JPS62107044A - 疲労強度の優れたばね鋼 - Google Patents
疲労強度の優れたばね鋼Info
- Publication number
- JPS62107044A JPS62107044A JP24754385A JP24754385A JPS62107044A JP S62107044 A JPS62107044 A JP S62107044A JP 24754385 A JP24754385 A JP 24754385A JP 24754385 A JP24754385 A JP 24754385A JP S62107044 A JPS62107044 A JP S62107044A
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- JP
- Japan
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- fatigue
- spring
- inclusions
- fatigue strength
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
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)
本発明は疲労強度の優れたばね儒に係り、特に耐へたり
注に加えてばね疲労強度も優れたばね鋼に関するもので
ある。
注に加えてばね疲労強度も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
てけSup 6 、Sup 9が主なものであった。
てけSup 6 、Sup 9が主なものであった。
近年自動車の軽量化が要請され、懸架装置自体の軽量化
も強く求められる工うになってきた。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全上昇させる手段が効果的と
されている。
も強く求められる工うになってきた。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全上昇させる手段が効果的と
されている。
このような高応力設計にともない、従来の上記ばね用!
a11全素材としてばねt製作した場合、へたりが増大
するという問題が発生した。特に乗用上に用いた場合、
へたりの増大はノ々ンパ高さの低下につながり、安全上
大きな問題となった。
a11全素材としてばねt製作した場合、へたりが増大
するという問題が発生した。特に乗用上に用いた場合、
へたりの増大はノ々ンパ高さの低下につながり、安全上
大きな問題となった。
そこで、各種の研究がなされた結果、ばね用鋼中の81
自有tt増加させると耐へたり注が向上するということ
が見い出され、近時Sup 6エりもさらに8i含有量
が多く、JISf14RO1に規定きれるばね用鋼中で
は最も高8+のSup 7が乗用本@架用ばね用銅とし
て広く使用されるに至っている。
自有tt増加させると耐へたり注が向上するということ
が見い出され、近時Sup 6エりもさらに8i含有量
が多く、JISf14RO1に規定きれるばね用鋼中で
は最も高8+のSup 7が乗用本@架用ばね用銅とし
て広く使用されるに至っている。
し〃するに、懸架ばねの軽量化に対する要求は厳しいも
のがあり、8up7J1.りもさらに耐へたり性のすぐ
れたばね用銅の開発が強く望まれていた。
のがあり、8up7J1.りもさらに耐へたり性のすぐ
れたばね用銅の開発が強く望まれていた。
これに対処する技術として、たとえば特公昭59−41
502号公報には耐へたり注のすぐれたばね用銅が提案
されている。しかしながら、この技術は耐へたり注にす
ぐれたばね用銅は提供【7ているものの、ばね用銅とし
て必要な耐疲労性、靭性についてはSup 7と同等の
性能を有するに過ぎない。
502号公報には耐へたり注のすぐれたばね用銅が提案
されている。しかしながら、この技術は耐へたり注にす
ぐれたばね用銅は提供【7ているものの、ばね用銅とし
て必要な耐疲労性、靭性についてはSup 7と同等の
性能を有するに過ぎない。
即ち、ばね用銅としては耐へたり注と共にばね疲労性が
要求されている。疲労強度は材料の引張強さの増大と共
に増加するが、高強度材となると疲労強度の増加割合は
低下して来る。これは材料の高強度化に伴って非金属介
在物を主とする材料欠陥に対する疲労感受性が高くなる
ためである。
要求されている。疲労強度は材料の引張強さの増大と共
に増加するが、高強度材となると疲労強度の増加割合は
低下して来る。これは材料の高強度化に伴って非金属介
在物を主とする材料欠陥に対する疲労感受性が高くなる
ためである。
材料欠陥の大きさが同程度であっても、引張強さ11’
l Okff/−程度のばね鋼であっては疲労強度の向
上は困難となる。したがって、従来許容されていた程度
の大きさの非金属介在物であっても、材料が高強度化さ
れた為に非金部介在物の大きさ金肥に小さくする必要が
ある。
l Okff/−程度のばね鋼であっては疲労強度の向
上は困難となる。したがって、従来許容されていた程度
の大きさの非金属介在物であっても、材料が高強度化さ
れた為に非金部介在物の大きさ金肥に小さくする必要が
ある。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は以上の如き問題点を解決するべくなされたもの
であって、耐へたり注のみならずh 4エ労強度も極め
て優れたばね用銅−を提供することを目的とする。
であって、耐へたり注のみならずh 4エ労強度も極め
て優れたばね用銅−を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明の要旨は、重量%でOO,50〜0.80%。
841.50〜2.50%、Mn 0.5〜1.5%、
CtO,10〜0.90%と、V O,05〜0.50
%、 Nb0.05〜0.50%、Mo O,05〜
0.50 ’Xのうち1樗又け2種以上を含有し、残部
けFe及び不可避不純物からなり、さらに年金8介在物
の総量がJIS法で0.20%以下で、かつその組成が
A11.20520%以下、Mn010〜R0%、8i
0220〜60%、及びMgU 15%以下又はfla
o 50%以下の一方又は両方を含むことを特徴とする
疲労強度の優れたばね鋼である。
CtO,10〜0.90%と、V O,05〜0.50
%、 Nb0.05〜0.50%、Mo O,05〜
0.50 ’Xのうち1樗又け2種以上を含有し、残部
けFe及び不可避不純物からなり、さらに年金8介在物
の総量がJIS法で0.20%以下で、かつその組成が
A11.20520%以下、Mn010〜R0%、8i
0220〜60%、及びMgU 15%以下又はfla
o 50%以下の一方又は両方を含むことを特徴とする
疲労強度の優れたばね鋼である。
本発明者らけNik検討の結果、鋼材に含まれる非金属
介在物を融点の低いものに特定することに1って、鋼材
の熱間圧廷中に非金属介在物が変形し、介在物断面積が
縮少することに工す、疲労感受性が低下するという全く
新たな知見を待って本発明をなしたのである。
介在物を融点の低いものに特定することに1って、鋼材
の熱間圧廷中に非金属介在物が変形し、介在物断面積が
縮少することに工す、疲労感受性が低下するという全く
新たな知見を待って本発明をなしたのである。
以下に本発明の詳細な説明する。
(作用)
最初に本発明対1flの成分限定理由について述べる。
まず、(1け焼入れ焼もどしにエリ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、0.5%以上必要
であるが、0.8%を超えると過共析鋼となり、靭性の
低下が著しるしくなるためその範囲を0.5〜0.8比
とした。
十分な強度を得るための元素であり、0.5%以上必要
であるが、0.8%を超えると過共析鋼となり、靭性の
低下が著しるしくなるためその範囲を0.5〜0.8比
とした。
つぎにS Stけフェライト中に同容することに工す
素地の強度を上げ、耐へたり性を改善する友めの元素で
あり、x、5oy6以上必要であるが、2.50%を超
えると靭性の低下が著しるしく、又表面性状を劣化させ
るため、その範囲を1.50〜2.50%とした。
素地の強度を上げ、耐へたり性を改善する友めの元素で
あり、x、5oy6以上必要であるが、2.50%を超
えると靭性の低下が著しるしく、又表面性状を劣化させ
るため、その範囲を1.50〜2.50%とした。
また、 Mnは焼入性を高め、ばね用銅としての強度を
得るための元素であり、0.50%以上必要であるが、
1.5θ%を超えて含有させると靭性を阻害するため、
その範囲’i0.50〜1.50%とした。
得るための元素であり、0.50%以上必要であるが、
1.5θ%を超えて含有させると靭性を阻害するため、
その範囲’i0.50〜1.50%とした。
さらに、(]rは0.1%未満でi1’ nの黒鉛化が
進み、鋼中rC黒鉛が発生して疲労起点となり充分な疲
労強度が得られないためであり、0.9%超では(〕、
の大きな炭化物が発生し、ばねへたり注に悪影#を与え
るので、I〕rの軸回i0.10−0.90%とした。
進み、鋼中rC黒鉛が発生して疲労起点となり充分な疲
労強度が得られないためであり、0.9%超では(〕、
の大きな炭化物が発生し、ばねへたり注に悪影#を与え
るので、I〕rの軸回i0.10−0.90%とした。
以上が本発明の対象とする鋼の基本成分であるが、本発
明においてはばねの耐へたり注改善の目的でV、Nh、
Moの1種又は2種以上を含有する。
明においてはばねの耐へたり注改善の目的でV、Nh、
Moの1種又は2種以上を含有する。
これらV 、 Nb 、 Moは結晶粒の微細化及び微
細炭化物の析出に工りばねへたり注を得るための元素で
あり、各々0.05%以上で効果を示すが、05%を超
えるとその効果が飽和し、刀)つオーステナイト中VC
M解されない合金炭化物が増加し、これがばね鋼を疲労
低下させるためその範囲を各々0.05〜0.50%と
し% l欅メけ2棟以上含有することとした。
細炭化物の析出に工りばねへたり注を得るための元素で
あり、各々0.05%以上で効果を示すが、05%を超
えるとその効果が飽和し、刀)つオーステナイト中VC
M解されない合金炭化物が増加し、これがばね鋼を疲労
低下させるためその範囲を各々0.05〜0.50%と
し% l欅メけ2棟以上含有することとした。
なお、これら3成分の合計としてはほぼ0.50%以上
が望ましい。
が望ましい。
次に、本発明においては非金属介在物の量及び種類を特
定することとしたが、こ′rLは熱間圧延中に変形し断
面積が縮少するような低融点の非金属介在物を含有する
ように規定したものである。
定することとしたが、こ′rLは熱間圧延中に変形し断
面積が縮少するような低融点の非金属介在物を含有する
ように規定したものである。
まず、非金属介在物のa含有NdJIS法で0.20%
以下とする必要があり、0.20%超では非金属介在物
が巨大化し、低融点化しても熱間圧延で断面積全十分縮
少出来ない。なお、この場合のJIS法とけ、、r t
sGo555−197.7「鋼の非金属介在物の顕微鏡
試験方法」に漁拠する測定法を指すものである。
以下とする必要があり、0.20%超では非金属介在物
が巨大化し、低融点化しても熱間圧延で断面積全十分縮
少出来ない。なお、この場合のJIS法とけ、、r t
sGo555−197.7「鋼の非金属介在物の顕微鏡
試験方法」に漁拠する測定法を指すものである。
この工うに介在物を低融化するためには、その組成とし
てklk205−8102− MnO系にMgO又けO
aOの一方又は両方が含まれることが必要である。
てklk205−8102− MnO系にMgO又けO
aOの一方又は両方が含まれることが必要である。
まず%AZ205については介在物総量中に20%以下
含まれることが必要である。20%超ではアルミナ糸の
介在物が多発し、疲労強度が低下する。
含まれることが必要である。20%超ではアルミナ糸の
介在物が多発し、疲労強度が低下する。
次に、 MnOについては介在物総量中に10〜80%
含まれることが必要である。10%未満では介在物中の
SiO2が増加し、介在物の低融点化が実現しないし、
又80%超ではMnOのみを組成とする介在物が発生す
る。この介在物は単体で高融点であるため、疲労強度を
低下させる。
含まれることが必要である。10%未満では介在物中の
SiO2が増加し、介在物の低融点化が実現しないし、
又80%超ではMnOのみを組成とする介在物が発生す
る。この介在物は単体で高融点であるため、疲労強度を
低下させる。
次に、S10□については介在物総量中に20〜60%
含まれることが必要である。20%未満では鋼中の酸化
物が増加し、又60%超ではSiO2糸の介在物が多発
し疲労個展が低下する。
含まれることが必要である。20%未満では鋼中の酸化
物が増加し、又60%超ではSiO2糸の介在物が多発
し疲労個展が低下する。
さらに、MgO又けOaOの一方又は両方を含有せしめ
ることによって、アルミナ系非金属介在物及びシリケイ
ト系非金属介在物に対してMnO系介在物と共に塩基性
成分として作用し7%これらを低融点化する効果があり
、熱間圧延中の介在物断面積の縮少に効果を有する。
ることによって、アルミナ系非金属介在物及びシリケイ
ト系非金属介在物に対してMnO系介在物と共に塩基性
成分として作用し7%これらを低融点化する効果があり
、熱間圧延中の介在物断面積の縮少に効果を有する。
ます、MgOを15%pス下としたのけ、15%以下で
あればアルミナ糸、シリケイト糸の介在物に対し Mn
Oと共に低融点化をもたら(7、疲労向上に効果がある
が、15%超ではhigoを主とする非金属介在物が発
生し、疲労低下をもたらすためである。
あればアルミナ糸、シリケイト糸の介在物に対し Mn
Oと共に低融点化をもたら(7、疲労向上に効果がある
が、15%超ではhigoを主とする非金属介在物が発
生し、疲労低下をもたらすためである。
次に、 l”!aoを50%以下としたのけ、50%
は下であればアルミナ系、シリケイト系の介在物に対し
MnOと共に低融点化をもたらし、疲労向上に効果があ
るが、5o%超ではtiaoが主となる非金属介在物が
発生し、疲労低下をもたらすためアある。
は下であればアルミナ系、シリケイト系の介在物に対し
MnOと共に低融点化をもたらし、疲労向上に効果があ
るが、5o%超ではtiaoが主となる非金属介在物が
発生し、疲労低下をもたらすためアある。
つぎに、本発明の効果を実施例にLすさらに具体的に述
べる。
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〜A7鋼は本発明例であり、B1−
B5鋼は比較材である。
B5鋼は比較材である。
供試ばねは、鋳造後圧延比50以上で熱間圧延、ビーリ
ング、ばね成形し、最終硬さHR,n 5 !となる工
うに焼入れ焼戻しを行った。
ング、ばね成形し、最終硬さHR,n 5 !となる工
うに焼入れ焼戻しを行った。
第2表は供試はねの諸元である。
供試ばねは、アークハイト0.51fllのショットピ
ーニングを実施したのち、素線のせん断応力τ=126
.5 kgf/−となるようにセツチングを加えた後、
ばね疲労試験を行った。
ーニングを実施したのち、素線のせん断応力τ=126
.5 kgf/−となるようにセツチングを加えた後、
ばね疲労試験を行った。
第3表はばね疲労試験の結果である。
第3表の結果から明らかな如く、本発明例はばね疲労試
験において全て30万回を達成したのに対し、比較材は
全て30万回未請で破断した。又、破面にはフィッシュ
アイを伴なう介在物lが観察された。
験において全て30万回を達成したのに対し、比較材は
全て30万回未請で破断した。又、破面にはフィッシュ
アイを伴なう介在物lが観察された。
第2表 コイルばねの諸元
第3表 ばね疲労試験
(発明の効果)
上述の如く、本発明鋼はばね疲労の改善に成功したもの
で、特に乗用兎の懸架ばね用銅として極めて高い実用性
を有するものである。
で、特に乗用兎の懸架ばね用銅として極めて高い実用性
を有するものである。
代理人 弁理士 秋 沢 政 光
他2名
Claims (1)
- (1) 重量%でO0.50〜0.80%、Si1.5
0〜2.50%、 Mn0.5〜1.5%、 Cr0.10〜0.90% と、 V0.05〜0.50%、 Nh0.05〜0.50%、 Mo0.05〜0.50% のうち1種又は2種以上を含有し、残部はFe及び不可
避不純物からなり、さらに非金属介在物の総量がJIS
法で020%以下で、かつその組成がAl_2O_32
0%以下、 Mn010〜80%、 SiO_220〜60%、 及び MgO15%以下 又は CaO50%以下 の一方又は両方を含むことを特徴とする疲労強度の優れ
たばね鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24754385A JPS62107044A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 疲労強度の優れたばね鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24754385A JPS62107044A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 疲労強度の優れたばね鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62107044A true JPS62107044A (ja) | 1987-05-18 |
Family
ID=17165057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24754385A Pending JPS62107044A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 疲労強度の優れたばね鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62107044A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63303036A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-12-09 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 高強度鋼線 |
JPS6483644A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Nissan Motor | High-strength spring |
JPH02107746A (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-19 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度ばね鋼 |
JPH032352A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-08 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度ばね鋼線及び冷間成型ばね用鋼線の製造方法 |
-
1985
- 1985-11-05 JP JP24754385A patent/JPS62107044A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63303036A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-12-09 | Suzuki Kinzoku Kogyo Kk | 高強度鋼線 |
JPS6483644A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Nissan Motor | High-strength spring |
JPH02107746A (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-19 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度ばね鋼 |
JPH032352A (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-08 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度ばね鋼線及び冷間成型ばね用鋼線の製造方法 |
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