[发明专利]耐腐蚀性和低温韧性优异的车辆用高强度稳定器用钢、其制造方法及稳定器

说明书

技术领域

本发明涉及主要用于汽车的车辆用高强度稳定器(stabilizer)用钢及其制造方法，特别涉及拉伸强度在1100MPa以上的高强度且耐腐蚀性和低温韧性优异的稳定器。

背景技术

稳定杆(以下称为稳定器)是具有车辆运行稳定性的功能、特别是以下功能的弹簧部件：在转弯时藉由悬挂机构将自车轮传递的横移负荷朝反方向扭转换位、减轻作用于左右的悬挂机构的横移负荷以防止车体过度倾斜。为置于这种使用环境下，稳定器上所承载的负荷的重复次数与线圈弹簧相比一般较少，但从另一方面来看，稳定器上所承载的负荷还伴随加速度，因此要求作为原材料的钢具有充分的强度和耐久性、进而具有大于线圈弹簧的高韧性。以往的稳定器使用S48C等碳钢或JIS SUP9等弹簧钢，其制造工序例如：将热轧钢材切断为规定的尺寸后，藉热进行弯曲成形，然后经淬火回火的精炼处理调整到规定的强度，之后在表面上进行喷丸加工(shotpeening)，最后为防腐蚀进行涂装工序后使用。

近年以汽车燃料费提高为目的的悬挂部件的高强度化而产生的轻量化要求变得更为强烈，另一方面，在稳定器中也开发出了1000MPa以上的高强度稳定器。例如专利文献1中，提出了通过添加适量的Ti、Nb、B，特别是Ti+Nb量在0.08％以上而得到的强度120～150kgf/mm²级的非精炼弹簧用钢。

专利文献：日本专利第3409277号公报

发明内容

但是，车辆用稳定器虽然进行了涂装以确保防腐蚀性能，但结构上暴露于车外，因此容易因运行中的飞石等产生凹坑伤痕或涂装剥离。特别是有自涂装的剥离部位发生腐蚀、通过以该腐蚀部分为起点的疲劳龟裂的传播而导致构件破损之虞。更严重的是冬天，防止冻结用的融雪剂散布多处，处于腐蚀环境更为严酷的状况，在该状况下仅靠涂装的防腐蚀是不够的。

此外，通常钢材的延韧性随高强度化而劣化，但在高强度化的同时高韧性化是必不可缺的特性，因为在用作弹簧时钢材的延韧性低而因上述理由产生了凹坑伤痕或腐蚀孔的场合下，以此为起点的龟裂的传播阻力下降，容易破损的危险性高，特别是提高在腐蚀环境严酷的冬天的低温状态下的韧性(低温韧性)非常重要。前述专利文献1中虽然有高强度，但没有关注耐腐蚀性和低温韧性。

本发明着眼于这些情况，其目的是提供使原材料本身的耐腐蚀性提高、且拉伸强度在1100MPa以上的高强度下耐腐蚀性和低温韧性优异的车辆用稳定器用钢及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明人反复进行了深入研究，结果得到以下发现。

(i)首先是为使原材料的耐腐蚀性提高，控制容易成为腐蚀凹槽的碳氮化物的生成量。具体来讲，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达到最适，并适量添加Cu、Ni的耐腐蚀性合金元素，以达到提高耐腐蚀性的效果。

(ii)另外，可通过低碳化和晶粒的细微化来同时实现高强度和高延韧性。具体来讲，是在适量添加Ti、Nb等合金元素的同时，使淬火时的加热前组织为贝氏体或马氏体的单一组织、或为贝氏体和马氏体的混合组织，从而缩短加热时碳化物的熔化时间，使得从细微而均一的奥氏体组织开始的淬火成为可能，结果，实现组织的细微化。再通过进行淬火时的加热速度在30℃/秒以上的急速加热，进一步促进晶粒的细微化，使延韧性的提高更为有效。

本发明就是根据以上发现而完成的。

(1)本发明的耐腐蚀性和低温韧性优异的车辆用高强度稳定器用钢是如下的耐腐蚀性和低温韧性优异的车辆用高强度稳定器用钢，其特征在于，以质量％计，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％、溶胶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％，其余为Fe及不可避免的杂质，稳定器成形前的组织由贝氏体或马氏体或贝氏体/马氏体的混合组织的任何一者构成，且稳定器的热处理后的旧奥氏体晶粒度以粒度号计在9以上。