[发明专利]弹簧钢

说明书

一种弹簧钢，其化学成分以单位为质量％计含有：C：0.40～0.60％、Si：0.90～2.50％、Mn：0.20～1.20％、Cr：0.15～2.00％、Ni：0.10～1.00％、Ti：0.030～0.100％、B：0.0010～0.0060％、N：0.0010～0.0070％、Cu：0～0.50％、Mo：0～1.00％、V：0～0.50％、Nb：0～0.10％，限制P为小于0.020％、限制S为小于0.020％以及限制Al为小于0.050％，剩余部分包含Fe和杂质，其中，在[Ti]和[N]分别表示以单位为质量％计的Ti含量和N含量的情况下，所述化学成分满足([Ti]‑3.43×[N])>0.03，直径为5nm～100nm的Ti碳化物以及Ti碳氮化物的合计个数密度为超过50个/μm³。

技术领域

本发明涉及一种弹簧钢，特别涉及在淬火回火后具有高强度并且高韧性的适合于悬架弹簧用的弹簧钢。

本申请基于2015年5月15日在日本提交的专利申请2015-100008号主张优先权并将其内容援引于此。

背景技术

伴随着汽车的高性能化，悬架弹簧也被高强度化，具有剪切应力为1100MPa以上的高强度的弹簧正在被使用。因此，在热处理后抗拉强度超过1800MPa这样的弹簧钢被供于制造弹簧。例如，在专利文献1中提供了一种在热处理后抗拉强度超过1800MPa的弹簧钢，其是通过下述方法来实现的：将V、Nb及Mo等元素添加至钢中，并且在热处理(淬火回火)后使V、Nb及Mo等元素的微细碳化物在钢中析出，由此限制位错的移动，使钢的耐弹力减弱特性得以提高。另外，近年来，在热处理后抗拉强度超过2000MPa的钢也被用作于弹簧材料。

对于进行加工制成弹簧而被使用的弹簧钢而言，一直被要求用于保持良好加工性的延展性(特别是断面收缩率)和能够耐受弹簧的严苛使用环境的断裂特性。但是，已熟知的是：如果强度变高，则冲击值(韧性)及延展性等会降低。就上述专利文献1所示的弹簧钢而言，在进行了热处理(淬火、回火)之后，虽然在抗拉强度上能够获得1800MPa以上的高强度，但冲击值不够充分。

在专利文献2中公开了一种淬火回火后具有高强度并且高韧性的弹簧钢，其是通过下述方法来获得的：利用通过添加Ti而获得的Ti的氮化物、碳化物、碳氮化物来使其晶界成为脆性断裂起点的原奥氏体的粒径微细化。可是，虽然专利文献2的技术也能获得一定的效果，但难以满足近年来对进一步高韧性化的要求。

另外，就高强度的弹簧而言，已知的是：如果因腐蚀等使氢从周围环境侵入，则会发生脆化、或者疲劳特性会降低。与此相对，在专利文献3中公开了一种弹簧钢，其是通过喷丸硬化处理对表层部赋予压缩残余应力，同时使Ti析出物捕获氢，由此抑制因氢侵入而产生的脆化及疲劳特性的降低。

但是，大量的Ti会导致钢的脆化，因此在添加Ti的时候，需要抑制添加量或者同时添加用于提高韧性的Ni、Mo及V等昂贵的合金元素。另外，专利文献3的弹簧钢由于在制造的时候将回火温度限制在340℃以下，因此热处理后的断面收缩率值较低，特别是应用于冷弹簧成形时，弹簧加工中的钢材折损的风险较高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭57-32353号公报

专利文献2：日本特开平11-29839号公报

专利文献3：日本特开2001-49337号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于提供一种在淬火回火等热处理后具有1800MPa以上的抗拉强度并且还具有高断面收缩率、高冲击值及高耐氢致脆性的弹簧钢。

用于解决课题的手段

本发明以下述所示的钢为主旨。