JPH1143741A - 靱性及び疲労特性に優れたばね用鋼材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｓ含有量を無理に低減しなくともＳの有する
悪影響を抑止でき、靱性及び疲労特性の両方に優れたば
ね用鋼材を提供する。 【解決手段】 Ｃを０．６５％以下含有し、Ｓを０．０
２０％以下含有するばね用鋼材であって、Ｃｕ硫化物を
Ｃｕ換算で０．００５％以上含有することを特徴とす
る。また［Ｃｕ硫化物（Ｃｕ換算量）］／［Ｍｎ硫化物
（Ｍｎ換算量）］の値を０．２０以上に制御しても優れ
た靱性及び疲労特性を得ることができる。靱性及び疲労
特性の向上に有効なＣｕ硫化物を生成する上で、Ｍｎ含
有量を０．３０％以下、Ｃｕを０．２０％以上含有する
ことが望ましく、高強度を得る上で、Ｃを０．３５％以
上含有させ、Ｓｉを１．０％以上含有させることが望ま
しい。更にＴｉを０．０１５％以上含有させることによ
り靱性及び疲労特性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は靱性及び疲労特性に
優れたばね用鋼材（圧延線・棒材）に関し、詳細には自
動車等における内燃機関の弁ばねや、懸架ばね，スタビ
ライザー，トーションバー等に加工した際に高い靱性と
優れた疲労特性を発揮する高強度ばね用鋼材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ばねに対する要求特性は一段と厳
しくなってきており、例えば自動車用等に用いられるば
ねにおいては、ばねの許容荷重の増加，軽量化，小型化
などの観点から、ばね用鋼材の高強度化が求められてい
る。

【０００３】但し、一般的に鋼材の高強度化は靱性の劣
化を招くものであり、ばねの靱性が低下すると、衝撃的
な荷重が負荷されたときに破壊しやすくなり、また疵や
腐食ピット等の欠陥が生じたときに容易に破壊してしま
うため、部材の信頼性が確保できない。この靱性の低下
は、高強度化により粒界強度が相対的に弱くなること、
欠陥感受性が増すこと、亀裂進展抵抗が低くなることな
どに起因すると言われており、特に腐食環境下において
は、鋼中の旧オーステナイト粒界を水素が拡散移動する
ことによって粒界の結合エネルギーが弱まり、脆性破壊
が生じるものであり、水素脆性として知られている。本
発明者らは、ばね用鋼においてＴｉやＮｂ等の炭窒化物
よりなる微細な析出物を分散させると、水素をトラップ
して水素脆化を抑制できることを見出し、先に出願した
（特願平８−２８４３１５号）。上記ばね用鋼は、高い
耐水素脆性と優れた疲労特性を有するものであるが、上
記炭窒化物形成元素は、一般に高価なものが多く鋼材コ
ストの上昇を招くと共に、上記炭窒化物が粗大になると
疲労破壊の起点となるので、鋳造条件及び圧延条件には
十分な注意を払って、上記炭窒化物のサイズを微細なま
ま維持することが必要である。

【０００４】また、ばねの靱性や疲労特性に悪影響を及
ぼす元素としてＳが知られており、Ｓ含有量が多いと以
下の〜の作用によりばねの靱性や疲労特性が劣化す
ることから、Ｓ量を極力低減することが一般的に行われ
ている。即ち、 鋼中に固溶されているＳは、粒界に偏析し易く、粒
界の靱性を低下させる作用を有する。 ＳがＭｎと結合すると粗大なＭｎ硫化物となり易
く、この粗大なＭｎ硫化物が応力集中源となって靱性や
疲労特性を劣化させる。 尚、ＴｉやＮｂ等の炭窒化物形成元素を含有するば
ね用鋼では、前述の通り、微細なＴｉ系炭窒化物が脆化
元素である水素をトラップすることにより靱性は向上す
るものであるが、Ｓが存在すると炭窒化物形成元素は硫
化物を作ってしまい、水素の捕捉に有効な炭窒化物の生
成量が少なくなり、十分な靱性・疲労特性向上効果が得
られない。

【０００５】Ｓ量を低減するには、予備処理炉として転
炉形式の炉を用いる方法や、溶銑鍋を用いる方法、或い
は混銑車を用いる方法等がある。現在主流となっている
のは、最も安価で且つ高い脱燐反応効率が得られる転炉
形式の炉を使用する方法であり、焼石灰や酸化鉄を主成
分とする脱燐材を溶銑に吹き込みながら酸素ガスを上吹
きする方法が汎用されている。しかしながら、Ｓを通常
の製鋼プロセスで低減するには限界があり、それ以上に
低減したいときには特殊な工程を導入せざるを得なかっ
た。

【０００６】また応力集中源となる粗大なＭｎ硫化物を
低減するという観点からＭｎ量を低減することも提案さ
れているが、Ｍｎ含有量を抑えると焼入れ性が低下し、
不完全焼入れ組織が生成することにより、疲労寿命など
に悪影響を及ぼす場合があり、しかもＭｎ硫化物の生成
量が少なくなる分、固溶Ｓ量は増加することになるので
前記やによる悪影響がむしろ大きくなってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、Ｓ含有量を無理に低減し
なくともＳの有する上記〜の悪影響を抑止でき、靱
性及び疲労特性の両方に優れたばね用鋼材を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明のばね用鋼材とは、Ｃを０．６５％以下含有し、Ｓを
０．０２０％以下含有するばね用鋼材であって、Ｃｕ硫
化物をＣｕ換算で０．００５％以上含有するものである
ことを要旨とするものである。

【０００９】また、Ｃを０．６５％以下含有し、Ｓを
０．０２０％以下含有するばね用鋼材において、［Ｃｕ
硫化物（Ｃｕ換算量）］／［Ｍｎ硫化物（Ｍｎ換算
量）］の値を０．２０以上に制御しても優れた靱性及び
疲労特性を得ることができ、更に、Ｃｕ硫化物をＣｕ換
算で０．００５％以上含有させれば、より一層優れた靱
性及び疲労特性を得ることができる。

【００１０】靱性及び疲労特性の向上に有効なＣｕ硫化
物を生成する上で、Ｍｎ含有量を０．３０％以下、Ｃｕ
を０．２０％以上含有することが望ましく、高強度を得
る上で、Ｃを０．３５％以上含有させ、Ｓｉを１．０％
以上含有させることが望ましい。更にＴｉを０．０１５
％以上含有させることにより靱性及び疲労特性を向上さ
せることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明者らは、Ｓを無理に低減し
なくとも上記〜による悪影響を抑止して、疲労強度
と靱性の両方に優れたばね用鋼材を開発すべく鋭意研究
を重ねた。その結果、Ｓをある程度含有していても、Ｃ
ｕ硫化物として存在させれば、Ｓが有する前記〜の
悪影響の発現を抑止できることを見出し、本発明に想到
した。具体的には、Ｓを０．０２０％以下含有するばね
用鋼材において、Ｃｕ硫化物をＣｕ換算で０．００５％
以上含有させるか、或いは［Ｃｕ硫化物（Ｃｕ換算
量）］／［Ｍｎ硫化物（Ｍｎ換算量）］（以下、硫化物
形成Ｃｕ／Ｍｎ比ということがある）の値を０．２０以
上に制御すれば良いが、両方の条件を満足すれば、より
優れた靱性及び疲労特性を得ることができる。尚、Ｓが
有する前記〜の悪影響を抑制する上で、Ｃｕ硫化物
の含有率（Ｃｕ換算）で０．０１０％以上が好ましく、
０．０１５％以上であるとより好ましい。また、［Ｃｕ
硫化物（Ｃｕ換算量）］／［Ｍｎ硫化物（Ｍｎ換算
量）］の値は、０．５以上であると好ましく、１．０以
上であると腐食疲労特性がより一層向上するので好まし
い。

【００１２】この様に、Ｓをある程度含有していても、
Ｃｕ硫化物として存在させれば、Ｓが有する前記〜
の悪影響を抑制できる理由としては、以下の様に説明で
きる。

【００１３】ＭｎＳ等のＭｎ硫化物は、数μｍから数百
μｍ以上の大きさに成長し易く、かつ圧延により延伸さ
れると一層長くなって粗大化し、応力集中源となって靱
性及び疲労特性に悪影響を及ぼすものである。これに対
して、ＣｕＳ等のＣｕ硫化物の大きさ（直径）は通常１
μｍ前後以下であり、且つ圧延時に延伸する割合も小さ
いので圧延後も微細粒子として存在するため応力集中源
となりにくく、靱性及び疲労特性に与える悪影響は極め
て少ない。従って、Ｍｎ硫化物の生成を抑制してＣｕ硫
化物の生成を促進することによって、応力集中源の形成
を抑制すると共に、固溶Ｓを少なくすることができるの
で、粒界強度の劣化を招くこともなく、靱性及び疲労特
性を向上させることができるものと考えられる。

【００１４】またＣｕＳ等のＣｕ硫化物は、上述のＴｉ
等の炭窒化物と同様に鋼中の水素を捕捉して靱性を高め
る作用も有している。更にＴｉ等の炭窒化物形成元素を
含有するばね用鋼においては上記作用に加えて、Ｃｕ硫
化物を生成させることでＴｉ等の炭窒化物形成元素が硫
化物を形成する傾向を下げ、Ｔｉ等の炭窒化物を十分析
出させることにより靱性及び疲労特性を高くすることが
できる。

【００１５】本発明のばね用鋼では、Ｓを製鋼プロセス
で極度に低減する必要はなく、０．０２０％以下の範囲
であればその存在を許容するものであり、例えば０．０
１％以上含有させることができる。但し、Ｓ含有量が多
過ぎると、固溶Ｓが増大するとともにＭｎ硫化物の生成
傾向も高まるために靱性が劣化するので、Ｓは０．０２
０％以下に制限することが必要である。

【００１６】尚、ばね用鋼において、ＣやＳｉは降伏応
力を高くしてばねとしての要求特性を確保することに関
わっている。Ｃは多過ぎるとマトリクス組織の靱性が低
下して硫化物制御の効果が小さくなるので、０．６５％
を上限とすることが必要である。但し、Ｃが少な過ぎる
と降伏応力が低くなり、へたりなどの弊害が生じるの
で、０．３５％以上含有させることが望ましい。またＳ
ｉが少な過ぎても、降伏応力が低くなり、へたり等の弊
害が生じるので、１．０％以上含有させることが望まし
い。但し、多過ぎても焼入れ加熱時に炭化物の溶け込み
が不十分となり、均一にオーステナイト化させるのによ
り高温の加熱が必要となって表面の脱炭が進み、ばねの
疲労特性が悪くなるので、上限は３．０％とすることが
望ましい。

【００１７】Ｍｎ及びＣｕの含有量を制御することは、
Ｃｕ硫化物の生成割合を高める上で非常に有効である。
Ｍｎが０．３０％を超えると、ＭｎとＳの溶解度積が高
くなるために有害なＭｎ硫化物の生成傾向が高まる。一
方、Ｃｕが０．２０％未満ではＣｕとＳの溶解度積が低
く、Ｃｕ硫化物を十分に生成させるのが困難となってく
るため、Ｍｎ硫化物や固溶Ｓの生成傾向が増す。従っ
て、Ｍｎは０．３０％以下とし、且つＣｕを０．２０％
以上とすることが推奨される。また、そもそもＣｕは電
気化学的に鉄より貴な元素であり、耐食性を高める作用
が有するが、１．０％を超えてもそれ以上の耐食性向上
効果は期待できず、むしろ熱間圧延による素材の脆化を
引き起こす恐れが生じてくるので１．０％を上限とする
ことが好ましく、０．５％以下がより好ましい。

【００１８】尚、Ｓ，Ｍｎ，Ｃｕ量が上記の範囲内であ
っても、鋳造条件や熱処理条件によってはＭｎ硫化物が
多量に生成してしまい、［Ｃｕ硫化物（Ｃｕ換算量）］
／［Ｍｎ硫化物（Ｍｎ換算量）］（以下、硫化物形成Ｃ
ｕ／Ｍｎ比ということがある）が０．２０％未満になる
ことがある。Ｍｎ硫化物は１２００〜１４００℃の高温
で生成しやすいので、鋳造時などにこの温度域に長時間
滞留することを避け速やかに冷却することが、硫化物形
成Ｃｕ／Ｍｎ比を０．２０％以上に制御する上で有効で
ある。

【００１９】硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比は、一旦０．２０
％以上に制御しておけば、通常のばね製造工程（引抜加
工後熱間巻き又はオイルテンパー線からの冷間巻きな
ど）において上記硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比が変動するこ
とはないので、最終ばね製品において良好な性能が確保
できる。

【００２０】硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比の測定方法は抽出
残滓法を用いるのが良い。この際、化合物型Ｍｎ（また
はＣｕ）として認識されるものの全てが硫化物型Ｍｎ
（またはＣｕ）であると仮定して計算しても大きな誤差
にはならないので、硫化物であることを細かく同定する
作業を省くことが可能である。

【００２１】また硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比が、ばね製造
工程で変動してしまうことはないのでその測定は圧延線
・棒鋼材、オイルテンパー線、ばね製品そのもの等いず
れの段階において行っても差し支えない。

【００２２】前述の通りＴｉは、その炭窒化物が鋼中の
水素をトラップすることによりばね用鋼の靱性及び疲労
特性を高めるので添加することが望ましい。このＴｉの
添加効果は、Ｍｎ硫化物の生成量が少なくＣｕ硫化物が
比較的多く生成されている条件下で、顕著に発揮され
る。但し、Ｔｉ添加量が少な過ぎると、Ｔｉの炭窒化物
生成量が不十分となり大きな特性向上効果は得られない
ので、Ｔｉは０．０１５％以上含有させることが好まし
い。

【００２３】本発明のばね用鋼材は、その他の含有元素
により制限を受けるものではないが、ばね鋼としての一
般的な要求特性を確保し、或いはその性能を高める意味
から、以下の元素を含有させても良い。

【００２４】Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆはいずれも炭窒化
物形成元素であり、ばね鋼中の結晶粒内および粒界に微
細な炭窒化物を析出し、水素脆化の原因となる拡散性水
素をトラップして耐水素脆化特性を高める上で、Ｔｉと
同様の作用を有する。しかも生成する炭窒化物によって
結晶粒の微細化を増進し、靱性を高めてばねの耐へたり
性を高める作用も発揮するので、Ｔｉに加えて、或いは
Ｔｉに替えて添加しても良い。これらの効果を有効に発
揮させるには、０．００１％以上、より好ましくは０．
００５％以上を含有することが望ましい。但し、多過ぎ
ると、炭窒化物が粗大化すると共にそれらの個数も増大
し、疲労特性への悪影響が顕著に現われてくるので、夫
々０．５％以下、より好ましくは０．２％以下に抑える
べきである。

【００２５】Ｍｏは、上記Ｎｂ等と同様、炭窒化物を生
成して耐水素脆性および疲労特性を高める他、粒界強度
を高めることによっても耐水素脆性や疲労特性の向上に
寄与し、更にはＭｏの存在によって腐食溶解時に生成す
るモリブデートイオンの吸着作用により耐食性を高める
という作用も発揮する。そしてこのＭｏは、鋼中への固
溶度が高くかつ炭化物が粗大化し難い等の理由から前記
Ｎｂ等の元素よりもやや多めに加えることが望ましく、
好ましくは０．０５％程度以上、より好ましくは０．１
％以上含有させるのがよい。但しＭｏ量が多くなり過ぎ
ると、こうした作用効果が飽和するばかりでなく、やは
り炭窒化物の粗大化や個数の増大を招くので、３．０％
以下、好ましくは２．０％以下に抑えるべきである。

【００２６】また炭窒化物形成元素として、Ｖを０．０
０５％程度以上、より好ましくは０．０１以上含有させ
ることも有効である。即ち、適量のＶは炭窒化物よりな
る微細析出物を形成して耐水素脆性および疲労特性を一
段と高める作用を発揮するばかりでなく、結晶粒微細化
効果を発揮して靱性や耐力を高め、更には耐食性や耐へ
たり性の向上にも寄与する。しかし多過ぎると、焼き入
れ加熱時にオーステナイト中に固溶されない炭化物量が
増大して満足な強度と硬さが得られにくくなるので、
１．０％以下、より好ましくは０．５％以下に抑えるべ
きである。

【００２７】Ｃｒは、腐食条件下で表層部に生成する錆
を非晶質で緻密なものとし、耐食性の向上に寄与する
他、Ｍｎと同様に焼入れ性向上にも有効に作用する。こ
うした効果は０．０５％以上５．０％以下の添加で有効
に発揮されるが、５．０％を超えて過度に添加すると、
焼入れ時に炭化物の溶け込みが起こりにくくなって強度
や硬さに悪影響を及ぼす様になる。Ｃｒのより好ましい
含有量は０．１〜２．０％の範囲である。

【００２８】Ｎｉは、焼入れ焼戻し後の素材の靱性を高
めると共に、生成する錆を非晶質で緻密なものとして耐
食性を高める作用があり、更にばね特性として重要なへ
たり特性を改善する作用も有している。こうした作用は
０．０５％以上３．０％以下の添加で有効に発揮される
が、好ましくは０．１％以上とするのがよい。しかし、
３．０％を超えて含有させると焼入れ性が過度に増大
し、圧延後に過冷却組織が出やすくなる。Ｎｉのより好
ましい範囲は０．１〜１．０％の範囲である。

【００２９】Ａｌ，Ｂ，Ｃｏ，Ｗは、いずれも靱性を高
めて耐へたり性の向上に寄与する元素であり、またＡｌ
は結晶粒度を微細化して耐力比を向上させ、Ｂは焼入性
の向上により粒界強度を高める作用を有し、ＣｏとＷは
焼入れ焼戻し後の強度と硬さを高める他、Ｂは表面に生
成する錆を緻密化して耐食性を高め、Ｗは腐食溶解時に
タングステン酸イオンを形成して耐食性の向上に寄与す
る。これら元素の作用は、Ａｌ：０．００５％程度以
上、Ｂ：１ｐｐｍ程度以上、Ｃｏ：０．０１％程度以
上、Ｗ：０．０１％程度以上の添加で有効に発揮される
が、Ａｌが１．０％を超えると酸化物系析出物の生成量
が増大すると共にそのサイズも粗大化して疲労特性に悪
影響を及ぼし、ＢおよびＣｏの上記添加効果は約５０ｐ
ｐｍおよび５．０％で飽和するので、それ以上の添加は
経済的に無駄であり、またＷ量が１．０％を超えると素
材靱性に悪影響を及ぼす様になる。これらの観点から上
記元素のより好ましい含有量は、Ａｌ：０．０１〜０．
５％、Ｂ：５〜３０ｐｐｍ、Ｃｏ：０．５〜３．０％、
Ｗ：０．１〜０．５％の範囲である。

【００３０】Ｃａや、Ｌａ，Ｃｅ等の希土類元素はいず
れも耐食性の向上に寄与する元素であり、またＣａは更
に強脱酸元素としての作用を発揮して鋼中の酸化物系析
出物を微細化して靱性の向上にも寄与する。こうした効
果は、Ｃａで０．１ｐｐｍ以上、ＬａやＣｅ等の希土類
元素では夫々０．００１％以上、より確実には０．００
５％以上含有させることによって有効に発揮される。但
し、Ｃａ量が２００ｐｐｍ以上になると製鋼時における
炉壁耐火物の損傷が著しくなり、またＬａやＣｅ等の希
土類元素の効果は夫々約０．１％で飽和するため、それ
以上の添加は経済的に無駄である。

【００３１】Ｎは、ＴｉやＮｂ等と炭窒化物を形成し、
拡散性水素トラップとなると共に、結晶粒微細化効果を
有効に発揮させるので、１ｐｐｍ以上含有することが好
ましく、１０ｐｐｍ以上であればより好ましい。但し、
多過ぎると、炭窒化物のサイズや個数が増大し、疲労特
性に悪影響を与えるので、２００ｐｐｍ以下が好まし
く、１００ｐｐｍ以下であればより好ましい。

【００３２】また、鋼中に不可避的に混入してくる不純
物であるＰは、粒界に偏析して粒界強度を低下させ粒界
破壊の原因となるので、０．０２％程度以下に抑えるこ
とが望ましい。また、鋼材中に混入することのある他の
不純物であるＺｎ，Ｓｎ，Ａｓ，Ｓｂについては、やは
り粒界偏析を起こして粒界強度を高め水素脆性を助長す
る傾向があるので、何れも６０ｐｐｍ程度以下に抑える
ことが望ましい。

【００３３】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・後記の主旨に適合し得る範囲で適宜変更
を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいず
れも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【００３４】

【実施例】表１に化学成分を示すＮｏ．１〜１１の鋼材
を溶製した後、造塊法または連続鋳造法によって鋳造し
た。連続鋳造は、ブルーム連鋳（鋳片の断面４３０×３
００ｍｍ）またはビレット連鋳（鋳片の断面１５５×１
５５ｍｍ）の２通りで行い、造塊法によるインゴット及
びブルーム連鋳材は、分塊圧延によって上記ビレットの
サイズに加工した。得られたビレットを熱間圧延によっ
て直径１４ｍｍの線材に加工した。この線材を直径１
２．５ｍｍまで引抜加工してから焼入れ焼戻しを行い、
回転曲げ疲労試験片を作製した。焼戻しは３５０〜４５
０℃で１時間行い試験片の硬さがＨＲＣで５３〜５５と
なる様に調整した。破壊靱性試験片は上記ビレットから
別途切り出した板材を用いて粗加工を施した後、上記と
同様の調質処理を施し、さらに仕上げ加工を行うことに
よりＣＴ試験片を作製した。上記試験片に長さ約３ｍｍ
の疲労予亀裂を導入して１０ｔオートグラフ引張試験機
を用い、大気中・室温で破壊靱性値を測定した。回転曲
げ疲労試験は平滑試験片を用い、大気中・室温で行い、
回転曲げ１０⁷ 回における大気疲労限（ＭＰａ）を測定
した。腐食疲労試験は回転曲げ試験片に５％ＮａＣｌを
滴下する装置を用いて３５℃のもと６０ｒｐｍで行い、
腐食疲労寿命を測定した。硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比は抽
出残滓法で測定した。これらの測定結果は表２に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】Ｎｏ．１〜６はいずれも本発明の成分条件
を満足する本発明例であり、Ｎｏ．１〜５はＣｕ硫化物
の含有率（Ｃｕ換算）が０．００５％以上であり、Ｎ
ｏ．２〜６は硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比が０．２０以上で
ある。いずれも破壊靱性値が高く、大気疲労限及び腐食
疲労寿命で評価される疲労特性に優れているが、両方の
条件を満足するＮｏ．２〜５は特に靱性及び疲労特性が
優れている。またＮｏ．３，４はＴｉを含むものであ
り、腐食疲労特性が一段と優れている。

【００３８】これに対して、Ｎｏ．７〜１１は成分範囲
またはＣｕ硫化物の生成比率（Ｃｕ換算によるＣｕ硫化
物の含有率，硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比）が本発明に係る
条件を満足していない比較鋼である。Ｎｏ．７はＭｎが
高いことや鋳造条件などに起因してＣｕ硫化物の生成量
が極端に少ない比較鋼、Ｎｏ．８はＳが多過ぎる場合の
比較鋼、Ｎｏ．９はＣ量が０．６５％を超えている場合
の比較鋼、Ｎｏ．１０，１１は化学成分的には本発明範
囲内でありＭｎも低めであるが、造塊法により鋳造する
ことにより鋳片の冷却速度を低くしてＭｎ硫化物を生成
させＣｕ硫化物の生成量を抑制した比較鋼である。いず
れも硬さは本発明鋼と同レベルであり、同程度の強度を
有するが、破壊靱性及び腐食疲労特性が本発明鋼より顕
著に劣っている。更にＮｏ．７，８，１１は、大気疲労
限も本発明鋼より劣っているが、これは応力集中源であ
る粗大なＭｎ硫化物が増加したためと考えられる。

【００３９】尚、Ｎｏ．３とＮｏ．７は、成分組成は同
程度であるが、硫化物形成Ｃｕ／Ｍｎ比及びＣｕ硫化物
の含有率（Ｃｕ換算）が大幅に異なっている。これは、
鋳造方法による違いであり、Ｎｏ．３では、ビレット連
鋳を行い、Ｎｏ．７は造塊法により鋳造を行った。Ｎ
ｏ．３は、Ｍｎ含有量が０．３％を超えるなど成分的に
はＭｎ硫化物を生じ易いものであるが、ビレット連鋳を
採用することにより鋳造速度を高めることでＭｎ硫化物
の生成量を抑え、Ｃｕ硫化物の生成を多くしたものであ
り、靱性及び疲労特性のいずれも優れている。一方Ｎ
ｏ．７は、造塊法により鋳造したので鋳片の冷却速度が
低く、Ｍｎ硫化物が増加した結果、Ｃｕ硫化物はほとん
ど形成されていないので靱性及び疲労特性のいずれも乏
しい。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、Ｓ含有量を無理に低減しなくともＳが有する前記
〜の悪影響を抑止でき、靱性及び疲労特性の両方に優
れた高強度ばね用鋼材を提供することができることとな
った。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茨木 信彦 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃを０．６５％（質量％の意味、以下同
   じ）以下含有し、Ｓを０．０２０％以下含有するばね用
   鋼材であって、 Ｃｕ硫化物をＣｕ換算で０．００５％以上含有するもの
   であることを特徴とする靱性及び疲労特性に優れたばね
   用鋼材。
2. 【請求項２】 Ｃを０．６５％以下含有し、Ｓを０．０
   ２０％以下含有するばね用鋼材であって、 ［Ｃｕ硫化物（Ｃｕ換算量）］／［Ｍｎ硫化物（Ｍｎ換
   算量）］ の値が０．２０以上であることを特徴とする靱性及び疲
   労特性に優れたばね用鋼材。
3. 【請求項３】 ［Ｃｕ硫化物（Ｃｕ換算量)]／［Ｍｎ硫
   化物（Ｍｎ換算量)]の値が０．２０以上である請求項１
   に記載のばね用鋼材。
4. 【請求項４】 Ｍｎ含有量を０．３０％以下にすると共
   に、Ｃｕを０．２０％以上含有する請求項１〜３のいず
   れかに記載のばね用鋼材。
5. 【請求項５】 Ｃを０．３５％以上含有し、Ｓｉを１．
   ０％以上含有する請求項１〜４のいずれかに記載のばね
   用鋼材。
6. 【請求項６】 Ｔｉを０．０１５％以上含有する請求項
   １〜５のいずれかに記載のばね用鋼材。