JPH01319650A - 低脱炭ばね鋼 - Google Patents
低脱炭ばね鋼Info
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- JPH01319650A JPH01319650A JP15007488A JP15007488A JPH01319650A JP H01319650 A JPH01319650 A JP H01319650A JP 15007488 A JP15007488 A JP 15007488A JP 15007488 A JP15007488 A JP 15007488A JP H01319650 A JPH01319650 A JP H01319650A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【９：明のＮ的】
（産業１−、の利用分野）
本発明は、表面脱炭が少なく疲労強度に優れたばねの製
造に利用されるばね鋼に関し、とくに熱間加工時および
温間加工時（コイルもしくはバー村の製品圧延時や加工
時）における脱炭が著しく少ない低脱炭ばね鋼に関する
ものである。 （従来の技イ）ドｊ） 従来、ばねの′３１Ｊ：造に使用されるばね鋼としては
、種ノ？の化学成分のものかある（例えば、「第３版
ばね」 昭和５７年１２月２０日発行 ばね技術研究会
編 第１３頁〜第１１２頁 １′２゜ばね用金属材刹」
）が、これらのなかでとくにＪＩＳ ５ＵＰ６，５Ｕ
Ｐ７や５ＡＥ９２５４に規定されているばね鋼は、十分
な強度および耐へたり性が得られるように高３１の組成
となっている。 この種の高Ｓ＋ばね鋼に添加されるＳｉは、フェライ）
・生成元素であるため高温でのフェライト比率を増大さ
せるので、熱間圧延時等においてオーステナイト→フェ
ライ）・変態の際に脱炭をきわめて起しゃすい鋼種であ
る。これは、フェライト脱炭と呼ばれ、炭素かほとんど
含まれていないため、ばね特性に重大な影響を与える。 したがって、ばね鋼の表面に脱炭層が形成されていると
ばねの疲労強度を著しく低下させるので、形成された脱
炭層を除去するようにしたり、脱炭層の形成そのものを
阻止するようにしたりすることが必要である。 そこで、高Ｓ１ばね鋼において脱炭層の形成そのものを
阻止するために、脱炭Ｕｊ ＩＪ二元素を添加すること
があり、また、フェライＩ・脱炭は圧延条件にも大きく
左右されるので、圧延過程の全体にわたってオーステナ
イ］・域温度以十に７７１１ ＋ｈ Ｌ、圧延後に急冷
することもあった。 一力、このような高Ｓｉばね鋼に比べ、ＪＩＳＳ Ｕ
Ｐ ９ 、 Ｓ Ｕ Ｐ １０ ｔ と（７）低Ｓｉは
’ｂ鋼ニオイては、熱間圧延時等において脱炭を生ずる
こと（日あまりなかった。 （発明が解決しようとする課題） しかしなから、圧延時の加熱温度の低温化によって製造
原価の低減をはかろうとした場合に、低Ｓｉばね鋼にお
いてもフェライト脱炭を生ずることがあり、高８１はね
鋼の場合と同様に、ばね鋼の表面に脱炭層が形成されて
いると、ばねの疲労強度を著しく低下させることとなる
ので、形成された脱炭層を除去することが必要であり、
ばねの生Ｊ！ｒ性を大きく低下させるとともに、材料ボ
留りも悪化させるという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされ
たもので、熱間圧延時のみならすとくに低温圧延時（温
間圧延時、温間加１７時）においてもフェライト脱炭を
生じかたい低脱炭ばね鋼を提供することを目的としてい
る。
造に利用されるばね鋼に関し、とくに熱間加工時および
温間加工時（コイルもしくはバー村の製品圧延時や加工
時）における脱炭が著しく少ない低脱炭ばね鋼に関する
ものである。 （従来の技イ）ドｊ） 従来、ばねの′３１Ｊ：造に使用されるばね鋼としては
、種ノ？の化学成分のものかある（例えば、「第３版
ばね」 昭和５７年１２月２０日発行 ばね技術研究会
編 第１３頁〜第１１２頁 １′２゜ばね用金属材刹」
）が、これらのなかでとくにＪＩＳ ５ＵＰ６，５Ｕ
Ｐ７や５ＡＥ９２５４に規定されているばね鋼は、十分
な強度および耐へたり性が得られるように高３１の組成
となっている。 この種の高Ｓ＋ばね鋼に添加されるＳｉは、フェライ）
・生成元素であるため高温でのフェライト比率を増大さ
せるので、熱間圧延時等においてオーステナイト→フェ
ライ）・変態の際に脱炭をきわめて起しゃすい鋼種であ
る。これは、フェライト脱炭と呼ばれ、炭素かほとんど
含まれていないため、ばね特性に重大な影響を与える。 したがって、ばね鋼の表面に脱炭層が形成されていると
ばねの疲労強度を著しく低下させるので、形成された脱
炭層を除去するようにしたり、脱炭層の形成そのものを
阻止するようにしたりすることが必要である。 そこで、高Ｓ１ばね鋼において脱炭層の形成そのものを
阻止するために、脱炭Ｕｊ ＩＪ二元素を添加すること
があり、また、フェライＩ・脱炭は圧延条件にも大きく
左右されるので、圧延過程の全体にわたってオーステナ
イ］・域温度以十に７７１１ ＋ｈ Ｌ、圧延後に急冷
することもあった。 一力、このような高Ｓｉばね鋼に比べ、ＪＩＳＳ Ｕ
Ｐ ９ 、 Ｓ Ｕ Ｐ １０ ｔ と（７）低Ｓｉは
’ｂ鋼ニオイては、熱間圧延時等において脱炭を生ずる
こと（日あまりなかった。 （発明が解決しようとする課題） しかしなから、圧延時の加熱温度の低温化によって製造
原価の低減をはかろうとした場合に、低Ｓｉばね鋼にお
いてもフェライト脱炭を生ずることがあり、高８１はね
鋼の場合と同様に、ばね鋼の表面に脱炭層が形成されて
いると、ばねの疲労強度を著しく低下させることとなる
ので、形成された脱炭層を除去することが必要であり、
ばねの生Ｊ！ｒ性を大きく低下させるとともに、材料ボ
留りも悪化させるという課題があった。 （発明の目的） 本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされ
たもので、熱間圧延時のみならすとくに低温圧延時（温
間圧延時、温間加１７時）においてもフェライト脱炭を
生じかたい低脱炭ばね鋼を提供することを目的としてい
る。
（課題を解決するだめの手段）
本発明に係る低脱炭ばね鋼は、重量％で、Ｃ００，４５
〜０６０％、Ｓｉ：０．１５〜０．５０％、Ｍ ｎ ：
０ 、６５−０ 、９５％、Ｃｒ。 ０．６５〜１．１０％、Ｓｂ：０．０３〜０．５０％、
および必要に応じてＶ： ｏ、１５〜０．２５％を含み
、残部Ｆｅおよび不純物からなることを特徴としている
。 次に、本発明に係る低脱炭ばね鋼の成分範囲（玉量％）
の限定理由を説明する。 Ｃ（炭素）：０．４５〜０．６０％ Ｃは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、０４５
％未満ではばねとしての必要な強度を得ることができず
、０．６０％を超えると網状のセメンタイトが出やすく
なり、ばねの疲労強度が損なわれるので、０．４５〜０
．６０％の範囲とした。 Ｓｉ（けい素）：Ｏ，１５〜０．５０％Ｓｉは鋼溶製時
の脱酪剤として作用すると共に、鋼の強度を向ｌ−シ、
ばねの酎へたり性を向上させるのに有効な元素であるか
、０．１５％未満では十分な脱酸作用およびばねとして
必要な耐へたり性を得ることができす、０．５０％を超
えると靭性が劣化するので、０．１５〜０．５０％の範
囲とした。 Ｍｎ（マンガフ）： ０．６５〜０．９５％Ｍｎは鋼溶
製時の脱酸および脱硫剤として作用すると共にＳによる
害を阻止するのに有効な元素であり、このためには０６
５％以上含有させることが必要であるか、０．９５％を
超えると造塊時に偏析を生じやすく、この偏析によって
強度むらを生するおそれがあるので、０．６５〜０．９
５％の範囲とした。 Ｃｒ（クロム）：０．６５−１．１０％Ｃｒは焼入性を
向−１−させるとともに、炭化物の黒鉛化を防止するの
にイ１効な元素であるが、０．６５％未満ではこれらの
効果を十分に期待することができす、１．１０％を超え
ると靭性か劣化するので、０．６５〜１．１０％の範囲
とした。 Ｓｂ（アンチモン）：０．０３〜０．５０％Ｓｂは熱間
および温間状態で表面にＦｅ酸化物よりもち雀なＳｂ酸
化物を生成し、鋼中に含まれる元素、例えばＣ（炭素）
が鋼表面から抜は出るのをこのち密なＳｂ酸化物によっ
て阻止することにより、熱間圧延などの熱間加工時およ
び温間圧延などの温間加工面においてフェライト脱炭が
生するのを防１１−するのに有効な元素である。そして
、このような効果を得るためには０．０３％以」−含有
させることが必要であるが、０．５０％を超えるど靭性
が低ドするので０．０３〜０６５０％の範囲とした。 ■（バナジウム）・０．１５〜０．２５％Ｖは鋼の焼入
れ焼もどし時の析出硬化の効果ならひに結晶粒微細化作
用によってばね特性を向上させる元素である。しかし、
０１５％未満では上記した効果があまり期待できず、０
．２５％を超えてもはね特性はそれほど向」−シないの
で、０１５〜０．２５％の範囲とした。 そのほか、Ｎｉ、Ｃｕはフェライ［・脱炭の防＋１＝に
有効な元素であるので、このような効果を得るために各
々０．２％以］−含有させるのもよい。しかし、いずれ
も１．０％を超えてもさほど効果の向」−はみられない
ので、添加するとしても各々０．２〜１．０％の範囲と
するのか良い。 また、Ｂは鋼の焼入性を増大させるのに冶効な元素であ
るので使用１」的等に応じて添加するのも良いか、０．
０００５％未満では上記した効果が９１ノがたく、０．
０１％を超えても上記した効果はさほど増大しないので
、添加するとしても０．０００５〜００１％の範囲とす
るのか良い。 さらに、Ｓ（日ばねの疲労強度を損ないやすい元素であ
り、Ｓ含有４ｉ８．が低いほどばねとしての信頼性を高
めることができるので、使用］」的等に応してその含有
Ｊｊ１を０．０１０％以下とするのがより望ましい。 さらにまた、Ｏは酸化物系の介在物を生成し、これが疲
労破壊の起点となることがあるので、使用［」的等に応
してその含有量を０．００１５％以ドとすることがより
望ましい。 （実施例） 第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、次い
でこの鋼塊を分塊圧延および線材圧延し、イ１１られた
線材の脱炭層深さをＩＭ、Ａ法によりΔＩｌ＋定した。 この結果を同しく第１表に示す。 第１表に示すように、比較例Ｎｏ、 ９のことく、圧延
面加熱温度を１１５０°Ｃとした場合には、Ｓｂを含ま
ないときでもフェライト脱炭を生じていなかったのに対
して、比較例Ｎｏ、 ７ 、８のように、加熱温度の低
温化による原価低減のために圧延面加熱温度を１０００
’Ｃと低くした場合には、７５３間圧延後の線材にフェ
ライト脱炭が発生していることが認められた。 −・方、本発明例Ｎｏ、 １〜６では、圧延時加熱温
瓜を低くしたどきでもフェライ（・脱炭を生しておらす
、低Ｓｉばね鋼であっても熱間圧延時においてのみなら
す温間圧延時においてもフェライト脱炭の発生を有効に
阻止することが可能であることが確かめられ、加熱温度
の低温化による原価低減を達成しうろことが認められた
。なお、Ｓｂの添加によるばね特性に対するマイナス要
因は実質的に認められなかった。 ［発明の効果〕 以−）、説明してきたように、本発明によるばね鋼では
、重１′１１％で、Ｃ：０．４５〜０．６０％、Ｓｉ：
０．１５−０．５０％、 Ｍｎ＋０．６５−０．９５％
、Ｃｒ：０．６５−１．１０％をノ、（本成分とする低
Ｓｉばね鋼に、Ｓｂ・０．０３〜０．５０％含有させる
ようにし、必要に応してＶ：０．１５〜０．２５％含イ
１させるようにしたから、熱間圧延等の熱間加工１１１
ｊのみならず温間ハ、延等の温間加工時において鋼中に
含まれるＣ等か鋼表面から外部に抜は出すのを［１１，
−ｔｌ−することにより、低Ｓｉばね鋼であってもフェ
ライト脱炭の発生を防ぐことが可能となり、従来のよう
に脱炭層の除去によって材料歩留りが大きく低下したり
、ばねの製造性や品質を著しく損ねたりすることがなく
、加熱温度の低温化によって原価の低減をはかることが
可能であるという非常に優れた効果を奏する。
〜０６０％、Ｓｉ：０．１５〜０．５０％、Ｍ ｎ ：
０ 、６５−０ 、９５％、Ｃｒ。 ０．６５〜１．１０％、Ｓｂ：０．０３〜０．５０％、
および必要に応じてＶ： ｏ、１５〜０．２５％を含み
、残部Ｆｅおよび不純物からなることを特徴としている
。 次に、本発明に係る低脱炭ばね鋼の成分範囲（玉量％）
の限定理由を説明する。 Ｃ（炭素）：０．４５〜０．６０％ Ｃは鋼の強度を高めるのに有効な元素であるが、０４５
％未満ではばねとしての必要な強度を得ることができず
、０．６０％を超えると網状のセメンタイトが出やすく
なり、ばねの疲労強度が損なわれるので、０．４５〜０
．６０％の範囲とした。 Ｓｉ（けい素）：Ｏ，１５〜０．５０％Ｓｉは鋼溶製時
の脱酪剤として作用すると共に、鋼の強度を向ｌ−シ、
ばねの酎へたり性を向上させるのに有効な元素であるか
、０．１５％未満では十分な脱酸作用およびばねとして
必要な耐へたり性を得ることができす、０．５０％を超
えると靭性が劣化するので、０．１５〜０．５０％の範
囲とした。 Ｍｎ（マンガフ）： ０．６５〜０．９５％Ｍｎは鋼溶
製時の脱酸および脱硫剤として作用すると共にＳによる
害を阻止するのに有効な元素であり、このためには０６
５％以上含有させることが必要であるか、０．９５％を
超えると造塊時に偏析を生じやすく、この偏析によって
強度むらを生するおそれがあるので、０．６５〜０．９
５％の範囲とした。 Ｃｒ（クロム）：０．６５−１．１０％Ｃｒは焼入性を
向−１−させるとともに、炭化物の黒鉛化を防止するの
にイ１効な元素であるが、０．６５％未満ではこれらの
効果を十分に期待することができす、１．１０％を超え
ると靭性か劣化するので、０．６５〜１．１０％の範囲
とした。 Ｓｂ（アンチモン）：０．０３〜０．５０％Ｓｂは熱間
および温間状態で表面にＦｅ酸化物よりもち雀なＳｂ酸
化物を生成し、鋼中に含まれる元素、例えばＣ（炭素）
が鋼表面から抜は出るのをこのち密なＳｂ酸化物によっ
て阻止することにより、熱間圧延などの熱間加工時およ
び温間圧延などの温間加工面においてフェライト脱炭が
生するのを防１１−するのに有効な元素である。そして
、このような効果を得るためには０．０３％以」−含有
させることが必要であるが、０．５０％を超えるど靭性
が低ドするので０．０３〜０６５０％の範囲とした。 ■（バナジウム）・０．１５〜０．２５％Ｖは鋼の焼入
れ焼もどし時の析出硬化の効果ならひに結晶粒微細化作
用によってばね特性を向上させる元素である。しかし、
０１５％未満では上記した効果があまり期待できず、０
．２５％を超えてもはね特性はそれほど向」−シないの
で、０１５〜０．２５％の範囲とした。 そのほか、Ｎｉ、Ｃｕはフェライ［・脱炭の防＋１＝に
有効な元素であるので、このような効果を得るために各
々０．２％以］−含有させるのもよい。しかし、いずれ
も１．０％を超えてもさほど効果の向」−はみられない
ので、添加するとしても各々０．２〜１．０％の範囲と
するのか良い。 また、Ｂは鋼の焼入性を増大させるのに冶効な元素であ
るので使用１」的等に応じて添加するのも良いか、０．
０００５％未満では上記した効果が９１ノがたく、０．
０１％を超えても上記した効果はさほど増大しないので
、添加するとしても０．０００５〜００１％の範囲とす
るのか良い。 さらに、Ｓ（日ばねの疲労強度を損ないやすい元素であ
り、Ｓ含有４ｉ８．が低いほどばねとしての信頼性を高
めることができるので、使用］」的等に応してその含有
Ｊｊ１を０．０１０％以下とするのがより望ましい。 さらにまた、Ｏは酸化物系の介在物を生成し、これが疲
労破壊の起点となることがあるので、使用［」的等に応
してその含有量を０．００１５％以ドとすることがより
望ましい。 （実施例） 第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、次い
でこの鋼塊を分塊圧延および線材圧延し、イ１１られた
線材の脱炭層深さをＩＭ、Ａ法によりΔＩｌ＋定した。 この結果を同しく第１表に示す。 第１表に示すように、比較例Ｎｏ、 ９のことく、圧延
面加熱温度を１１５０°Ｃとした場合には、Ｓｂを含ま
ないときでもフェライト脱炭を生じていなかったのに対
して、比較例Ｎｏ、 ７ 、８のように、加熱温度の低
温化による原価低減のために圧延面加熱温度を１０００
’Ｃと低くした場合には、７５３間圧延後の線材にフェ
ライト脱炭が発生していることが認められた。 −・方、本発明例Ｎｏ、 １〜６では、圧延時加熱温
瓜を低くしたどきでもフェライ（・脱炭を生しておらす
、低Ｓｉばね鋼であっても熱間圧延時においてのみなら
す温間圧延時においてもフェライト脱炭の発生を有効に
阻止することが可能であることが確かめられ、加熱温度
の低温化による原価低減を達成しうろことが認められた
。なお、Ｓｂの添加によるばね特性に対するマイナス要
因は実質的に認められなかった。 ［発明の効果〕 以−）、説明してきたように、本発明によるばね鋼では
、重１′１１％で、Ｃ：０．４５〜０．６０％、Ｓｉ：
０．１５−０．５０％、 Ｍｎ＋０．６５−０．９５％
、Ｃｒ：０．６５−１．１０％をノ、（本成分とする低
Ｓｉばね鋼に、Ｓｂ・０．０３〜０．５０％含有させる
ようにし、必要に応してＶ：０．１５〜０．２５％含イ
１させるようにしたから、熱間圧延等の熱間加工１１１
ｊのみならず温間ハ、延等の温間加工時において鋼中に
含まれるＣ等か鋼表面から外部に抜は出すのを［１１，
−ｔｌ−することにより、低Ｓｉばね鋼であってもフェ
ライト脱炭の発生を防ぐことが可能となり、従来のよう
に脱炭層の除去によって材料歩留りが大きく低下したり
、ばねの製造性や品質を著しく損ねたりすることがなく
、加熱温度の低温化によって原価の低減をはかることが
可能であるという非常に優れた効果を奏する。
Claims (2)
- （１）重量％で、Ｃ：０．４５〜０．６０％、Ｓｉ：０
．１５〜０．５０％、Ｍｎ：０．６５〜０．９５％、Ｃ
ｒ：０．６５〜１．１０％、Ｓｂ：０．０３〜０．５０
％を含み、残部Ｆｅおよび不純物からなることを特徴と
する低脱炭ばね鋼。 - （２）重量％で、Ｃ：０．４５〜０．６０％、Ｓｉ：０
．１５〜０．５０％、Ｍｎ：０．６５〜０．９５％、Ｃ
ｒ：０．６５〜１．１０％、Ｖ：０．１５〜０．２５％
、Ｓｂ：０．０３〜０．５０％を含み、残部Ｆｅおよび
不純物からなることを特徴とする低脱炭ばね鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15007488A JPH01319650A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 低脱炭ばね鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15007488A JPH01319650A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 低脱炭ばね鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319650A true JPH01319650A (ja) | 1989-12-25 |
Family
ID=15488953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15007488A Pending JPH01319650A (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 低脱炭ばね鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01319650A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5470528A (en) * | 1994-04-04 | 1995-11-28 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Low decarburization spring steel |
| US5575973A (en) * | 1993-12-29 | 1996-11-19 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | High strength high toughness spring steel, and manufacturing process therefor |
| JP2011127181A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Aichi Steel Works Ltd | 強度と靱性に優れた板ばね用鋼及び板ばね部品 |
| WO2013132829A1 (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね鋼 |
| WO2015037246A1 (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね用鋼およびばねの製造方法 |
| JP2016084515A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね用鋼およびばね |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15007488A patent/JPH01319650A/ja active Pending
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| CN105612268A (zh) * | 2013-09-11 | 2016-05-25 | 杰富意钢铁株式会社 | 弹簧用钢和弹簧的制造方法 |
| EP3045556A4 (en) * | 2013-09-11 | 2016-12-28 | Jfe Steel Corp | STEEL FOR SPRING AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SPRING |
| US10041160B2 (en) | 2013-09-11 | 2018-08-07 | Jfe Steel Corporation | Steel for spring, and method for producing spring |
| JP2016084515A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ばね用鋼およびばね |
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