(57)【要約】【課題】金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等の締結部品に要求される加工性を十分満足し、かつ時効処理後に優れたバネ特性を呈するバネ用鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０.０３％以下、Ｎ：０.０３％以下、Ｓｉ：０.５〜２.０％、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｕ：１.０〜３.５％、Ｃｒ：１５〜１８％、Ｎｉ：６〜１０％、Ｍｏ：３.５％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、次式、Ｍｄ＝５５１−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９.２Ｓｉ−８.１Ｍｎ−２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１３.７Ｃｒ−１８.５Ｍｏ、で定義されるＭｄ値が−２０〜３０である組成を有し、マトリクスが「オーステナイト相＋２０〜５０体積％のマルテンサイト相」からなる複相組織を呈し、硬さが４００ＨＶ以下、伸びが５％以上である鋼板。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０.０３％以下、Ｎ：０.０３％以下、Ｓｉ：０.５〜２.０％、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｕ：１.０〜３.５％、Ｃｒ：１５〜１８％、Ｎｉ：６〜１０％、Ｍｏ：３.５％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で定義されるＭｄ値が−２０〜３０となるように成分調整された組成を有し、マトリクスが「オーステナイト相＋２０〜５０体積％のマルテンサイト相」からなる複相組織を呈し、硬さが４００ＨＶ以下である加工性および時効硬化性に優れたバネ用鋼板。
Ｍｄ＝５５１−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９.２Ｓｉ−８.１Ｍｎ−２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１３.７Ｃｒ−１８.５Ｍｏ  ……（１）
【請求項２】
Ｍｏ含有量が０.０４〜３.５％である請求項１に記載のバネ用鋼板。
【請求項３】
前記複相組織はＣｕリッチ相の析出がない冷間圧延された加工組織であり、マトリクス中の前記マルテンサイト相は加工誘起マルテンサイト相である請求項１または２に記載のバネ用鋼板。
【請求項４】
５％以上の伸びを呈する請求項１〜３のいずれかに記載のバネ用鋼板。
【請求項５】
質量％で、Ｃ：０.０３％以下、Ｎ：０.０３％以下、Ｓｉ：０.５〜２.０％、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｕ：１.０〜３.５％、Ｃｒ：１５〜１８％、Ｎｉ：６〜１０％、Ｍｏ：３.５％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で定義されるＭｄ値が−２０〜３０となるように成分調整された組成を有する鋼の冷間圧延材に対し、１０５０〜１２５０℃に加熱後、少なくとも２００℃以下の温度域まで水冷する溶体化処理を兼ねた仕上焼鈍を施すことによりＣｕリッチ相の析出がないオーステナイト相組織の鋼板を得る工程、
前記オーステナイト相組織の鋼板に対し圧延率３０〜７５％の調質圧延を施すことによりマトリクスが「オーステナイト相＋２０〜５０体積％のマルテンサイト相」からなる複相組織である鋼板を得る工程、
を有する請求項１〜４のいずれかに記載のバネ用鋼板の製造法。
Ｍｄ＝５５１−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９.２Ｓｉ−８.１Ｍｎ−２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１３.７Ｃｒ−１８.５Ｍｏ  ……（１）
【請求項６】
前記仕上焼鈍に供する鋼は、Ｍｏ含有量が０.０４〜３.５％である請求項５に記載のバネ用鋼板の製造法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のバネ用鋼板を素材として塑性加工されたバネ材であって、Ｃｕリッチ相からなる析出物が分散したマルテンサイト相を有し、任意の部位の表面について測定される硬さが４００ＨＶ以上であるバネ材。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載のバネ用鋼板を素材として塑性加工を施し、その後、４００〜５００℃の温度域における時効温度Ｔ（Ｋ）と時効時間ｔ（ｈ）が下記（２）式を満たす条件で時効処理を施す、バネ材の製造法。
１３０００≦Ｔ（logｔ＋２０）≦１６５００  ……（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等、鋼板を素材として製造されるバネ材に好適なバネ用鋼板、およびそれを用いたバネ材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等のバネ材には、Ｓ６５Ｃ等の特殊鋼にＮｉ等のめっきを施したものが使用されてきた。しかし近年、コストダウンと環境問題からめっき工程が省略できる素材が求められている。耐食性が要求される用途ではＳＵＳ３０４やＳＵＳ３０１等のステンレス鋼素材が使用されているが、バネ性を付与するために加工硬化させた素材は硬いため、打抜きプレス等の製造工程で金型の負荷や摩耗が大きなり、寸法精度が悪くなるなど、大量生産においては問題が多い。
【０００３】
バネ用ステンレス鋼としては、ＳＵＳ３０１に代表される加工硬化型オーステナイト系ステンレス鋼、１７−７ＰＨに代表される析出硬化型ステンレス鋼がある。これらのバネ用ステンレス鋼は、バネ特性を重視して硬さを高くしようとすると高度の冷間圧延を必要とし、打抜き性やバネ材への成形加工性が劣る結果になる。逆にバネ材への加工性を重視すると、高強度化に制約が生じ、バネ特性が犠牲になりやすい。すなわち、これらのステンレス鋼種でバネ材への加工性とバネ特性とを両立させることは容易でない。
【０００４】
特許文献１、２には、時効析出型のマルテンサイト系ステンレス鋼が記載されている。これらの鋼は時効処理前の硬さが低く、靱性にも比較的優れることから、一般的なマルテンサイト系ステンレス鋼種に比べ打抜き加工性や成形加工性が改善されている。しかし、マトリクスがマルテンサイト相であるため、曲げ加工性に劣り、金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等の用途に適用するには満足できるものではない。
【０００５】
一方、特許文献３〜５に示されるように、加工硬化型オーステナイト系鋼種やマルテンサイト系鋼種ではなく、「オーステナイト相＋マルテンサイト相」の複相組織を有する時効硬化性の鋼種も開発されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−３６６４９号公報
【特許文献２】特開平８−７３９３１号公報
【特許文献３】特開昭５１−１４１７１０号公報
【特許文献４】特開昭５６−７７３６４号公報
【特許文献５】特開平５−２７１８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３〜５に示されるような「オーステナイト相＋マルテンサイト相」の複相組織を有する鋼は、マルテンサイト系鋼種に比べ加工性は良好である。しかし、例えば金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等の締結部品に加工するステンレス鋼素材としては、１５％以上の伸びを有するものが望まれる。これより加工性が悪いと、上述のように大量生産において問題が多くなる。特許文献３に記載の鋼材は８０％といった高い圧延率で冷間圧延することによって時効処理後の強度レベルを高めたものであるが、冷間圧延率が高い分、加工性が犠牲になっている。特許文献４、５に記載の鋼材はＣ含有量が高い鋼を採用しているため、時効処理前の段階で伸び率５％以上の加工性を安定して確保することは困難である。
【０００８】
本発明はこのような現状に鑑み、「オーステナイト相＋マルテンサイト相」の複相組織を有する時効硬化性の鋼において、従来材より優れた加工性を有するものを提供すること、および、その鋼板を素材に用いて顕著な高強度化を図る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、質量％で、Ｃ：０.０３％以下、Ｎ：０.０３％以下、Ｓｉ：０.５〜２.０％、Ｍｎ：０.５〜２.５％、Ｃｕ：１.０〜３.５％、Ｃｒ：１５〜１８％、Ｎｉ：６〜１０％、Ｍｏ：３.５％以下好ましくは０.０４〜３.５％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で定義されるＭｄ値が−２０〜３０となるように成分調整された組成を有し、マトリクスが「オーステナイト相＋２０〜５０体積％のマルテンサイト相」からなる複相組織を呈し、硬さが４００ＨＶ以下、伸びが１５％以上である加工性および時効硬化性に優れたバネ用鋼板が提供される。
Ｍｄ＝５５１−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９.２Ｓｉ−８.１Ｍｎ−２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１３.７Ｃｒ−１８.５Ｍｏ  ……（１）
（１）式右辺の元素記号の箇所には、質量％で表された当該元素の含有量の値が代入される。前記複相組織はＣｕリッチ相の析出がない冷間圧延された加工組織である。
【００１０】
このようなバネ用鋼板は、上記組成を有する鋼の冷間圧延材に対し、１０５０〜１２５０℃に加熱後、少なくとも２００℃以下の温度域まで水冷する溶体化処理を兼ねた仕上焼鈍を施すことによりＣｕリッチ相の析出がないオーステナイト相組織の鋼板を得る工程、
前記オーステナイト相組織の鋼板に対し圧延率３０〜７５％の調質圧延を施すことによりマトリクスが「オーステナイト相＋２０〜５０体積％のマルテンサイト相」からなる複相組織である鋼板を得る工程、
を有する製造法によって得られる。
【００１１】
また、このバネ用鋼板を素材として塑性加工を施し、その後、４００〜５００℃の温度域における時効温度Ｔ（Ｋ）と時効時間ｔ（ｈ）が下記（２）式を満たす条件で時効処理を施す、バネ材の製造法が提供される。
１３０００≦Ｔ（logｔ＋２０）≦１６５００  ……（２）
このようにして得られたバネ材は、Ｃｕリッチ相からなる析出物が分散したマルテンサイト相を有し、任意の部位の表面について測定される硬さが４００ＨＶ以上を呈する。すなわち、バネ材表面のどの部分で測定しても、少なくとも４００ＨＶ以上の硬さを呈する。
【００１２】
なお、ここでいうＣｕリッチ相は、Ｃｕを６０原子％以上含む第２相であり、いわゆるε−Ｃｕ相がこれに含まれる。Ｃｕリッチ相の析出の有無は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた組織観察（例えば倍率１００００倍以上）によって判定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバネ用鋼板は伸びが高く、バネ材への加工性に優れる。しかも、加工後に適切な時効処理を施すことによって十分に高強度化（硬質化）が可能である。このような優れた加工性と高強度化特性の両立は、従来のステンレス鋼では困難であったことである。本発明は、特に金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等の締結部品用途へのステンレス鋼の普及に寄与するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
《化学組成》
本発明では、鋼の化学組成を以下のように限定する。化学組成における「％」は特に断らない限り「質量％」を意味する。
【００１５】
〔Ｃ：０.０３％以下〕
Ｃは加工誘起マルテンサイト相を硬質化させる作用を有する。このため、加工性を改善するためには低Ｃ化が有利となる反面、バネ材に必要な高強度化を図るためには低Ｃ化は不利となる。本発明では後述のようにＣｕによる優れた時効硬化特性を利用するので、高強度化のためにＣ含有量を高くする必要はない。種々検討の結果、Ｃ含有量は０.０３％以下に制限する。０.０３％未満に制限することもできる。このようなＣ含有量の低減により、時効処理前におけるマルテンサイト相の硬質化が防止され、かつ、時効処理後の耐食性低下に対しても有利となる。
【００１６】
〔Ｎ：０.０３％以下〕
ＮもＣと同様に加工誘起マルテンサイト相の硬質化を招く。検討の結果、本発明ではＮ含有量を０.０３％以下に制限する。
【００１７】
図１に、調質圧延後の伸びに及ぼすＣ、Ｎ含有量の影響を調査した結果の一例を示す。使用した鋼の組成は、Ｓｉ＝１.５％、Ｍｎ＝２.０％、Ｎｉ＝７.０％、Ｃｒ＝１６.５％、Ｃｕ＝２.０％、Ｍｏ＝０.１％で、ＣおよびＮ含有量を種々変化させ、残部はＦｅおよび不可避的不純物である。板厚２ｍｍの仕上焼鈍材に７０％の調質圧延を施した材料について、圧延方向の引張試験を行い、伸びを調べた結果をプロットしたものである。Ｃ、Ｎとも０.０３％以下に低減された範囲で５％以上の良好な伸びが得られていることがわかる。
【００１８】
〔Ｓｉ：０.５〜２.０％〕
Ｓｉは脱酸剤として有効である。また、冷間加工によるマルテンサイト相の誘起に有効に作用し、Ｍｄ点の調整のためにＳｉの含有が必要となる。さらにＳｉは時効処理による硬化にも有効である。種々検討の結果、時効処理による硬化作用を十分に発揮させるには０.５％以上のＳｉ含有が必要である。しかし、Ｓｉをあまり多量に添加しても上記硬化作用は飽和し、不経済となる。一方、脱酸剤としての機能や、Ｍｄ点の調整機能は０.５〜２.０％のＳｉ含有量範囲で十分に発揮させることができる。したがってＳｉ含有量は上記のとおりに規定する。
【００１９】
〔Ｍｎ：０.５〜２.５％〕
Ｍｎはオーステナイト相の安定化に大きく寄与する元素である。Ｓｉ等の元素とのバランスを考慮して、オーステナイト相の安定化のためには０.５％以上のＭｎ含有が必要である。ただし、過剰のＭｎ含有は時効後のバネ特性を劣化させる要因となるので、Ｍｎ含有量の上限は２.２％に制限される。
【００２０】
〔Ｃｕ：１.０〜３.５％〕
Ｃｕは時効処理によりマルテンサイト相中に析出し、バネ材の高強度化に寄与する。すなわち、Ｃｕは仕上焼鈍によりオーステナイト相中に固溶し、続く調質圧延によって生じたマルテンサイト中では固溶限が低下するため、その後の時効処理でマルテンサイト相中にＣｕリッチ相として析出する。このＣｕリッチ相は、Ｃｕを６０原子％以上含む第２相であり、いわゆるε−Ｃｕ相と呼ばれるものが代表的である。マルテンサイト相中でのこのようなＣｕリッチ相の析出は、顕著な高強度化をもたらす。そのためには、１.０％以上のＣｕ含有量を確保する必要があり、１.５％以上とすることがより好ましい。しかし、過剰のＣｕ含有は熱間加工性を低下させる要因となるので、Ｃｕ含有量の上限は３.５％に制限される。
【００２１】
〔Ｃｒ：１５〜１８％〕
Ｃｒはステンレス鋼に要求される耐食性を付与するために必須の元素である。種々検討の結果、金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等の締結部品用途を考慮すると、１５％以上のＣｒ含有量を確保することが望まれる。しかし、Ｃｒ含有量が増大するとδフェライト相が生成しやすくなり、熱間加工性を低下させる要因となるので、Ｃｒ含有量の上限は１８％に制限される。
【００２２】
〔Ｎｉ：６〜１０％〕
Ｎｉは仕上焼鈍後にオーステナイト組織を得るために必須の元素であり、少なくとも６％以上の含有が必要である。しかし、あまり多量に添加する必要はなく、過剰添加はコスト増を招くので好ましくない。種々検討の結果、Ｎｉ含有量は１０％以下の範囲とすればよい。
【００２３】
〔Ｍｏ：３.５％以下〕
Ｍｏは高Ｃｒ鋼において耐食性を向上させる元素である。要求される耐食性レベルに応じてＭｏ含有量を調整すれば良い。通常、０.０４％以上のＭｏ含有量を確保することが好ましい。高い耐食性を得たい場合は０.５％以上とすればよい。ただし、Ｍｏを過剰に含有させても耐食性向上の効果が小さく、コスト増を招くので、Ｍｏ含有量は３.５％以下の範囲とする。
【００２４】
〔（１）式〕
下記（１）式は、焼鈍された状態でのオーステナイト相の安定度を示す指標である。すなわち、（１）式の値が大きくなるほどオーステナイト相は不安定となり、加工誘起マルテンサイト相が生成しやすくなる。
Ｍｄ＝５５１−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９.２Ｓｉ−８.１Ｍｎ−２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１３.７Ｃｒ−１８.５Ｍｏ  ……（１）
【００２５】
本発明では、このＭｄ値が−２０〜３０の範囲になるように各合金元素の含有量を調整する。Ｍｄ値が−２０より小さいと仕上焼鈍後のオーステナイト相が安定になりすぎ、時効硬化に大きく寄与する加工誘起マルテンサイト相の生成量を十分に確保するためには調質圧延率をかなり高くしたり低温で圧延したりする必要が生じ、圧延での負荷が大きくなって製造性が低下する。一方、Ｍｄ値が３０を超えて大きくなるとオーステナイト相が過度に不安定となり、調質圧延での圧延率のバラツキや成分のバラツキによって、調質圧延後の加工誘起マルテンサイト量にバラツキが生じやすい。その結果、時効処理後のバネ材の品質が安定しにくくなる。
【００２６】
図２に、調質圧延後の伸びおよび時効処理後の硬さに及ぼすＭｄ値およびＣｕ含有量の影響を調査した結果の一例を示す。使用した鋼の組成は、Ｎｉ＝７.０％、Ｃｒ＝１６.０％、Ｍｏ＝０.１％で、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎを上記本発明規定範囲とし、Ｃｕ含有量を種々変化させ、残部はＦｅおよび不可避的不純物である。板厚２ｍｍの仕上焼鈍材に７０％の調質圧延を施した材料について圧延方向の引張試験を行って伸びを調べ、各調質圧延材に４５０℃×１ｈの時効処理を施した材料についてビッカース硬さを調べた結果をプロットしたものである。Ｍｄ値が３０以下、かつＣｕ含有量が１.０〜３.５％の範囲でのみ、バネ用鋼板（すなわち調質圧延材）としての優れた加工性と、バネ材（すなわち時効処理材）におけ高強度が両立できることがわかる。
【００２７】
《バネ用鋼板の金属組織》
ここでいうバネ用鋼板は、バネ材に加工するための素材鋼板である。その金属組織は、マトリクスが「オーステナイト相＋２０〜５０体積％のマルテンサイト相」からなる複相組織である。このマルテンサイト相は仕上焼鈍後のオーステナイト相から調質圧延によって生成させた加工誘起マルテンサイト相である。マルテンサイト相の量が２０体積％より少ないと、バネ材に加工した後に行われる時効処理においてマルテンサイト相中にＣｕリッチ相が十分に析出した場合でも、４００ＨＶ以上の硬さを得ることが難しく、高強度化が不十分となりやすい。一方、マルテンサイト相の量が多くなりすぎると、バネ材への加工性が低下するので、マルテンサイト相の量は多くとも５０体積％以下に調整されている必要があり、３０体積％以下であることが特に好ましい。このバネ用鋼板は、仕上焼鈍によって溶体化処理されているので、マトリクス中にＣｕリッチ相の析出は見られない。また、冷間で調質圧延されているので、冷間圧延された加工組織を呈している。
【００２８】
《バネ用鋼板の特性》
このバネ用鋼板は、バネ材への加工性を確保するために硬さが４００ＨＶ以下であることが望ましい。また、圧延方向に対し平行方向に引張試験を行った場合の伸びが１５％以上であることが望ましい。
【００２９】
《バネ用鋼板の製造法》
本発明のバネ用鋼板は、例えば以下のような方法で製造できる。
まず、上記の化学組成になるように成分調整された鋼の冷間圧延材を、一般的なステンレス鋼板の製造工程に従って用意する。
【００３０】
次いで、この冷間圧延材に対し溶体化処理を兼ねた仕上焼鈍を施す。仕上焼鈍は、１０５０〜１２５０℃に加熱後、少なくとも２００℃以下の温度域まで水冷する。上記の化学組成に調整されていることにより、この熱処理後にはＣｕリッチ相の析出がないオーステナイト相組織（再結晶組織）を呈する焼鈍鋼板が得られる。
【００３１】
その後、この焼鈍鋼板に対し調質圧延を施し、２０〜５０体積％好ましくは２０〜３０体積％の加工誘起マルテンサイト相を生成させる。このとき、調質圧延率は３０〜７５％の範囲で設定することが好ましい。この範囲において所望の特性を得やすい。３０〜７０％の範囲とすることがより好ましい。加工誘起マルテンサイト相の生成量は圧延パススケジュールや圧延温度に依存するので、組成および使用する圧延機に応じて、上記圧延率の範囲で適切な圧延条件を採用することによって、加工誘起マルテンサイト量をコントロールすることができる。この調質圧延によって目的とするバネ材に適した最終板厚（概ね２.０〜０.１ｍｍ）となるように、上記の冷間圧延後の板厚を調整しておく必要がある。このようにして、バネ材に加工するためのバネ用鋼板が得られる。
【００３２】
表１に、調質圧延材の伸び・硬さと時効処理材の硬さ・バネ限界値に及ぼす調質圧延材の加工誘起マルテンサイト（α’）量の影響を調べた結果の一例を示す。使用した鋼の組成は、Ｃ＝０.０２０％、Ｎ＝０.０１１％、Ｓｉ＝１.４５％、Ｍｎ＝２.０１％、Ｎｉ＝７.０５％、Ｃｒ＝１６.３１％、Ｃｕ＝１.９８％、Ｍｏ＝０.０９％、残部はＦｅおよび不可避的不純物である。表１中には板厚１ｍｍの仕上焼鈍材に種々の圧延率で調質圧延を施した材料の組織・特性、およびその調質圧延材に４５０℃×１ｈの時効処理を施した材料の特性を示してある。
【００３３】
【表１】
2008195976.tif 000003
【００３４】
表１からわかるように、この組成の鋼では、加工誘起マルテンサイト（α’）量が２０体積％未満だとバネ限界値が低く、バネ用鋼板として使用できない。これに対し加工誘起マルテンサイト量が２０体積％以上になるとバネ限界値が急激に向上する。一方、加工誘起マルテンサイト量が５０体積％を超えると伸びが５％を下回り、バネ用鋼板としての加工性が不足する。すなわち、加工誘起マルテンサイト量を２０〜５０体積％の範囲に調整することにより、バネ用鋼板としての優れた加工性と時効後の高強度化が両立できる。
【００３５】
《バネ材の組織・特性》
上記本発明のバネ用鋼板を素材として、金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等のバネ材が構築される。このバネ材は、Ｃｕリッチ相からなる析出物が分散したマルテンサイト相を有し、任意の部位の表面について測定される硬さが４００ＨＶ以上を呈する。すなわち、バネ材への加工時にほとんど塑性変形を受けていない部位（バネ用鋼板をそのまま時効処理した場合に相当する組織状態の部位）において４００ＨＶ以上の硬さを有し、塑性変形を受けた部位ではさらに高い硬さを有する。また、バネ限界値（同様の時効処理を受けた鋼板試料によって測定される）は７００Ｎ／ｍｍ2以上である。このような特性値を示すものは、金属製止め輪、皿ばね、波ワッシャー等のバネ材に望まれる良好なバネ特性を有するといえる。
【００３６】
《バネ材の製造法》
このような特性のバネ材を得るためには、上記本発明のバネ用鋼板を素材として所定の形状に塑性加工した後、時効処理を施す。ただし、本発明の上記バネ用鋼板は良好な加工性を確保するためにあまり高い調質圧延率を採用していない。したがって、時効処理においては十分な高強度化が実現できるように、時効処理条件を絞ることが重要である。種々検討の結果、時効温度は４００〜５００℃の温度域とし、かつ、時効温度Ｔ（Ｋ）と時効時間ｔ（ｈ）が下記（２）式を満たす条件とすることが有効である。（２）式に替えて（２）’式を満たす範囲とすることが一層好ましい。
１３０００≦Ｔ（logｔ＋２０）≦１６５００  ……（２）
１４０００≦Ｔ（logｔ＋２０）≦１５５００  ……（２）’
【００３７】
図３に、時効処理後の硬さに及ぼす時効条件の影響を調べた結果の一例を示す。使用した鋼の組成は、Ｃ＝０.０２０％、Ｎ＝０.０１１％、Ｓｉ＝１.４５％、Ｍｎ＝２.０１％、Ｎｉ＝７.０５％、Ｃｒ＝１６.３１％、Ｃｕ＝１.９８％、Ｍｏ＝０.０９％、残部はＦｅおよび不可避的不純物である。板厚１ｍｍの仕上焼鈍材に４０％の調質圧延を施し、その後、これに種々の条件で時効処理を施した材料の硬さをプロットした。上記（２）式を満たす範囲で顕著な硬化が認められ、（２）’式を満たす範囲で一層顕著な硬化が認められる。
【実施例】
【００３８】
表２に示す鋼を真空溶解炉で溶製し、鋳片を熱間鍛造して厚さ４０ｍｍのスラブを得た。このスラブを熱間圧延して板厚３.６ｍｍの熱延鋼板とし、焼鈍、酸洗、冷間圧延を経て板厚１ｍｍの冷間圧延材を得た。この冷間圧延材に対し、１１５０℃に加熱後、水冷する方法で仕上焼鈍を施した。このとき、材料は水冷により２００℃以下の温度まで急冷された。この仕上焼鈍材に４０％の調質圧延を施すことによって調質圧延材（バネ用鋼板に相当）を得た。その後、上記調質圧延材に対して、４５０℃×１ｈの時効処理を施すことにより時効処理材（バネ材に相当）を得た。
【００３９】
【表２】
2008195976.tif 000004
【００４０】
調質圧延材について、加工誘起マルテンサイト相（α’）の量をフェライト含量計を用いて測定した。また、圧延方向に平行方向の引張試験をＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して１３Ｂ号試験片を用いて行い、伸びを測定した。また、板表面（圧延面）のビッカース硬さをＪＩＳ Ｚ２２４４に準拠して試験荷重９８.０７Ｎ（ＨＶ１０）で測定した。
【００４１】
時効処理材について、上記と同様の方法でビッカース硬さを測定した。また、時効処理材から長手方向が圧延方向に対し直角方向となる短冊状試験片（幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を採取し、これ用いてＪＩＳ Ｈ３１３０に準じた方法により、永久たわみ量が０.１ｍｍとなるときの応力値を測定することによりバネ限界値を求めた。
これらの結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
表３からわかるように、本発明例の調質圧延材は加工誘起マルテンサイト相（α’）の量が２０〜５０体積％に収まり、５％以上の良好な伸びと４００ＨＶ以下の硬さを呈した。これらはバネ材への良好な加工性を有すると判断される。また、時効処理後には４００ＨＶ以上の硬さと７００Ｎ／ｍｍ2以上の良好なバネ限界値を呈した。なお、本発明例の調質圧延材をＴＥＭ観察したところ、Ｃｕリッチ相は見られなかった。
【００４４】
一方、比較例Ｎｏ.２１はＣ含有量が高すぎ、Ｎｏ.２２はＮ含有量が高すぎ、またＮｏ.２５はＭｄ値が高くなりすぎたたことにより、これらの調質圧延材はいずれも硬質化しているために加工性に劣った。Ｎｏ.２３はＣｕ含有量が低すぎ、またＮｏ.２４はＭｄ値が低くなりすぎたことにより、これらはいずれも時効処理材の硬さが低く、バネ限界値にも劣った。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】調質圧延後の伸びに及ぼすＣ、Ｎ含有量の影響を示したグラフ。
【図２】調質圧延後の伸びおよび時効処理後の硬さに及ぼすＭｄ値およびＣｕ含有量の影響を示したグラフ。
【図３】時効処理後の硬さに及ぼす時効条件の影響を示すグラフ。
【図１】
2008195976.tif 000006
【図２】
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【図３】
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