JP3504521B2 - 疲労特性に優れたばね用鋼 - Google Patents
疲労特性に優れたばね用鋼Info
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- Springs (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、疲労特性に優れた
ばね用鋼に関し、詳細には、弁ばね等において非延伸性
介在物が少ない、疲労特性に優れたばね用鋼に関するも
のである。
ばね用鋼に関し、詳細には、弁ばね等において非延伸性
介在物が少ない、疲労特性に優れたばね用鋼に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】弁ばね等の如く高い疲労強度が要求され
る鋼において、硬質の非金属介在物が存在すると、該硬
質介在物を起点として破壊が起こることは良く知られて
いる。この様な硬質介在物による破壊防止を目的とし
て、上記硬質介在物の組成を約１５００℃以下の低融点
に制御する方法が提案されており、この様に軟質化され
た硬質介在物を熱間・冷間圧延または伸線によって延伸
し、小型化する等している。
る鋼において、硬質の非金属介在物が存在すると、該硬
質介在物を起点として破壊が起こることは良く知られて
いる。この様な硬質介在物による破壊防止を目的とし
て、上記硬質介在物の組成を約１５００℃以下の低融点
に制御する方法が提案されており、この様に軟質化され
た硬質介在物を熱間・冷間圧延または伸線によって延伸
し、小型化する等している。
【０００３】例えば特公平６−７４４８４には、圧延鋼
材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ）の比がｌ／
ｄ≦５を満足する非金属介在物の平均組成が、ＳｉＯ
2 ：２０〜６０％；ＭｎＯ：１０〜８０％；ＣａＯ：１
３〜５０％及び／又はＭｇＯ：５〜１５％である高清浄
度鋼が開示されている。また、特公平６−７４４８５に
は、圧延鋼材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ）
の比がｌ／ｄ≦５を満足する非金属介在物の平均組成
が、ＳｉＯ2 ：３５〜７５％，Ａｌ2 Ｏ3 ≦３０％，Ｃ
ａＯ：１０〜５０％，ＭｇＯ：３〜２５％である高清浄
度鋼が開示されている。
材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ）の比がｌ／
ｄ≦５を満足する非金属介在物の平均組成が、ＳｉＯ
2 ：２０〜６０％；ＭｎＯ：１０〜８０％；ＣａＯ：１
３〜５０％及び／又はＭｇＯ：５〜１５％である高清浄
度鋼が開示されている。また、特公平６−７４４８５に
は、圧延鋼材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ）
の比がｌ／ｄ≦５を満足する非金属介在物の平均組成
が、ＳｉＯ2 ：３５〜７５％，Ａｌ2 Ｏ3 ≦３０％，Ｃ
ａＯ：１０〜５０％，ＭｇＯ：３〜２５％である高清浄
度鋼が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の高清
浄度鋼はいずれも、圧延鋼材のＬ断面における、長さ
（ｌ）と幅（ｄ）の比（ｌ／ｄ）が５以下を満足する非
金属介在物の平均組成を所定範囲に制御することにより
疲労特性を改善しようというものであるが、本発明者ら
の検討結果により、これらは下記問題点を抱えているこ
とが分かった。
浄度鋼はいずれも、圧延鋼材のＬ断面における、長さ
（ｌ）と幅（ｄ）の比（ｌ／ｄ）が５以下を満足する非
金属介在物の平均組成を所定範囲に制御することにより
疲労特性を改善しようというものであるが、本発明者ら
の検討結果により、これらは下記問題点を抱えているこ
とが分かった。
【０００５】即ち、ｌ／ｄ≦５を満足する非金属介在物
の平均組成を特定範囲に制御したとしても、上記範囲を
逸脱する硬質介在物の存在により、やはり折損を招いて
しまう。また、ｌ／ｄ≦５を満足する延性な介在物であ
っても、介在物の厚みが大きいと折損の起点となり得る
ことが明らかになった。
の平均組成を特定範囲に制御したとしても、上記範囲を
逸脱する硬質介在物の存在により、やはり折損を招いて
しまう。また、ｌ／ｄ≦５を満足する延性な介在物であ
っても、介在物の厚みが大きいと折損の起点となり得る
ことが明らかになった。
【０００６】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的は、疲労特性に優れたばね用鋼を提供
することにある。
であり、その目的は、疲労特性に優れたばね用鋼を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決し得た本
発明のばね用鋼は、酸化物系介在物の平均的組成が、重
量比率で３５％≦ＳｉＯ2≦７５％，５％≦Ａｌ2Ｏ3≦
３０％，１０％≦ＣａＯ≦５０％，ＭｇＯ≦５％（０％
を含まない）であると共に、鋼材径に対する表面疵深さ
の比率が１．０％以下に制御されたものであるところに
要旨を有するものである。更に、圧延鋼材のＬ断面にお
いて、全酸化物系介在物に対し、厚み５μｍ以下の酸化
物系介在物が８０％（個数）以上を占めるものは本発明
の好ましい態様である。
発明のばね用鋼は、酸化物系介在物の平均的組成が、重
量比率で３５％≦ＳｉＯ2≦７５％，５％≦Ａｌ2Ｏ3≦
３０％，１０％≦ＣａＯ≦５０％，ＭｇＯ≦５％（０％
を含まない）であると共に、鋼材径に対する表面疵深さ
の比率が１．０％以下に制御されたものであるところに
要旨を有するものである。更に、圧延鋼材のＬ断面にお
いて、全酸化物系介在物に対し、厚み５μｍ以下の酸化
物系介在物が８０％（個数）以上を占めるものは本発明
の好ましい態様である。
【０００８】尚、一層の疲労特性向上を目指して、鋼材
径に対する全脱炭層深さの比率を１．０％以下に制御す
ることが推奨される。
径に対する全脱炭層深さの比率を１．０％以下に制御す
ることが推奨される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者らは、疲労特性に優れた
ばね用鋼を提供すべく鋭意検討してきた。その結果、疲
労特性の改善には、酸化物系介在物（以下、単に介在物
と略記する場合がある）の平均的組成を制御することが
有効であることは勿論のこと、鋼材のＬ断面における該
介在物の厚みが極めて大きな影響を及ぼすことを新規に
見出した。
ばね用鋼を提供すべく鋭意検討してきた。その結果、疲
労特性の改善には、酸化物系介在物（以下、単に介在物
と略記する場合がある）の平均的組成を制御することが
有効であることは勿論のこと、鋼材のＬ断面における該
介在物の厚みが極めて大きな影響を及ぼすことを新規に
見出した。
【００１０】前述した様に、特公平６−７４４８４及び
特公平６−７４４８５には、圧延鋼材のＬ断面におい
て、長さ（ｌ）と幅（ｄ）の比がｌ／ｄ≦５を満足する
非金属介在物の平均組成を所定範囲に制御した高清浄度
鋼が開示されている。ところが、本発明者らが検討した
ところ、ｌ／ｄ≦５を満足する延性介在物であっても、
介在物の厚みが大きいと折損の起点となり、所期の目的
が達成されないことが明らかになった。即ち、疲労特性
の向上には介在物の幅自体が重要な因子であり、上記公
報の如く介在物の長さとの関係で幅を相対的に特定した
としても、良好な疲労特性は付与されないことが分かっ
た。そこで、介在物の幅自体に着目して更に検討を進め
た結果、厚み５μｍ以下の介在物の個数を所定範囲に制
御すれば充分満足のいく疲労特性が得られることを見出
し、本発明を完成したのである。以下、本発明を構成す
る各要件について説明する。
特公平６−７４４８５には、圧延鋼材のＬ断面におい
て、長さ（ｌ）と幅（ｄ）の比がｌ／ｄ≦５を満足する
非金属介在物の平均組成を所定範囲に制御した高清浄度
鋼が開示されている。ところが、本発明者らが検討した
ところ、ｌ／ｄ≦５を満足する延性介在物であっても、
介在物の厚みが大きいと折損の起点となり、所期の目的
が達成されないことが明らかになった。即ち、疲労特性
の向上には介在物の幅自体が重要な因子であり、上記公
報の如く介在物の長さとの関係で幅を相対的に特定した
としても、良好な疲労特性は付与されないことが分かっ
た。そこで、介在物の幅自体に着目して更に検討を進め
た結果、厚み５μｍ以下の介在物の個数を所定範囲に制
御すれば充分満足のいく疲労特性が得られることを見出
し、本発明を完成したのである。以下、本発明を構成す
る各要件について説明する。
【００１１】前述した様に、ばね用鋼の疲労特性を高め
る為には、鋼中に存在する酸化物系介在物の融点を約１
５００℃以下の低融点に制御することが必要であり、そ
の為に本発明では、酸化物系の平均的組成を重量比率
で、３５％≦ＳｉＯ2 ≦７５％，５％≦Ａｌ2 Ｏ3 ≦３
０％，１０％≦ＣａＯ≦５０％，ＭｇＯ≦５％（０％を
含まない）に特定したものである。具体的には、ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3系状態図上でＣａＯ濃度を介在
物のＣａＯ濃度，ＭｇＯ濃度の和としてプロットしたと
き、該介在物の融点が実質的に全て１５００℃以下にな
る様、各成分比率を制御した次第である。
る為には、鋼中に存在する酸化物系介在物の融点を約１
５００℃以下の低融点に制御することが必要であり、そ
の為に本発明では、酸化物系の平均的組成を重量比率
で、３５％≦ＳｉＯ2 ≦７５％，５％≦Ａｌ2 Ｏ3 ≦３
０％，１０％≦ＣａＯ≦５０％，ＭｇＯ≦５％（０％を
含まない）に特定したものである。具体的には、ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3系状態図上でＣａＯ濃度を介在
物のＣａＯ濃度，ＭｇＯ濃度の和としてプロットしたと
き、該介在物の融点が実質的に全て１５００℃以下にな
る様、各成分比率を制御した次第である。
【００１２】この様に本発明のばね用鋼は、酸化物系介
在物の平均的組成が上記範囲を満足するものであるが、
現実問題として、鋼中に存在する全ての介在物を分析す
ることは非常に困難である。かかる事情に鑑み、本発明
では、鋼中に存在する全酸化物系介在物のうち、８０％
以上の介在物の融点が約１４００℃以下の低融点に制御
されていれば、実質的にすべての介在物の融点は約１５
００℃以下に制御されているものとみなすことにした。
具体的には、全酸化物系介在物の８０％以上が、重量比
率で、４０％≦ＳｉＯ2 ≦７０％，１０％≦Ａｌ2 Ｏ3
≦２５％，１５％≦ＣａＯ≦４５％，ＭｇＯ≦３％（０
％を含まない）を満足するものを本発明のばね用鋼と特
定した。
在物の平均的組成が上記範囲を満足するものであるが、
現実問題として、鋼中に存在する全ての介在物を分析す
ることは非常に困難である。かかる事情に鑑み、本発明
では、鋼中に存在する全酸化物系介在物のうち、８０％
以上の介在物の融点が約１４００℃以下の低融点に制御
されていれば、実質的にすべての介在物の融点は約１５
００℃以下に制御されているものとみなすことにした。
具体的には、全酸化物系介在物の８０％以上が、重量比
率で、４０％≦ＳｉＯ2 ≦７０％，１０％≦Ａｌ2 Ｏ3
≦２５％，１５％≦ＣａＯ≦４５％，ＭｇＯ≦３％（０
％を含まない）を満足するものを本発明のばね用鋼と特
定した。
【００１３】この様に介在物組成が制御されたばね用鋼
を用いれば、熱間圧延中若しくは伸線中に全ての介在物
が小型化，無害化される結果、ばねに成形したとき、該
介在物を起点とした折損を有効に防止することができる
のである。
を用いれば、熱間圧延中若しくは伸線中に全ての介在物
が小型化，無害化される結果、ばねに成形したとき、該
介在物を起点とした折損を有効に防止することができる
のである。
【００１４】更に本発明では、上記介在物組成の制御に
加え、介在物の厚みを制御することが極めて重要であ
る。即ち、圧延鋼材のＬ断面において、全酸化物系介在
物に対し、上記平均組成を満足する厚み５μｍ以下の酸
化物系介在物が８０％（個数）以上を占める様に制御さ
れていることが推奨される。具体的には、鋼材のＬ断面
において、長手方向両端部から夫々Ｄ／４（Ｄは線材
径）深さの領域（図１の斜線部分に相当する）１０００
ｍｍ2 に存在する全酸化物系介在物の個数、及び平均組
成が上記要件を満足する厚み５μｍ以下の酸化物系介在
物の個数を夫々測定し、全酸化物系介在物に占める後者
（厚み５μｍ以下の酸化物系介在物）の比率を算出すれ
ば良い。測定は顕微鏡観察により行い、Ｄ／４深さまで
の領域が合計で１０００ｍｍ2 となる測定領域を任意に
観察する。また、サンプルはランダムにＮ＝１０以上採
取し、これらの平均値を算出することにする。前述した
様に鋼材のＬ断面における介在物の厚みは疲労特性の向
上に極めて有効であり、かかる観点から、本発明では、
疲労特性を向上し得る該介在物の厚みを特定した次第で
ある。
加え、介在物の厚みを制御することが極めて重要であ
る。即ち、圧延鋼材のＬ断面において、全酸化物系介在
物に対し、上記平均組成を満足する厚み５μｍ以下の酸
化物系介在物が８０％（個数）以上を占める様に制御さ
れていることが推奨される。具体的には、鋼材のＬ断面
において、長手方向両端部から夫々Ｄ／４（Ｄは線材
径）深さの領域（図１の斜線部分に相当する）１０００
ｍｍ2 に存在する全酸化物系介在物の個数、及び平均組
成が上記要件を満足する厚み５μｍ以下の酸化物系介在
物の個数を夫々測定し、全酸化物系介在物に占める後者
（厚み５μｍ以下の酸化物系介在物）の比率を算出すれ
ば良い。測定は顕微鏡観察により行い、Ｄ／４深さまで
の領域が合計で１０００ｍｍ2 となる測定領域を任意に
観察する。また、サンプルはランダムにＮ＝１０以上採
取し、これらの平均値を算出することにする。前述した
様に鋼材のＬ断面における介在物の厚みは疲労特性の向
上に極めて有効であり、かかる観点から、本発明では、
疲労特性を向上し得る該介在物の厚みを特定した次第で
ある。
【００１５】尚、本発明では、鋼材径に対する表面疵深
さの比率を１．０％以下に制御することが必要であり、
一層の疲労特性向上を目指して、鋼材径に対する全脱炭
層深さの比率を１．０％以下に制御することが推奨され
る。
さの比率を１．０％以下に制御することが必要であり、
一層の疲労特性向上を目指して、鋼材径に対する全脱炭
層深さの比率を１．０％以下に制御することが推奨され
る。
【００１６】このうち表面疵深さは、線材端末部の横断
面を顕微鏡観察して測定する。表面疵深さも疲労特性に
悪影響を及ぼすことが知られており、かかる観点から、
本発明では、鋼材径に対する表面疵深さの比率を１．０
％以下に制御したのである。
面を顕微鏡観察して測定する。表面疵深さも疲労特性に
悪影響を及ぼすことが知られており、かかる観点から、
本発明では、鋼材径に対する表面疵深さの比率を１．０
％以下に制御したのである。
【００１７】また、全脱炭層深さは、ＪＩＳ Ｇ ５５
８に記載の「全脱炭層深さ」（顕微鏡組織）の測定方法
に準じて測定する。この全脱炭層深さも疲労特性に悪影
響を及ぼすことが知られており、かかる観点から、本発
明では、鋼材径に対する全脱炭層深さの比率を１．０％
以下に制御したのである。
８に記載の「全脱炭層深さ」（顕微鏡組織）の測定方法
に準じて測定する。この全脱炭層深さも疲労特性に悪影
響を及ぼすことが知られており、かかる観点から、本発
明では、鋼材径に対する全脱炭層深さの比率を１．０％
以下に制御したのである。
【００１８】この様に表面疵および全脱炭層深さを制御
することにより、これらに起因するばねの折損を有効に
防止することができる。
することにより、これらに起因するばねの折損を有効に
防止することができる。
【００１９】尚、本発明のばね用鋼は基本的に上記要件
を満足するものであり、鋼成分については特に限定され
ず、通常のばね用鋼に用いられる成分組成のものを適用
することができるが、例えばＣ：０．３８〜０．８５
％，Ｓｉ：０．２５〜２．１０％，Ｍｎ：０．２〜１．
０％，Ｐ≦０．０３５％，Ｓ≦０．０３５％含有し、残
部：鉄及び不可避的不純物に制御することが推奨され
る。更に、必要に応じてＣｒ：０．６５〜１．５％，Ｍ
ｏ：０．１〜０．５％，Ｖ：０．０５〜０．３０％，Ｎ
ｉ：０．２〜０．５％，Ｎｂ：０．０２〜０．０６％，
Ｔｉ：０．０２〜０．０９％およびＣｕ：０．１０〜
０．３０％よりなる群から選択される少なくとも一種を
合計で２．５％未満含有することが好ましい。
を満足するものであり、鋼成分については特に限定され
ず、通常のばね用鋼に用いられる成分組成のものを適用
することができるが、例えばＣ：０．３８〜０．８５
％，Ｓｉ：０．２５〜２．１０％，Ｍｎ：０．２〜１．
０％，Ｐ≦０．０３５％，Ｓ≦０．０３５％含有し、残
部：鉄及び不可避的不純物に制御することが推奨され
る。更に、必要に応じてＣｒ：０．６５〜１．５％，Ｍ
ｏ：０．１〜０．５％，Ｖ：０．０５〜０．３０％，Ｎ
ｉ：０．２〜０．５％，Ｎｂ：０．０２〜０．０６％，
Ｔｉ：０．０２〜０．０９％およびＣｕ：０．１０〜
０．３０％よりなる群から選択される少なくとも一種を
合計で２．５％未満含有することが好ましい。
【００２０】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述
べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものでは
なく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施する
ことは全て本発明の技術範囲に包含される。
べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものでは
なく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施する
ことは全て本発明の技術範囲に包含される。
【００２１】
【実施例】実施例１９０ｔ転炉で溶製した弁ばね用鋼を
用い、製錬工程で成分調整する際、Ｃａ，Ａｌ合金添加
量を種々変化させることにより、酸化物系介在物の組成
を４０％≦ＳｉＯ2 ≦７０％、１０％≦Ａｌ2 Ｏ3 ≦２
５％、１５％≦ＣａＯ≦４５％、ＭｇＯ≦３％の範囲に
制御すると共に、該介在物組成と疲労寿命との関係を調
べた。鋼材中の成分組成を表１に示す。また、疲労寿命
は、８．０ｍｍφに圧延した線材を４．６ｍｍφに伸線
し、ＯＴ（Oil Tempered）ワイヤに成形したサンプルを
用いて中村式回転曲げ疲労試験を行い、折損が発生まで
の繰返し回数を測定することにより評価した。尚、ＯＴ
ワイヤの強度は２１００Ｍｐａ、試験応力は８５０Ｍｐ
ａとした。
用い、製錬工程で成分調整する際、Ｃａ，Ａｌ合金添加
量を種々変化させることにより、酸化物系介在物の組成
を４０％≦ＳｉＯ2 ≦７０％、１０％≦Ａｌ2 Ｏ3 ≦２
５％、１５％≦ＣａＯ≦４５％、ＭｇＯ≦３％の範囲に
制御すると共に、該介在物組成と疲労寿命との関係を調
べた。鋼材中の成分組成を表１に示す。また、疲労寿命
は、８．０ｍｍφに圧延した線材を４．６ｍｍφに伸線
し、ＯＴ（Oil Tempered）ワイヤに成形したサンプルを
用いて中村式回転曲げ疲労試験を行い、折損が発生まで
の繰返し回数を測定することにより評価した。尚、ＯＴ
ワイヤの強度は２１００Ｍｐａ、試験応力は８５０Ｍｐ
ａとした。
【００２２】
【表１】
【００２３】図２は、測定した全酸化物系介在物に占め
る上記範囲の介在物の比率を種々変化させた場合におけ
る、疲労寿命の挙動を示すグラフである。同図より、全
介在物中に占める上記介在物の割合が８０％以上の場合
には、疲労寿命は目標レベルの１０7 回を達成している
のに対し、８０％未満では、疲労寿命は目標レベルを大
きく下回っていた。
る上記範囲の介在物の比率を種々変化させた場合におけ
る、疲労寿命の挙動を示すグラフである。同図より、全
介在物中に占める上記介在物の割合が８０％以上の場合
には、疲労寿命は目標レベルの１０7 回を達成している
のに対し、８０％未満では、疲労寿命は目標レベルを大
きく下回っていた。
【００２４】図３は、全酸化物系介在物中に占める、厚
み５μｍ以下の上記介在物の個数を種々変化させた場合
における、疲労寿命の挙動を示すグラフである。同図よ
り、全介在物中に占める上記介在物の割合が８０％以上
の場合には、疲労寿命は常に目標レベルの１０7 回を達
成できることが分かる。
み５μｍ以下の上記介在物の個数を種々変化させた場合
における、疲労寿命の挙動を示すグラフである。同図よ
り、全介在物中に占める上記介在物の割合が８０％以上
の場合には、疲労寿命は常に目標レベルの１０7 回を達
成できることが分かる。
【００２５】次に、全酸化物系介在物中に占める、厚み
５μｍ以下の上記介在物が８０％（個数）以上を満足す
る線材を用い、線材径に対する表面疵深さの比率を種々
変化させた場合、および線材径に対する全脱炭層深さの
比率を種々変化させた場合における疲労寿命の挙動を夫
々調べた。これらの結果を図４及び図５に示す。
５μｍ以下の上記介在物が８０％（個数）以上を満足す
る線材を用い、線材径に対する表面疵深さの比率を種々
変化させた場合、および線材径に対する全脱炭層深さの
比率を種々変化させた場合における疲労寿命の挙動を夫
々調べた。これらの結果を図４及び図５に示す。
【００２６】図４は、線材径に対する表面疵深さの比率
を種々変化させた場合における、疲労寿命の挙動を示す
グラフである。同図より、線材径対する表面疵深さの割
合が１．０％を超えると、ばねの疲労特性は表面疵深さ
に反比例して小さくなることから、折損の起点は表面疵
にあることが確認された。これに対し、線材径に対する
表面疵深さの割合を１．０％未満に制御した場合は、表
面疵深さに依存することなく、全領域において概ね一定
であり、安定して高疲労特性が得られている。
を種々変化させた場合における、疲労寿命の挙動を示す
グラフである。同図より、線材径対する表面疵深さの割
合が１．０％を超えると、ばねの疲労特性は表面疵深さ
に反比例して小さくなることから、折損の起点は表面疵
にあることが確認された。これに対し、線材径に対する
表面疵深さの割合を１．０％未満に制御した場合は、表
面疵深さに依存することなく、全領域において概ね一定
であり、安定して高疲労特性が得られている。
【００２７】図５は、線材径に対する全脱炭層深さの比
率を種々変化させた場合における、疲労寿命の挙動を示
すグラフである。同図より、線材径に対する全脱炭層深
さの割合が１．０％を超えると、ばねの疲労特性は脱炭
層深さに反比例して小さくなることから、折損の起点は
全脱炭層にあることが確認された。これに対し、線材径
に対する全脱炭層深さの割合を１．０％未満に制御した
場合は、全脱炭層深さに依存することなく、全領域にお
いて、概ね一定の安定した高疲労特性が得られることが
分かった。
率を種々変化させた場合における、疲労寿命の挙動を示
すグラフである。同図より、線材径に対する全脱炭層深
さの割合が１．０％を超えると、ばねの疲労特性は脱炭
層深さに反比例して小さくなることから、折損の起点は
全脱炭層にあることが確認された。これに対し、線材径
に対する全脱炭層深さの割合を１．０％未満に制御した
場合は、全脱炭層深さに依存することなく、全領域にお
いて、概ね一定の安定した高疲労特性が得られることが
分かった。
【００２８】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、疲労特性に優れたばね用鋼を提供することができ
た。
で、疲労特性に優れたばね用鋼を提供することができ
た。
【図１】本発明において、厚み５μｍ以下の酸化物系介
在物を測定する領域を示す概略図である。
在物を測定する領域を示す概略図である。
【図２】測定した全酸化物系介在物に占める所定範囲の
介在物を種々変化させた場合における疲労寿命の挙動を
示すグラフである。
介在物を種々変化させた場合における疲労寿命の挙動を
示すグラフである。
【図３】全酸化物系介在物中に占める、厚み５μｍ以下
の所定範囲介在物の個数を種々変化させた場合における
疲労寿命の挙動を示すグラフである。
の所定範囲介在物の個数を種々変化させた場合における
疲労寿命の挙動を示すグラフである。
【図４】線材径に対する表面疵深さの比率を種々変化さ
せた場合における疲労寿命の挙動を示すグラフである。
せた場合における疲労寿命の挙動を示すグラフである。
【図５】線材径に対する全脱炭層深さの比率を種々変化
させた場合における疲労寿命の挙動を示すグラフであ
る。
させた場合における疲労寿命の挙動を示すグラフであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 福崎 良雄
神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会社神
戸製鋼所 神戸製鉄所内
(72)発明者 黒田 武司
神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会社神
戸製鋼所 神戸製鉄所内
(56)参考文献 特開 平６−158226（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−107746（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−173577（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−110247（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 38/00 301
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化物系介在物の平均的組成が、重量比
率で ３５％≦ＳｉＯ2≦７５％， ５％≦Ａｌ2Ｏ3≦３０％， １０％≦ＣａＯ≦５０％， ＭｇＯ≦５％（０％を含まない）であると共に、 鋼材径に対する表面疵深さの比率が１．０％以下に制御
されたものである ことを特徴とする疲労特性に優れたば
ね用鋼。 - 【請求項２】 圧延鋼材のＬ断面において、全酸化物系
介在物に対し、厚み５μｍ以下の酸化物系介在物が８０
％（個数）以上を占めるものである請求項１に記載のば
ね用鋼。 - 【請求項３】 鋼材径に対する全脱炭層深さの比率が
１．０％以下に制御されたものである請求項１または２
に記載のばね用鋼。
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| JP35665298A JP3504521B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | 疲労特性に優れたばね用鋼 |
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|---|---|---|---|
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- 1999-12-14 DE DE69906021T patent/DE69906021T2/de not_active Expired - Lifetime
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