耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法技术

本发明专利技术一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法，其以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cr：0.2％～0.7％、Ni：0.1％～0.5％、Cu：0.1％～0.5％、余量为Fe及不可避免的杂质，且以满足下述关系式1的方式包含选自V：0.05％～0.2％、Mo：0.03％～0.25％及Nb：0.001％～0.1％中的一种以上成分，在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。关系式1：[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035；在所述关系式1中，各元素符号表示各元素含量(重量％)。

【技术实现步骤摘要】
耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法
本专利技术涉及一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。
技术介绍
作为提高汽车燃油效率的方法，例如有提高发动机燃烧效率、动力传输效率等的方法，和通过减小汽车重量以减少运行时所需的能量的方法等。为了减小汽车重量，可以将汽车内部零件替换成比重小的轻质材质，但至今为止还未开发出能够替代钢材本身优势的零件。因此，现今多数情况下仍在使用钢材制造汽车零件，所以惯常的研究方向为使所述钢材部件轻量化以提高汽车燃油效率。然而，钢材的高强度化是降低疲劳特性和腐蚀特性的因素，尤其是对于腐蚀特性，在应力集中的部分会加速腐蚀，可能会导致开裂。尤其是，在北美、加拿大等寒冷地区行驶的车辆会因道路上的除雪剂导致汽车中的各种零件腐蚀。对于悬置弹簧(suspensionspring)，因为汽车是在四个车轴支撑车辆、乘客、货物等重量的情况下行驶，所以会造成更严重的腐蚀性环境。当前试图通过对悬置弹簧(suspensionspring)进行喷漆来防止腐蚀现象，但如果行驶过程中道路中的石头或硬物刮掉喷漆，就会形成凹坑并加速腐蚀而开裂，作为冬季道路除雪剂所使用的氯化钙(CaCl2)等与上述内侧的钢接触时会促进腐蚀，因此需要提出能够从根本上解决上述问题的方法。专利文献1中通过控制腐蚀因子来抑制腐蚀所产生的凹坑的深度，以改善耐腐蚀疲劳性，专利文献2中通过使具有马氏体和残余奥氏体组织的钢材中的原始奥氏体晶粒细化(ASTMNo.10以上)，以改善耐氢脆性。但是，仅通过专利文献1和2的
技术实现思路
无法充分确保耐应力腐蚀性。因此，现今急需开发一种能够解决上述问题的同时确保优异的耐应力腐蚀性的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。现有技术专利文献1：韩国公开专利公报第10-2013-0018808号专利文献2：韩国公开专利公报第10-2015-0002848号
技术实现思路
技术问题本专利技术一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。另外，本专利技术的技术问题不限于上述内容。可基于本说明书全文内容来理解本专利技术的技术问题，对于本专利技术所属
的普通技术人员而言，理解本专利技术的附加技术问题不会有任何困难。技术方案本专利技术一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cr：0.2％～0.7％、Ni：0.1％～0.5％、Cu：0.1％～0.5％、余量为Fe及不可避免的杂质，且以满足下述关系式1的方式包含选自V：0.05％～0.2％、Mo：0.03％～0.25％及Nb：0.001％～0.1％中的一种以上成分，在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。并且，本专利技术另一方面提供一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法，其包含：准备线材的步骤，所述线材以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cr：0.2％～0.7％、Ni：0.1％～0.5％、Cu：0.1％～0.5％、余量为Fe及不可避免的杂质，且以满足下述关系式1的方式包含选自V：0.05％～0.2％、Mo：0.03％～0.25％及Nb：0.001％～0.1％中的一种以上成分；获得钢丝的步骤，对所述线材以10％～40％的拉拔量进行拉拔而制得钢丝；热处理步骤，将所述钢丝加热至550℃～700℃并保持10分钟～2小时；淬火热处理步骤，将所述热处理过的钢丝加热至850℃～1000℃并保持30秒，然后进行冷却；及回火热处理步骤，将所述淬火热处理过的钢丝加热至300℃～600℃并保持40秒以下，然后进行冷却。关系式1：[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035在所述关系式1中，各元素符号表示各元素含量(重量％)。进而，上述技术方案并没有列出本专利技术的所有特征。参照下述具体实施方式可更加详细了解本专利技术的各种特征及由此带来的优点和效果。专利技术效果根据本专利技术，能够抑制在钢丝表面形成腐蚀坑，通过热处理大量形成微细碳化物，可使原始奥氏体的大小细化，而且利用所述碳化物作为氢捕获点，从而能够提供一种耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。另外，通过确保高强度，能够得到因汽车轻量化而改善燃油效率等的环保效果。附图说明图1是使用透射电子显微镜观察专利技术例1的微细碳化物的照片。图2是专利技术例1～7及比较例1～16的根据关系式1值的应力腐蚀相对开裂时间的图表。具体实施方式在下面，对本专利技术的优选实施方式进行说明。然而，本专利技术的实施方式可变换成多种其他形式，本专利技术的范围并不限定于下述实施方式。并且，本专利技术的实施方式旨在更完整地说明本专利技术，以使本领域普通技术人员能够很好地理解本专利技术。汽车用悬置弹簧的开裂过程如下所述。氯(Cl)等元素造成钢表面产生腐蚀坑(pit)，应力会集中到所述腐蚀坑。如此应力集中时，从外部进入的氢会扩散到应力集中部而引发氢脆性。在弹簧用钢丝中，氢脆性会引发原始奥氏体的晶界开裂，这是氢导致原始奥氏体晶界的凝聚力变差，在弱应力下引发过早开裂的现象。本专利技术的专利技术人为了从根本上解决上述问题而深入研究后完成了本专利技术，通过精确控制合金元素尤其是Ni、Cr、Cu、V、Nb及Mo的含量及相互关系，能够抑制在钢丝表面形成腐蚀坑，并且经热处理形成大量的微细碳化物，可使原始奥氏体的大小微细化，还利用所述碳化物作为氢捕获点，从而能够提供耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝及其制造方法。耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝在下面，对本专利技术一方面提供的耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝进行详细的说明。根据本专利技术的一个方面的耐应力腐蚀性优异的高强度弹簧用钢丝，其以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cr：0.2％～0.7％、Ni：0.1％～0.5％、Cu：0.1％～0.5％、余量为Fe及不可避免的杂质，且以满足下述关系式1的方式包含选自V：0.05％～0.2％、Mo：0.03％～0.25％及Nb：0.001％～0.1％中的一种以上成分，在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上。关系式1：[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035在所述关系式1中，各元素符号表示各元素含量(重量％)。首先，对本专利技术的合金组分进行详细说明。若无特殊说明，下述各元素含量的单位表示重量％。C：0.45％～0.6％C是为确保弹簧强度而必须添加的元素。如果C含量不足0.45％，则无法确保淬硬性，难以得到弹簧用钢材所需的强度。相反地，如果C含量超过0.6％，则耐腐蚀性差的片状(plate)马氏体组织的比例增大，腐蚀期间会产生材料龟裂，从而可能会降低耐氢脆性，并且降低韧性。此外，难以确保基于高强度化的足够的韧性，且难以抑制因添加高含量Si而产生的材料脱碳现象。因此，C含量优选为0.45％～0.6％，更加优选为0.47％～0.56％。Mn：0.3％～0.8％Mn包含在钢材中时提高钢材的淬硬性，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，所述钢丝以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cr：0.2％～0.7％、Ni：0.1％～0.5％、Cu：0.1％～0.5％、余量为Fe及不可避免的杂质，并且，以满足下述关系式1的方式包含选自V：0.05％～0.2％、Mo：0.03％～0.25％及Nb：0.001％～0.1％中的一种以上成分，在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上，关系式1：[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035；在所述关系式1中，各元素符号表示各元素的重量含量％。

【技术特征摘要】
2016.12.12 KR 10-2016-01687651.一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，所述钢丝以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cr：0.2％～0.7％、Ni：0.1％～0.5％、Cu：0.1％～0.5％、余量为Fe及不可避免的杂质，并且，以满足下述关系式1的方式包含选自V：0.05％～0.2％、Mo：0.03％～0.25％及Nb：0.001％～0.1％中的一种以上成分，在每100nm×100nm的面积中30nm以下的碳化物的数量为2.2个以上，关系式1：[Mo]*([V]+[Nb]+0.5*[Mo])/[C]2≥0.035；在所述关系式1中，各元素符号表示各元素的重量含量％。2.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，所述钢丝进一步包含0.001重量％～0.15重量％的Ti。3.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，所述钢丝的原始奥氏体的ASTM晶粒度级数是11以上。4.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，在所述钢丝中腐蚀坑深宽比大于0.3的腐蚀坑数量为20个/mm以下。5.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，所述钢丝的显微组织可包含20面积％以下的残余奥氏体和余量的回火马氏体。6.根据权利要求1所述的耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝，其特征在于，所述钢丝的拉伸强度是1900MPa以上。7.一种耐应力腐蚀性优异的弹簧用钢丝的制造方法，其特征在于，所述制造方法包含：准备线材的步骤，所述线材以重量％计，包含C：0.45％～0.6％、Mn：0.3％～0.8％、Si：1.4％～1.8％、P：0.01...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳甲，金汉辉，金宽镐，全英洙，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国,KR