JP2783145B2 - 疲労強度の優れた窒化ばね用鋼および窒化ばね - Google Patents
疲労強度の優れた窒化ばね用鋼および窒化ばねInfo
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- JP2783145B2 JP2783145B2 JP5338686A JP33868693A JP2783145B2 JP 2783145 B2 JP2783145 B2 JP 2783145B2 JP 5338686 A JP5338686 A JP 5338686A JP 33868693 A JP33868693 A JP 33868693A JP 2783145 B2 JP2783145 B2 JP 2783145B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐疲労特性に優れた窒
化ばねを得るための鋼およびこの鋼材を用いた窒化ばね
に関し、この窒化ばねは、例えば自動車エンジン用の弁
ばねの如く極めて高い疲労強度の要求されるばね材とし
て有用である。
化ばねを得るための鋼およびこの鋼材を用いた窒化ばね
に関し、この窒化ばねは、例えば自動車エンジン用の弁
ばねの如く極めて高い疲労強度の要求されるばね材とし
て有用である。
【０００２】
【従来の技術】近年自動車の軽量化および高出力化の動
向に伴って、エンジンやサスペンション等に使用される
弁ばねや懸架ばね等のばねにおいても高応力設計が指向
されている。そのためそれらのばねは、負荷応力の増加
に対応するため耐疲労性や耐へたり性に優れたものが強
く望まれている。とりわけ弁ばねには、高い疲労特性が
要求されており、こうした要請に応えるため、ＪＩＳに
規定されるＳＷＯＳＣ−Ｖ（ＪＩＳ Ｇ３５６６）の鋼
種に対して合金元素の増量、添加により素材の高強度化
を図った鋼材が提案されている（例えば特開昭６３−21
6951号公報）。
向に伴って、エンジンやサスペンション等に使用される
弁ばねや懸架ばね等のばねにおいても高応力設計が指向
されている。そのためそれらのばねは、負荷応力の増加
に対応するため耐疲労性や耐へたり性に優れたものが強
く望まれている。とりわけ弁ばねには、高い疲労特性が
要求されており、こうした要請に応えるため、ＪＩＳに
規定されるＳＷＯＳＣ−Ｖ（ＪＩＳ Ｇ３５６６）の鋼
種に対して合金元素の増量、添加により素材の高強度化
を図った鋼材が提案されている（例えば特開昭６３−21
6951号公報）。
【０００３】しかしながら、最近における高疲労強度の
要求はますます厳しくなってきており、前述の如き素材
の高強度化だけではそれらの要望に対応し切れなくなっ
てきている。そこで素材の高強度化に加えて、ばね表層
硬さの大幅向上を狙った窒化処理等の表面硬化処理が弁
ばねの分野においても検討され、それなりの成果を得て
いる（例えば、ばね技術研究会’８７年秋期および’９
０年秋期講演会要旨集等）。
要求はますます厳しくなってきており、前述の如き素材
の高強度化だけではそれらの要望に対応し切れなくなっ
てきている。そこで素材の高強度化に加えて、ばね表層
硬さの大幅向上を狙った窒化処理等の表面硬化処理が弁
ばねの分野においても検討され、それなりの成果を得て
いる（例えば、ばね技術研究会’８７年秋期および’９
０年秋期講演会要旨集等）。
【０００４】ところが窒化処理を応用した改質技術で
も、表層硬さはせいぜいＨｖ８６０程度以下であり、又
ばね疲労特性は従来材に比べて改善されるものの、例え
ば応力７０±５０kgf/mm2 の繰り返し作用を受けると２
×１０7 回程度以下で折損する。また、疲労特性を一段
と改善するには表層硬さを高めるのが効果的であり、そ
の有効な添加元素としてＡｌが考えられる。窒化用鋼と
して機械構造部品に広く用いられるＪＩＳ ＳＡＣＭ６
４５等でも、これと同様の目的から０．７０〜１．２％
程度のＡｌを含有させている。
も、表層硬さはせいぜいＨｖ８６０程度以下であり、又
ばね疲労特性は従来材に比べて改善されるものの、例え
ば応力７０±５０kgf/mm2 の繰り返し作用を受けると２
×１０7 回程度以下で折損する。また、疲労特性を一段
と改善するには表層硬さを高めるのが効果的であり、そ
の有効な添加元素としてＡｌが考えられる。窒化用鋼と
して機械構造部品に広く用いられるＪＩＳ ＳＡＣＭ６
４５等でも、これと同様の目的から０．７０〜１．２％
程度のＡｌを含有させている。
【０００５】しかしながら弁ばねにおいては、非金属介
在物による疲労破壊を防ぐためにＡｌ2 Ｏ3 系介在物の
生成源となるＡｌの添加は極力抑えるべきであり、その
ため製鋼時の脱酸材としてはＳｉやＭｎが用いられてい
る。この場合、介在物を低融点の組成に制御して後の熱
間加工で介在物を微細化する方法も試みられているが、
介在物組成を制御するにはある程度の酸素が必要（通常
２０〜５０ｐｐｍ程度）であるので、鋼材に含まれる介
在物の絶対個数はＡｌにより脱酸した鋼（通常２０ｐｐ
ｍ以下）よりも多く、介在物に起因する折損がしばしば
経験されている。
在物による疲労破壊を防ぐためにＡｌ2 Ｏ3 系介在物の
生成源となるＡｌの添加は極力抑えるべきであり、その
ため製鋼時の脱酸材としてはＳｉやＭｎが用いられてい
る。この場合、介在物を低融点の組成に制御して後の熱
間加工で介在物を微細化する方法も試みられているが、
介在物組成を制御するにはある程度の酸素が必要（通常
２０〜５０ｐｐｍ程度）であるので、鋼材に含まれる介
在物の絶対個数はＡｌにより脱酸した鋼（通常２０ｐｐ
ｍ以下）よりも多く、介在物に起因する折損がしばしば
経験されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な問
題点に着目してなされたものであって、その目的は、従
来材に比べて一段と優れた疲労強度を有する窒化ばね用
鋼、および該鋼材を用いた高疲労特性の窒化ばねを提供
しようとするものである。
題点に着目してなされたものであって、その目的は、従
来材に比べて一段と優れた疲労強度を有する窒化ばね用
鋼、および該鋼材を用いた高疲労特性の窒化ばねを提供
しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る窒化ばね用鋼の構成は、Ｃ：０．
３〜０．７％ Ｓｉ：０．８〜４％ Ｍｎ：０．２〜１．５％ Ｃｒ：０．４〜３％ ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．７％を含有すると共に、
酸素含有量が２０ppm 以下であり、更にＶ：０．０５〜
０．５％ Ｎｂ：０．０５〜０．５％ Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜３％よりなる群から選択される１種以上
の元素を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
り、該鋼材の中心を含む圧延方向断面３６００mm2 にお
ける非金属介在物の大きさが１５μｍ以下であるところ
に要旨を有するものである。そして、上記要件を満たす
鋼材製ばねを窒化処理してなり、表面から１０μｍ以内
のビッカース硬さＨｓが９００以上、内部のビッカース
硬さＨｉが４５０〜５７０であるものは、疲労強度の非
常に優れた窒化ばねとなる。
のできた本発明に係る窒化ばね用鋼の構成は、Ｃ：０．
３〜０．７％ Ｓｉ：０．８〜４％ Ｍｎ：０．２〜１．５％ Ｃｒ：０．４〜３％ ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．７％を含有すると共に、
酸素含有量が２０ppm 以下であり、更にＶ：０．０５〜
０．５％ Ｎｂ：０．０５〜０．５％ Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜３％よりなる群から選択される１種以上
の元素を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
り、該鋼材の中心を含む圧延方向断面３６００mm2 にお
ける非金属介在物の大きさが１５μｍ以下であるところ
に要旨を有するものである。そして、上記要件を満たす
鋼材製ばねを窒化処理してなり、表面から１０μｍ以内
のビッカース硬さＨｓが９００以上、内部のビッカース
硬さＨｉが４５０〜５７０であるものは、疲労強度の非
常に優れた窒化ばねとなる。
【０００８】
【作用】上記の様に本発明は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，
ｓｏｌ．Ａｌ並びに酸素の各含有量が規定されると共
に、Ｖ，Ｎｂ，ＭｏおよびＮｉよりなる群から選択され
る元素の１種以上を適量含有する鋼材からなり、且つ該
鋼材の圧延方向断面３６００mm2 における非金属介在物
の大きさを１５μｍ以下に特定してなる高疲労特性の窒
化ばね用鋼、並びに該鋼材を窒化処理してなり、表面か
ら１０μｍ以内のビッカース硬さＨｓが９００以上、内
部のビッカース硬さＨｉが４５０〜５７０の窒化ばねを
提供するものであり、この窒化ばねは非常に優れた疲労
特性を有しており、自動車用等の内燃機関用弁ばね等と
して非常に優れた性能を発揮するものである。まず、本
発明で使用する鋼材の成分組成を定めた理由を説明す
る。
ｓｏｌ．Ａｌ並びに酸素の各含有量が規定されると共
に、Ｖ，Ｎｂ，ＭｏおよびＮｉよりなる群から選択され
る元素の１種以上を適量含有する鋼材からなり、且つ該
鋼材の圧延方向断面３６００mm2 における非金属介在物
の大きさを１５μｍ以下に特定してなる高疲労特性の窒
化ばね用鋼、並びに該鋼材を窒化処理してなり、表面か
ら１０μｍ以内のビッカース硬さＨｓが９００以上、内
部のビッカース硬さＨｉが４５０〜５７０の窒化ばねを
提供するものであり、この窒化ばねは非常に優れた疲労
特性を有しており、自動車用等の内燃機関用弁ばね等と
して非常に優れた性能を発揮するものである。まず、本
発明で使用する鋼材の成分組成を定めた理由を説明す
る。
【０００９】Ｃ：０．３〜０．７％ 高応力が負荷されるばね用鋼材として十分な強度を確保
するのに欠くことのできない元素であり、少なくとも
０．３％以上含有させなければならない。しかしなが
ら、多くなり過ぎると、靭性が極端に悪くなってばね成
形時に折損し易くなる他、後述する様な理由から内部硬
さを下げるためにも０．８％以下に抑える必要がある。
するのに欠くことのできない元素であり、少なくとも
０．３％以上含有させなければならない。しかしなが
ら、多くなり過ぎると、靭性が極端に悪くなってばね成
形時に折損し易くなる他、後述する様な理由から内部硬
さを下げるためにも０．８％以下に抑える必要がある。
【００１０】Ｓｉ：０．８〜４％ 窒化処理後のばねの耐へたり性を向上するために必須の
成分であり、少なくとも０．８％以上含有させなければ
ならない。しかし多過ぎると靭性の低下が著しくなるの
で、４％以下に抑えるべきである。
成分であり、少なくとも０．８％以上含有させなければ
ならない。しかし多過ぎると靭性の低下が著しくなるの
で、４％以下に抑えるべきである。
【００１１】Ｍｎ：０．２〜１．５％ 製鋼時の脱酸と靭性向上に有効に作用する元素であり、
これらの作用を有効に発揮させるには０．２％以上含有
させなければならない。しかし、１．５％を超えて過多
に含有させると、製鋼時の熱処理工程でベイナイト等の
過冷却組織が生成し易くなり伸線性が著しく悪化する。
これらの作用を有効に発揮させるには０．２％以上含有
させなければならない。しかし、１．５％を超えて過多
に含有させると、製鋼時の熱処理工程でベイナイト等の
過冷却組織が生成し易くなり伸線性が著しく悪化する。
【００１２】Ｃｒ：０．４〜３％ 窒化物を生成し易い元素であって、窒化処理による表面
硬さの向上に欠くことのできない元素であり、その効果
は０．４％以上の添加で有効に発揮される。しかしなが
ら３％を超えて過多に含有させると、靭延性が低下し線
材への加工が困難になる。
硬さの向上に欠くことのできない元素であり、その効果
は０．４％以上の添加で有効に発揮される。しかしなが
ら３％を超えて過多に含有させると、靭延性が低下し線
材への加工が困難になる。
【００１３】ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．７％ 前述の如くＡｌは、従来より金属介在物の生成源となっ
て疲労特性に悪影響を及ぼすことが確認されており、極
力少なくする方が好ましいと考えられていた。しかしな
がら本発明者らが種々研究を重ねたところによると、ｓ
ｏｌ．Ａｌは窒化処理による表面硬さの向上に優れた効
果を発揮するので、本発明の目的を果たす上で必須の成
分となる。そして、こうした作用効果を有効に発揮させ
るにはｓｏｌ．Ａｌを０．０２％以上含有させなければ
ならないが、反面、含有量が多くなり過ぎると窒化処理
時の窒化層を十分に深くすることが困難になり、表面硬
化効果が却って低下してくるので０．７％以下に抑えな
ければならない。
て疲労特性に悪影響を及ぼすことが確認されており、極
力少なくする方が好ましいと考えられていた。しかしな
がら本発明者らが種々研究を重ねたところによると、ｓ
ｏｌ．Ａｌは窒化処理による表面硬さの向上に優れた効
果を発揮するので、本発明の目的を果たす上で必須の成
分となる。そして、こうした作用効果を有効に発揮させ
るにはｓｏｌ．Ａｌを０．０２％以上含有させなければ
ならないが、反面、含有量が多くなり過ぎると窒化処理
時の窒化層を十分に深くすることが困難になり、表面硬
化効果が却って低下してくるので０．７％以下に抑えな
ければならない。
【００１４】Ｖ：０．０５〜５％，Ｎｂ：０．０５〜
０．５％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％，Ｎｉ：０．１〜
３％よりなる群から選択される元素を１種以上 いずれも焼入れ・焼戻し等の熱処理後の靭延性を高める
ため、少なくとも１種を上記の下限値以上含有させなけ
ればならない。しかしながら、Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏの含有量
が上限値を超えると、巨大な炭化物や窒化物が生成し易
くなって疲労特性を著しく悪化させ、またＮｉ量が上限
値を超えると、熱間圧延時にベイナイト組織やマルテン
サイト組織が生成し易くなって靭延性を悪化させるの
で、夫々上限値以下に抑えなければならない。
０．５％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％，Ｎｉ：０．１〜
３％よりなる群から選択される元素を１種以上 いずれも焼入れ・焼戻し等の熱処理後の靭延性を高める
ため、少なくとも１種を上記の下限値以上含有させなけ
ればならない。しかしながら、Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏの含有量
が上限値を超えると、巨大な炭化物や窒化物が生成し易
くなって疲労特性を著しく悪化させ、またＮｉ量が上限
値を超えると、熱間圧延時にベイナイト組織やマルテン
サイト組織が生成し易くなって靭延性を悪化させるの
で、夫々上限値以下に抑えなければならない。
【００１５】本発明に係る弁ばね用鋼材の必須構成元素
は以上の通りであり、残部は鉄および不可避不純物から
なるものであるが、不可避不純物として混入してくる酸
素については、その含有量を２０ppm 以下に抑えること
が必須の要件となる。しかして該酸素含有量が２０ppm
を超えるものでは、酸化物系介在物量が増大して該介在
物に起因する疲労破壊を起こし易くなり、本発明の前記
目的を果たせなくなるからである。
は以上の通りであり、残部は鉄および不可避不純物から
なるものであるが、不可避不純物として混入してくる酸
素については、その含有量を２０ppm 以下に抑えること
が必須の要件となる。しかして該酸素含有量が２０ppm
を超えるものでは、酸化物系介在物量が増大して該介在
物に起因する疲労破壊を起こし易くなり、本発明の前記
目的を果たせなくなるからである。
【００１６】更に本発明では、耐疲労特性を高めるため
の他の要件として、疲労破壊の起点となる鋼中の非金属
介在物サイズを極力小さくすることが必要であり、目的
達成のための基準として、上記成分組成の要件を満たす
鋼線材の中心を含む圧延方向断面３６００mm2 内におけ
る非金属介在物の大きさを１５μｍ以下にすることが必
須となる。しかして１５μｍを超える粗大な非金属介在
物は、疲労破壊の起点となって繰り返し応力を受けたと
きに折損を生じる原因になるからである。
の他の要件として、疲労破壊の起点となる鋼中の非金属
介在物サイズを極力小さくすることが必要であり、目的
達成のための基準として、上記成分組成の要件を満たす
鋼線材の中心を含む圧延方向断面３６００mm2 内におけ
る非金属介在物の大きさを１５μｍ以下にすることが必
須となる。しかして１５μｍを超える粗大な非金属介在
物は、疲労破壊の起点となって繰り返し応力を受けたと
きに折損を生じる原因になるからである。
【００１７】尚、１５μｍ以下の微細な非金属介在物が
疲労破壊の起点となることは殆ど無いが、その絶対数が
多過ぎると靭性に悪影響を及ぼすことは否めないので、
好ましくは同断面３６００ｍｍ2 内において、５〜１５
μｍの大きさの非金属介在物の総数を５０以下に抑える
ことが望ましい。
疲労破壊の起点となることは殆ど無いが、その絶対数が
多過ぎると靭性に悪影響を及ぼすことは否めないので、
好ましくは同断面３６００ｍｍ2 内において、５〜１５
μｍの大きさの非金属介在物の総数を５０以下に抑える
ことが望ましい。
【００１８】本発明に係る窒化ばねは、上記要件を満足
する鋼線材を常法に従って窒化処理し、表層部を集中的
に硬質化することにより、表面から１０μｍ以内のビッ
カース硬さＨｓを９００以上とすると共に、内部のビッ
カース硬さＨｉを４５０〜５７０の範囲にすることによ
って得られる。表面から１０μｍ以内のビッカース硬さ
Ｈｓが９００未満では、表面のマトリックスを起点とす
る疲労破壊が起こり易くなり、また内部硬さがＨｖ４５
０未満では、内部のマトリックスを起点とする疲労破壊
が起こり易くなるばかりでなく耐へたり性も悪くなり、
逆にＨｖ５７０を超えると、内部で介在物起点の折損が
起こり易くなり、いずれも満足のいく疲労寿命が得られ
なくなる。尚、窒化層の深さは特に限定されないが、表
面および内部起点での疲労寿命のばらつきを抑えるため
には、該窒化層深さを４０μｍ以上とすることが望まし
い。
する鋼線材を常法に従って窒化処理し、表層部を集中的
に硬質化することにより、表面から１０μｍ以内のビッ
カース硬さＨｓを９００以上とすると共に、内部のビッ
カース硬さＨｉを４５０〜５７０の範囲にすることによ
って得られる。表面から１０μｍ以内のビッカース硬さ
Ｈｓが９００未満では、表面のマトリックスを起点とす
る疲労破壊が起こり易くなり、また内部硬さがＨｖ４５
０未満では、内部のマトリックスを起点とする疲労破壊
が起こり易くなるばかりでなく耐へたり性も悪くなり、
逆にＨｖ５７０を超えると、内部で介在物起点の折損が
起こり易くなり、いずれも満足のいく疲労寿命が得られ
なくなる。尚、窒化層の深さは特に限定されないが、表
面および内部起点での疲労寿命のばらつきを抑えるため
には、該窒化層深さを４０μｍ以上とすることが望まし
い。
【００１９】
【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はもと
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。
【００２０】実施例１ 表１に示す化学組成の鋼を溶製し、熱間圧延により直径
７ｍｍの線材とした後、焼鈍→皮削り→パテンティング
→伸線→焼入れ焼戻し→ばね成形→窒化の各処理を順次
経て直径３．２ｍｍのばね用素線を作製し、表２に示す
諸元のばねを製造した。これらの内、Ｖ，Ｎｂ無添加の
比較鋼Ｎｏ．８はばね成形中に折損が多発し、またＮｉ
またはＣｒ含有量の高い比較鋼Ｎｏ．９，１０は伸線加
工中に断線が多発し、いずれもばね成形できなかった。
ばね成形することのできたものについては、ショットピ
ーニング処理を施してからばね疲労試験を行なうと共
に、ばね素線の硬さ分布を測定した。それらの結果並び
に線材としての非金属介在物の大きさ測定結果を表３に
一括して示す。
７ｍｍの線材とした後、焼鈍→皮削り→パテンティング
→伸線→焼入れ焼戻し→ばね成形→窒化の各処理を順次
経て直径３．２ｍｍのばね用素線を作製し、表２に示す
諸元のばねを製造した。これらの内、Ｖ，Ｎｂ無添加の
比較鋼Ｎｏ．８はばね成形中に折損が多発し、またＮｉ
またはＣｒ含有量の高い比較鋼Ｎｏ．９，１０は伸線加
工中に断線が多発し、いずれもばね成形できなかった。
ばね成形することのできたものについては、ショットピ
ーニング処理を施してからばね疲労試験を行なうと共
に、ばね素線の硬さ分布を測定した。それらの結果並び
に線材としての非金属介在物の大きさ測定結果を表３に
一括して示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】表３からも明らかである様に、本発明の規
定要件を満たす実施例ばねは、いずれも５×１０7 回の
繰り返し応力を受けた時にも折損を起こさないが、粗大
な介在物を含む比較鋼Ｎｏ．４および酸素含有量の多い
比較鋼Ｎｏ．５は、介在物起点の破壊により３×１０7
回以下で折損を起こしている。また、Ａｌ無添加の比較
鋼Ｎｏ．６では表面起点の破壊により早期折損が生じて
おり、一方過度にＡｌを含有する比較鋼Ｎｏ．７および
Ｓｉ含有量の低い比較鋼Ｎｏ．１１では、内部マトリッ
クスの破壊によりフィッシュアイ折損を起こしている。
定要件を満たす実施例ばねは、いずれも５×１０7 回の
繰り返し応力を受けた時にも折損を起こさないが、粗大
な介在物を含む比較鋼Ｎｏ．４および酸素含有量の多い
比較鋼Ｎｏ．５は、介在物起点の破壊により３×１０7
回以下で折損を起こしている。また、Ａｌ無添加の比較
鋼Ｎｏ．６では表面起点の破壊により早期折損が生じて
おり、一方過度にＡｌを含有する比較鋼Ｎｏ．７および
Ｓｉ含有量の低い比較鋼Ｎｏ．１１では、内部マトリッ
クスの破壊によりフィッシュアイ折損を起こしている。
【００２５】実施例２ 表１に示したＮｏ．１の鋼材から製造したばねを使用
し、窒化条件のみを変えて表４に示すばねを作製し、夫
々について実施例１と同様にして疲労試験を行なった。
結果を、ばねの表面硬さ等と共に表４に示す。
し、窒化条件のみを変えて表４に示すばねを作製し、夫
々について実施例１と同様にして疲労試験を行なった。
結果を、ばねの表面硬さ等と共に表４に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】表４からも明らかである様に、Ｈｓの低い
Ｎｏ．１ｃは表面折損により疲労寿命が短く、Ｈｉが高
すぎるＮｏ．１ｄは介在物起点の破壊により２×１０7
回以下で折損を起こしている。またＨｉの低いＮｏ．１
ｅでは、内部のマトリックスから疲労破壊を起こしてお
り、やはり寿命が短い。これらに対し、本発明の規定要
件を全て満足するＮｏ．１ａ，１ｂでは、７０×５５kg
f/mm2 の応力で５×１０7 回以上の疲労寿命を有してお
り、従来材よりも疲労強度が著しく向上していることが
分かる。
Ｎｏ．１ｃは表面折損により疲労寿命が短く、Ｈｉが高
すぎるＮｏ．１ｄは介在物起点の破壊により２×１０7
回以下で折損を起こしている。またＨｉの低いＮｏ．１
ｅでは、内部のマトリックスから疲労破壊を起こしてお
り、やはり寿命が短い。これらに対し、本発明の規定要
件を全て満足するＮｏ．１ａ，１ｂでは、７０×５５kg
f/mm2 の応力で５×１０7 回以上の疲労寿命を有してお
り、従来材よりも疲労強度が著しく向上していることが
分かる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、用
いる鋼材の成分組成を特定すると共に、圧延方向断面に
おける非金属介在物の大きさを特定することにより、高
い疲労強度の窒化ばねを与える鋼材を得ることができ、
又この鋼材を窒化処理することによって、内燃機関用弁
ばね等として非常に優れた疲労特性を備えた窒化ばねを
提供し得ることになった。
いる鋼材の成分組成を特定すると共に、圧延方向断面に
おける非金属介在物の大きさを特定することにより、高
い疲労強度の窒化ばねを与える鋼材を得ることができ、
又この鋼材を窒化処理することによって、内燃機関用弁
ばね等として非常に優れた疲労特性を備えた窒化ばねを
提供し得ることになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−220579（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 301
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃ：０．３〜０．７％（重量％を意味す
る、以下同じ） Ｓｉ：０．８〜４％ Ｍｎ：０．２〜１．５％ Ｃｒ：０．４〜３％ ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．７％を含有すると共に、
酸素含有量が２０ppm 以下であり、更にＶ：０．０５〜
０．５％ Ｎｂ：０．０５〜０．５％ Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜３％よりなる群から選択される元素を１
種以上含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、
該鋼材の中心を含む圧延方向断面３６００mm2 における
非金属介在物の大きさが１５μｍ以下であることを特徴
とする疲労強度の優れた窒化ばね用鋼。 - 【請求項２】 請求項１記載の要件を満たす鋼材製ばね
を窒化処理してなり、表面から１０μｍ以内のビッカー
ス硬さＨｓが９００以上、内部のビッカース硬さＨｉが
４５０〜５７０であることを特徴とする疲労強度の優れ
た窒化ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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