CN112368410A - 中空稳定器制造用电阻焊钢管、中空稳定器以及它们的制造方法 - Google Patents

中空稳定器制造用电阻焊钢管、中空稳定器以及它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

即使为了轻量化而使用中空钢管作为稳定器，也能够提供弯曲加工性和疲劳特性优良的高强度的稳定器。用于制造中空稳定器的电阻焊钢管(5)的管长度方向的兰克福特值(r值)为0.7以上且小于1.0。对该电阻焊钢管(5)实施冷弯曲成形后，进行包含淬火处理和回火处理的热处理，制造稳定器。冷弯曲成形为冷旋转拉弯加工，以基于该加工的冷弯曲成形前的电阻焊钢管(5)的外径的1.0倍以上且3.0倍的弯曲半径进行加工时的扁平率为0％以上且10％以下、且弯曲外侧的减壁率和弯曲内侧的增壁率为0％以上且10％以下、并且弯曲中心部的周长变化为0％以上且10％以下。将上述热处理后的稳定器的维氏硬度调节至400HV以上且小于580HV。

Description

中空稳定器制造用电阻焊钢管、中空稳定器以及它们的制造 方法
技术领域
本发明是涉及中空稳定器的技术。
在此，在本说明书中，维氏硬度以壁厚方向的平均硬度来表示。在本说明书中，“高强度”是指以维氏硬度计为400HV以上、优选为450HV以上的情况。
背景技术
通常，对于汽车而言，为了缓和转弯时的车身侧倾、或者保持高速行驶时的行驶稳定性而具有稳定器。最近，为了实现汽车车身的轻量化，作为稳定器，通常使用利用了钢管的中空稳定器。
这样的中空稳定器通常以无缝钢管、通过电阻焊制作的电阻焊钢管作为原材。另外，这样的钢管在通过冷加工而成形为目标稳定器形状后，实施淬火和淬火回火这样的调质处理，成为制品。其中，电阻焊钢管由于比较廉价而且尺寸精度也优良，因此被广泛用作中空稳定器制造用原材。
另外，作为疲劳强度优良的高强度中空构件用电阻焊钢管，例如有专利文献1中记载的钢管。专利文献1中记载了通过对构成电阻焊钢管的钢板的钢材进行特定来使疲劳特性提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5287164号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对于稳定器而言，为了避免与周围部件的干扰，其形状复杂化、以小的弯曲半径进行弯曲加工的情况增多。
但是，在专利文献1中，弯曲加工性不足，有可能无法应对向曲率半径小且复杂的稳定器形状的成形。
本发明是着眼于如上所述的情况而完成的，目的在于提供即使为了轻量化而使用中空钢管作为稳定器时弯曲加工性和疲劳特性也优良的高强度的稳定器。
用于解决问题的方法
对于稳定器而言，重视扭转疲劳特性，但在扭转时应力最高的是稳定器的弯曲肩部。本发明人进行了研究，结果发现，在如电阻焊钢管那样对钢管进行弯曲加工而制造稳定器的情况下，对钢管进行弯曲加工时，在弯曲部，截面形状从正圆变得扁平化，扁平率变高，并且发生局部的应力集中，疲劳寿命降低。另外，本发明人得出如下见解：弯曲部通过弯曲加工而缩径(周长变短)也会带来同样的不良影响。
另外，本发明人得出如下见解：通过使中空稳定器制造用电阻焊钢管的拉伸特性、特别是管轴方向的兰克福特值为特定的范围，能够将向稳定器形状的冷弯曲加工中的扁平、壁厚增减和周长变化抑制得较小，其结果是可以提供即使是高强度、疲劳特性也优良的稳定器。
即，为了解决上述问题，本发明的一个方式是用于制造中空稳定器的电阻焊钢管，其要点在于，管长度方向的兰克福特值(r值)为0.7以上且小于1.0。
另外，作为本发明的一个方式的中空稳定器的制造方法的要点在于，对于上述一个方式的用于制造中空稳定器的电阻焊钢管，实施冷弯曲成形后，进行包含淬火处理和回火处理的热处理，上述冷弯曲成形为冷旋转拉弯加工，使基于该加工的弯曲半径为实施上述冷弯曲成形前的电阻焊钢管的外径的1.0倍以上且3.0倍以下，使扁平率为0％以上且10％以下，并且，使弯曲外侧的减壁率和弯曲内侧的增壁率为0％以上且10％以下，使弯曲中心部的周长变化为0％以上且10％以下，将上述热处理后的维氏硬度调节至400HV以上且小于580HV。
发明效果
根据本发明的方式，即使为了轻量化而使用中空钢管作为稳定器，也能够提供弯曲加工性和疲劳特性优良的高强度的稳定器。
例如，根据本发明的方式，能够简单地制造硬度HV的下限为400HV且保持优良的弯曲加工性和耐腐蚀疲劳特性的高强度中空稳定器，能够在产业上发挥显著的效果。另外，例如，根据本发明的方式，即使是将硬度HV的下限设为450HV而进一步高强度化、并且弯曲部的弯曲半径小的中空稳定器，也没有发现疲劳特性的降低，还能够发挥可以有助于稳定器的进一步薄壁化的效果。
附图说明
图1是说明基于本发明的实施方式的中空稳定器制造用电阻焊钢管的制造方法的框图。
图2是说明基于本发明的实施方式的中空稳定器制造用电阻焊钢管的制造方法的示意图。
图3是示出中空稳定器的形状的例子的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
在此，附图是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、部件间的距离等与现实不同。另外，以下所示的实施方式例示了用于将本发明的技术构思具体化的构成，本发明的技术构思并非将构成部件的形状、结构等特定为下述内容。本发明的技术构思可以在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内进行各种变更。
本实施方式涉及适合作为加工成汽车其它车辆所使用的中空稳定器的钢管的电阻焊钢管以及由该电阻焊钢管制造的中空稳定器。特别是本实施方式是适合于制造能够制造高强度且提高了疲劳特性的中空稳定器的电阻焊钢管、高强度的中空稳定器的技术。
本实施方式是作为该高强度的中空稳定器的尺寸的(厚度/外径)为20％以下时特别适合的技术。
<中空稳定器制造用电阻焊钢管5的制造方法>
如图1所示，本实施方式的中空稳定器制造用电阻焊钢管5的制造方法具有第一工序1和第二工序3。
(第一工序1)
如图1和图2所示，第一工序1是具有开管成形部1A和电阻焊处理部1B的工序，所述开管成形部1A通过冷成形将钢板成形为近似圆筒状(筒形状)而制成开管，所述电阻焊处理部1B将该开管的宽度方向端部彼此对接并进行电阻焊而制成作为母管的电阻焊钢管2。
如图2所示，开管成形部1A例如进行如下处理：利用两个以上的辊连续地进行冷成形，从而将钢板制成近似圆筒状的开管。
电阻焊处理部1B例如进行如下处理：将开管的宽度方向端部彼此用挤压辊进行对接，并通过高频电阻焊、感应加热等进行电阻焊，从而制成规定尺寸的电阻焊钢管2。
关于所使用的钢板，在图2中例示出为钢带状态的情况。钢板优选为通过热轧制造的热轧钢板。
第一工序1还具备焊道切割处理部1C作为电阻焊处理部1B的后处理，所述焊道切割处理部1C对因电阻焊而在管外表面侧和管内表面侧产生的电阻焊钢管2的焊道分别进行切割。
(第二工序3)
如图1和图2所示，第二工序3具有加热处理部3A和热缩径轧制处理部3B，所述加热处理部3A对在第一工序1中制作的电阻焊钢管2进行加热，所述热缩径轧制处理部3B对加热后的电阻焊钢管2实施热缩径轧制而制成电阻焊钢管5。符号3C表示温切割处理。
加热处理部3A进行如下处理：对作为母管的电阻焊钢管2进行加热。加热温度优选设定为850℃以上且1000℃以下。加热温度低于850℃时，有时不能确保期望的焊接部韧性。另一方面，超过1000℃的高温时，有时表面脱碳变得明显、表面性状降低。因此，加热温度优选为850℃以上且1000℃以下范围的温度。
热缩径轧制处理部3B进行如下处理：对电阻焊钢管2实施热缩径轧制而制成电阻焊钢管5。热缩径轧制的条件例如将轧制温度设定为700℃以上且850℃以下并且将Ar3相变点以下的累积缩径率设定为0％以上且10％以下。
在此，热缩径轧制时的轧制温度低于700℃时，有时加工性降低，难以成形为期望的稳定器形状。另外，累积缩径率是在热缩径轧制处理前后产生的缩径率。
另外，本实施方式中，作为热缩径轧制的条件，将热缩径轧制温度设定为700℃以上且850℃以下的范围，并且将热缩径轧制的Ar3相变点以下的累积缩径率调节为10％以下。由此，能够将所制作的中空稳定器制造用电阻焊钢管5的管长度方向的兰克福特值(r值)控制在0.7以上且小于1.0的范围。
在此，使热缩径轧制的Ar3相变点以下的累积缩径率为10％以下是指利用热缩径轧制进行的缩径轧制中的、Ar3相变点以下的状态时的累积缩径率。
<中空稳定器制造用电阻焊钢管5的构成>
本实施方式的中空稳定器制造用电阻焊钢管5例如通过如上所述的制造方法来制造。
本实施方式的中空稳定器制造用电阻焊钢管5是用于制造中空稳定器的钢管，管长度方向的兰克福特值(r值)为0.7以上且小于1.0。
中空稳定器制造用电阻焊钢管5的拉伸特性优选屈服比(YS/TS)为0.7以上、且均匀伸长率U-EL为10％以上。
通过使屈服比(YS/TS)为0.7以上、且均匀伸长率U-EL为10％以上，能够将弯曲加工部的扁平率抑制为10％以下。
构成电阻焊钢管5的钢材是维氏硬度为400HV以上、优选为450HV以上的钢材。为了得到450HV以上的中空稳定器，钢材优选以质量％计含有C：0.20％以上且0.40％以下、Si：0.1％以上且1.0％以下、Mn：0.1％以上且2.0％以下、P：0.100％以下、S：0.010％以下、Al：0.01％以上且0.10％以下、Cr：0.01％以上且0.50％以下、Ti：0.01％以上且0.05％以下、B：0.0005％以上且0.0050％以下、Ca：0.0001％以上且0.0050％以下、N：0.0050％以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成。
构成电阻焊钢管5的钢材优选以质量％计还含有Cu：0.05％以上且1.00％以下、Ni：0.05％以上且1.00％以下中的一种或两种。
另外，构成电阻焊钢管5的钢材优选以质量％计还含有选自Nb：0.001％以上且0.050％以下、W：0.001％以上且0.050％以下、V：0.05％以上且0.50％以下中的一种或两种以上。
另外，构成钢管的钢材优选以质量％计还含有REM：0.001％以上且0.020％以下。
(组成限定理由)
接着，对电阻焊钢管5的组成限定理由进行说明。以下，只要不特别声明，质量％仅以％表示。
·C：0.20％以上且0.40％以下
C具有通过提高淬透性来促进马氏体的生成、并且利用固溶使钢的强度(硬度)增加的作用，是用于使中空稳定器高强度化的重要元素。在本实施方式中，为了使淬火回火处理后的硬度以维氏硬度计为400HV以上，C需要含有0.20％以上。另一方面，C超过0.40％而大量含有时，淬火处理后的韧性降低，或者在向中空稳定器的加工后的热处理中容易发生淬裂。
因此，C限定为0.20％以上且0.40％以下的范围。需要说明的是，优选C为0.22％以上。优选C为0.39％以下。
·Si：0.1％以上且1.0％以下
Si作为脱氧剂发挥作用，并且还作为固溶强化元素发挥作用。为了得到这样的效果，Si需要含有0.1％以上。另一方面，Si含量超过1.0％时，电阻焊性降低。因此，Si限定为0.1％以上且1.0％以下的范围。需要说明的是，优选Si为0.5％以下。
·Mn：0.1％以上且2.0％以下
Mn是利用固溶而有助于钢的强度增加、并且使钢的淬透性提高的元素，在本实施方式中，为了确保期望的高强度(高硬度)，Mn需要含有0.1％以上。另一方面，Mn含量超过2.0％时，韧性降低、淬裂的风险增大。因此，Mn限定为0.1％以上且2.0％以下的范围。需要说明的是，优选Mn为0.5％以上。优选Mn为1.8％以下。
·P：0.100％以下
P作为杂质存在，偏析于晶界等，是对焊接开裂性、韧性带来不良影响的元素，作为中空稳定器用途时，需要降低至0.100％以下。需要说明的是，优选P为0.050％以下。需要说明的是，P不可避免地含有，因此通常P的含量为0.001％以上。
·S：0.010％以下
S在钢中以硫化物系夹杂物的形式存在，是使热加工性、韧性、耐疲劳特性降低的元素，作为中空稳定器用途时，需要降低至0.01％以下。需要说明的是，优选S为0.005％以下。需要说明的是，S不可避免地含有，因此通常S的含量为0.001％以上。
·Al：0.01％以上且0.10％以下
Al作为脱氧剂发挥作用，并且与N结合，具有确保对淬透性提高有效的固溶B量的效果。另外，A1以AlN的形式析出，具有防止淬火加热时的奥氏体晶粒粗大化的作用。为了得到这样的效果，Al需要含有0.01％以上。另一方面，Al超过0.10％而大量含有时，有时氧化物系夹杂物量增加，使疲劳寿命降低。因此，Al限定为0.01％以上且0.10％以下的范围。需要说明的是，优选Al为0.05％以下。
·Cr：0.01％以上且0.50％以下
Cr是提高钢的淬透性、并且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0.01％以上。另一方面，Cr含量超过0.50％时，电阻焊性降低。因此，Cr限定为0.01％以上且0.50％的以下范围。需要说明的是，优选Cr为0.10％以上。优选Cr为0.30％以下。
·Ti：0.01％以上且0.05％以下
Ti与N结合，具有确保对淬透性提高有效的固溶B量的效果。另外，Ti以微细的碳化物的形式析出，在淬火等热处理时有助于奥氏体晶粒的微细化，有助于腐蚀环境中的耐疲劳特性(耐腐蚀疲劳特性)的提高。为了得到这样的效果，Ti需要含有0.01％以上。另一方面，含有超过0.05％的Ti时，容易形成粗大的硫化钛(TiS)，容易成为腐蚀凹坑的起点，耐腐蚀性和耐腐蚀疲劳特性降低。因此，Ti限定为0.01％以上且0.05％以下的范围。需要说明的是，优选Ti为0.04％以下。
·B：0.0005％以上且0.0050％以下
B是以微量提高钢的淬透性的有效的元素。另外，B具有强化晶界的作用，抑制P偏析所致的晶界脆化。为了得到这样的效果，B需要含有0.0005％以上。另一方面，即使含有超过0.0050％的B，效果也饱和，经济上变得不利。因此，B限定为0.0005％以上且0.0050％以下的范围。需要说明的是，优选B为0.0010％以上。优选B为0.0030％以下。
·Ca：0.0001％以上且0.0050％以下
Ca是具有将硫化物系夹杂物的形态控制为微细的近似球形的夹杂物的作用的元素。粗大的MnS粒子存在成为疲劳破坏的起点的风险性，因此为了抑制MnS的生成而添加。为了得到这样的效果，Ca需要含有0.0001％以上。另一方面，Ca超过0.0050％而大量含有时，粗大的CaS系的团簇变得过多，反而会成为疲劳裂纹的起点，疲劳特性降低。因此，Ca限定为0.0001％以上且0.0050％以下的范围。需要说明的是，优选Ca为0.0010％以上。优选Ca为0.0030％以下。
·N：0.0050％以下
N作为杂质而不可避免地含有。与钢中的氮化物形成元素结合，有助于抑制晶粒的粗大化，而且有助于增加回火后的强度。但是，含有超过0.0050％的N时，使焊接部的韧性降低。因此，N限定为0.0050％以下。需要说明的是，优选N为0.001％以下。更优选N为0.0003％以下。需要说明的是，N不可避免地含有，因此通常N的含量为0.0001％以上。
·选自Cu：0.05％以上且1.00％以下、Ni：0.05％以上且1.00％以下中的一种或两种
Cu、Ni均是使淬透性提高、并且使耐腐蚀性提高的元素，可以根据需要选择性地含有。为了得到这样的效果，需要含有Cu：0.05％以上、Ni：0.05％以上。另一方面，Cu、Ni均是价格昂贵的元素，分别超过Cu：1.00％、Ni：1.00％而含有时，导致材料成本的高涨。因此，含有Cu、Ni的情况下，优选限定为Cu：1.00％以下、Ni：1.00％以下。另外，优选限定为Cu：0.05％以上、Ni：0.05％以上。需要说明的是，更优选为Cu：0.10％以上、Ni：0.10％以上。更优选为Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下。
·选自Nb：0.001％以上且0.050％以下、W：0.001％以上且0.050％以下、V：0.05％以上且0.50％以下中的一种或两种以上
Nb、W、V均是形成微细的碳化物而有助于增加强度(硬度)的元素，可以根据需要选择性地含有一种或两种以上。为了得到这样的效果，需要分别含有Nb：0.001％以上、W：0.01％以上、V：0.05％以上。另一方面，即使超过Nb：0.050％、W：0.050％、V：0.50％而含有，效果也饱和，无法期待与含量相符的效果，经济上变得不利。另外，碳化物容易粗大化，对韧性带来不良影响。因此，含有Nb、W、V的情况下，优选分别限定为Nb：0.050％以下、W：0.050％以下、V：0.50％以下。需要说明的是，更优选为Nb：0.010％以上、W：0.010％以上、V：0.10％以上。更优选为Nb：0.030％以下、W：0.030％以下、V：0.30％以下。
·REM：0.001％以上且0.020％以下
与Ca同样，REM是具有将硫化物系夹杂物的形态控制为微细的近似球形的夹杂物的作用的元素，在本实施方式中，从补充Ca的作用的观点出发，优选含有0.001％以上。另一方面，REM含量超过0.020％时，夹杂物量变得过多，反而成为疲劳裂纹的起点，疲劳特性降低。因此，含有REM的情况下，REM优选限定为0.020％以下。需要说明的是，更优选REM为0.005％以上。更优选REM为0.010％以下。
<中空稳定器制造用电阻焊钢管5的效果>
本实施方式通过采用中空稳定器制造用电阻焊钢管5，能够提供弯曲加工性和疲劳特性优良的高强度的中空稳定器。
例如，根据本实施方式，能够简单地制造硬度HV的下限为400HV且保持优良的耐腐蚀疲劳特性的高强度中空稳定器，能够在产业上发挥显著的效果。另外，例如，根据本实施方式，即使是将硬度HV的下限设为450HV而进一步高强度化、并且弯曲部的弯曲半径小的中空稳定器，也没有发现疲劳特性的降低，还能够发挥可以有助于稳定器的进一步薄壁化的效果。
此时，构成钢管的钢材优选以质量％计含有C：0.20％以上且0.40％以下、Si：0.1％以上且1.0％以下、Mn：0.1％以上且2.0％以下、P：0.100％以下、S：0.010％以下、Al：0.01％以上且0.10％以下、Cr：0.01％以上且0.50％以下、Ti：0.01％以上且0.05％以下、B：0.0005％以上且0.0050％以下、Ca：0.0001％以上且0.0050％以下、N：0.0050％以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成。
通过采用上述构成，根据本实施方式，能够使所制造的中空稳定器的硬度可靠地为400HV以上且小于580HV，能够提供疲劳特性优良的高强度的中空稳定器。
<中空稳定器>
本实施方式的中空稳定器40是将上述中空稳定器制造用电阻焊钢管5冷弯曲成形为如图3那样的形状、并且维氏硬度为400HV以上且小于580HV的中空稳定器。图3中，是符号40A部分为弯曲部的例子。
中空稳定器例如如下制造：具备对上述中空稳定器制造用电阻焊钢管5实施弯曲加工的成形工序和在成形工序后实施包含淬火处理或淬火回火处理的热处理的热处理工序，通过热处理工序的热处理，将热处理后的硬度调节成以维氏硬度计400HV以上且小于580HV，由此来制造中空稳定器。此外，可以对管内表面或管外表面或管内外表面实施喷丸处理。
在成形工序中，弯曲成形为目标稳定器形状。作为成形方法，可以应用任何公知的成形方法。从抑制表面脱碳的观点出发，优选成形工序中的处理为冷弯曲成形。
此外，在本实施方式中，作为冷弯曲成形，使用旋转拉弯加工。
在本实施方式中，通过冷旋转拉弯加工，例如弯曲加工成选自冷弯曲成形前的电阻焊钢管5的外径的1.0倍以上且3.0倍以下的弯曲半径范围内的弯曲半径。在本实施方式中，使以该弯曲半径进行弯曲加工时的扁平率为0％以上且10％以下。此外，在本实施方式中，以使弯曲外侧的减壁率和弯曲内侧的增壁率为0％以上且10％以下、且弯曲中心部的周长变化为0％以上且10％以下的方式进行控制。
上述弯曲曲率、扁平率、增壁/减壁率和周长变化率由下述式定义。
弯曲曲率＝弯曲半径R/钢管外径D
扁平率＝{(长径-短径)/原径}×100
增壁/减壁率＝{((弯曲内侧或弯曲外侧)的壁厚-原壁厚)/原壁厚}×100
周长变化率＝{(弯曲中心部的周长-原周长)/原周长}×100
在此，为了抑制应力集中，优选小的扁平率。另外，扁平率超过10％时，导致局部应力集中所致的耐久寿命降低。因此，在本实施方式中，使扁平率为0％以上且10％。需要说明的是，确认到：弯曲加工成加工前的外径的1.0倍以上且3.0倍以下的弯曲半径时，能够将扁平率控制为0％以上且10％以下。
另外，优选弯曲外侧的减壁和弯曲内侧的增壁都小。均超过10％时，由于向薄壁部的应力集中、弯曲部整体的应力平衡的不均衡而发生局部应力集中，导致耐久寿命降低。因此，将弯曲外侧的减壁率和弯曲内侧的增壁率均设定为0％以上且10％以下。
另外，兰克福特值(r值)过大时，弯曲部的周长变短，直径变细。因此，弯曲部的周长变化越小越好，周长缩短超过10％时，在弯曲部产生的应力增大，因此耐久寿命降低。因此，弯曲中心部的周长变化设定为0％以上且10％以下。
另外，如果沿轴向拉伸钢管，则钢管产生具有一定比例的在周向上缩径的变形和在壁厚方向上减壁的变形这两种变形。此时，如果钢管的管轴方向的r值高，则在钢管被拉伸时，显示出在周向上缩径的变形的比例变大、在壁厚方向上减壁的变形变小的倾向。即，减壁变得困难，钢管像糖那样一边缩径一边伸长。
在此，在制作稳定器时，对钢管进行弯曲加工。此时，弯曲的外侧受到与钢管的拉伸同样的拉伸变形，但在弯曲内侧受到与其相反的压缩变形。
因此，对于钢管而言，管轴方向的r值高时，对于弯曲的外侧而言，减壁变得困难，并且，对于弯曲的内侧而言，增壁变得困难。另一方面，钢管缩径。即，钢管的周长变短。
考虑到以上情况，在本实施方式中，将管轴方向的r值调节为0.7以上且小于1.0。
在此，管轴方向的r值小于0.7时，弯曲外侧的减壁和弯曲内侧的增壁变大，因此有可能随着使用而经时地发生局部的集中应力而疲劳寿命变短。另一方面，r值为1.0以上时，管的周长变短，因此有可能在弯曲部产生的应力变高而寿命变短。
热处理工序包含淬火处理和回火处理的热处理。
淬火处理优选为如下处理：加热至Ac3相变点以上、优选为1100℃以下的温度，保持规定时间、优选为1秒以上后，投入淬火槽中，以例如10℃/秒以上且100℃/秒以下的冷却速度进行骤冷。由此，本实施方式的中空稳定器能够具备高强度、高韧性。
淬火加热温度超过1100℃而变为高温时，奥氏体晶粒粗大化。需要说明的是，从抑制表面脱碳、生产率的观点出发，优选加热为通电加热。另外，淬火槽的制冷剂优选为水、淬火油、或者调节了浓度的水与聚合物的混合液。
优选在淬火处理后进一步实施回火处理。回火处理优选根据期望的硬度来调节回火温度。回火温度优选为200℃以上且450℃以下。通过实施回火处理，韧性显著地提高。
需要说明的是，为了提高耐疲劳特性，优选在热处理后对管内表面、管外表面或管内外表面实施通常的喷丸处理，这是不言而喻的。
另外，热处理后的硬度设定为以维氏硬度计为400HV以上且小于580HV的高强度。
在此，在本实施方式中，“高强度”是指壁厚方向的平均硬度以维氏硬度计硬度HV的下限为400HV、优选硬度HV的下限为450HV的情况。需要说明的是，壁厚方向的平均硬度为580HV以上时，韧性的降低变得显著，因此将小于580HV作为上限。
另外，此处所谓的“疲劳特性优良”是指进行使负荷应力为±400MPa的疲劳试验(交变应力)时至产生裂纹为止的重复次数为20万次以上的情况。
如上所述，本实施方式的中空稳定器是调质后的HV硬度为400以上的高强度稳定器，并且即使稳定器的弯曲肩部的弯曲半径小，扁平也小，因此疲劳特性优良。因此，适合作为稳定器，因而能够有助于中空化(轻量化)。
实施例
接着，基于本实施方式对实施例进行说明。
将本实施例中使用的热轧钢板的组成示于表1中。
[表1]
钢No. C Si Mn P S Al Ti Cr B N Ca Cu，Ni Nb.V，W REM
A 0.40 0.15 1.25 0.013 0.001 0.035 0.035 0.15 0.0025 0.0021 0.0015 - - -
B 0.36 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.034 0.15 0.0022 0.0025 0.0011 - - -
C 0.26 0.11 1.25 0.016 0.001 0.035 0.036 0.15 0.0018 0.0018 0.0013 - - -
0 0.22 0.15 0.55 0.012 0.001 0.036 0.015 0.25 0.0015 0.0022 0.0015 - - -
E 0.35 0.15 1.35 0.015 0.001 0.035 0.035 0.11 0.0012 0.0025 0.0015 Cu0.15，Ni0.12 - -
F 0.35 0.15 1.35 0.015 0.001 0.035 0.035 0.11 0.0012 0.0025 0.0015 - Nb0.015 -
G 0.26 0.15 1.35 0.015 0.001 0.035 0.015 0.11 0.0012 0.0025 0.0015 - V0.05
H 0.35 0.15 1.35 0.015 0.001 0.035 0.035 0.11 0.0012 0.0025 0.0015 - W0.05
I 0.35 0.15 1.35 0.015 0.001 0.035 0.025 0.11 0.0012 0.0025 0.0015 - - 0.001
J 0.45 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.034 0.15 0.0022 0.0025 0.0011 - - -
K 0.16 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.034 0.15 0.0022 0.0025 0.0011 - - -
L 0.35 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.034 0.15 - 0.0025 0.0011 - - -
M 0.35 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.034 - 0.0015 0.0025 0.0011 - -
N 0.35 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.005 0.12 0.0015 0.0025 0.0011 - - -
o 0.36 0.12 1.24 0.015 0.001 0.032 0.034 0.15 0.0022 0.0025 - - - -
P 0.36 0.12 1.24 0.015 0.012 0.032 0.034 0.15 0.0022 0.0025 0.0015 - - -
在本实施例中，利用两个以上的辊通过冷加工对热轧钢板(板厚：4.3mm)连续地进行成形，制成近似圆筒状的开管。接着，使该开管的圆周方向端部彼此对接、压接，并使用高频电阻焊法进行电阻焊，制成电阻焊钢管2(外径89.1mmφ×壁厚4.3mm)。
进而，将所得到的电阻焊钢管2加热至表2所示的加热温度后，实施利用张力减径机以表2所示的缩径率进行缩径轧制的缩径轧制工序，制成表2所示尺寸(外径25.4mmφ×壁厚4.0mm)的电阻焊钢管5，作为中空稳定器制造用原材。
然后，在本实施例中，如表2所示，制作管No.1～No.21的21根中空稳定器制造用电阻焊钢管5。
表2中一并示出各中空稳定器制造用电阻焊钢管5的拉伸特性的测定值。
另外，通过旋转拉弯将各中空稳定器制造用电阻焊钢管5弯曲加工成L字形，制作模拟成中空稳定器的各供试物。
此时，采用表2所示的弯曲加工条件和淬火回火的热处理的条件。
在此，弯曲加工为冷旋转拉弯加工，制成L字形的电阻焊钢管5的弯曲部有时以外径的1.5倍的弯曲半径进行弯曲。
另外，淬火处理为如下所述的处理：进行通电加热以使钢管外表面达到表2所示的加热温度后，浸渍在水槽中。淬火处理后，实施在表2所示的温度下保持20分钟的回火处理。然后，利用钢球对外表面实施喷丸，制作管No.1～No.21的L字形的试验片，作为扭转疲劳试验的供试物。
另外，从实施喷丸前的各供试物上裁取硬度测定片，进行硬度测定。硬度测定针对与钢管的管轴方向垂直的截面(C截面)进行，从管外表面沿壁厚方向到管内表面以0.1mm间距使用维氏硬度计(载荷：500gf(4.9N))进行。
另外，在扭转疲劳试验中，进行在产生应力最大部位(沿管圆周方向距弯曲内侧约60度的位置)处的负荷应力为±400MPa的疲劳试验(交变应力)，调查至产生裂纹为止的重复次数。需要说明的是，关于试验条件，将负荷应力设定为±400MPa(交变应力)，将频率设定为1Hz。
将所得到的结果示于表2中。
[表2]
Figure BDA0002857165420000191
由表2可知，对于基于本发明的管No.1～No.9而言，通过将电阻焊钢管5的兰克福特值控制为0.7以上且小于1.0，能够使淬火回火处理后的硬度为400HV以上，成为高强度(高硬度)的供试物。此外可知，对于基于本发明的管No.1～No.9而言，至疲劳试验所致的破坏为止的耐久重复次数达到20万次以上，能够制造弯曲加工性和疲劳特性优良的高强度的中空稳定器。
另一方面，若将管No.2与管No.19～No.21进行比较，即使使用相同的钢材，并且使热处理后的硬度均为500HV这样的高强度，在电阻焊钢管5的兰克福特值在本发明的范围外的情况下，也如管No.19～No.21那样，至疲劳试验所致的破坏为止的耐久重复次数小于20万次。由此可知，通过使电阻焊钢管5的兰克福特值在本发明的范围内，在相同的高强度的情况下，能够制成弯曲加工性和疲劳特性优良的中空稳定器。
在此，对于管No.10而言，由于使强度为590HV，因此，韧性降低，耐久性变差。即，对于管No.10而言，由于将最终制品的硬度强行增至590HV，因此，制品中引入了淬裂的应变，寿命变短。
对于管No.15、No.16，作为材料，S配合过多、或者没有配合Ca，因此，产生了MnS系伸展的夹杂物，从而产生了夹杂物起点裂纹。
需要说明的是，对于管No.11～No.14而言，由于硬度小于400HV、没有达到高强度，因此，至疲劳试验所致的破坏为止的耐久重复次数小于20万次。但是，通过使电阻焊钢管5的兰克福特值在本发明的范围内，与使电阻焊钢管5的兰克福特值在本发明的范围外的情况相比，疲劳特性提高。
如上所述，通过使中空稳定器制造用电阻焊钢管5的兰克福特值在本发明的范围内，能够提高该中空稳定器制造用电阻焊钢管5的弯曲加工性和疲劳特性。
此外可知，如果使用中空稳定器制造用电阻焊钢管5制造硬度为400HV以上且小于580HV的中空稳定器，则能够制造弯曲加工性和疲劳特性优良的高强度的中空稳定器。
以上，本申请要求优先权的日本专利申请2018-121799(2018年6月27日申请)的全部内容通过参考而成为本发明的一部分。在此，一边参考有限数量的实施方式一边进行了说明，但权利范围并非限定于这些，对于本领域技术人员而言，基于上述公开的各实施方式的变更是显而易见的。
符号说明
1 第一工序
1A 开管成形部
1B 电阻焊处理部
1C 焊道切割处理部
2 电阻焊钢管(母管)
3 第二工序
3A 加热处理部
3B 热缩径轧制处理部
5 电阻焊钢管(缩径轧制后)
40 中空稳定器
40A 弯曲部

Claims (10)

1.一种中空稳定器制造用电阻焊钢管，其是用于制造维氏硬度为400HV以上且小于580HV的中空稳定器的电阻焊钢管，其特征在于，管长度方向的兰克福特值(r值)为0.7以上且小于1.0。
2.如权利要求1所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管，其特征在于，构成钢管的钢材以质量％计含有C：0.20％以上且0.40％以下、Si：0.1％以上且1.0％以下、Mn：0.1％以上且2.0％以下、P：0.100％以下、S：0.010％以下、Al：0.01％以上且0.10％以下、Cr：0.01％以上且0.50％以下、Ti：0.01％以上且0.05％以下、B：0.0005％以上且0.0050％以下、Ca：0.0001％以上且0.0050％以下、N：0.0050％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
3.如权利要求2所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管，其特征在于，构成钢管的钢材以质量％计还含有Cu：0.05％以上且1.00％以下、Ni：0.05％以上且1.00％以下中的一种或两种。
4.如权利要求2或权利要求3所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管，其特征在于，构成钢管的钢材以质量％计还含有选自Nb：0.001％以上且0.050％以下、W：0.001％以上且0.050％以下、V：0.05％以上且0.50％以下中的一种或两种以上。
5.如权利要求2～权利要求4中任一项所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管，其特征在于，构成钢管的钢材以质量％计还含有REM：0.001％以上且0.020％以下。
6.一种中空稳定器，其包含权利要求1～权利要求5中任一项所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管，
所述中空稳定器的维氏硬度为400HV以上且小于580HV。
7.一种中空稳定器的制造方法，其特征在于，
对于权利要求1～权利要求5中任一项所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管，实施冷弯曲成形后，进行包含淬火处理和回火处理的热处理，
所述冷弯曲成形为冷旋转拉弯加工，在该加工中，使弯曲半径为实施所述冷弯曲成形前的电阻焊钢管的外径的1.0倍以上且3.0倍以下，使扁平率为0％以上且10％以下，使弯曲外侧的减壁率和弯曲内侧的增壁率为0％以上且10％以下，并且使弯曲中心部的周长变化为0％以上且10％以下，
将所述热处理后的维氏硬度调节至400HV以上且小于580HV。
8.一种中空稳定器制造用电阻焊钢管的制造方法，其特征在于，具有：
第一工序，将钢板的宽度方向端部彼此对接并进行电阻焊而制成作为母管的电阻焊钢管；和
第二工序，将所述作为母管的电阻焊钢管加热至850℃以上且1000℃以下的温度后，在轧制温度为700℃以上且850℃以下并且Ar3相变点以下的累积缩径率为0％以上且10％以下的条件下实施热缩径轧制。
9.如权利要求8所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管的制造方法，其特征在于，所述钢板以质量％计含有C：0.20％以上且0.40％以下、Si：0.1％以上且1.0％以下、Mn：0.1％以上且2.0％以下、P：0.100％以下、S：0.010％以下、Al：0.01％以上且0.10％以下、Cr：0.01％以上且0.50％以下、Ti：0.01％以上且0.05％以下、B：0.0005％以上且0.0050％以下、Ca：0.0001％以上且0.0050％以下、N：0.0050％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
10.如权利要求9所述的中空稳定器制造用电阻焊钢管的制造方法，其特征在于，所述钢板以质量％计还含有选自Cu：0.05％以上且1.00％以下、Ni：0.05％以上且1.00％以下、Nb：0.001％以上且0.050％以下、W：0.001％以上且0.050％以下、V：0.05％以上且0.50％以下、REM：0.001％以上且0.020％以下中的一种或两种以上。
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