JPH07157846A - 高強度ばね用鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 引張強度が２００Kgf/mm² 以上であり、且つ
ばね特性として重要な疲労特性やへたり特性に優れ、且
つ腐食疲労特性の良好な高強度ばねを得ることのできる
ばね用鋼を提供することを目的とする。 【構成】 鋼材中に含まれるＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｖ等の各含有率を特定すると共に、(550-333
[C]-34[Mn]-20[Cr]-17[Ni]-11[Mo] ≧300)（但し、［元
素］は各元素の重量％）の関係を満たし、更には適量の
Ｌａ，Ｃａ，Ｃｅ，Ｗを含み、且つ酸化物系介在物の平
均粒子径の特定された、高強度で疲労特性の改善された
ばね用鋼である。また上記構成に加えて、(50[Si]+25[N
i]+40[Cr]-100[C]≧230)の関係を満足させることによっ
て腐食疲労特性も改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジン等の
内燃機関の弁ばねや懸架ばね等に使用される高強度ばね
用鋼に関し、特に材料強度が２００kgf/mm² 以上であ
り、しかもばね特性として要求される疲労寿命およびへ
たり特性を十分に満足し、更には耐食性を高めて腐食疲
労特性の改善された高強度ばねを製造する為のばね用鋼
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ばね用鋼の化学成分はJIS G3565 〜356
7，4801等に規定されており、それらから製造された圧
延材を所定の線径まで伸線加工し、その後オイルテンパ
ー処理してからばね加工（冷間加工）したり、圧延材を
伸線加工し、加熱してばね成形した後焼入れ焼戻し（熱
間加工）を行なうこと等により、各種ばねが製造されて
いる。近年、ばねに対する要求が次第に厳しくなってく
るにつれ、各種の合金鋼に熱処理を施したものが多く利
用されている。

【０００３】従来のばね鋼においては、焼入れ焼戻し後
の強度が１６０〜１８０kgf/mm² 程度であるのが一般的
であるが、強度が２００kgf/mm² 以上の高強度ばね用鋼
が要求される様になってきた。従来鋼の強度を熱処理等
によって２００kgf/mm² 以上にすることも可能である
が、その様にした場合、ばね特性として必要な疲労寿命
やへたり特性が満足できないという問題があった。

【０００４】更に一般的傾向として、ばね用鋼において
は素線の強度を高めるにつれて、ばね特性の一つである
腐食疲労特性が著しく低下する傾向があることはよく知
られている。腐食疲労特性が悪化する一つの理由として
は、使用中にばね表面に深さ約１００μｍ程度の孔食が
生じ、それが応力集中源となって疲労亀裂の発生・進展
の起点となることが挙げられる。また、高強度化するに
つれて傷に対する感受性も敏感になると言われている。
このため、比較的短い使用期間で折損等を生ずることが
懸念され、特に北米地方の様に冬季に凍結防止剤として
塩を撒く様な高腐食環境下で使用される自動車部品など
として使用する場合は、腐食疲労特性が大きな問題とな
る。

【０００５】こうした状況の下で本発明者らは、腐食疲
労強度の改善を目的として研究を行なっており、鋼中の
Ｃ，Ｓｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ等の各含有率を特定す
ると共に、これら各成分含有率の相互関係、並びに酸化
物系介在物の平均粒子径などを特定することにより、疲
労特性やへたり特性、更には腐食疲労特性などが改善さ
れることを知り、こうした知見を元にして先に特許出願
を行なった（特開平５−1951531 号公報）。ところが上
記の改良発明でさえも、より厳しい環境下での腐食疲労
特性については尚不十分であり、一層の改善が望まれ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこの様な事情
に着目してなされたものであって、その目的は、強度が
２００kgf/mm² 以上であり、しかも前記公開発明で得ら
れる耐疲労特性や耐へたり特性などを満足しつつ、耐食
性および耐腐食疲労特性の一段と改善された高強度ばね
を与える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】上記目的を達成し得た本
発明の高強度ばね用鋼とは、 Ｃ ：０．３〜０．５％ Ｓｉ：１〜４％ Ｍｎ：０．２％以上０．５％未満 Ｎｉ：０．５〜４％ Ｃｒ：０．３〜５％ Ｍｏ：０．１〜２％ Ｖ ：０．１〜０．５％を夫々含有し、 550-333[C]-34[Mn]-20[Cr]-17[Ni]-11[Mo]≧300 （但し、［元素］は各元素の重量％を表す）の関係を満
足すると共に、 Ｌａ：０．００１〜０．１％ Ｃａ：０．００１〜０．１％ Ｃｅ：０．００１〜０．１％ Ｗ ：０．０１〜１％よりなる群から選択される少なく
とも１種の元素を含有し、あるいは更に他の元素として Ｎｂ：０．０５〜０．５％ Ｃｕ：０．１〜１％ Ａｌ：０．０１〜０．１％ Ｃｏ：０．１〜５％よりなる群から選択される少なくと
も１種の元素を含有し、残部鉄および不可避不純物から
なり、且つ鋼材の中心を含む圧延方向断面における表面
から３ｍｍまでの被検面積１６０mm² 内において平均粒
子径５０μｍ以上の酸化物系介在物を含まず、平均粒子
径２０μｍ以上の酸化物系介在物が１０個未満であると
ころに要旨を有するものである。

【０００８】また本発明においては、上記構成に加え
て、不可避不純物として混入してくる酸素を１５ppm 以
下、窒素を１００ppm 以下、燐を１００ppm 以下、硫黄
を１００ppm 以下に制限し、更には、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｉお
よびＣｒの各含有量が 50[Si]+25[Ni]+40[Cr]-100[C] ≧230 （但し、［元素］は各元素の重量％を表す）の関係を満
たす様に成分調整することによって、耐食性および腐食
疲労特性の非常に優れた高強度ばね用鋼を得ることがで
きる。

【０００９】

【作用】先の公開発明にも開示した様に、材料を高強度
化して疲労寿命を向上させるためには、素材の靭性向上
を図る必要がある。従来のばね用鋼では、弾性限を高め
るという観点から炭素含有量の比較的高い鋼が用いられ
てきたのであるが、素材の靭性向上を図るため、炭素量
を従来のばね用鋼の含有量から大幅に減少させることが
有効であることは厚板の結果から明らかである。但し、
引張強度を２００kgf/mm² レベル以上に高めるという観
点からすれば、炭素量を減少し過ぎると焼入れ焼戻し後
の強度不足を招くので、炭素量の低減には自ずと限界が
ある。また合金元素を適切な範囲に調整しつつ添加する
必要がある。

【００１０】本発明者らは、靭性向上の観点から炭素の
適切な範囲として０．３〜０．５％を選び、この範囲に
おける各種合金元素量が焼入れ焼戻し後の強度および靭
性に与える影響について調査した。その結果、上記炭素
量の範囲において焼入性向上元素を多量に添加した場合
には、焼入れ焼戻し後の強度が逆に低下することが分か
った。これは合金元素量を増やすことにより、焼入れ焼
戻し後の残留オーステナイト量が増大して強度が低下す
るものと考えられる。この様な観点から、高強度ばねと
して必要な強度および靭性を確保するには、各合金元素
の添加割合を適切な範囲に調整するのは勿論であるが、
少なくとも下記(1) 式の関係を満足する必要がある。 550-333[C]-34[Mn]-20[Cr]-17[Ni]-11[Mo]≧300 (1) （但し、［元素］は各元素の含有％を示す）

【００１１】一方、先に説明した様に引張り強度が２０
０kgf/mm² 以上の高強度鋼になると腐食疲労特性が著し
く悪くなる。これは、高強度化に伴って傷などの欠陥に
対する感受性が敏感になるためと思われ、腐食環境下に
曝らすとばねの表面に孔食が生じ、これが亀裂発生の起
点となって折損等を起こす原因となる。その為、腐食環
境下に曝らされた場合でも表面に孔食を生じさせない
様、合金元素を適量添加する必要がある。そこで前述の
先願発明では、合金元素のうちＣｒ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｃｒ
の各含有量が下記(2) 式の関係を満たす様に調整し、そ
れにより、耐孔食性および腐食疲労特性の非常に良好な
ばね用鋼を得るものである。 50[Si]+25[Ni]+40[Cr]-100[C] ≧230 (2) （但し、［元素］は各元素の含有％を表す）

【００１２】本発明では、こうした先願発明の構成に加
え、更に他の添加元素としてＬａ，Ｃａ，Ｃｅ，Ｗより
なる群から選択される少なくとも１種の元素を含有せし
め、それにより腐食疲労特性を一段と高めることに成功
したものである。また本発明においても、鋼を清浄化し
て不純介在物量を可及的に少なくすることは疲労特性の
向上に有効であり、特に酸化物系介在物として、被検面
積１６０mm² において平均粒子径５０μｍ以上の酸化物
系介在物を含まず、且つ平均粒子径２０μｍ以上のもの
が１０個未満に制限されたものは、非常に優れた耐疲労
特性を発揮する。ここで平均粒子径とは、酸化物系介在
物の長径と単径の平均値を意味し、また被検面とは、供
試鋼材断面における表層から３mmまでの領域をいう。次
に、本発明に係る高強度ばね用鋼における化学成分の限
定理由を説明する。 Ｃ：０．３〜０．５％ Ｃは焼入れ焼戻し後の強度を高めると共に、腐食疲労特
性の要因である耐孔食性を高める上でも不可欠の元素で
あり、Ｃ含有量が０．３％未満では、焼入れ後のマルテ
ンサイトの硬さが低くなり過ぎ、焼入れ焼戻し後の強度
が不足する。また0.5 ％を超えて過多に添加すると、焼
入れ焼戻し後の靭性が劣化するばかりでなく、希望する
疲労特性や腐食疲労特性が得られなくなる。

【００１３】Ｓｉ：１〜４％ Ｓｉは固溶強化元素として必要であり、１％未満ではマ
トリックスの強度が不十分になる。しかしながら４％を
超えて添加すると、焼入れ加熱時に炭化物の溶け込みが
不十分になり、高温に加熱しないと均一にオーステナイ
ト化しなくなって焼入れ焼戻し後の強度が低下するばか
りか、ばねにおける耐へたり特性も悪くなる。２００Kg
f/mm² 以上の強度を安定して得るためのより好ましいＳ
ｉ量は１．５〜３．５％の範囲である。

【００１４】Ｍｎ：０．２％以上０．５％未満 Ｍｎは焼入れ性向上元素として０．２％以上は必要であ
る。しかしＭｎは焼入れ焼戻し後の素材に対して水素透
過性を高め、その結果として腐食環境下での水素脆化を
促進させる。従って、水素脆化による粒界破壊の発生を
防止し疲労寿命の低下を防止するという観点から、０．
５％未満に抑える必要がある。

【００１５】Ｎｉ：０．５〜４％ Ｎｉは焼入れ焼戻し後の素材靭性を向上させ、且つ耐孔
食性を高める作用があり、更にはばね特性として重要な
耐へたり性を大幅に改善する作用があり、これらの作用
を有効に発揮させるには少なくとも０．５％以上含有さ
せなければならない。しかし４％を超えて含有させると
Ｍｓ点が低下し、残留オーステナイトの影響により所定
の引張強度が得られなくなる。尚、Ｎｉは高価な金属で
あるので、経済性を考慮してより好ましい含有量は０．
５〜２％の範囲である。

【００１６】Ｃｒ：０．３〜５％ ＣｒはＭｎと同様に焼入性向上に有効である。またＣｒ
は耐熱性を改善する元素でもある。更に、ばね特性とし
て重要な耐へたり特性を大幅に改善することが種々の検
討から明らかになった。こうした効果は０．３％以上含
有させることによって有効に発揮されるが、多過ぎると
焼入れ焼戻し後の靭性が低下する傾向があるので、上限
は５％と定めた。良好な強度−延性バランスを得る意味
からより好ましいＣｒ量は０．３〜３．５％の範囲であ
る。

【００１７】Ｍｏ：０．１〜２％ Ｍｏは炭化物生成元素であり、焼戻し時に微細な合金炭
化物を析出させ、２次硬化を促進させることによって耐
へたり特性および耐疲労特性を向上させる。０．１％未
満ではその効果が不十分であり、２％でそれらの効果は
飽和するので、それ以上含有させることは無駄である。

【００１８】Ｖ：０．１〜０．５％ Ｖは結晶粒度を微細化して耐力比を高め、耐へたり特性
を改善するのに有効である。この効果を有効に発揮させ
るには0.1 ％以上の添加が必要である。しかしながら
０．５％を超えて添加すると、焼入れ加熱時にオーステ
ナイト中に固溶されない合金炭化物量が増大し、大きな
塊状物となって残存することから疲労寿命を低下させ
る。

【００１９】Ｌａ：０．００１〜０．１％，Ｃａ：０．
００１〜０．１％，Ｃｅ：０．００１〜０．１％，Ｗ
：０．０１〜１％よりなる群から選択される少なくと
も１種の元素 本発明における最も特徴的な添加合金元素であり、これ
らはいずれも耐孔食性を高めるために欠くことのできな
い元素であって、目的達成のためにはこれらの１種もし
くは２種以上を規定量含有させなければならず、不足す
る場合は満足のいく耐食性並びに腐食疲労特性を確保す
ることができなくなる。しかしながらＬａが規定量を超
えると、酸化物系介在物量が増大して靭性を悪化させる
と共に、製鋼時の炉壁の溶損が著しくなり、生産性に悪
影響を及ぼす様になるので、０．１％を上限とした。

【００２０】またＣａ量が０．１％を超える場合も、酸
化物系介在物量の増大によって靭性を悪化させると共に
炉壁の溶損が著しくなり、Ｃｅ量が０．１％を超える場
合も同様に酸化物系介在物量の増大によって靭性に悪影
響を及ぼす。また、Ｗ添加による耐孔食性改善効果は１
％で飽和するので、それ以上の添加は無駄である。

【００２１】本発明の高強度ばね用鋼は、以上の元素を
基本成分とし、残部鉄および不可避不純物からなるもの
であるが、必要に応じてＮｂ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｃｏの各元
素を１種もしくは２種以上含有させることによって、そ
の特性を一段と高めることが可能であり、それら元素を
含有させる時の好ましい含有量は下記の通りである。

【００２２】Ｎｂ：０．０５〜０．５％ ＮｂはＶと同様に結晶粒度を微細化して耐力比を向上さ
せ、耐へたり性を改善する作用があり、その効果は０．
０５％以上含有させることによって有効に発揮される。
しかし０．５％を超えて含有させてもそれ以上の効果は
得られず、むしろ焼入れ加熱時に粗大な炭窒化物が生成
して耐疲労寿命を劣化させる。

【００２３】Ｃｕ：０．１〜１％ Ｃｕは電気化学的に鉄より貴な元素であり、腐食環境中
で全面腐食を促進させることによって耐孔食性を高める
作用がある。こうした作用は０．１％以上の添加で有効
に発揮されるが、１％を超えて含有させてもそれ以上の
効果は得られず、むしろ熱間圧延時に素材の脆化を引き
起こす恐れが生じてくる。

【００２４】Ａｌ：０．０１〜０．１％ Ａｌは脱酸を容易にする元素であり、その効果は０．０
１％以上の添加によって有効に発揮される。しかし、
０．１％を超えて添加するとＡｌ₂ Ｏ₃ の粗大介在物を
生成して耐疲労特性を低下させる。

【００２５】Ｃｏ：０．１〜５％ Ｃｏは固溶強化元素であり、且つ靭性も劣化させないと
いう特性があり、更には耐食性を高める作用も有してお
り、それらの作用は０．１％以上、より好ましくは１％
以上含有させることによって有効に発揮される。しかし
高価な元素であるため５％を一応の上限とした。また不
可避不純物として混入してくるＯ、Ｎ、Ｐ、Ｓは、非金
属介在物となって強度や疲労特性あるいは水素脆性を悪
化させるのでできるだけ少なく抑えることが好ましい
が、下記の量であれば実質的な障害は生じない。

【００２６】Ｏ：１５ppm 以下、Ｎ：１００ppm 以下 Ｏは、疲労破壊の起点となる酸化物系介在物（特にＡｌ
₂ Ｏ₃ ）を生成して強度劣化の原因となるので、より高
強度化するには１５ppm 以下、より好ましくは１０ppm
以下に抑えることが望まれる。またＮは、焼入れ焼戻し
後の延性や靭性を低下させるため１００ppm 以下に抑え
るのがよい。

【００２７】Ｐ：１００ppm 以下，Ｓ：１００ppm 以下 Ｐは粒界偏析を起こして素材を脆化させる元素であり、
特に水素脆化を助長し易いため、Ｐの含有量が多くなる
とその危険度が増大してくる。従ってより高強度化する
には、Ｐを１００ppm 以下に抑えることが望まれる。ま
た、ＳもＭｎＳ系介在物等の生成により素材を脆化させ
る不純元素であり、１００ppm 以下に抑えることが望ま
れる。

【００２８】ところで高強度ばねを製造するに当たって
は、上記の様な成分組成範囲および前記(1) 式や(2) 式
の関係を満足するばね用鋼を用い、焼入時の冷却終了温
度を５０℃以下にし、引き続き焼戻し処理するのがよ
い。これによって希望する高強度・高靭性のばねを得る
ことができる。

【００２９】尚通常のばね鋼の焼入れは、焼割れ発生防
止という観点から油焼入れが採用されており、油の粘性
等を考慮してその温度は７０〜８０℃とされており、通
常の油焼入れでは焼入れ時の冷却終了温度を５０℃以下
にすることは難しい。しかしながら、焼入れ初期を油で
冷却し５００℃以下の温度範囲を水冷する方法、或は水
に水溶性焼入れ剤等を添加することによって焼割れを防
ぐ方法等を採用することによって、上記の様な焼入れ条
件を達成することができる。

【００３０】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更
して実施することはいずれも本発明の技術的範囲に含ま
れるものである。

【００３１】

【実施例】表１、２に示すＮo.１〜３１の化学成分鋼を
溶製した後、鍛造で１１５mmの角ビレットを製作し、線
材圧延によって直径１１mmの線材まで圧延した。焼鈍お
よび伸線加工を施した後、焼入れ焼戻し処理を行なっ
た。このとき焼入れ加熱温度は９５０℃として油焼入れ
を行ない、焼戻し温度は４００℃とした。熱処理後のサ
ンプルから引張り試験片、残留剪断歪測定試験片、回転
曲げ疲労試験片および腐食試験片を準備し、夫々の試験
に供した。残留剪断歪測定試験、回転曲げ疲労試験およ
び腐食試験の各条件は下記の通りである。

【００３２】［残留剪断歪測定試験］ （ばね諸元） 材料の線径 ：９．０mm コイル平均径：８５mm 総巻き数 ：７巻 有効巻き数 ：５．５巻 自由高さ ：３２０mm （セッチング応力） 最大剪断応力：１０kgf/mm² （試験条件） 締付け応力：１３０kgf/mm² 試験温度 ：８０℃ 試験時間 ：７２時間 （残留剪断歪の算出方法） τΔｐ＝８ＤΔｐ／πｄ³ (3) τ＝Ｇγ (4) (3) ，(4) 式より γΔｐ＝τΔｐ／Ｇ×１００ 但し、τΔｐ：荷重損失量に相当するねじり応力(kgf/m
m²） ｄ ：経径(mm) Ｄ ：コイル平均径 Δｐ：荷重損失量 Ｇ ：横弾性係数(kgf/mm²） （８０００kgf/mm² を採
用）

【００３３】［回転曲げ疲労試験］ （試験条件） 試験温度：室温 表面状態：ショットピーニング肌 （疲労限の判定） １０⁷ 回を２度クリヤーしたときの試験応力 ［酸化物系介在物測定方法］ 対象材：直径１１mmの圧延材の縦断面 測定面積：１６０mm² （表層から３mmまで） 測定装置：光学顕微鏡 平均粒子径：（長径＋短径）／２ ［腐食試験方法］ 腐食条件：１サイクル 塩水噴霧×８hr→３５℃，６０
％RH×１６hr サイクル数：１４サイクル 孔食深さ測定法：レーザー顕微鏡による焦点深度法 試験結果を前記(1) 式および(2) 式の値、並びに酸化物
系介在物のうち被検面積１６０mm² 内における平均粒子
径２０μm 以上のものの数と共に表３、表４に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】表１〜４より次の様に考察することができ
る。 Ｃ量が0.3%未満のもの（No. ２１）では、強度不足で
２００kgf/mm² 以上の引張強度が得られない。一方、Ｃ
量が０．５％を超えるもの（No. ２２）では、引張強度
は２００kgf/mm² となるが、絞り値（ＲＡ）が大幅に悪
くなる。またＳｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏについても
夫々の含有量が不足するもの（No. ２３，２４，２６，
２８，２９，３０）でも、やはり２００kgf/mm² 以上の
引張強度が得られない。またNo. ３１のデータからも明
らかである様に、各元素量が規定要件を満たすものであ
っても、(1) 式の要件を欠くものでは焼入れが不十分と
なって熱処理後の強度が十分に上がらない。

【００３９】耐へたり性の指標となる残留剪断歪の値
を比較すると、本発明鋼は比較鋼に比べて高強度である
にもかかわらず優れた耐へたり特性を有していることが
分かる。またNo. ６に見られる様に、鋼中に適量のＮｂ
を含有させると残留剪断歪が一段と小さくなり、耐へた
り性の向上に有効であることが分かる。

【００４０】回転曲げ疲労特性（疲労限：kgf/mm² ）
については、鋼中に存在する粗大な酸化物系介在物の影
響が顕著に表われている。即ち疲労強度は母材強度が高
くなるにつれて増加する傾向があるが引張強度２００kg
f/mm² レベル以上の高強度のものになると、酸化物系介
在物のうち被検面積１６０mm² 内における平均粒子径２
０μｍ以上の粗大物の数によって疲労特性は著しく変わ
り、その数が１０個以上になると（No. １６，１７，１
８，１９，２１，２２，２３，２８，２９，３０）疲労
強度は明らかに悪くなっている。また平均粒子径が５０
μｍを超えるより粗大な酸化物系介在物は一層疲労亀裂
の起点となり易く、疲労特性を著しく劣化させることも
確認している。

【００４１】尚図１は表１〜４におけるNo. １の本発明
鋼とNo. １８，１９の比較鋼（平均粒子径２０μｍ以上
の酸化物系介在物の個数を変えたもの）についての回転
曲げ疲労試験結果をグラフ化して示したもの、図２〜４
は同じくNo. １，１８，１９の各鋼における酸化物系介
在物の平均粒子径とその分布を示したものであり、これ
らの図からも、粗大な酸化物系介在物が存在することに
よって、疲労特性に顕著な悪影響が表われることが分か
る。

【００４２】次に腐食試験結果については、Ｌａ，Ｃ
ａ，Ｃｅ，Ｗの添加効果が端的に表われている。即ちN
o. １〜４の鋼種は、No. ２０の比較鋼に対して適量の
Ｌａ，Ｃａ，Ｃｅ，Ｗを夫々添加したものであり、孔食
深さが一段と小さくなっていることが分かる。更に、前
記(2) 式の要件を満たす様に成分調整を行なったものも
の（No. ９，１０，１１，１２，１３）は一段と優れた
耐孔食性を示しており、耐腐食特性に優れたものである
ことが分かる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、20
0kgf/mm²レベル以上の引張強度を示し、しかも耐疲労特
性、耐へたり特性および耐腐食疲労特性の非常に良好な
高強度ばねを得ることのできるばね用鋼を提供し得るこ
とになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例で得たばね用鋼の回転曲げ試験結果を示
すグラフである。

【図２】実験Ｎｏ．１のばね用鋼に含まれる酸化物系介
在物の平均粒子径とその分布を示すグラフである。

【図３】実験Ｎｏ．１８のばね用鋼に含まれる酸化物系
介在物の平均粒子径とその分布を示すグラフである。

【図４】実験Ｎｏ．１９のばね用鋼に含まれる酸化物系
介在物の平均粒子径とその分布を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永松 孝彦 兵庫県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 下津佐 正貴 兵庫県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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ ：０．３〜０．５％（重量％の意味、以下同じ） Ｓｉ：１〜４％ Ｍｎ：０．２％以上０．５％未満 Ｎｉ：０．５〜４％ Ｃｒ：０．３〜５％ Ｍｏ：０．１〜２％ Ｖ ：０．１〜０．５％を夫々含有し、 550-333[C]-34[Mn]-20[Cr]-17[Ni]-11[Mo]≧300 （但し、［元素］は各元素の重量％を表す）の関係を満
   足すると共に、 Ｌａ：０．００１〜０．１％ Ｃａ：０．００１〜０．１％ Ｃｅ：０．００１〜０．１％ Ｗ ：０．０１〜１％よりなる群から選択される少なく
   とも１種の元素を含有し、残部鉄および不可避不純物か
   らなり、且つ鋼材の中心を含む圧延方向断面における表
   面から３ｍｍまでの被検面積１６０mm² 内において平均
   粒子径５０μｍ以上の酸化物系介在物を含まず、平均粒
   子径２０μｍ以上の酸化物系介在物が１０個未満である
   ことを特徴とする疲労強度の優れた高強度ばね用鋼。
2. 【請求項２】Ｃ ：０．３〜０．５％ Ｓｉ：１〜４％ Ｍｎ：０．２％以上０．５％未満 Ｎｉ：０．５〜４％ Ｃｒ：０．３〜５％ Ｍｏ：０．１〜２％ Ｖ ：０．１〜０．５％を夫々含有する他、 Ｎｂ：０．０５〜０．５％ Ｃｕ：０．１〜１％ Ａｌ：０．０１〜０．１％ Ｃｏ：０．１〜５％よりなる群から選択される少なくと
   も１種の元素を含有し、 550-333[C]-34[Mn]-20[Cr]-17[Ni]-11[Mo]≧300 （但し、［元素］は各元素の重量％を表す）の関係を満
   足すると共に、更に Ｌａ：０．００１〜０．１％ Ｃａ：０．００１〜０．１％ Ｃｅ：０．００１〜０．１％ Ｗ ：０．０１〜１％よりなる群から選択される少なく
   とも１種の元素を含有し、残部鉄および不可避不純物か
   らなり、且つ鋼材の中心を含む圧延方向断面における表
   面から３ｍｍまでの被検面積１６０mm² 内において平均
   粒子径５０μｍ以上の酸化物系介在物を含まず、平均粒
   子径２０μｍ以上の酸化物系介在物が１０個以下である
   ことを特徴とする疲労強度の優れた高強度ばね用鋼。
3. 【請求項３】 酸素が１５ppm 以下、窒素が１００ppm
   以下、燐が１００ppm 以下、硫黄が１００ppm 以下に制
   限されたものである請求項１または２に記載の高強度ば
   ね用鋼。
4. 【請求項４】 Ｃ、Ｓｉ、ＮｉおよびＣｒの各含有量が 50[Si]+25[Ni]+40[Cr]-100[C] ≧230 （但し、［元素］は各元素の重量％を表す）の関係を満
   たし、耐食性の改善されたものである請求項１〜３のい
   ずれかに記載の高強度ばね用鋼。