JPH01184259A - 高強度ばね鋼 - Google Patents

高強度ばね鋼

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JPH01184259A
JPH01184259A JP679588A JP679588A JPH01184259A JP H01184259 A JPH01184259 A JP H01184259A JP 679588 A JP679588 A JP 679588A JP 679588 A JP679588 A JP 679588A JP H01184259 A JPH01184259 A JP H01184259A
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steel
spring
spring steel
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toughness
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Shinichi Suzuki
信一 鈴木
Kyoichiro Futazawa
二沢 喬一郎
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高強度ばね鋼に係わり、特に耐へたり性に優
れたばね鋼に関するものである。
(従来の技術) 従来、自動車用等の懸架装置に用いられるばね用銅とし
ては51−Mn系の5UP6、Cr−Mn系のS、UF
4、が主なものであった。しかるに近年自動車の軽量化
が要請され、懸架装置自体の軽量化も強く求められるよ
うになって来た。これに対して、懸架装置全般にわたっ
て各種の手段が試みられているが、その中でもばねの設
計応力を高く設定することが効果的とされている。
この様なばねの高応力設計にともない、従来の上記ばね
用銅を素材としてばねを製作した場合、へたりが増大す
ると言う問題が発生した。特に乗用車に用いた場合、へ
たりの増大はバンパの高さの低下につながり、安全上大
きな問題となった。
近時、耐へたり性の要求が強く、この要求に対応して5
UP6よりもさらにSi含有量が多く、JIS G48
01に規定されるばね用鋼中では最もSiの高いSUP
 7が乗用車懸架用ばね鋼として広く使用されるに至っ
ている。しかるに、懸架ばねの軽量化に対する要求はさ
らに厳しいものがあり、5UP7よりもさらに耐へたり
性の優れたばね用銅の開発が強く望まれている。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、特にコイルばねの耐へたり性の極めて優れた
高強度ばね鋼を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、従来、鋼中のSiは耐へたり性に効果が
ある(特願昭62−147155)ことはすでに報告し
た通りである。本発明者はさらに耐へたり性に及ぼす各
種元素の影響について研究してきた結果、さらにばね用
鋼中のMn含有量を低くして、Cr含有量を増加させる
と耐へたり性が向上するということを見いだした。今回
Mnを減少し、Cr 、Mo 。
Niを添加し、NbまたはVの少くとも一方を添加する
事によって高強度ばね鋼の耐へたり性の向上と共に、靭
性の向上を達成できるという全く新たな知見を持って本
発明を成したものである。即ち、本発明の要旨は、 重量%でC: 0.45〜0.65%。
Si:1.5〜2.5%。
ヒn:0.2〜0.5%。
Cr:1〜3.5%。
Mo二 0.05〜1%。
Ni:0.05〜2%を含有しかつ Nb:0.01〜0.5%。
V:0.01〜0.5%の少なくとも一方を含有し 残部はFe及び不可避的不純物からなることを特徴とす
る高強度ばね鋼、である。
(作 用) 最初に本発明の成分限定理由について述べる。
Cは熱処理により高応力ばね鋼として十分な強度を得る
ための元素であり、耐へたり性を確保するために0.4
5%以上必要であるが、0.65%を超えると黒鉛化の
傾向が増大し、靭性の低下が著しくなるためその範囲を
0.45〜0.65%とした。
Siはフェライト中に固溶することにより素地の強度を
上げると共に析出炭化物の微細化を促進し、更に結晶粒
の微細化にも有効である。特に熱間成形における高強度
ばね鋼に適用の場合にはその靭性範囲を拡大し、ばねへ
たり性に特に有効である。
この様な理由により、St範囲を1.5以上としたが2
.5を超えると靭性の低下が著しいのでその範囲を1.
5〜2.5%とした。
Mnは焼入れ性を高め、ばね用銅としても強度を得るた
めの元素であり0.2%以上必要であるが0.5%を超
えて含有させると靭性や耐へたり性を阻害するため、そ
の範囲を0.2〜0,5%とした。
Crは黒鉛化の防止および脱炭防止のために1%以上必
要であり、3.5%超ではCrの大きな炭化物が発生し
、ばね疲労性及びばねへたり性に悪影響を与えるので、
その範囲を1〜3.5%とした。
k’lroは焼入れ性を確保し、さらにばねの耐へたり
性を改善するために0.05%以上が必要であるが、1
%以上では効果が飽和するのでその範囲を0.05〜1
%とした。
NiはC,Crによって高強度化したばねに靭性を付与
するために有効な元素であって、0.05%以上必要で
あり、2%以上では耐へたり性に悪影響を与える残留オ
ーステナイトが発生するので、その範囲を0.05〜2
%とした。
以上が本発明の鋼の基本成分であるが、本発明において
は、更に良好な耐へたり性の向上を目的としてNb、V
を含有させる。これら、Nb、Vは結晶粒の微細化及び
微細炭化物の析出によりばね鋼のへたり性向上を得るた
めの元素であり、Nb、Vは各々0.01以上で、効果
を示すが、各々0.5%を超えるとその効果が飽和し、
かつ、オーステナイト中に溶解されない合金炭化物が増
加し、これがばね鋼の疲労を低下させるためその範囲を
、Nb:0.01〜0.5%、’V:0.01〜0.5
%とし少なくとも一方を含有することとした。耐へたり
性は硬さおよび強度の高い方が良い。本発明の鋼はCr
Mo、 Niが高いので焼入れ硬さが高く、又軟化抵抗
の高い鋼でもある。従って、焼戻し温度を高く採る事が
出来るので、高い靭性を得ることが出来る。
即ち、耐へたり性がよく、靭性の高いばねを得ることが
出来る。
本発明の鋼は以上のような成分を有するものであるが、
この製造に際しては、通常の製鋼、造塊あるいは連続鋳
造、分解圧延、更に棒鋼圧延又は線材圧延の工程を経て
ばね鋼を得ることが出来る。
その後、必要に応じてきず取り、酸洗、伸線、矯直、切
断、テーパー加工等の前処理を行い、しかる後、熱間コ
イルばね成形、後処理をおこない高強度コイルばねが得
られる。
次に、本発明の効果を実施例により更に具体的に述べる
(実施例) 第1表は供試鋼の化学成分を示したものである。
第1表においてA1〜A6鋼は本発明例であり、81〜
89Mは比較材である。供試用コイルばねは、鋳造後圧
延比50以上で熱間圧延し、矯直、定尺切断、ピーリン
グ、熱間ばね成形、焼入れ焼戻しを行った。なお、焼戻
し温度を変えて試験ばねの硬さをHRC52,5になる
ように調整した。
第2表は供試ばねの諸元である。供試ばねは、アークハ
イト0.5璽璽のショットピーニングを施した後、素線
のせん断応力τ−126,5kgf/++n2となるよ
うにセソチングを施した後、ばね締め付は試験を行った
第3表ばばね締め付けへたり試験の結果である。
本発明例の残留せん断歪はほぼ総て1. OXl0−’
未満で良好な結果であったが、比較ばねは1.0×10
−4以上で残留せん断歪が大きく、耐へたり性の劣って
いることが明かである。
なお、比較試験ばねは次のようであった。
B1は、Cが低(、B2はSiが高く、共にフェライト
が残留した組織である。
B3.B4.B7.B8は、Mn、 Cr、 Mo、 
Niが多く残留オーステナイトが多い組織である。
B5.B6は、Nb、Vが多く結晶粒は細かいが、炭化
物が多く焼入れが不十分な組織である。
B9は、Nb、Vを添加しておらず結晶粒が大きく残留
オーステナイトの多い組織である。
(発明の効果) 本発明はコイルばねの耐へたり性の優れた高強度ばね鋼
で、産業上の効果が大きい。
第   2   表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  重量%でC:0.45〜0.65%、 Si:1.5〜2.5%、 Mn:0.2〜0.5%、 Cr:1〜3.5%、 Mo:0.05〜1%、 Ni:0.05〜2%を含有しかつ Nb:0.01〜0.5%、 V:0.01〜0.5%の少なくとも一方 を含有し 残部はFe及び不可避的不純物からなることを特徴とす
    る高強度ばね鋼。
JP63006795A 1988-01-18 1988-01-18 高強度ばね鋼 Expired - Lifetime JP2505235B2 (ja)

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