JP4406342B2 - 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法 - Google Patents

靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4406342B2
JP4406342B2 JP2004274473A JP2004274473A JP4406342B2 JP 4406342 B2 JP4406342 B2 JP 4406342B2 JP 2004274473 A JP2004274473 A JP 2004274473A JP 2004274473 A JP2004274473 A JP 2004274473A JP 4406342 B2 JP4406342 B2 JP 4406342B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
stabilizer
toughness
temperature
rolled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004274473A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006089785A (ja
Inventor
豊 玉井
哲夫 白神
和彰 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Bars and Shapes Corp
Original Assignee
JFE Bars and Shapes Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Bars and Shapes Corp filed Critical JFE Bars and Shapes Corp
Priority to JP2004274473A priority Critical patent/JP4406342B2/ja
Publication of JP2006089785A publication Critical patent/JP2006089785A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4406342B2 publication Critical patent/JP4406342B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、高強度スタビライザの製造方法に関し、特にスタビライザ形状に熱間成形後、直ちに水焼入れし、常温および低温靭性に優れたものに関する。
自動車の旋回時にロールを少なくし、乗り心地および走行安定性を向上させる懸架機構上の重要保安部品にスタビライザがある。
スタビライザはばね作用により車体の傾斜を抑えるため、素材となる鋼には十分な強度と耐久性が要求される。
従来、スタビライザはＳ４８Ｃ等の炭素鋼や、ＳＵＰ９等のばね鋼の熱間圧延鋼材を所定の寸法に切断後、熱間で鍛造および曲げ成形を行い、成形後、油焼入れ焼き戻しにより所定の強度に調質して製造されていたが、最近、コストダウンのため、熱処理を省略し、生産性の向上、合理化を図ることが強く要望されるようになってきた。
特許文献１は、熱間圧延後に強加工や焼入れ焼き戻しなどを行わなくとも、熱延ままで１２０〜１５０ｋｇｆ／ｍｍ2の高強度を有し、延靭性に優れ冷間曲げ加工が可能で、ばねやスタビライザ等に加工可能な非調質ばね用圧延線状鋼または棒状鋼に関し、０．１３〜０．３５％Ｃ−０．１〜１．８％Ｓｉ−０．８〜１．８％Ｃｒ系にＮｂ，Ｔｉ、Ｂを添加する成分組成の鋼が記載されている。
特許文献２は、強度が１１５０ＭＰａ以上で冷間加工性が良好な非調質の高強度鋼材に関し、熱間圧延ままの非調質状態で所望の強度を得るため、Ｖを主力元素として、他の析出硬化元素と複合添加した組成の鋼を、低温で熱間圧延後適切な冷却速度で冷却して、スタビライザ等の緩衝・復元機構部材用鋼材とすることが記載されている。
特開平１１−３２３４９５号公報 特開２０００−１７３９０号公報
最近、産業界では、コストダウンに加えて、地球環境問題に対する意識の向上から、製造現場において地球環境負荷の小さいことが要望されるようになっている。
スタビライザの場合、素材の成分組成によっては熱間成形後、油焼入れによる焼入れ焼戻し処理が必要とされるが、油廃液の処理は地球環境上負荷となるため、油の利用を回避した工程とすることが望まれている。
また、自動車の使用においては全地球環境での安全性の確保が必要で、重要保安部品であるスタビライザについては常温での靭性のみならず、寒冷地における低温靭性の確保が重要である。
本発明は、水焼入れ後焼戻しを行わない水焼入れままで、８００Ｎ／ｍｍ2級の引張強さと常温靭性として2UＥ20：２００Ｊ／ｃｍ2以上、低温靭性として2UＥ-100：１００Ｊ／ｃｍ2以上の優れた靭性を有するスタビライザの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者等は上述した観点から鋭意研究を重ねた結果、成分組成を低Ｃ−高Ｍｎ−Ｃｒ系、または低Ｃ−高Ｍｎ−Ｃｒ−Ｂ系にＴｉ，Ｖ，Ｎｂの一種または二種以上を添加した場合、圧延ままで冷間曲げ加工が可能で、水焼入れ後において、Ｓ４８Ｃなどの炭素鋼を油焼入れ−焼戻し処理した場合と同等の機械的特性が得られ、特に低温靭性において優れることを見出した。
本発明は以上の知見を基に更に検討を加えてなされたものであり、下記を特徴とするものである。
請求項１に記載の発明は、質量％でＣ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．６０％以下、 Ｍｎ：０．３０〜１．５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．８０％、Ａｌ：０．００５〜０．０６５％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼に圧延後、スタビライザ形状に冷間成形し、Ａｃ 3 ＋５０〜Ａｃ 3 ＋１００℃に再加熱後水焼入れし、焼戻しは行わないことに特徴を有し、請求項２に記載の発明は、質量％でＣ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：０．３０〜１．５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．８０％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％、Ａｌ：０．００５〜０．０６５％、更にＴｉ：０．００５〜０．０５０％、Ｖ：０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５０％の一種または二種以上、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼に圧延後、スタビライザ形状に冷間成形し、Ａｃ 3 ＋５０〜Ａｃ 3 ＋１００℃に再加熱後水焼入れし、焼戻しは行わないことに特徴を有するものである。
本発明によれば、冷間加工によりスタビライザ形状に成形後、再加熱水焼入れままで、ＴＳ８００Ｎ／ｍｍ2級で優れた常温および低温靭性を有するスタビライザの製造方法が得られ、地球環境および産業上極めて有用である。
本発明における成分限定理由について説明する。
Ｃ
Ｃは鋼の強度を高めるのに有効で、水焼入れ後の状態で引張り強さ８００Ｎ／ｍｍ2を確保するため少なくとも０．０５％以上とする。一方、０．２０％を超えて添加するとスタビライザ形状にするための曲げ加工性に劣り、靭性も低下するので０．０５〜０．２０％とする。
Ｓｉ
Ｓｉは溶製時の脱酸に必要で、基地の固溶強化やばねとしての耐へたり性を高めるためにも有効なため０．６０％を上限として添加する。
Ｍｎ
ＭｎはＳｉとともに溶製時に脱酸剤として働き、鋼の焼入れ性を高めるため０．３０％以上添加する。一方、１．５０％を超えて添加すると偏析が増加し曲げ加工性や靭性が劣化するため０．３０〜１．５０％とする。
Ｃｒ
ＣｒはＭｎと同様に焼入れ性を向上し、脱炭の防止にも有効なため０．０５％以上とする。一方、０．８０％を超えて添加すると偏析が増加し、曲げ加工性や靭性が劣化するので０．０５〜０．８０％とする。
Ａｌ
Ａｌは母材を微細組織とし靭性を向上させるため０．００５％以上とする。一方、０．０６５％を超えて添加すると酸化物系介在物が増加し、靭性が低下するので０．００５〜０．０６５％とする。
本発明は以上の成分組成で、仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼圧延し、スタビライザ形状に冷間成形後、再加熱水焼入れままで高強度と優れた低温靭性が得られるが、更に特性を向上させる場合、Ｂを添加し、更にＴｉ，Ｖ，Ｎｂの一種または二種以上を添加することができる。
Ｂ
Ｂは極めて微量で焼入れ性を向上させ、強度や靭性を向上させるので、添加する場合は０．０００５〜０．００５０％とする。
Ｔｉ，V、Ｎｂ
これらの元素はいずれも結晶粒を微細化し、炭窒化物を析出して靭性や強度を向上させるので、添加する場合はＴｉ：０．００５〜０．０５０％、Ｖ：０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５０％の一種または二種以上を添加する。
上述した成分組成の鋼を、棒鋼圧延する場合は仕上圧延温度を９００〜１１００℃で行う。９００℃より低い場合は熱間変形抵抗が大きく、圧延機の寿命が低下する。一方、１１００℃を越えると圧延時に微細な高温割れなどを生じ、また粗大粒となるためスタビライザ形状に冷間成形した場合、形状不良を生じるので仕上圧延温度を９００〜１１００℃とする。
水焼入れする際の加熱温度は炭化物を十分固溶する温度以上で、オーステナイト結晶粒の粗大化により靭性が低下しない温度以下とすればよく、スタビライザの場合、Ａｃ3＋５０℃以上、Ａｃ3＋１００℃以下とする。
上記鋼を用いてスタビライザを製造する場合は、仕上圧延温度９００〜１１００℃の棒鋼圧延材をスタビライザ形状に冷間成形し、Ａｃ3＋５０℃以上、Ａｃ3＋１００℃以下に再加熱後水焼入れを行うと、焼戻しを行わない水焼入れままで、８００Ｎ／ｍｍ2級の引張強さと常温靭性として2UＥ20：２００Ｊ／ｃｍ2以上、低温靭性として2UＥ-100：１００Ｊ／ｃｍ2以上のスタビライザが得られる。
表１に示す成分組成の鋼を溶製し連続鋳造したブルームより１６０ｍｍ角ビレットを鋼片圧延し、φ２２ｍｍに棒鋼圧延して供試材とした。供試材の成分組成は鋼Ｎｏ．１〜２０を本発明範囲内、鋼Ｎｏ．２１〜３２を本発明範囲外とした。鋼Ｎｏ．３３は現用鋼のＳ４８Ｃの成分組成とした。
これらの供試材をスタビライザ形状に冷間成形を行った後、再加熱焼入れし、引張試験と衝撃試験を行った。表２に棒鋼圧延における仕上圧延温度、再加熱焼入れの加熱温度および自動変態点測定装置で測定したＡｃ3変態点を示す。再加熱焼入れは所定の温度に加熱後、６０分保持して水焼入れを行った。
表２では成分組成が本発明範囲の鋼を本発明範囲である仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼圧延した後、再加熱水焼入れした供試材を本発明の実施例１〜８０とし、成分組成または棒鋼仕上圧延温度が本発明範囲から外れるものを比較例１〜２８とした。
比較例１〜１６は成分組成は本発明範囲内であるが棒鋼仕上圧延温度が本発明範囲外の供試材、比較例１７〜２８は成分組成が本発明範囲外で、棒鋼仕上圧延温度が本発明範囲内の供試材である。
表３に引張試験結果と衝撃試験結果を示す。引張試験では、０．２％耐力、引張強さ、伸び、絞りを求めた。衝撃試験は２ｍｍＵノッチ付衝撃試験片を用い、試験温度２０℃、−１００℃での衝撃値を求めた。試験本数は各試験温度で３本行い、表にはその平均値を記載した。
本発明の実施例１〜８０では引張強さ（ＴＳ）が８０２（実施例７３）〜９８８Ｎ／ｍｍ2（実施例４），２０℃での衝撃値が２００（実施例１３）〜２７８Ｊ／ｃｍ2（実施例６８），−１００℃での衝撃値が１００（実施例３）〜１９３Ｊ／ｃｍ2（実施例４２）が得られた。
一方、比較例１〜２８において、８００N／ｍｍ2級の引張強さと常温靭性として2UＥ20：２００Ｊ／ｃｍ2以上、低温靭性として2UＥ-100：１００Ｊ／ｃｍ2以上の目的の特性に対し、比較例１、３は引張強さ、常温靭性、低温靭性が低く、比較例１７、２１は引張強さが低く、その他の比較例は常温靭性、低温靭性が低い。
また、本発明の実施例において、再加熱水焼入れの温度をＡｃ3＋５０〜Ａｃ3＋１００℃とした実施例（実施例１〜８０から実施例３，４，１３，１４，２３，２４，２７，３４，４１，４８，６０，６７，７３，７４を除く）では特に−１００℃での靭性に優れていることが確認された。
以上の試験結果より、請求項１、２記載の成分組成を有し、仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼圧延した棒鋼を、スタビライザ形状に冷間成形後、再加熱水焼入れを行った場合、高強度と優れた低温靭性が得られ、再加熱焼入れ温度をＡｃ3＋５０〜Ａｃ3＋１００℃とした場合、特に優れた低温靭性が得られることが確認された。
本発明で得られたスタビライザを、引張強さ８００N／ｍｍ2級のスタビライザとして通常試験に用いられる応力振幅±３９７Ｎ／ｍｍ2の耐久試験で評価基準１０万回をクリアー、亀裂や破損などの不具合が発生せず良好な疲労特性を有することが確認された。
尚、現用鋼Ｓ４８Ｃを用いたスタビライザの−１００℃での衝撃値は１６Ｊ／ｃｍ2で、本発明の実施例に対して著しく劣っていた。
Figure 0004406342
Figure 0004406342
Figure 0004406342
Figure 0004406342
Figure 0004406342
Figure 0004406342
Figure 0004406342

Claims (2)

  1. 質量％で
    Ｃ：０．０５〜０．２０％、
    Ｓｉ：０．６０％以下、
    Ｍｎ：０．３０〜１．５０％、
    Ｃｒ：０．０５〜０．８０％、
    Ａｌ：０．００５〜０．０６５％、
    残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼に圧延後、スタビライザ形状に冷間成形し、Ａｃ 3 ＋５０〜Ａｃ 3 ＋１００℃に再加熱後水焼入れし、焼戻しは行わないことを特徴とする靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法。
  2. 質量％で
    Ｃ：０．０５〜０．２０％、
    Ｓｉ：０．６０％以下、
    Ｍｎ：０．３０〜１．５０％、
    Ｃｒ：０．０５〜０．８０％、
    Ｂ：０．０００５〜０．００５０％、
    Ａｌ：０．００５〜０．０６５％、
    更にＴｉ：０．００５〜０．０５０％、
    Ｖ：０．００５〜０．０５０％、
    Ｎｂ：０．００５〜０．０５０％の一種または二種以上、
    残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、仕上圧延温度９００〜１１００℃で棒鋼に圧延後、スタビライザ形状に冷間成形し、Ａｃ 3 ＋５０〜Ａｃ 3 ＋１００℃に再加熱後水焼入れし、焼戻しは行わないことを特徴とする靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法。
JP2004274473A 2004-09-22 2004-09-22 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法 Expired - Fee Related JP4406342B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004274473A JP4406342B2 (ja) 2004-09-22 2004-09-22 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004274473A JP4406342B2 (ja) 2004-09-22 2004-09-22 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006089785A JP2006089785A (ja) 2006-04-06
JP4406342B2 true JP4406342B2 (ja) 2010-01-27

Family

ID=36231041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004274473A Expired - Fee Related JP4406342B2 (ja) 2004-09-22 2004-09-22 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4406342B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060243355A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Meritor Suspension System Company, U.S. Stabilizer bar
JP5306845B2 (ja) * 2009-02-12 2013-10-02 Ｊｆｅ条鋼株式会社 耐食性と低温靭性に優れた車両用高強度スタビライザ用鋼及びその製造方法とスタビライザ
JP6232324B2 (ja) * 2014-03-24 2017-11-15 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度で耐食性に優れたスタビライザー用鋼とスタビライザーおよびその製造方法
JP6053746B2 (ja) * 2014-12-08 2016-12-27 日本発條株式会社 スタビライザ
JP6110840B2 (ja) * 2014-12-08 2017-04-05 日本発條株式会社 スタビライザの製造方法
CN109576583A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 邯郸钢铁集团有限责任公司 500MPa级高氮复合微合金化钢筋及其生产方法
CN112522627A (zh) * 2020-12-09 2021-03-19 黑龙江建龙钢铁有限公司 600MPa级高强度热轧带肋抗震耐腐蚀钢筋及其生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006089785A (ja) 2006-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4966316B2 (ja) 冷間加工性及び焼入れ性に優れた鋼線材、及びその製造方法
JP6306711B2 (ja) 耐遅れ破壊特性を有するマルテンサイト鋼および製造方法
JP6232324B2 (ja) 高強度で耐食性に優れたスタビライザー用鋼とスタビライザーおよびその製造方法
JP6027302B2 (ja) 高強度焼戻し省略ばね用鋼
KR101758470B1 (ko) 냉간가공성이 우수한 비조질 선재 및 그 제조방법
JP4423219B2 (ja) 耐遅れ破壊特性及び耐リラクセーション特性に優れた高強度ボルト
JP6798557B2 (ja) 鋼
JP4406341B2 (ja) 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法
JP4406342B2 (ja) 靭性に優れた高強度スタビライザの製造方法
KR102042062B1 (ko) 냉간압조용 선재 및 이의 제조방법
JPH0796697B2 (ja) 高強度ばね用鋼
JP3814710B2 (ja) 高強度冷間成形非調質緩衝・復元機構部材用鋼材の製造方法
JP5688742B2 (ja) 靭性、耐磨耗性に優れる鋼の製造方法
KR100723187B1 (ko) 충격치가 우수한 현가 스프링용 고강도 스프링강 및 상기강재를 이용한 스프링 제조 방법
JP4937499B2 (ja) 耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法
JPH0551693A (ja) 高強度ばね用鋼
JP3343505B2 (ja) 冷間加工性と耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼およびその製法
US20230340631A1 (en) Steel for leaf springs of automobiles and a method of manufacturing of a leaf thereof
JPH0559431A (ja) 耐遅れ破壊性に優れた高応力ばねの製造方法
WO2024003593A1 (en) Forged part of steel and a method of manufacturing thereof
JPH11100644A (ja) 高強度・高靱性ばね用鋼およびばねの製造方法
JP2728084B2 (ja) 高強度部品の製造方法
KR20140140894A (ko) 강재 및 그 제조 방법
JP2000328189A (ja) 冷間鍛造用鋼
JPH0726347A (ja) 冷間成形に優れた高強度懸架ばね用鋼線

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070524

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090925

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091020

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091106

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4406342

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131113

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141113

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees