号数 ばね論文集45号(2000年)
ページ数 pp.1-7
種類 論文
論文名 高強度ばね鋼の開発と自動車懸架用ばね鋼への応用
Title Development of New high Strength Spring Steel and its Application to Automotive Coil Spring
著者 紅林 豊1)・伊藤 幸生2)・米口 明雄3)
Author Yutaka KUREBAYASHI1)・Yukio ITO2)・Akio YONEGUCHI3)
抄録 ばねの軽量化は、その設計応力を高めることで達成される。しかしながら、従来のばね用鋼においては、ばねの高強度化は腐食疲労寿命や靱性を著しく低下させ、最も重要なばねの信頼性を損なうおそれがある。そこで本報で我々は、ショットピーニングの改良とともに、ばねの高強度化と腐食疲労強度をともに満足する新しいばね用材料を提案する。開発鋼の特徴は以下の通りである。へたり性を向上させる目的でSiを1.8%とした。腐食疲労寿命のためにCを0.4%まで低下させた。また、腐食ピット形成抑制のためNiを0.5%添加した。腐食疲労き裂伝ぱ経路と成る旧オーステナイト結晶粒界の強化と結晶粒細粒化の為に、それぞれBとNbを少量添加した。
試験片と高応力下でのばねの両方による実験結果では、開発鋼は腐食疲労寿命と遅れ破壊強度の改善に効果が認められた。開発鋼は設計応力1200MPaにおいて従来鋼と比べて20%の軽量化を達成する。
Abstract Spring weight-saving will be achieved by increased design stress. However, in case of the conventional spring steel, high strength steel reduces corrosion fatigue life and toughness ,and it gets down the reliability of springs in actual environment . In this paper, we propose newly developed spring material with emphasis on improvement of shot peening to satisfy higher strength and corrosion fatigue life simultaneously.
The chemical elements of developed material were designed under the following philosophies, where Si stays at 1.8% for sag-resistance, C is reduced to 0.4% for the corrosion fatigue life, Ni is added by 0.5% for the controlled forming of corrosive pit, and a trace of B and Nb is added for the strength of austenitic grain boundary which be way of corrosion fatigue's crack propagation and fine grain size respectively.
Experimental results by straight test piece and coil spring under high stress shows that the developed spring material is effective for improving corrosive fatigue life and delayed fracture strength. Developed spring material can achieve 20% weight-saving under 1200MPa design stress comparing with the conventional spring steel. 
著者の所属 1)大同特殊鋼(株) 2)新エネルギー・産業技術総合開発機構 3)日本発条(株)
Belonging 1)Daido Steel Co., Ltd. 2)NEDO 3)NHK SPRING Co, Ltd.
Key Words Corrosion fatigue, Delayed fracture , Corrosive pit, Grain boundary, Grain size, Intergranular fracture