒界面が、予め微細化されているので、旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上のバネ加工品を得ることができる。また、予めフェライト相が微細化されているので、上記温度条件下で加熱保持したときのオーステナイト相γも微細となり、その結果、オーステナイト相γの界面に沿ってフェライト相αが析出されやすくなり、混合組織全体の面積に対して、旧オーステナイト粒の粒界面γsに存在するフェライト相αの面積を5〜20%となるバネ加工品を得ることができる。   At this time, the grain interface number of the prior austenite grain is 10 because the grain interface of the ferrite phase of the base material before the heat treatment is refined in advance by setting the processing rate of the base material to 5% or more as described above. More than the number of spring processed products can be obtained. In addition, since the ferrite phase has been refined in advance, the austenite phase γ when heated and held under the above temperature condition also becomes fine, and as a result, the ferrite phase α is likely to precipitate along the interface of the austenite phase γ, A spring processed product in which the area of the ferrite phase α existing at the grain interface γs of the prior austenite grains is 5 to 20% with respect to the area of the entire mixed structure can be obtained.

このように、予め母材の加工率を5%以上としたうえで、上記熱処理条件によりオーステンパー処理を施すことにより、上記組成からなるバネ加工品を製造することができ、また、その際に、Si,Mn以外の特別な元素を添加する必要がないので、バネ加工品の製造コストを低減することができる。   In this way, by setting the processing rate of the base material to 5% or more in advance and performing the austempering treatment under the heat treatment conditions, a spring processed product having the above composition can be manufactured. Since there is no need to add a special element other than Si and Mn, the manufacturing cost of the spring processed product can be reduced.

そして、上記の製造方法により製造された本発明のバネ加工品は、次のような作用効果を奏する。すなわち、旧オーステナイト粒の粒度番号を10番以上としたことにより、旧オーステナイト粒が細かくなり、その粒界面γsが微細化されるので、粒界面に集まりやすい水素を組織全体に分散させることができると共に、粒界面γsを起点する割れが生じにくくなり、水素が生じる腐食雰囲気下で、バネ加工品に応力が負荷された場合に生じる遅れ破壊を抑制することができる。   And the spring processed goods of this invention manufactured with said manufacturing method show | play the following effects. That is, by setting the grain size number of the prior austenite grains to 10 or more, the prior austenite grains become finer and the grain interface γs is refined, so that hydrogen that tends to gather at the grain interface can be dispersed throughout the entire structure. At the same time, cracks originating from the grain interface γs are less likely to occur, and delayed fracture that occurs when stress is applied to the spring processed product in a corrosive atmosphere in which hydrogen is generated can be suppressed.

更に、旧オーステナイト粒の粒界面に水素吸蔵量が小さなフェライト相αが、混合組織全体の面積に対して5〜20%の面積割合で存在しているので、上記のように微細な旧オーステナイト粒の粒界面γsによって分散状態とされた水素が、組織中に貯蔵されにくくなって、遅れ破壊をより抑制することができる。   Further, since the ferrite phase α having a small hydrogen occlusion amount is present at the grain interface of the prior austenite grains in an area ratio of 5 to 20% with respect to the total area of the mixed structure, the fine prior austenite grains as described above are present. Hydrogen dispersed by the grain interface γs becomes difficult to be stored in the structure, and delayed fracture can be further suppressed.

また、比較的延性が大きなフェライト相が、微細な旧オーステナイト粒の粒界面γsに上記の割合で存在しているので、旧オーステナイト粒の粒界面γsが割れにくくなり、遅れ破壊をより一層抑制することができる。更に、外部から衝撃力が加わった場合には、旧オーステナイト粒の粒界面γsに沿って、その衝撃力が伝播するところ、柔らかで延性の大きなフェライト相αが、前記衝撃力を和らげて粒界面に沿った亀裂の伝播を抑制されるので、バネ加工品の強度を高めることができる。   Further, since the ferrite phase having a relatively large ductility is present in the fine austenite grain interface γs at the above-mentioned ratio, the grain interface γs of the prior austenite grain becomes difficult to break, and the delayed fracture is further suppressed. be able to. Furthermore, when an impact force is applied from the outside, the impact force propagates along the grain interface γs of the prior austenite grains. The soft and ductile ferrite phase α softens the impact force and relaxes the impact force. Therefore, the strength of the spring processed product can be increased.

更に、旧オーステナイト粒の粒界面γsに存在するフェライト相αは、Cを0.02%しか固溶しない性質を有しているので、それ以上のCは母材であるベイナイト相B中に拡散するようになっている。したがって、フェライト相αが存在することにより生じる硬度の低下を、Cがベイナイト相Bに固溶して同ベイナイト相の硬度を向上させることによりほぼ相殺されるようになっているので、バネ加工品の硬度を維持することができる。   Further, since the ferrite phase α present at the grain interface γs of the prior austenite grains has a property that only 0.02% of C is dissolved, more C is diffused in the bainite phase B which is the base material. It is supposed to be. Therefore, the decrease in hardness caused by the presence of the ferrite phase α is almost offset by improving the hardness of the bainite phase by dissolving C in the bainite phase B. The hardness can be maintained.

また、この実施形態においては、バネ加工品を自動車用のホースクランプ10として適用されるようになっている(図1参照)。ところで、自動車用のパイプどうしを接続するためのホースクランプ10は、水素が生じやすい腐食雰囲気下で使用されることが多く、水素脆化に伴なう遅れ破壊が生じやすいのであるが、この実施形態によるバネ加工品を用いることにより、安全性を高めることができる。   In this embodiment, the spring processed product is applied as a hose clamp 10 for an automobile (see FIG. 1). By the way, the hose clamp 10 for connecting pipes for automobiles is often used in a corrosive atmosphere in which hydrogen is likely to be generated, and delayed fracture due to hydrogen embrittlement is likely to occur. By using the spring processed product according to the form, safety can be improved.

各種バネ加工品の耐水素脆性特性、旧オーステナイト粒の粒度番号、及びフェライト相の割合を、それぞれ評価した。   The hydrogen embrittlement resistance, the particle size number of the prior austenite grains, and the ferrite phase ratio of various spring processed products were evaluated.

(1)試験片の作製
(実施例1)
質量%で、C:0.61%、Si:0.20%、Mn:0.65%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる素材を加工して、加工率 %とした母材を、70mm×15mm×2mmの短冊状に切り出して加工品を形成し、これをオーステナイト化温度としてA変態点+40℃で30分保持した後、330℃の雰囲気化で30分保持することによりオーステンパー処理を施して、実施例1を作製した。
(実施例2)
質量%で、C:0.56%、Si:0.20%、Mn:0.67%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる素材を用いた以外は、上記実施例1と同様の条件で、実施例2を作製した。
(実施例3)
試験結果のバラツキを想定して、上記実施例2と同じ条件で、実施例3を作製した。
(比較例1)
上記実施例2と同じ素材を用い(C:0.56%)、オーステナイト化温度をA変態点+50℃とした以外は、上記実施例1と同様の条件で、比較例1を作製した。
(比較例2)
上記実施例1と同じ素材を用い(C:0.61%)、オーステナイト化温度をA変態点+60℃とした以外は、上記実施例1と同様の条件で、比較例1を作製した。
(比較例3)
オーステナイト化温度をA変態点+80℃とした以外は、上記比較例2と同様の条件で、比較例3を作製した。
(1) Preparation of test piece (Example 1)
A base material containing, by mass%, C: 0.61%, Si: 0.20%, Mn: 0.65%, the balance being Fe and inevitable impurities, and processing rate% , Orth by cut into 70 mm × 15 mm × 2 mm strip to form a workpiece, which after 30 minutes at a 3 transformation point + 40 ℃ as austenitizing temperature, holding for 30 minutes in an atmosphere of 330 ° C. A temper treatment was performed to produce Example 1.
(Example 2)
% By mass, C: 0.56%, Si: 0.20%, Mn: 0.67%, the same as in Example 1 except that a material consisting of Fe and inevitable impurities is used as the balance. Example 2 was manufactured under conditions.
(Example 3)
Example 3 was produced under the same conditions as in Example 2 assuming variation in test results.
(Comparative Example 1)
Using the same materials as in Example 2 (C: 0.56%), except that the austenitizing temperature was A 3 transformation point + 50 ℃ is under the same conditions as those in Example 1 to prepare Comparative Example 1.
(Comparative Example 2)
Using the same materials as in Example 1 (C: 0.61%), except that the austenitizing temperature was A 3 transformation point + 60 ℃ is under the same conditions as those in Example 1 to prepare Comparative Example 1.
(Comparative Example 3)
Except that the austenitizing temperature was A 3 transformation point + 80 ° C. in a similar condition as in Comparative Example 2 was prepared in Comparative Example 3.

(2)耐水素脆化の特性評価試験
上記の各実施例及び比較例を、3点曲げ試験方法により試験する。すなわち、短冊状とされた実施例及び比較例を、曲げ荷重試験機の治具に取付け、各実施例及び比較例の底面側の、長手方向両端の2点間で支持すると共に(支点間の距離を60mmとする)、各実施例及び比較例の長手方向中間の上方から押圧子を押し込んで、所定の曲げ応力(1300MPa、1400MPa、1500MPa)を負荷させる。
(2) Hydrogen embrittlement characteristic evaluation test Each of the above Examples and Comparative Examples is tested by a three-point bending test method. That is, the strip-shaped examples and comparative examples are attached to a jig of a bending load tester and supported between two points at both ends in the longitudinal direction on the bottom surface side of each example and comparative example (between fulcrums). The distance is set to 60 mm), and the presser is pushed in from the middle in the longitudinal direction of each of the examples and comparative examples, and a predetermined bending stress (1300 MPa, 1400 MPa, 1500 MPa) is applied.

上記の曲げ応力を負荷した状態、すなわち、各実施例及び比較例を治具にセットした状態で、治具ごと各実施例及び比較例を、腐食雰囲気化にすべく、塩酸(HCl)36%溶液に2分間浸漬させる。その後水洗いをし、24時間常温で放置することにより乾燥する。すなわち、塩酸浸漬→水洗→乾燥という工程を繰り返し、これを1サイクルとして、各実施例及び比較例を、上記の各曲げ応力でもって、何サイクルで破断するかを測定した。その結果を、図8に示す。   In a state in which the bending stress is applied, that is, in a state where each example and comparative example are set in a jig, each example and comparative example together with the jig has a hydrochloric acid (HCl) 36% in order to make a corrosive atmosphere. Immerse in the solution for 2 minutes. Then, it is washed with water and dried by leaving it at room temperature for 24 hours. That is, the steps of immersion in hydrochloric acid → washing with water → drying were repeated, and this was defined as one cycle, and the number of cycles at which each of the examples and comparative examples was broken with the above bending stresses was measured. The result is shown in FIG.

(3)旧オーステナイト粒の粒度番号の測定
上記(2)の試験により破断した各実施例及び比較例を、熱硬化性樹脂に埋め込んで、その切断面を研磨して滑らかな表面とした後、ピクリン酸溶液含有の腐食液に浸漬させて、前記表面を腐食させ、組織中に旧オーステナイト粒の粒界面が現出させる。そして、その表面を400倍率の金属顕微鏡にて観察し、旧オーステナイト粒をカウントすると共に、その組織を撮影した。図5(a)〜(c)に実施例1〜3の組織がそれぞれ示され、図7(a)〜(c)に比較例1〜3の組織がそれぞれ示されている。そして、旧オーステナイト粒の数量をカウントし、JIS G 0551「鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法」に則って、粒度番号を算出した。
(3) Measurement of particle size number of prior austenite grains After embedding each example and comparative example broken by the test of (2) above in a thermosetting resin and polishing the cut surface to obtain a smooth surface, The surface is corroded by being immersed in a caustic solution containing a picric acid solution, and a grain interface of prior austenite grains appears in the structure. And the surface was observed with the metal microscope of 400 magnifications, while the prior austenite grain was counted, and the structure | tissue was image | photographed. FIGS. 5A to 5C show the structures of Examples 1 to 3, and FIGS. 7A to 7C show the structures of Comparative Examples 1 to 3, respectively. And the quantity of the former austenite grain was counted, and the particle size number was computed in accordance with JIS G 0551 "Austenite grain size test method of steel".

(4)フェライト相の割合の測定
上記(2)で旧オーステナイト粒の粒度番号を算出した後、それらについて更にナイタル腐食液に浸漬させることにより、その表面を更に腐食させて、ベイナイト相及びフェライト相を現出させる。図4(a)〜(c)に実施例1〜3の組織がそれぞれ示され、図6(a)〜(c)に比較例1〜3の組織がそれぞれ示されている。そして、その表面を400倍率の金属顕微鏡にて観察し、上記(2)で観察した旧オーステナイト粒の粒界面と照らし合わせて、旧オーステナイト粒の粒界面に存在する共に、3つ以上の旧オーステナイト粒の粒界面を跨ぐ、かつ、球状化セメンタイトよりも大きなフェライト相αのみをカウントした。更に、金属顕微鏡の400倍率での視野全体を100%として、フェライト相αの合算面積の、視野全体に対する割合を算出した。
(4) Measurement of the ratio of ferrite phase After calculating the particle size numbers of the prior austenite grains in (2) above, the surface is further corroded by immersing them in a nitral corrosive solution, and the bainite phase and the ferrite phase To appear. FIGS. 4A to 4C show the structures of Examples 1 to 3, and FIGS. 6A to 6C show the structures of Comparative Examples 1 to 3, respectively. Then, the surface is observed with a 400 × magnification metal microscope, and in comparison with the grain interface of the prior austenite grains observed in (2) above, the grain is present at the grain interface of the prior austenite grains and at least three former austenite grains. Only the ferrite phase α that straddles the grain boundaries of the grains and that is larger than the spheroidized cementite was counted. Further, the ratio of the total area of the ferrite phase α to the entire visual field was calculated with the entire visual field at 400 magnification of the metal microscope as 100%.

以上の(2)耐水素脆化の特性評価試験結果、(3)旧オーステナイト粒の粒度番号の測定結果、及び、(4)フェライト相の割合の測定結果を、下記表1にまとめて示す。   The above (2) hydrogen embrittlement characteristic evaluation test results, (3) the particle size number measurement results of prior austenite grains, and (4) the ferrite phase ratio measurement results are summarized in Table 1 below.

(5)まとめ
上記表1に示すように、旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上で、かつ、そのフェライト相が全面積に対して12〜14%の割合にある実施例1〜3では、図8に示すように、腐食環境下においても破壊されにくくなっていることが分かる。すなわち、本発明のバネ加工品によれば、腐食環境下における遅れ破壊を、効果的に抑制できることが理解できる。
(5) Summary As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, the grain size number of the prior austenite grains is 10 or more, and the ferrite phase is in a ratio of 12 to 14% with respect to the total area. As shown in FIG. 8, it can be seen that it is difficult to be destroyed even in a corrosive environment. That is, according to the spring processed product of the present invention, it can be understood that delayed fracture in a corrosive environment can be effectively suppressed.

本発明のバネ加工品を適用したホースクランプを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the hose clamp to which the spring processed goods of this invention are applied. 同本発明のバネ加工品の組織状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure | tissue state of the spring processed goods of the same invention. 本発明のバネ加工品の製造法における、熱処理条件を説明するFe−C系の平衡状態図である。It is a Fe-C type equilibrium state figure explaining heat treatment conditions in a manufacturing method of a spring processed article of the present invention. ベイナイト相及びフェライト相を現出させた状態の組織写真を示しており、(a)は実施例1の組織写真、(b)は実施例2の組織写真、(c)は実施例3の組織写真である。The structure photograph of the state which made the bainite phase and the ferrite phase appear is shown, (a) is the structure photograph of Example 1, (b) is the structure photograph of Example 2, (c) is the structure of Example 3. It is a photograph. 旧オーステナイト粒の粒界面を現出させた状態の組織写真を示しており、(a)は実施例1の組織写真、(b)は実施例2の組織写真、(c)は実施例3の組織写真であるThe structure photograph of the state which made the grain interface of a prior austenite grain appear is shown, (a) is the structure photograph of Example 1, (b) is the structure photograph of Example 2, (c) is the structure photograph of Example 3. Organization photo ベイナイト相及びフェライト相を現出させた状態の組織写真を示しており、(a)は比較例1の組織写真、(b)は比較例2の組織写真、(c)は比較例3の組織写真である。The structure photograph of the state which made the bainite phase and the ferrite phase appear is shown, (a) is the structure photograph of the comparative example 1, (b) is the structure photograph of the comparative example 2, (c) is the structure of the comparative example 3. It is a photograph. 旧オーステナイト粒の粒界面を現出させた状態の組織写真を示しており、(a)は比較例1の組織写真、(b)は比較例2の組織写真、(c)は比較例3の組織写真である。The structure photograph of the state which made the grain interface of a prior austenite grain appear is shown, (a) is the structure photograph of comparative example 1, (b) is the structure photograph of comparative example 2, and (c) is the comparative example 3. It is an organization photograph. 耐水素脆化の特性評価試験の結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of the characteristic evaluation test of hydrogen embrittlement resistance.

符号の説明Explanation of symbols

10 ホースクランプ
α フェライト相
γ オーステナイト相
γs 粒界面
B ベイナイト相
10 Hose clamp α Ferrite phase γ Austenitic phase γs Grain interface B Bainite phase

Claims (3)

質量%で、C:0.5〜0.7%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.6〜0.9%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなり、
その組織がベイナイト相及びフェライト相の混合組織となっており、更に、旧オーステナイト粒の粒度番号が10番以上で、かつ、前記混合組織全体の面積に対して、前記旧オーステナイト粒の粒界面に存在する前記フェライト相の面積が5〜20%とされていることを特徴とするバネ加工品。
In mass%, C: 0.5 to 0.7%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 0.6 to 0.9%, the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The structure is a mixed structure of a bainite phase and a ferrite phase. Further, the grain size number of the prior austenite grains is 10 or more, and the grain interface of the prior austenite grains with respect to the area of the entire mixed structure. A spring processed product characterized in that the area of the ferrite phase present is 5 to 20%.
自動車用のホースクランプとして適用される請求項1記載のバネ加工品。   The spring processed product according to claim 1, which is applied as a hose clamp for an automobile. 質量%で、C:0.5〜0.7%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.6〜0.9%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる組成からなる素材を熱間圧延した後、球状化処理を施して加工率が5%以上の母材を形成し、この母材を所定形状に加工して加工品を形成し、
更に、前記加工品を、A変態点以上で、かつ、A変態点よりも40℃高い温度以下で加熱保持した後、オーステンパー処理を施すことを特徴とするバネ加工品の製造方法。
From a composition containing, in mass%, C: 0.5 to 0.7%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 0.6 to 0.9%, the balance being Fe and inevitable impurities After hot rolling the material to be formed, a spheroidizing process is performed to form a base material with a processing rate of 5% or more, and this base material is processed into a predetermined shape to form a processed product,
Furthermore, the workpiece, at A 3 transformation point or higher, and, after heating maintained at 40 ° C. higher temperature or lower than the A 3 transformation point, the production method of the spring workpiece, characterized in that performing austempering.
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