本發明涉及(ji)高(gao)強度中(zhong)(zhong)空彈簧用(yong)鋼(gang)的(de)制造方(fang)法。在本說明書(shu)中(zhong)(zhong)所(suo)謂“中(zhong)(zhong)空彈簧用(yong)鋼(gang)”，意思是(shi)對于作為中(zhong)(zhong)空彈簧的(de)原材所(suo)用(yong)的(de)無縫管(guan)進行淬火、回火而得到(dao)的(de)鋼(gang)。

背景技術：

隨著汽車等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輕量(liang)化(hua)和高(gao)輸出功率化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求提高(gao)，發(fa)動(dong)機、離合器、懸(xuan)掛系(xi)統等所使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)閥彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)、離合器彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)、懸(xuan)架彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)類，都處于高(gao)強度(du)化(hua)·細直徑化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向。隨之而來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，抗(kang)氫脆性(xing)(xing)能、耐疲勞(lao)性(xing)(xing)和抗(kang)永久變(bian)形性(xing)(xing)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)所要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)(xing)日益提高(gao)，強烈希望提供可以制造這些特性(xing)(xing)更優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)(huang)用鋼。

為(wei)了(le)得到抗氫脆性能、耐疲勞性等(deng)的(de)彈(dan)(dan)簧特性優(you)異且輕量的(de)彈(dan)(dan)簧，作(zuo)為(wei)彈(dan)(dan)簧用鋼(gang)(gang)的(de)原材(cai)(cai)(cai)，不是(shi)(shi)至今所使(shi)用的(de)棒狀鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)等(deng)的(de)實心的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)，而是(shi)(shi)中空(kong)的(de)管(guan)狀的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)，且是(shi)(shi)沒有焊接部分的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)，即，使(shi)用的(de)是(shi)(shi)無縫(feng)管(guan)。無縫(feng)管(guan)也稱為(wei)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)。

但(dan)是(shi)，作(zuo)為中空彈(dan)簧(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)材而使用(yong)無(wu)縫管(guan)時(shi)，特別是(shi)從無(wu)縫管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)造上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀點出發，則(ze)(ze)存(cun)在各種問(wen)題。即，在非(fei)中空的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)為彈(dan)簧(huang)(huang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)材所(suo)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)材中，為了確保疲勞強(qiang)度，一般(ban)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)通(tong)過噴丸硬(ying)(ying)化等使表(biao)層部硬(ying)(ying)化，給(gei)外表(biao)面(mian)(mian)賦(fu)予殘余應力。相(xiang)對于此，在無(wu)縫管(guan)中，外周(zhou)面(mian)(mian)雖然能夠同樣進(jin)行(xing)噴丸硬(ying)(ying)化，但(dan)內(nei)周(zhou)面(mian)(mian)去無(wu)法實施噴丸硬(ying)(ying)化，因此，若內(nei)周(zhou)面(mian)(mian)側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)表(biao)層部發生脫碳，則(ze)(ze)彈(dan)簧(huang)(huang)制(zhi)造階段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)淬火時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)周(zhou)面(mian)(mian)側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)化不(bu)充分，將不(bu)能確保彈(dan)簧(huang)(huang)所(suo)需要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲勞強(qiang)度。另外，若內(nei)周(zhou)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層部存(cun)在瑕(xia)疵，則(ze)(ze)這里成為應力集(ji)中部，構成初期破損的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因。

另外(wai)，造成裂紋的原(yuan)因的鋼中(zhong)(zhong)氫，在(zai)(zai)鋼材制造時不可避免地侵(qin)入并微量存(cun)在(zai)(zai)。在(zai)(zai)實心彈(dan)(dan)簧中(zhong)(zhong)，微量氫不構成問題，但在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)空(kong)彈(dan)(dan)簧中(zhong)(zhong)卻對耐久性造成嚴(yan)重影響。特別在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)空(kong)彈(dan)(dan)簧中(zhong)(zhong)，如前(qian)述因為無法(fa)對內(nei)表面實施噴丸(wan)硬化(hua)，所以(yi)相比(bi)實心彈(dan)(dan)簧，對于氫脆化(hua)要求有更高(gao)的品(pin)質(zhi)。

針對這一問題，從(cong)作為原材的(de)無縫(feng)管(guan)制造的(de)觀(guan)點出(chu)發，進(jin)行(xing)過幾個(ge)技術(shu)研究。在專利文獻1中(zhong)公開有一種無縫(feng)鋼管(guan)，其(qi)通過進(jin)行(xing)熱等靜壓(ya)擠壓(ya)，成為中(zhong)空(kong)無縫(feng)管(guan)的(de)形狀后，進(jin)行(xing)球狀化退火，接著在冷態下(xia)(xia)通過皮爾格(ge)軋(ya)機軋(ya)制和拉拔(ba)加工等進(jin)行(xing)伸(shen)展(拉伸(shen))。其(qi)結(jie)果是，能夠(gou)將形成于鋼管(guan)的(de)內(nei)周面(mian)和外(wai)周面(mian)的(de)連續缺損的(de)深(shen)度，降低至距各面(mian)50μm以下(xia)(xia)。

在專利(li)文獻(xian)2中公(gong)開有(you)一(yi)種高強度(du)彈簧(huang)用中空(kong)無縫管(guan)，其通過對(dui)棒(bang)材進行熱軋(ya)后，以(yi)槍孔(kong)鉆穿孔(kong)，進行冷加(jia)工(gong)(拉(la)伸(shen)、軋(ya)制(zhi))。其結果(guo)是(shi)，能(neng)夠將(jiang)內(nei)周面和外周面的c含量控制(zhi)在0.10％以(yi)上(shang)，并且上(shang)述內(nei)周面和外周面各自(zi)的全脫碳(tan)層的厚度(du)降低(di)至(zhi)200μm以(yi)下。

在專利文獻3中，公(gong)開有一種針對無縫(feng)管(guan)的金屬組織與耐久性的關系(xi)進(jin)行研究，碳化物以(yi)當量圓直(zhi)徑計為1.00μm以(yi)下(xia)的高強度中空彈簧用無縫(feng)鋼管(guan)。

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2007－125588號公報

【專利文(wen)獻2】日本特開2010－265523號(hao)公報

【專利(li)文獻3】日本(ben)特開2011－184704號公報

另外(wai)，若彈(dan)簧的強度變高，則抗(kang)氫(qing)脆性能(neng)也會(hui)處于(yu)降低的傾向，因(yin)此盼望提(ti)供一(yi)種即使(shi)是(shi)高強度，抗(kang)氫(qing)脆性能(neng)也優異(yi)的彈(dan)簧。

技術實現要素：

本(ben)發明(ming)鑒于(yu)上述情況而形成(cheng)，其主要目(mu)的(de)(de)在(zai)于(yu)，提供(gong)一(yi)種抗氫脆性(xing)能優異的(de)(de)高強度中空彈簧(huang)用(yong)鋼的(de)(de)制造方法(fa)。本(ben)發明(ming)的(de)(de)另一(yi)目(mu)的(de)(de)在(zai)于(yu)，提供(gong)一(yi)種耐疲勞特性(xing)優異的(de)(de)高強度中空彈簧(huang)用(yong)鋼的(de)(de)制造方法(fa)。

能夠(gou)解決上(shang)述(shu)(shu)課題的(de)(de)(de)本發明(ming)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)空(kong)彈(dan)簧用鋼的(de)(de)(de)制造(zao)方(fang)法，是對(dui)于(yu)(yu)作為(wei)中(zhong)(zhong)空(kong)彈(dan)簧的(de)(de)(de)原材使用的(de)(de)(de)無(wu)縫管(guan)進行淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)而(er)得到的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)空(kong)彈(dan)簧用鋼的(de)(de)(de)制造(zao)方(fang)法，其中(zhong)(zhong)，具(ju)有如下(xia)(xia)(xia)要旨，上(shang)述(shu)(shu)無(wu)縫管(guan)的(de)(de)(de)鋼中(zhong)(zhong)成分，以(yi)(yi)質量％計(ji)，含有c：0.35～0.5％、si：1.5～2.2％、mn：0.1～1％、cr：0.1～1.2％、al：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.1％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)、p：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.02％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)、s：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.02％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)、n：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.02％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)，并(bing)(bing)且含有從v：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.2％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)、ti：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.2％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)、和nb：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)0.2％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)所構成的(de)(de)(de)群中(zhong)(zhong)選擇(ze)的(de)(de)(de)至少一種元(yuan)(yuan)素，以(yi)(yi)及從ni：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)1％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)和cu：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)1％以(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)所構成的(de)(de)(de)群中(zhong)(zhong)選擇(ze)的(de)(de)(de)至少一種元(yuan)(yuan)素，并(bing)(bing)且上(shang)述(shu)(shu)淬火(huo)(huo)以(yi)(yi)滿足下(xia)(xia)(xia)述(shu)(shu)(1)的(de)(de)(de)淬火(huo)(huo)條(tiao)件的(de)(de)(de)方(fang)式進行，上(shang)述(shu)(shu)回火(huo)(huo)以(yi)(yi)滿足下(xia)(xia)(xia)述(shu)(shu)(2)的(de)(de)(de)回火(huo)(huo)條(tiao)件的(de)(de)(de)方(fang)式進行。

(1)淬火條件

26000≤(t1+273)×(log(t1)+20)≤29000…式(1)

900℃≤t1≤1050℃

10秒≤t1≤1800秒

在(zai)此，t1意思是(shi)(shi)淬火(huo)溫度(℃)，t1意思是(shi)(shi)900℃以上的溫度域(yu)的停(ting)留時間(秒)。

(2)回火條件

13000≤(t2+273)×(log(t2)+20)≤15500…式(shi)(2)

t2≤550℃

t2≤3600秒。

在此，t2意思(si)(si)是回(hui)火溫度(℃)，t2意思(si)(si)是從加熱開始(shi)至(zhi)冷卻(que)完畢的合(he)計時間(秒(miao))。

也可以(yi)將上(shang)述鋼中的氫量(liang)控(kong)制在0質量(liang)ppm以(yi)上(shang)且0.16質量(liang)ppm以(yi)下。

在本申請中公(gong)開的(de)發(fa)明之中，如(ru)(ru)果代表性地簡單(dan)說明所取得的(de)效果，則如(ru)(ru)下(xia)。即，本發(fa)明因為以(yi)上述方式構成，所以(yi)能(neng)夠制(zhi)造出即使是高強度，抗氫(qing)脆性能(neng)也優(you)異的(de)高強度中空彈簧用鋼。

附圖說明

圖1是表示(shi)制造(zao)本發(fa)明的(de)中(zhong)空(kong)彈簧用鋼時的(de)加熱曲線的(de)一例的(de)概略圖。

具體實施方式

本發(fa)(fa)明者們，使(shi)用無縫(feng)管(guan)進(jin)行(xing)(xing)了(le)種種研(yan)究。具體來(lai)說，不是(shi)像上述(shu)專(zhuan)利文獻(xian)1～3那樣從(cong)提高作為(wei)(wei)原材的(de)(de)(de)無縫(feng)管(guan)的(de)(de)(de)品質這一觀點(dian)(dian)出發(fa)(fa)，而是(shi)從(cong)對(dui)于所得到的(de)(de)(de)無縫(feng)管(guan)實(shi)施的(de)(de)(de)淬火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)的(de)(de)(de)各熱(re)處理(li)條(tiao)(tiao)件(jian)最佳化(hua)的(de)(de)(de)觀點(dian)(dian)出發(fa)(fa)進(jin)行(xing)(xing)研(yan)究。其結果發(fa)(fa)現，對(dui)于恰當控制了(le)鋼中(zhong)成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)無縫(feng)管(guan)進(jin)行(xing)(xing)淬火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)而制造(zao)中(zhong)空(kong)彈簧用鋼時，設淬火(huo)(huo)(huo)溫度(℃)為(wei)(wei)t1，900℃以上的(de)(de)(de)溫度域的(de)(de)(de)停留時間(秒)為(wei)(wei)t1，回火(huo)(huo)(huo)溫度(℃)為(wei)(wei)t2，從(cong)加熱(re)開始至冷(leng)卻完畢的(de)(de)(de)合計時間(秒)為(wei)(wei)t2時，如果以滿足下(xia)述(shu)(1)的(de)(de)(de)淬火(huo)(huo)(huo)條(tiao)(tiao)件(jian)進(jin)行(xing)(xing)淬火(huo)(huo)(huo)后，再以滿足下(xia)述(shu)(2)的(de)(de)(de)回火(huo)(huo)(huo)條(tiao)(tiao)件(jian)進(jin)行(xing)(xing)回火(huo)(huo)(huo)，則(ze)可達成(cheng)預(yu)期的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，從(cong)而完成(cheng)本發(fa)(fa)明。

(1)淬火條件

26000≤(t1+273)×(log(t1)+20)≤29000…式(shi)(1)

900℃≤t1≤1050℃

10秒≤t1≤1800秒

(2)回火條件

13000≤(t2+273)×(log(t2)+20)≤15500…式(2)

t2≤550℃

t2≤3600秒

在本說(shuo)明書(shu)中“淬火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)t1”和(he)(he)“回火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)t2”的(de)各溫(wen)(wen)度(du)(du)，意(yi)思是(shi)表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)。“900℃以(yi)上的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)域(yu)”，以(yi)及“加熱開始溫(wen)(wen)度(du)(du)”和(he)(he)“冷卻完畢溫(wen)(wen)度(du)(du)”的(de)各溫(wen)(wen)度(du)(du)，也是(shi)表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)意(yi)思。表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)例如由(you)放射溫(wen)(wen)度(du)(du)計測量(liang)，或能夠通(tong)過將熱電偶設置在表(biao)面來測量(liang)。

在本說(shuo)明(ming)書中，所謂“淬火溫度(du)”意思是使無縫管淬火硬化時的加熱溫度(du)(表面溫度(du))。

首先，使(shi)用圖1對于賦予本(ben)發(fa)明以特征在的(de)(de)淬火條件(jian)和回火條件(jian)詳細地加(jia)以說(shuo)明。但是，圖1表示(shi)基于后述的(de)(de)實施例的(de)(de)加(jia)熱開始(shi)溫(wen)度為(wei)200℃，冷卻完(wan)畢溫(wen)度為(wei)200℃時的(de)(de)t2，但本(ben)發(fa)明不受此(ci)限(xian)定。

(1)淬火條件

在(zai)本發明中，淬火條件在(zai)用于高強度下仍確保優異的(de)(de)(de)抗(kang)氫脆性能特別重要。通過實施本發明所規定的(de)(de)(de)淬火條件，在(zai)中空(kong)彈簧中會使舊奧(ao)(ao)氏體(ti)粒徑(jing)的(de)(de)(de)微(wei)細化(hua)、舊奧(ao)(ao)氏體(ti)晶界(jie)面(mian)積的(de)(de)(de)增(zeng)加、殘留奧(ao)(ao)氏體(ti)量的(de)(de)(de)增(zeng)加推進，可推測包括瑕疵和(he)氫的(de)(de)(de)脆化(hua)敏感性在(zai)內的(de)(de)(de)耐久性提高。

在(zai)本發(fa)明中如上式(1)規定，由圖(tu)1所(suo)示的(de)淬(cui)火溫度t1，與圖(tu)1所(suo)示的(de)900℃以(yi)上的(de)溫度域的(de)停(ting)留時間t1(秒)的(de)平衡表示的(de)淬(cui)火參數：“(t1+273)×(log(t1)+20)”需要滿(man)足26000以(yi)上且29000以(yi)下。上式(1)是在(zai)以(yi)下的(de)思想(xiang)之下，根據各種基礎實驗導出的(de)。

首(shou)先，從抗(kang)氫(qing)脆性能的(de)(de)(de)(de)觀(guan)點(dian)出(chu)發，優(you)選淬火(huo)(huo)后(hou)的(de)(de)(de)(de)舊奧(ao)氏體(ti)粒(li)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)微(wei)細化、舊奧(ao)氏體(ti)晶界面(mian)積的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加、殘(can)留奧(ao)氏體(ti)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加處在增(zeng)進(jin)的(de)(de)(de)(de)傾向(xiang)。另(ling)(ling)一(yi)方面(mian)，淬火(huo)(huo)時的(de)(de)(de)(de)加熱中(zhong)，從抗(kang)氫(qing)脆性能的(de)(de)(de)(de)觀(guan)點(dian)出(chu)發，優(you)選碳化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)固(gu)溶促(cu)進(jin)、鐵素體(ti)脫碳的(de)(de)(de)(de)抑制處于(yu)增(zeng)進(jin)的(de)(de)(de)(de)傾向(xiang)。因(yin)為(wei)這些受到上述t1和t1雙方的(de)(de)(de)(de)影響，所(suo)以需要恰當(dang)地控制t1與t1的(de)(de)(de)(de)平衡。如果前者的(de)(de)(de)(de)要件(舊奧(ao)氏體(ti)粒(li)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)微(wei)細化、舊奧(ao)氏體(ti)晶界面(mian)積的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加、殘(can)留奧(ao)氏體(ti)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加)，則(ze)認為(wei)優(you)選低溫(wen)且短(duan)時間(jian)的(de)(de)(de)(de)淬火(huo)(huo)。另(ling)(ling)一(yi)方面(mian)，后(hou)者的(de)(de)(de)(de)要件(碳化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)固(gu)溶促(cu)進(jin)、鐵素體(ti)脫碳抑制)之(zhi)中(zhong)碳化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)固(gu)溶促(cu)進(jin)，認為(wei)優(you)選高(gao)溫(wen)且長時間(jian)的(de)(de)(de)(de)淬火(huo)(huo)。另(ling)(ling)外，認為(wei)鐵素體(ti)脫碳抑制優(you)選高(gao)溫(wen)且短(duan)時間(jian)。對這些綜合(he)性地加以考慮，規定了(le)上式(shi)(1)。

在上(shang)式(shi)(1)中，上(shang)述淬火(huo)參數(shu)(shu)的上(shang)限優選(xuan)為28700以(yi)(yi)下，更優選(xuan)為28500以(yi)(yi)下，進(jin)一(yi)步優選(xuan)為28300以(yi)(yi)下。另(ling)一(yi)方面，上(shang)述淬火(huo)參數(shu)(shu)的下限優選(xuan)為26300以(yi)(yi)上(shang)，更優選(xuan)為26500以(yi)(yi)上(shang)。

在(zai)本發明中(zhong)，需要以滿足(zu)上(shang)式(1)，并且(qie)滿足(zu)900℃≤t1≤1050℃，并且(qie)，滿足(zu)10秒≤t1≤1800秒的(de)方式進(jin)行淬火(huo)。即，在(zai)能(neng)夠滿足(zu)上(shang)式(1)的(de)范圍(wei)的(de)t1和t1之中(zhong)，進(jin)行t1的(de)范圍(wei)和t1的(de)上(shang)限被進(jin)一步限定的(de)淬火(huo)之后，才(cai)能(neng)得到希望(wang)的(de)高強度中(zhong)空彈簧鋼。

淬火(huo)溫(wen)度t1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)(xia)限(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)(wei)900℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)。該數(shu)值(zhi)根據(ju)以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)點被(bei)設定(ding)。首先，淬火(huo)溫(wen)度至(zhi)少需要設定(ding)在作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)α(鐵素(su)體)→γ(奧(ao)氏(shi)體)相變溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)a3點以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)。在本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分系中(zhong)，a3點大致處于850℃附近。但(dan)是，從(cong)上(shang)(shang)述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固溶促進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)點出發(fa)(fa)，淬火(huo)溫(wen)度高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法為(wei)(wei)(wei)(wei)宜(yi)，多是處于a3點+50℃左右的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況。在這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮之下(xia)(xia)(xia)，本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)中(zhong)也將(jiang)淬火(huo)溫(wen)度t1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)(xia)限(xian)(xian)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)850℃(a3)+50℃＝900℃。從(cong)碳(tan)化物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固溶促進(jin)(jin)，再有(you)鐵素(su)體脫碳(tan)抑(yi)制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)點出發(fa)(fa)，上(shang)(shang)述t1優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)920℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)，更優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)925℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)，進(jin)(jin)一步優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)930℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)。另(ling)一方(fang)面，關于上(shang)(shang)述t1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)限(xian)(xian)，即(ji)使t1高(gao)(gao)，如果是短時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理，則也沒(mei)有(you)什么特別的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題，但(dan)若考慮舊(jiu)奧(ao)氏(shi)體粒徑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)細化、舊(jiu)奧(ao)氏(shi)體晶界面積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)、殘留奧(ao)氏(shi)體量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)，則以(yi)(yi)(yi)不太高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法為(wei)(wei)(wei)(wei)宜(yi)。因此，在本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)中(zhong)，使t1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)限(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)(wei)1050℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)。優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)1020℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)，更優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)1000℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)，進(jin)(jin)一步優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)970℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)。

另外，900℃以(yi)上的(de)(de)溫(wen)度(du)域(yu)的(de)(de)停(ting)留(liu)時間(jian)t1的(de)(de)上限(xian)為(wei)(wei)1800秒(miao)以(yi)下(xia)。上述(shu)停(ting)留(liu)時間(jian)t1，換一(yi)種說法(fa)也能(neng)夠(gou)稱為(wei)(wei)通(tong)過(guo)900℃以(yi)上的(de)(de)溫(wen)度(du)域(yu)的(de)(de)時間(jian)。如果(guo)將(jiang)上述(shu)t1控制在900℃以(yi)上進行(xing)(xing)淬火(huo)，則即使在較短時間(jian)內，碳(tan)化物的(de)(de)固(gu)溶也可進行(xing)(xing)，但(dan)(dan)若考慮(lv)舊奧(ao)氏體(ti)粒徑的(de)(de)微(wei)細(xi)化、舊奧(ao)氏體(ti)晶界面積的(de)(de)增加(jia)、殘留(liu)奧(ao)氏體(ti)量(liang)的(de)(de)增加(jia)，則以(yi)t1不太長(chang)的(de)(de)方法(fa)為(wei)(wei)宜。因此，上述(shu)t1優(you)選為(wei)(wei)600秒(miao)以(yi)下(xia)，更優(you)選為(wei)(wei)300秒(miao)以(yi)下(xia)，進一(yi)步(bu)優(you)選為(wei)(wei)100秒(miao)以(yi)下(xia)。還有，上述(shu)t1的(de)(de)下(xia)限(xian)，能(neng)夠(gou)在滿足上式(shi)(1)和上述(shu)t1的(de)(de)范圍(wei)的(de)(de)這一(yi)范圍(wei)內設(she)定(ding)，但(dan)(dan)若考慮(lv)到實際操作水平，則t1的(de)(de)下(xia)限(xian)為(wei)(wei)10秒(miao)以(yi)上。

在此(ci)，上(shang)述(shu)(shu)“900℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)域(yu)”的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱(re)曲(qu)線(xian)，只要(yao)滿足上(shang)述(shu)(shu)(1)的(de)(de)(de)(de)淬火條件，便(bian)(bian)沒有特別(bie)限定(ding)(ding)。例(li)如(ru)，如(ru)圖1所示，如(ru)果設想(xiang)為(wei)從900℃向t1加(jia)熱(re)后(hou)，從t1向900℃冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱(re)曲(qu)線(xian)時(shi)，則也(ye)可以(yi)(yi)(yi)使900℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)域(yu)的(de)(de)(de)(de)停留時(shi)間(jian)t1滿足上(shang)述(shu)(shu)(1)，如(ru)此(ci)在上(shang)述(shu)(shu)加(jia)熱(re)工序(xu)(xu)中(zhong)以(yi)(yi)(yi)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)平均升溫(wen)速度(du)(例(li)如(ru)，0.1～300℃/秒(miao))加(jia)熱(re)。另外，上(shang)述(shu)(shu)冷卻(que)工序(xu)(xu)中(zhong)也(ye)可以(yi)(yi)(yi)由一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)平均冷卻(que)速度(du)(例(li)如(ru)，0.1～300℃/秒(miao))進(jin)行(xing)冷卻(que)。或者，如(ru)圖1所示，也(ye)可以(yi)(yi)(yi)包括(kuo)在900℃以(yi)(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)域(yu)的(de)(de)(de)(de)一部分，以(yi)(yi)(yi)恒溫(wen)保持(chi)一定(ding)(ding)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)等溫(wen)保持(chi)工序(xu)(xu)。例(li)如(ru)，也(ye)可以(yi)(yi)(yi)包括(kuo)在900～1000℃的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下，以(yi)(yi)(yi)恒溫(wen)保持(chi)10～500秒(miao)鐘的(de)(de)(de)(de)等溫(wen)保持(chi)工序(xu)(xu)。這(zhe)些是本發明可以(yi)(yi)(yi)適用(yong)的(de)(de)(de)(de)模(mo)式(shi)的(de)(de)(de)(de)一例(li)，總之只要(yao)滿足上(shang)述(shu)(shu)(1)的(de)(de)(de)(de)淬火條件，便(bian)(bian)能夠(gou)采用(yong)各種加(jia)熱(re)曲(qu)線(xian)。

另外(wai)，到達上(shang)述(shu)(shu)900℃的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)加(jia)熱(re)曲線也(ye)沒有特別限定(ding)(ding)。例如，如圖1所示(shi)，從室溫(wen)至(zhi)900℃(再至(zhi)t1)，也(ye)可以(yi)由等(deng)同于上(shang)述(shu)(shu)的(de)平均升溫(wen)速度(du)(du)(du)加(jia)熱(re)。或者，在上(shang)述(shu)(shu)平均升溫(wen)速度(du)(du)(du)的(de)范圍內，也(ye)可以(yi)設定(ding)(ding)為室溫(wen)至(zhi)900℃的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)域，與900℃至(zhi)t1的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)域的(de)各平均升溫(wen)速度(du)(du)(du)不同。

以上述方(fang)式(shi)加熱(re)后，進(jin)行急冷(leng)。例如，優選(xuan)使(shi)900～300℃的平(ping)均(jun)冷(leng)卻速度大(da)致為20～1000℃/秒(miao)的平(ping)均(jun)冷(leng)卻速度而進(jin)行冷(leng)卻。

(2)回火條件

如上述(shu)(1)這樣進行淬火(huo)(huo)(huo)后，再進行回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)。本(ben)發(fa)明中規定的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)條(tiao)件，在用于確保優異(yi)的(de)耐疲(pi)勞(lao)特性上特別重要。通過實(shi)施本(ben)發(fa)明所規定的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)條(tiao)件，在中空彈簧中將使強(qiang)度(du)、殘留奧氏體量增加(jia)，并且回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)碳(tan)化物的(de)尺(chi)寸(cun)和(he)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)碳(tan)化物的(de)存在形態得到恰當控制(zhi)，可推測疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)等的(de)耐久性提高。

在(zai)本發明(ming)中如上式(2)所(suo)規定的(de)，由圖1所(suo)示(shi)的(de)回(hui)火(huo)溫(wen)度t2(℃)，和圖1所(suo)示(shi)的(de)從加熱開始(shi)至(zhi)冷卻完畢的(de)合(he)計時間t2(秒)的(de)平衡表示(shi)的(de)回(hui)火(huo)參數：“(t2+273)×(log(t2)+20)”，需要滿足(zu)13000以上且15500以下。上式(2)就是(shi)在(zai)以下的(de)思想之下，根據種種基礎(chu)實驗導出的(de)。

在此，上(shang)(shang)述(shu)所謂(wei)“從加(jia)(jia)熱(re)(re)開始(shi)至(zhi)冷(leng)卻(que)完(wan)(wan)畢的(de)(de)合(he)計(ji)時(shi)(shi)(shi)間(jian)t2”，總之是回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)處理(li)(li)(li)所耗費的(de)(de)總體時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)意思。具體來(lai)說，意思就是從“加(jia)(jia)熱(re)(re)開始(shi)”溫(wen)度(du)(du)(例(li)(li)如(ru)(ru)(ru)室溫(wen)～200℃)加(jia)(jia)熱(re)(re)至(zhi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)t2后(hou)，再冷(leng)卻(que)至(zhi)“冷(leng)卻(que)完(wan)(wan)畢”溫(wen)度(du)(du)(例(li)(li)如(ru)(ru)(ru)200℃～室溫(wen))時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)合(he)計(ji)時(shi)(shi)(shi)間(jian)。在本發明(ming)中(zhong)，沒(mei)有規(gui)定以(yi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)t2的(de)(de)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，而如(ru)(ru)(ru)上(shang)(shang)述(shu)這樣規(gui)定回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)處理(li)(li)(li)的(de)(de)合(he)計(ji)時(shi)(shi)(shi)間(jian)t2的(de)(de)理(li)(li)(li)由在于，通過加(jia)(jia)熱(re)(re)，回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)舉(ju)動就會進行。還(huan)有，只要滿足上(shang)(shang)述(shu)要件，上(shang)(shang)述(shu)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)t2下的(de)(de)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)保(bao)持時(shi)(shi)(shi)間(jian)便沒(mei)有特別限定。還(huan)有，在本發明(ming)中(zhong)，“冷(leng)卻(que)完(wan)(wan)畢溫(wen)度(du)(du)”是200℃。即，加(jia)(jia)熱(re)(re)至(zhi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)t2后(hou)進行冷(leng)卻(que)，表(biao)面溫(wen)度(du)(du)達到200℃之時(shi)(shi)(shi)為“冷(leng)卻(que)完(wan)(wan)畢”。

首先，從高(gao)強(qiang)度(du)、耐疲(pi)勞(lao)特性提高(gao)的(de)觀點出(chu)發，優選進行低溫(wen)且短時間的(de)回火。但是，若強(qiang)度(du)變(bian)高(gao)，則抗氫脆性能有(you)降(jiang)低的(de)傾向(xiang)。因此(ci)，綜合考慮(lv)這些，特別是為(wei)了發揮良好的(de)耐疲(pi)勞(lao)特性，而規(gui)定上(shang)(shang)式(2)的(de)下限、上(shang)(shang)限。

在上(shang)(shang)(shang)式(2)中(zhong)，上(shang)(shang)(shang)述(shu)回火參(can)數的上(shang)(shang)(shang)限(xian)(xian)優(you)(you)選(xuan)為(wei)15200以(yi)下(xia)，更優(you)(you)選(xuan)為(wei)15000以(yi)下(xia)，進(jin)一步(bu)優(you)(you)選(xuan)為(wei)14700以(yi)下(xia)。另一方面(mian)，上(shang)(shang)(shang)述(shu)回火參(can)數的下(xia)限(xian)(xian)優(you)(you)選(xuan)為(wei)13200以(yi)上(shang)(shang)(shang)，更優(you)(you)選(xuan)為(wei)13500以(yi)上(shang)(shang)(shang)，進(jin)一步(bu)優(you)(you)選(xuan)為(wei)13700以(yi)上(shang)(shang)(shang)。

上述(shu)t2的(de)上限，考慮到實際操作水(shui)平而(er)作為3600秒(miao)以下。t2的(de)優(you)(you)選(xuan)的(de)上限為2400秒(miao)以下。還有(you)，t2的(de)下限只(zhi)要在滿足上式(shi)(2)的(de)回火條件的(de)范圍，便沒有(you)特別限定，但若(ruo)考慮實際操作水(shui)平，則(ze)優(you)(you)選(xuan)大致10秒(miao)以上。

上(shang)(shang)述(shu)t2的(de)上(shang)(shang)限為(wei)(wei)550℃以下(xia)。這是由于若t2變高，則(ze)耐疲(pi)勞特性等降(jiang)低。t2的(de)上(shang)(shang)限優選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)500℃以下(xia)，更(geng)(geng)優選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)450℃以下(xia)。t2的(de)下(xia)限，能夠以滿足上(shang)(shang)式(2)的(de)范圍(wei)的(de)方式設定，但若考慮(lv)強度(du)降(jiang)低等，則(ze)優選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)300℃以上(shang)(shang)，更(geng)(geng)優選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)325℃以上(shang)(shang)，進一步優選(xuan)(xuan)為(wei)(wei)350℃以上(shang)(shang)。

只(zhi)要(yao)滿足上(shang)述(shu)要(yao)件(jian)，則本(ben)發明(ming)的(de)(de)回火(huo)條(tiao)件(jian)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)曲(qu)線沒有特(te)別限定(ding)。例如(ru)，設想為從室溫(wen)向(xiang)t2加(jia)(jia)熱(re)(re)后(hou)，從t2向(xiang)室溫(wen)冷卻(que)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)曲(qu)線時(shi)(shi)，上(shang)述(shu)加(jia)(jia)熱(re)(re)工序(xu)(xu)中(zhong)的(de)(de)平均(jun)升溫(wen)速度，例如(ru)，優選控制在(zai)1～300℃/秒(miao)。另外，上(shang)述(shu)冷卻(que)工序(xu)(xu)的(de)(de)平均(jun)冷卻(que)速度，例如(ru)，優選控制在(zai)1～1000℃/秒(miao)。或者，如(ru)圖(tu)1所示，也(ye)可以包括在(zai)上(shang)述(shu)加(jia)(jia)熱(re)(re)曲(qu)線的(de)(de)一部分，以恒(heng)溫(wen)保持一定(ding)時(shi)(shi)間的(de)(de)等(deng)溫(wen)保持工序(xu)(xu)。例如(ru)，也(ye)可以包括使t2為恒(heng)溫(wen)保持0～2000秒(miao)的(de)(de)等(deng)溫(wen)保持工序(xu)(xu)。另外，t2為200～450℃時(shi)(shi)，優選以恒(heng)溫(wen)保持10～2000秒(miao)。這些(xie)是(shi)本(ben)發明(ming)可以適用的(de)(de)模式(shi)的(de)(de)一例，總之只(zhi)要(yao)滿足上(shang)述(shu)(2)的(de)(de)回火(huo)條(tiao)件(jian)，便(bian)能夠(gou)采種各種加(jia)(jia)熱(re)(re)曲(qu)線。

以(yi)上，對于(yu)賦(fu)予本發(fa)明以(yi)特征(zheng)的淬(cui)火和回火的各條件進行了詳述。

接下來，對于(yu)作(zuo)為原材使用(yong)的(de)(de)(de)無(wu)(wu)縫管的(de)(de)(de)鋼中成(cheng)分進行說明(ming)。本發明(ming)的(de)(de)(de)無(wu)(wu)縫管的(de)(de)(de)鋼中成(cheng)分，在中空(kong)彈簧通(tong)常采用(yong)的(de)(de)(de)范(fan)圍內(nei)。以下，說明(ming)化學(xue)成(cheng)分的(de)(de)(de)限定理由。

[c：0.35～0.5％]

c是(shi)確保高強度(du)所需(xu)要(yao)的(de)(de)元素，為(wei)此使(shi)(shi)c量的(de)(de)下(xia)(xia)(xia)限為(wei)0.35％以(yi)(yi)(yi)上。c量的(de)(de)下(xia)(xia)(xia)限優選為(wei)0.37％以(yi)(yi)(yi)上，更優選為(wei)0.40％以(yi)(yi)(yi)上。但是(shi)，若c量變得(de)過剩(sheng)，則使(shi)(shi)延(yan)展性降低，因此使(shi)(shi)c量的(de)(de)上限0.5％以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)。c量的(de)(de)上限優選為(wei)0.48％以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)，更優選為(wei)0.47％以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)(xia)。

[si：1.5～2.2％]

si對于彈(dan)簧所(suo)(suo)需要的(de)耐疲勞特性是(shi)有(you)(you)效的(de)元(yuan)素(su)，為(wei)(wei)了確保高強度彈(dan)簧所(suo)(suo)需要的(de)抗(kang)永久(jiu)變形性，使(shi)si量(liang)的(de)下(xia)限(xian)(xian)為(wei)(wei)1.5％以(yi)(yi)上。si量(liang)的(de)下(xia)限(xian)(xian)優選為(wei)(wei)1.6％以(yi)(yi)上，更優選為(wei)(wei)1.7％以(yi)(yi)上。但是(shi)，si也是(shi)促進(jin)脫碳的(de)元(yuan)素(su)，若使(shi)si過(guo)剩地含有(you)(you)，則有(you)(you)鋼(gang)表面的(de)脫碳層形成被促進(jin)這(zhe)樣(yang)的(de)問題(ti)。因(yin)此，使(shi)si量(liang)的(de)上限(xian)(xian)為(wei)(wei)2.2％以(yi)(yi)下(xia)。si量(liang)的(de)上限(xian)(xian)優選為(wei)(wei)2.1％以(yi)(yi)下(xia)，更優選為(wei)(wei)2.0％以(yi)(yi)下(xia)。

[mn：0.1～1％]

mn作為脫氧(yang)元(yuan)(yuan)素使(shi)用，并且與鋼中作為有(you)害元(yuan)(yuan)素的(de)s形成(cheng)mns，對于(yu)使(shi)之無害化是(shi)有(you)用的(de)元(yuan)(yuan)素。為了有(you)效(xiao)地發(fa)(fa)揮(hui)這樣的(de)效(xiao)果，使(shi)mn量的(de)下(xia)(xia)限(xian)為0.1％以上(shang)(shang)(shang)。mn量的(de)下(xia)(xia)限(xian)優選(xuan)為0.15％以上(shang)(shang)(shang)，更(geng)優選(xuan)為0.2％以上(shang)(shang)(shang)。但是(shi)，若mn量變(bian)得過剩，則偏析帶(dai)形成(cheng)，材質(zhi)的(de)偏差發(fa)(fa)生。因(yin)此，使(shi)mn量的(de)上(shang)(shang)(shang)限(xian)為1％以下(xia)(xia)。mn量的(de)上(shang)(shang)(shang)限(xian)優選(xuan)為0.9％以下(xia)(xia)，更(geng)優選(xuan)為0.8％以下(xia)(xia)。

[cr：0.1～1.2％]

cr對(dui)于(yu)回(hui)火后的(de)(de)(de)強度確保和(he)耐腐蝕(shi)性提高是(shi)有效(xiao)的(de)(de)(de)元素(su)，特別是(shi)對(dui)于(yu)要(yao)求有高水平的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性的(de)(de)(de)懸架彈簧(huang)來說是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)元素(su)。為了有效(xiao)地發(fa)揮這樣的(de)(de)(de)效(xiao)果，使cr量(liang)的(de)(de)(de)下(xia)限為0.1％以(yi)(yi)(yi)上。cr量(liang)的(de)(de)(de)下(xia)限優(you)選(xuan)為0.15％以(yi)(yi)(yi)上，更優(you)選(xuan)為0.2％以(yi)(yi)(yi)上。但是(shi)，若cr量(liang)變(bian)得(de)過剩(sheng)(sheng)，則過冷組織容易(yi)發(fa)生(sheng)，并且在(zai)滲碳(tan)(tan)體中稠化而使塑性變(bian)形能力降低，招致冷加工(gong)性的(de)(de)(de)劣化。另外，若cr量(liang)變(bian)得(de)過剩(sheng)(sheng)，則與滲碳(tan)(tan)體不(bu)同的(de)(de)(de)cr碳(tan)(tan)化物容易(yi)被(bei)形成，強度與延展性的(de)(de)(de)平衡變(bian)差。因(yin)此(ci)，使cr量(liang)的(de)(de)(de)上限為1.2％以(yi)(yi)(yi)下(xia)。cr量(liang)的(de)(de)(de)上限優(you)選(xuan)為1.1％以(yi)(yi)(yi)下(xia)，更優(you)選(xuan)為1.0％以(yi)(yi)(yi)下(xia)。

[al：高于(yu)0％并在0.1％以(yi)下]

al主要作為(wei)(wei)脫氧元(yuan)素添加(jia)。另外，al與n結合而形(xing)成(cheng)aln，使(shi)固(gu)溶n無害化(hua)，并且(qie)也有助于(yu)組(zu)織(zhi)的(de)(de)微細化(hua)。為(wei)(wei)了有效(xiao)地發揮這樣的(de)(de)效(xiao)果，al量(liang)(liang)的(de)(de)下限優選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)0.005％以上，更(geng)優選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)0.01％以上。但是(shi)，al與si同(tong)樣，也是(shi)脫碳(tan)促進(jin)元(yuan)素，因此大量(liang)(liang)含有si時，需要抑制al的(de)(de)大量(liang)(liang)添加(jia)。因此，使(shi)al量(liang)(liang)的(de)(de)上限為(wei)(wei)0.1％以下。al量(liang)(liang)的(de)(de)上限優選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)0.07％以下，更(geng)優選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)0.05％以下。

[p：高(gao)于0％并在(zai)0.02％以下(xia)]

p是(shi)使韌(ren)性和(he)延展性劣化的有害元(yuan)素，因此極力減少(shao)很重要，使其上(shang)限為(wei)0.02％以(yi)下(xia)。p量(liang)的上(shang)限優選(xuan)為(wei)0.017％以(yi)下(xia)，更優選(xuan)為(wei)0.015％以(yi)下(xia)。還有，p是(shi)鋼中不可避免被包含的雜質，使其量(liang)達到0％在工業生產上(shang)有困難(nan)。

[s：高于0％并在0.02％以下(xia)]

s與上(shang)述p同樣，是使韌性和延展性劣(lie)化(hua)的有害元(yuan)素，因此極力減少很重要(yao)，使其(qi)上(shang)限(xian)為0.02％以下。s量的上(shang)限(xian)優(you)(you)選為0.017％以下，更優(you)(you)選為0.015％以下。還有，s是鋼中不可避(bi)免被(bei)包含的雜(za)質，使其(qi)量達到0％在工(gong)業生產上(shang)困難。

[n：高于0％并在(zai)0.02％以下]

若al和ti等存在，則(ze)與n形(xing)成氮化(hua)物，具(ju)有使組織微細化(hua)的效(xiao)果(guo)。為(wei)了有效(xiao)地(di)發揮這樣的效(xiao)果(guo)，n量(liang)的下限優選(xuan)為(wei)0.001％以(yi)(yi)上(shang)，更優選(xuan)為(wei)0.002％以(yi)(yi)上(shang)。但是，若n以(yi)(yi)固溶狀態存在，則(ze)使韌性(xing)(xing)、延展性(xing)(xing)、抗氫脆性(xing)(xing)能(neng)劣化(hua)。因此，使n量(liang)的上(shang)限為(wei)0.02％。n量(liang)的上(shang)限優選(xuan)為(wei)0.01％以(yi)(yi)下，更優選(xuan)為(wei)0.007％以(yi)(yi)下。

[從v：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)0.2％以(yi)下、ti：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)0.2％以(yi)下和nb：高于(yu)(yu)0％并(bing)(bing)在(zai)0.2％以(yi)下所(suo)構(gou)成的群(qun)中選擇的至少一種元(yuan)素]

v、ti和(he)nb與c、n、s等(deng)元(yuan)(yuan)素(su)形成碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)物(wu)(wu)、碳(tan)氮化(hua)物(wu)(wu)、硫化(hua)物(wu)(wu)等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu)物(wu)(wu)，具(ju)有(you)(you)使這些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)無害(hai)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。另外，由于上(shang)(shang)述(shu)析出(chu)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成，在無縫管制(zhi)造時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)退火工序、彈簧制(zhi)造時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)淬火工序中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加熱時(shi)，也(ye)發(fa)揮著(zhu)使奧氏體組織微(wei)細化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果。此(ci)外這些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)也(ye)有(you)(you)改善(shan)耐延遲斷裂特性(xing)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果。這些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)可(ke)以(yi)單(dan)獨(du)含(han)有(you)(you)，也(ye)可(ke)以(yi)并用(yong)(yong)兩種(zhong)以(yi)上(shang)(shang)。為了有(you)(you)效(xiao)地(di)發(fa)揮這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果，ti、v和(he)nb中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)至(zhi)少(shao)一種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(單(dan)獨(du)含(han)有(you)(you)時(shi)為單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量，含(han)有(you)(you)兩種(zhong)以(yi)上(shang)(shang)時(shi)為合(he)計量。以(yi)下相同。)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下限優選(xuan)為0.01％以(yi)上(shang)(shang)。但是，若(ruo)上(shang)(shang)述(shu)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量變得過剩，則粗大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)物(wu)(wu)等(deng)形成，存在韌(ren)性(xing)和(he)延展(zhan)性(xing)劣化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，因此(ci)使其(qi)上(shang)(shang)限為0.2％以(yi)下。上(shang)(shang)述(shu)元(yuan)(yuan)素(su)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)限優選(xuan)為0.18％以(yi)下，更優選(xuan)為0.15％以(yi)下。

[從ni：高于0％并在1％以(yi)下和cu：高于0％并在1％以(yi)下所(suo)構成的群中選擇的至(zhi)少一種(zhong)元(yuan)素]

ni和cu對(dui)于表層脫碳的(de)(de)抑制，和耐腐蝕(shi)性的(de)(de)提高是有效的(de)(de)元(yuan)素(su)。這些元(yuan)素(su)可以單獨含有，也可以兩種以上并用(yong)。

其中(zhong)考慮削減(jian)成(cheng)本時，也可以(yi)不添加ni，因此(ci)(ci)ni量(liang)的(de)下(xia)限(xian)沒有(you)特(te)別(bie)限(xian)定(ding)。但是，為(wei)了使添加ni帶來的(de)上(shang)述作用(yong)有(you)效地發揮，優選(xuan)使ni量(liang)的(de)下(xia)限(xian)為(wei)0.2％以(yi)上(shang)。但是，若ni量(liang)變得過剩，則軋制材(cai)中(zhong)發生(sheng)過冷組織，或在(zai)淬火后存在(zai)殘(can)留奧氏體，有(you)耐疲勞特(te)性等劣(lie)化的(de)情況(kuang)。因此(ci)(ci)，使ni量(liang)的(de)上(shang)限(xian)為(wei)1％以(yi)下(xia)。此(ci)(ci)外(wai)若考慮成(cheng)本削減(jian)等，則ni量(liang)的(de)上(shang)限(xian)優選(xuan)為(wei)0.8％以(yi)下(xia)，更優選(xuan)為(wei)0.6％以(yi)下(xia)。

另外，為(wei)(wei)了使(shi)添(tian)加(jia)(jia)cu帶(dai)來的(de)(de)上述作用有效地發揮(hui)，優選使(shi)cu量的(de)(de)下(xia)限(xian)為(wei)(wei)0.2％以(yi)(yi)上。但是(shi)，若cu量變得過(guo)(guo)剩，則(ze)與ni同樣，過(guo)(guo)冷組織發生，或在(zai)熱加(jia)(jia)工(gong)時有發生裂紋的(de)(de)情況(kuang)。因(yin)此，使(shi)cu量的(de)(de)上限(xian)為(wei)(wei)1％以(yi)(yi)下(xia)。若進一步考慮成本削減等，則(ze)cu量的(de)(de)上限(xian)優選為(wei)(wei)0.8％以(yi)(yi)下(xia)，更(geng)優選為(wei)(wei)0.6％以(yi)(yi)下(xia)。

本(ben)發明所用(yong)的無縫管的基本(ben)成(cheng)分如(ru)上(shang)述，余量是鐵(tie)和(he)不(bu)(bu)可避(bi)免(mian)的雜(za)質(zhi)。作為上(shang)述不(bu)(bu)可避(bi)免(mian)的元(yuan)素(su)雜(za)質(zhi)，例(li)如(ru)，可列舉sn、as等(deng)。還有，例(li)如(ru)，像p和(he)s這樣，通(tong)常含量越(yue)(yue)少越(yue)(yue)好，因此是不(bu)(bu)可避(bi)免(mian)的雜(za)質(zhi)，不(bu)(bu)過其含量的上(shang)限(xian)是以上(shang)述方式另行規定的元(yuan)素(su)。因此，在本(ben)說(shuo)明書(shu)中，構成(cheng)余量的“不(bu)(bu)可避(bi)免(mian)的雜(za)質(zhi)”的這種情況，是將另行規定了其含量的上(shang)限(xian)的元(yuan)素(su)排除之后(hou)的概念。

本發明的(de)(de)(de)(de)中(zhong)空彈簧(huang)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造方(fang)法(fa)，如上述，其(qi)特征在(zai)于，對于規定(ding)組成的(de)(de)(de)(de)無縫管，進(jin)行上述(1)的(de)(de)(de)(de)淬火(huo)和(he)(2)的(de)(de)(de)(de)回火(huo)，其(qi)以外的(de)(de)(de)(de)工(gong)序沒有特別限定(ding)，能夠采用(yong)通常所用(yong)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。以下，對于中(zhong)空彈簧(huang)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)優選(xuan)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造方(fang)法(fa)進(jin)行說(shuo)明。

首先，通過(guo)通常的(de)熔煉法熔煉規定的(de)組成(cheng)的(de)鋼材，冷(leng)卻(即，鑄造(zao))所得到的(de)鋼液(ye)。

其后，進行(xing)開坯(pi)軋(ya)制(zhi)。開坯(pi)軋(ya)制(zhi)的加熱溫(wen)度(du)，例如(ru)，優選(xuan)以1100～1300℃進行(xing)。

接著，對于經上述開坯(pi)(pi)軋制(zhi)而得到(dao)的板坯(pi)(pi)進行(xing)熱鍛(duan)而成形為圓棒。熱鍛(duan)的加熱溫度(du)，例如(ru)優(you)選以1000～1200℃進行(xing)。

其(qi)后，也(ye)可以通過公知(zhi)的(de)(de)方法制造無縫管。例(li)如(ru)，能夠在上述熱(re)鍛后使用公知(zhi)的(de)(de)中空(kong)化手(shou)法，成形為規定的(de)(de)形狀后，進(jin)行熱(re)擠壓、冷卻、冷加(jia)工、退火、酸洗(xi)，并根據需要進(jin)行內表層研(yan)磨、冷加(jia)工而制造無縫管。

上(shang)(shang)述工序之中，冷加工后的(de)(de)退(tui)火(huo)，優選加熱至(zhi)a3點(dian)(dian)以上(shang)(shang)且(qie)1000℃以下的(de)(de)溫度(du)域而(er)進(jin)(jin)行。另(ling)外，a3點(dian)(dian)以上(shang)(shang)的(de)(de)溫度(du)域的(de)(de)停留(liu)時間(jian)，即，從加熱至(zhi)a3點(dian)(dian)以上(shang)(shang)的(de)(de)溫度(du)之后進(jin)(jin)行冷卻，至(zhi)變成a3點(dian)(dian)的(de)(de)溫度(du)的(de)(de)合(he)計時間(jian)優選控制在(zai)5分鐘以下。通過控制在(zai)上(shang)(shang)述范圍，可抑制退(tui)火(huo)時的(de)(de)脫碳(tan)發生，碳(tan)化(hua)物得到(dao)微細化(hua)，因此能夠提高(gao)疲勞特性(xing)。

在此，a3點(dian)能夠由以下方(fang)式(shi)求得。還(huan)有，下述(shu)的(de)(de)式(shi)中，[]表示質(zhi)量(liang)％。例如，[c]意思是含有的(de)(de)c的(de)(de)質(zhi)量(liang)％。

a3＝894.5－269.4×[c]+37.4×[si]－31.6×[mn]－19.0×[cu]－29.2×[ni]－11.9×[cr]+19.5×[mo]+22.2×[nb]

上(shang)述冷加工后(hou)的退(tui)火，優選在惰性或還原(yuan)性的氣(qi)(qi)體氣(qi)(qi)氛(fen)(fen)中進行。借助這(zhe)樣的退(tui)火氣(qi)(qi)氛(fen)(fen)的控制(zhi)，能(neng)夠抑制(zhi)退(tui)火時的脫(tuo)碳發(fa)生。另外，也能(neng)夠抑制(zhi)退(tui)火時的氧化(hua)皮生成，因此可以省略酸(suan)洗工序(xu)。

無(wu)縫管(guan)制造時(shi)的(de)酸洗(xi)時(shi)間優選控制在30分鐘以下，或(huo)省略酸洗(xi)本身。由此，能夠減少(shao)無(wu)縫管(guan)中所(suo)含的(de)氫量(liang)，并降(jiang)低淬火回(hui)火后(hou)的(de)氫量(liang)。

如上(shang)(shang)(shang)述這樣(yang)制(zhi)造(zao)(zao)好(hao)無縫管之后(hou)(hou)，在經熱成(cheng)形或冷(leng)成(cheng)形的(de)(de)(de)彈簧成(cheng)形過(guo)程中進(jin)行(xing)用于得到中空彈簧用鋼的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)處理和回火(huo)處理。熱成(cheng)形的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，無縫管的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)后(hou)(hou)，進(jin)行(xing)上(shang)(shang)(shang)述(1)的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)，但在這時(shi)的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)加熱時(shi)也進(jin)行(xing)彈簧成(cheng)形，其(qi)后(hou)(hou)，進(jin)行(xing)上(shang)(shang)(shang)述(2)的(de)(de)(de)回火(huo)。另一方面，冷(leng)成(cheng)形的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，在無縫管的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)后(hou)(hou)，進(jin)行(xing)上(shang)(shang)(shang)述(1)的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)和上(shang)(shang)(shang)述(2)的(de)(de)(de)回火(huo)，其(qi)后(hou)(hou)不(bu)加熱而進(jin)行(xing)彈簧成(cheng)形。

此(ci)外，通過本發明的制造方(fang)法得到的中空彈簧用鋼的氫(qing)量，優選控制在0質量ppm以(yi)上且(qie)0.16質量ppm以(yi)下。

如前述，在中空彈(dan)(dan)簧中，因為(wei)對內周面不實施(shi)噴丸(wan)硬化(hua)，所(suo)以(yi)(yi)對于因瑕疵和氫的(de)(de)脆化(hua)敏感性(xing)相關的(de)(de)耐久性(xing)的(de)(de)要求嚴格(ge)。中空彈(dan)(dan)簧用鋼(gang)中的(de)(de)氫，即使是(shi)微量，對耐久性(xing)也會造成重大影響，因此優(you)(you)選(xuan)使其上限為(wei)0.16質(zhi)量ppm以(yi)(yi)下。其結果如后述的(de)(de)實施(shi)例所(suo)示，能(neng)夠(gou)得到(dao)非常高的(de)(de)耐疲(pi)勞特性(xing)。上述氫量越(yue)低越(yue)好。上述氫量的(de)(de)上限優(you)(you)選(xuan)為(wei)0.15質(zhi)量ppm以(yi)(yi)下，進一步優(you)(you)選(xuan)為(wei)0.14質(zhi)量ppm以(yi)(yi)下。

降低(di)中空彈簧用鋼(gang)中的(de)氫量的(de)方(fang)法(fa)公(gong)知，本(ben)發明中，也能夠適宜(yi)選擇采用歷來(lai)使用的(de)方(fang)法(fa)。作(zuo)(zuo)為鋼(gang)中氫的(de)降低(di)方(fang)法(fa)的(de)具體例，例如(ru)，可(ke)列(lie)舉將無縫(feng)管(guan)制(zhi)造工序中的(de)酸(suan)(suan)洗時(shi)間，縮短至大約30分鐘以(yi)下的(de)方(fang)法(fa)。或(huo)(huo)者(zhe)，也可(ke)以(yi)省略酸(suan)(suan)洗本(ben)身(shen)。或(huo)(huo)者(zhe)，可(ke)列(lie)舉在(zai)中空彈簧用鋼(gang)制(zhi)造的(de)淬火(huo)回火(huo)后進(jin)(jin)行脫氫處理(li)的(de)方(fang)法(fa)。作(zuo)(zuo)為脫氫處理(li)，例如(ru)，可(ke)列(lie)舉在(zai)300℃以(yi)下進(jin)(jin)行熱處理(li)等的(de)方(fang)法(fa)。

以上，對(dui)于本發明的中空彈簧(huang)用鋼的制造方法進行了說明。

使用(yong)如此得到(dao)的中(zhong)空(kong)彈(dan)簧用(yong)鋼，通過最(zui)終(zhong)實施(shi)整定處(chu)理(li)、噴(pen)(pen)丸(wan)硬化(hua)等(deng)的處(chu)理(li)，可得到(dao)中(zhong)空(kong)彈(dan)簧。還有，進行上述的冷成形時，對彈(dan)簧用(yong)鋼實施(shi)彈(dan)簧成形之后，再實施(shi)整定處(chu)理(li)、噴(pen)(pen)丸(wan)硬化(hua)即(ji)可。

上述中空(kong)彈(dan)簧(huang)(huang)，例如(ru)，作為閥彈(dan)簧(huang)(huang)、離(li)合器(qi)彈(dan)簧(huang)(huang)、懸(xuan)架(jia)彈(dan)簧(huang)(huang)等(deng)，優選用于汽車的發動機、離(li)合器(qi)、懸(xuan)掛系統(tong)等(deng)。

【實施例】

以(yi)下，列舉實施(shi)例更(geng)具(ju)體地說明本(ben)發明，但本(ben)發明不受下述實施(shi)例限制(zhi)，在能夠符合前·后述的(de)(de)宗旨(zhi)的(de)(de)范圍內也可以(yi)加以(yi)變更(geng)實施(shi)，這(zhe)些均(jun)包含在本(ben)發明的(de)(de)技術(shu)范圍內。

如前述本發(fa)明(ming)的(de)(de)特(te)征部分，其(qi)最(zui)大(da)的(de)(de)特(te)征在(zai)于，對于無(wu)縫管實(shi)施規(gui)定的(de)(de)熱處(chu)理，但在(zai)無(wu)縫管中(zhong)實(shi)施上(shang)述熱處(chu)理之后(hou)得到的(de)(de)內周(zhou)面或外(wai)周(zhou)面，與實(shi)心的(de)(de)鋼材(cai)中(zhong)實(shi)施上(shang)述熱處(chu)理之后(hou)所得到的(de)(de)外(wai)周(zhou)面具有大(da)致同(tong)性質(zhi)的(de)(de)表(biao)面性狀，因此本發(fa)明(ming)的(de)(de)效果有無(wu)與原材(cai)的(de)(de)形狀無(wu)關。因此，以(yi)下(xia)的(de)(de)實(shi)施例(li)1和實(shi)施例(li)2中(zhong)，不(bu)使用無(wu)縫管，而使用實(shi)心的(de)(de)鋼材(cai)，在(zai)進行(xing)本發(fa)明(ming)所規(gui)定的(de)(de)淬火、回(hui)火的(de)(de)各熱處(chu)理后(hou)，實(shi)施其(qi)評價。

·實施例1

在本(ben)實(shi)施例中(zhong)，特別為(wei)了明確淬火回火條件(jian)對氫脆化敏(min)感性(xing)造成的影響(xiang)，而以(yi)如(ru)下(xia)方式(shi)進行實(shi)驗(yan)。在此(ci)，使用(yong)滿足(zu)本(ben)發(fa)明的要件(jian)的作為(wei)中(zhong)碳鋼的表1的鋼種no.a1。

首先(xian)，通(tong)過(guo)通(tong)常的(de)(de)熔(rong)(rong)煉法熔(rong)(rong)煉上述鋼之(zhi)后，冷(leng)卻(即(ji)，鑄造)所得到的(de)(de)鋼液，加(jia)熱(re)至1100～1300℃進(jin)行開(kai)坯(pi)軋制(zhi)，得到截面形(xing)狀155mm×155mm的(de)(de)板(ban)坯(pi)。其(qi)次，以(yi)(yi)1000～1200℃的(de)(de)加(jia)熱(re)的(de)(de)條(tiao)件進(jin)行熱(re)鍛(duan)，成形(xing)為(wei)直徑(jing)：150mm的(de)(de)圓(yuan)棒。再以(yi)(yi)1000～1200℃的(de)(de)加(jia)熱(re)的(de)(de)條(tiao)件進(jin)行熱(re)鍛(duan)，制(zhi)作直徑(jing)：15mm的(de)(de)圓(yuan)棒。

(表1)

*余量：鐵和(he)p、s以外的不可避免的雜質

對于如此得到的(de)(de)圓棒，進行表(biao)2所述的(de)(de)各種淬火、回(hui)火，切(qie)下寬10mm×厚1.5mm×長65mm的(de)(de)平板試(shi)驗(yan)片。使用該平板試(shi)驗(yan)片，按(an)以下方式評價抗氫脆性能和維氏硬(ying)度。

詳細的(de)淬火(huo)和回火(huo)的(de)各條件(jian)如下。首先，對于從室溫至(zhi)t1的(de)溫度域(yu)以10℃/秒的(de)平均升溫速度進行(xing)加(jia)熱后，以t1保持(chi)規(gui)定時(shi)間(jian)。其(qi)次，對于從t1至(zhi)300℃的(de)溫度域(yu)以50℃/秒的(de)平均冷卻速度進行(xing)冷卻。這時(shi)，使(shi)900℃以上的(de)停留時(shi)間(jian)t1為600秒，如此使(shi)t1下的(de)保持(chi)時(shi)間(jian)進行(xing)變化。

接著冷卻至(zhi)200℃后(hou)，進(jin)行回火。具體來說，對于200℃至(zhi)t2的(de)溫(wen)度(du)域以(yi)(yi)10℃/秒的(de)平均升溫(wen)速度(du)加熱(re)后(hou)，以(yi)(yi)t2保持(chi)(chi)規定時(shi)(shi)間(jian)。其次(ci)，對于t2至(zhi)200℃的(de)溫(wen)度(du)域以(yi)(yi)300℃/秒的(de)平均冷卻速度(du)進(jin)行冷卻。這(zhe)時(shi)(shi)，使(shi)t2(從加熱(re)到(dao)200℃以(yi)(yi)上至(zhi)冷卻到(dao)200℃以(yi)(yi)下(xia)的(de)時(shi)(shi)間(jian))為2400秒，如此使(shi)t2下(xia)的(de)保持(chi)(chi)時(shi)(shi)間(jian)變化(hua)。

(抗(kang)氫脆(cui)性(xing)能的評(ping)價)

對于(yu)上(shang)述的(de)試(shi)驗(yan)片通過4點彎曲(qu)，在(zai)(zai)使(shi)1400mpa的(de)應力作用的(de)狀態下，將試(shi)驗(yan)片浸漬在(zai)(zai)1l中有(you)硫酸0.5mol、硫氰(qing)酸鉀0.01mol的(de)混合溶液中。使(shi)用恒電(dian)位(wei)儀外加比sce(saturatedcalomelelectrode)電(dian)極(ji)(飽和甘汞電(dian)極(ji))低(di)的(de)－700mv的(de)電(dian)壓，測(ce)量(liang)截止到裂(lie)紋(wen)發生(sheng)的(de)時間(斷裂(lie)時間)。在(zai)(zai)本實施例中，斷裂(lie)壽命(ming)在(zai)(zai)1000秒(miao)以上(shang)為合格。

(維氏硬度)

使上述平板(ban)試驗片的(de)(de)寬度(du)(du)、厚(hou)度(du)(du)截面(mian)露出而埋入樹脂，進(jin)行研磨·鏡面(mian)加工后，在(zai)距表層深(shen)至板(ban)厚(hou)中心部的(de)(de)位置，以500g的(de)(de)載荷測量維(wei)氏硬(ying)度(du)(du)(hv)。在(zai)本實施例中，維(wei)氏硬(ying)度(du)(du)在(zai)550hv以上的(de)(de)評價為高(gao)強度(du)(du)。這些評價結果一并記述在(zai)表2中。

(表2)

表(biao)2的(de)(de)試驗no.1～4、8～11，使用的(de)(de)是滿足本發(fa)明的(de)(de)要(yao)件的(de)(de)鋼(gang)，進(jin)行了本發(fa)明中規定的(de)(de)(1)的(de)(de)淬火(huo)(huo)和(2)的(de)(de)回火(huo)(huo)的(de)(de)例(li)子。其雖然(ran)均為高強度，但斷裂壽命長達1000秒以上，抗氫脆性能(neng)優異。

相對于(yu)此，試(shi)驗(yan)(yan)no.5～7均是(shi)淬火(huo)條(tiao)件相同，而超出式(2)所(suo)規(gui)定(ding)的(de)回(hui)火(huo)參數(shu)(shu)的(de)上(shang)限的(de)例子，按試(shi)驗(yan)(yan)no.5、6、7的(de)順序，上(shang)述回(hui)火(huo)參數(shu)(shu)的(de)數(shu)(shu)值變大。在稍微超過回(hui)火(huo)參數(shu)(shu)的(de)上(shang)限的(de)試(shi)驗(yan)(yan)no.5，雖然(ran)硬度(du)良好，但斷裂(lie)壽命短。另一方(fang)面，試(shi)驗(yan)(yan)no.6、7隨(sui)著回(hui)火(huo)參數(shu)(shu)的(de)數(shu)(shu)值變大，硬度(du)降低，但斷裂(lie)壽命達(da)到(dao)本發明所(suo)規(gui)定(ding)的(de)1000秒以上(shang)。

與上(shang)(shang)述(shu)試(shi)驗(yan)no.5～7同樣的(de)(de)(de)傾(qing)向，在no.12～14中也可見。即，試(shi)驗(yan)no.12～14均是(shi)淬火(huo)條件相同，超出式(2)所(suo)規定的(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)參數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)上(shang)(shang)限的(de)(de)(de)另一(yi)例(li)，按(an)no.12、13、14的(de)(de)(de)順序，上(shang)(shang)述(shu)回(hui)(hui)火(huo)參數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)值(zhi)變大(da)。稍微超出回(hui)(hui)火(huo)參數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)上(shang)(shang)限的(de)(de)(de)no.12，其(qi)硬度(du)(du)良(liang)好，但(dan)斷裂(lie)壽命短。另一(yi)方面(mian)，no.12、13隨著(zhu)回(hui)(hui)火(huo)參數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)值(zhi)變大(da)，硬度(du)(du)降低，但(dan)斷裂(lie)壽命達到本發明所(suo)規定的(de)(de)(de)1000秒(miao)以上(shang)(shang)。

由這些結果可(ke)(ke)確認，回火參數(shu)的上(shang)限，在確保希望(wang)的高強(qiang)度，且抗氫脆性能的特(te)(te)性上(shang)是重要的要件，通(tong)過(guo)控制在本(ben)發(fa)明所規(gui)定的范(fan)圍之后，可(ke)(ke)發(fa)揮希望(wang)的上(shang)述特(te)(te)性。

另外(wai)，試驗no.15～21均是淬(cui)火(huo)條件相同，稍(shao)微超出式(1)所規定的淬(cui)火(huo)參數的上限的例子。

上述(shu)之中(zhong)，試(shi)驗no.15～18是以本(ben)發明(ming)規定的(2)的回火條件制(zhi)造的例(li)子。因為(wei)超過淬火參數的上限，所以斷裂壽命(ming)短。

另一方(fang)(fang)面(mian)，試驗no.19～21是超出(chu)式(2)所規定(ding)(ding)的(de)(de)回火(huo)參(can)(can)數(shu)的(de)(de)上限(xian)的(de)(de)例子，按(an)no.19、20、21的(de)(de)順序，上述回火(huo)參(can)(can)數(shu)的(de)(de)數(shu)值(zhi)變(bian)大。稍微超出(chu)回火(huo)參(can)(can)數(shu)的(de)(de)上限(xian)的(de)(de)no.19，其硬(ying)(ying)度(du)雖然良好，但斷裂(lie)壽命(ming)短(duan)。另一方(fang)(fang)面(mian)，no.20、21隨著回火(huo)參(can)(can)數(shu)的(de)(de)數(shu)值(zhi)變(bian)大，硬(ying)(ying)度(du)降低，但斷裂(lie)壽命(ming)增加，no.21達到本發明所規定(ding)(ding)的(de)(de)1000秒以(yi)上，抗氫脆性(xing)能得到改(gai)善。

由這些結果可確認，淬火(huo)參數(shu)的(de)上限，在確保希望的(de)抗氫脆性(xing)能(neng)(neng)的(de)特性(xing)上是重要(yao)的(de)要(yao)件，若(ruo)滿足(zu)本發明的(de)范圍，則能(neng)(neng)夠得到(dao)希望的(de)特性(xing)。

·實施例2

在本(ben)實施(shi)例中，特別(bie)為(wei)了明確淬火回火條件對耐疲勞特性造成的影響，使用(yong)由實施(shi)例1制作的圓棒(bang)，進行(xing)以下的實驗(yan)。

(耐(nai)疲(pi)勞特性的評價)

對于上(shang)述(shu)圓棒，進(jin)(jin)行表3所述(shu)的(de)各種淬火、回(hui)火后，加工成jis試驗(yan)片(pian)(jisz2274疲勞試驗(yan)片(pian))，以(yi)應力(li)：900mpa，轉速：3000rpm進(jin)(jin)行旋轉彎曲(qu)疲勞試驗(yan)。淬火條件、回(hui)火條件的(de)詳情與前述(shu)實(shi)施(shi)例1相同。在本實(shi)施(shi)例中(zhong)，到斷裂(lie)的(de)反復數在10萬次以(yi)上(shang)的(de)為合(he)格(ge)。

這(zhe)些(xie)結(jie)果一(yi)并記述在(zai)表(biao)3中。表(biao)3中，試驗no.10和(he)17與前述表(biao)2的試驗no.10和(he)17對應(ying)，實施相(xiang)同的熱(re)處(chu)理(li)條件(jian)。

(表3)

首(shou)先，對比(bi)試驗(yan)no.10與(yu)17。其(qi)是(shi)(shi)回火條件(jian)相同，以本發明所規定的(de)(de)回火條件(jian)進行回火的(de)(de)例子(zi)，但淬火條件(jian)不同，試驗(yan)no.10是(shi)(shi)滿足本發明所規定的(de)(de)淬火條件(jian)的(de)(de)例子(zi)，試驗(yan)no.17是(shi)(shi)稍微超出(chu)本發明所規定的(de)(de)淬火參數的(de)(de)上限(xian)的(de)(de)例子(zi)。

如表3所(suo)(suo)示，如果說只涉及耐疲勞特性，則看不出因(yin)淬(cui)火條件造(zao)成的差異(yi)，如試驗no.17，即使超出淬(cui)火參數的上限而(er)進(jin)行(xing)淬(cui)火，也會像試驗no.10這樣實施了本發明所(suo)(suo)規(gui)(gui)定(ding)的淬(cui)火條件的情況同樣，能(neng)夠得到良(liang)好的耐疲勞特性。但是(shi)，如前述的表2所(suo)(suo)示，上述試驗no.17，因(yin)為(wei)超出回火參數的上限，所(suo)(suo)以(yi)斷裂(lie)壽命(ming)降(jiang)低，因(yin)此可確認，為(wei)了滿足希望的抗氫脆性能(neng)和(he)高(gao)強(qiang)度，具備本發明所(suo)(suo)規(gui)(gui)定(ding)的淬(cui)火條件和(he)回火條件這兩方(fang)不可欠缺。

接著，對比試驗(yan)no.22和23。其是回(hui)火(huo)條(tiao)件相同，而超(chao)出(chu)本發明(ming)所(suo)規定(ding)的(de)(de)回(hui)火(huo)參數的(de)(de)例子，但(dan)淬火(huo)條(tiao)件不同，試驗(yan)no.22是滿足本發明(ming)所(suo)規定(ding)的(de)(de)淬火(huo)條(tiao)件的(de)(de)例子，試驗(yan)no.23是稍(shao)微超(chao)出(chu)本發明(ming)所(suo)規定(ding)的(de)(de)淬火(huo)參數的(de)(de)上(shang)限的(de)(de)例子。

如(ru)表(biao)3所示(shi)，因(yin)為上(shang)述試(shi)驗(yan)no.22和23均脫離本發明所規定的(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)條(tiao)(tiao)件，所以(yi)耐(nai)疲勞特性降低(di)。因(yin)此，如(ru)果說僅(jin)涉及耐(nai)疲勞特性，則未見(jian)來自淬(cui)火(huo)(huo)(huo)條(tiao)(tiao)件造成的(de)差異，如(ru)試(shi)驗(yan)no.23這(zhe)樣(yang)，即(ji)使超出淬(cui)火(huo)(huo)(huo)參數的(de)上(shang)限進行淬(cui)火(huo)(huo)(huo)，也(ye)與試(shi)驗(yan)no.22這(zhe)樣(yang)實(shi)施(shi)本發明所規定的(de)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)條(tiao)(tiao)件的(de)情況(kuang)同(tong)樣(yang)，耐(nai)疲勞特性降低(di)。

·實施例3

在本實施例中，為了使用中空(kong)彈簧用鋼，特別明確回(hui)火條(tiao)件(jian)對耐疲(pi)(pi)勞特性(xing)造成的影(ying)響，而(er)以如下方式制作(zuo)無縫管，測(ce)量(liang)鋼中氫量(liang)，并且(qie)評價(jia)耐疲(pi)(pi)勞特性(xing)。

(鋼中氫量的測量)

使用(yong)前(qian)述實(shi)施(shi)例1中(zhong)制作(zuo)的(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)150mm的(de)(de)(de)圓棒，通過機械加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)制作(zuo)擠壓用(yong)鋼坯后(hou)(hou)，以(yi)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱至1100℃的(de)(de)(de)條件進行熱擠壓而制作(zuo)外徑(jing)(jing)：54mm，內(nei)(nei)徑(jing)(jing)：37mm的(de)(de)(de)擠壓管(guan)。其次，進行冷加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(詳細地說(shuo)(shuo)，就是拉伸加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)：非連續型拉床，軋制加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)：皮爾格軋機)后(hou)(hou)，以(yi)920～1000℃的(de)(de)(de)溫度進行退(tui)火，其中(zhong)900℃以(yi)上的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱總時(shi)間為20分鐘以(yi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)時(shi)間。接著(zhu)，為了使鋼中(zhong)氫(qing)量變(bian)化，改(gai)變(bian)酸(suan)(suan)洗(xi)時(shi)間而進行酸(suan)(suan)洗(xi)。具(ju)體來(lai)說(shuo)(shuo)，就是實(shi)施(shi)在(zai)5～10％鹽酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)酸(suan)(suan)洗(xi)液(ye)中(zhong)酸(suan)(suan)洗(xi)10～30分鐘和酸(suan)(suan)洗(xi)處理(li)。多次進行冷加(jia)(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)、退(tui)火、酸(suan)(suan)洗(xi)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)序，制作(zuo)外徑(jing)(jing)：16mm、內(nei)(nei)徑(jing)(jing)：8.0mm的(de)(de)(de)無(wu)縫管(guan)。

對于如(ru)此得到的(de)(de)(de)(de)無縫管，進行(xing)淬火(huo)處理(li)和回火(huo)處理(li)。詳細的(de)(de)(de)(de)淬火(huo)和回火(huo)的(de)(de)(de)(de)各條件如(ru)下(xia)。首先，在(zai)從室溫至t1的(de)(de)(de)(de)溫度(du)域，以100℃/秒的(de)(de)(de)(de)平(ping)均升溫速度(du)加熱后(hou)，以t1保持(chi)規定時(shi)間(jian)。接(jie)著，從t1至300℃的(de)(de)(de)(de)溫度(du)域以50℃/秒的(de)(de)(de)(de)平(ping)均冷卻速度(du)進行(xing)冷卻。這時(shi)，使900℃以上的(de)(de)(de)(de)停留時(shi)間(jian)t1為60秒，如(ru)此使t1下(xia)的(de)(de)(de)(de)保持(chi)時(shi)間(jian)變化。

接(jie)下(xia)來，冷卻至(zhi)200℃之后(hou)，進行回(hui)火。具(ju)體(ti)來說，從200℃至(zhi)t2的溫度(du)(du)域以10℃/秒(miao)的平均升溫速度(du)(du)加熱后(hou)，以t2保持規定時間(jian)。接(jie)著，從t2至(zhi)200℃的溫度(du)(du)域以300℃/秒(miao)的平均冷卻速度(du)(du)冷卻。這(zhe)時，使(shi)t2(加熱到(dao)200℃以上至(zhi)冷卻到(dao)200℃以下(xia)的時間(jian))為2400秒(miao)，如此使(shi)t2下(xia)的保持時間(jian)變化。

從(cong)如此得到(dao)的(de)(de)中空彈簧用鋼上切下(xia)寬(kuan)度(du)1mm的(de)(de)環(huan)狀試驗片，測量(liang)放氫(qing)(qing)量(liang)。放氫(qing)(qing)量(liang)以(yi)apims(atmosphericpressureionizationmassspectrometry：大氣(qi)壓電離(li)質譜)通過升溫分析進行測量(liang)。升溫速度(du)作為(wei)720℃/時測量(liang)，將截至720℃的(de)(de)放氫(qing)(qing)量(liang)作為(wei)鋼中氫(qing)(qing)量(liang)。

(耐(nai)疲勞(lao)特(te)性(xing)的測量)

使(shi)用(yong)上述中空彈簧用(yong)鋼，評價耐疲(pi)勞(lao)特性(xing)。在(zai)本實施例中，以負載應力735±600mpa進行扭轉(zhuan)疲(pi)勞(lao)試驗。至斷裂的(de)反復數(shu)在(zai)5萬次以上的(de)，評價為耐疲(pi)勞(lao)特性(xing)優(you)異的(de)。

將這些結果一并記述在表4中。

(表4)

表4的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)no.1～4中，均淬火(huo)條件相同，以(yi)本(ben)發明(ming)的(de)(de)條件進行(xing)了淬火(huo)，但回火(huo)條件不同，試(shi)(shi)驗(yan)no.1、2是實施了本(ben)發明(ming)所(suo)(suo)規定(ding)的(de)(de)回火(huo)條件的(de)(de)例子，試(shi)(shi)驗(yan)no.3、4是有一點(dian)超過(guo)本(ben)發明(ming)所(suo)(suo)規定(ding)的(de)(de)回火(huo)參數(shu)的(de)(de)上限的(de)(de)例子。

若(ruo)對比試驗no.1與(yu)(yu)no.2，則使鋼中氫量為(wei)0.16質(zhi)量ppm，和控制(zhi)在本發(fa)明所規定的(de)(de)優(you)選的(de)(de)上限(xian)的(de)(de)no.1，與(yu)(yu)沒有控制(zhi)在上述上限(xian)的(de)(de)no.2相(xiang)比，耐(nai)(nai)久(jiu)次數(shu)顯著(zhu)增加，能夠得到非常高的(de)(de)耐(nai)(nai)疲(pi)勞特性。

相(xiang)對于此，如試(shi)驗(yan)no.3、4這樣(yang)，回(hui)火(huo)參數的(de)上(shang)(shang)限(xian)(xian)超過本發明所規(gui)定的(de)上(shang)(shang)限(xian)(xian)(15500)僅(jin)只有1而進行回(hui)火(huo)時，耐久次(ci)數減少，即使(shi)如試(shi)驗(yan)no.3這樣(yang)將鋼(gang)中氫量控制在(zai)優選的(de)上(shang)(shang)限(xian)(xian)，也(ye)不能(neng)達到合格標準的(de)5萬次(ci)。

由此結果(guo)可確認，為了(le)確保中(zhong)空彈簧(huang)的耐疲勞(lao)特性(xing)，恰當控制回(hui)火(huo)條(tiao)特別(bie)重要。另外還(huan)可知，進(jin)行(xing)了(le)本發明所規定的回(hui)火(huo)條(tiao)件(jian)之后，若再將鋼(gang)中(zhong)氫量的上(shang)限控制在(zai)優選的范圍，則耐疲勞(lao)特性(xing)顯著增加。

還有，在(zai)實施例3中(zhong)，沒有測量作為抗氫(qing)脆性能(neng)的(de)(de)指標的(de)(de)斷(duan)裂壽命，但因為試驗no.1、2滿足上述(1)的(de)(de)淬火條件，所以判斷(duan)為能(neng)夠得到良好的(de)(de)抗氫(qing)脆性能(neng)。

本申(shen)請(qing)伴隨以申(shen)請(qing)日(ri)為(wei)2014年10月31日(ri)的(de)日(ri)本國專(zhuan)利申(shen)請(qing)，專(zhuan)利申(shen)請(qing)第(di)(di)2014－222840號為(wei)基礎(chu)申(shen)請(qing)的(de)優(you)先權主張(zhang)，專(zhuan)利申(shen)請(qing)第(di)(di)2014－222840號因參照而編入本說(shuo)明書。