(57)【要約】【課題】本発明の課題は、高強度及び強靭性、耐腐食疲労強度特性を満足させ、且つ、冷間加工性及び耐焼割れ性を改善させた、冷間成形ばね用鋼を提供することにある。【解決手段】本発明の冷間成形ばね用鋼では、主成分としてのＦｅと、０．３６質量％以上０．４６質量％以下のＣと、１．８質量％以上２．６質量％以下のＳｉと、０．２質量％以上１．２質量％以下のＭｎと、０．０１５質量％以下のＰと、０．０１質量％以下のＳと、０．１質量％以上０．５質量％以下のＣｕと、０．１質量％以上１．５質量％以下のＮｉと、０．０５質量％以上１質量％以下のＣｒと、０．００２質量％以上０．０１２質量％以下のＮと、を含有し、且つ、Ｃの含有量をＷＣ、Ｍｎの含有量をＷＭｎ、Ｃｒの含有量をＷＣｒ、Ｓｉの含有量をＷＳｉ、Ｎｉの含有量をＷＮｉとしたとき、ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒが１．２質量％以上２質量％以下、及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎが１．４質量％以上２．１質量％以下、及びＷＣｕ＋ＷＮｉが０．４質量％以上であることを特徴とする。【選択図】        図１
2004263247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分としてのＦｅと、
０．３６質量％以上０．４６質量％以下のＣと、
１．８質量％以上２．６質量％以下のＳｉと、
０．２質量％以上１．２質量％以下のＭｎと、
０．０１５質量％以下のＰと、
０．０１質量％以下のＳと、
０．１質量％以上０．５質量％以下のＣｕと、
０．１質量％以上１．５質量％以下のＮｉと、
０．０５質量％以上１質量％以下のＣｒと、
０．００２質量％以上０．０１２質量％以下のＮと、
を含有し、且つ、Ｃの含有量をＷＣ、Ｍｎの含有量をＷＭｎ、Ｃｒの含有量をＷＣｒ、Ｓｉの含有量をＷＳｉ、Ｎｉの含有量をＷＮｉとしたとき、
ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒが１．２質量％以上２質量％以下、
及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎが１．４質量％以上２．１質量％以下、
及びＷＣｕ＋ＷＮｉが０．４質量％以上、
であることを特徴とする冷間成形ばね用鋼。
【請求項２】
主成分としてのＦｅと、
０．３６質量％以上０．４６質量％以下のＣと、
１．８質量％以上２．６質量％以下のＳｉと、
０．２質量％以上１．２質量％以下のＭｎと、
０．０１５質量％以下のＰと、
０．０１質量％以下のＳと、
０．１質量％以上０．５質量％以下のＣｕと、
０．１質量％以上１．５質量％以下のＮｉと、
０．０５質量％以上１質量％以下のＣｒと、
０．００２質量％以上０．０１２質量％以下のＮと、
を含有し、且つ、
０．０５質量％以上０．３質量％以下のＶ；
０．０２質量％以上０．０５質量％以下のＮｂ；
０．０２質量％以上０．０７質量％以下のＴｉ；
０．００５質量％以上０．０４質量％以下のＡｌ；
０．０００５質量％以上０．００３質量％以下のＢ；
のうちいずれか１種以上を含有し、且つ、
Ｃの含有量をＷＣ、Ｍｎの含有量をＷＭｎ、Ｃｒの含有量をＷＣｒ、Ｓｉの含有量をＷＳｉ、Ｎｉの含有量をＷＮｉ、Ｂの含有量をＷＢとしたとき、
ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒが１．２質量％以上２質量％以下、
及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢが１．４質量％以上２．１質量％以下、
及びＷＣｕ＋ＷＮｉが０．４質量％以上、
であることを特徴とする冷間成形ばね用鋼。
【請求項３】
０．０５質量％以上０．５質量％以下のＭｏを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の冷間成形ばね用鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、冷間成形法によってコイルばねに成形するのに適したばね用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第３０６４６７２号公報
【０００３】
近年、地球温暖化の観点から二酸化炭素ガスの排出量削減が強く求められている。そのため、自動車等の車両には、燃費向上に繋がる車体の軽量化が重要となっており、懸架用コイルばねにおいても一層の軽量化が図られている。コイルばねの軽量化を達成するためには、使用するばね素線の直径を細くするか、あるいは使用するばね素線の長さを短くする必要がある。所要のばね特性を維持しつつコイルばねの軽量化を達成するには、引張強度で１９００ＭＰａ以上（ロックウェル硬さＨＲＣでは５２以上に相当）の高い材料強度が求められている。
【０００４】
ところで、懸架用コイルばねの製造方法には、大別して熱間成形法と冷間成形法の二種類がある。前者は、鋼線を熱間加工によってコイル形状に成形した後、焼入れ焼戻しを行って所要のばね強度に調整するため、成形が比較的容易である。一方、後者は、あらかじめ所要のばね強度に調整された鋼線を用い、冷間加工によってコイル形状に成形するため、ばねの製造における設備面・工程面での簡素化効果が高く経済的な方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
冷間加工性ばね用鋼には、焼入れ焼戻し後において上記のような高強度が求められると同時に、冷間加工に耐え得る強靭性も必要とされる。そのような鋼材を得るためには、高強度の観点からすればＣ含有量を高めることが考えられるが、その場合は強靭性の付与が困難となるため、逆にＣ含有量を低減させることにより靭性を確保しつつ、強度不足を補うための合金元素を添加させることになる。また、強靭化対策としてＶ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｌ等の合金元素を添加し、微細炭窒化物による結晶粒微細化効果を利用することも有効である。しかし、合金元素を多量に添加させると熱間圧延後の強度（硬さ）が過度なものとなり、その後の引抜きや伸線加工、コイリング等の冷間加工の際に割れやカッピー状の断線が発生したり、または焼入れの際に割れが生じてしまうといった問題があった。そのため、熱間圧延後に焼鈍等の軟化処理を行い、加工性を改善したりする方法も取られるが、この場合は製造コストが増大するといった問題が生じてしまう。
【０００６】
さらに、上記のような鋼材は、Ｖ系炭化物が鋼材表面で局部電極となり腐食ピットを発生させるため、腐食疲労強度に劣るものとなってしまうという問題もあった。
【０００７】
したがって、本発明の課題は、高強度及び強靭性、耐腐食疲労強度特性を満足させ、且つ、冷間加工性及び耐焼割れ性を改善させた、冷間成形ばね用鋼を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明の冷間成形ばね用鋼では、
主成分としてのＦｅと、
０．３６質量％以上０．４６質量％以下のＣと、
１．８質量％以上２．６質量％以下のＳｉと、
０．２質量％以上１．２質量％以下のＭｎと、
０．０１５質量％以下のＰと、
０．０１質量％以下のＳと、
０．１質量％以上０．５質量％以下のＣｕと、
０．１質量％以上１．５質量％以下のＮｉと、
０．０５質量％以上１質量％以下のＣｒと、
０．００２質量％以上０．０１２質量％以下のＮと、
を含有し、且つ、Ｃの含有量をＷＣ、Ｍｎの含有量をＷＭｎ、Ｃｒの含有量をＷＣｒ、Ｓｉの含有量をＷＳｉ、Ｎｉの含有量をＷＮｉとしたとき、
ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒが１．２質量％以上２質量％以下、
及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎが１．４質量％以上２．１質量％以下、
及びＷＣｕ＋ＷＮｉが０．４質量％以上であることを特徴とする。
なお、本明細書にて「主成分」（「主体に」等も同様）とは、着目している材料あるいは組織において、最も質量含有率の高い成分（相も概念として含む）を意味する。
【０００９】
上記本発明の冷間成形ばね用鋼は、鋼材の化学組成分を特定することによって、高強度及び強靭性、耐腐食疲労強度特性を満足させ、且つ、冷間加工性及び耐焼割れ性を具備するとともに、特に懸架用コイルばねを製造するに適した冷間成形用ばね鋼を得ることに成功したものである。
【００１０】
以下、本発明における各数値範囲の限定理由を説明する。
本発明の冷間成形ばね用鋼の組成限定理由は以下の通りである。
Ｆｅ（鉄）：主成分
Ｆｅは、鋼を構成するのに必須の成分であるため、本発明の冷間成形ばね用鋼の主成分として含有させる。
【００１１】
Ｃ（炭素）：０．３６質量％以上０．４６質量％以下
Ｃは、焼入れ焼戻し後の鋼の強度を高めるために必須の元素である。所望のばね強度を得るには０．３６質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると、焼入れ焼戻し後の靭性が低下し疲労強度及び腐食疲労強度を劣化させるばかりでなく、圧延後の硬さが硬くなり過ぎ冷間加工性を低下させてしまうので、上限を０．４６質量％とする。
【００１２】
Ｓｉ（ケイ素）：１．８質量％以上２．６質量％以下
Ｓｉは、固溶強化元素として鋼の強度及び耐へたり性を向上させるのに有効な元素である。この効果を得るには１．８質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると靭性が低下し疲労特性を劣化させるばかりでなく、製造工程中の高温加熱時に鋼表面に脱炭を生じ、加工性をも悪化させてしまうので、上限を２．６質量％とする。
【００１３】
Ｍｎ（マンガン）：０．２質量％以上１．２質量％以下
Ｍｎは、鋼溶製時の脱酸材として有効であると共に、焼入れ性の向上に寄与する元素である。また、Ｓによる害を無害化する効果も有する。これらの効果を得るには０．２質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると焼入れ時に粒界酸化を助長し脆化を招くだけでなく、圧延後の線材の硬さを過度に高め冷間加工性をも劣化させてしまうので、上限を１．２質量％とする。
【００１４】
Ｐ（リン）：０．０１５質量％以下
Ｐは、オーステナイト化加熱時にオーステナイト粒界に偏析して、結晶粒界を脆弱化させてしまうので、低減することが望ましい元素である。経済性を考慮して含有量の上限を０．０１５質量％以下とする。
【００１５】
Ｓ（硫黄）：０．０１質量％以下
Ｓは、Ｐと同様にオーステナイト粒界を脆化させ、またＭｎＳを形成してばねの疲労強度の劣化を招いてしまうので、低減することが望ましい元素である。経済性を考慮して含有量の上限を０．０１質量％以下とする。
【００１６】
Ｃｕ（銅）：０．１質量％以上０．５質量％以下
Ｃｕは、鋼の耐腐食性を高めるのに有効な元素で、腐食疲労強度を向上させる効果がある。また、フェライト脱炭の防止にも有効である。これらの効果を得るためには０．１質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると熱間加工性が損なわれてしまうので、上限を０．５質量％とする。
【００１７】
Ｎｉ（ニッケル）：０．１質量％以上１．５質量％以下
Ｎｉは、鋼の耐腐食性を高めるのに有効な元素で、腐食疲労強度を向上させる効果がある。また、フェライト脱炭の防止に有効である。これらの効果を得るためには０．１質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると鋼のコストが増加してしまうので、上限を１．５質量％とする。
【００１８】
Ｃｒ（クロム）：０．０５質量％以上１質量％以下
Ｃｒは、焼入れ性の向上に寄与する元素である。この効果を得るためには０．０５質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させるとＭｎと同様に圧延後の線材の硬さを過度に高め、冷間加工性を劣化させてしまうので、上限を１質量％とする。
【００１９】
Ｎ（窒素）：０．００２質量％以上０．０１２質量％以下
Ｎは、鋼中で結晶粒微細化に寄与する炭窒化物及び窒化物を形成する効果がある。この効果を得るためには０．００２質量％以上の含有が必要であるが、過剰に含有させると、粗大なＮｂ炭窒化物が生成して粒界ピン止め効果が得られず、またＴｉＮ系の介在物を生成し鋼の疲労強度を低下させるため、その上限を０．０１２質量％とする。
【００２０】
さらに、Ｃの含有量をＷＣ、Ｍｎの含有量をＷＭｎ、Ｃｒの含有量をＷＣｒ、Ｓｉの含有量をＷＳｉ、Ｎｉの含有量をＷＮｉとしたとき、本発明の冷間成形ばね用鋼は次の要件を満たす。
【００２１】
ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒ：１．２質量％以上２質量％以下
本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、焼入れ硬化した状態で鋼が引張強度１９００ＭＰａ以上（ロックウェル硬さＨＲＣでは５２以上に相当）の高強度を確保するためには、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒのそれぞれの含有率が上記の本発明の特定する範囲にあるほか、さらにＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒが１．２質量％以上必要であることが判った。しかし、その値が過度に大きくなると、圧延材の伸線加工時にカッピー状割れあるいは破断が生じてしまうため、上限を２質量％とする。
【００２２】
ＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ：１．４質量％以上２．１質量％以下
また、焼入れ硬化した状態で鋼が引張強度１９００ＭＰａ以上（ロックウェル硬さＨＲＣでは５２以上に相当）の高強度を確保するためには、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎのそれぞれの含有率が上記の本発明の特定する範囲にあるほか、さらにＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎが１．４質量％以上必要であることが判った。しかし、その値が過度に大きくなると鋼の焼入れ性が過剰となり、鋼の焼入れ時に焼割れを生じてしまうことがあるため、上限を２．１質量％とする。
【００２３】
ＷＣｕ＋ＷＮｉ：０．４質量％以上
また、上記鋼が引張強度１９００ＭＰａ以上（ロックウェル硬さＨＲＣでは５２以上に相当）の高強度を有しつつ、優れた腐食疲労強度を確保するためには、Ｃｕ、Ｎｉのそれぞれの含有率が上記の本発明の特定する範囲にあるほか、さらにＷＣｕ＋ＷＮｉが０．４質量％以上必要であることが判った。
【００２４】
また、本発明の冷間成形ばね用鋼では、上記組成に加え、
０．０５質量％以上０．３質量％以下のＶ；
０．０２質量％以上０．０５質量％以下のＮｂ；
０．０２質量％以上０．０７質量％以下のＴｉ；
０．００５質量％以上０．０４質量％以下のＡｌ；
０．０００５質量％以上０．００３質量％以下のＢ；
のうちいずれか１種以上を含有し、且つ、
Ｃの含有量をＷＣ、Ｍｎの含有量をＷＭｎ、Ｃｒの含有量をＷＣｒ、Ｓｉの含有量をＷＳｉ、Ｎｉの含有量をＷＮｉ、Ｂの含有量をＷＢとしたとき、
ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒが１．２質量％以上２質量％以下、
及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢが１．４質量％以上２．１質量％以下、
及びＷＣｕ＋ＷＮｉが０．４質量％以上、
とすることができる。
【００２５】
以下、各数値の限定範囲を説明する。なお、上述した限定範囲と同一であるものは省略する。
【００２６】
Ｖ（バナジウム）：０．０５質量％以上０．３質量％以下
Ｖは、鋼中で炭化物、炭窒化物を形成してオーステナイト結晶粒を微細化させたり、また析出硬化に寄与してばねの耐へたり性を向上させる効果がある。これらの効果を得るためには０．０５質量％以上の含有が必要である。Ｖの炭化物は鋼表面で局部電極となり腐食ピットを形成して亀裂破壊の起点となってしまうので、上限を０．３質量％とする。また、上限を超えて含有させると巨大な一次炭化物が晶出し、冷間加工性が劣化してしまう。
【００２７】
Ｎｂ（ニオブ）：０．０２質量％以上０．０５質量％以下
Ｎｂは、Ｖと同様に鋼中で炭化物、炭窒化物を形成してオーステナイト結晶粒を微細化させる効果がある。この効果を得るためには０．０２質量％以上の含有が必要である。しかし、過剰に含有してもその効果は飽和し、むしろ鋼の熱間加工性及び冷間加工性を低下させるので、上限を０．０５０％とする。
【００２８】
Ｔｉ（チタン）：０．０２質量％以上０．０７質量％以下
Ｔｉは、Ｎｂ、Ｖと同様に鋼中で炭化物、炭窒化物を形成してオーステナイト結晶粒を微細化させる効果がある。この効果を得るためには０．０２質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると、鋼の焼入れ加熱時に未溶解化合物として残留し、そのサイズが比較的大きいため、破壊の起点となって疲労強度の低下をもたらすので、上限を０．０７質量％とする。
【００２９】
Ａｌ（アルミニウム）：０．００５質量％以上０．０４質量％以下
Ａｌは、鋼中で窒化物を形成してオーステナイト結晶粒の微細化に寄与するが、酸化物形成傾向の強い元素なので多量に含有すると鋼中の酸化物系介在物量を増し、鋼の清浄度を損なう。それゆえ、Ａｌ含有率の上限を０．０４０％とする。また、鋼中のＯ（酸素）含有率は２０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００３０】
Ｂ（ホウ素）：０．０００５質量％以上０．００３質量％以下
Ｂは、鋼の結晶粒界に優先的に偏析し、Ｐ、Ｓの結晶粒界偏析を防止して靭性を向上させる効果がある。また、線材の冷間加工性を向上させるためにＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒなどの焼入れ性に寄与する合金元素を低減すると、素材の焼入れ性が不足し、不完全焼入れ組織を生じてしまうが、Ｂはこのような焼入れ性低下を補う効果もある。これらの効果を得るためには０．０００５質量％以上の含有が必要であるが、過剰に含有させるとＢ窒化物を形成して、鋼の靭性を損ない、また鋼の疲労特性も悪化させるので、上限を０．００３０質量％とする。
【００３１】
ＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢ：１．４質量％以上２．１質量％以下本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、焼入れ硬化した状態で鋼が引張強度１９００ＭＰａ以上（ロックウェル硬さＨＲＣでは５２以上に相当）の高強度を確保するためには、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂのそれぞれの含有率が上記の本発明の特定する範囲にあるほか、さらにＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢが１．４質量％以上必要であることが判った。しかし、その値が過度に大きくなると鋼の焼入れ性が過剰となり、鋼の焼入れ時に焼割れを生じてしまうことがあるため、上限を２．１質量％とする。なお、Ｂが含有されていない場合は、上記のＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎが１．４質量％以上２．１質量％以下とされた範囲と同義になる。
【００３２】
また、本発明の冷間成形ばね用鋼では、上記組成に加え、０．０５質量％以上０．５質量％以下のＭｏを含有することができる。
Ｍｏは、焼入れ性の向上に寄与する効果がある。また、耐食性を高め、腐食疲労強度を向上させる効果もある。これらの効果を得るためには０．０５質量％以上の含有が必要であるが、過度に含有させると圧延後の線材にベーナイトが生成し、冷間加工性の劣化を招いてしまうので、上限を０．５質量％とする。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
表１及び２に示す化学組成を有する鋼を溶製して得た鋼塊を分塊圧延し、さらに線材圧延によってφ１３ｍｍの圧延線材とした。線材圧延は鋼片を１１００℃に加熱し圧延終了温度８６９℃として行った。圧延終了後は空冷とした。なお、表中の各々の組成において、本発明で規定する組成範囲を逸脱しているものには、下限を下回る場合は下向矢印（↓）、上限を上回る場合は上向矢印（↑）を付している。
【００３４】
また、ＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒの値、及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢの値、及びＷＣｕ＋ＷＮｉの値は、表３及び４に示している。なお、表中にはＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒを「Ｃ＋Ｍｎ＋Ｃｒ」と、ＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢを「Ｓｉ／３＋Ｃｒ／２＋Ｍｎ＋３５３＊Ｂ」と、ＷＣｕ＋ＷＮｉを「Ｃｕ＋Ｎｉ」と表している。
【００３５】
【表１】
2004263247.tif 000003
【００３６】
【表２】
2004263247.tif 000004
【００３７】
前記圧延線材の切断面について硬さを測定した。ロックウェルＣスケール硬さを３０点測定し、平均硬さに６倍の標準偏差σ（バラツキ）を加えたものを「圧延後硬さ」として表３及び４に示す。該圧延後硬さはＨＲＣ３４を上限とする。また、前記圧延線材にボンダ皮膜処理を施し、冷間でφ１２ｍｍまで伸線加工し、伸線材を得た。該伸線加工の際における、破断発生の有無を「伸線時破断の有無」として表３及び４に示す。
【００３８】
前記伸線材を周波数３０ｋＨｚ、電流３００Ａの条件で高周波コイル中に通線させた後、直ちに水冷により焼入れを行い、焼入れ材を得た。該焼入れ材にについて割れの発生の有無を調べ、その結果を「焼割れ」として表３及び４に示す。
また、前記焼入れ材の断面芯部硬さを測定した。ロックウェルＣスケール硬さを２０点測定し、その平均値を「焼入れ後硬さ」として、所望の硬さ（ＨＲＣ５２）を満たしているかを評価した。その結果を表３及び４に示す。
【００３９】
前記焼入れ材を焼戻して、硬さＨＲＣ５２の焼戻し材を得た。該焼戻し材から採取した試験片に対して、塩水噴霧試験機を用いて、▲１▼３５℃で５％ＮａＣｌ水溶液を２ｈ噴霧し、▲２▼相対湿度７０％で６０℃の環境において４ｈ乾燥させ、▲３▼相対湿度９５％で３５℃の環境において２ｈ保持するサイクル▲１▼〜▲３▼を９回繰り返した後、応力振幅を７００ＭＰａとして両振りねじり疲労試験を行った。破断繰返し数を測定し、破断までの繰返し回数で腐食疲労特性を評価した。「腐食疲労強度」として表３及び４に示す。なお、破断繰返し数が１０００００回に達するか否かを良否の判断基準とした。
【００４０】
また、前記疲労試験後の腐食部の断面から、腐食ピットの深さを計４０点計測し、ピット深さの最大値（最大ピット深さ）を測定した。最大ピット深さが１００μｍ以上か否かを良否の判断基準とした。最大ピット深さの測定結果を「腐食ピット深さ」として表３及び４に示す。また、腐食ピット深さと、前記破断繰返し数との関係を図１に示す。
【００４１】
次に、表１及び２に示す化学組成を有する鋼を溶製して得た鋼塊を分塊圧延し、線材圧延によってφ１６ｍｍの圧延線材を得た。線材圧延は鋼片を１１００℃に加熱し圧延終了温度８６９℃として行った。そして圧延終了後、空冷し、更に焼入れ焼戻し処理を施して硬さＨＲＣ５２の焼戻し材を得た。その後、該焼戻し材から、ＪＩＳ３号２ｍｍＵノッチ試験片を作製し、シャルピー衝撃試験を実施した。そして、得られた値から、所望の靭性（シャルピー衝撃値で４０Ｊ／ｃｍ２以上）を満たしているかを評価した。その結果を「シャルピー衝撃試験」として、表３及び４に示す。シャルピー衝撃値が４０Ｊ／ｃｍ２を下回ると、腐食疲労強度が急激に劣化するため、４０Ｊ／ｃｍ２以上か否かを良否の判断基準とする。
【００４２】
【表３】
2004263247.tif 000005
【００４３】
【表４】
2004263247.tif 000006
【００４４】
以下、表３及び４、並びに図１に示した評価結果について説明する。
本発明が特定する組成範囲を充足する本発明２４〜３３は、いずれの試験においても、良好な特性を示し、本発明とする腐食疲労強度に優れた高強度ばね鋼であることがわかった。
【００４５】
本発明が特定する範囲よりもＷＣ＋ＷＭｎ＋ＷＣｒ値が低い比較例１及び２は（比較例１はＣ含有量、また比較例２はＣｒ含有量及びＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢ値についても不足）、焼入れ後の硬さがＨＲＣ５２を下回っており、強度及び焼入れ性が不足したものであった。
【００４６】
本発明が特定する範囲よりもＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢ値が不足している比較例３〜５は（比較例３はＳｉ含有量、比較例４はＭｎ含有量についても不足）、比較例１及び２の場合と同様に、焼入れ後の硬さがＨＲＣ５２を下回っており、強度及び焼入れ性が不足したものであった。
【００４７】
本発明が特定する範囲よりもＷＳｉ／３＋ＷＣｒ／２＋ＷＭｎ＋３５３ＷＢ値が過剰な比較例６〜９は（比較例６はＳｉ含有量、比較例７はＭｎ含有量、比較例Ｃｒ含有量、比較例９はＢ含有量についても過剰）、焼入れ時に焼割れが生じた。
【００４８】
本発明が特定する範囲よりもＰ含有量が過剰な比較例１０、１２、１４、またＳ含有量が過剰な比較例１１、１３は、シャルピー衝撃試験値が４０Ｊ／ｃｍ２を下回っており、靭性が不足したものであった。また、これらは腐食疲労強度も不足しており、中でも比較例１０、１１、１３では腐食ピット深さが１００μｍを超えていた。
【００４９】
比較例１６〜２３に関しては（比較例１６はＣ、比較例１７はＳｉ、比較例１８はＣｒ、比較例１９はＶ、比較例２０はＢの含有量が過剰なものであり、また比較例２１はＣｕ、比較例２２はＮｉの含有量が不足しており、さらに比較例２３はＷＣｕ＋ＷＮｉが不足している）、いずれも腐食疲労強度が不足しており、また腐食ピット深さも１００μｍを超えたものであった。
【００５０】
以上、本発明２４〜３３によって示すごとく、本発明が特定する化学組成を有する鋼は、圧延材の伸線加工性に優れ、焼入れにおいても割れを生じることがなく、製造性に優れている。また、焼入れ材の強度もＨＲＣ５２以上、すなわち引張強度１９００ＭＰａ以上の高強度を保持しつつ、靭性及び腐食疲労強度に優れる等、ばね鋼として所用の諸特性も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】腐食ピット深さと、破断繰返し回数との関係を表す図
【図１】
2004263247.tif 000007