KR950013193B1 - Low decorburizing & high toughness spring steel - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도는 스프링 용강중 Si 함량변화에 따른 스프링 특성 변화를 나타내는 그래프.1 is a graph showing the spring characteristics change according to the Si content change in the spring molten steel.
본 발명은 자동차 현가용 코일 및 판스프링 등에 사용되는 스프링 용강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스프링 용강의 열간가공 및 스프링 특성을 부여하기 위한 열처리 작업시 발생하는 탈탄층을 현저히 감소시키면서 고강도화에 따른 인성저하를 방지할 수 있는 저탈탄 고인성 스프링 용강에 관한 것이다.The present invention relates to a spring molten steel used in automobile suspension coils and leaf springs, and more particularly, according to the high strength while significantly reducing the decarburization layer generated during the hot working and the heat treatment operation to impart the spring characteristics of the spring molten steel The present invention relates to a low decarburized high toughness spring molten steel capable of preventing toughness deterioration.
자동차 산업에서의 에너지 절감에 의한 경쟁력의 향상은 자동차 경량화에 의해 연료를 절약하는 것이 시급한 문제로 대두되고 있는 실정이며 그 중 현가용 코일 스프링(automotive suspension coil spring)은 자동차의 수많은 부품중 경량화에 대한 기여도가 큰 부품중에 하나로 고려되어 왔다.The improvement of competitiveness by energy saving in the automobile industry is an urgent problem to save fuel by reducing the weight of automobiles. Among them, the suspension coil spring is used to reduce the weight of the automobile parts. It has been considered one of the high contributing parts.
코일스프링의 경량화를 실행하기 위한 수단으로서는 자동차 무게에 의한 코일 스프링의 영구변형성(변형저항성 또는 잔류 전단변형율) 저하로 범퍼(bumper)와 맞닿는 현상이 초래되는 것을 방지하기 위한 변형저항성이 우수한 재료가 필요하며 이러한 추세에 부응하여 기존에 널리 사용되던 SAE 6150(Cr-V) 합금강보다 변형저항성이 우수한 Si 첨가강이 주목받기 시작하였으며 그중 SAE 9260(1.8-2.2% Si, SUP7)은 변형저항성이 우수한 재료로 개발되었으나 제조공정상의 표면탈탄에 의한 피로수명저하와 표면가공에 소요되는 가격 등이 문제점으로 발생되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 변형저항성을 크게 약화시키지 않는 성분범위에서 표면탈탄을 조장하는 실리콘(Si)을 감소시키고 탈탄방지에 효과적인 원소인 크롬(Cr)을 첨가한 SAE 9254가 개발되었다. 그러나 날로 심각해지는 자동차 경량화 추세로 인해 기존의 스프링강에 비하여 변형저항성이 우수한 재료가 절실히 요구되어지고 있는 실정이며, 이에 부응하여 스프링의 변형저항성에 유효한 효과를 나타내는 V를 SAE 9254 강종에 소량 첨가시킨 SRS 60강(일본특허공개(소) 57-27956, (소) 57-169062, (소) 57-13148)을 개발하기에 이르렀으나 날로 심각해지는 자동차 경량화에 비추어 올때 새로운 강종의 개발이 절실히 필요하다.As a means to reduce the weight of the coil spring, a material having excellent deformation resistance is required to prevent contact with the bumper due to the decrease in the permanent deformation (strain resistance or residual shear strain) of the coil spring due to the weight of the vehicle. In response to this trend, Si-added steel, which has higher strain resistance than SAE 6150 (Cr-V) alloy steel, which has been widely used, has been attracting attention. Among them, SAE 9260 (1.8-2.2% Si, SUP7) has excellent strain resistance. However, problems such as fatigue life reduction due to surface decarburization and surface processing cost due to surface decarburization in the manufacturing process were caused. In order to solve this problem, SAE 9254 has been developed in which silicon (Si), which promotes surface decarburization, is added and chromium (Cr), an element effective in preventing decarburization, has been developed in a component range that does not significantly reduce deformation resistance. However, due to the ever-increasing weight of automobiles, there is an urgent need for materials that have better strain resistance than existing spring steels.In response, a small amount of V is added to SAE 9254 steel grades, which is effective for strain resistance of springs. SRS 60 steel (Japanese Patent Publication 57-27956, Japanese 57-169062, Japanese 57-13148) has been developed, but the development of new steel grades is urgently needed in light of the increasing weight of automobiles. .
이러한 상황으로 볼때 자동차 경량화의 추세에 부응하여 현가용 코일스프링의 무게를 절감하기 위해서는 변형저항성이 우수한 스프링 재료가 절실히 요구되어지며 이에 따라 고실리콘 첨가강이 필요하며 이러한 강종을 사용할 경우 고실리콘 첨가에 따른 스프링의 제조공정중 열간가공이나 스프링의 특성을 부여하는 열처리시에 소재의 표면에 발생하는 탈탄의 문제점과 고강도화에 따른 스프링 용강의 인성이 저하되는 문제점들을 우선적으로 해결해야 할 필요성이 있다.In this situation, in order to meet the trend of light weight of automobiles, in order to reduce the weight of suspension coil springs, spring materials with excellent deformation resistance are urgently needed, and therefore, high silicon-added steel is required. There is a need to solve the problems of decarburization occurring on the surface of the material during the hot working or heat treatment to impart the characteristics of the spring during the spring manufacturing process and the problems of deterioration of the toughness of the molten steel due to high strength.
탈탄층을 억제하기 위한 종래의 기술로는 일본특허공개 (평) 2-301541호, (평) 1-31960호, (소) 63-216591호, (소) 63-153240호, (소) 58-67847호, (소) 58-27956호 등을 들 수 있다.Conventional techniques for suppressing the decarburized layer include Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-301541, 1-31960, S. 63-216591, S. 63-153240, S. 58 -67847, (S) 58-27956, etc. are mentioned.
상기 일본특허공개 (평) 2-301541호, (소) 63-153240호에는 크롬의 함량을 증가(1.5-3.0%)시키거나, 납, 황, 칼슘 등을 첨가하는 방법이 제시되었으나 크롬함량의 증가에 따른 스프링의 변형저항 특성이 저하되는 단점이 있으며, 또한 유사 합금성분의 일본특허공개(소) 62-274058의 경우에는 변형저항성에 유효한 실리콘의 함량에 있어서 극대화를 시키지 못한 단점이 있다.Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-301541 and 63-153240 disclose a method of increasing the content of chromium (1.5-3.0%) or adding lead, sulfur, calcium, and the like. There is a disadvantage in that the deformation resistance characteristic of the spring decreases with the increase, and also in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-274058 of a similar alloy component, there is a disadvantage in that it is not maximized in the amount of silicon effective for deformation resistance.
한편 (소) 63-216591호, (소) 58-67847호에는 탄소의 함량을 낮추면서 구리, 몰리브덴, 주석, 안티몬, 비소, 구리 등을 첨가하는 방법이 제시되었으나 고가의 합금 원소 첨가 및 인성저하의 단점이 있다. 일본특허공개 (평) 1-31960호, (소)58-27956호에는 실리콘의 함량을 낮추는 방법 등이 제시되었으나 실리콘의 함량감소에 따른 변형저항성의 향상은 기대하기 어렵다.On the other hand, in (S) 63-216591 and (S) 58-67847, a method of adding copper, molybdenum, tin, antimony, arsenic, copper, etc. while lowering the carbon content has been proposed, but adding expensive alloying elements and deteriorating toughness There are disadvantages. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-31960 and 58-27956 disclose methods for lowering the content of silicon, but improvement of deformation resistance due to the decrease in the content of silicon is not expected.
인성을 향상시키기 위한 종래의 기술로는 일본특허공개 (평) 3-2354를 들 수 있다.As a conventional technique for improving toughness, Japanese Patent Laid-Open No. 3-2354 is mentioned.
상기 일본특허공개 (평) 3-2354에는 탄소함량의 하향조정 및 니켈의 첨가로 인성향상의 효과를 얻은 바 있으나 탄소의 함량의 저감에 따른 항복강도의 저하로 변형 저항성의 향상측면에서는 문제점이 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-2354 has had an effect of improving the toughness by adjusting the carbon content and adding nickel, but there is a problem in terms of improving the deformation resistance due to the decrease in yield strength due to the reduction of the carbon content. .
따라서 본 발명의 목적은 탄소함량의 저감없이 스프링강의 변형저항성에 유효한 화학성분(실리콘)의 효과를 극대화하면서 고실리콘 첨가에 따른 스프링의 제조공정상에서 발생하는 소재 탈탄 및 인성저하의 문제점을 해결한 저탈탄 고인성 스프링 용강을 제조하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of material decarburization and toughness deterioration in the manufacturing process of the spring due to the addition of high silicon while maximizing the effect of the chemical composition (silicon) effective for the deformation resistance of the spring steel without reducing the carbon content Decarburized high toughness spring molten steel.
본 발명자들은 스프링특성(피로특성, 변형저항성), 인성 및 탈탄에 미치는 각종 원소의 영향에 대해 깊이 있게 연구한 결과, 니켈을 첨가할 경우, 스프링강의 변형저항성에 유효한 화학성분(실리콘)의 효과를 극대화시키면서 고실리콘 첨가에 따른 스프링의 제조공정 상에서 발생하는 소재 탈탄의 문제점을 해결할 수 있었으며 고강도에 따른 인성저하를 해결하기 위한 수단으로 니켈의 첨가가 매우 효과적이라는 결과를 얻어 스프링 용강의 탈탄억제 및 인성의 개선을 함께 달성할 수 있는 새로운 강종을 제조할 수 있었다.The present inventors have conducted in-depth studies on the effects of various elements on the spring characteristics (fatigue characteristics, strain resistance), toughness and decarburization. When nickel is added, the effects of chemical components (silicon) effective on the deformation resistance of spring steel It was able to solve the problem of material decarburization in the manufacturing process of the spring due to the addition of high silicon and maximized the decarburization and toughness of the molten steel. It was possible to produce new steel grades that could achieve the improvement of.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
본 발명은 중량%로, C(탄소) : 0.5-0.7%, Si(규소) : 2.60-3.50%, Mn(망간) : 0.3-1.5%, Cr(크롬) : 0.3-0.8%, V(바나듐) 및 또는 Nb(니오븀) : 0.05-0.5%, P : 0.02% 이하, S : 0.02% 이하, Ni : 0.05-5.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 저탈탄 고인성 스프링 용강에 관한 것이다.The present invention is in weight%, C (carbon): 0.5-0.7%, Si (silicon): 2.60-3.50%, Mn (manganese): 0.3-1.5%, Cr (chromium): 0.3-0.8%, V (vanadium ) And or Nb (niobium): 0.05-0.5%, P: 0.02% or less, S: 0.02% or less, Ni: 0.05-5.0%, balance Fe and other unavoidable impurities. .
이하, 상기 성분 및 성분범위의 한정이유에 대하여 설명한다.Hereinafter, the reason for limitation of the said component and a component range is demonstrated.
상기 탄소의 함량을 0.50-0.70%으로 선정한 것은 탄소의 함량이 0.50% 이하인 경우 소입, 소려에 의한 고응력 스프링 용강으로서 충분한 강도를 확보하기 어렵기 때문이고, 0.70% 이상인 경우 고강도화에 따른 인성확보의 어려움과 고실리콘의 함량으로 파생되는 소재탈탄을 억제하기 어렵기 때문이다.The content of the carbon is 0.50-0.70% because the carbon content is less than 0.50%, it is difficult to secure sufficient strength as the high stress spring molten steel due to hardening and condensation. This is because it is difficult to suppress material decarburization derived from difficulty and high silicon content.
상기 실리콘의 함량이 2.0% 이하인 경우 실리콘이 훼라이트내에 고용되어 모재의 강도를 강화시키고 변형 저항성 개선하는 효과가 충분하지 못하기 때문에 실리콘의 함량은 2.0% 이상 함유되어야 하는데, 보다 큰 변형저항성 및 스프링 소재의 경량화를 위해서는 2.50%를 초과하여 함유되는 것이 보다 바람직하다. 더욱더 바람직한 것은 실리콘의 함량을 2.60% 이상 함유하면 우수한 피로특성을 갖을 수 있다. 그러나, 실리콘이 3.5% 이상인 경우 변형저항성의 개선효과가 포화되고 열처리시 탈탄의 가능성이 높기 때문에 바람직하지 않다.If the silicon content is less than 2.0%, the silicon content must be contained more than 2.0% because the silicon is not dissolved in the ferrite to strengthen the base material and improve the deformation resistance. In order to reduce the weight of the material, it is more preferable to contain more than 2.50%. Even more preferred, the silicon content of 2.60% or more may have excellent fatigue properties. However, when silicon is more than 3.5%, it is not preferable because the improvement effect of the deformation resistance is saturated and the possibility of decarburization during heat treatment is high.
상기 망간의 함량을 0.3-1.5%으로 선정한 것은 망간의 함량이 0.3% 이하인 경우 스프링 용강으로서 강도 및 소입성이 부족하기 때문이고, 1.5% 이상인 경우 인성이 저하하기 때문이다.The content of the manganese is selected as 0.3-1.5% because the strength and hardenability as spring molten steel is insufficient when the content of manganese is 0.3% or less, and the toughness is lowered when the content of manganese is 1.5% or more.
상기 크롬의 함량을 0.3-0.8%으로 선정한 것은 크롬의 함량이 0.3% 이하에서는 충분한 소입성 및 탈탄억제의 효과가 없기 때문이고, 0.8% 이상에서는 변형저항성의 저하를 초래하기 때문이다.The content of chromium is 0.3-0.8% because the chromium content is less than 0.3% because it does not have sufficient quenching and decarburization effects, and at 0.8% or more, the deformation resistance is reduced.
상기 바나듐 또는 니오븀은 각각 본 발명강에 있어서 변형저항성을 개선하기 위해 단독 또는 복합으로 첨가되는 원소로서 바나듐 또는 니오븀의 함량을 각각 0.05-0.5%으로 선정한 것은 그 함량이 0.05% 이하인 경우 변형저항성의 개선효과가 충분하지 못하기 때문이고, 0.05% 이상인 경우 그 효과가 포화하여 오스테나이트중에 용해되지 않은 조대한 합금 탄화물양이 증가하여 비금속개재물과 같은 작용을 하므로서 피로특성의 저하를 초래하기 때문이다.The vanadium or niobium is an element added alone or in combination in order to improve the deformation resistance of the present invention, respectively, and the content of vanadium or niobium is selected as 0.05-0.5%, respectively, to improve the deformation resistance when the content is 0.05% or less. This is because the effect is not sufficient, and if it is 0.05% or more, the effect is saturated to increase the amount of coarse alloy carbides that are not dissolved in austenite, which acts like a nonmetallic inclusion, leading to a decrease in fatigue properties.
상기 인(P)은 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키므로 그 상한은 0.02%로 제한하는 것이 바람직하며, 상기 황(S)은 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 스프링 특성에 유해한 영향을 미치므로, 그 상한은 0.02%로 제한하는 것이 바람직하다.Since the phosphorus (P) is segregated at the grain boundary to reduce the toughness, the upper limit is preferably limited to 0.02%, and the sulfur (S) has a harmful effect on the spring characteristics by reducing the toughness and forming an emulsion, It is preferable to limit the upper limit to 0.02%.
상기 니켈은 본 발명에 있어서 훼라이트 탈탄층을 저감하고 인성을 개선시키기 위하여 첨가되는 원소로서 상기 니켈의 함량을 0.5-5.0%으로 선정한 것은 그 함량이 0.5% 이하인 경우 소재탈탄 및 인성개선의 효과가 충분하지 못하기 때문이고, 5.0% 이상인 경우 첨가효과가 포화되어 잔류 오스테나이트의 양이 증가하여 피로특성에 유해하기 때문이다.The nickel is an element added in order to reduce the ferrite decarburization layer and improve the toughness in the present invention, the nickel content of 0.5-5.0% is selected when the content is 0.5% or less. This is because it is not sufficient, and if it is more than 5.0%, the additive effect is saturated, and the amount of retained austenite increases, which is detrimental to the fatigue characteristics.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예 1]Example 1
하기표 1과 같이 조성되는 강들을 시료로 하여 주조후 1200℃에서 2시간 가열한 다음, 압연마무리 온도 950℃로 하여 열간압연을 실시하였으며, 이때의 압연비는 70% 이상으로 하였다.After casting the steel composition as shown in Table 1 as a sample and heated at 1200 ℃ for 2 hours, the hot rolling was carried out to a rolling finish temperature of 950 ℃, the rolling ratio was at least 70%.
상기와 같은 열간압연된 소재를 20×30×10mm의 크기로 절단한 시험편을 사용하여 탈탄시험을 행하고, 훼라이트 탈탄층의 깊이를 측정하여 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.A decarburization test was carried out using a test piece cut into the hot-rolled material as described above in a size of 20 × 30 × 10 mm, and the depth of the ferrite decarburized layer was measured. The results are shown in Table 2 below.
또한, 소려온도별 경도 및 충격치를 측정하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.In addition, the hardness and impact value for each considered temperature were measured, and the results are shown in Table 2 below.
상기 탈탄시험은 열처리온도 900℃, 1000℃, 1100℃에서 각각 2시간 동안 대기중에서 열처리하였으며, 훼라이트 탈탄층의 깊이를 측정하기 위하여 열처리 이후 노냉하였다.The decarburization test was heat-treated in the air at a heat treatment temperature of 900 ° C., 1000 ° C., and 1100 ° C. for 2 hours, respectively, and the furnace was cooled after the heat treatment to measure the depth of the ferrite decarburization layer.
시험편에 대한 탈탄층의 깊이는 KS규격(KS D 0216)에 의하여 측정하였다. 이 규격에 의하면 광학현미경 관찰법과 미소경도 측정법 등이 제안되고 있는데, 본 발명에서 훼라이트 탈탄층의 깊이측정은 광학현미경 관찰법을 이용하였다.The depth of the decarburized layer for the test piece was measured by the KS standard (KS D 0216). According to this standard, an optical microscope observation method and a microscopic hardness measurement method have been proposed. In the present invention, the depth measurement of the ferrite decarburized layer was used by the optical microscope observation method.
상기 충격인성의 평가를 위한 소입소려 열처리 조건을 850℃에서 30분간 열처리한 후 유냉하여 소려온도(300℃, 400℃)별로 염욕(salt bath)에서 30분간 열처리하였다. 상기 경도측정은 록그웰(Rockwell, 150kg)경도기를 이용하여 측정하였으며, 상기 충격시험은 샤르피(charpy)시험기를 이용하여 측정하였으며 이때 노치조건은 2mm-U notch였다.The heat treatment conditions for the evaluation of impact toughness were heat-treated at 850 ° C. for 30 minutes, followed by oil cooling, followed by heat treatment for 30 minutes in a salt bath for each soaking temperature (300 ° C., 400 ° C.). The hardness measurement was measured using a Rockwell (150 kg) hardness tester, the impact test was measured using a Charpy tester (notch condition was 2mm-U notch).
[표 1]TABLE 1
(단위 : 중량%)(Unit: weight%)
[표 2]TABLE 2
상기 표 2에 나타난 바와같이, 현재 용융되고 있는 종래재(1)은 실리콘 함량이 1.5% 수준의 강으로서, 시험온도 범위에서 0.19-0.44mm의 훼라이트 탈탄층의 깊이를 갖고 충격인성은 1.5-2.6kg/㎠인 반면에, 본 발명재(1-3)의 경우에는 0.06-0.31mm의 훼라이트 탈탄층의 깊이를 갖고, 충격인성은 2.6-4.1kg-m/㎠의 분포를 갖는 바, 본 발명재(1-3)의 경우 종래재(1)에 비하여 실리콘 함량이 극대화되면서 훼라이트 탈탄층의 생성이 현저하게 억제되고 또한, 충격인성에 있어서도 우수함을 알 수 있다. 한편, 경도치는 유사수준으로 나타났으며 탈탄층의 경우도 약간 우수하게 나타났다.As shown in Table 2, the conventional material (1), which is currently being melted, is a steel having a silicon content of 1.5% level, and has a depth of 0.19-0.44mm of ferrite decarburized layer in the test temperature range and the impact toughness of 1.5-. Whereas 2.6kg / ㎠, in the case of the present invention (1-3) has a depth of the ferrite decarburization layer of 0.06-0.31mm, impact toughness having a distribution of 2.6-4.1kg-m / ㎠, In the case of the present invention material (1-3) it can be seen that the production of the ferrite decarburized layer is significantly suppressed, and also excellent in impact toughness while maximizing the silicon content as compared to the conventional material (1). On the other hand, the hardness value was similar, and the decarburized layer was slightly superior.
또한, 비교재(1-5)의 경우에는 실리콘성분범위가 1.0-2.5% 수준인데 반하여 본 발명재(1-3)의 경우에는 스프링 특성에 유효한 Si함량을 2.51-3.5% 수준으로 극대화되어 비교재(1-5)에 대비 스프링 특성(변형저항성)의 극대화 및 스프링 소재의 극대화가 가능함을 알 수 있다.In addition, in the case of the comparative material (1-5), the silicon component range is 1.0-2.5% level, while in the case of the present invention material (1-3), the Si content effective for the spring characteristics is maximized to the level of 2.51-3.5%. It can be seen that it is possible to maximize the spring characteristics (strain resistance) and the spring material in comparison with the ash (1-5).
또한, 비교재(6-7)의 경우에서도 나타난 바와같이, 실리콘성분이 3.5%를 초과하게 되면 인성이 저하되며 탈탄이 심화되기 때문에 이 이상 첨가하는 것은 바람직하지 않음을 알 수 있다.In addition, as shown in the case of the comparative material (6-7), when the silicon component exceeds 3.5%, the toughness is lowered and decarburization is intensified, so it can be seen that it is not preferable to add more than this.
이와같이, 스프링 특성에 유효한 실리콘성분의 극대화에 따른 소재탈탄 및 인성의 개선은 니켈의 첨가정도에 따라 달라지며, 상기 표 2에서 보는 바와같이, 특히 실리콘 함량이 2.50%를 초과하는 발명재(1-3)의경우 스프링 특성이 가장 우수하며 종래재(1) 및 비교재(1-7) 대비 동 등 수준이상의 탈탄 및 인성치를 나타내므로서 스프링 용강 제조 및 스프링 제조시 제조공정상의 문제점이 해소됨을 알 수 있다.As such, the improvement of material decarburization and toughness according to the maximization of the silicon component effective for the spring characteristics depends on the addition degree of nickel, and as shown in Table 2 above, in particular, the invention having a silicon content of more than 2.50% (1--1). In the case of 3), the characteristics of spring are the best and it shows that decarburization and toughness of the same level or higher than those of conventional materials (1) and comparative materials (1-7) solve the problems of manufacturing process during spring molten steel and spring manufacturing. Can be.
[실시예 2]Example 2
실시예 1의 비교재(1-4)(6)(7) 및 발명재(2-3)과 같은 조성을 갖는 강종을 이용하여 실리콘 함량이 다른 지름 13mm의 선재를 제조한 후, 직경 11mm, 높이 355mm, 유효권수 3.69의 코일 스프링을 제작하였다. 제조된 각 스프링에 대하여 스프링 특성(잔류 전단 변형율, 피로특성)을 측정하고 그 결과를 제 1 도에 나타내었다. 이때, 잔류전단변형율은 130kg/㎟의 응력하의 상온에서 72시간 유지후 측정하였으며, 피로시험은 시험응력을 93±36kg/㎟으로 하여 한 강종당 6회에 걸친 시험을 한 다음 평균값을 취했다.Using a steel grade having the same composition as Comparative materials (1-4) (6) (7) and Inventive Materials (2-3) of Example 1, a wire rod having a diameter of 13 mm having a different silicon content was produced, and then a diameter of 11 mm and a height. A coil spring of 355 mm and an effective number of turns 3.69 was produced. The spring properties (residual shear strain, fatigue properties) were measured for each spring manufactured, and the results are shown in FIG. At this time, the residual shear strain was measured after maintaining 72 hours at room temperature under a stress of 130kg / ㎜, and the fatigue test was carried out six times per steel grade with a test stress of 93 ± 36kg / ㎜ and then averaged.
제 1 도에 나타난 바와같이, 스프링 용강에 실리콘성분이 증가할수록 잔류전단 변형율은 더욱 작으며, 특히 실리콘함량이 2.50%를 초과하는 경우에는 잔류전단 변형율에 거의 변화가 없는데, 이는 스프링강중 실리콘의 함량이 상기 범위에서 Ni 첨가에 의하여 훼라이트 탈탄층의 생성이 억제되는 실시예 1의 결과와 일치하고 있다.As shown in FIG. 1, as the silicon component increases in the spring molten steel, the residual shear strain becomes smaller. In particular, when the silicon content exceeds 2.50%, there is almost no change in the residual shear strain, which is the content of silicon in the spring steel. This is in accordance with the results of Example 1 in which formation of the ferrite decarburized layer is suppressed by addition of Ni.
한편, 스프링에 대한 피로특성 시험결과, 스프링용강중 실리콘의 함량이 2.60-3.50%의 범위에서는 피로수명이 40만회 이상이 되며 약 3%의 Si을 함유하는 경우 피로특성이 최대가 됨을 알 수 있다. 결국 본 발명의 스프링 용강은 실리콘성분의 극대화를 통해서 변형저항성이 극히 우수할 뿐만 아니라 피로수명이 우수함을 알 수 있다.On the other hand, the fatigue characteristics test results for the spring, the silicon content of the spring steel in the range of 2.60-3.50% fatigue life is more than 400,000 times, it can be seen that the maximum fatigue characteristics when containing about 3% Si. As a result, the spring molten steel of the present invention can be seen that not only the strain resistance is extremely excellent but also the fatigue life through the maximization of the silicon component.
상기한 바와같이, 본 발명의 종래강에 비하여 높은 실리콘 함량으로 변형저항성의 향상이 기대되며 고실리콘의 첨가에 따른 스프링강의 열처리시 소재의 탈탄문제점과 고강도화에 따른 인성저하의 문제점을 니켈의 첨가로 현저하게 감소시킬 수 있으므로, 고강도 스프링 용강의 제조공정시 발생하는 훼라이트 탈탄층을 억제하고 인성의 개선을 달성할 수 있는 향상된 스프링 용강을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, it is expected to improve the deformation resistance with a higher silicon content than the conventional steel of the present invention. Since it can be significantly reduced, there is an effect that can produce an improved spring molten steel that can suppress the ferrite decarburization layer generated in the manufacturing process of high strength spring molten steel and achieve an improvement in toughness.
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