JP6420656B2 - Spring steel, spring and method for producing them - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車用部品の材料に用いて好適なばね鋼に係り、特に、極めて微細な焼戻しマルテンサイトを有するばね鋼およびばね並びにそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a spring steel suitable for use, for example, as a material for automobile parts, and more particularly to a spring steel and a spring having extremely fine tempered martensite, and a method for producing them.

たとえば、自動車用部品の材料となるばね鋼では、強度と靭性のバランスから、焼戻しマルテンサイト鋼が広く用いられている。近年、ばねの高強度化、低コスト化が益々求められており、高価な合金元素の添加に依存しない低廉鋼の高強度および高靭性化を達成する技術として、焼戻しマルテンサイトの結晶粒の微細化が有効であることは良く知られている。   For example, tempered martensitic steel is widely used in spring steel, which is a material for automotive parts, from the balance between strength and toughness. In recent years, there has been an increasing demand for higher strength and lower cost of springs. As a technology for achieving high strength and high toughness of low-cost steel that does not depend on the addition of expensive alloying elements, the fineness of tempered martensite grains has been reduced. It is well known that conversion is effective.

焼入れ時にオーステナイト域での温度と保持時間を適切に選定することで旧オーステナイト粒径、ひいてはマルテンサイトを微細化することができるが、熱処理条件を選定するだけでの微細化には限界がある。そこで、オーステナイト変態前の出発組織を適切に選定することで、さらに微細なマルテンサイトの鉄鋼材料を得るための検討が種々行われてきた。   The prior austenite grain size and thus martensite can be refined by appropriately selecting the temperature and holding time in the austenite region at the time of quenching, but there is a limit to refinement by simply selecting the heat treatment conditions. Therefore, various studies have been conducted to obtain a finer martensitic steel material by appropriately selecting the starting structure before the austenite transformation.

特許文献1に記載の技術では、パテンティングしてソルバイト組織としたばね鋼に対して、オーステナイト域で短時間(1〜10s)保持して焼入れを行うことにより、旧オーステナイトの結晶粒度番号を#11〜#15とし、焼戻しマルテンサイト中のブロックの厚みの最大値を600nm以下とした鋼線を開示している。   In the technique described in Patent Document 1, the grain size number of the prior austenite is set to ## by holding and quenching a spring steel having a sorbite structure by patenting for a short time (1 to 10 s) in the austenite region. A steel wire having a thickness of 11 to # 15 and a maximum thickness of the block in the tempered martensite being 600 nm or less is disclosed.

特許文献2の技術では、中低炭素鋼をオースフォーミングして得た微細マルテンサイトを、焼戻し温度で塑性加工して微細な焼戻しマルテンサイト(微細オースフォームド・マルテンサイト)にしている。さらに、この組織をオーステナイト域で1秒〜30分間保持して焼入れを行うことで、旧オーステナイト粒径が1.1〜3.0μmの微細マルテンサイトを有する鋼材を開示している。   In the technique of Patent Document 2, fine martensite obtained by ausforming a medium-low carbon steel is plastically processed at a tempering temperature to form fine tempered martensite (fine ausformed martensite). Furthermore, the steel material which has the fine martensite whose prior austenite particle size is 1.1-3.0 micrometers is disclosed by hold | maintaining this structure | tissue in an austenite region for 1 second-30 minutes and quenching.

特開2003−213372号公報JP 2003-213372 A 特開2002−003943号公報JP 2002-003943 A

Li Z D, Miyamoto G, Yang Z G, et al. Nucleation of austenite from pearlitic structure in an Fe-0.6C-1Cr alloy. Scr Mater, 2009, 60: 485-488Li Z D, Miyamoto G, Yang Z G, et al. Nucleation of austenite from pearlitic structure in an Fe-0.6C-1Cr alloy.Scr Mater, 2009, 60: 485-488

上記技術は、いずれも焼入れ前の組織に微細下部組織を有する組織を用いることで、オーステナイト逆変態時にその微細組織を起源とする微細オーステナイト粒を生成させ、そこからの焼入れにより微細マルテンサイトを得ることを狙ったものである。しかしながら、特許文献1の技術では、パテンティング処理で生成したソルバイトを焼入れしており、この組織を構成するパーライトの同一ブロック内のコロニーやラメラー組織の結晶方位差は小さく、パーライトからオーステナイトへ逆変態させた再結晶核は比較的大きなブロック境界が優先的であることが知られており(非特許文献1参照)、著しい微細化効果には限界がある。   Each of the above technologies uses a microstructure having a fine substructure as a structure before quenching, thereby generating fine austenite grains originating from the microstructure at the time of reverse austenite transformation, and obtaining fine martensite by quenching therefrom. It is aimed at. However, in the technique of Patent Document 1, sorbite generated by the patenting process is quenched, and the crystal orientation difference between colonies and lamellar structures in the same block of pearlite constituting this structure is small, and the reverse transformation from pearlite to austenite. It is known that a relatively large block boundary is preferential for the recrystallized nuclei (see Non-Patent Document 1), and there is a limit to the remarkable refinement effect.

また、特許文献2に記載の技術では、二度の塑性加工により微細に分断された焼戻しマルテンサイトをオーステナイトに逆変態させて焼入れしているが、焼戻しマルテンサイトの結晶方位はオーステナイト粒からバリアント選択則によって限定された結晶方位をとっており、焼戻しマルテンサイトをオーステナイトに逆変態させた結晶粒は、同一方位をとる確率が高く大角粒界が形成されにくいため、やはり微細化には限界が生じる。   Moreover, in the technique described in Patent Document 2, tempered martensite finely divided by two plastic workings is quenched by reverse transformation to austenite, but the crystal orientation of tempered martensite is a variant selected from austenite grains. The crystal orientation is limited by the law, and crystal grains obtained by reversely transforming tempered martensite to austenite have a high probability of taking the same orientation, and it is difficult to form large-angle grain boundaries. .

いずれの先行技術の焼入れ前組織も、それを得るための初期の粗大オーステナイト粒のサイズ、または結晶方位、あるいはその両方の影響を受けた組織であるため、これら組織をオーステナイトに逆変態させた場合に、結晶方位がランダムで微細なオーステナイト粒が生成される条件となり難いという共通の課題が残る。   Any prior art pre-quenching structures are affected by the initial coarse austenite grain size and / or crystallographic orientation to obtain it, and when these structures are transformed back to austenite In addition, there remains a common problem that it is difficult to achieve conditions for generating fine austenite grains with random crystal orientations.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、焼入れ出発組織としてその組織を得る以前の旧オーステナイト粒の影響を受けていないランダムな結晶方位をもつ微細粒組織を用いることで、上記した従来技術より微細な焼戻しマルテンサイトを有するばね鋼を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by using a fine grain structure having a random crystal orientation not affected by the prior austenite grains before obtaining the structure as a quenching starting structure, the above-described conventional The object is to provide spring steel with tempered martensite finer than the technology.

本発明者らは、従来のものより微細な焼戻しマルテンサイトを得るべく鋭意研究を重ねた結果、焼入れのためのオーステナイト域に加熱する前に組織をナノサイズ化することを出発思想として、ばね鋼を一旦マルテンサイトにし、マルテンサイトの高転位密度を維持した状態で熱間塑性加工を行うことにより、動的再結晶により転位を再結晶核として等軸ナノフェライトが生成することを見出した。そして、この組織に対して極めて短時間の焼入れを行うことにより、ナノフェライト粒のサイズを反映した微細旧オーステナイト粒界とその下部組織から構成されるマルテンサイトが得られ、この組織を焼戻すことにより、微細旧オーステナイト粒界および下部組織を維持した焼戻しマルテンサイトを得ることができるとの知見を得た。   As a result of intensive studies to obtain finer tempered martensite than the conventional ones, the inventors have made it a starting idea to nanosize the structure before heating it to the austenite region for quenching. Was converted into martensite and hot plastic working was performed in a state where the high dislocation density of martensite was maintained, and it was found that equiaxed nanoferrites were generated by dynamic recrystallization using the dislocations as recrystallization nuclei. And by quenching this structure for a very short time, martensite composed of fine prior austenite grain boundaries reflecting the size of nanoferrite grains and its substructure is obtained, and this structure is tempered. As a result, it was found that tempered martensite maintaining the fine prior austenite grain boundaries and the substructure can be obtained.

本発明のばね鋼は、上記知見に基づいてなされたもので、質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有し、組織がマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトで構成され、前記マルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイト中のブロックの平均厚みが200nm以下であることを特徴とする。なお、以下の説明においては、上記元素は同じ成分範囲のものとする。   The spring steel of the present invention was made based on the above findings, and in mass%, C: 0.10 to 0.90%, Si: 0.10 to 2.50%, Mn: 0.10 to 2 0.000%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance being composed of Fe and inevitable impurities, the structure is composed of martensite or tempered martensite, and the block in the martensite or tempered martensite The average thickness is 200 nm or less. In the following description, the above elements are in the same component range.

また、本発明は、上記ばね鋼の製造用の中間体としてのばね鋼であって、質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有し、組織が等軸フェライトと球状セメンタイトの二相で構成され、前記等軸フェライトの平均結晶粒径が1000nm以下であることを特徴とする。このばね鋼に焼入れを行うことによって、ブロックの平均厚みが200nm以下のマルテンサイトを製造することができ、このマルテンサイトを焼戻しすることによって、ブロックの平均厚みが200nm以下の焼戻しマルテンサイトを製造することができる。   Further, the present invention is a spring steel as an intermediate for producing the spring steel described above, and in mass%, C: 0.10 to 0.90%, Si: 0.10 to 2.50%, Mn : 0.10 to 2.00%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance is composed of Fe and inevitable impurities, the structure is composed of two phases of equiaxed ferrite and spherical cementite, The average crystal grain size of equiaxed ferrite is 1000 nm or less. By quenching the spring steel, martensite having an average block thickness of 200 nm or less can be produced. By tempering the martensite, tempered martensite having an average block thickness of 200 nm or less is produced. be able to.

本発明においては、上記組成に加えて、Cu:0.05〜0.40%、V:0.05〜0.25%、Ni:0.10〜0.70%、B:0〜0.005%、Ti:0.05〜0.11%、Mo:0.25〜0.35%のうち1種または2種以上を含有することができる。なお、以下の説明においては、上記元素は同じ成分範囲のものとする。   In the present invention, in addition to the above composition, Cu: 0.05 to 0.40%, V: 0.05 to 0.25%, Ni: 0.10 to 0.70%, B: 0 to 0.00. One or two or more of 005%, Ti: 0.05 to 0.11%, and Mo: 0.25 to 0.35% can be contained. In the following description, the above elements are in the same component range.

また、本発明は、上記ばね鋼から製造されたばね、例えば懸架ばね、弁ばね、クラッチダンパーばね、皿ばね、スタビライザー、またはトーションバーでもある。上記のような種々のばねのうち、用いるばね鋼の成分によってマルテンサイトで構成できるものについても、結晶粒の微細化による高強度及び高靭性化は可能であり、本発明を適用することができる。   The present invention is also a spring manufactured from the above spring steel, such as a suspension spring, a valve spring, a clutch damper spring, a disc spring, a stabilizer, or a torsion bar. Of the various springs as described above, those that can be composed of martensite depending on the components of the spring steel to be used can be increased in strength and toughness by refining crystal grains, and the present invention can be applied. .

次に、本発明は、上記ばね鋼の製造方法であって、質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有する鋼材を、Ac3点以上のオーステナイト域から急冷してマルテンサイトを生成する焼入れ工程と、次に前記鋼材を2℃/秒以上の速度で500〜650℃まで昇温して0〜5秒保持したのち相当ひずみ0.7以上の塑性加工を行う熱間塑性加工工程とを行なうことを特徴とする。この製造方法は、本発明のばね鋼の製造用の中間体を製造する方法である。 Next, this invention is a manufacturing method of the said spring steel, Comprising: In mass%, C: 0.10-0.90%, Si: 0.10-0.50%, Mn: 0.10-2 A quenching step of quenching a steel material having a composition of 0.000%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance being Fe and inevitable impurities from an austenite region of Ac3 point or higher to produce martensite; The steel material is heated to 500 to 650 ° C. at a rate of 2 ° C./second or more, held for 0 to 5 seconds, and then subjected to a hot plastic working step of performing plastic working with an equivalent strain of 0.7 or more. To do. This manufacturing method is a method for manufacturing an intermediate for manufacturing the spring steel of the present invention.

さらに、本発明は、上記ばね鋼の他の製造方法であって、上記製造方法により製造したばね鋼に対して、25℃/秒以上の速度でAc3点以上のオーステナイト域まで昇温して0〜2秒保持したのち急冷し微細マルテンサイトを生成する極短時間焼入れ工程と、前記ばね鋼を加熱し保持する焼戻し工程とを行なうことを特徴とする。ばね鋼の成分(例えばC量)によっては、焼入れのまま使用できる場合がある。その場合には、焼戻し工程を省略することができる。 Furthermore, the present invention is another method for producing the spring steel, wherein the temperature of the spring steel produced by the production method is increased to austenite region of Ac3 point or higher at a rate of 25 ° C./second or more. It is characterized by performing an extremely short time quenching step of rapidly cooling after holding for 2 seconds and generating fine martensite, and a tempering step of heating and holding the spring steel. Depending on the component (for example, C amount) of the spring steel, it may be used as it is. In that case, the tempering step can be omitted.

本発明によれば、マルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイト中のブロックの平均厚みが200nm以下であるため、高価な合金元素の添加に依存しない低廉鋼の高強度および高靭性化を達成することができる等の効果が得られる。また、本発明によれば、上記のようなマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトを製造することができるばね鋼を得ることができる。   According to the present invention, since the average thickness of blocks in martensite or tempered martensite is 200 nm or less, it is possible to achieve high strength and high toughness of inexpensive steel that does not depend on the addition of expensive alloy elements, etc. The effect is obtained. Moreover, according to this invention, the spring steel which can manufacture the above martensites or tempered martensites can be obtained.

実施形態のばね鋼の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the spring steel of embodiment. 本発明の実施例におけるEBSD−IPFマップを示す図である。It is a figure which shows the EBSD-IPF map in the Example of this invention. 本発明の比較例におけるEBSD−IPFマップを示す図である。It is a figure which shows the EBSD-IPF map in the comparative example of this invention. 本発明の他の比較例におけるEBSD−IPFマップを示す図である。It is a figure which shows the EBSD-IPF map in the other comparative example of this invention.

以下、本発明のばね鋼の製造方法の実施形態について本発明の数値限定の根拠とともに説明する。なお、以下の説明において「%」は「質量%」を意味する。   Hereinafter, embodiments of the method for producing spring steel of the present invention will be described together with the grounds for limiting the numerical values of the present invention. In the following description, “%” means “mass%”.

1.材料成分
C:0.10〜0.90%
Cは、強度向上に寄与する。Cの含有量が0.10%未満では、強度向上の効果が十分に得られないため、耐疲労性、耐へたり性が不十分となる。一方、Cの含有量が0.90%を超えると、靭性が低下して割れが発生し易くなる。このため、Cの含有量は0.10〜0.90%とする。
1. Material component C: 0.10 to 0.90%
C contributes to strength improvement. If the C content is less than 0.10%, the effect of improving the strength cannot be obtained sufficiently, so that the fatigue resistance and sag resistance are insufficient. On the other hand, when the content of C exceeds 0.90%, the toughness is lowered and cracking is likely to occur. For this reason, content of C shall be 0.10-0.90%.

Si:0.10〜2.50%
Siは、鋼の脱酸に有効であると共に、強度向上や焼戻し軟化抵抗向上に寄与する。Siの含有量が0.10%未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、Siの含有量が2.50%を超えると靭性が低下して割れが発生し易くなると共に、脱炭を助長し線材表面強度の低下を招く。このため、Siの含有量は0.10〜2.50%とする。
Si: 0.10 to 2.50%
Si is effective for deoxidation of steel and contributes to improvement of strength and resistance to temper softening. If the Si content is less than 0.10%, these effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the Si content exceeds 2.50%, the toughness is lowered and cracks are likely to occur, and decarburization is promoted to cause a reduction in the wire surface strength. For this reason, content of Si shall be 0.10-2.50%.

Mn:0.10〜2.00%
Mnは焼入れ性の向上に寄与する。Mnの含有量が0.10%未満では、十分な焼入れ性を確保し難くなり、また、延靭性に有害となるSの固着(MnS生成)の効果も乏しくなる。一方、Mnの含有量が2.00%を超えると、延性が低下し、割れや表面キズが発生し易くなる。このため、Mnの含有量は0.10〜2.00%とする。
Mn: 0.10 to 2.00%
Mn contributes to improvement of hardenability. If the Mn content is less than 0.10%, it becomes difficult to ensure sufficient hardenability, and the effect of S fixation (MnS generation) that is harmful to ductility becomes poor. On the other hand, when the content of Mn exceeds 2.00%, ductility is lowered and cracks and surface scratches are likely to occur. For this reason, content of Mn shall be 0.10 to 2.00%.

Cr:0.10〜2.00%
Crは脱炭を防止するのに有効であると共に、強度向上や焼戻し軟化抵抗向上に寄与し、耐疲労性の向上に有効である。また、温間での耐へたり性向上にも有効である。Crの含有量が0.10%未満では、これらの効果を十分に得られない。一方、Crの含有量が2.00%を超えると、靭性が低下し、割れや表面キズが発生し易くなる。このため、本発明においては、Crの含有量は0.10〜2.00%とする。
Cr: 0.10 to 2.00%
Cr is effective in preventing decarburization, contributes to improvement in strength and resistance to temper softening, and is effective in improving fatigue resistance. It is also effective in improving warm sag resistance. If the Cr content is less than 0.10%, these effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the content of Cr exceeds 2.00%, the toughness decreases, and cracks and surface scratches are likely to occur. For this reason, in this invention, content of Cr shall be 0.10 to 2.00%.

なお、これらの添加元素は本発明を構成するうえで最低限必要な元素であって、他の元素をさらに添加しても良い。すなわち、本発明においては、ばね鋼の成分組成として一般的に用いられているCu:0.05〜0.40%、Ni:0.10〜0.70%、B:B:0%を超え0.005%以下、Ti:0.05〜0.11%、Mo:0.25〜0.35%のうち1種類または2種以上を含有することができる。 These additive elements are the minimum necessary elements for constituting the present invention, and other elements may be further added. That is, in the present invention, Cu: 0.05 to 0.40%, Ni : 0.10 to 0.70%, B: B: more than 0 %, which is generally used as a component composition of spring steel One or more of 0.005% or less , Ti: 0.05 to 0.11%, Mo: 0.25 to 0.35% can be contained.

2.製造方法
図1は実施形態のばね鋼の製造工程を示す図である。この図に示す製造工程では、鋼材の焼入れ、熱間塑性加工、極短時間焼入れ、および焼戻しを順次行う。以下、これら製造工程について説明する。
2. Manufacturing Method FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of the spring steel of the embodiment. In the manufacturing process shown in this figure, quenching of steel, hot plastic working, extremely short time quenching, and tempering are sequentially performed. Hereinafter, these manufacturing processes will be described.

2−1.焼入れ
先ず、展伸材などの任意の組織を有する鋼材をAc3点以上のオーステナイト域に加熱し、組織がオーステナイトに変態するために充分な時間保持する。次いで、オーステナイト域から急冷してマルテンサイトを生成する1回目の焼入れを行う。この焼入れにより、鋼材の硬さを例えば700〜750HVとする。
2-1. Quenching First, a steel material having an arbitrary structure such as a wrought material is heated to an austenite region of Ac3 point or higher and held for a sufficient time for the structure to transform into austenite. Next, first quenching is performed in which martensite is generated by quenching from the austenite region. By this quenching, the hardness of the steel material is set to 700 to 750 HV, for example.

・オーステナイト域からの冷却速度
この焼入れでは、オーステナイトをマルテンサイトに変態させることができれば冷却速度は任意である。たとえば、Mnを0.85%含む鋼材は100℃/秒以上などとすることができ、Mnを0.30%含む鋼材は300℃/秒以上などとすることができる。冷却方法は任意であり、例えばオーステナイト域に加熱した鋼材を油や水に浸漬するか、あるいは水ミストを鋼材に噴射して急冷することもできる。
-Cooling rate from austenite region In this quenching, the cooling rate is arbitrary as long as austenite can be transformed into martensite. For example, a steel material containing 0.85% Mn can be set to 100 ° C./second or more, and a steel material containing 0.30% Mn can be set to 300 ° C./second or more. The cooling method is arbitrary. For example, the steel material heated in the austenite region can be immersed in oil or water, or water mist can be jetted onto the steel material for rapid cooling.

2−2.熱間塑性加工
次に、鋼材に対して熱間塑性加工を施す。熱間塑性加工は、例えば、圧延、鍛造、押出、引抜などである。熱間塑性加工は、マルテンサイトの高転位密度を維持した状態からの動的再結晶により転位を再結晶核として等軸ナノフェライトを生成させるものである。したがって、特許文献2に記載の技術のように、最初の焼入れの際に生成された旧オーステナイトの粒径や結晶方位の影響がない。この熱間塑性加工により、平均結晶粒径が1000nm以下の等軸フェライトと球状セメンタイトの二相組織が構成され、本発明のばね鋼の製造のための中間体が製造される。この熱間塑性加工は、マルテンサイトの転位密度を可能な限り維持した状態から加工するために、以下のように昇温速度は速く保持時間を短くする。
2-2. Next, hot plastic working is performed on the steel material. Hot plastic working is rolling, forging, extrusion, drawing, etc., for example. In hot plastic working, equiaxed nanoferrite is generated by using recrystallization as a recrystallization nucleus by dynamic recrystallization from a state where a high dislocation density of martensite is maintained. Therefore, unlike the technique described in Patent Document 2, there is no influence of the grain size and crystal orientation of the prior austenite generated during the first quenching. By this hot plastic working, a two-phase structure of equiaxed ferrite having an average crystal grain size of 1000 nm or less and spherical cementite is formed, and an intermediate for manufacturing the spring steel of the present invention is manufactured. In this hot plastic working, in order to work from a state where the dislocation density of martensite is maintained as much as possible, the heating rate is fast and the holding time is shortened as follows.

(1)熱間塑性加工における昇温速度:2℃/秒以上
熱間塑性加工温度までの昇温速度は、マルテンサイトの転位密度を維持するために、2℃/秒以上とする。
(1) Temperature rise rate in hot plastic working: 2 ° C./second or more The temperature rise rate up to the hot plastic working temperature is 2 ° C./second or more in order to maintain the dislocation density of martensite.

(2)熱間塑性加工における加熱温度:500〜650℃
加熱温度が500℃未満であると、加工限界による材料割れにより後述する相当ひずみ0.7以上の加工が不可能となる。一方、加熱温度が650℃を超えると、転位の消滅や粒成長が原因で平均粒径が1000nm以下の等軸フェライトを得ることが困難となる。よって、熱間塑性加工のための加熱温度は500〜650℃とする。
(2) Heating temperature in hot plastic working: 500-650 ° C
When the heating temperature is less than 500 ° C., processing with an equivalent strain of 0.7 or more, which will be described later, becomes impossible due to material cracking due to the processing limit. On the other hand, when the heating temperature exceeds 650 ° C., it becomes difficult to obtain equiaxed ferrite having an average particle size of 1000 nm or less due to the disappearance of dislocations and grain growth. Therefore, the heating temperature for hot plastic working is set to 500 to 650 ° C.

(3)加熱温度に到達してから加工開始までの保持時間:0〜5秒
熱間塑性加工の加熱温度に到達したら5秒以内に塑性加工を開始する。5秒を超えると転位の消滅や粒成長が原因で平均粒径が1000nm以下の等軸フェライトを得ることが困難となる。この熱間塑性加工により、動的再結晶が生じて転位を再結晶核として平均粒径が1000nm以下の等軸ナノフェライトが生成する。なお、加工が終了したら鋼材を水中に投入して急冷することが望ましい。また、等軸フェライトの平均粒径は、等軸フェライトの面積から円の直径を求めた円相当平均粒径である。
(3) Holding time from reaching the heating temperature to the start of processing: 0 to 5 seconds When the heating temperature for hot plastic processing is reached, plastic processing is started within 5 seconds. If it exceeds 5 seconds, it will be difficult to obtain equiaxed ferrite having an average particle size of 1000 nm or less due to the disappearance of dislocations and grain growth. By this hot plastic working, dynamic recrystallization occurs and equiaxed nanoferrite having an average particle diameter of 1000 nm or less is generated with dislocations as recrystallization nuclei. When the processing is completed, it is desirable to cool the steel material by putting it in water. The average particle diameter of equiaxed ferrite is a circle-equivalent mean particle diameter obtained by determining the diameter of a circle from the area of equiaxed ferrite.

(4)相当ひずみ:0.7以上
熱間塑性加工では相当ひずみを0.7以上とする。相当ひずみが0.7未満では、マルテンサイトの粒内転位を再結晶核とする動的再結晶が乏しく、等軸ナノフェライトの生成が困難となる。
(4) Equivalent strain: 0.7 or more In hot plastic working, the equivalent strain is 0.7 or more. When the equivalent strain is less than 0.7, the dynamic recrystallization using the intragranular dislocations of martensite as the recrystallization nucleus is poor, and it becomes difficult to produce equiaxed nanoferrites.

2−3.極短時間焼入れ
等軸フェライトと球状セメンタイトの二相組織を有するばね鋼をAc3点以上のオーステナイト域まで加熱し、加熱温度に達したら可及的速やかに急冷してマルテンサイトに変態させる。微細かつ結晶方位が完全にランダムの等軸フェライト粒をオーステナイトに逆変態させることにより、変態前のフェライト粒径を反映した微細オーステナイトを生成し、さらに焼入れることで微細マルテンサイトとする。
2-3. Extremely short time quenching Spring steel having a two-phase structure of equiaxed ferrite and spherical cementite is heated to an austenite region of Ac3 or higher, and when it reaches the heating temperature, it is rapidly cooled as soon as possible to transform into martensite. By transforming equiaxed ferrite grains with fine random and completely random crystal orientation into austenite, fine austenite reflecting the ferrite grain size before transformation is generated, and further quenched to form fine martensite.

(1)極短時間焼入れにおける昇温速度:25℃/秒以上
昇温速度は25℃/秒以上とし、ナノフェライトおよびナノフェライトから逆変態したオーステナイト結晶粒の粗大化を防止する。
(1) Temperature rise rate in quenching for a very short time: 25 ° C./second or more The temperature rise rate is 25 ° C./second or more to prevent nanoferrite and austenite crystal grains reversely transformed from nanoferrite from coarsening.

(2)極短時間焼入れにおける加熱温度
極短時間焼入れにおける加熱温度は、Ac3点以上のオーステナイト域であり、ナノフェライトと球状セメンタイトの二相組織を完全にオーステナイトとする。加熱温度は、例えば850〜900℃とすることができる。
(2) Heating temperature in extremely short time quenching The heating temperature in very short time quenching is the austenite region of Ac3 point or higher, and the two-phase structure of nanoferrite and spherical cementite is completely austenite. The heating temperature can be set to 850 to 900 ° C., for example.

(3)加熱温度に到達してから冷却するまでの時間:0〜2秒
焼入れの加熱温度に到達したら0〜2秒以内に急冷する。このように、極めて短時間で焼入れすることにより、オーステナイト結晶粒の粗大化を防止することができる。なお、オーステナイトをマルテンサイトに完全に変態させるために、急冷速度は、たとえば、Mnを0.85%含む鋼材は100℃/秒以上などとすることができ、Mnを0.30%含む鋼材は300℃/秒以上などとすることができる。冷却方法は任意であり、例えば鋼材を水や油に浸漬するか、あるいは鋼材に水ミストを噴射して急冷することができる。
(3) Time from reaching the heating temperature to cooling: 0 to 2 seconds When reaching the heating temperature for quenching, quench within 0 to 2 seconds. Thus, by quenching in an extremely short time, coarsening of austenite crystal grains can be prevented. In order to completely transform austenite into martensite, the rapid cooling rate can be, for example, a steel material containing 0.85% Mn at 100 ° C./second or more, and a steel material containing 0.30% Mn is It may be 300 ° C./second or more. The cooling method is arbitrary. For example, the steel material can be rapidly cooled by immersing the steel material in water or oil, or by jetting water mist on the steel material.

2−4.焼戻し
焼戻しは、ばねとしての用途毎に最適な焼戻し条件を任意に選定することができる。たとえば、自動車用懸架ばね用のばね鋼の場合には、390〜420℃で60分間保持することなどができる。この焼戻しにより、ナノフェライト結晶粒径を反映した微細旧オーステナイト粒界を維持した焼戻しマルテンサイトを得ることができる。なお、ばね鋼の成分によっては焼戻しを省略して極短時間焼入れしたままで使用することができる。この場合の組織はマルテンサイトであり、組織のブロックの平均厚みは200nm以下である。
2-4. Tempering For tempering, optimum tempering conditions can be arbitrarily selected for each application as a spring. For example, in the case of spring steel for automobile suspension springs, it can be held at 390 to 420 ° C. for 60 minutes. By this tempering, tempered martensite maintaining the fine prior austenite grain boundaries reflecting the nanoferrite crystal grain size can be obtained. Depending on the spring steel components, tempering can be omitted and the steel can be used after being quenched for a very short time. The structure in this case is martensite, and the average thickness of the block of the structure is 200 nm or less.

3.成形
線径に対するコイル径の比が大きいコイルばねを成形する場合には、極短時間焼入れあるいは焼戻し後に成形を行う。一方、線径に対するコイル径の比が小さいコイルばねや、プレス、切削、塑性加工などを必要とするばねを成形する場合には、熱間塑性加工の後に成形を行う。そして、成形の後に、極短時間焼入れと必要に応じて焼戻しを行う。
3. Molding When molding a coil spring having a large ratio of coil diameter to wire diameter, molding is performed after extremely short time quenching or tempering. On the other hand, when forming a coil spring having a small ratio of the coil diameter to the wire diameter or a spring that requires pressing, cutting, plastic working, etc., the forming is performed after the hot plastic working. And after shaping | molding, it quenches for a short time and tempering as needed.

1.製造条件
以下、実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
表1に記載の化学成分からなる鋼材A〜F(展伸材)を900℃に加熱して10分間保持した後、油中に投入して焼入れした。次いで、鋼材A〜Fに対して表2に示す条件で熱間塑性加工を行った。熱間塑性加工は鍛造とし、高さ12mmの鋼材を高さ6mm以下まで1回で圧縮した。次いで、等軸フェライトと球状セメンタイトの二相組織からなる鋼材A〜Fに対して表2に示す条件で極短時間焼入れを行った後、415℃で60分保持する焼戻しを行った。こうして製造例1〜14の試料を作製した。
1. Production Conditions The present invention will be described in more detail below with reference to examples.
Steel materials A to F (stretched materials) made of the chemical components shown in Table 1 were heated to 900 ° C. and held for 10 minutes, and then poured into oil and quenched. Next, hot plastic working was performed on the steel materials A to F under the conditions shown in Table 2. The hot plastic working was forging, and a steel material having a height of 12 mm was compressed once to a height of 6 mm or less. Next, the steel materials A to F having a two-phase structure of equiaxed ferrite and spherical cementite were quenched for a very short time under the conditions shown in Table 2 and then tempered at 415 ° C. for 60 minutes. Thus, samples of Production Examples 1 to 14 were produced.

熱間塑性加工において塑性加工を行わずに加熱のみを行った以外は製造例1と同じ条件で比較例1の試料を作製した。また、フェライトとパーライトの混合組織からなり、鋼材A〜Fと同等の成分を有する一般展伸材の鋼材に対して、通常の条件で焼入れと焼戻しを行って比較例2〜7の試料を得た。例えば鋼材Aの場合、鋼材を940℃まで2℃/秒の昇温速度で加熱して10分間保持した後、油中に投入して焼入れを行った。また、焼戻しでは、415℃で60分保持した。   A sample of Comparative Example 1 was produced under the same conditions as in Production Example 1 except that only the heating was performed without performing the plastic working in the hot plastic working. Moreover, the sample of Comparative Examples 2-7 was obtained by quenching and tempering a general wrought steel material composed of a mixed structure of ferrite and pearlite and having the same components as the steel materials A to F under normal conditions. It was. For example, in the case of the steel material A, the steel material was heated to 940 ° C. at a temperature increase rate of 2 ° C./second and held for 10 minutes, and then poured into oil for quenching. Moreover, in tempering, it hold | maintained at 415 degreeC for 60 minutes.

Figure 0006420656
Figure 0006420656

2.測定方法
[熱間塑性加工後の結晶粒径]
FE−SEM分析装置(Field Emission Scanning Electron Microscopy、日本電子株式会社製JSM-7000F使用)により製造例1〜14の試料の組織を観察し、専用の画像解析ソフトを使用して等軸フェライトの結晶粒径を求めた。この場合において、結晶方位の傾角度が5度以上ある場合にその境界を結晶粒界とし、5度未満の場合に同一結晶粒内とした。また、1視野当たり1000個以上の結晶粒に対して結晶粒径を測定した。この結晶粒径は、等軸フェライトの面積から円の直径に換算した値である。そのようにして求めた等軸フェライトの平均結晶粒径を表2に併記する。
2. Measuring method [Grain size after hot plastic working]
Observe the structure of the samples of Production Examples 1 to 14 using a FE-SEM analyzer (Field Emission Scanning Electron Microscopy, JSM-7000F manufactured by JEOL Ltd.) and use the dedicated image analysis software to crystal equiaxed ferrite. The particle size was determined. In this case, when the tilt angle of the crystal orientation is 5 degrees or more, the boundary is the grain boundary, and when it is less than 5 degrees, the boundary is within the same crystal grain. The crystal grain size was measured for 1000 or more crystal grains per field of view. This crystal grain size is a value converted from the area of equiaxed ferrite to the diameter of a circle. The average crystal grain size of the equiaxed ferrite thus obtained is also shown in Table 2.

[焼戻しマルテンサイト結晶粒径]
上記FE−SEM分析装置により製造例1〜14および比較例1〜7の試料の焼戻しマルテンサイトの旧オーステナイト粒界を観察し、JIS G 0551の計数方法により旧オーステナイトの結晶粒径を求めた。円の領域に50個以上の結晶粒を取り込む倍率に調整し結晶粒径を測定した。そのようにして求めた旧オーステナイトの平均結晶粒径を表2に併記する。
[Tempered martensite crystal grain size]
The old austenite grain boundaries of tempered martensite in the samples of Production Examples 1-14 and Comparative Examples 1-7 were observed with the FE-SEM analyzer, and the crystal grain size of the prior austenite was determined by the counting method of JIS G 0551. The crystal grain size was measured by adjusting the magnification so that 50 or more crystal grains were taken into the circle region. The average crystal grain size of the prior austenite thus obtained is also shown in Table 2.

[焼戻しマルテンサイト中のブロックの平均厚み]
EBSD分析装置(Electron Backscatter Diffraction、TSL株式会社製OIM Ver.5.31 使用)により、製造例1〜14および比較例1〜7の試料のEBSD−IPFマップから焼戻しマルテンサイト中のブロックを同定し、画像解析によりブロックの厚みを求めた。このときの測定条件は、加速電圧:15kV、CL:12、WD:20mm、および測定ステップ:0.050μmとした。この場合において、結晶方位の傾角度が5度以上ある場合にその境界をブロック境界とし、5度未満の場合に同一ブロック内とした。また、1視野当たり1000個以上のブロックに対して前記画像解析ソフトにより各ブロックを楕円近似化してその短軸長さをブロック厚みと定義し、平均厚みを測定した。マップのエッジの結晶粒は解析から除外した。以上の測定結果を表2に併記する。なお、表2においては本発明の範囲を逸脱する値には下線を付してある。
[Average thickness of blocks in tempered martensite]
A block in the tempered martensite is identified from the EBSD-IPF maps of the samples of Production Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 7 using an EBSD analyzer (Electron Backscatter Diffraction, OSL Ver.5.31 manufactured by TSL Co., Ltd. is used). The thickness of the block was obtained by analysis. The measurement conditions at this time were acceleration voltage: 15 kV, CL: 12, WD: 20 mm, and measurement step: 0.050 μm. In this case, when the tilt angle of the crystal orientation is 5 degrees or more, the boundary is defined as a block boundary, and when it is less than 5 degrees, the boundary is within the same block. In addition, each block was elliptically approximated by the image analysis software for 1000 or more blocks per field of view, the short axis length was defined as the block thickness, and the average thickness was measured. The grain at the edge of the map was excluded from the analysis. The above measurement results are also shown in Table 2. In Table 2, values that depart from the scope of the present invention are underlined.

Figure 0006420656
Figure 0006420656

3.評価
表2に示すように、本発明の製造条件を全て満足する製造例1〜7では、熱間塑性加工後の等軸フェライトの平均粒径が1000nm以下となり、ブロックの平均厚みが200nm以下となった。また、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径(旧オーステナイト平均粒径)が1000nm以下となった。したがって、製造例1〜7では、強度と靭性のバランスが良好であることが推察される。
3. Evaluation As shown in Table 2, in Production Examples 1 to 7 that satisfy all the production conditions of the present invention, the average grain size of equiaxed ferrite after hot plastic working is 1000 nm or less, and the average thickness of the block is 200 nm or less. became. Moreover, the average crystal grain size (old austenite average grain size) of tempered martensite became 1000 nm or less. Therefore, in Production Examples 1 to 7, it is inferred that the balance between strength and toughness is good.

製造例15および16は、製造例1および2において焼戻しを行わなかった例である。焼戻しは、マルテンサイト中の転位の回復と炭化物の析出という作用が主であるため、焼戻しの前後で結晶方位と結晶粒界はおおよそ維持される。そのため、焼戻しを行っていない製造例15および16では、旧オーステナイト平均粒径とブロックの平均厚みが製造例1および2以下であり、旧オーステナイト平均粒径は1000nm以下となり、ブロック平均厚みが200nm以下となった。したがって、焼戻しを省略した場合についても強度と靱性のバランスが良好であることが推察される。   Production Examples 15 and 16 are examples in which tempering was not performed in Production Examples 1 and 2. Tempering mainly has the effect of recovery of dislocations in martensite and precipitation of carbides, so that the crystal orientation and grain boundaries are approximately maintained before and after tempering. Therefore, in Production Examples 15 and 16 in which tempering is not performed, the old austenite average particle diameter and the average thickness of the blocks are Production Examples 1 and 2 or less, the old austenite average particle diameter is 1000 nm or less, and the block average thickness is 200 nm or less. It became. Therefore, it is presumed that the balance between strength and toughness is good even when tempering is omitted.

これに対して比較例1では、熱間塑性加工を行っていないために等軸フェライトが生成されず、その結果、ブロックの平均厚みが400nmを超え、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   On the other hand, in Comparative Example 1, equiaxed ferrite was not generated because hot plastic working was not performed. As a result, the average thickness of the block exceeded 400 nm, and the average crystal grain size of tempered martensite was 1000 nm. Beyond.

また、一般展伸材に通常の焼入れと焼戻しを行った比較例2〜7では、微細等軸フェライトを用いていないため、ブロックの平均厚みが400nmを超え、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   Further, in Comparative Examples 2 to 7 in which ordinary tempered materials were normally quenched and tempered, fine equiaxed ferrite was not used, so the average thickness of the block exceeded 400 nm, and the average crystal grain size of tempered martensite was It exceeded 1000 nm.

図2は製造例1におけるEBSD−IPFマップ、図3は比較例1におけるEBSD−IPFマップ、図4は比較例2におけるEBSD−IPFマップである。これらの図の比較から、本発明のばね鋼(図2)は結晶粒が極めて微細であることが判る。   2 is an EBSD-IPF map in Production Example 1, FIG. 3 is an EBSD-IPF map in Comparative Example 1, and FIG. 4 is an EBSD-IPF map in Comparative Example 2. From comparison of these figures, it can be seen that the spring steel of the present invention (FIG. 2) has very fine crystal grains.

次に、熱間塑性加工における昇温速度が2℃/秒に満たない製造例8では、マルテンサイトの転位密度が維持されないために、熱間塑性加工後の等軸フェライトの平均粒径が1000nmを超えた。その結果、ブロックの平均厚みがやや大きくなって200nmを超え、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   Next, in Production Example 8 where the rate of temperature increase in hot plastic working is less than 2 ° C./second, the dislocation density of martensite is not maintained, so the average grain diameter of equiaxed ferrite after hot plastic working is 1000 nm. Exceeded. As a result, the average thickness of the block increased slightly and exceeded 200 nm, and the average crystal grain size of tempered martensite exceeded 1000 nm.

加熱温度に到達してから加工開始までの時間が5秒を超える製造例9では、マルテンサイトにおける転位の消滅や粒成長のため、熱間塑性加工後の等軸フェライトの平均粒径が1000nmを超えた。その結果、ブロックの平均厚みがやや大きくなって200nmを超え、また、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   In Production Example 9 where the time from reaching the heating temperature to the start of processing exceeds 5 seconds, the average particle diameter of equiaxed ferrite after hot plastic working is 1000 nm because of the disappearance of dislocations and grain growth in martensite. Beyond. As a result, the average thickness of the block slightly increased and exceeded 200 nm, and the average crystal grain size of tempered martensite exceeded 1000 nm.

熱間塑性加工における加熱温度が500℃に満たない製造例10では、相当ひずみが0.7の加工を行ったときに材料に割れが生じた。一方、加熱温度が650℃を超える製造例11では、転位の消滅や粒成長のために等軸フェライトの平均粒径が1000nmを超えた。その結果、ブロックの平均厚みがやや大きくなって200nmを超え、また、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   In Production Example 10 in which the heating temperature in the hot plastic working is less than 500 ° C., cracking occurred in the material when processing with an equivalent strain of 0.7 was performed. On the other hand, in Production Example 11 where the heating temperature exceeded 650 ° C., the average grain diameter of equiaxed ferrite exceeded 1000 nm due to the disappearance of dislocations and grain growth. As a result, the average thickness of the block slightly increased and exceeded 200 nm, and the average crystal grain size of tempered martensite exceeded 1000 nm.

熱間塑性加工における相当ひずみが0.7に満たない製造例12では、マルテンサイトの粒内転位を再結晶核とする動的再結晶が乏しいために等軸フェライトが生成されなかった。その結果、ブロックの平均厚みが200nmを超え、また、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   In Production Example 12 in which the equivalent strain in hot plastic working was less than 0.7, equiaxed ferrite was not generated because of the lack of dynamic recrystallization using relocation nuclei in the intragranular dislocations of martensite. As a result, the average thickness of the block exceeded 200 nm, and the average crystal grain size of the tempered martensite exceeded 1000 nm.

極短時間焼入れにおける昇温速度が25℃/秒に満たない製造例13、および、加熱温度に到達してから冷却するまでの時間が2秒を超える製造例14では、ナノフェライトおよびナノフェライトから逆変態したオーステナイト結晶粒が粗大化し、ブロックの平均厚みが200nmを超え、また、焼戻しマルテンサイトの平均結晶粒径が1000nmを超えた。   In Production Example 13 in which the rate of temperature increase in extremely short-time quenching is less than 25 ° C./second, and Production Example 14 in which the time from reaching the heating temperature to cooling exceeds 2 seconds, from nanoferrite and nanoferrite The reverse transformed austenite crystal grains became coarse, the average thickness of the block exceeded 200 nm, and the average crystal grain size of tempered martensite exceeded 1000 nm.

本発明は、自動車用懸架ばね、弁ばね、クラッチダンパーばね、皿ばね、スタビライザー、およびトーションバーなどに適用可能である。   The present invention is applicable to suspension springs for automobiles, valve springs, clutch damper springs, disc springs, stabilizers, torsion bars, and the like.

Claims (11)

質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeと不可避不純物からなる組成を有し、組織がマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトで構成され、前記マルテンサイトまたは前記焼戻しマルテンサイト中のブロックの平均厚みが200nm以下であることを特徴とするばね鋼。   In mass%, C: 0.10 to 0.90%, Si: 0.10 to 2.50%, Mn: 0.10 to 2.00%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance being A spring steel having a composition comprising Fe and inevitable impurities, having a structure composed of martensite or tempered martensite, and an average thickness of blocks in the martensite or tempered martensite being 200 nm or less. 前記マルテンサイトまたは前記焼戻しマルテンサイト中のブロックの平均厚みが150nm以下であることを特徴とする請求項1に記載のばね鋼。   The spring steel according to claim 1, wherein an average thickness of blocks in the martensite or the tempered martensite is 150 nm or less. 質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeと不可避不純物からなる組成を有し、組織が等軸フェライトと球状セメンタイトの二相で構成され、前記等軸フェライトの平均結晶粒径が1000nm以下であることを特徴とするばね鋼。   In mass%, C: 0.10 to 0.90%, Si: 0.10 to 2.50%, Mn: 0.10 to 2.00%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance being A spring steel having a composition composed of Fe and inevitable impurities, the structure is composed of two phases of equiaxed ferrite and spherical cementite, and the mean crystal grain size of the equiaxed ferrite is 1000 nm or less. 前記成分に加えて、Cu:0.05〜0.40%、Ni:0.10〜0.70%、B:0%を超え0.005%以下、Ti:0.05〜0.11%、Mo:0.25〜0.35%のうち1種類または2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のばね鋼。 In addition to the above components, Cu: 0.05 to 0.40%, Ni : 0.10 to 0.70%, B: more than 0 % and 0.005% or less , Ti: 0.05 to 0.11% Mo: From 0.25 to 0.35%, 1 type or 2 types or more are contained, The spring steel in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有する鋼材を、Ac3点以上のオーステナイト域から急冷してマルテンサイトを生成する焼入れ工程と、前記鋼材を2℃/秒以上の速度で500〜650℃まで昇温して0〜5秒保持したのち相当ひずみ0.7以上の塑性加工を行う熱間塑性加工工程と、前記鋼材を25℃/秒以上の速度でAc3点以上のオーステナイト域まで昇温して0〜2秒保持したのち急冷し微細マルテンサイトを生成する極短時間焼入れ工程とを行なうことを特徴とする請求項1に記載のばね鋼の製造方法。 In mass%, C: 0.10 to 0.90%, Si: 0.10 to 2.50%, Mn: 0.10 to 2.00%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance being A steel material having a composition composed of Fe and inevitable impurities is quenched from an austenite region at Ac3 or higher to produce martensite, and the steel material is heated to 500 to 650 ° C at a rate of 2 ° C / second or more. And holding the steel material for 0 to 5 seconds and then performing a plastic working process with an equivalent strain of 0.7 or more, and raising the temperature of the steel material to the austenite region of the Ac3 point or more at a rate of 25 ° C./second or more. The method for producing spring steel according to claim 1, wherein after holding for 2 seconds, a quenching process is performed in which the steel is rapidly cooled to produce fine martensite. 前記極短時間焼入れ工程の後に、前記鋼材を加熱し保持する焼戻し工程を行なうことを特徴とする請求項5に記載のばね鋼の製造方法。   The method for producing spring steel according to claim 5, wherein a tempering step of heating and holding the steel material is performed after the ultra-short time quenching step. 質量%で、C:0.10〜0.90%、Si:0.10〜2.50%、Mn:0.10〜2.00%、Cr:0.10〜2.00%、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有する鋼材を、Ac3点以上のオーステナイト域から急冷してマルテンサイトを生成する焼入れ工程と、前記鋼材を2℃/秒以上の速度で500〜650℃まで昇温して0〜5秒保持したのち相当ひずみ0.7以上の塑性加工を行う熱間塑性加工工程とを行なうことを特徴とする請求項3に記載のばね鋼の製造方法。 In mass%, C: 0.10 to 0.90%, Si: 0.10 to 2.50%, Mn: 0.10 to 2.00%, Cr: 0.10 to 2.00%, the balance being A steel material having a composition composed of Fe and inevitable impurities is quenched from an austenite region at Ac3 or higher to produce martensite, and the steel material is heated to 500 to 650 ° C at a rate of 2 ° C / second or more. A method for producing spring steel according to claim 3, wherein a hot plastic working step of performing plastic working with an equivalent strain of 0.7 or more is performed after holding for 0 to 5 seconds. 前記極短時間焼入れ工程は高周波加熱で行なうことを特徴とする請求項5または6に記載のばね鋼の製造方法。   The method for producing spring steel according to claim 5 or 6, wherein the ultra-short time quenching step is performed by high frequency heating. 前記熱間塑性加工工程は圧延、引抜、押出あるいは鍛造のいずれかで行なうことを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載のばね鋼の製造方法。   The method for producing spring steel according to any one of claims 5 to 8, wherein the hot plastic working step is performed by any of rolling, drawing, extrusion, or forging. 請求項1〜4のいずれかに記載のばね鋼からなることを特徴とするばね。 A spring comprising the spring steel according to any one of claims 1 to 4. 前記ばねが懸架ばね、弁ばね、クラッチダンパーばね、皿ばね、スタビライザー、またはトーションバーであることを特徴とする請求項10に記載のばね。 The spring according to claim 10 , wherein the spring is a suspension spring, a valve spring, a clutch damper spring, a disc spring, a stabilizer, or a torsion bar.
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