具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材，生产所述钢线材的方法及通过使...的制作方法

专利名称：：具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材，生产所述钢线材的方法及通过使...的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材(steelwirerod)，生产所述钢线材的方法，及通过4吏用所述钢线材生产弹簧的方法，更具体而言，涉及一种高强度同时具有高韧性的弹簧用钢线材，所述弹簧用作汽车螺旋弹簧、钢板弹簧、扭杆和稳定器，所述钢线材具有优良的冷加工性能，从而使得在后续处理中对于剥皮或刮削无需进行退火，涉及生产所述钢线材的方法，及使用所述钢线材生产弹簧的方法。
背景技术：
：近来，使用的化石燃料、特别是油燃料的量迅速增加，由于燃烧油燃料而产生的污染源，全球出现了严重的空气污染。此外，不仅会发生大型油轮的油泄露，而且油价也迅速上升。因此，为避免油燃料的有害影响，从不同角度对减少油燃料使用量的技术进行了研究。有的汽车需要油燃料。汽车生产商已进行了多种尝试和研究来减少油燃料的使用量。目前正在开发和应用改进汽车燃料效率的方法，这是一种减少油燃料使用量的常规方法。还有一种方法是改进发动机的燃烧效率和功率传输效率。另外，还有一种方法是通过减轻车身重量来减少在单位距离运动中所需的能量。为减轻车身重量，一种方法是用具有低比重的轻型材料来替代汽车部件。但是，至今，很少有材料能替代钢产品的优越性。因此，迄今为止，仍存在许多使用钢产品作为汽车部件的情形，而且通常是尝试通过减轻钢产品重量来改进汽车的燃料效率。当只是减轻钢产品的重量时，由于单位重量的可承受负载是确定的，可能会引起汽车安全性方面的致命问题。因此，减轻部件重量可在解决了生产具有高强度部件的问题之后体现出来。特别是，汽车用弹簧为一种极需要同高强度类似的优良的抗永久变形能力的部件。所述抗永久变形能力表示对弹簧在使用较长时间后高度改变并且不能够恢复弹性的永久变形的抗性。为增加弹簧的抗永久变形能力，通常使用添加了大量Si的钢线材作为弹簧用材料。Si能增加钢的屈服强度，从而防止永久变形。此外，Si属于周期表中IV族的一种元素，并且在热力学方面的行为同c类似。如上所述，还需要改进弹簧的强度，即抗拉强度。为改进该强度，必需添加c元素。添加c较容易。c通过与其他所添加的合金元素一起改进沉淀强度来改进钢的强度。但是，当将C与大量Si同时添加到合金中时，由于C和Si的热力学行为类似，C和Si会竟争同一位置，从而产生c从合金中除去的脱碳现象。对于含有Si的弹簧用钢，有SAE9250。由于弹簧用钢中Si含量为1.8-2.0重量％，因此C从钢中除去的表面脱碳现象变得更加严重。结果，钢的疲劳寿命由于表面脱碳层而减少，从而使得难于将该钢用于弹簧。为解决所述问题，日本专利申请No.1998-110247和1996-176737、韩国专利申请No.1997-0073576及韩国专利公开文本No.1999-0048929公开了高拉伸弹簧钢，其中降低了碳的总体含量并添加Ni来防止在表面出现脱碳部分，更多地增加Si的量来修复由于碳量减少产生的强度的降低，并且另外添加Mo，从而4吏最大i殳计韧性增加至1200Mpa。但是，对于常规钢，由于在合金设计方面是通过增加Si量来改进屈服强度和抗变形能力，因此在连续浇铸时会发生Si分离。由于Si分离通常形成于钢线材中间，该分离的发生导致铁素体的形成，这导致了中间微结构的不均匀性，从而产生了较宽范围的性能改变并且使弹簧韧性变差。另外，由于常规的具有较大应力的钢含有大量的合金元素，因此生产成本增加。此外，由于大量合金元素的添加，虽然在生产钢线材时以相对较低的速度緩慢冷却钢线材，但是产生了低温结构例如贝氏体和马氏体的复合结构。当在生产钢线材的同时出现低温结构时，可能会在后续处理过程中产生问题。即，由于在转化中产生内部韧性，因此低温结构例如贝氏体或马氏体具有高硬度。所述低温结构使得难于对钢丝条进行剥皮或刮削来控制该钢丝条直径或在使用该钢线材形成弹簧之前改进其表面品质。因此，为顺利进行剥皮或刮削，对钢线材进行热处理例如软化热处理，这导致额外的生产成本的增加和可加工性能的变差。此外，通常而言，由于强度和韧性是相互对立的两个概念，因此很难同时提供强度和韧性。即，通常地，为改进弹簧强度，必需在钢线材中形成一种刚性结构例如马氏体或贝氏体。但是，由于具有脆性，因此该刚性结构例如马氏体或贝氏体具有较差的冲击韧性。如上所述，弹簧需要高强度来提供高的抗永久变形能力和疲劳强度及除高强度之外的高韧性。迄今为止，仍未开发出既具有高强度又具有高韧性的弹簧用钢。并且，由于在弹簧用钢的一部分中产生低温结构，因此弹簧定制公司必须进行软化热处理。发明的技术问题本发明的一个方面提供一种高强度和高韧性弹簧用钢线材，所述钢线材在后续处理中具有优良的冷加工性能，并且提供一种生产所述钢线材的方法。本发明的一个方面还提供一种通过使用所述钢线材生产高强度和高韧性弹簧的方法。技术方案根据本发明的一个方面，提供一种钢线材，其组成包括以重量%计，C:0.4-0.7%、Si:1.5-3.5%、Mn:0.3-1.0%、Cr:0.01-1.5%、Ni:0.01-1.0%、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1"/。或更少、O:0.0020%或更少、P:0.02。/。或更少、S:0.02。/o或更少、N:0.02%或更少，其余为Fe,及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8jim或更小。在此情况下，钢线材内部结构中贝氏体和马氏体结构的面积分数之和可能小于1%。钢线材的组成中还可包括以重量％计的V:0.5%或更少和Ti:0.5%或更少。根据本发明的另一个方面，提供一种生产具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材的方法，其中，当热轧组成包括以重量％计，C:0.4-0.7%、Si:1.5-3.5%、Mn:0.3-1.0%、Cr:0.01-1.5%、Ni:0.01-1.0%、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1%或更少、O:0.0020%或更少、P:0.02。/o或更少、S:0.02。/。或更少、N:0.02。/o或更少，其余为Fe，及其他不可避免的杂质的坯料生产钢线材时，从最终轧机起的第二个轧机和之后的轧4几中的轧制温度为850。C或更j氐。钢线材的组成还可包括以重量％计的V:0.5%或更少和Ti:0.5%或更少。轧制温度可为Ar3或更高。轧制的钢线材可以5tV秒的冷却速率从700-850t:的温度开始冷却至室温。根据本发明的又一个方面，提供一种生产具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材，所述钢线材的组成包括以重量％计，C:0.4國0.70/0、Si:1.5-3,5%、Mn:0.3國1.0%、Cr:0.01-1.5%、Ni:0.01-1.0%、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1。/o或更少、O:0.0020%或更少、P:0.027。或更少、S:0.02。/。或更少、N:0.02%或更少，其余为Fe,及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8jim或更小，所述方法包括对钢线材进行剥皮和刮削而无需退火；使钢线材奥氏体化；将奥氏体化的钢线材进行油冷却；将经油冷却的钢线材进行回火；和将经回火的钢线材冷加工成弹簧形状。根据本发明的再一个方面，提供一种生产具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材的方法，所述钢线材的组成包括以重量％计，C:0.4-0.7%、Si:1.5-3.5%、Mn:0.3-1.0%、Cr:0.01-1.5%、Ni:0.01-1.0%、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1。/o或更少、O:0.0020%或更少、P:0.02%或更少、S:0.02%或更少、N:0.02%或更少，其余为Fe，及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8jim或更小，所述方法包括对钢线材进行剥皮和刮削而无需退火；将钢线材热加工成弹簧形状；将经热加工的弹簧奥氏体化；将奥氏体化的钢线材进行油冷却；和将经油冷却的弹簧进行回火。在此情况下，奥氏体化温度可为900-1000°C。此外，回火温度可为350-450°C。有益效果根据本发明的一个示例性实施方案，不仅可以提供高强度、高韧性弹簧，而且由于所生产的用来提供弹簧的钢线材的优良的冷加工性能，剥皮和刮削加工可以在不进行特别热处理的情况下进行。图1为示例说明;陂冷却的普通钢线材的CCT图；图2为示例说明具有细小晶粒的钢线材在轧制之后进行冷却的CCT图；和图3为示例说明当降低从最终轧机起第二个轧机和之后的轧机的轧制温度时晶粒大小以及与其相反情况下的晶粒大小的图。具体实施例方式下文中，将详细描述本发明的实施方案。通常地，抗拉强度和冲击韧性具有彼此相反的性能。因此，重要的是在增加冲击韧性值的同时减小抗拉强度值的降低。相应地，以下描述的弹簧用钢的组成可以在保持抗拉强度高的同时增加冲击韧性。为使所述技术构思具体化，本发明的发明人将钢线材的组成控制如下，从而在使用具有以下组成的钢线材生产弹簧时，通过在钢线材中形成基于氧/碳/氮的Al、B、V和Ti的沉淀物提供强度并改善韧性，同时通过使用B改进淬火性能增强了热处理时的淬火性能，并强化了晶界。下文中，将对钢线材的组分进行描述。C:0.4-0.7重量％C是一种为提供弹簧强度而添加的一种基本元素。当C的含量小于0.4重量％时，由于无法提供淬火性能，因此也无法提供弹簧用钢所需的强度。此外，当C的含量大于0.7重量％时，当进行淬火和回火时，形成了双晶马氏体结构并且在材料中产生了裂紋，从而显著降低了疲劳强度。另外，由于难以提供对于高强度而言足够的韧性和控制由于添加大量Si所产生的材料的脱碳，因此可将C含量限制在0.4-0.7重量％范围内。Si:1.5-3.5重量％Si在铁素体中使用，并且可改进基础材料的强度和抗变衫能力。但是，当Si含量小于1.5重量％时，效果并不充分。Si含量的下限可为1.5重量％。当81含量大于3.5重量％时，改进抗变形能力的效果不再增加，并且没有产生其他效应。并且，在热处理过程中引起表面脱碳。因此，Si含量可限制在1.5-3.5重量％范围内。Mn:0.3-1.0重量％当钢中存在Mn时，能改进钢的淬火性能从而提供强度。当Mn含量小于0.3重量％时，难于获得高强度弹簧用材料所需的强度和淬火性能。当Mn含量大于1.0重量％时，韧性降低。因此，Mn含量可限制在0.3-1.0重量％范围内。Cr:0.01-1.5重量％Cr可用于提供抗氧化性和回火软化性，防止表面脱碳，并提供淬火性能。但是，当0含量小于0.01重量％时，难于提供抗氧化性、回火软化性、防止表面脱碳及淬火性能。当Cr含量大于1.5重量。/。时，抗变形能力的降低会导致强度下降。因此，Cr含量可以限制在0.01-1.5重量%范围内。Ni:0.01-1.0重量％M—种为改进淬火性能和韧性而添加的元素。当Ni含量小于0.01重量％时，改进淬火性能和韧性的效果不充分。当Ni含量大于1.0重量%时，由于残余奥氏体的量增加，因此疲劳寿命减小。并且，由于Ni的价格较高，会导致生产成本的急剧增加。因此，M含量可限制在0.01-1.0重量％范围内。Cu:0.01-1.0重量％添加Cu可用于防止表面脱碳和改进抗腐蚀性。脱碳层会显著降低加工之后弹簧的疲劳寿命。当Cu含量小于0.01重量。/o时，防止表面脱碳和改进抗腐蚀性的效果不显著。并且当Cu含量大于1.0重量％时，在轧制过程中由于脆变而产生缺陷。9B:0.005-0.02重量％添加B具有使在表面形成的锈密实的效应，增加抗腐蚀性，并通过改进淬透性来增加晶界强度。当B含量小于0.005重量％时，由于无法提供淬火性能，因此不能够提供弹簧用钢所需的强度。当B含量大于0.02重量％时，基于碳氮化物的沉淀物粗化从而对疲劳性能具有不利影响。O:0.0020重量％或更少当O含量大于0.0020重量％时，形成基于氧化物的粗粒的非金属夹杂物，从而急剧降低了疲劳寿命。因此优选钢中含有0.0020重量％或更少的O。Al:0.1重量％或更少添加Al可使晶粒大小精化并改善韧性。当Al含量大于0.1重量y。时，所产生的基于氧化物的沉淀物的量增加，同时粗化，从而对疲劳性能具有不利的影响。P和S:各自为0.02重量％或更少P和S的含量均限制在0.02重量或更少。由于P从晶界中分离出并且P能减小韧性，因此P含量的上限可限制为0.02重量％。由于S具有较低的熔点，会从晶界中分离出，使韧性减小，形成乳状液，.并且对弹簧性能具有不利的影响。N:0.02重量％或更少N易与B作用形成BN及降低淬火性能。因此，尽可能降低N含量比较好。但是，考虑到工艺负荷，N含量可限制为0.02重量％或更少。仅通过使用所述组成即可获得满意效果。但是，钢的强度和韧性能够通过添加V和Ti至如下所述的钢的有利组成而得到改进。V:0.005-0.5重量％或更少，Ti:0.005-0.5重量％或更少V和Ti是对弹簧用钢的组成而言更有利的元素，V和Ti通过单独地或复合地添加可形成碳化物或氮化物，并使沉淀硬化，从而改进弹簧性能。V和Ti含量分别限制在0.005-0.5重量％和0.005-0.5重量％范围内。当含量降低时，由于基于V和Ti的碳化物和氮化物的沉淀减少，因此控制晶界和改进弹簧性能例如疲劳性能和抗永久变形能力的效果不充分。当含量较高时，生产成本急剧增加并且通过使用所述沉淀物未产生改进弹簧性能的其他效果。并且，当热处理奥氏体时不溶于基础材料的粗合金碳化物的量增加并形成非金属夹杂物，从而降低了疲劳性能和强化沉淀的效果。当通过使用具有以上所述组成的钢线材生产弹簧时，可以获得具有优良强度和韧性的弹簧。但是，如上所述，当控制组成以改进弹簧强度时，当冷却钢线材时易形成低温结构，这使得钢线材的硬度也增加。相应地，由于冷加工性能变差，虽然使用具有所述组成的钢线材，通过使用常规的生产方法也不可能提供优良的冷加工性能。对所述问题产生的原因进行研究的一个结果是，使用常规组成的弹簧用钢，尽管进行相对较慢的冷却，图1中所示CCT图上的冷却曲线也不能穿过铁素体和珠光体区域，而是直接进入贝氏体和马氏体区域。因此，可以得知的是，产生了大量的低温结构例如贝氏体或马氏体。因而，可能有人认为可通过减慢冷却速率使其穿过珠光体或铁素体区域来使得不产生低温结构。但是，本发明的发明人的一个研究结果是，冷却速率应小于3x:/秒才可使常规组成的弹簧用钢一一包括本发明的组成_—的冷却曲线穿过CCT图上的铁素体或珠光体区域。但是，目前通常使用的用于冷却钢线材的装置的冷却能力为51C/秒或更小。很难精确地控制冷却速率至小于3x:/秒。因此，不希望通过减慢冷却速率来生产具有优良冷加工性能的钢线材。还有一种方法是使图1中所示的珠光体前缘向左移，以使得冷却曲线在相对较高的冷却温度下一一即使用少量时间(CCT图的横轴为时间)一一能充分穿过珠光体或铁素体区域。此情况下的CCT图如图2中所示。通常，CCT图的形状取决于组成。但是，本发明的发明人的一个研究结果是，能够验证，CCT图的形状可通过控制晶粒大小来得到控制，尽管钢线材的组成不变。即，在生产钢线材的常规方法中，冷却之前钢线材内部结构中奥氏体的晶粒大小为约12jim。此情况下的CCT图的形状如图1中所示。但是，本发明的一种重要情形是，当冷却之前将奥氏体的晶粒大小控制为8jim或更小时，CCT图具有的形状为珠光体和铁素体区域明显向左移，即向较短时间的方向移动，如图2中所示。铁素体或珠光体的晶粒在晶界进行转化。当转化之前奥氏体晶粒大小(AGS)较细小时，铁素体或珠光体转化所需的晶界界面快速增加，这使得所转化的铁素体或珠光体的量增加。因此，在不改变组成的情况下，由于在相对较高的冷却温度下硬度不高，因此为生产具有优良冷加工性能的钢线材，重要的是控制冷却之前的AGS为8jun或更小。因此，本发明的钢线材具有有利的组成，其中内部结构由铁素体和珠光体形成并且内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8jim或更小。并且，较好的是，低温结构例如贝氏体和马氏体尽可能不形成。由于不可避免地会形成一定程度的低温结构，其量可小于整个结构面积分率的1%。可使用多种方法来控制AGS。即，AGS在很大程度上取决于热轧过程中转化的量和速率及热轧的温度。通过控制热轧条件，可发生静态重结晶、动态重结晶、半动态重结晶和晶粒生长。当加工的材料例如热轧的钢线材的横截面为圆形并且轧制速度较高时，很难改变转化的量和速度。因此，重结晶行为和晶粒生长行为可通过控制热轧温度来控制。为通过控制热轧温度来获得细小的晶粒，通常使用的一种方法是，在进行轧制时，同时保持整个精轧工段的温度较低，从而抑制重结晶并使奥氏体晶粒的形状为薄饼状且细小。但是，在此情况下，由于在整个精轧过程中对轧机增加负荷，设备上存在负荷，从而对功率消耗和设备寿命具有不利影响。但是，根据本发明，如图3中所示，虽然在整个轧制工段进行轧制，但是轧制工段_一其从最终轧机起含有一个第二个轧机和一个之后的轧机——实际上对AGS具有影响。当将轧机的轧制温度保持在750-850。C时，AGS可以控制在8nm或更小。图3中，方形标记表示以常规生产方式生产钢线材的情形，其中口表示温度特性，國表示AGS的变化。类似地，圆形标记表示以本发明生产方式生产钢线材的情形，其中O表示温度特性，參表示AGS的变化。如图3中所示，在本发明生产方式下，当保持从最终轧机起第二个轧机和下一个轧机的轧制温度为850n时，AGS最终小于5jim。在常规生产方式下，从最终轧机起第二个轧机和之后的轧机的轧制温度为950匸或更高，所生产的钢线材中的晶粒大小显示为12fim或更大。由于半动态重结晶发生在轧制过程的前半部分，因此钢线材的晶粒大小没有很大改变。另一方面，在轧制过程的后半部分，特别是在从最终轧机起第二个轧机和下一个轧机中，由于发生钢线材的静态重结晶，因此重结晶行为减慢并且晶粒生长延迟，从而通过轧制获得了细化晶粒的效果。因此，重要的是保持从最终轧机起第二个轧机和下一个轧机的轧制温度为850r或更低。但是，当精轧温度为Ar3或更低时，在通过轧制细化奥氏体之前会发生奥氏体/铁素体的转化，从而形成粗铁素体。因此，精轧温度可大于Ar3。Ar3取决于钢线材的組成。有关本发明钢线材的Ar3^C确定为约740。C。在生产钢线材的过程中，除控制从最终轧机起笫二个轧机和下一个轧机的温度外，其他与生产钢线材的常规方法类似。即，本领域技术人员可通过使用多种公知技术经再加热、初轧、精轧和冷却坯料容易地生产弹簧用钢线材，其中需要控制两个或多个最终轧机的温度。冷却可以5。C/秒或更小的速率从700-850X:的温度开始并在室温结束。其后，可对通过所述方法生产的钢线材进行剥皮、刮削、奥氏体化加工、油冷却之后回火，以及冷加工成弹簧形状或热加工成弹簧形状而无需在后续处理中进行软化热处理。另一方面，可将钢线材在850-1000x:的温度热加工成弹簧形状、进行奥氏体化加工、油冷却，以及回火，从而制得弹簧。弹簧生产方法的大致温度范围同常规弹簧生产条件相同。只是，本发明的弹簧生产方法的特点是不进行软化热处理。因此，剥皮条件、刮削条件、奥氏体化温度、油冷却温度，及淬火温度均基于常规弹簧生产条件。但是，奥氏体化在900-1000C的温度进行以防止重结晶产生粗晶粒。即，当奥氏体化温度低于9oox:时，由于温度较低在冷却过程中产生先共析铁素体。当温度高于iooox:时，引起脱碳和晶粒生长。奥氏体化之后，通过快速冷却完成淬火。经淬火的弹簧具有高强度。但是，由于马氏体结构无助于改进韧性，可随后进行回火。通过回火内部结构由马氏体变为回火马氏体。回火温度可为350-45OX:。当回火温度低于350"C时，回火马氏体的效果不充分，从而使弹簧韧性变差。当回火温度高于450匸时，马氏体可能转化为更高温的结构。因此，回火温度可为350-450匸。实施例下文中，将对本发明的发明实例进行详细描述。只是本发明并不限于所述的发明实例。而本领域技术人员应该认识到的是，在不偏离本发明原则和主旨的情况下可以对这些实例进行改变，本发明的范围通过权利要求书进行限定，及其等同方式。(实施方案)通过铸造具有下表1中所示组成的钢来生产坯料并在表2中所示条件下对该坯料进行热轧，从而制得钢线材。将经热轧的钢线材加工成弹簧形状，在950t:热处理，油冷却，并在如表3中所示的3卯和420"C的回火温度下进行热处理，从而制得试样。当加工成弹簧形状时，参照表2，由于发明实例l-6具有优良的冷加工性能，因此将其进行剥皮、刮削并加工成弹簧形状，无需进行另外的软化热处理。但是，由于对照实例缺乏冷加工性能，因此直接进行剥皮和刮削，担心会破坏材料。因此，将对照实例在500-700C进行软化热处理120-180分钟，剥皮，刮削，并加工成弹簧。为检测在表2中所示条件下制得的钢线材的冷加工性能，进行了拉伸试验。拉伸试验的试样通过沿轧制方向取样并加工成ASTM-Sub大小而制得。以2mm/min的卡头速率(crossheadspeed)进行拉伸试验。详细值示于表2中。14表l<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>其中除N和O的含量以ppm表示之外，各元素的含量均以重量％表示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>其中低温结构分率表示面积分率，钢线材强度表示抗拉强度。并且，从最终轧机起第四个轧机直至最终轧机的温度实际上保持相同。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>从表2中可知，当冷却速率为3C/秒和5X:/秒时，在对照实例l-4中，其中组成和轧机的轧制温度均在本发明所定义范围之外，显示出大于2%的非常高的低温结构分率。其结果是，钢线材的强度远高于本发明实例l-6的强度。另一方面，对于本发明的实例1-6,低温结构分率小于1%,这属于适于冷加工的范围。起结果是，钢线材的强度较为有利，小于1000MPa。只是当冷却速率为7X:/秒时，甚至在本发明的实例中，也检测到低温结构分率大于1%并且钢线材的抗拉强度相对较高，大于1000MPa。对照实例和本发明实例的差异由冷却之前的AGS造成。对照实例中，使得室温AGS能够被检测的之前的AGS为12jim或更大。另一方面，对于本发明的实例，之前的AGS为6nm或更小，不同于对照实例。此外，从表3中已知，对于满足本发明组成的本发明实例，其抗拉强度为2000MPa或更大，这是一个令人满意的值。对于对照实例1-4,其抗拉强度特别不令人满意。所述有利效果由本发明的钢的组成引起。即，在本发明定义的钢组成中，降低所添加的Si的量来减小表面脱碳效应，复合添加B、V和Ti来弥补由于Si的减少引起的强度损失。添加B、V和Ti是为了，通过在淬火过程中由沉淀物例如V(C，N)和Ti(C，N)进行的晶粒细化作用来降低强度和韧性的减小，和通过B增加淬火特性及晶界强化作用，以及通过回火过程中引起的沉淀强化来改进强度。权利要求1.一种具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材，所述钢线材组成包含以重量％计，C0.4-0.7％、Si1.5-3.5％、Mn0.3-1.0％、Cr0.01-1.5％、Ni0.01-1.0％、Cu0.01-1.0％、B0.005-0.02％、Al0.1％或更少、O0.0020％或更少、P0.02％或更少、S0.02％或更少、N0.02％或更少，其余为Fe，及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8μm或更小。2.权利要求l的钢线材，其中钢线材内部结构中贝氏体和马氏体结构的面积分率之和小于1%。3.权利要求1或2的钢线材，其中钢线材的组成还包括以重量％计，V:0.5%或更少和Ti:0.5%或更少。4.一种生产具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材的方法，其中，当热轧组成包括以重量％计，C:0.4-0.7%、Si:1.5-3.5%、Mn:0.3-1.0%、Cr:0.01-1.5%、Ni:0.01-1.0%、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1。/o或更少、O:0.0020%或更少、P:0.02。/o或更少、S:0.02。/。或更少、N:0.02。/。或更少，其余为Fe,及其他不可避免的杂质的坯料来生产钢线材时，从最终轧机起第二个轧机和之后的轧机的轧制温度为850X:或更低。5.权利要求4的方法，其中钢线材的组成还包括以重量。/。计，V:0.5%或更少和Ti:0.5%或更少。6.权利要求4或5的方法，其中轧制温度为Ar3或更高。7.权利要求4或5的方法，其中轧制的钢线材以5X:/秒的冷却速率从700-850x:的温度开始冷却至室温。8.—种生产具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材的方法，所述钢线材组成包括以重量％计，C:0.4-0.7%、Si:1.5-3.5%、Mn:0.3-1.0%、Cr:0.01-1.5%、Ni:0.01-1.0o/o、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1。/o或更少、O:0.0020%或更少、P:0.02。/o或更少、S:0.02。/。或更少、N:0.02。/。或更少，其余为Fe,及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8jun或更小，该方法包括对钢线材进行剥皮和刮削而无需退火；使钢线材奥氏体化；将奥氏体化的钢线材进行油冷却；将经油冷却的钢线材进行回火；和将经回火的钢线材冷加工成弹簧形状。9.一种生产具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材的方法，所述钢线材组成包括以重量％计，C:0.4-0.7%、Si:1.5-3.5%、Mn:、0:0.01-1.5%、Ni:0.01画1.0°/0、Cu:0.01-1.0%、B:0.005-0.02%、Al:0.1%或更少、O:0.0020%或更少、P:0.02%或更少、S:0.02。/。或更少、N:0.02。/o或更少，其余为Fe，及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8nm或更小，该方法包括对钢线材进行剥皮和刮削而无需退火；将钢线材热加工成弹簧形状；将经热加工的弹簧奥氏体化；将经奥氏体化的弹簧进行油冷却；和将经油冷却的弹簧进行回火。10.权利要求8或9的方法，其中奥氏体化温度为900-1000"C。11.权利要求8或9的方法，其中回火温度为350-450"C。全文摘要提供一种具有优良冷加工性能的高强度和高韧性弹簧用钢线材，所述钢线材组成包括以重量％计，C0.4-0.7％、Si1.5-3.5％、Mn0.3-1.0％、Cr0.01-1.5％、Ni0.01-1.0％、Cu0.01-1.0％、B0.005-0.02％、Al0.1％或更少、O0.0020％或更少、P0.02％或更少、S0.02％或更少、N0.02％或更少，其余为Fe，及其他不可避免的杂质，所述钢线材具有由铁素体和珠光体形成的内部结构，该内部结构中之前的奥氏体晶粒大小为8μm或更小。文档编号C22C38/08GK101522931SQ200780038085公开日2009年9月2日申请日期2007年10月10日优先权日2006年10月11日发明者崔相佑,徐正道,朴炳柱,李在胜,李德洛,辛容兑,郑会荣,郑载馨申请人:Posco公司