KR20060058031A

KR20060058031A - 고청정도 스프링 강

Info

Publication number: KR20060058031A
Application number: KR1020050112399A
Authority: KR
Inventors: 도모코 스기무라; 고이치 사카모토; 아츠히코 요시다; 스미에 스다
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2006-05-29
Also published as: EP1662016B1; CN1800429A; US7429301B2; CN100395367C; JP4347786B2; KR100712786B1; DE602005009909D1; JP2006144105A; US20060108027A1; EP1662016A1

Abstract

열간 압연에 의해 연신하기 쉽고 미세 분말로 분쇄되는 개재물을 함유하고 냉간 압연에 용이하게 적응할 수 있고 피로 특성이 우수한 스프링을 수득하는 고청정도 스프링 강을 개시한다. 상기 스프링 강은 선재 직경의 1/4 지점 외측의 표층에 존재하고 3μm 이상의 폭을 가지며 황의 농도 10질량% 이하인 산화물계 개재물 중 그 개수의 70% 이상이 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

고청정도 스프링 강{ULTRA CLEAN SPRING STEEL}

도 1은 시편 번호 1에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 2는 시편 번호 2에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 3은 시편 번호 3에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 4는 시편 번호 4에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 5는 시편 번호 5에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 6은 시편 번호 6에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 7은 시편 번호 7에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO- Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 8은 시편 번호 8에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

도 9는 시편 번호 9에 있어서의 개재물의 조성 분포도를 나타내는 CaO-Al₂O₃-SiO₂ 3성분계 상평형도이다.

본 발명은 피로 특성이 우수한 스프링 강에 관한 것이다. 이 스프링 강으로부터 매우 높은 피로 특성이 요구되는 엔진 밸브 스프링, 클러치 스프링 및 브레이크 스프링 등의 스프링이 수득된다.

자동차의 경량화나 고출력화에 대한 요청이 높아지고 있으며, 이러한 요청으로 인해 고응력을 견디는 엔진 밸브 스프링 및 서스펜션 스프링의 개발이 지향되고 있다. 이들 스프링은 큰 부하 응력을 지지할 수 있도록 우수한 내피로성 및 색(sag) 저항성이 요구된다. 밸브 스프링은 우수한 피로 강도를 갖도록 특히 요구되는데, 이러한 요건은 종래 강 중에서도 피로 강도가 가장 우수한 것으로 알려져 있는 SWOSC-V(JIS G-3566)로도 만족시키기 어렵다.

높은 피로 강도가 요구되는 스프링용 강 선재는 그 안에 경질의 비금속 개재 물을 최소량으로 함유하도록 요구된다. 이러한 요건에 따라, 비금속 개재물이 상기 한계치까지 저감된 고청정도강을 사용하는 것이 일반적이다. 강의 강도가 높아짐에 따라 비금속 개재물에 의한 강의 피로 파괴가 일어날 가능성 높아진다. 결과적으로, 파괴를 야기하는 비금속 개재물의 저감(양 및 크기)의 요구는 더욱 엄격해진다.

강재 중의 경질의 비금속 개재물의 저감 및 소형화를 위한 다양한 기술이 제안되어 있다. 예컨대, 문헌[제126회 및 제127회 니시야마(Nishiyama) 기념 기술강좌, 일본철강협회편, 145 내지 165페이지]에는, 강철이 약 1400 내지 1500℃의 융점을 갖는 CaO-Al₂O₃-SiO₂계 개재물을 함유하도록 함으로써 피로 특성을 향상하는 것이 가능하며 이러한 개재물은 피로 파괴의 기점이 되지 않는다고 언급하고 있다.

또한, 일본 특허공고 제1994-74484호 공보 및 일본 특허공고 제1994-74485호 공보에는, 비금속 개재물이 열간 압연시 충분히 연신되도록 하여 제조되는 피로 특성이 우수한 고청정도강을 개시하고 있다.

또한, 일본 특허공개 제2002-167647호 공보 및 일본특허 제2654099호에는, 알칼리 금속 화합물을 이용함으로써 개재물이 연신되고 소형화되는 Si-탈산강이 개시되어 있다.

또한, 일본 특허공고 제1995-6037호 공보에는, 개재물의 양을 저감시키고 또한 저융점화함으로써 열간 압연시 개재물의 단면적을 축소화하는 기술이 개시되어 있다.

지금까지 개시된 종래 기술은 열간 압연시 연신 및 소형화를 용이하게 하는 비금속 개재물의 조성과 관련된 것이다.

그러나, 개재물의 평균 조성에만 주목할 뿐 열간 압연 후 변화하는 개재물의 구성에 대한 것은 고려되지 않았다. 따라서, 이들은 더욱 높은 청정도가 요청되는 최근의 요구에 대응할 수 있는 고청정도강을 실현시킬 수 없었다.

본 발명은 상기한 점을 고려하여 완성된 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 피로 특성이 우수한 고청정도 스프링 강을 제공하는 것이다. 이 목적은 열간 압연시 개재물을 충분히 소형화함으로써 달성된다.

본 발명의 요지는, 선재 직경의 1/4 지점 외측의 표층에 존재하고 3μm 이상의 폭을 가지며 황의 농도가 10질량% 이하인 산화물계 개재물 중 그 개수의 70% 이상이, 하기 수학식 1을 만족하고 또한 하기 (A) 내지 (C)의 조성 범위 영역(%는 질량%을 의미함) 중의 2 또는 3개의 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는 고청정도 스프링 강에 있다.

수학식 1

(A) SiO₂ : 40 내지 70%, Al₂O₃ : 0 내지 20%, CaO : 20 내지 60%

(B) SiO₂ : 30 내지 65%, Al₂O₃ : 25 내지 50%, CaO : 10 내지 30%

(C) SiO₂ : 10 내지 30%, Al₂O₃: 25 내지 50%, CaO : 30 내지 55%

[여기서, 「개재물의 폭」이란 선재의 축 중심선을 포함하는 단면을 관찰할 때 축 중심과 수직인 방향으로 측정되는 각 개재물의 직경을 의미하며, (A) 내지 (C)에서의 농도(질량%)는 SiO₂, Al₂O₃ 및 CaO의 세 성분의 총 농도가 100%가 되도록 규격화된 값이다]

상기 조성을 갖는 강은 Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu 및 Ti로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 함유할 수 있다. 이들 금속의 함량은, Cr 0.5 내지 3질량%, Ni 0.5질량% 이하, V 0.5질량% 이하, Nb 0.1질량% 이하, Mo 0.5질량% 이하, W 0.5질량% 이하, Cu 0.1질량% 이하 및 Ti 0.1질량% 이하가 바람직하다.

모든 종류의 강은 Li를 0.01 내지 20 ppm의 양으로 포함하는 것이 바람직하다.

열간 압연시의 변형율이 큰 선재로서는 열간 압연시 연신 분쇄하여 미세분말화할 수 있는 개재물을 함유하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 따라서, 개재물을 열간 압연시의 연신 분쇄하기 쉽도록 저융점의 평균 조성으로 하는 것이 일반적으로 실시되고 있다. 또한, SiO₂, Al₂O₃, 아노사이트, 월라스토나이트, 겔레나이트 등의 유해한 개재물을 응고부터 열간 압연까지의 모든 단계에서 생성하지 않도록 억제하는 기술이 채택되고 있다. 그러나 이러한 기술은 여전히 불완전하며, 최근의 요구에 응할 수 없었다.

이러한 상황하에, 본 발명자들은 응고 후의 가열 및 열간 압연에 의한 개재물 형태 변화 등을 고려하여, 스프링의 피로 특성을 향상시키는 개개의 개재물의 조성 및 형태에 대하여 다양한 각도에서 검토하였다. 그 결과, 개재물 중의 다수의 미세한 결정은 개재물을 열간 압연시 종래보다 더욱 쉽게 미세 분말로 분쇄하는 것을 발견하였다. 또한, 이러한 과정에서 형성된 아노사이트, 월라스토나이트, 겔레나이트는 미세하여 피로 특성에 악영향을 미치게 하지 않는 것을 발견했다.

상분리만이 본 발명의 목적이 아니다. 상 분리에 의해 생성하는 상이 거의 무해하거나 미세화되어야 하는 것이 중요하다. 다시 말해, 개재물의 조성이 열간 압연 전에 적절하지 않으면, 유해한 SiO₂나 Al₂O₃가 생성하여 피로 특성에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 열간 압연 및 분괴 압연 전의 개재물의 조성은 엄격하게 제어할 필요가 있다. 이러한 관점에서, 종래보다 염기도가 높은 슬래그로 정련을 실시하여 알루미늄 농도의 제어를 엄밀히 할 필요가 있다.

본 발명은 다음과 같은 요건을 충족시켜야 한다. 본 발명에 따르면, 선재 직경의 1/4 지점 외측의 표층에 존재하고 3μm 이상의 폭을 가지며 황 농도가 10질량% 이하인 산화물계 개재물 중 그 개수의 70% 이상이 하기 수학식 1을 만족한다.

수학식 1

상기는 대상으로 삼은 개재물이 3μm 이상의 폭을 가져야 하도록 규정하고 있다. 그 이유는, 3μm 미만의 폭을 갖는 미세한 개재물은 피로 파괴의 기점이 되기 어렵고, 피로 강도에 현저한 영향을 주지 않기 때문이다. 또한, 상기는 이러한 개재물이 「선재 직경의 1/4 지점 외측의 표층에 존재한다」라고 규정하고 있다. 그 이유는 이 위치에 존재하는 개재물이 피로 특성에 가장 많은 영향을 미치기 때문이다.

밸브 스프링 강은 산화물계 개재물과 황화물계 개재물을 함유한다. 이 중, 황화물계 개재물은 매우 연하고, 열연시 연신하여 미세화되기 쉽기 때문에, 피로 강도에 대한 영향이 적다. 따라서, 피로 강도를 높이기 위해서는 산화물계 개재물의 제어가 필요하다. 이는, 본 발명이 산화물계 개재물을 고려하지만, 황을 10질량% 초과하여 포함하는 황화물계 개재물은 고려하지 않는 이유이다.

선재는 보통 CaO, Al₂O₃, SiO₂, MnO 및 MgO 이외에 불가피하게 불규칙한 개재물(예컨대 Ti, Cr의 산화물 등)을 함유한다. 이는 그의 양이 제한되는 한 심각한 문제가 되지 않는다. 그러나, 양이 증가하면 피로 파괴의 기점이 될 수 있다. 이는 본 발명에서 [CaO + Al₂O₃+ SiO₂ + MnO + MgO]의 총량이 80질량% 미만이 되는 불규칙한 개재물이 개수로 하여 30%를 넘지 않아야 한다고 규정하고 있는 이유이다.

본 발명에서는, 선재가 황 농도 10% 이하의 산화물계 개재물을 그 개수의 70% 이상의 것이 하기 (A) 내지 (C)의 조성 범위 영역 중의 2 또는 3개의 영역에 존재하도록 함유해야 한다고 규정하고 있다.

(A) SiO₂ : 40 내지 70%, Al₂O₃ : 0 내지 20%, CaO : 20 내지 60%

(B) SiO₂ : 30 내지 65%, Al₂O₃ : 25 내지 50%, CaO : 10 내지 30%

(C) SiO₂ : 10 내지 30%, Al₂O₃: 25 내지 50%, CaO : 30 내지 55%

"산화물계 개재물 중 그 개수의 70% 이상의 것"이라고 표현한 것은, 개재물의 70% 이상이 제어되면 본 발명이 충분히 효과를 발휘할 수 있기 때문이다. 70% 미만은 파괴의 원인이 되는 형태의 개재물이 다수 존재할 수 있음을 의미한다. 개재물 중의 MnO는 무해하기 때문에 농도에 특별한 제한이 없다. 또한, MgO는 의도적으로 첨가되지 않지만 내화물 등으로부터 유래하기 때문에 농도도 문제가 되지 않는다.

즉, 본 발명에서는, 산화물계 개재물이 하나 이상의 조성 범위 영역에 존재하도록 되어 있다. 이것은, 비결정질의 개재물 중에 미세 결정이 생성하여 그것이 열간 압연시 미세 분말로 분쇄되기 때문이다. 결정화된 개재물은 열간 압연시 파괴되기 어려워, 최종 제품 중에 잔류하여 피로 파괴의 기점이 된다. 미세 결정의 생성은 거대한 결정의 생성을 억제하는 것을 암시한다. 이에 의해 피로 강도가 향상하는 것으로 생각된다.

개재물의 조성을 복수의 영역에 존재시키기 위해서는, 강재의 화학 성분 및 개재물의 조성(후술함)을 적절히 제어하고, 또한 열간 압연 조건을 적절히 제어할 필요가 있다. 특히, 분괴 압연 전의 가열온도와 가열시간을 각각 가열온도: 1200 내지 1350℃ 및 가열시간(또는 침수 처리 시간): 4시간 이상으로 적절히 제어할 필요가 있다. 너무 낮은 가열온도에서 분괴 압연하는 것은 결정화를 일으키기 어렵 고, 너무 높은 온도에서 분괴 압연하면 조대한 결정이 생성된다. 침수 시간은 종래에는 보통 2시간 정도 실시되고 있지만, 본 발명에서는 효과를 충분히 발휘하기 위해 바람직하게는 4시간 이상이어야 한다. 침수 시간이 너무 길면 조대한 결정이 생성되기 때문에, 10시간 이하로 하여야 한다. 또한, 개재물이 Li₂O를 함유하는 경우 가열시간을 단축시킬 수 있다.

개재물 중의 미세한 결정은 열간 압연시 미세 분말로 분쇄하도록 촉진할 수 있다. 결과적으로, 주조 전 단계에서 개재물을 제어하는 것이 중요하다. 개재물 중에 존재하는 과량의 SiO₂는 결정화 중에 조대한 SiO₂ 결정을 형성하고, 열간 압연시 등에 잔류하여 피로 강도에 악영향을 준다. 또한, 개재물 중의 과량의 Al₂O₃는 조대한 Al₂O₃ 결정 및 아노사이트(CaO·Al₂O₃·2SiO₂)를 형성하여 피로 강도에 악영향을 준다. 이 때문에, 여러 결정이 균일하게 잘 석출하도록 조성을 제어하는 것이 중요하다.

이러한 이유로, 용강 단계에서의 슬래그 조성의 염기도(CaO/SiO₂)를 조정할 필요가 있다. 바람직한 염기도는 약 0.75 내지 2이다.

본 발명에서는, 스프링 강 등의 원료로서 유용한 고청정도강을 의도하기 때문에 강의 화학 조성은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 본 발명에 따른 강은 탈산화제로서의 Si 및 Mn을 0.1질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 과량으로 존재하면 강재가 취화하기 때문에 Si는 4% 이하이어야 하고 Mn은 2% 이하이어야 한다.

(스프링 강의 기본 성분으로서의) 탄소의 함유량은 1.2질량% 이하인 것이 바람직하다. 과량의 탄소(1.2질량% 초과)는 강재가 취화하여 실용적이지 못하다.

알루미늄은 개재물을 제어하는데 유용한 원소이다. 알루미늄의 농도는 0.1 내지 15 ppm(질량)이어야 한다. 과량의 알루미늄은 피로 파괴의 기점이 되는 조대한 Al₂O₃ 결정을 생성시킨다. 0.01질량% 미만의 농도가 바람직하다.

본 발명에 따른 강은 전술한 기본 성분 외에 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 임의적으로는 Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu 및 Ti로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 함유할 수 있다. 이들의 바람직한 함유량은 다음과 같다: Cr 0.5 내지 3질량%, Ni 0.5질량% 이하, V 0.5질량% 이하, Nb 0.1질량% 이하, Mo 0.5질량% 이하, W 0.5질량% 이하, Cu 0.1질량% 이하, Ti 0.1질량% 이하.

본 발명에 따른 선재는 임의적으로 Li를 함유할 수 있다. Li는 개재물의 조성을 유효하게 제어하거나 개재물 중에 미세 입자를 생성시킨다. 또한, 개재물 중 비결정질 부분의 점도가 낮아져, 개재물이 쉽게 변형하게 된다. 이러한 이유로 Li의 함유량은 바람직하게는 0.01 내지 20 ppm 정도이어야 한다.

한편, Li의 혼입에 의해 개재물의 융점이 낮아지도록 설계되어 열간 압연시 강의 변형을 용이하게 하는 종래 기술(상기 일본 특허공개 제2002-167647호 공보 및 일본특허 제2654099호)이 알려져 있다. 그러나, 이들 기술은 결정화의 효과를 이용하는 것이 아니다. 또한, 미세한 결정이 다수 생성하는 것이 필요하며, 개재 물의 적절한 제어가 실시되지 않은 상태로 Li를 첨가하면 조대한 결정의 형성을 촉진하게 되는 단점이 있다. 또한, 상기 일본 특허공개 제2002-167647호 공보에서는 Li 첨가를 구체적으로 언급하지 않고, Li 첨가에 의한 결정화의 효과에 관해서도 언급되어 있지 않다.

본 발명을 하기 실시예를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하지만 이들에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되어서는 안된다. 본 발명은 기술적 범위를 일탈하지 않으면서 변경 및 수정하는 것이 가능하다.

실시예 1

컨버터 강을 모의하는 용강을 제조하였다. 각종 플럭스를 혼입하여 강의 화학 조성 조정 및 슬래그 정련을 실시하였다. 슬래그 염기도를 (표 2에 제시한 바와 같이) 적절히 조정하여 개재물의 조성을 목적에 따라 조정하였다. 이와 같이, 표 1에 제시된 바와 같은 화학 조성을 갖는 여러 강재 샘플을 수득하였다. 또한, 용강 중에의 Li의 첨가는 강 샘플 번호 4 내지 6의 경우에서 Li₂CO₃을 와이어 첨가함으로써 Li의 농도를 조정했지만, 첨가방법은 하기 방법 중 하나를 채용할 수 있다. 선재 첨가용 선재는, Li 합금 또는 Li₂CO₃ 단독의 선재 또는 그 밖의 합금 원료와 조합으로 형성된 선재일 수 있다.

(a) 선재 공급에 의한 Li-Al 또는 Li-Si 형태로의 첨가; 다른 합금과의 동시 첨가; 용강내로의 덩어리의 첨가; 레이들(ladle)내로의 사전 첨가; TD 공정에서의 첨가

(b) 선재 공급에 의한 Li 형태로의 첨가; 다른 합금과의 동시 첨가; 용강내로의 덩 어리의 첨가; 레이들내로의 사전 첨가; TD 공정에서의 첨가

(c) 슬래그로의 Li₂O 또는 Li₂CO₃ 첨가

(d) Li₂CO₃의 다른 합금과의 동시 첨가; 용강내로의 덩어리의 첨가; 레이들내로의 사전 첨가; TD 공정에서의 첨가

상기 용강에 대하여, 실제 기기와 같은 속도로 냉각하는 주형에 부어 주조하였다. 생성된 주괴에 대해 침수 처리, 분괴 압연 및 열간 압연을 실시하였다. 이에 따라 직경 8.0 mm의 선재가 수득되었다. 하기 표 2에는 샘플 번호 1 내지 9에 대하여 염기도와 함께 열간 압연 조건을 나타낸다.

이와 같이 수득된 열간 압연 선재 샘플에 대하여 선재 중의 개재물의 조성을 측정하고 또한 다음과 같이 피로 강도를 시험하였다.

·개재물 조성

각 선재 샘플을 종방향으로 절단하고 축을 포함하는 단면을 연마하였다. 직경의 1/4(반경의 1/2) 외부에 존재하는 산화물계 개재물(단축 3μm 초과) 30개를 취하여 단면을 시험하였다. 산화물계 개재물을 EPMA로 분석하고 분석 결과를 산화물의 농도로 환산하였다.

·피로 강도

열간 압연 선재(8.0 mm φ)를 박리하고, 파텐팅(patenting)하고, 냉간 인출하고, 오일 템퍼링하고, 변형응력 제거 어닐링에 상당하는 처리를 실시하고, 숏 피닝(shot peening)하고, 변형응력 제거 어닐링을 실시하였다. 4.0 mm 직경 및 650 mm 길이의 시험편을 취하였다. 나카무라식 회전 벤딩 피로 시험기로 하기 조건 하에서 벤딩 시험을 실시하였다.

응력: 880 MPa(공칭)

회전속도: 4000 내지 5000 rpm

벤딩 사이클수: 2×10⁷회

개재물로 인해 파손된 샘플에 대하여 하기 식으로부터 파단율을 산출하였다. 파단면 상에 나타난 개재물의 크기에 대해 파손된 샘플을 시험하였다.

파단율 = [A/(A/B)] × 100%

[여기서, A는 개재물로 인해 파손된 샘플의 개수이고, B는 개재물 2×10⁷회의 벤딩 사이클 후 파단되지 않은 샘플의 개수이다]

하기 표 3은 파단율 및 파단면에 관찰되는 개재물의 크기를 나타낸다.

하기 표 4 내지 12는 각 선재 샘플에서의 개재물 조성을 나타낸다. 도 1 내지 9는 개재물 조성 분포에 대한 표 4 내지 12에 제시된 결과에 따른 SiO₂-Al₂O₃-CaO 3성분계의 상평형도를 나타낸다.

이들의 결과로부터, 다음과 같이 결론지을 수 있다. 샘플 번호 1 내지 3은 슬래그 염기도가 적절히 조절되고 열간 압연 조건도 적절하고, 개재물 조성이 두 영역으로 분리되어, 적절한 피로 강도를 나타낸다. 또한, 샘플 번호 4 내지 6은 슬래그 염기도가 절절히 조절되고 Li의 첨가에 의해 단시간의 침수에도 개재물의 조성이 두 영역으로 분리되어, 적절한 피로 강도를 나타낸다.

이에 반해, 샘플 번호 7 및 8은, 침수 시간이 짧고 상분리가 불충분하기 때문에 개재물의 조성이 2개로 분리되지 않고 피로 시험 결과가 좋지 않다. 샘플 번호 9는 낮은 슬래그 염기도 및 상분리(SiO₂ 함량이 높은 개재물이 생성됨)에 의해 피로 시험 결과가 좋지 않다.

본 발명은 열간 압연시 개재물이 연신되어 소형화되기 때문에 피로 특성이 우수한 고청정도 스프링 강을 제공할 수 있다.

Claims

선재 직경의 1/4 지점 외측의 표층에 존재하고 3μm 이상의 폭을 가지며 황의 농도가 10질량% 이하인 산화물계 개재물 중 그 개수의 70% 이상이, 하기 수학식 1을 만족하고 또한 하기 (A) 내지 (C)의 조성 범위 영역(%는 질량%를 의미함) 중의 2 또는 3개의 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는 고청정도 스프링 강.

수학식 1

(A) SiO₂ : 40 내지 70%, Al₂O₃ : 0 내지 20%, CaO : 20 내지 60%

(B) SiO₂ : 30 내지 65%, Al₂O₃ : 25 내지 50%, CaO : 10 내지 30%

(C) SiO₂ : 10 내지 30%, Al₂O₃: 25 내지 50%, CaO : 30 내지 55%

[여기서, 「개재물의 폭」이란 선재의 축 중심선을 포함하는 단면을 관찰할 때 축 중심과 수직인 방향으로 측정되는 각 개재물의 직경을 의미하며, (A) 내지 (C)에서의 농도(질량%)는 SiO₂, Al₂O₃ 및 CaO의 세 성분의 총 농도가 100%가 되도록 규격화된 값이다]
제 1 항에 있어서,

C 1.2 질량% 이하(0% 제외); Si 0.4 내지 4 질량%; Mn 0.1 내지 2.0 질량 %; 및 Al 0.01 질량% 이하(0% 제외)의 구성성분을 함유하는 강으로 형성되는 고청정도 스프링 강.
제 1 항에 있어서,

Cr, Ni, V, Nb, Mo, W, Cu 및 Ti로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 추가로 함유하는 고청정도 스프링 강.
제 1 항에 있어서,

0.01 내지 20 ppm의 양으로 Li를 함유하는 고청정도 스프링 강.