(57)【要約】【課題】スクラップ主体の溶解原料を用いた耐食性、疲労特性に優れる高強度ばね用鋼およびその製造方法を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．４５〜０．７％、Ｓｉ：０．１５〜２．５％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．０１５％、Ｃｕ：０．３〜２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕ＜０．０５、Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ≦０．１％、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂの一種または二種以上を含有し、Ｃｅｑ≧０．９０％、残部鉄および不可避的不純物の鋼。９５０≦Ｔ＜Ｔ´で加熱、熱間圧延後、焼入れ焼戻しを行う。Ｔ´＝１０８３−｛１５０９＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）2＋５３５＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）｝で［％Ｓｎ］、［％Ｓｂ］、［％Ａｓ］、［％Ｃｕ］は質量％。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．４５〜０．７％、
Ｓｉ：０．１５〜２．５％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｐ≦０．０１５％、
Ｓ≦０．０１５％、
Ｃｕ：０．３〜２％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、
Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、
Ｔｉ：０．００５〜０．１％、
（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕ＜０．０５、
Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ≦０．１％、
更に
Ｎｉ：０．１〜２％、
Ｍｏ：０．０１〜１％、
Ｖ：０．０５〜０．５％、
Ｎｂ：０．０１〜０．５％
の一種または二種以上を含有し、
Ｃｅｑ≧０．９０％、
残部鉄および不可避的不純物からなる耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼。
但し、
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／７＋Ｍｎ／６＋Ｃｕ／７＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４
【請求項２】
質量％で、
Ｃ：０．４５〜０．７％、
Ｓｉ：０．１５〜２．５％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｐ≦０．０１５％、
Ｓ≦０．０１５％、
Ｃｕ：０．３０〜２％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、
Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、
Ｔｉ：０．００５〜０．１％、
更に
Ｎｉ：０．１〜２％、
Ｍｏ：０．０１〜１％、
Ｖ：０．０５〜０．５％、
Ｎｂ：０．０１〜０．５％
の一種または二種以上を含有し、
Ｃｅｑ≧０．９０％、
残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を、下記（１）式を満足する加熱温度Ｔ（℃）で加熱後、熱間圧延することを特徴とする耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼の製造方法。
９５０≦Ｔ＜Ｔ´          （１）
但し、
Ｔ´＝１０８３−｛１５０９＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）2＋５３５＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）｝  
（１）式において、［％Ｓｎ］、［％Ｓｂ］、［％Ａｓ］、［％Ｃｕ］は鋼中含有量でｍａｓｓ％を示す。
【請求項３】
質量％で、
Ｃ：０．４５〜０．７％、
Ｓｉ：０．１５〜２．５％、
Ｍｎ：０．３〜１％、
Ｐ≦０．０１５％、
Ｓ≦０．０１５％、
Ｃｕ：０．３〜２％、
（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕ＜０．０５、
Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ≦０．１％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、
Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、
Ｔｉ：０．００５〜０．１％、
更に
Ｎｉ：０．１〜２％、
Ｍｏ：０．０１〜１％、
Ｖ：０．０５〜０．５％、
Ｎｂ：０．０１〜０．５％
の一種または二種以上を含有し、
Ｃｅｑ≧０．９０％、
残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を、下記（１）式を満足する加熱温度Ｔ（℃）で加熱後、熱間圧延することを特徴とする耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼の製造方法。
９５０≦Ｔ＜Ｔ´          （１）
但し、
Ｔ´＝１０８３−｛１５０９＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）2＋５３５＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）｝
（１）式において、［％Ｓｎ］、［％Ｓｂ］、［％Ａｓ］、［％Ｃｕ］は鋼中含有量でｍａｓｓ％を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラップを主体にした溶解原料から製造される、自動車用の懸架ばね、トーションバー、スタビライザー等の素材となるばね用鋼およびその製造方法に関し、特に高強度で且つ耐食性および疲労特性に優れ、自動車の足回り部品として好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上を目的に自動車の軽量化が求められるようになり、特に足回り部品の一つである懸架ばねの軽量化に対する要望は強く、焼入れ焼戻し後の強度が２０００ＭＰａ以上となる高強度化した素材を用いた高応力設計が適用されている。
【０００３】
汎用的なばね用鋼は焼入れ焼戻し後の強度が１６００〜１８００ＭＰａでＪＩＳ  G  ４８０１等が規定され、熱間圧延で所定の線材に製造後、熱間成形ばねの場合はばね状に加熱成形してから焼入れ焼戻し処理を行い、冷間成形ばねの場合は引抜き加工後、焼入れ焼戻し処理を行い、ばねに成形される。
【０００４】
焼入れ焼戻し処理後の強度を２０００ＭＰａ以上に高強度化した素材では、割れ感受性が高まるので、耐食性が劣る場合、自動車足回り部品の懸架ばねなど外部に露出する部品では、小石などで塗装がはがれた個所に腐食ピットが形成され、該腐食ピットを起点とする疲労亀裂の伝播により部品が破損することが懸念されている。
【０００５】
最近、冬の間、凍結防止用に融雪剤が散布されることが多く、自動車足回り部品の懸架ばねの腐食環境は過酷化しているため、高強度で且つ耐食性に優れるばね用鋼への要望は強く、いくつかの提案がなされている。
【０００６】
特許文献１は、耐食性元素としてＣｕを用いて耐食性を向上させたばね鋼、特許文献２はＳｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕを用いて耐食性を向上させたばね鋼、特許文献３にはばね鋼においてＣｕ、Ｎｉの表面濃化を利用して耐食性を向上させることが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１７３２４６号公報
【特許文献２】特開平７−１７３５７７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｃｕ，Ｎｉは耐食性を向上させる元素として有効な元素であるが、Ｃｕを含有した鋼は熱間圧延時、表面疵を発生しやすく、スクラップを主体にした溶解原料から不可避的に混入するＳｎにより熱間脆化が助長され、表面性状が低下する。
【０００９】
特許文献１、２にはＣｕによる表面疵に関しては記載がなく、特許文献３にはＣｕによる熱間脆化を抑制するためＮｉ／Ｃｕを所定の範囲に規定することは記載されているが、Ｓｎの影響についての記載はなく、スクラップを主体にした溶解原料を用いる高強度ばね用鋼において耐食性と表面性状の両者を向上させることが課題となっている。
【００１０】
本発明は、スクラップを主体にした溶解原料を用いた、耐食性および疲労特性に優れる高強度なばね用鋼材およびその製造方法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】
【００１１】
本発明者等はスクラップを主体にした溶解原料を用いる鋼材について詳細に検討し、以下の知見を得た。
【００１２】
１  耐食性を向上させるためには、Ｃｕ添加が必須であるが、溶解原料から不可避的に混入するＳｎはＣｕと同様に鉄よりも酸化されにくく、加熱中に表面に濃化してＣｕ−Ｓｎ合金を形成しＣｕの融点を低下させ熱間脆化を助長するので、ばねの疲労特性に大きな影響を及ぼす表面性状を向上させるためには厳格にその混入レベルを管理する必要がある。
【００１３】
２  更に溶解原料から不可避的に混入するＳｂ，ＡｓもＳｎと同様に熱間脆化を助長し表面性状を損なうばかりでなく、これらの元素は焼戻し脆化を促進させ、鋼の靭性を低下させ、ばね鋼にとって非常に有害である。
【００１４】
３  溶解原料から不可避的に混入する鋼中のＳｎ，ＳｂおよびＡｓについて、それらの合計量を特定値以下とし、前記合計量とＣｕとの比を特定値以下に規定した場合、熱間脆化が抑制される。
【００１５】
４  熱間圧延前、鋼片を加熱する際の加熱温度を鋼中のＳｎ、Ｓｂ、ＡｓおよびＣｕとの関係において特定値以下に規定した場合も、熱間脆化が抑制され、ばねの疲労特性が向上する。
【００１６】
本発明は以上の知見を基に更に検討を加えてなされたものであり、すなわち、本発明は、
１  質量％で、Ｃ：０．４５〜０．７％、Ｓｉ：０．１５〜２．５％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．０１５％、Ｃｕ：０．３〜２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕ＜０．０５、Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ≦０．１％、更にＮｉ：０．１〜２％、Ｍｏ：０．０１〜１％、Ｖ：０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．０１〜０．５％の一種または二種以上を含有し、Ｃｅｑ≧０．９０％、残部鉄および不可避的不純物からなる耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼。
但し、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／７＋Ｍｎ／６＋Ｃｕ／７＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４
【００１７】
２  質量％で、Ｃ：０．４５〜０．７％、Ｓｉ：０．１５〜２．５％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．０１５％、Ｃｕ：０．３０〜２％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、更にＮｉ：０．１〜２％、Ｍｏ：０．０１〜１％、Ｖ：０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．０１〜０．５％の一種または二種以上を含有し、Ｃｅｑ≧０．９０％，残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を、下記（１）式を満足する加熱温度Ｔ（℃）で加熱後、熱間圧延することを特徴とする耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼の製造方法。
９５０≦Ｔ＜Ｔ´          （１）
但し、Ｔ´＝１０８３−｛１５０９＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）2＋５３５＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）｝
（１）式において、［％Ｓｎ］、［％Ｓｂ］、［％Ａｓ］、［％Ｃｕ］は鋼中含有量でｍａｓｓ％を示す。
【００１８】
３  質量％で、Ｃ：０．４５〜０．７％、Ｓｉ：０．１５〜２．５％、Ｍｎ：０．３〜１％、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．０１５％、Ｃｕ：０．３〜２％、（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕ＜０．０５、Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ≦０．１％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｃｒ：０．１〜０．５％未満、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、更にＮｉ：０．１〜２％、Ｍｏ：０．０１〜１％、Ｖ：０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．０１〜０．５％の一種または二種以上を含有し、Ｃｅｑ≧０．９０％、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を、下記（１）式を満足する加熱温度Ｔ（℃）で加熱後、熱間圧延することを特徴とする耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼の製造方法。
９５０≦Ｔ＜Ｔ´          （１）
但し、Ｔ´＝１０８３−｛１５０９＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）2＋５３５＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）｝  
式（１）において、［％Ｓｎ］、［％Ｓｂ］、［％Ａｓ］、［％Ｃｕ］は鋼中含有量でｍａｓｓ％を示す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スクラップを主体にした溶解原料を用いて、耐食性および表面性状に優れる引張強度２０００ＭＰａ以上の高強度ばね用鋼及びその製造方法が得られ、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、特定成分とした鋼の不可避的不純物中に含まれるＳｎ，ＳｂおよびＡｓ量の合計量や、これらの不可避的不純物の合計量とＣｕ量との比を規定した鋼である。
【００２１】
また、前記特定成分とした鋼を熱間圧延する際、熱間圧延前の加熱温度をＳｎ，ＳｂおよびＡｓ量の合計量とＣｕ量との比に応じて規定する製造方法である。
【００２２】
更には、前記特定成分を有し鋼中不可避的不純物中に含まれるＳｎ，ＳｂおよびＡｓ量の合計量や、これら不可避的不純物の合計量とＣｕ量との比を規定した鋼を熱間圧延前の加熱温度を規定して製造する製造方法である。本発明において特定成分とは鋼中不可避的不純物以外の成分組成を指すものとする。但し、本発明ではＰ，Ｓを特定成分とする。
【００２３】
本発明に係る特定成分を有する鋼の成分限定理由を以下に詳細に説明する。
【００２４】
Ｃ
Ｃは強度を向上させるため含有させる。０．４５％未満ではばねとしての所定の強度が得られず、０．７％を超えると延性が低下して脆化するので、０．４５〜０．７％とする。
【００２５】
Ｓｉ
Ｓｉは製鋼時の脱酸元素として不可欠であり、焼戻し軟化抵抗を向上させ、鋼の強度を増加させるので含有させる。０．１５％未満では効果が得られず、２．５％を超えると延性が低下するので、０．１５〜２．５％とする。
【００２６】
Ｍｎ
Ｍｎは鋼の焼入れ性を向上させ強度を増加させるので含有させる。０．３％未満では効果が得られず、１％を超えると焼入れ性が過剰となり延性が低下するので、０．３〜１％とする。
【００２７】
Ｐ、Ｓ
Ｐ、Ｓは、結晶粒界に偏析し、鋼の延性を劣化させるので、いずれも０．０１５％を上限として管理する。下限は経済性を考慮して管理すれば良く特に規定しない。
【００２８】
Ｃｕ
Ｃｕは鋼の耐食性を向上させ、析出硬化により強度を向上させるため含有させる。０．３％未満では効果が得られず、２％を超えると効果が飽和し、合金コストが上昇するので０．３〜２％、好ましくは０．５越え〜２％とする。
【００２９】
ｓｏｌ．Ａｌ
Ａｌは脱酸剤として不可欠であり、粒界に偏析するＮをＡｌＮとして固定し粒界強度を高めるため含有させる。ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶Ａｌ）が０．０１％未満では効果が得られず、０．１％を超えると鋼の清浄性が劣化し延性が低下するので、０．０１〜０．１％とする。
【００３０】
Ｃｒ
Ｃｒは鋼の焼入れ性を向上させ強度を増加させるため含有させる。０．１％未満では効果が得られず、０．５％を超えると焼入れ性が過剰となり靭性が低下するので、０．１〜０．５％とする。
【００３１】
Ｔｉ
Ｔｉは炭窒化物を形成して結晶粒を微細化させるため含有させる。０．００５％未満では効果が得られず、０．１％を超えると粗大な炭窒化物を生成し、「ばね」の疲労特性を劣化させるので、０．００５〜０．１％とする。
【００３２】
Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂの一種または二種以上
鋼の強度、靭性および耐食性を向上させるためＮｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂの一種または二種以上を含有させる。Ｎｉは焼入れ焼戻し後の鋼の靭性を向上させ、耐食性を向上させるので含有させる。０．１５％未満では効果が得られず、２％を超えると効果が飽和するため、そのような効果を必要とする場合は、０．１５〜２％を含有させる。
【００３３】
Ｍｏは焼入れ性を向上させ、炭化物を形成し焼戻し軟化抵抗を有し、耐食性を向上させるため含有させる。０．０５％未満では効果が得られず、１％を超えると熱間圧延時に過冷組織が発生しやすくなるため、そのような効果を必要とする場合は、０．０５〜１％を含有させる。
【００３４】
Ｖ、Ｎｂは焼入れ焼戻しにより微細粒組織とし、延性を向上させる。また、焼戻しにおいて析出強化し強度を向上させる。Ｖ、Ｎｂは各々が０．０５％未満では効果が得られず、０．５％を超えると粗大な炭化物を析出し延性を損なうようになるので、そのような効果を必要とする場合は、Ｖ：０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．０５〜０．５％を含有させる。
【００３５】
Ｃｅｑ
Ｃｅｑは焼入れし、４００℃以上Ａｃ１変態点以下で焼戻した後に、引張強度を２０００ＭＰａ以上とするために、０．９０％以上とする。但し、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｓｉ／７＋Ｍｎ／６＋Ｃｕ／７＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４とし、含有しない元素は０とする。
【００３６】
以上が本発明鋼の特定成分であるが、更に、本発明では鋼中不可避的不純物であるＳｎ，Ｓｂ、Ａｓの合計量及び前記合計量と鋼中Ｃｕ量との比を規定する。
【００３７】
（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕ、Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ
これらのパラメータは上記特定成分で構成される鋼を耐食性および疲労特性に優れ、且つ高強度なばね用鋼たらしめるものである。
【００３８】
（Ｓｎ＋Ｓｂ＋Ａｓ）／Ｃｕが０．０５以上、且つＳｎ＋Ｓｂ＋Ａｓを０．１％を超えて含有させると熱間脆化が助長され、熱間圧延後の鋼表面に微小な欠陥が生成されやすく、その一部は腐食環境におかれた場合、腐食ピットを生成し、疲労特性を劣化させる。
【００３９】
本発明に係るばね用鋼はスクラップを主体にした溶解原料を電気炉を用いて溶解し、常法の製鋼ー連続鋳造ー分塊圧延ー棒線圧延を行い、所定のばね製造工程を経て製造される。
【００４０】
本発明は、上述した特定成分の鋼の不可避的不純物中におけるＳｎ，Ｓｂ及びＡｓの合計量や前記合計量とＣｕとの比の規定に替わり、鋼の不可避的不純物中のＳｎ，Ｓｂ及びＡｓ量に応じて熱間圧延前の加熱温度を規定して製造することも含む。この場合は、熱間圧延時の加熱温度Ｔ（℃）を下記の式を満足するように規定する。
【００４１】
９５０≦Ｔ≦Ｔ´  より好ましくは９５０≦Ｔ≦Ｔ´−１５  
Ｔ´＝１０８３−｛１５０９＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）2＋５３５＊（（［％Ｓｎ］＋［％Ｓｂ］＋［％Ａｓ］）／［％Ｃｕ］）｝
但し、［％Ｓｎ］、［％Ｓｂ］、［％Ａｓ］、［％Ｃｕ］は鋼の不可避的不純物中の含有量でｍａｓｓ％を示す。
【００４２】
尚、上記の式を適用して熱間圧延する場合に、前記特定成分の鋼において、更に不可避的不純物中におけるＳｎ，Ｓｂ及びＡｓの合計量や前記元素の合計量とＣｕとの比を規定すると、特に優れた表面性状が得られ、疲労特性が向上して好ましい。
【００４３】
本発明では、焼戻し温度は、低温焼戻し脆性により靭性が低下するのを防止するため４００℃以上とすることが好ましい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例によって説明する。表１に示す種々の化学成分の鋼を１５０ｋｇ真空溶解炉にて溶製後、鋼塊となし、熱間鍛造によりΦ２５ｍｍに鍛伸後、放冷し、焼入れ焼戻し処理を施して供試材とした。
【００４５】
焼入れは８７５℃×３０分に加熱後、油冷とし、焼戻し温度は引張強度が２０００〜２１００ＭＰａとなるように調整した。
【００４６】
鋼Ｎｏ．１〜１７は本発明の特定成分を有し、鋼中不可避的不純物中のＳｎ，ＳｂおよびＡｓも本発明の規定を満足する鋼で請求項１記載の発明鋼、Ｎｏ．１８〜２６、２９〜３３は本発明の特定成分範囲外の鋼で請求項１記載の比較鋼、Ｎｏ．２７，２８は本発明の特定成分を有するが、鋼中不可避的不純物中のＳｎ，ＳｂおよびＡｓが請求項１記載の発明の規定を満足しない鋼で請求項２記載の発明鋼を示す。鋼３３は従来鋼で腐食疲労特性、ばね疲労特性の基準となる特性を示す。
【００４７】
夫々の鋼について強度、延性、耐食性、腐食疲労特性、ばね疲労特性を調査した。強度、延性は引張試験（ＪＩＳ  Z  ２２０１に準拠、４号試験片を使用）を行い、引張強度と絞りを求めた。耐食性は、鋼から１５ｍｍ幅＊４０ｍｍ長さの板状試験片を切出し、乾湿複合サイクルの腐食試験を行った。
【００４８】
腐食条件は塩水噴霧（５％ＮａＣｌ溶液、２５℃）を８時間行った後、大気（湿度６０％、２５℃）中に１６時間放置させることを１サイクルとし、７サイクル行い、その後、表面の錆を８０℃のクエン酸水素アンモニウム２０％水溶液中に浸漬して除去した後、重量を測定し、腐食減量［ｇ／ｍｍ2］（腐食試験前後の重量差／腐食面積（ｍｍ2））を求めた。除錆後、試験片表面の腐食ピットの深さをレーザ顕微鏡を用いて測定し、最大深さを求めた。
【００４９】
腐食疲労特性は、引張強度：２０００〜２１００ＭＰａの一部の供試材について行い、Φ２５の素材から回転曲げ疲労試験片を採取し、平行部の中心位置に５％ＮａＣｌ液を滴下しながら回転曲げ疲労試験を行った。試験片表面にはショットピーニング加工を施した。
【００５０】
ばね疲労特性は、素材の直径：Φ１１．５、コイル平均径（ｍｍ）：１１５．０，総巻数：６．０、有効巻き数：４．５、自由高さ（ｍｍ）：３２０、ばね定数（Ｎ／ｍｍ）：２５．２のばねを製造し、平均応力（ＭＰａ）：６５０、振幅応力（ＭＰａ）：５５０の条件で疲労試験を行った。ばね疲労の評価は各鋼につきＮ＝１０で疲労試験を行った。
【００５１】
尚、ばねは試験溶解、線材（熱間圧延）、熱処理、酸洗、伸線、ＯＴ処理、コイリング、低温焼鈍、ショットピーニング、セッチングの工程で製造した。
【００５２】
表２に熱処理条件と強度、延性および耐食性の評価試験結果を示す。
【００５３】
[強度・延性]
鋼１〜１７は、いずれも焼戻し温度が低温焼戻し脆性を生じない４００℃以上であっても引張強さ（ＴＳ）２０００ＭＰａ以上の高強度が得られ、且つ絞り（ＲＡ％）が４１．４％以上と延性にも優れていた。
【００５４】
一方、鋼１８はＣ，鋼２０はＳｉ，鋼２２はＭｎ，鋼２９はＣｒの含有量が本発明範囲外で低く、Ｃｅｑも本発明範囲外で低いため、引張強さ２０００ＭＰａ以上とするための焼戻し温度が４００℃未満と低く、低温焼戻し脆性により延性が低くなり、ばね鋼として不適当である。
【００５５】
鋼１９はＣ，Ｖ，鋼２１はＳｉ，Ｍｏ，鋼２３はＭｎ，Ｎｂ、鋼３０はＣｒの含有量が本発明範囲外で過剰であり、鋼２４、鋼２５はＰ，Ｓが本発明範囲外で過剰なため粒界偏析し、いずれも延性が低下し、絞りが３０％以下であった。
【００５６】
鋼３１はｓｏｌ．Ａｌの含有量が本発明範囲外で低いため脱酸不足で、Ｎの粒界偏析を抑制できず、鋼３２はＡｌの含有量が本発明範囲外で多いため清浄性が低く、それぞれ延性の低下が顕著であった。
【００５７】
[耐食性]、[腐食疲労特性]
鋼１〜１７は腐食試験の結果、腐食ピットの深さが７５μm以下で、腐食による減量も少なく良好な耐食性が確認された。一方、鋼２６はＣｕの含有量が本発明範囲外で低いために腐食ピット深さが１００μm以上であり、耐食性に劣る。
【００５８】
また、腐食疲労特性は、鋼３３の疲労強度の×１．５を良好（表中○）とした。鋼３３は従来鋼の疲労特性を示す鋼で基準鋼とした。鋼１、８、１０、１１、１３、１４、１５はＣｕの含有量が多く、Ｃｕ含有量の少ない鋼２６に対し、いずれも良好な結果が得られた。
【００５９】
[ばね疲労試験]
ばね疲労試験は鋼１，１０，１１，１５、鋼２７，２８，３３の素材を種々の加熱温度で熱間圧延した線材から製造したばねを用いて行った。鋼３３は従来鋼の疲労特性を示す鋼で基準鋼とした。疲労特性の評価は、鋼３３による試験結果Ｎｏ．１０の繰返し回数の１．８倍以上を長寿命で優秀（◎）、１．５倍以上を良好（○）、同等の寿命の材料を（×）とした。
【００６０】
表３に試験結果を示す。試験結果Ｎｏ．１〜５は請求項３記載の発明の実施例で、供試鋼の鋼１、１０、１１、１５は本発明に係る特定成分を有し、不純物中のＳｎ，Ｓｂ，Ａｓ量の規定も満足する鋼で、熱間圧延前の加熱温度も本発明範囲内のため、鋼３３による試験結果Ｎｏ．１０と比較して優秀な疲労特性が得られた。
【００６１】
一方、試験結果Ｎｏ．６，８は請求項２記載の発明の比較例を示し、供試鋼の鋼２７は、成分組成は本発明の特定成分範囲内だが、熱間圧延前の加熱温度Ｔ℃が試験結果Ｎｏ．６は鋼中不純物中のＳｎ，Ｓｂ，Ａｓで規定される加熱温度Ｔ´以上であり、試験結果Ｎｏ．８は９５０℃以下のため、ばね疲労特性が従来鋼の鋼３３による試験結果Ｎｏ．１０と同等であった。
【００６２】
試験結果Ｎｏ．７，９は請求項２記載の発明の実施例で試験結果Ｎｏ．１〜５に及ばないものの、疲労特性は試験結果Ｎｏ．１０と比較すると良好である。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
【表２】
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【００６５】
【表３】
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