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CN107429357A - 疲劳特性优异的热处理钢线 - Google Patents

疲劳特性优异的热处理钢线 Download PDF

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CN107429357A
CN107429357A CN201680018661.4A CN201680018661A CN107429357A CN 107429357 A CN107429357 A CN 107429357A CN 201680018661 A CN201680018661 A CN 201680018661A CN 107429357 A CN107429357 A CN 107429357A
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carbide
spring
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大浦宏之
增田智
增田智一
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

本发明提供疲劳特性优异的热处理钢线。本发明的热处理钢线具有规定的化学成分组成，余量由铁及不可避免的杂质构成，在从表层起深度为0.3mm的回火马氏体组织中，包含0.20个/μm2以下的以圆当量直径计为0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、0.002个/μm2以下的以圆当量直径计为0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物、0.0010个/μm2以下的以圆当量直径计为0.7μm以上的Cr系碳化物，且残留奥氏体量以体积率计为超过5％且15％以下。

Description

疲劳特性优异的热处理钢线
技术领域
本发明涉及一种热处理钢线，详细而言，涉及一种疲劳特性优异的热处理钢线。
背景技术
随着汽车的轻质化、汽车发动机的高输出化，对发动机、离合器、燃料喷射装置等中所使用的各种弹簧要求高应力化。尤其，随着在弹簧中的负荷应力的增大，要求不易产生疲劳特性、即由内部缺陷引起的疲劳破坏的弹簧。在这些阀弹簧和离合器弹簧中使用油回火钢线(以下有时称作“热处理钢线”)。
热处理钢线的组织为回火马氏体组织主体，因此具有容易确保高强度、且疲劳强度和耐永久应变性优异的优点。但是，具有随着高强度化而使韧性和延展性降低的缺点。因此，容易因钢材中的夹杂物等内部缺陷而折损，从而疲劳特性的降低成为新问题。
为此，针对此种课题，迄今为止还提出了如以下所述的技术。
在专利文献1中公开了一种弹簧用钢线，其含有规定量的C、Si、Mn、Mo、Cr，抗拉强度为1900～2350Mpa，深拉率为35％以上，Mo碳化物析出物的尺寸为0.2μm以下，残留奥氏体的含量为5vol％以下，表面粗糙度Rz为14μm以下。根据该技术，减小在高温下的影响而提高疲劳限度，得到能够进行在高温下的氮化处理的弹簧用钢线。
在专利文献2中公开了一种高韧性弹簧用油回火钢线，其具有规定的化学成分组成，残留奥氏体以体积率计为1～5％。根据该技术，不会使弹簧使用中的耐永久应变性劣化，得到具有高强度且高韧性的弹簧用油回火钢线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－247934号公报
专利文献2：日本特开平9－71843号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如在专利文献1中，由于添加Mo等价格高的元素，因此制造成本高。另外，就专利文献2中规定的奥氏体量而言，由在弹簧加工时产生的加工感应马氏体相变得到的硬度增加小，因此无法确保充分的硬度，在弹簧强度上有改善的余地。
本发明是着眼于如上所述的情况完成的发明，其目的在于提供具有优异的疲劳特性的热处理钢线。
用于解决课题的手段
可以解决上述课题的本发明的热处理钢线具有以下主旨：以质量％计含有C：0.5～0.8％、Si：1.0～2.50％、Mn：0.5～1.5％、P：超过0％且0.02％以下、S：超过0％且0.02％以下、Cr：0.3～0.7％、V：0.05～0.5％、Al：超过0％且0.01％以下、N：超过0％且0.007％以下、O：超过0％且0.004％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，在从表层起深度为0.3mm的回火马氏体组织中包含0.20个/μm2以下的以圆当量直径计为0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、0.002个/μm2以下的以圆当量直径计为0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物和0.0010个/μm2以下的以圆当量直径计为0.7μm以上的Cr系碳化物，并且残留奥氏体量以体积率计为超过5％且15％以下。
进而，以质量％计还含有以下的(a)和(b)中的至少1者也是优选的实施方式。
(a)Ni：超过0％且0.3％以下
(b)B：超过0％且0.01％以下
本发明中还包含使用上述热处理钢线得到的弹簧。
发明效果
根据本发明，通过规定热处理钢线的成分组成、组织中的夹杂物及组织，从而可以提高具有优异的疲劳特性的热处理钢线。另外，若使用本发明的热处理钢线，则可以提供具有优异的疲劳特性的弹簧。
附图说明
图1为实施例中的Cr系碳化物的测定部位的示意性说明图。
具体实施方式
已知：对于要求高疲劳强度的热处理钢线而言，需要极力降低内部缺陷、即钢材内部存在的成为疲劳破坏的起点的夹杂物等，通过恰当控制该夹杂物，从而可以降低由夹杂物引起的断线和疲劳折损的发生。
为此，本发明人等为了得到疲劳特性优异的热处理钢线，从各种角度进行了研究。其结果发现：为了抑制由内部缺陷引起的疲劳破坏，有效的是控制回火马氏体组织中的Cr系碳化物。
若在马氏体组织中存在硬质且粗大的Cr系碳化物，则该Cr系碳化物与母材的界面成为疲劳裂纹的扩展路径，因此Cr系碳化物成为疲劳寿命的降低原因。而且认为：为了抑制疲劳裂纹的扩展，有效的是控制Cr系碳化物的尺寸和个数。
进而，在对热处理钢线进行加工而制造弹簧的情况下，通常实施氮化处理、喷丸处理等表面加工处理。若考虑这一点，则认为从热处理钢线表层起为0.3mm深度的夹杂物容易成为疲劳破坏的起点，并对控制从热处理钢线表层起深度为0.3mm的Cr系碳化物的情况进行了研究。
其结果查明：从热处理钢线表层起深度为0.3mm的Cr系碳化物的以圆当量直径计的析出尺寸和数密度满足下述条件较为重要。
0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物：0.20个/μm2以下
0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物：0.002个/μm2以下
0.7μm以上的Cr系碳化物：0.0010个/μm2以下
在本发明中，主旨为：在Cr系碳化物中除Cr的碳化物外还包含Cr的碳氮化物、以及与V等碳化物生成元素的复合碳化物及复合碳氮化物。
进而还发现：为了得到抗拉强度为2100MPa以上的高强度的热处理钢线，较为重要的是对淬火回火后的残留奥氏体量也进行规定，以至完成本发明。
以下对规定夹杂物、组织及成分组成的理由进行详细叙述。
予以说明，在本发明中，作为疲劳特性，虽然以提高弹簧的疲劳特性作为最终目的，但是，为了达成该目的，在弹簧的制造中使用的热处理钢线也需要使疲劳特性优异。从这样的观点出发，谋求热处理钢线的疲劳特性的提高。在本发明中，以下，有时将弹簧的疲劳特性或热处理钢线的疲劳特性简称为“疲劳特性”。
[以圆当量直径计为0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物：0.20个/μm2以下]
以圆当量直径计为0.1μm以上且不足0.3μm的微细的Cr系碳化物容易成为疲劳裂纹的扩展路径，若此种微细的Cr系碳化物析出量增加，则疲劳强度降低。因此，该范围的Cr系碳化物越少越好，为0.20个/μm2以下，优选为0.15个/μm2以下，更优选为0.12个/μm2以下，最优选为0个/μm2。
[以圆当量直径计为0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物：0.002个/μm2以下]
另外，以圆当量直径计为0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物不仅成为疲劳裂纹扩展路径，而且还可以成为疲劳破坏的起点，因此对疲劳强度带来大幅影响。因此，该范围的Cr系碳化物越少越好，为0.002个/μm2以下，优选为0.0015个/μm2以下，更优选为0.001个/μm2以下，最优选为0个/μm2。
[以圆当量直径计为0.7μm以上的Cr系碳化物：0.0010个/μm2以下]
以圆当量直径计为0.7μm以上的Cr系碳化物容易成为疲劳裂纹扩展路径和疲劳破坏的起点，因此使疲劳强度显著降低。进而，还可能成为在弹簧成形时诱发卷曲折损的原因。因此，该范围的Cr系碳化物越少越好，为0.0010个/μm2以下，优选为0.0005个/μm2以下，最优选为0个/μm2。
[残留奥氏体量以体积率计为超过5％且15％以下]
在本发明中，为了抑制上述Cr系碳化物，而使Cr含量比以往降低。随着Cr含量的降低，抗软化性、即耐热性也降低，因此因弹簧加工后的去应力退火或氮化处理等热处理而使硬度降低，难以使弹簧高强度化。为此，在本发明中，通过使热处理钢线中存在规定量的残留奥氏体，从而在弹簧加工时使残留奥氏体相变为加工感应马氏体，使弹簧高强度化。为了得到此种效果，残留奥氏体量相对于金属组织全体以体积率计为超过5％，优选为7％以上，更优选为8％以上。另一方面，若残留奥氏体量过多，则有时使淬火时的硬度不足，因此为15％以下，优选为13％以下，更优选为12％以下。
接着，对本发明的热处理钢线中使用的钢中的化学成分组成进行说明。
[C：0.5～0.8％]
C是对于弹簧的强度、耐永久应变性的提高有效的元素。为了有效地发挥此种效果，C含量为0.5％以上，优选为0.55％以上，更优选为0.6％以上。随着C含量的增加，弹簧的强度·耐永久应变性提高，但是，若添加量过量，则粗大渗碳体大量析出，对弹簧加工性、弹簧特性带来不良影响。因此，C含量为0.8％以下，优选为0.75％以下，更优选为0.70％以下。
[Si：1.0～2.50％]
Si是对于钢的脱氧及弹簧的强度提高有效的元素。为了有效地发挥此种效果，Si含量为1.0％以上，优选为1.2％以上，更优选为1.4％以上。另一方面，若Si含量过量，则不仅使材料硬化，而且除使延展性·韧性降低以外，表面的脱碳量也会增加，有时使疲劳特性降低。因此Si含量为2.50％以下，优选为2.4％以下，更优选为2.3％以下。
[Mn：0.5～1.5％]
Mn除对于钢的脱氧、将钢中S以MnS的形式固定有贡献以外，还提高淬火性而对于弹簧强度的提高有贡献。为了有效地发挥此种效果，Mn含量为0.5％以上，优选为0.6％以上，更优选为0.7％以上。另一方面，若Mn含量过量，则淬火性过度提高，因此容易生成马氏体、贝氏体等过冷组织。因此，Mn含量为1.5％以下，优选为1.4％以下，更优选为1.3％以下。
[P：超过0％且0.02％以下]
P在旧奥氏体晶界偏析，并且使组织脆化，因此疲劳特性降低。因此，P含量为0.02％以下，优选为0.018％以下。P含量越少越优选，但是在制造上难以使其为零，有时以不可避免的杂质的形式含有0.003％左右。
[S：超过0％且0.02％以下]
S在旧奥氏体晶界偏析，并且使组织脆化，因此疲劳特性降低。因此，S含量为0.02％以下，优选为0.015％以下。S含量越少越优选，但是在制造上难以使其为零，有时以不可避免的杂质的形式含有0.003％左右的S。
[Cr：0.3～0.7％]
Cr除了使淬火性提高而使弹簧强度提高以外，还具有使C的活性降低而防止轧制时和热处理时的脱碳的效果。为了有效地发挥此种效果，Cr含量为0.3％以上，优选为0.35％以上，更优选为0.4％以上。另一方面，若Cr增加，则钢中的Cr系碳化物增加，因此使弹簧的疲劳特性降低。因此，Cr含量为0.7％以下，优选为0.65％以下，更优选为0.6％以下。
[V：0.05～0.5％]
V具有在热轧和淬火回火处理中使晶粒微细化的作用，使延展性、韧性提高。另外，在弹簧成形后的去应力退火时发生二次析出硬化，有助于弹簧的强度的提高。为了发挥这些效果，V含量为0.05％以上，优选为0.10％以上，更优选为0.15％以上。另一方面，若V含量多，则Cr与V的复合碳化物增加，弹簧的疲劳强度降低。因此，V含量为0.5％以下，优选为0.40％以下，更优选为0.35％以下。
[Al：超过0％且0.01％以下]
Al在钢中形成Al2O3或AlN的夹杂物。这些夹杂物使弹簧的疲劳寿命显著降低。因此，Al含量为0.01％以下，优选为0.005％以下。
[N：超过0％且0.007％以下]
N与Al结合而形成AlN的夹杂物。AlN夹杂物使弹簧的疲劳寿命显著降低。另外，N促进拉丝加工中的时效脆化，因此难以二次加工。因此，N含量为0.007％以下，优选为0.005％以下。
[O：超过0％且0.004％以下]
若过量地含有O，则生成粗大的非金属夹杂物，使疲劳强度降低。因此，O含量为0.004％以下，优选为0.003％以下。
本发明的热处理钢线的基本成分如上述所示，其余实质上为铁。但是，当然允许根据铁原料(包含废料)、副原料等资材、制造设备等的状况而不可避免地混入的Ca、Na等不可避免的杂质包含在钢中。
在本发明的钢材中可以根据需要进一步含有至少Ni或B，可以根据所含有的元素的种类、含量而进一步改善热处理钢线的特性。含有这些元素时的优选范围设定理由如下述所示。
[Ni：超过0％且0.3％以下]
Ni除抑制热轧时的脱碳外，还具有使耐腐蚀性提高的效果。为了有效地发挥此种效果，Ni含量优选为0.05％以上，更优选为0.1％以上。另一方面，若Ni含量多，则不仅在成本方面较差，而且淬火性过度提高，因此容易生成马氏体、贝氏体等过冷组织，使弹簧的耐永久应变性显著降低。因此，Ni含量优选为0.3％以下，更优选为0.25％以下，进一步优选为0.2％以下。
[B：超过0％且0.01％以下]
B具有提高淬火性和净化奥氏体结晶晶界的作用，使韧性和延展性提高。为了有效地发挥此种效果，B含量优选为0.001％以上，更优选为0.0015％以上，进一步优选为0.002％以上。另一方面，若过量地含有B，则Fe与B的复合化合物析出，存在引起热轧时的破裂的危险。另外，由于淬火性过度提高，因此容易生成马氏体、贝氏体等过冷组织。因此，B含量优选为0.01％以下，更优选为0.008％以下，进一步优选为0.006％以下。
本发明的热处理钢线的制造方法并无特别限定，可以采用公知的制造条件。例如将对具有上述化学成分组成的钢熔炼、开坯轧制成的钢片以热轧加工成直径5.0～8.0mm左右的线材，卷取成卷状，进行冷却。之后，实施将钢线材(以下有时称作“轧制线材”)的表层的瑕疵和脱碳部除去的剥皮处理。进而，之后以高频等进行软化退火处理或铅淬火处理后，拉丝加工成所期望的线径，例如在阀弹簧用的情况下拉伸至直径3～4mm左右。之后，对所得的拉丝加工线材实施被称作油回火的淬火、回火处理，得到热处理钢线。阀弹簧或离合器弹簧等各种弹簧通过将这样得到的热处理钢线加工成弹簧形状来得到。
在本发明中，为了控制回火马氏体组织中的Cr系碳化物的析出尺寸和个数，除控制开坯轧制时的加热温度及轧制温度以外，还需要控制二次加工中的铅淬火处理条件及拉丝处理后的淬火回火处理的热处理条件。
例如将满足上述规定的化学成分组成的钢锭在溶矿炉中熔炼后，对该铸块进行开坯轧制，制作规定尺寸的坯料。在开坯轧制工序中，为了使Cr系碳化物充分固溶，需要在开坯轧制前将坯料加热至1200℃以上、更优选1220℃以上、进一步优选1230℃以上。越是将坯料加热至高温，越是能固溶Cr系碳化物，因此加热温度的上限并无特别限定，但是，若考虑加热炉的耐热温度，则加热温度的上限为1250℃以下，优选为1240℃以下。
在轧制工序中，只要以所期望的压下率进行热轧并制成所期望的线径的线材即可。在轧制工序中，为了抑制Cr系碳化物的生成、生长，期望在低温下进行轧制。轧制温度优选为950℃以下，更优选为900℃以下，并且优选为750℃以上，更优选为800℃以上。
热轧后需要进行控制冷却。为了在热轧后的冷却过程中抑制Cr系碳化物的生成、生长，并且抑制贝氏体、马氏体等过冷组织的产生、过度的脱碳，需要将轧制线材适当地冷却。具体而言，将轧制线材卷取后载置于冷却输送带时的载置温度、即轧制卷取温度为750℃以上、优选为780℃以上、更优选为800℃以上，并且为950℃以下，优选为920℃以下，更优选为900℃以下。
另外，使从输送带载置后的冷却开始至珠光体相变结束温度区域、即600℃为止的平均冷却速度为1.0℃/秒以上，优选为2℃/秒以上，并且为6℃/秒以下，优选为5℃/秒以下，更优选为4℃/秒以下。之后，使直至300℃为止的平均冷却速度为4℃/秒以上，优选为5℃/秒以上，并且为10℃/秒以下，优选为9℃/秒以下。通过这样地控制冷却速度，从而可以抑制Cr系碳化物的生成、生长，并且可以形成适合于二次加工处理的珠光体组织。
上述冷却速度控制可以通过适当组合例如轧制线速、输送带速度、鼓风机冷却、罐盖冷却等来进行控制。予以说明，上述温度可以通过设置在输送带上的多个部位的放射温度计进行测定。
之后，进行去除轧制线材表层的脱碳层、瑕疵等的剥皮处理、用于制成珠光体组织的铅淬火处理后，拉丝加工成所期望的线径。通过控制铅淬火时的加热条件，从而可以形成珠光体组织。另外，尤其是为了抑制粗大的未熔Cr系碳化物，而使铅淬火时的加热温度为850℃以上，优选为870℃以上，更优选为890℃以上，并且优选为950℃以下，更优选为930℃以下。另外，在该加热温度下的保持时间为10秒以上，优选为15秒以上，更优选为20秒以上，并且为60秒以下，优选为55秒以下，更优选为50秒以下。平均冷却速度为1.0℃/秒以上，优选为2.0℃/秒以上，并且为6℃/秒以下，优选为5℃/秒以下。通过进行此种控制冷却，从而得到适于后工序的珠光体组织。
对拉丝加工线材实施淬火回火处理。为了抑制由加热不足所致的粗大的未熔Cr系碳化物，淬火时的加热温度为850℃以上，优选为870℃以上，更优选为890℃以上。另一方面，若残留奥氏体晶粒粗大化至例如GS#10以下，则韧性和延展性降低，因此，从抑制残留奥氏体晶粒粗大化的观点出发，加热温度为950℃以下，优选为930℃以下，更优选为910℃以下。使上述加热温度下的保持时间为10秒以上，优选为15秒以上，更优选为20秒以上，并且为60秒以下，优选为55秒以下，更优选为50秒以下。只要在保持规定时间后所加热过的油、例如大致50～60℃左右的油中进行淬火后，以达到2100MPa以上的抗拉强度的方式适当调整回火即可。例如回火的加热温度为350℃以上且450℃以下，在加热温度下的保持时间为30秒以上且150秒以下。通过进行此种处理，从而得到具有所期望的抗拉强度、且包含超过5％且15％以下的残留奥氏体的热处理钢线。
如后述实施例所示，本发明的热处理钢线显示出疲劳特性优异的特性。本发明的热处理钢线可以加工成所期望的卷材径、自由高度、卷绕数而制成阀弹簧、离合器弹簧、发动机弹簧、传动弹簧等各种弹簧。在对热处理钢线进行加工时可以根据需要实施氮化处理、真空浸碳处理等公知的各种处理。
本申请基于2015年3月31日申请的日本专利申请第2015－070531号主张优先权的权益。2015年3月31日申请的日本专利申请第2015－070531号的说明书的全部内容作为本申请的参考而援引于此。
实施例
以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例限制，在能够符合上下文的主旨的范围内当然也可以适当加以变更后实施，这些均包含在本发明的技术范围内。
将表1所示的化学成分组成的钢锭150kg在小型真空熔化炉中熔炼后，在模拟开坯温度的表2所示的温度下加热后，进行锻压拉伸加工，制作□155mm见方的钢片。将该钢片热轧后，如表2所示那样控制载置温度、卷取后直至600℃为止的冷却速度(表中，记载为“冷却速度I”)及之后直至300℃为止的冷却速度(表中，记载为“冷却速度II”)，制造线径的轧制线材。对该轧制线材进行剥皮处理，除去表层的脱碳层、瑕疵等后，在表2所示的条件下进行铅淬火处理，制成珠光体组织后，以达到线径的方式进行冷拉丝加工。
接着，在表2所示的条件下进行淬火回火处理。此时，以使抗拉强度达到2100～2150Mpa的方式实施回火处理，制造热处理钢线。
按照以下方式测定抗拉强度、深拉率、Cr系碳化物、残留γ、疲劳强度，并将其记载于表3中。
[抗拉强度、深拉率]
利用自动绘图仪(岛津制作所制)在评价间距离为200mm、应变速度为20mm/min的条件下进行拉伸试验，从抗拉强度及截面形状测定深拉率。若深拉率为45％以上，则判定为韧性和延展性优异。
[Cr系碳化物]
使用场致发射型扫描电子显微镜(FE－SEM：Field Emission Scanning ElectronMicroscope)及能量色散型荧光X射线分析装置(EDX：Energy Dispersive X－ray)，进行回火马氏体组织中的Cr系碳化物的测定。在与钢线的轴垂直的截面(以下称作“横截面”)进行切割，埋入热树脂，依次进行纸研磨、抛光研磨、蚀刻。蚀刻液使用5％苦味酸和95％乙醇，出现析出物。接着，使用FE－SEM，对在上述横截面中从钢线表层起深度为0.3mm的位置，如图1所示那样观察以45°间隔各275μm2、合计2,200μm2。观察在倍率10,000倍、加速电压：20kV、电流：0.1nA的条件下进行。接着，使用EDX，鉴定碳化物、碳氮化物、复合碳化物及复合碳氮化物，将包含以质量％为10％以上的除Fe外的元素中的Cr的碳化物作为Cr系碳化物。关于Cr系碳化物的测定，使用图像解析软件(Media Cybernetics公司制Image Pro Plus)，进行圆当量直径为0.1μm以上的Cr系碳化物的定性分析，计算0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物、0.7μm以上的Cr系碳化物的各自的个数，计算出每1μm2的Cr系碳化物的个数及平均值。
[残留γ]
使用二维微小部X射线衍射装置，在表4记载的分析条件下进行残留γ量的测定，计算体积率。予以说明，残留γ的效果利用自卷径(self-diameter winding)前后的硬度上升的测定值△HV进行评价。若△HV为50以上，则根据卷曲时的硬度上升判定为得到高强度弹簧。
[疲劳强度]
进行中村式旋转弯曲疲劳试验来评价疲劳强度。对淬火回火处理后的热处理钢线进行喷丸处理，对钢线表层赋予压缩的残留应力后，在220℃下进行20分钟的去应力退火，制作试验片。旋转弯曲试验从负荷应力1000MPa开始，并且将5个试验片全部未发生断裂且转速达到5,000万次的应力作为疲劳强度。在发生因夹杂物所致的折损的情况下，使负荷应力缓缓地降低至950MPa、900Mpa，实施旋转弯曲试验。将900MPa以上评价为合格。
[表1]
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
由这些结果可以考察如下。试验No.1～10是满足本发明中规定的要件的发明例。它们均具有优异的疲劳特性。
试验No.11、12是开坯温度低的例子。在这些例子中，0.7μm以上的粗大的碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.13是载置温度高的例子。就该例而言，在轧制材中产生过冷组织，在轧制线材的剥皮处理时产生断线，因此中止试验。
试验No.14是从载置温度至600℃为止的冷却速度(表中为“冷却速度I”)较慢的例子。在该例中，0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物及0.7μm以上的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.15是从轧制后至300℃为止的冷却速度(表中为“冷却速度II”)较慢的例子。在该例中，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.16是铅淬火时的加热温度低的例子。在该例中，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.17是铅淬火时的加热保持时间短的例子。在该例中，成为不完全组织，在拉丝工序中产生断线，因此中止试验。
试验No.18是铅淬火时的冷却速度较慢的例子。在该例中，0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物及0.7μm以上的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.19是淬火时的加热温度低的例子。在该例中，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.20是淬火时的保持时间短的例子。在该例中，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.21是回火温度高的例子。在该例中，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。另外，残留γ量也少。
试验No.22是回火温度高的例子。在该例中，残留γ量少，卷曲后的硬度上升小，因此未得到高强度弹簧。
试验No.23中，回火的保持时间长。在该例中，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。另外，残留γ量也少。
试验No.24是C含量多的例子。在该例中，抗拉强度高，深拉率低。另外，0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物及0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.25是Si含量多的例子。在该例中，抗拉强度高，深拉率低。并且韧性和延展性欠缺，疲劳强度降低。
试验No.26是Cr含量多的例子。在该例中，Cr系碳化物变多，疲劳强度降低。
试验No.27是V含量多的例子。在该例中，Cr与V的复合碳化物变多，疲劳强度降低。

Claims (3)

1.一种疲劳特性优异的热处理钢线，其以质量％计含有：
C：0.5～0.8％、
Si：1.0～2.50％、
Mn：0.5～1.5％、
P：超过0％且0.02％以下
S：超过0％且0.02％以下
Cr：0.3～0.7％、
V：0.05～0.5％、
Al：超过0％且0.01％以下、
N：超过0％且0.007％以下、和
O：超过0％且0.004％以下，
余量由铁和不可避免的杂质构成，
在从表层起深度为0.3mm的回火马氏体组织中包含：
0.20个/μm2以下的以圆当量直径计为0.1μm以上且不足0.3μm的Cr系碳化物、
0.002个/μm2以下的以圆当量直径计为0.3μm以上且不足0.7μm的Cr系碳化物、和
0.0010个/μm2以下的以圆当量直径计为0.7μm以上的Cr系碳化物，
且残留奥氏体量以体积率计为超过5％且15％以下。
2.根据权利要求1所述的热处理钢线，其以质量％计还含有以下的(a)和(b)中的至少一者，即
(a)Ni：超过0％且0.3％以下；
(b)B：超过0％且0.01％以下。
3.一种弹簧，其是使用权利要求1或2所述的热处理钢线而得到的。
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