[發(fā)明專利]疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼材

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580017179.4
• 申請(qǐng)日: 2015-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN106133174B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大浦宏之;增田智一;吉原直;內(nèi)藤豪是;鈴木玲人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶制鋼所
• 主分類號(hào): C22C38/00
• 分類號(hào): C22C38/00;C22C38/34;C22C38/54;C21D8/06;C21D9/52
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 張玉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疲勞特性，特別是彈簧的疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼材。所述高強(qiáng)度鋼材包括對(duì)拉絲材實(shí)施淬火回火而得到的彈簧用鋼線；對(duì)該彈簧用鋼線實(shí)施卷簧而得到的彈簧；和對(duì)拉絲材實(shí)施彈卷簧之后進(jìn)行淬火回火而得到的彈簧。

背景技術(shù)

伴隨汽車等的輕量化和高應(yīng)力化，在發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器等所使用的閥彈簧、離合器彈簧等之中，也指向高應(yīng)力化。由此導(dǎo)致對(duì)彈簧的外加應(yīng)力增大，因此對(duì)于該彈簧，要求疲勞特性和耐永久殘余應(yīng)變性優(yōu)異，特別是要求難以因內(nèi)部缺陷而發(fā)生疲勞斷裂，疲勞特性優(yōu)異。

近年來，閥彈簧和離合器彈簧等的大部分是通過如下方式制造，即，對(duì)于拉絲材實(shí)施被稱為油回火的淬火回火，對(duì)所得到的回火馬氏體組織的鋼線，以常溫(冷態(tài))實(shí)施卷簧而制造。另外雖只有少量，但也有對(duì)拉絲材以常溫實(shí)施卷簧后進(jìn)行淬火回火而得到的彈簧。無論是以何種方法制造的情況，構(gòu)成彈簧的鋼材的組織都是回火馬氏體。

上述回火馬氏體，具有便于得到高強(qiáng)度，另外也能夠提高疲勞強(qiáng)度和耐永久殘余應(yīng)變性的優(yōu)點(diǎn)。但是，伴隨高強(qiáng)度化而來的韌性延展性的降低，導(dǎo)致以鋼材中的夾雜物等的內(nèi)部缺陷為起因的折損容易發(fā)生，其結(jié)果是疲勞特性有可能降低。

針對(duì)使組織為回火馬氏體時(shí)伴隨上述高強(qiáng)度化而來的疲勞特性的降低，提出有以下的改善對(duì)策。例如在專利文獻(xiàn)1中，通過以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)在0.020ppm～20ppm的范圍內(nèi)使total-Li含有，“從而在煉鋼時(shí)Li被復(fù)合氧化物攝取而形成單相的復(fù)合氧化物(例如，CaO-Al₂O₃-SiO₂-MnO-MgO-Li₂O系復(fù)合氧化物等)。若將該鋼材加熱至熱態(tài)溫度，則該含Li復(fù)合氧化物系夾雜物進(jìn)行相分離而成為玻璃質(zhì)相和結(jié)晶質(zhì)相，成為在玻璃質(zhì)狀的單相的夾雜物中有作為平衡相的結(jié)晶相微細(xì)析出的狀態(tài)，若在此狀態(tài)下進(jìn)行開坯軋制和熱軋，則因?yàn)椴Ａз|(zhì)的部分為低融點(diǎn)·低粘性，所以富于延伸性，可以良好地延伸，而另一方面，在結(jié)晶相與玻璃相的界面，由于軋制時(shí)的應(yīng)力集中，極度容易發(fā)生分裂，所以?shī)A雜物變得非常微細(xì)”(段落[0022])。其結(jié)果指出，能夠改善疲勞特性。但是在該技術(shù)中，為了得到上述單相的復(fù)合氧化物，需要進(jìn)行煉鋼工序中的控制，這說不上容易，另外還容易受到制造中的加熱條件、熱處理溫度等外部因素的影響。

另外在專利文獻(xiàn)2中公開有一種彈簧用鋼線，其是對(duì)鋼材進(jìn)行鉛淬火，并拉絲之后，再進(jìn)行淬火回火而得到的彈簧用鋼線，其特征在于，所述鉛淬火，是以900～1050℃加熱鋼材60～180秒而使之奧氏體化之后，再以600～750℃加熱20～100秒而使之等溫相變的條件下進(jìn)行，具有回火馬氏體組織，以質(zhì)量％計(jì)含有C：0.50～0.75％、Si：1.80～2.70％、Mn：0.1～0.7％、Cr：0.70～1.50％、Co：0.02～1.00％，余量由Fe和雜質(zhì)構(gòu)成，淬火回火后的斷面收縮值為40％以上，淬火回火后以420℃以上、480℃以下進(jìn)行2小時(shí)以上的熱處理后的剪切屈服應(yīng)力為1000MPa以上。即，通過規(guī)定鉛淬火熱處理、淬火·回火后的斷面收縮值、和相當(dāng)于氮化處理的熱處理后的剪切屈服應(yīng)力，從而確保疲勞特性和高韌性。但是上述鋼線以Co為必須，并且Cr的添加量也多，因此有合金成本高這樣的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4417792號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第4357977號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

本發(fā)明著眼于上述這樣的情況而形成，其目的在于，提供一種疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度彈簧等的鋼材，特別是提供更容易提高高強(qiáng)度區(qū)域的疲勞特性，并且不會(huì)使合金成本上升的高強(qiáng)度彈簧等的鋼材。還有，本發(fā)明中的所謂“高強(qiáng)度”，是指伴隨高強(qiáng)度化而韌延性有可能降低，鋼線或彈簧的內(nèi)部硬度以維氏硬度(HV)為600以上的。該維氏硬度(HV)的上限大約為670以下。本發(fā)明是在此高強(qiáng)度區(qū)域提高疲勞特性，即提高承受高疲勞載荷的彈簧等的鋼材的疲勞特性。

用于解決課題的手段

能夠解決上述課題的本發(fā)明的疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼材，具有的特征在于，以質(zhì)量％計(jì)含有

C：0.5～1.0％、

Si：1.5～2.50％、

Mn：0.5～1.50％、

P：高于0％并在0.020％以下、

S：高于0％并在0.020％以下、

Cr：高于0％并在0.2％以下、

Al：高于0％并在0.010％以下、