拉丝加工性和拉丝加工后的弯曲加工性优异的高强度弹簧用钢线材及其制造方法、和高...的制作方法_3

文档序号:9332246阅读:来源:国知局
加工后的弯曲加工性降低。因此Mn含量需要为1. 5%以下。Mn含量的 优选的下限为〇. 7%以上,更优选为0. 8%以上,优选的上限为1. 3%以下,更优选为1. 2% 以下。
[0062] [Ni:0? 05 ~0? 5% ]
[0063] Ni除了抑制热乳时的脱碳之外,还有助于淬火回火后的延展性,韧性,和耐腐蚀性 的提高。为了得到这样的效果,Ni必须以0. 05%以上含有。但是,Ni含量过剩,则淬火性 过度变高,因此马氏体、贝氏体等的过冷组织容易生成。其结果是,拉丝加工性、拉丝加工后 的弯曲加工性降低。另外,在作为油回火线(0T线)的制造工序的淬火回火中,因为残留奥 氏体过度地生成,所以使弹簧的耐永久残余应变性显著降低。因此,Ni含量需要为0.5% 以下。Ni含量的优选的下限为0. 10%以上,更优选为0. 15%以上,优选的上限为0. 30%以 下,更优选为0.25%以下。
[0064] [Cr:0? 05 ~2. 5% ]
[0065] Cr除了提高淬火性而使弹簧强度提高以外,还使C的活性降低,具有防止乳制时 和热处理时的脱碳的效果。为了得到这样的效果,需要使Cr含有0. 05%以上。但是若Cr含 量过剩,则Cr系合金碳化物、氮化物、碳氮化物的析出过剩,延展性降低而使拉丝加工性、 拉丝加工后的弯曲加工性降低。因此,Cr含量需要为2.5%以下。Cr含量的优选的下限为 0. 10%以上,更优选为0. 20%以上,优选的上限为2. 2%以下,更优选为2. 0%以下。
[0066] [V:0? 05 ~0? 5% ]
[0067] V在热乳和淬火回火处理中,具有使晶粒微细化的作用,使延展性、韧性提高。另 外,在弹簧成形后的去应力退火时发生二次析出硬化,有助于弹簧的强度的提高。为了得到 这样的效果,需要使V含有〇.05%以上。但是若V含量过剩,则Cr和V的复合合金碳化物 的析出过剩,延展性降低,拉丝加工性、拉丝加工后的弯曲加工性恶化。因此,V含量需要在 0. 5%以下。V含量的优选的下限为0. 10%以上,更优选为0. 15%以上,优选的上限为0. 3% 以下,更优选为0.2%以下。
[0068] 本发明的高强度弹簧用钢线材的基本成分如上述,余量是铁和不可避免的杂质 (例如P、S等)。在本发明的高强度弹簧用钢线材中,也可以根据需要含有从Nb:高于 0%并在0. 10%以下、Mo:高于0%并在0.50%以下、Cu:高于0%并在0.50%以下、和B: 0. 0010~0. 0100%所构成的群中选择的至少一种,它们是具有同效作用的元素,根据所含 有的元素的种类,钢线材的特性得到进一步改善。这些元素的优选的范围设定理由如下述。
[0069] [Nb:高于0%并在0? 10%以下]
[0070] Nb在热乳和淬火?回火处理中具有使晶粒微细化的作用,有使延展性提高的效 果。但是若使Nb过剩地含有,则Cr和Nb的复合合金碳化物的析出过剩,延展性降低,使 拉丝加工性、弯曲加工性降低。因此,Nb添加量为0.10%以下。Nb含量的优选的下限为 0. 01%以上,更优选为0. 02%以上,优选的上限为0. 07%以下,更优选为0. 05%以下。
[0071] [Mo:高于0% 0? 50%以下]
[0072] Mo在弹簧成形后的去应力退火时发生二次析出硬化而有助于弹簧的强度提高。但 是,若Mo含量过剩,则Cr与Mo的复合合金碳化物的析出过剩,延展性降低,使拉丝加工性、 拉丝加工后的弯曲加工性降低。因此,Mo添加量为0.50%以下。Mo含量的优选的下限为 0. 05%以上,更优选为0. 10%以上,优选的上限为0. 40%以下,更优选为0. 30%以下。
[0073] [Cu :高于0% 0? 50%以下]
[0074] Cu具有抑制热乳时的脱碳的效果。另外也有助于耐腐蚀性的提高。但是,若使Cu 过剩地含有,则使热延性降低,热乳时有发生裂纹的危险。因此,Cu含量为0. 50%以下。Cu 含量的优选的下限为〇.05%以上,更优选为0. 10%以上,优选的上限为0. 40%以下,更优 选为0. 30%以下。
[0075] [B :0? 0010~0? 0100% ]
[0076] B通过提高淬火性和使奥氏体结晶晶界洁净化而具有延展性?韧性的提高效果。 为了得到这样的效果,期望使B含有0. 0010%以上。但是,若使B过剩地含有,则Fe和B的 复合化合物析出,有引起热乳时的裂纹的危险。另外,因为淬火性过度提高,所以贝氏体等 的过冷组织生成,使乳制盘条的延展性降低。因此,B含量为0.0100%以下。B含量的优选 的下限为〇.0015%以上,更优选为0. 0020%以上,优选的上限为0. 0050%以下,更优选为 0? 0040%以下。
[0077]关于本发明的高强度弹簧用钢线材,设想的是热乳后的,但该高强度弹簧用钢线 材,之后会加工成弹簧,从而成形为高强度弹簧,能够得到发挥着良好的特性的弹簧。
[0078] 本申请基于2013年3月25日申请的日本国专利申请第2013-063012号主张优先 权的利益。2013年3月25日申请日本国专利申请第2013-063012号的说明书的全部内容, 在本申请中用于参考而援引。
[0079]【实施例】
[0080] 以下,列举实施例更具体地说明本发明,但本发明当然不受下述实施例限制,在能 够适合前?后述的宗旨的范围当然也可以适当加以变更实施,这些均包含在本发明的技术 范围内。
[0081]用转炉熔炼下述表1所示的化学成分组成的钢锭后,对于该钢锭进行开坯乳制 而制作截面为155_X 155_的钢坯。将该钢坯加热至950°C后,进行热乳,以下述表2所 示的输送机载置温度(表中,为"载置温度")载置后,按表2所示的温度条件,制造线径: q;)5.5~8.0mm<单位重量2t〇n的卷材(试验No. 1~29)。对于得到的各卷材,进行以下 的试验。
[0082] [抗拉强度(TS),断面收缩率(RA),及其标准偏差(TS0,RA0)]、
[0083] 如图1所示,在2吨卷材的各位置,S卩,从截至卷材整体的1/3的TOP,截至卷材整 体的1/3的B0T,除去前述TOP和B0T的剩余的1/3的MID分别取样各3卷,合计9卷。如 图3所示,将各环沿圆周方向8等分,S卩,沿卷材纵长方向8等分而提取试样,S卩,以试样数 (n) = 72实施拉伸试验(TS)和断面收缩率(RA)。另外,抗拉强度的标准偏差(TS〇 ),和断 面收缩率的标准偏差(RA〇 )根据全部试样(n= 72)求得。
[0084] 钢线材,即卷材的珠光体面积率、以及粗珠光体面积率按以下的方式测量。
[0085][珠光体面积率]
[0086] 在上述2吨卷材的T0P、MID和B0T的各位置,分别取样抗拉强度(TS)最大和最小 的各2个试样,合计6个。首先,埋入各试样的横截面进行研磨,实施使用了苦味酸的化学 腐蚀。接着如图4所示,使用光学显微镜,对于横截面的直径dX1/4位置以倍率400倍在 200ymX200ym的区域拍摄照片。该拍摄如图示这样在彼此形成90度的4处进行。将光学 显微镜照片的图像打印出来,在重叠透明薄膜之后,用黑马克笔将白色的部分全部涂满后, 用扫描仪将透明薄膜输入个人电脑,使用图像分析软件(MediaCybernetics社制"Image ProPlus"),使图像二值化后,求得珠光体面积率。还有,光学显微镜照片的图像呈白色的 部分为铁素体和下贝氏体。每一个试样由4个视野的珠光体面积率求得平均值。在本发 明中,由全部6个试样(各4处)的珠光体面积计算平均值。还有,表层存在脱碳层时,由 JISG0058规定的全脱碳部从测量部位除外。关于面积率,在表3中由以下的标准进行表 述(表中,"乳制盘条组织"一栏)。
[0087] P:珠光体组织的面积率为95%以上
[0088]P+B:珠光体组织的面积率低于95%,并且贝氏体组织生成
[0089]P+B+M:珠光体组织的面积率低于95%,并且贝氏体组织与马氏体组织生成
[0090][具有0? 9ym以上的片层间隔的珠光体面积率]
[0091] 在上述2吨卷材的各位置(TOP、MID、B0T)分别取样抗拉强度(TS)最小的试样各 1个,合计3个。与上述珠光体的面积率同样,实施研磨、化学腐蚀。接着如图4所示,以扫 描型电子显微镜(3611,倍率 :2000倍,50^11^40^111的区域)拍摄横截面的直径(1\1/4位 置。该拍摄如图示这样在4处进行。
[0092] 接着,在各照片的珠光体组织中求得具有0. 9ym以上的片层间隔的珠光体域(图 5)的面积率,即使只有1处。打印出SEM图像,重叠透明薄膜之后,用黑色马克笔将哪怕只 有1处具有〇. 9ym以上的片层间隔的珠光体域部分涂满后,用扫描仪将透明薄膜输入个 人电脑,使用图像分析软件,使图像二值化后,求得具有0.9ym以上的片层间隔的珠光体 面积率。在本发明中,根据全部3个试样(各4处)的具有0.9ym以上的片层间隔的珠光 体面积率,计算平均值。还有,局部地存在先共析铁素体组织的情况预先
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