KR101768785B1

KR101768785B1 - 내수소취성이 우수한 고강도 스프링용 강선재 및 그의 제조 방법, 및 고강도 스프링

Info

Publication number: KR101768785B1
Application number: KR1020157015364A
Authority: KR
Inventors: 아쓰히코 다케다; 나오 요시하라
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2017-08-17
Also published as: TW201441382A; EP2937434B1; KR20150081366A; JP2014122393A; JP5973903B2; MX371408B; WO2014097872A1; CN104797729B; EP2937434A4; MX2015006912A; US20150292052A1; CN104797729A; TWI551693B; US9970072B2; EP2937434A1

Abstract

템퍼링 마텐자이트가 80면적% 이상, 인장 강도가 1900MPa 이상인 고강도 스프링용 강선재로서, 소정의 화학 성분 조성을 만족하고, 또한 C와 Si가 하기 (1)식의 관계를 만족하고, 구 오스테나이트 결정 입도 번호가 10번 이상임과 더불어, 수소 흡장량이 14.0ppm 이상인 것으로 하는 것에 의해서, 합금 원소의 첨가량을 억제하더라도, 내수소취성을 확보한 고강도 스프링용 강선재를 제공한다.
0.73%≤[C]+[Si]/8≤0.90% …(1)
단, [C] 및 [Si]는 각각 C 및 Si의 함유량(질량%)을 나타낸다.

Description

내수소취성이 우수한 고강도 스프링용 강선재 및 그의 제조 방법, 및 고강도 스프링{HIGH-STRENGTH SPRING STEEL WIRE WITH EXCELLENT HYDROGEN EMBRITTLEMENT RESISTANCE, MANUFACTURING PROCESS THEREFOR, AND HIGH-STRENGTH SPRING}

본 발명은, 내수소취성(내수소취화 특성)이 우수한 고강도 스프링용 강선재 및 그의 제조 방법, 및 고강도 스프링에 관한 것이다. 상세하게는, 조질(담금질 템퍼링)한 상태로 사용되는 코일 스프링의 소재로서 유용한 스프링용 강선재이고, 인장 강도가 1900MPa 이상으로 고강도이더라도 내수소취성이 우수한 스프링용 강선재 및 그의 제조 방법, 및 고강도 스프링에 관한 것이다.

자동차 등에 이용되는 코일 스프링(예컨대 엔진이나 서스펜션 등에 사용되는 밸브 스프링, 현가(懸架) 스프링 등)은, 배기 가스의 저감이나 연비 향상을 위해서 경량화가 요구되고 있고, 고강도화가 요구되고 있다. 고강도화된 스프링은, 수소취성이 생기기 쉽기 때문에, 스프링의 제조에 이용되는 스프링용 강선재에는, 내수소취성이 우수할 것이 요구된다.

고강도 스프링용 강선재의 내수소취성을 높이는 방법으로서는, 화학 성분 조성이나 조직을 제어하는 것 등이 알려져 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 합금 원소를 다량으로 사용하고 있어, 제조 비용이나 자원 절약의 관점에서 보면 반드시 바람직하지는 않다.

한편, 스프링의 제조 방법으로서는, 담금질 온도로 가열하고, 스프링 형상으로 열간 성형한 후, 유냉(油冷)하여 템퍼링하는 방법과, 강선재를 담금질 템퍼링한 후, 스프링 형상으로 냉간 성형하는 방법이 알려져 있다. 또한 후자의 냉간 성형 방법에서는, 성형 전의 담금질 템퍼링을 고주파 가열로 행하는 것도 알려져 있으며, 예컨대 특허문헌 1에는, 냉간 인발(引拔)한 후 고주파 가열하고, 담금질 템퍼링하여 조직 조정하는 기술이 알려져 있다. 이 기술에서는 지연 파괴 특성을 개선하고 있지만, 그것은, 펄라이트의 조직 분율을 30% 이하, 마텐자이트 또는 베이나이트의 조직 분율을 70% 이상으로 하고, 그 후 소정의 감면율로 냉간 인발을 행하고, 계속해서 담금질 템퍼링을 행하는 것에 의해서, 지연 파괴의 기점이 되는 미용해 탄화물 양을 저감시키는 것에 의한다.

특허문헌 2에서는, 실시예에서, 압연재를 신선 가공하고 고주파 가열하여, 담금질 템퍼링 처리를 하고 있다. 이 기술에서는, 코일링성을 확보하면서 고강도 및 고인성을 갖는 스프링을 실현하는 것이다. 그러나, 이 기술에서는, 코일링성에 주안을 두고 있고, 내수소취성에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않다.

일본 특허공개 2004-143482호 공보 일본 특허공개 2006-183137호 공보

본 발명은 상기와 같은 사정에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 인장 강도가 1900MPa 이상인 고강도 스프링용 강선재를 제조함에 있어서, 합금 원소의 첨가량을 억제하더라도, 내수소취성을 확보한 고강도 스프링용 강선재 및 그를 위한 제조 방법, 및 고강도 스프링을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 스프링용 강선재란, 템퍼링 마텐자이트가 80면적% 이상, 인장 강도가 1900MPa 이상인 고강도 스프링용 강선재로서,

상기 강선재는,

C: 0.50∼0.70%(질량%의 의미, 화학 성분 조성에 대하여 이하 동일),

Si: 1.50∼2.3%,

Mn: 0.3∼1.5%,

P: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음),

S: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음), 및

Al: 0.001∼0.10%를 각각 함유하고, 또한 C와 Si가 하기 (1)식의 관계를 만족하고, 잔부가 철 및 불가피 불순물이며, 구 오스테나이트 결정 입도 번호가 10번 이상임과 더불어, 수소 흡장량(吸藏量)이 14.0ppm 이상인 점에 요지를 갖는다.

0.73%≤[C]+[Si]/8≤0.90% …(1)

단, [C] 및 [Si]는 각각 C 및 Si의 함유량(질량%)을 나타낸다.

본 발명의 스프링용 강선재는, 필요에 따라 추가로, 하기 (a)∼(f) 중 어느 것에 속하는 1종 이상의 원소를 함유하는 것이어도 된다.

(a) Cu: 0.7% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Ni: 0.7% 이하(0%를 포함하지 않음) 중 적어도 1종

(b) Ti: 0.10% 이하(0%를 포함하지 않음)

(c) B: 0.010% 이하(0%를 포함하지 않음)

(d) Nb: 0.10% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Mo: 0.5% 이하(0%를 포함하지 않음) 중 적어도 1종

(e) V: 0.4% 이하(0%를 포함하지 않음)

(f) Cr: 0.8% 이하(0%를 포함하지 않음)

본 발명의 스프링용 강선재는 직경이 7∼20mm 정도인 것이 된다.

한편, 상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 스프링용 강선재의 제조 방법이란, 상기와 같은 화학 성분 조성을 만족시키는 강재를 이용하여, 담금질 및 템퍼링 처리를, 하기의 조건의 모두를 만족시키도록 해서 제조하는 것을 특징으로 한다.

(담금질 조건)

담금질 가열 온도 T1: 850∼1000℃

100℃로부터 담금질 가열 온도 T1까지의 평균 승온 속도 HR1: 40℃/초 이상

담금질 가열 온도 T1에서의 유지 시간 t1: 90초 이하

담금질 가열 후의 300℃로부터 80℃까지의 평균 냉각 속도 CR1: 5℃/초 이상 100℃/초 이하

(템퍼링 조건)

템퍼링 가열 온도 T2: 350∼550℃

100℃로부터 템퍼링 가열 온도 T2까지의 평균 승온 속도 HR2: 30℃/초 이상

템퍼링 가열 온도 T2에서의 유지 시간 t2: 90초 이하

템퍼링 가열 후의 템퍼링 가열 온도 T2로부터 100℃까지의 평균 냉각 속도 CR2: 30℃/초 이상

본 발명은 상기와 같은 고강도 스프링 강선재를 이용하여 성형된 고강도 스프링을 포함하고, 이러한 고강도 스프링에 있어서도 내수소취성이 우수한 것으로 된다.

본 발명에 의하면, 합금 원소를 다량으로 첨가하지 않더라도, 인장 강도가 1900MPa 이상인 고강도를 나타냄과 더불어, 내수소취성이 우수한 스프링용 강선재가 얻어진다. 이와 같은 스프링용 강선재에서는, 강재 비용을 억제할 수 있고, 또한 내수소취성이 우수한 것으로 된다. 그 결과, 수소 취화가 극히 생기기 어려운 고강도의 스프링(예컨대 자동차용 부품의 하나인, 현가 스프링 등의 코일 스프링)을 저렴하게 공급할 수 있다.

본 발명자들은 담금질 템퍼링 등의 조건이 강선재의 특성에 주는 영향에 대하여, 다양한 각도에서 검토했다. 그 결과, 저렴하고 주요 원소인 C, Si 양을 적정하게 제어하여 저합금강으로 함과 더불어, 고주파 가열에 의해서 단시간 가열함으로써, 수소 트랩 사이트를 대폭 증가시켜, 내수소취성이 대폭으로 향상된다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성했다. 이하, 본 발명에서 규정하는 각 요건에 대하여 설명한다.

(템퍼링 마텐자이트: 80면적% 이상)

본 발명의 강선재는 조직이 템퍼링 마텐자이트를 주체(전체 조직에서 차지하는 비율로 80면적% 이상)로 하는 것이다. 강선재에서의 고강도 및 고인성을 확보하기 위해서, 담금질 템퍼링 처리를 행하는 것에 의해서, 템퍼링 마텐자이트 주체의 조직으로 할 필요가 있다. 템퍼링 마텐자이트는, 바람직하게는 90면적% 이상이다(보다 바람직하게는 100면적%). 템퍼링 마텐자이트 이외의 조직으로서, 베이나이트, 페라이트, 펄라이트 등을 포함할 수 있지만, 이들은 포함되어 있어도 10면적% 이하이다. 바람직하게는 5면적% 이하(보다 바람직하게는 0면적%)이다.

(구 오스테나이트 결정 입도 번호가 10번 이상)

양호한 내수소취성을 확보하기 위해서는, 구 오스테나이트 결정립의 미세화를 도모하는 것이 유효하다. 이러한 관점에서, 구 오스테나이트 결정 입도 번호는 10번 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 11번 이상이고, 보다 바람직하게는 12번 이상이다. 한편, 구 오스테나이트 결정 입도 번호를 10번 이상으로 하기 위해서는, 고주파 가열에 의한 담금질 템퍼링을 하는 것이 유효하고, 통상의 노(爐) 가열에서는 가열 속도, 가열 시간이 길어져 고온 가열에서의 결정립 성장이 현저하여, 결정립의 조대화가 생기기 때문에, 구 오스테나이트 결정립의 미세화를 도모할 수 없다.

(수소 흡장량: 14.0ppm 이상)

본 발명의 강선재는, 화학 성분 조성도 적절히 설정(후술함)할 필요가 있지만, 강선재 중의 수소 흡장량도 적절히 설정할 필요가 있다. 이 수소 흡장량은, 강선재 중의 허용 수소량을 나타내는 것이고, 수소 흡장량이 많을수록 내수소취성이 양호해지는 것이다. 이러한 관점에서, 수소 흡장량은 14.0ppm 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 14.5ppm 이상이고, 보다 바람직하게는 15.0ppm 이상이다. 수소 흡장량을 적절히 설정하는 것에 의해서 내수소취성이 양호해지는 이유에 대해서는, 아마도 본 시험에서의 수소 흡장량은 미세 탄화물에 트랩된 수소량을 나타내고 있고, 미세 탄화물에 트랩되는 수소량을 증가시킴으로써, 입계로의 수소 침입, 축적을 억제할 수 있어, 입계 파괴로 균열이 발생하는 내수소균열(내수소취성)의 개선이 도모되는 것이라고 생각된다. 한편, 수소 흡장량이 많으면, 강재로의 수소의 침입 속도가 빨라지기 때문에, 과잉한 수소의 침입을 억제한다고 하는 관점에서, 수소 흡장량은 바람직하게는 25ppm 이하이고, 보다 바람직하게는 20ppm 이하이다.

수소 흡장량을 증가시키기 위해서는, Fe-C계의 탄화물(강 중의 탄화물은 Fe-C계의 탄화물이 지배적임)을 강 중에 미세 분산시키는 것이 중요해진다. Fe-C계 탄화물(이하, 간단히 「탄화물」이라고 부름)을 미세 분산시키기 위해서는, 강 중의 조대한 탄화물의 생성을 억제하고(후기 실시예에 의한 1200℃ 소킹(soaking)도 관계됨), 탄화물의 주요 원소(Fe를 제외함)인 C와, 석출되는 탄화물의 사이즈에 영향을 미치는 Si의 양을 적정한 범위로 해서, 탄화물의 양을 증가시킴과 더불어, 미세한 탄화물을 생성시킬 필요가 있다. 또한, 담금질 템퍼링을 적절한 범위로 제어해서(후술함), 미고용 탄화물의 생성을 억제하고, 미세한 탄화물을 생성시킬 필요가 있다.

본 발명의 스프링용 강선재는, 기본적으로 합금 원소의 함유량을 억제한 저합금강이지만, 그의 화학 성분 조성에 있어서의 각 성분(원소)에 있어서의 범위 한정 이유는 다음과 같다.

(C: 0.50∼0.70%)

C는 스프링용 강선재의 고강도를 확보하는 데 필요한 원소임과 더불어, 수소 트랩 사이트가 되는 미세 탄화물을 생성시키기 위해서도 필요하다. 이러한 관점에서, C는 0.50% 이상 함유시킬 필요가 있다. C 함유량의 바람직한 하한은 0.54% 이상(보다 바람직하게는 0.58% 이상)이다. 그러나, C 함유량이 과잉이 되면, 담금질 템퍼링 후에도, 조대한 잔류 오스테나이트나 미고용 탄화물이 생성되기 쉬워져, 내수소취성이 오히려 저하되는 경우가 있다. 또한 C는, 내식성을 열화시키는 원소이기도 하기 때문에, 최종 제품인 스프링 제품(현가 스프링 등)의 부식 피로 특성을 높이기 위해서는 C 함유량을 억제할 필요가 있다. 이러한 관점에서, C 함유량은 0.70% 이하로 할 필요가 있다. C 함유량의 바람직한 상한은 0.65% 이하(보다 바람직하게는 0.62% 이하)이다.

(Si: 1.50∼2.3%)

Si는 강도를 확보하는 데 필요한 원소임과 더불어, 탄화물을 미세하게 하는 효과가 있다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Si는 1.50% 이상 함유시킬 필요가 있다. Si 함유량의 바람직한 하한은 1.7% 이상(보다 바람직하게는 1.9% 이상)이다. 한편, Si는 탈탄을 촉진시키는 원소이기도 하기 때문에, Si가 과잉으로 함유되면, 강재 표면의 탈탄층 형성이 촉진되고, 탈탄층 삭제를 위해 필링 공정이 필요해져, 제조 비용의 증가를 초래한다. 또한, 미고용 탄화물도 많아져, 내수소취성이 저하된다. 이러한 관점에서, 본 발명에서는 Si 함유량의 상한을 2.3% 이하로 했다. Si 함유량의 바람직한 상한은 2.2% 이하(보다 바람직하게는 2.1% 이하)이다.

(0.73%≤[C]+[Si]/8≤0.90%: 상기 (1)식의 관계)

([C]+[Si]/8)이 0.73% 이상 0.90% 이하인 범위 내에서는, 수소 트랩 사이트가 되는 탄화물이 미세하고 또한 다량으로 석출되어, 내수소취성이 향상된다. ([C]+[Si]/8)의 값이 0.73%보다도 작아지면, 수소 트랩 사이트가 되는 미세한 탄화물의 양이 줄어, 내수소취성이 열화된다. 한편, ([C]+[Si]/8)의 값이 0.90%보다도 커지면, 조대한 잔류 오스테나이트나 미고용 탄화물이 생성되기 쉬워져, 내수소취성이 열화된다. ([C]+[Si]/8)의 바람직한 하한은 0.75% 이상(보다 바람직하게는 0.78% 이상, 더 바람직하게는 0.81% 이상)이고, 바람직한 상한은 0.89% 이하(보다 바람직하게는 0.87% 이하)이다.

(Mn: 0.3∼1.5%)

Mn은 탈산 원소로서 이용됨과 더불어, 강 중의 유해 원소인 S와 반응해 MnS를 형성하여, S의 무해화에 유익한 원소이다. 또한, Mn은 강도 향상에 기여하는 원소이기도 하다. 이들 효과를 유효하게 발휘시키기 위해, Mn을 0.3% 이상 함유시킬 필요가 있다. Mn 함유량의 바람직한 하한은 0.5% 이상(보다 바람직하게는 0.7% 이상)이다. 그러나, Mn 함유량이 과잉이 되면, 담금질성이 증대되어, 인성이 저하되고 내수소취성이 열화된다. 이러한 관점에서, Mn 함유량은 1.5% 이하로 할 필요가 있다. Mn 함유량의 바람직한 상한은 1.3% 이하(보다 바람직하게는 1.1% 이하)이다.

(P: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음))

P는 강선재의 연성(코일링성)을 열화시키는 유해 원소이기 때문에, 가능한 한 적은 편이 바람직하다. 또한 P는 입계에 편석되기 쉬워, 입계 취화를 초래하고, 수소에 의해 입계가 파괴되기 쉬워져, 내수소취성에 악영향을 미친다. 이러한 관점에서, 그의 상한을 0.015% 이하로 한다. P 함유량의 바람직한 상한은 0.010% 이하(보다 바람직하게는 0.008% 이하)이다.

(S: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음))

S도 상기 P와 마찬가지로 강선재의 연성(코일링성)을 열화시키는 유해 원소이기 때문에, 가능한 한 적은 편이 바람직하다. 또한 S는 입계에 편석되기 쉬워, 입계 취화를 초래하고, 수소에 의해 입계가 파괴되기 쉬워져, 내수소취성에 악영향을 미친다. 이러한 관점에서, 그의 상한을 0.015% 이하로 한다. S 함유량의 바람직한 상한은 0.010% 이하(보다 바람직하게는 0.008% 이하)이다.

(Al: 0.001∼0.10%)

Al은 주로 탈산 원소로서 첨가된다. 또한 N과 반응해 AlN을 형성하여 고용 N을 무해화함과 더불어, 조직의 미세화에도 기여한다. 이들 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Al 함유량을 0.001% 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.002% 이상이다. 그러나, Al은 Si와 마찬가지로 탈탄을 촉진시키는 원소이기도 하기 때문에, Si를 많이 함유하는 스프링 강선에서는 Al 양을 억제할 필요가 있어, 본 발명에서는 Al 함유량의 상한을 0.10% 이하로 했다. 바람직하게는 0.07% 이하, 보다 바람직하게는 0.030% 이하, 특히 바람직하게는 0.020% 이하이다.

본 발명 강재의 화학 성분 조성은 상기와 같고, 잔부는 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 것이다. 본 발명의 스프링용 강선재는, 기본적으로 Cu 등의 합금 원소를 억제하더라도, 상기 화학 성분 조성으로, 고강도에서 우수한 코일링성과 내수소취성을 달성할 수 있지만, 용도에 따라 내식성의 구비 등을 목적으로, 하기 원소를 추가로 함유시켜도 된다. 이들 원소의 바람직한 범위 설정 이유는 하기와 같다.

(Cu: 0.7% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Ni: 0.7%(0%을 포함하지 않음) 중 적어도 1종)

Cu는 표층 탈탄의 억제나 내식성의 향상에 유효한 원소이다. 그러나, Cu가 과잉으로 포함되면, 열간 가공 시에 균열이 발생하거나, 비용이 증가한다. 따라서, 본 발명에서는, Cu 함유량의 상한을 0.7% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5% 이하, 더 바람직하게는 0.3% 이하(보다 더 바람직하게는 0.18% 이하)이다. 한편, 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Cu를 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.10% 이상이다.

Ni는 Cu와 마찬가지로 표층 탈탄의 억제나 내식성의 향상에 유효한 원소이다. 그러나, Ni가 과잉으로 포함되면, 비용이 증가한다. 따라서, 본 발명에서는 Ni 함유량의 상한을 0.7% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5% 이하이고, 더 바람직하게는 0.3% 이하(보다 더 바람직하게는 0.18% 이하)이다. 한편, 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Ni를 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.10% 이상이다.

(Ti: 0.10% 이하(0%를 포함하지 않음))

Ti는 S와 반응해 황화물을 형성하여 S의 무해화를 도모하는 데 유용한 원소이다. 또한 Ti는 탄질화물을 형성하여 조직을 미세화하는 효과도 갖는다. 그러나, Ti 함유량이 과잉이 되면, 조대한 Ti 황화물이 형성되어 연성이 열화되는 경우가 있다. 따라서 본 발명에서는, Ti 함유량의 바람직한 상한을 0.10% 이하로 했다. 비용 저감의 관점에서는 0.07% 이하로 억제하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기의 효과를 발휘시키기 위해서는, Ti는 0.02% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이상이다.

(B: 0.010% 이하(0%를 포함하지 않음))

B는 담금질성 향상 원소이고, 또한 구 오스테나이트 결정립계를 강화하는 효과가 있어, 파괴의 억제에 기여하는 원소이다. 그러나, B를 과잉으로 함유시켜도 상기 효과는 포화되기 때문에, B 함유량의 상한은 0.010% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0050% 이하이다. 한편, 상기의 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, B 함유량은 0.0005% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0010% 이상이다.

(Nb: 0.10% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Mo: 0.5% 이하(0%를 포함하지 않음) 중 적어도 1종)

Nb는 C나 N과 탄질화물을 형성하여, 주로 조직 미세화에 기여하는 원소이다. 그러나, Nb 함유량이 과잉이 되면, 조대 탄질화물이 형성되어 강재의 연성이 열화된다. 그 때문에 Nb 함유량의 상한을 0.10% 이하로 하는 것이 바람직하다. 비용 저감의 관점에서는 0.07% 이하로 억제하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기와 같은 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Nb 함유량은 0.003% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.005% 이상이다.

Mo도 Nb와 마찬가지로, C나 N과 탄질화물을 형성하여 조직 미세화에 기여하는 원소이다. 또한 템퍼링 후의 강도 확보에도 유효한 원소이기도 하다. 그러나, Mo 함유량이 과잉이 되면, 조대 탄질화물이 형성되어 강재의 연성(코일링성)이 열화된다. 따라서 Mo 함유량의 상한을 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.4% 이하이다. 한편, 상기의 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Mo 함유량은 0.15% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.20% 이상이다.

(V: 0.4% 이하(0%를 포함하지 않음))

V는 강도 향상, 결정립 미세화에 기여한다. 그러나, V 함유량이 과잉이 되면, 비용이 증가한다. 따라서 V 함유량의 상한은 0.4% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3% 이하이다. 한편, 상기의 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, V 함유량은 0.1% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.15% 이상이다.

(Cr: 0.8% 이하(0%를 포함하지 않음))

Cr은 내식성의 향상에 유효한 원소이다. 그러나, Cr은 탄화물 생성 경향이 강하여, 강재 중에서 독자의 탄화물을 형성함과 더불어, 시멘타이트 중에 고농도로 녹아들기 쉬운 원소이다. 소량의 Cr을 함유하는 것은 유효하지만, 고주파 가열에서는, 담금질 공정의 가열 시간이 단시간이 되기 때문에, 탄화물, 시멘타이트 등을 모재에 녹아들게 하는 오스테나이트화가 불충분해지기 쉽다. 그 때문에, Cr을 많이 함유하고 있으면, Cr계 탄화물이나 금속 Cr이 고농도로 고용된 시멘타이트의 용해 잔사가 발생하여, 응력 집중원이 되기 때문에, 파괴되기 쉽고, 내수소취성이 저하되게 된다. 이러한 관점에서, Cr을 함유시킬 때의 상한은 0.8% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5% 이하(더 바람직하게는 0.4% 이하)이다. 한편, 상기의 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Cr 함유량은 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이상이다.

다음으로, 본 발명의 스프링용 강선재를 제조하기 위한 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 스프링용 강선재는, 예컨대 강재를 용제 후, 압연하여 강선재를 얻은 후에, 필요에 따라 냉간 신선 가공을 실시하고(강선으로 하고), 이어서 고주파 담금질 템퍼링 처리하여 얻을 수 있다. 고강도를 확보함과 더불어, 내수소취성을 동시에 높일 수 있는 상기 조직을 용이하게 형성하기 위해서는, 하기 요령으로 담금질 템퍼링 처리를 행할 필요가 있다. 한편, 하기의 열처리 조건은 강재 표면에서 측정한 값이다.

(담금질 조건)

담금질 가열 온도 T1이 1000℃보다도 높아지면, 구 오스테나이트 결정립이 조대화되어, 특성(내수소취성)이 저하된다. 또한, 담금질 가열 온도 T1이 지나치게 높으면, 결정립이 조대화되고 입계의 양이 감소하여, 미세한 탄화물이 얻어지지 않는다(입계로부터 우선적으로 탄화물이 석출되기 때문에, 입계가 많은 편이, 탄화물이 분산되기 쉬움). 따라서 담금질 가열 온도 T1을 1000℃ 이하로 한다. 이 온도 T1은, 바람직하게는 980℃ 이하, 보다 바람직하게는 930℃ 이하이다. 한편, 담금질 가열 온도 T1이 850℃보다도 낮아지면, 탄화물이 충분히 고용되지 않아, 오스테나이트화를 충분히 도모할 수 없고, 이 담금질 템퍼링 공정에서, 템퍼링 마텐자이트 조직을 충분히 확보할 수 없어, 고강도가 얻어지지 않는다. 또한, 담금질 가열 온도 T1이 지나치게 낮으면, 탄화물이 충분히 고용되지 않고, 미고용 탄화물이 남아, 탄화물 양이 부족해진다. 담금질 가열 온도 T1은, 바람직하게는 870℃ 이상, 보다 바람직하게는 900℃ 이상이다.

100℃로부터 담금질 가열 온도 T1까지의 평균 승온 속도 HR1이 40℃/초보다도 느려지면, 구 오스테나이트 결정립이 조대화되어, 특성이 저하된다. 또한, 평균 승온 속도 HR1이 지나치게 느리면, 결정립이 조대화되고 입계의 양이 감소하여, 미세한 탄화물이 얻어지지 않는다. 따라서, 평균 승온 속도 HR1은 40℃/초 이상으로 한다. 바람직하게는 50℃/초 이상, 보다 바람직하게는 100℃/초 이상이다. 한편, 상기 평균 승온 속도 HR1의 상한은, 온도 제어의 관점에서 400℃/초 정도이다. 한편, 실온으로부터 100℃까지의 평균 승온 속도에 대해서는 특별히 따지지 않는다.

담금질 가열 온도 T1에서의 유지 시간 t1이 90초보다도 길어지면, 구 오스테나이트 결정립이 조대화되어, 특성(내수소취성)이 저하된다. 또한, 유지 시간 t1이 지나치게 길면, 결정립이 조대화되고 입계의 양이 감소하여, 미세한 탄화물이 얻어지지 않는다. 따라서 유지 시간 t1은 90초 이하로 할 필요가 있다. 유지 시간 t1은, 바람직하게는 60초 이하, 보다 바람직하게는 40초 이하이다. 한편, 탄화물의 녹아듦 부족에 의한 오스테나이트화의 부족을 방지하여, 원하는 조직(템퍼링 마텐자이트 주체의 조직)을 얻기 위해서는, 이 t1을 5초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 유지 시간 t1이 지나치게 짧으면, 탄화물이 충분히 고용되지 않고, 미고용 탄화물이 남아, 탄화물 양이 부족해진다. 보다 바람직하게는 10초 이상, 더 바람직하게는 15초 이상이다.

담금질 가열 후의 300℃로부터 80℃까지의 평균 냉각 속도(CR1)가 지나치게 느리면, 담금질이 불충분해져, 강도를 확보할 수 없다. 그 때문에, 평균 냉각 속도 CR1은 5℃/초 이상으로 할 필요가 있다. 평균 냉각 속도 CR1은, 바람직하게는 10℃/초 이상, 보다 바람직하게는 20℃/초 이상이다. 한편, 평균 냉각 속도 CR1의 상한은 100℃/초 정도이다.

(템퍼링 조건)

템퍼링 가열 온도 T2가 지나치게 낮으면, 충분히 템퍼링되지 않고, 강도가 지나치게 높아져, 드로잉값이 극단적으로 저하되는 것과 같은 문제가 생긴다. 한편, 템퍼링 가열 온도 T2가 높아지면, 인장 강도: 1900MPa 이상(바람직하게는 2000MPa 이상)을 달성하는 것이 곤란해진다. 템퍼링 가열 온도 T2의 범위는 350∼550℃의 범위(바람직하게는 400∼500℃)이고, 요구 강도에 따라 적절히 결정할 수 있다.

100℃로부터 템퍼링 가열 온도 T2까지의 평균 승온 속도 HR2가 느리면, 탄화물이 조대화되어, 희망하는 특성을 확보할 수 없다. 또한, 평균 승온 속도 HR2가 지나치게 느리면, 입계로부터의 탄화물의 생성 빈도가 저하되어, 미세한 탄화물이 얻어지지 않는다. 따라서 본 발명에서는, 평균 승온 속도 HR2를 30℃/초 이상으로 한다. 바람직하게는 40℃/초 이상, 보다 바람직하게는 50℃/초 이상이다. 단, 평균 승온 속도 HR2가 지나치게 빠르면, 온도 제어가 곤란해져, 강도적인 편차가 생기기 쉬워지기 때문에, 300℃/초 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 200℃/초 이하이다. 한편, 실온으로부터 100℃까지의 평균 승온 속도에 대해서는 특별히 따지지 않는다.

템퍼링 가열 온도 T2에서의 유지 시간 t2가 90초보다도 길어지면, 탄화물이 조대화되어, 내수소취성이 저하된다. 유지 시간 t2는, 바람직하게는 70초 이하, 보다 바람직하게는 50초 이하, 더 바람직하게는 40초 이하, 특히 바람직하게는 12초 이하이다. 한편, 본 발명은 고주파 가열을 행하는 것을 전제로 하는 것으로, 유지 시간 t2가 지나치게 짧으면, 태경(太徑) 강선재의 경우, 원주 방향의 단면 내의 경도 편차가 생기기 쉬워, 안정된 강도 향상을 도모하는 것이 곤란해진다. 따라서 본 발명에서는, 유지 시간 t2를 5초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 유지 시간 t2는, 보다 바람직하게는 7초 이상, 더 바람직하게는 10초 이상이다. 한편, 이때의 유지 시간 t2는, 상기 범위 내에서 요구 강도에 따라 적절히 조정하면 된다.

템퍼링 가열 후의 템퍼링 가열 온도 T2(단, 상기 T2가 400℃ 이상인 경우는 400℃)로부터 100℃까지의 평균 냉각 속도 CR2가 느리면, 탄화물이 조대화되어 원하는 특성을 확보할 수 없다(입계로부터의 탄화물의 생성 빈도가 저하되어, 미세한 탄화물이 얻어지지 않음). 따라서 본 발명에서는, 상기 평균 냉각 속도 CR2를 30℃/초 이상으로 한다. 바람직하게는 40℃/초 이상, 보다 바람직하게는 50℃/초 이상이다. 한편, 평균 냉각 속도 CR2의 상한은 300℃/초 정도이다. 또한 100℃로부터 실온까지의 평균 냉각 속도에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 스프링용 강선재는, 직경이 예컨대 7∼20mm(바람직하게는 10∼15mm)이다. 이 스프링용 강선재는, 그 후 스프링 가공으로 고강도 스프링으로 성형되며, 내수소취성이 우수하고, 또한 양호한 기계적 특성을 발휘하는 고강도 스프링이 얻어진다.

우수한 내수소취성을 얻기 위해서는, 용제한 강재의 편석을 저감하고, C, Si를 높인 성분계이더라도 미고용 탄화물이나 조대한 잔류 오스테나이트를 저감할 필요가 있다. 또한, 편석을 저감하여, 강 중의 성분을 균일하게 되도록 해서, 템퍼링 마텐자이트 조직에 있어서, 생성되는 탄화물의 편석을 억제하여, 강 중에 탄화물을 보다 미세 분산시켜, 미세 탄화물에 트랩되는 수소량을 증가시킬 필요가 있다. 그를 위해서는, 용제 후에 1200℃ 이상에서 가열하는 소킹을 실시하는 것이 중요해진다. 또한, 압연 중, 저온에서도 편석의 저감 효과가 있는 30mm 이하가 된 후에, 선재 온도(선온(線溫))가 900℃ 이상이 되도록, 압연 온도를 조정하는 것이 중요해진다.

본원은 2012년 12월 21일에 출원된 일본 특허출원 제2012-279437호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2012년 12월 21일에 출원된 일본 특허출원 제2012-279437호의 명세서의 모든 내용이 본원에 참고를 위해 원용된다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해서 제한을 받는 것은 아니며, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

하기 표 1, 2에 나타내는 화학 성분 조성의 강재(강재 No. 1∼63)를 소형 진공 용해로에서 용제하고, 155mm 각(단면 형상이 155mm×155mm)의 빌렛으로 단조한 후, 1200℃에서 1시간의 소킹을 실시했다. 소킹을 실시함으로써, 편석이 저감되고, C, Si를 높인 성분계이더라도 미고용 탄화물이나 조대한 잔류 오스테나이트를 저감할 수 있어, 우수한 내수소취성을 얻을 수 있다. 또한, 편석의 저감에 의해, 강 중의 성분이 균일해져, 템퍼링 마텐자이트 조직에 있어서, 생성되는 탄화물의 편재가 없어져, 강 중에 보다 미세 분산시킬 수 있어, 미세 탄화물에 트랩되는 수소량을 증가시킬 수 있다. 소킹 후, 열간 압연하여 직경 14.3mm의 선재를 얻었다. 압연 중, 30mm 이하의 선경(線徑)이 된 단계에서, 선온이 900℃ 이상이 되도록, 압연 온도를 조정했다. 그리고 해당 선재를 직경 12.0mm까지 냉간 인발 가공(신선)하여 강선으로 하고 나서, 고주파 유도 가열로에서, 하기의 조건에서 담금질 템퍼링을 행하여, 스프링용 강선을 얻었다.

(고주파에 의한 담금질 조건)

담금질 가열 온도 T1: 930℃

100℃로부터 담금질 가열 온도 T1까지의 평균 승온 속도: 200℃/초

담금질 가열 온도 T1에서의 유지 시간 t1: 15초

담금질 가열 후의 300℃로부터 80℃까지의 평균 냉각 속도 CR1: 80℃/초

(고주파에 의한 템퍼링 조건)

템퍼링 가열 온도 T2: 350∼550℃의 범위에서 2000MPa이 되도록 설정

100℃로부터 템퍼링 가열 온도 T2까지의 평균 승온 속도 HR2: 100℃/초

템퍼링 가열 온도 T2에서의 유지 시간 t2: 10초

템퍼링 가열 후의 가열 온도 T2로부터 100℃까지의 평균 냉각 속도 CR2: 100℃/초

(노 가열에 의한 담금질 조건)

담금질 가열 온도 T1: 900℃

100℃로부터 담금질 가열 온도 T1까지의 평균 승온 속도: 2℃/초

담금질 가열 온도에서의 유지 시간 t1: 10분

담금질 냉각 속도: 80℃/초

(노 가열에 의한 템퍼링 조건)

템퍼링 가열 온도 T2: 300∼500℃의 범위에서 2000MPa이 되도록 설정

100℃로부터 템퍼링 가열 온도 T2까지의 평균 승온 속도: 2℃/초

템퍼링 가열 온도 T2에서의 유지 시간 t2: 60분

템퍼링 가열 후의 가열 온도 T2로부터 100℃까지의 평균 냉각 속도: 100℃/초

얻어진 강선을 이용하여, 이하의 방법으로, 강 조직의 평가(구 오스테나이트 결정 입도 번호의 측정, 템퍼링 마텐자이트 분율의 측정), 인장 특성의 평가(인장 강도의 측정), 내수소취성, 강재 중의 수소량의 평가를 행했다.

(구 오스테나이트 결정 입도 번호의 측정)

강선의 횡단면 D/4 위치가 관찰면이 되도록 시료를 채취하고, 이 채취한 시료를 수지에 매립하고, 연마 후에 피크르산계의 부식액을 이용해서 구 오스테나이트 결정립계를 현출시켜, JIS G 0551:2005에 규정된 방법으로 구 오스테나이트 결정 입도 번호를 구했다. 이때 광학 현미경으로 400배에서 확인해서, 모든 조직이, 전체 조직에 대하여 템퍼링 마텐자이트가 80면적% 이상인 것을 확인했다.

(인장 특성의 평가(코일링성의 평가))

JIS14호 시험편으로 가공하고, JIS Z 2241:1998에 따라서, 만능 시험기로 크로스헤드 스피드: 10mm/분의 조건에서 인장 시험을 행하여, 인장 강도 TS를 측정했다. 그리고, 인장 강도 TS가 1900MPa 이상을 고강도(합격)로 평가했다.

(내수소취성의 평가(수소 취화 시험))

강선으로부터 폭: 10mm×두께: 1.5mm×길이: 65mm의 시험편을 잘라냈다. 그리고, 시험편에 대하여 4점 굽힘에 의해 1400MPa의 응력을 작용시킨 상태로, 시험편을, 1L 중에 황산이 0.5mol, 싸이오사이안산칼륨이 0.01mol이 되는 혼합 용액에 침지했다. 포텐션스탯(Potentionstat)을 이용하여 SCE 전극(포화 칼로멜 전극)보다도 낮은 -700mV의 전압을 걸어, 균열이 발생하기까지의 시간(파단 시간)을 측정했다. 그리고, 파단 시간이 1100초 이상인 경우를 내수소취성이 우수함(판정 「○」)으로 평가했다.

(강선 중의 수소 흡장량의 측정)

강선으로부터 폭: 10mm×두께: 1.0mm×길이: 30mm의 시험편을 잘라냈다. 그리고, 시험편을 무응력의 상태로, 1L 중에 황산이 0.5mol, 싸이오사이안산칼륨이 0.01mol이 되는 혼합 용액에 침지했다. 포텐션스탯을 이용하여 SCE 전극보다도 낮은 -700mV의 전압을 건 상태로, 15시간 유지하고, 취출한 후, 바로 방출 수소량의 측정을 실시했다. 방출 수소량은 가스 크로마토그래피 장치로 승온 분석에 의해 측정했다. 승온 속도는 100℃/시로 측정하고, 300℃까지의 방출 수소량을 수소 흡장량으로 했다. 이 수소 흡장량이 14.0ppm 이상일 때에, 수소량 판정 「○」로 했다.

그 결과를, 열처리 조건과 함께, 하기 표 3, 4에 나타낸다.

이 결과로부터, 다음과 같이 고찰할 수 있다. 강재 No. 5∼18, 27, 31∼42, 57∼63은, 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 실시예이며, 양호한 내수소취성이 발휘되고 있다는 것을 알 수 있다.

이에 비하여, 강재 No. 1∼4, 19∼26, 28∼30, 43∼56의 것은, 본 발명에서 규정하는 어느 요건을 만족하지 않는 비교예이며, 내수소취성이 열화되어 있다. 즉, 강재 No. 1∼3의 것은, [C]+[Si]/8의 값이 본 발명에서 규정하는 범위에 미치지 않는 예이고(C 함유량도 부족해 있고, 수소량 판정도 「×」), 미세 탄화물의 개수가 부족할 것이 예상되며, 내수소취성이 열화되어 있다. 또한 강재 No. 4의 것은, C 함유량이 부족한 예이고(수소량 판정도 「×」), 미세 탄화물의 개수가 부족할 것이 예상되며, 내수소취성이 열화되어 있다.

강재 No. 19의 것은, ([C]+[Si]/8)의 값이 본 발명에서 규정하는 범위를 초과하는 예이고, 담금질 시에 탄화물의 녹아듦이 부족할 것이 예상되며, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다. 강재 No. 20, 21의 것은, C 함유량이 과잉으로 되어 있는 예이고(([C]+[Si]/8)의 값도 본 발명에서 규정하는 범위를 초과해 있음), 담금질 시에 탄화물의 녹아듦이 부족할 것이 예상되며, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다.

강재 No. 22의 것은, Si 함유량이 과잉으로 되어 있는 예이고(([C]+[Si]/8)의 값도 본 발명에서 규정하는 범위를 초과해 있음), 담금질 시에 탄화물의 녹아듦이 부족할 것이 예상되며, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다. 강재 No. 23의 것은, ([C]+[Si]/8)의 값이 본 발명에서 규정하는 범위에 미치지 않는 예이고(수소량 판정도 「×」), 미세 탄화물의 개수가 부족할 것이 예상되며, 내수소취성이 열화되어 있다.

강재 No. 24의 것은, Si 함유량이 부족한 예이고(([C]+[Si]/8)의 값도 본 발명에서 규정하는 범위에 미치지 않고, 수소량 판정도 「×」), 미세 탄화물의 개수가 부족할 것이 예상되며, 내수소취성이 열화되어 있다. 강재 No. 25의 것은, Si 함유량이 과잉으로 되어 있는 예이고, 담금질 시에 탄화물의 녹아듦이 부족할 것이 예상되며, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다.

강재 No. 26의 것은, Si 함유량이 부족한 예이고(수소량 판정도 「×」), 미세 탄화물의 개수가 부족할 것이 예상되며, 내수소취성이 열화되어 있다. 강재 No. 28의 것은, Mn 함유량이 과잉으로 되어 있는 예이고, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다.

강재 No. 29의 것은, P 함유량이 과잉으로 되어 있는 예이고, P가 입계에 편석되어 입계가 취화될 것이 예상되며, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다. 강재 No. 30의 것은, S 함유량이 과잉으로 되어 있는 예이고, 입계에 편석되어 입계가 취화될 것이 예상되며, 수소량 판정은 「○」이기는 하지만, 내수소취성이 열화되어 있다.

강재 No. 43∼56의 것은, 노 가열을 행한 예이고, 구 오스테나이트의 결정 입도 번호가 작아져 있어(결정립이 조대화되어 있고, 또한 수소량 판정도 「×」), 내수소취성이 열화되어 있다.

본 발명의 고강도 스프링용 강선재는, 템퍼링 마텐자이트가 80면적% 이상, 인장 강도가 1900MPa 이상인 고강도 스프링용 강선재로서, 소정의 화학 성분 조성을 만족하고, 또한 C와 Si가 하기 (1)식의 관계를 만족하고, 구 오스테나이트 결정 입도 번호가 10번 이상임과 더불어, 수소 흡장량이 14.0ppm 이상인 것으로 하는 것에 의해서, 합금 원소의 첨가량을 억제하더라도, 우수한 내수소취성을 확보할 수 있다.

0.73%≤[C]+[Si]/8≤0.90% …(1)

단, [C] 및 [Si]는 각각 C 및 Si의 함유량(질량%)을 나타낸다.

Claims

템퍼링 마텐자이트가 80면적% 이상, 인장 강도가 1900MPa 이상인 고강도 스프링용 강선재로서,
상기 강선재는,
C: 0.50∼0.70%(질량%의 의미, 화학 성분 조성에 대하여 이하 동일),
Si: 1.50∼2.3%,
Mn: 0.3∼1.5%,
P: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음),
Ti: 0.02∼0.10%,
S: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음), 및
Al: 0.001∼0.10%를 각각 함유하고, 또한 C와 Si가 하기 (1)식의 관계를 만족하고, 잔부가 철 및 불가피 불순물이며, 구 오스테나이트 결정 입도 번호가 10번 이상임과 더불어, 수소 흡장량이 14.0ppm 이상이고, 4점 굽힘에 의해 1400MPa의 응력을 작용시킨 상태로 포텐션스탯(Potentionstat)을 이용하여 -700mV의 전압을 걸어 균열이 발생하기까지의 파단 시간을 측정했을 때, 파단 시간이 1100초 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 스프링용 강선재.
0.73%≤[C]+[Si]/8≤0.90% …(1)
단, [C] 및 [Si]는 각각 C 및 Si의 함유량(질량%)을 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
추가로, 하기 (a) 및 (c)∼(f) 중 어느 것에 속하는 1종 이상의 원소를 함유하는 것인 고강도 스프링용 강선재.
(a) Cu: 0.7% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Ni: 0.7% 이하(0%를 포함하지 않음) 중 적어도 1종
(c) B: 0.010% 이하(0%를 포함하지 않음)
(d) Nb: 0.10% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Mo: 0.5% 이하(0%를 포함하지 않음) 중 적어도 1종
(e) V: 0.4% 이하(0%를 포함하지 않음)
(f) Cr: 0.8% 이하(0%를 포함하지 않음)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
직경이 7∼20mm인 고강도 스프링용 강선재.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 화학 성분 조성을 만족시키는 선재 또는 강선을, 하기의 조건에서 고주파 담금질 및 템퍼링하는 것을 특징으로 하는 내수소취성이 우수한 고강도 스프링용 강선재의 제조 방법.
(담금질 조건)
담금질 가열 온도 T1: 850∼1000℃
100℃로부터 담금질 가열 온도 T1까지의 평균 승온 속도 HR1: 100℃/초 이상
담금질 가열 온도 T1에서의 유지 시간 t1: 90초 이하
담금질 가열 후의 300℃로부터 80℃까지의 평균 냉각 속도 CR1: 5℃/초 이상 100℃/초 이하
(템퍼링 조건)
템퍼링 가열 온도 T2: 350∼550℃
100℃로부터 템퍼링 가열 온도 T2까지의 평균 승온 속도 HR2: 30℃/초 이상
템퍼링 가열 온도 T2에서의 유지 시간 t2: 5초 이상 90초 이하
템퍼링 가열 후의 템퍼링 가열 온도 T2로부터 100℃까지의 평균 냉각 속도 CR2: 50℃/초 이상
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고강도 스프링용 강선재를 이용하여 얻어진 고강도 스프링.