CN106133176A - 燃料喷射管用无缝钢管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供高强度且具有优良的耐内压疲劳特性的燃料喷射管用无缝钢管。具有特定的组成和实施冷拔、热处理后的原γ粒径的平均粒径在管轴方向断面为150μm以下的组织。由此，能够制成疲劳龟裂的发展得到抑制、适合作为高喷射压力的燃料喷射管的、拉伸强度TS为500MPa以上且耐内压疲劳特性优良的无缝钢管。另外，在上述组成的基础上，可以进一步含有选自Cu、Ni、Cr、Mo、B中的一种或两种以上、和/或、选自Ti、Nb、V中的一种或两种以上、和/或、Ca。

Description

燃料喷射管用无缝钢管
技术领域
本发明涉及适合作为用于向柴油发动机等的燃烧室喷射燃料的燃料喷射管用的无缝钢管。本发明特别涉及在高压下使用的燃料喷射管用无缝钢管的耐内压疲劳特性的提高。
背景技术
近年来，从保护地球环境的观点出发，强烈要求减少与燃料的燃烧相伴的CO2的排放量。特别是强烈要求减少汽车的CO2排放量。作为CO2排放量少的内燃机，已知有柴油发动机，也已经被用作汽车的发动机。但是，对于柴油发动机而言，虽然CO2排放量少，但存在容易产生黑烟的问题。
柴油发动机中的黑烟在氧气相对于所喷射的燃料不足的情况下产生。担心所产生的黑烟会引起大气污染并对人体带来不良影响。因此，通过提高燃料向柴油发动机的燃烧室的喷射压力，可以减少黑烟的产生量，因此，正在推进提高燃料向柴油发动机燃烧室的喷射压力的技术。但是，为了提高燃料向燃烧室的喷射压力，需要使用具有高内压疲劳强度的燃料喷射管。
针对这样的要求，例如，在专利文献1中记载了一种燃料喷射用钢管，其中，以质量％计含有C：0.12～0.27％、Si：0.05～0.40％、Mn：0.8～2.0％、进一步含有Cr：1％以下、Mo：1％以下、Ti：0.04％以下、Nb：0.04％以下、V：0.1％以下中的一种或两种以上，杂质中的Ca为0.001％以下、P为0.02％以下、S为0.01％以下，拉伸强度为500N/mm2(500MPa)以上，至少在从钢管的内表面起至20μm为止的深度所存在的非金属夹杂物的最大径为20μm以下。根据专利文献1中记载的技术，能够进一步提高燃料向燃烧室的喷射压力，在减少CO2排放量的同时，还能够降低黑烟的排放量。
另外，在专利文献2中记载了一种燃料喷射用无缝钢管，其中，以质量％计含有C：0.12～0.27％、Si：0.05～0.40％、Mn：0.8～2.0％、或者进一步含有Cr：1％以下、Mo：1％以下、Ti：0.04％以下、Nb：0.04％以下、V：0.1％以下中的一种或两种以上，杂质中的Ca为0.001％以下、P为0.02％以下、S为0.01％以下，拉伸强度为900N/mm2(900MPa)以上，至少在从钢管的内表面起至20μm为止的深度所存在的非金属夹杂物的最大径为20μm以下。在专利文献2中记载的技术中，在Ac3相变点以上的温度下进行淬火，在Ac1相变点以下的温度下进行回火，使拉伸强度为900N/mm2以上。根据专利文献2中记载的技术，能够防止以存在于内表面附近的非金属夹杂物为起点的疲劳破坏，因此，能够在确保拉伸强度为900N/mm2以上的高强度的同时提高极限内压，即使进一步提高燃料向燃烧室的喷射压力，也不会产生疲劳。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5033345号公报(日本特开2007-284711号公报)
专利文献2：日本专利第5065781号公报(日本特开2009-19503号公报)
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1和2所记载的技术中，至少在从钢管的内表面起至20μm为止的深度不存在超过20μm的非金属夹杂物。但是，专利文献1和2中记载的技术中，对于稳定地制造至少在从钢管的内表面起至20μm为止的深度存在的非金属夹杂物的最大径为20μm以下的钢管而言也存在许多问题。即，难以稳定地制造高强度且具有优良的耐内压疲劳特性的燃料喷射管用无缝钢管。
本发明的目的在于解决上述现有技术的问题并稳定地提供高强度且具有优良的耐内压疲劳特性的燃料喷射管用无缝钢管。需要说明的是，在此所述的“优良的耐内压疲劳特性”是指通过下式计算的应力σ与拉伸强度TS之比σ/TS即耐久比为30％以上的情况。另外，优选耐久比为35％以上。在此，“内径”、“壁厚”是指目标燃料喷射管的内径、壁厚。
σ＝内径(mm)×内压疲劳强度(MPa)/(2×壁厚)(mm)
用于解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明人对由夹杂物产生的疲劳龟裂的发展形态进行了深入研究。
首先，对本发明人所进行的作为本发明的基础的实验结果进行说明。
从以质量％计大致含有0.17％的C、0.26％的Si、1.27％的Mn、0.03％的Cr、0.013％的Ti、0.036％的Nb、0.037％的V、0.004～0.30％的Al、0.0005～0.011％的N的钢管(外径34mmφ×内径25mmφ)裁取试验材料，反复进行冷拔而制成素管(外径6.4mmφ×内径3.0mmφ)，实施热处理(加热温度：1000℃，加热后放冷)，制成拉伸强度TS为560MPa的钢管。所得到的钢管的管轴方向断面的原γ粒径(原γ粒径的平均粒径)在80～200μm的范围内变化。对于这些钢管，实施内压疲劳试验。
内压疲劳试验中，施加正弦波压力(最低内压压力：18MPa，最高内压压力：250～190MPa)，求出重复次数为107次时不发生疲劳破坏的最大内压，作为内压疲劳强度。
将所得到的结果以内压疲劳强度与原γ粒径的关系示于图1中。由图1可知，通过减小原γ粒径，内压疲劳强度提高。另外，根据对由夹杂物产生的疲劳龟裂的发展形态的观察发现，即使是以最大径超过20μm的夹杂物为起点而产生的疲劳龟裂，原γ粒径为150μm以下时，龟裂也几乎不发展而成为停留龟裂(满足本发明的成分组成的分划是原γ粒径处于150μm以下)。
对于其机理，到目前为止还不清楚，但本发明人认为如下。
龟裂(疲劳龟裂)在其前端在利用作用于与龟裂行进方向垂直的方向的反复应力使材料断裂的同时行进。在龟裂前端，因反复应力的作用发生硬化，通常在几乎不延伸的情况下发生断裂。但是，前端的硬化区域减小，有时会以一定程度变形后发生断裂。认为在这种情况下，有时会发生变形而延伸的部分覆盖龟裂的前端部，龟裂闭口而不易发展，成为所谓的停留龟裂，龟裂的传播停止。通过使组织微细化至原γ粒径为150μm以下，由于亚晶界、晶界、晶体取向差和析出物等的影响而使向周围的应力传递减少，龟裂前端的硬化区域难以增大。推测其结果是，龟裂发展时的断裂部的变形增大、延伸量增加，容易形成停留龟裂。
但是，如果在进行冷拔后实施热处理，则γ晶粒容易粗大化。因此，本发明人使用实施例的表1的B～Q的试验材料进一步进行了研究，从而发现：为了使实施冷拔和热处理后的原γ粒径减小至150μm以下，需要在将Al含量和N含量设定为适当范围内的基础上将[Al％]×[N％]设定为适当范围内。
将原γ粒径与[Al％]×[N％]的关系示于图2中。由图2可知，为了使原γ粒径为150μm以下，需要将[Al％]×[N％]设定为27×10-5以下(满足本发明的成分组成的分划是[Al％]×[N％]处于27×10-5以下)。另外，优选将[Al％]×[N％]设定为2×10-5以上。
本发明是基于上述见解进一步加以研究而完成的。即，本发明的主旨如下所述。
[1]一种燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，
具有以质量％计含有C：0.155～0.38％、Si：0.01～0.49％、Mn：0.6～2.1％、Al：0.005～0.25％、N：0.0010～0.010％、并且满足下述(1)式、含有作为杂质的P：0.030％以下、S：0.025％以下、O：0.005％以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成，
具有实施冷拔、热处理后的原γ粒径的平均粒径在管轴方向断面为150μm以下的组织，
所述无缝钢管的拉伸强度TS为500MPa以上，
[Al％]×[N％]≤27×10-5(1)
在此，Al％、N％为各元素的含量(质量％)。
[2]如[1]所述的燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Cu：0.10～0.70％、Ni：0.01～1.0％、Cr：0.1～1.2％、Mo：0.03～0.50％、B：0.0005～0.0060％中的一种或两种以上。
[3]如[1]或[2]所述的燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Ti：0.005～0.20％、Nb：0.005～0.050％、V：0.005～0.20％中的一种或两种以上。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有Ca：0.0005～0.0040％。
发明效果
根据本发明，能够容易且廉价地制造适合作为燃料喷射管用的、高强度且耐内压疲劳特性优良的无缝钢管，在产业上发挥显著的效果。另外，根据本发明，即使在表层附近存在夹杂物，所产生的疲劳龟裂也几乎不会发展而成为停留龟裂，因此，还具有能够提高耐内压疲劳特性、能够作为将内压设定得比以往更高的燃料喷射管用途应用的效果。
附图说明
图1是表示原γ粒径对内压疲劳强度产生的影响的图。
图2是表示[Al％]×[N％]对原γ粒径产生的影响的图。
具体实施方式
本发明的燃料喷射管用无缝钢管(在本说明书中，有时称为无缝钢管)具有以质量％计含有C：0.155～0.38％、Si：0.01～0.49％、Mn：0.6～2.1％、Al：0.005～0.25％、N：0.0010～0.010％、并且满足[Al％]×[N％]≤27×10-5(在此，Al％、N％为各元素的含量(质量％))、以P：0.030％以下、S：0.025％以下、O：0.005％以下含有作为杂质的P、S、O、余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成。
另外，本发明的无缝钢管具有实施冷拔、热处理后的原γ粒径在管轴方向断面为150μm以下的组织。
另外，本发明的无缝钢管的拉伸强度TS为500MPa以上。
首先，对本发明的无缝钢管的组成限定理由进行说明。需要说明的是，以下，只要没有特别说明，则质量％简记为％。
C：0.155～0.38％
C是具有发生固溶或析出、或者通过提高淬透性而使钢管的强度增加的作用的元素。为了得到这样的效果、确保期望的高强度，需要含有0.155％以上的C。另一方面，C含量超过0.38％时，热加工性降低，难以加工成规定的尺寸形状的钢管。因此，C含量限定为0.155～0.38％的范围。另外，优选为0.16～0.21％。
Si：0.01～0.49％
Si在本发明中是作为脱氧剂发挥作用的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.01％以上的Si。另一方面，即使Si含量超过0.49％，效果也饱和，在经济上变得不利。因此，Si含量限定为0.01～0.49％的范围。另外，优选为0.15～0.35％。
Mn：0.6～2.1％
Mn是具有发生固溶、或者通过提高淬透性而使钢管的强度增加的作用的元素。为了得到这样的效果、确保期望的高强度，需要含有0.6％以上的Mn。另一方面，Mn含量超过2.1％时，会助长偏析，钢管的韧性降低。因此，Mn含量限定为0.6～2.1％的范围。另外，优选为1.20～1.40％。
Al：0.005～0.25％
Al是作为脱氧剂发挥作用、并且与N结合而以AlN的形式析出从而有效地有助于晶粒、特别是γ晶粒的微细化、通过晶粒微细化而提高耐内压疲劳特性的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.005％以上的Al。另一方面，Al含量超过0.25％时，析出的AlN粗大化，不能实现期望的晶粒的微细化，不能确保期望的高韧性和优良的耐内压疲劳特性。另外，优选为0.015～0.050％。
N：0.0010～0.010％
N是与Al结合而以AlN的形式析出从而有助于晶粒、特别是γ晶粒的微细化、通过晶粒的微细化而提高耐内压疲劳特性的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.0010％以上的N。另一方面，N含量超过0.010％时，析出的AlN粗大化，不能实现期望的晶粒微细化。因此，N含量限定为0.0010～0.010％的范围。需要说明的是，从使冷拔性降低的时效硬化的观点出发，优选为0.0020～0.0050％。
[Al％]×[N％]≤27×10-5(1)
通过以使Al含量[Al％]与N含量[N％]之积([Al％]×[N％])满足(1)式的方式进行调整，能够将原γ粒径微细化至规定值以下，钢管韧性和钢管的耐内压疲劳特性提高。另一方面，[Al％]×[N％]不满足(1)式、即[Al％]×[N％]增大而超过27×10-5时，AlN粗大化，晶粒的微细化作用降低。因此，不能确保期望的耐内压疲劳特性。出于上述理由，以使[Al％]×[N％]满足(1)式的方式对Al含量[Al％]和N含量[N％]进行调整。另外，优选[Al％]×[N％]为20×10-5以下。
需要说明的是，在本发明中，作为杂质，分别以P：0.030％以下、S：0.025％以下、O：0.005％以下含有P、S、O。
P、S、O均是对热加工性和韧性带来不良影响的元素，在本发明中优选尽可能地降低。在本发明中，可以容许至P：0.030％、S：0.025％、O：0.005％。因此，在本发明中，作为杂质的P、S、O以P含量为0.030％以下、S含量为0.025％以下、O含量为0.005％以下的方式进行调整。
上述成分为基本成分，在基本组成的基础上，可以进一步根据需要选择性地含有选自Cu：0.70％以下、Ni：1.00％以下、Cr：1.20％以下、Mo：0.50％以下、B：0.0060％以下中的一种或两种以上、和/或、选自Ti：0.20％以下、Nb：0.050％以下、V：0.20％以下中的一种或两种以上、和/或、Ca：0.0040％以下作为选择元素。
选自Cu：0.70％以下、Ni：1.00％以下、Cr：1.20％以下、Mo：0.50％以下、B：0.0060％以下中的一种或两种以上
Cu、Ni、Cr、Mo和B均是通过淬透性的提高而有助于强度增加的元素，可以根据需要选择性地含有一种或两种以上。
Cu是在强度增加的基础上还有助于韧性提高的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，Cu含量优选为0.03％以上。另外，为了充分地得到这样的效果，需要含有0.10％以上的Cu。Cu含量超过0.70％时，热加工性降低、或者残余γ量增加，导致强度的降低。因此，在含有的情况下，Cu含量优选限定为0.03～0.70％的范围。另外，更优选为0.20～0.60％。
Ni是在强度增加的基础上还有助于韧性提高的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，需要含有0.10％以上的Ni。从该观点出发，Ni含量优选为0.10％以上。Ni含量超过1.00％时，残余γ量增加，导致强度的降低。因此，在含有的情况下，Ni含量优选限定为0.10～1.00％的范围。另外，更优选为0.20～0.60％。
Cr是有助于强度增加的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，Cr含量优选为0.02％以上。为了充分地得到这样的效果，需要含有0.1％以上的Cr。Cr含量超过1.20％时，形成极粗大的碳氮化物，即使在不易受到粗大的析出物、夹杂物的影响的本发明中，有时疲劳强度也会降低。因此，在含有的情况下，Cr含量优选限定为0.02～1.20％的范围。另外，更优选为0.02～0.40％。
Mo是在强度增加的基础上还有助于韧性提高的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，需要含有0.03％以上的Mo。从该观点出发，Mo含量优选为0.03％以上。Mo含量超过0.50％时，形成极粗大的碳氮化物，即使在不易受到粗大的析出物、夹杂物的影响的本发明中，有时疲劳强度也会降低。因此，在含有的情况下，Mo含量优选限定为0.03～0.50％的范围。另外，更优选为0.04～0.35％。
B是以微量含有而有助于提高淬透性的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，需要含有0.0005％以上的B。从该观点出发，B含量优选为0.0005％以上。即使含有超过0.0060％的B，效果也饱和，而且有时反而会阻碍淬透性提高。因此，在含有的情况下，B含量优选限定为0.0005～0.0060％。另外，更优选为0.0010～0.0030％。
选自Ti：0.20％以下、Nb：0.050％以下、V：0.20％以下中的一种或两种以上
Ti、Nb和V均是通过析出强化而有助于强度增加的元素，可以根据需要选择性地含有一种或两种以上。
Ti是在强度增加的基础上还有助于韧性提高的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，需要含有0.005％以上的Ti。从该观点出发，Ti含量优选为0.005％以上。Ti含量超过0.20％时，形成极粗大的碳氮化物，即使在不易受到粗大的析出物、夹杂物的影响的本发明中，有时疲劳强度也会降低。因此，在含有的情况下，Ti含量优选限定为0.005～0.20％的范围。另外，更优选为0.005～0.020％。
Nb与Ti同样是在强度增加的基础上还有助于韧性提高的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，需要含有0.005％以上的Nb。从该观点出发，Nb含量优选为0.005％以上。Nb含量超过0.050％时，形成极粗大的碳氮化物，即使在不易受到粗大的析出物和夹杂物的影响的本发明中，有时疲劳强度也会降低。因此，在含有的情况下，Nb含量优选限定为0.005～0.050％的范围。另外，更优选为0.020～0.050％。
V是有助于强度的增加的元素，可以根据需要含有。为了得到这样的效果，需要含有0.005％以上的V。从该观点出发，V含量优选为0.005％以上。V含量超过0.20％时，形成极粗大的碳氮化物，即使在不易受到粗大的析出物和夹杂物的影响的本发明中，有时疲劳强度也会降低。因此，在含有的情况下，V含量优选限定为0.005～0.20％的范围。另外，更优选为0.025～0.060％。
Ca：0.0040％以下
Ca是有助于控制夹杂物的形态的元素，可以根据需要含有。
Ca是控制夹杂物的形态、使夹杂物微细分散从而有助于提高延展性和韧性、进而有助于提高耐腐蚀性的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.0005％以上的Ca。从该观点出发，Ca含量优选为0.0005％以上。Ca含量超过0.0040％时，生成极粗大的夹杂物，即使在不易受到粗大的析出物和夹杂物的影响的本发明中，有时疲劳强度也会降低。此外，有时耐腐蚀性也会降低。因此，在含有的情况下，Ca含量优选限定为0.0005～0.0040％的范围。另外，更优选为0.0005～0.0015％。
上述成分以外的余量由Fe和不可避免的杂质构成。
接着，对本发明的无缝钢管的组织进行说明。
本发明无缝钢管具有上述组成，实施冷拔、热处理，形成包含铁素体、珠光体、含有针状铁素体的贝氏体铁素体、贝氏体、或者含有回火马氏体的马氏体相中的任意一种或两种以上的组织，并且具有原γ粒径在管轴方向断面为150μm以下的组织。
将原γ粒径限定为150μm以下意味着组织的微细化。通过组织的微细化，内压疲劳龟裂的发展慢，进而疲劳龟裂停留，龟裂的传播停止，耐内压疲劳特性提高。需要说明的是，原γ粒径增大而超过150μm时，组织粗大化，耐内压疲劳特性降低。因此，原γ粒径限定为150μm以下。另外，优选为100μm以下。
关于原γ粒径，依据JIS G 0511的规定，对于含有针状铁素体相的贝氏体铁素体相、贝氏体相、或者含有回火马氏体的马氏体相中的任意一种组织的部分，使用苦味酸饱和水溶液进行腐蚀，根据显露出的组织来决定。另外，对于观察到铁素体-珠光体组织、初析铁素体的组织的部分，使用硝酸乙醇溶液进行腐蚀，根据显露出的网状铁素体的网格的大小来决定。
接着，对本发明的无缝钢管的优选制造方法进行说明。
本发明的无缝钢管是以上述组成的钢管原材作为起始原材来制造的。需要说明的是，所使用的钢管原材的制造方法无需特别限定，常用的制造方法均可以应用。例如，优选将具有上述组成的钢水使用转炉或真空熔化炉等常用的熔炼方法进行熔炼，利用连铸法等常用的铸造方法制成圆钢坯等铸片(钢管原材)。需要说明的是，将连铸制的铸片进行热加工而制成期望的尺寸形状的钢片来作为钢管原材也没有任何问题。另外，也可以将通过铸锭-开坯轧制法得到的钢片作为钢管原材，这是不言而喻的。
优选将所得到的钢管原材加热并使用曼内斯曼自动轧管机方式、或者曼内斯曼芯棒式轧管机方式的轧制设备进行穿孔轧制和拉伸轧制、或者进一步通过使用张力减径机的定径轧制等进行制管从而制成规定尺寸的无缝钢管。
用于穿孔轧制和拉伸轧制的加热优选在1100～1300℃的范围的温度下进行。
加热温度低于1100℃时，变形阻力增大，难以进行穿孔轧制或者不能形成适当尺寸的孔。另一方面，加热温度超过1300℃而达到高温时，氧化减量增大，成品率降低，并且晶粒过于粗大化，材料特性降低。因此，用于穿孔轧制的优选的加热温度设定为1100～1300℃的范围的温度。另外，更优选为1150～1250℃。
另外，制管设定为使用通常的曼内斯曼自动轧管机方式或曼内斯曼芯棒式轧管机方式的轧制机进行穿孔轧制和拉伸轧制、或者进一步通过利用张力减径机的定径轧制等制成规定尺寸的无缝钢管的工序。需要说明的是，也可以通过基于加压方式的热挤出制成无缝钢管。
接着，将所得到的无缝钢管根据需要反复实施冷拔加工等而制成规定的尺寸后，实施热处理，制成具有期望的拉伸强度为500MPa以上的高强度的无缝钢管。需要说明的是，在冷拔加工中，优选通过加工前的内径切削加工、加工后的内表面的化学研磨等除去素管的初始表面缺陷、因冷拔而产生的褶皱等。
关于热处理，以能够确保规定的强度的方式适当选择正火或淬火回火。
在正火处理中，优选设定为在850～1150℃下在不超过30分钟的范围内进行加热后以空冷程度的约2℃/秒～约5℃/秒的冷却速度进行冷却的处理。加热温度低于850℃时，不能确保期望的强度。另一方面，在加热温度超过1150℃的高温或者加热时间超过30分钟的长时间下，晶粒粗大化，疲劳强度降低。
淬火处理优选在850～1150℃的温度下在不超过30分钟的范围内进行加热并以超过5℃/秒的冷却速度进行冷却。淬火加热温度低于850℃时，不能确保期望的高强度。另一方面，在加热温度超过1150℃的高温、加热时间超过30分钟的长时间下，有时晶粒粗大化、疲劳特性降低。
回火处理优选设定为加热至Ac1相变点以下、优选450～650℃的温度并进行空冷的处理。回火温度超过Ac1相变点时，不能稳定地确保期望的特性。特别是，为了确保780MPa以上的高强度，热处理优选设定为淬火回火处理。
需要说明的是，在本发明中，以使原γ粒径为150μm以下的方式适当调整热处理条件。在如上所述反复实施冷拔加工后进行热处理这样的制造条件下，与单纯地对热轧板、冷轧板进行热处理的情况不同，γ粒径容易增大，如果不适当地调整像本发明这样的化学成分，则不存在适当的热处理条件。
实施例
将表1所示的组成的钢管原材加热至1150～1250℃的加热温度，利用曼内斯曼芯棒式轧管机方式的轧制设备进行穿孔轧制和拉伸轧制，进一步利用张力减径机进行定径轧制，制成无缝钢管(外径34mmφ×内径25mmφ)。将这些无缝钢管作为原材，反复进行冷拔加工，制成冷拔钢管(外径6.4mmφ×内径3.0mmφ)。接着，对所得到的冷拔钢管实施表2所示的热处理。
从所得到的无缝钢管(冷拔钢管)上裁取试验片，实施组织观察、拉伸试验和内压疲劳试验。试验方法如下所述。
(1)组织观察
从所得到的钢管上裁取组织观察用试验片，以使与管轴方向正交的断面(管轴方向断面)为观察面的方式，进行研磨，依据JIS G 0511的规定，使用腐蚀液(苦味酸饱和水溶液或硝酸乙醇溶液)进行腐蚀，利用光学显微镜(倍率：200倍)对显露出的组织进行观察、拍摄，通过图像分析算出平均粒径，作为该钢管的原γ粒径。需要说明的是，对于No.1～17、No.20～26，使用苦味酸饱和水溶液。另外，对于No.18、19，使用硝酸乙醇溶液，求出网状铁素体的网格的尺寸，作为原γ粒径。
(2)拉伸试验
以使拉伸方向为管轴方向的方式从所得到的钢管上裁取JIS 11号试验片，依据JIS Z 2241的规定，实施拉伸试验，求出拉伸特性(拉伸强度TS)。
(3)内压疲劳试验
从所得到的钢管上裁取内压疲劳试验片(管状)，实施内压疲劳试验。内压疲劳试验中，对管内侧负荷正弦波压力(内压)，将反复次数为107次时不发生破坏的最大内压作为内压疲劳强度。需要说明的是，正弦波压力(内压)设定为最低内压：18MPa、最高内压：250～190MPa。
将所得到的结果示于表2。
[表2]
[表3]
*)M：马氏体、B：贝氏体、BF：贝氏体铁素体、F：铁素体、P：珠光体
＊＊)σ＝内径×内压疲劳强度/(2×壁厚)
在此，内径：3.0mm、壁厚：1.7mm
本发明例均形成了具有拉伸强度TS为500MPa以上的高强度、并且显示出耐久比(σ/TS)的基准为30％以上、具有优良的耐内压疲劳特性的无缝钢管，具有足以作为柴油发动机用燃料喷射管用钢管的特性。另一方面，偏离本发明的比较例中，拉伸强度低于500MPa、或者耐内压疲劳特性σ/TS降低至低于30％。

Claims (4)

1.一种燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，
具有以质量％计含有C：0.155～0.38％、Si：0.01～0.49％、Mn：0.6～2.1％、Al：0.005～0.25％、N：0.0010～0.010％、并且满足下述(1)式、含有作为杂质的P：0.030％以下、S：0.025％以下、O：0.005％以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成，
具有实施冷拔、热处理后的原γ粒径的平均粒径在管轴方向断面为150μm以下的组织，
所述无缝钢管的拉伸强度TS为500MPa以上，
[Al％]×[N％]≤27×10-5 (1)
在此，Al％、N％为各元素的含量(质量％)。
2.如权利要求1所述的燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Cu：0.70％以下、Ni：1.00％以下、Cr：1.20％以下、Mo：0.50％以下、B：0.0060％以下中的一种或两种以上。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Ti：0.20％以下、Nb：0.050％以下、V：0.20％以下中的一种或两种以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的燃料喷射管用无缝钢管，其特征在于，在所述组成的基础上，进一步以质量％计含有Ca：0.0040％以下。
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