[發明專利]耐腐蝕性和低溫韌性優異的車輛用高強度穩定器用鋼、其制造方法及穩定器

有效

• 申請號: 201080007856.1
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN102317493A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 菊地克彥;冨田邦和;玉井豐;服部和彰;井上關次;丹下彰;森則彥;后藤由利香;栗本清
• 申請（專利權）人: 日本發條株式會社;JFE條鋼株式會社
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;B60G21/055;C21D9/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉多益

技術領域

本發明涉及主要用于汽車的車輛用高強度穩定器(stabilizer)用鋼及其制造方法，特別涉及拉伸強度在1100MPa以上的高強度且耐腐蝕性和低溫韌性優異的穩定器。

背景技術

穩定桿(以下稱為穩定器)是具有車輛運行穩定性的功能、特別是以下功能的彈簧部件：在轉彎時藉由懸掛機構將自車輪傳遞的橫移負荷朝反方向扭轉換位、減輕作用于左右的懸掛機構的橫移負荷以防止車體過度傾斜。為置于這種使用環境下，穩定器上所承載的負荷的重復次數與線圈彈簧相比一般較少，但從另一方面來看，穩定器上所承載的負荷還伴隨加速度，因此要求作為原材料的鋼具有充分的強度和耐久性、進而具有大于線圈彈簧的高韌性。以往的穩定器使用S48C等碳鋼或JIS?SUP9等彈簧鋼，其制造工序例如：將熱軋鋼材切斷為規定的尺寸后，藉熱進行彎曲成形，然后經淬火回火的精煉處理調整到規定的強度，之后在表面上進行噴丸加工(shotpeening)，最后為防腐蝕進行涂裝工序后使用。

近年以汽車燃料費提高為目的的懸掛部件的高強度化而產生的輕量化要求變得更為強烈，另一方面，在穩定器中也開發出了1000MPa以上的高強度穩定器。例如專利文獻1中，提出了通過添加適量的Ti、Nb、B，特別是Ti+Nb量在0.08％以上而得到的強度120～150kgf/mm²級的非精煉彈簧用鋼。

專利文獻：日本專利第3409277號公報

發明內容

但是，車輛用穩定器雖然進行了涂裝以確保防腐蝕性能，但結構上暴露于車外，因此容易因運行中的飛石等產生凹坑傷痕或涂裝剝離。特別是有自涂裝的剝離部位發生腐蝕、通過以該腐蝕部分為起點的疲勞龜裂的傳播而導致構件破損之虞。更嚴重的是冬天，防止凍結用的融雪劑散布多處，處于腐蝕環境更為嚴酷的狀況，在該狀況下僅靠涂裝的防腐蝕是不夠的。

此外，通常鋼材的延韌性隨高強度化而劣化，但在高強度化的同時高韌性化是必不可缺的特性，因為在用作彈簧時鋼材的延韌性低而因上述理由產生了凹坑傷痕或腐蝕孔的場合下，以此為起點的龜裂的傳播阻力下降，容易破損的危險性高，特別是提高在腐蝕環境嚴酷的冬天的低溫狀態下的韌性(低溫韌性)非常重要。前述專利文獻1中雖然有高強度，但沒有關注耐腐蝕性和低溫韌性。

本發明著眼于這些情況，其目的是提供使原材料本身的耐腐蝕性提高、且拉伸強度在1100MPa以上的高強度下耐腐蝕性和低溫韌性優異的車輛用穩定器用鋼及其制造方法。

為解決上述技術問題，本發明人反復進行了深入研究，結果得到以下發現。

(i)首先是為使原材料的耐腐蝕性提高，控制容易成為腐蝕凹槽的碳氮化物的生成量。具體來講，是低碳化和使Ti或Nb等容易生成碳氮化物的合金元素的添加量達到最適，并適量添加Cu、Ni的耐腐蝕性合金元素，以達到提高耐腐蝕性的效果。

(ii)另外，可通過低碳化和晶粒的細微化來同時實現高強度和高延韌性。具體來講，是在適量添加Ti、Nb等合金元素的同時，使淬火時的加熱前組織為貝氏體或馬氏體的單一組織、或為貝氏體和馬氏體的混合組織，從而縮短加熱時碳化物的熔化時間，使得從細微而均一的奧氏體組織開始的淬火成為可能，結果，實現組織的細微化。再通過進行淬火時的加熱速度在30℃/秒以上的急速加熱，進一步促進晶粒的細微化，使延韌性的提高更為有效。

本發明就是根據以上發現而完成的。

(1)本發明的耐腐蝕性和低溫韌性優異的車輛用高強度穩定器用鋼是如下的耐腐蝕性和低溫韌性優異的車輛用高強度穩定器用鋼，其特征在于，以質量％計，包含C：0.07～0.20％、Si：大于0.6％但在1.5％以下、Mn：1～3％、Cr：0.1～1.0％、溶膠Al：0.005～0.080％、Ti：0.005～0.060％、Nb：0.005～0.060％、Ti+Nb≤0.070％、N：150ppm以下、P：0.035％以下、S：0.035％以下、Cu：0.01～1.00％、Ni：0.01～1.00％，其余為Fe及不可避免的雜質，穩定器成形前的組織由貝氏體或馬氏體或貝氏體/馬氏體的混合組織的任何一者構成，且穩定器的熱處理后的舊奧氏體晶粒度以粒度號計在9以上。