CN113557317B - 中空稳定器用电阻焊钢管和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐腐蚀疲劳特性优异的中空稳定器用电阻焊钢管。该中空稳定器用电阻焊钢管具有如下成分组成和组织:所述成分组成以质量%计包含C:0.15%以上且小于0.20%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01~0.10%、Ti:超过0.05%且为0.1%以下、B:0.0005~0.005%、Ca:0.0001~0.0050%和N:0.0050%以下,剩余部分Fe和不可避免的杂质构成,所述组织依据JIS G 0555通过点算法对粒径:10μm以上的TiS粒子和粒径:10μm以上的MnS粒子分别求出的清洁度为0~0.1%。

Description

中空稳定器用电阻焊钢管和其制造方法
技术领域
本发明涉及中空稳定器用电阻焊钢管(electric-resistance-welded steelpipe or tube for hollow stabilizer),特别是涉及不含Cr且兼备优异的耐淬火裂纹性(quench crack resistance)和耐腐蚀疲劳特性(corrosion fatigue resistance)的中空稳定器用电阻焊钢管。另外,本发明涉及上述中空稳定器用电阻焊钢管的制造方法。
背景技术
出于抑制转弯时的车身的侧倾抑制、提高高速行驶时的行驶稳定性,在许多汽车安装有稳定器。作为上述稳定器,以往利用使用棒钢的实心稳定器,但近年来,为了轻量化,一般采用使用钢管的中空稳定器。
中空稳定器通常通过如下操作制造:将作为坯材的钢管通过冷成型而成型为期望的形状后,实施淬火回火等调质处理。作为上述钢管,使用无缝钢管、电阻焊焊接钢管(以下,称为电阻焊钢管)等,其中,电阻焊钢管由于较廉价且尺寸精度优异而被广泛使用。
对作为这样的中空稳定器用的坯材使用的电阻焊钢管(中空稳定器用电阻焊钢管)要求淬火回火后强度(硬度)、耐疲劳特性优异。因此,为了提高中空稳定器用电阻焊钢管的淬火回火后的强度、耐疲劳特性,提出了各种技术。
例如,在专利文献1中提出了一种在对电阻焊钢管进行加热处理后,在轧制温度:600~850℃进行累计缩径率:40%以上的减径轧制,制造中空稳定器用电阻焊钢管的技术。
另外,在专利文献2中提出了在中空稳定器用电阻焊钢管中以N和Ti的含量满足特定关系的方式进行控制的技术。
在专利文献3中提出了电阻焊焊接部的熔合线宽度为25μm以下的中空稳定器用电阻焊钢管。
在专利文献4中提出了一种N和Ti的含量满足特定关系且电阻焊焊接部的熔合线宽度为25μm以下的中空稳定器用电阻焊钢管。
在专利文献5中提出了具有规定的成分组成且具有TiS粒子和MnS粒子的清洁度为0.1%以下的组织的中空稳定器用电阻焊钢管。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-076047号公报
专利文献2:日本特开2006-206999号公报
专利文献3:日本特开2008-208417号公报
专利文献4:日本特开2013-147751号公报
专利文献5:国际公开第2017/056384号
发明内容
根据专利文献1~5中记载的技术,能够提高中空稳定器用电阻焊钢管的淬火回火后的强度(硬度)和耐疲劳特性。
另一方面,在寒冷地带,作为冬季的道路防冻措施,在道路上散布包含NaCl、CaCl2等氯化物的防冻剂,防止滑倒等事故。因此,包含氯离子的水分(雪、冰等)附着于车身的下部(行走部分),形成腐蚀环境。因此,近年来,对汽车的稳定器开始要求腐蚀环境下的耐疲劳特性、即耐腐蚀疲劳特性也优异。
但是,专利文献1~4中提出的技术虽然能够提高大气中的耐疲劳特性,但并没有考虑腐蚀环境下的耐疲劳特性,不能说耐腐蚀疲劳特性充分。
另一方面,根据专利文献5中提案的技术,能够提高耐腐蚀疲劳特性。但是,可知专利文献5中公开的电阻焊钢管具有在淬火时容易产生淬火裂纹(耐淬火裂纹性低)的问题。在对耐淬火裂纹性低的构件进行淬火时,为了防止淬火裂纹的产生,需要使用冷却速度慢的油作为制冷剂,作业环境变差。另外,如果构件的壁厚较厚,则在油淬火中难以进行淬火。
另外,在专利文献5中,为了提高耐腐蚀性,添加了Cr。因此,在电阻焊钢管的制造过程中,在对板坯或开口管进行加热时,形成Fe-Cr-O系的内部氧化层,其结果,脱氧化皮性降低。如果脱氧化皮性低,则残留于表面的氧化皮在轧制工序中被压入,产生压入瑕疵。而且,其结果,有可能对最终制品的稳定器的耐久性造成不良影响。
因此,本发明为了解决上述现有技术的问题,其目的在于提供不含Cr且兼备优异的耐淬火裂纹性和耐腐蚀疲劳特性的中空稳定器用电阻焊钢管。
应予说明,这里,中空稳定器用电阻焊钢管的耐腐蚀疲劳特性优异是指在对该中空稳定器用电阻焊钢管实施淬火回火处理后,腐蚀环境下的耐疲劳特性优异。
本发明人等为了实现上述的目的,对影响中空稳定器的耐腐蚀疲劳特性的各种因素进行了研究。
其结果得到了如下见解:通过以成分组成和组织满足规定的条件的方式进行控制,即使不添加Cr,也可得到兼备优异的耐淬火裂纹性和耐腐蚀疲劳特性的中空稳定器用电阻焊钢管。
本发明是基于上述见解而作出的,其主旨如下。
1.一种中空稳定器用电阻焊钢管,具有如下成分组成和组织:
上述成分组成以质量%计包含C:0.15%以上且小于0.20%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01~0.10%、Ti:超过0.05%且为0.1%以下、B:0.0005~0.005%、Ca:0.0001~0.0050%和N:0.0050%以下,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,
上述组织依据JIS G 0555通过点算法对粒径:10μm以上的TiS粒子和粒径:10μm以上的MnS粒子分别求出的清洁度为0~0.1%。
2.根据上述1所述的中空稳定器用电阻焊钢管,其中,上述成分组成进一步以质量%计含有选自Cu:1%以下、Ni:1%以下、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下和REM:0.02%以下中的1种或2种以上。
3.一种中空稳定器用电阻焊钢管的制造方法,是上述1或2所述的中空稳定器用电阻焊钢管的制造方法,
通过冷成型将具有上述成分组成的钢板成型为大致圆筒状而制成开口管,
将上述开口管的宽度方向端部彼此对接,进行电阻焊焊接而制成电阻焊钢管,
将上述电阻焊钢管加热到850~1000℃的加热温度,
在轧制温度:650℃以上、累计缩径率:30~90%的条件下对上述加热后的电阻焊钢管实施热缩径轧制。
根据本发明,能够提供不含Cr且兼备优异的耐淬火裂纹性和耐腐蚀疲劳特性的中空稳定器用电阻焊钢管。本发明的中空稳定器用电阻焊钢管由于将C含量抑制到小于0.20质量%,因此,耐淬火裂纹性优异。因此,本发明的中空稳定器用电阻焊钢管即使为水淬火,也能够在不产生裂纹的情况下进行淬火。另外,本发明的中空稳定器用电阻焊钢管由于不含成为使脱氧化皮性降低的原因的Cr,因此,脱氧化皮性优异。而且,本发明的中空稳定器用电阻焊钢管尽管不含Cr,但具有优异的耐腐蚀疲劳特性。
进而,如果使用本发明的中空稳定器用电阻焊钢管,则能够制造维氏硬度为350HV以上且具有优异的耐腐蚀疲劳特性的中空稳定器。另外,即使将维氏硬度进一步高强度化化450HV以上,耐腐蚀疲劳特性也不会降低,可维持优异的性能。因此,根据本发明,能够实现稳定器的进一步的薄壁化。
具体实施方式
以下,对本发明详细地进行说明。应予说明,本发明并不限定于该实施方式。
[成分组成]
本发明的一个实施方式的中空稳定器用电阻焊钢管具有上述的成分组成。以下,对上述成分组成的限定理由进行说明。应予说明,本申请说明书中,只要没有特别说明,则作为元素的含量的单位的“%”表示“质量%”。
C:0.15%以上且小于0.20%
C具有通过提高淬火性来促进马氏体的生成且进行固溶而使钢的强度(硬度)增加的作用,是对于确保中空稳定器的强度(硬度)而言重要的元素。为了使淬火回火处理后的硬度以维氏硬度计为350HV以上,需要使C含量为0.15%以上。因此,C含量为0.15%以上,优选为0.17%以上。另一方面,如果C含量为0.20%以上,则淬火裂纹的危险性变高,此外,淬火处理后的韧性降低。因此,C含量小于0.20%,优选为0.19%以下。
Si:0.1~1.0%
Si作为脱氧剂发挥作用,并且也作为固溶强化元素发挥作用。为了得到上述效果,需要Si含量为0.1%以上。因此,使Si含量为0.1%以上。另一方面,如果Si含量超过1.0%,则电阻焊焊接性降低。因此,Si含量为1.0%以下,优选为0.75%以下,更优选为0.5%以下,进一步优选为0.20%以下。
Mn:0.1~2.0%
Mn是进行固溶而有助于提高钢的强度,并且使钢的淬火性提高的元素。为了确保期望的强度,需要使Mn含量为0.1%以上。另外,如果Mn含量小于0.1%,则钢中的S容易与Ti结合,TiS粗大化。因此,使Mn含量为0.1%以上,优选为0.3%以上,更优选为0.5%以上。另一方面,如果Mn含量超过2.0%,则韧性降低,此外,淬火裂纹的危险增大。因此,Mn含量为2.0%以下,优选为1.8%以下,更优选为1.5%以下。
P:0.1%以下
P是作为杂质包含在钢中的元素,通过在晶界等偏析而对焊接裂纹性、韧性造成不良影响。因此,使P含量为0.1%以下,优选为0.05%以下。另一方面,从焊接裂纹性和韧性的观点考虑,P含量越低越好,因此,P含量的下限没有限定,可以为0。但是,过度减少P含量会导致制造成本增加。因此,从降低成本的观点考虑,优选使P含量为0.001%以上,更优选为0.005%以上,进一步优选为0.010%以上。
S:0.01%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。因此,S含量为0.01%以下,优选为0.005%以下。另一方面,从热加工性、韧性和耐疲劳特性的观点考虑,S含量越低越好,因此,S含量的下限没有限定,也可以为0。但是,如果过度降低S含量会导致制造成本增加。因此,从降低成本的观点考虑,优选使S含量为0.0001%以上,更优选为0.0005%以上,进一步优选为0.001%以上。
Al:0.01~0.10%
Al作为脱氧剂发挥作用,并且与N结合,具有确保对提高淬火性有效的固溶B量的效果。另外,Al以AlN的形式析出,具有防止淬火加热时的奥氏体晶粒的粗大化的作用。为了得到上述效果,需要含有0.01%以上。因此,使Al含量为0.01%以上,优选为0.02%以上。另一方面,如果Al含量超过0.10%,则氧化物系夹杂物量增加,疲劳寿命降低。因此,Al含量为0.10%以下,优选为0.05%以下。
Ti:超过0.05%且0.1%以下
Ti与N结合,具有确保对提高淬火性有效的固溶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,有助于提高腐蚀环境下的耐疲劳特性(耐腐蚀疲劳特性)。为了得到上述效果,需要使Ti含量超过0.05%。另外,如果Ti含量为0.05%以下,则钢中的S容易与Mn结合,相对导致MnS的粗大化。因此,Ti含量超过0.05%,优选为0.051%以上,更优选为0.052%以上。另一方面,如果Ti含量超过0.1%,则形成成为腐蚀坑的起点的粗大的硫化钛(TiS),耐腐蚀性和耐腐蚀疲劳特性降低。因此,Ti含量为0.1%以下,优选为0.091%以下,更优选为0.061%以下。
B:0.0005~0.005%
B是具有以微量提高钢的淬火性的效果的元素。另外,B具有强化旧奥氏体晶界,并且抑制因P偏析所致的晶界脆化,其结果,抑制疲劳裂纹进展的效果。为了得到上述效果,使B含量为0.0005%以上,优选为0.001%以上。另一方面,即使超过0.005%地添加B,则效果也饱和,经济上变得不利。因此,B含量为0.005%以下,优选为0.003%以下。
Ca:0.0001~0.0050%
Ca是具有控制硫化物系夹杂物的形态而形成微细的大致球形的夹杂物的作用的元素。本发明中,为了减少成为腐蚀坑的起点的粒径:10μm以上的MnS粒子和粒径:10μm以上的TiS粒子的数量,需要添加0.0001%以上的Ca。因此,Ca含量为0.0001%以上,优选为0.001%以上。另一方面,如果Ca含量超过0.0050%,则粗大的CaS系簇合物变得过多,反而会成为疲劳裂纹的起点,耐腐蚀疲劳特性降低。因此,Ca含量为0.0050%以下,优选为0.0030%以下。
N:0.0050%以下
N是作为杂质而不可避免地含有的元素。N与钢中的氮化物形成元素结合,抑制晶粒的粗大化,并且有助于回火后的强度增加。但是,如果N含量超过0.0050%,则焊接部的韧性降低。因此,N含量为0.0050%以下,优选为0.003%以下。另一方面,N含量的下限没有限定,也可以为0,但通过添加某种程度的量的N,也能够得到上述效果。另外,过度降低N含量会导致制造成本增加。因此,从这些观点考虑,优选使N含量为0.001%以上,更优选为0.002%以上。
本发明的一个实施方式的中空稳定器用电阻焊钢管具有包含上述各元素且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成。应予说明,本发明的一个实施方式的中空稳定器用电阻焊钢管可以具有由上述各元素和剩余部分的Fe和不可避免的杂质构成的成分组成。
本发明的其它实施方式的中空稳定器用电阻焊钢管的成分组成可以进一步任意地以以下记载的量含有Cu、Ni、Nb、W、V和REM(稀土金属)中的1种或2种以上。
Cu:1%以下
Cu是使淬火性进一步提高,并且使耐腐蚀性进一步提高的元素。但是,由于Cu为高价的元素,因此,如果Cu含量超过1%,则材料成本的上涨变得显著。因此,添加Cu时,使Cu含量为1%以下,优选为0.50%以下,更优选为0.40%以下。另一方面,Cu含量的下限没有特别限定。但是,添加Cu时,为了提高Cu的添加效果,使Cu含量为0.05%以上,优选为0.10%以上。
Ni:1%以下
Ni是与Cu同样地使淬火性提高,并且使耐腐蚀性进一步提高的元素。但是,由于Ni为高价的元素,因此,如果Ni含量超过1%,则材料成本的上涨变得显著。因此,添加Ni时,使Ni含量为1%以下,优选为0.50%以下,更优选为0.40%以下。另一方面,Ni含量的下限没有特别限定。但是,添加Ni时,为了提高Ni的添加效果,使Ni含量为0.05%以上,优选为0.10%以上。
Nb:0.05%以下
Nb是形成微细的碳化物而有助于强度(硬度)增加的元素。但是,如果Nb含量超过0.05%,则Nb的添加效果饱和,因此,无法期待与含量相符的效果,经济上变得不利。因此,添加Nb时,使Nb含量为0.05%以下,优选为0.03%以下。另一方面,Nb含量的下限没有特别限定。但是,添加Nb时,为了提高Nb的添加效果,优选使Nb含量为0.001%以上,更优选为0.005%以上。
W:0.05%以下
W与Nb同样地是形成微细的碳化物而有助于强度(硬度)增加的元素。但是,如果W含量超过0.05%,则W的添加效果饱和,因此,无法期待与含量相符的效果,经济上变得不利。因此,添加W时,使W含量为0.05%以下,优选为0.03%以下。另一方面,W含量的下限没有特别限定。但是,添加W时,为了提高W的添加效果,优选使W含量为0.01%以上。
V:0.5%以下
V与Nb、W同样地是形成微细的碳化物而有助于强度(硬度)增加的元素。但是,如果V含量超过0.5%,则V的添加效果饱和,因此,无法期待与含量相符的效果,经济上变得不利。因此,添加V时,使V含量为0.5%以下,优选为0.3%以下。另一方面,V含量的下限没有特别限定。但是,添加V时,为了提高V的添加效果,优选使V含量为0.05%以上。
REM:0.02%以下
REM是与Ca同样地具有将硫化物系夹杂物的形态控制为微细的大致球形的夹杂物的作用的元素。本发明中,从补充Ca的作用的观点考虑,优选添加REM。但是,如果REM含量超过0.02%,则成为疲劳裂纹的起点的夹杂物量变得过多,反而耐腐蚀疲劳特性降低。因此,添加REM时,使REM含量为0.02%以下,优选为0.01%以下,更优选为0.008%以下。另一方面,REM含量的下限没有特别限定,从提高REM的添加效果的观点考虑,优选使REM含量为0.001%以上。
本发明的一个实施方式的中空稳定器用电阻焊钢管可以具有由C:0.15%以上且小于0.20%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01~0.10%、Ti:超过0.05%且为0.1%以下、B:0.0005~0.005%、Ca:0.0001~0.0050%、N:0.0050%以下、任意地选自Cu:1%以下、Ni:1%以下、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下和REM:0.02%以下中的1种或2种以上、以及剩余部分的Fe和不可避免的杂质构成的成分组成。
应予说明,本发明的中空稳定器用电阻焊钢管的成分组成中不含Cr。如果添加Cr,则由于在板坯或管加热工序(缩径轧制前)形成Fe-Cr-O系的内部氧化层而脱氧化皮性降低,有可能在轧制工序中产生氧化皮的压入瑕疵而对作为最终产品的稳定器的耐久性造成不良影响。但是,本发明中,也允许上述成分组成含有Cr作为不可避免的杂质。应予说明,作为不可避免的杂质的Cr含量优选小于0.01%,更优选为0.050%以下。
[组织]
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管进一步具有依据JIS G 0555通过点算法对粒径:10μm以上的TiS粒子和粒径:10μm以上的MnS粒子分别求出的清洁度为0~0.1%的组织。以下,对上述组织的限定理由进行说明。
粒径10μm以上的TiS粒子和粒径10μm以上的MnS粒子成为腐蚀坑的起点,使耐腐蚀性降低。另外,粒径10μm以上的TiS粒子和粒径10μm以上的MnS粒子由于促进以腐蚀坑为起点的疲劳裂纹的产生,因此,使耐腐蚀疲劳特性降低。具体而言,如果粒径10μm以上的TiS粒子的清洁度和粒径10μm以上的MnS粒子的清洁度中的至少一者超过0.1%,则耐腐蚀性和耐腐蚀疲劳性降低。因此,使粒径10μm以上的TiS粒子的清洁度和粒径10μm以上的MnS粒子的清洁度分别为0.1%以下。另一方面,上述清洁度越低越好,因此,为0以上。应予说明,这里“粒径”是指粒子的最大长度。应予说明,上述清洁度是指钢管的板厚中央的值。上述清洁度可通过实施例中记载的方法进行测定。
为了使上述清洁度为0~0.1%,将Ca含量控制为上述的范围很重要。另外,添加REM时,将REM含量控制为上述范围也很重要。
[t/D]
上述中空稳定器用电阻焊钢管的尺寸没有特别限定,可以为任意的尺寸,优选使钢管的壁厚t(mm)与外径D(mm)的比、t/D为7%以上。t/D可以为10%以上,也可以为12%以上。另一方面,t/D优选为35%以下。t/D可以为30%以下,也可以为25%以下。
[制造方法]
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管没有特别限定,可以通过任意的方法来制造。以下,对本发明的一个实施方式的中空稳定器用电阻焊钢管的优选的制造方法进行说明。
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管可通过对具有上述成分组成的钢板依次实施下述(1)~(4)的工序而制造。
(1)冷成型
(2)电阻焊焊接
(3)加热
(4)热缩径轧制
(1)冷成型
首先,通过冷成型将具有上述成分组成的钢板成型为大致圆筒状而制成开口管。上述冷成型的方法没有特别限定,例如只要依照常规方法进行即可。具体而言,优选利用多个辊连续进行冷成型。
(2)电阻焊焊接
接着,将上述开口管的宽度方向端部彼此对接,进行电阻焊焊接而制成电阻焊钢管。上述开口管的宽度方向端部彼此的对接可通过任意的方法进行,通常可使用挤压辊进行。另外,上述电阻焊焊接例如优选通过高频电阻焊接或感应加热焊接来进行。
(3)加热
接着,将得到的电阻焊钢管加热到850~1000℃的加热温度。如果上述加热温度小于850℃,则有时无法确保期望的焊接部韧性。因此,使上述加热温度为850℃以上,优选为860℃以上。另一方面,上述加热温度超过1000℃时,表面脱碳变得显著,有时表面性状降低。因此,使上述加热温度为1000℃以下,优选为980℃以下。
(4)热缩径轧制
进行,在轧制温度:650℃以上、累计缩径率:30~90%的条件下对上述加热后的电阻焊钢管实施热缩径轧制。如果上述轧制温度小于650℃,则加工性降低,有时难以成型为期望的稳定器形状。上述轧制温度的上限没有特别规定,实际上,上述轧制温度为上述加热温度以下。另外,如果上述累计缩径率为30~90%,则电阻焊钢管的加工性不会劣化,能够成型为期望的稳定器形状。上述累计缩径率优选为35%以上。另外,上述累计缩径率优选为80%以下。
(中空稳定器)
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管可适用作用于制造中空稳定器的坯材。中空稳定器的制造没有特别限定,可通过任意的方法进行。一般而言,将上述中空稳定器用电阻焊钢管成型为稳定器形状后,实施热处理,由此能够制成中空稳定器。
上述成型中,将中空稳定器用电阻焊钢管成型为稳定器形状。作为成型方法,常用的成型方法均可应用。从抑制表面脱碳的观点考虑,优选使上述成型为冷弯曲加工。作为冷弯曲加工,可例示旋转拉弯、加压弯曲等。
接着,对成型为稳定器形状的部件(中空稳定器)实施热处理。作为上述热处理,优选进行淬火处理或淬火回火处理。
应予说明,在热处理后,为了提高耐疲劳特性,优选对内表面和管外表面中一者或两者实施喷丸处理。
使用本发明的中空稳定器用电阻焊钢管制造的稳定器具有上述成分组成和分别依据JIS G 0555通过点算法对粒径:10μm以上的TiS粒子和粒径:10μm以上的MnS粒子求出的清洁度为0~0.1%以下的组织,旧奥氏体晶粒的平均粒径为50μm以下,且硬度以维氏硬度计为400HV以上且小于550HV。即,中空稳定器用电阻焊钢管的成分组成和清洁度在淬火回火处理后的中空稳定器中也可维持。
实施例
以下,使用实施例对本发明的作用·效果进行说明。应予说明,本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
通过以下的步骤制作中空稳定器用电阻焊钢管。
首先,使用具有表1所示的成分组成的钢水通过连续铸造法而制造钢板坯。将上述钢板坯进行热轧而制成板厚4.5mm的热延钢板。应予说明,钢的清洁度不仅受成分组成的影响,还受制钢条件的影响。因此,在利用连续铸造法的上述钢板坯的制造中,使钢水温度和浇铸速度恒定。
接着,将上述热延钢板通过冷成型使用多个辊连续地进行成型,制成大致圆筒状的开口管。接着,将上述开口管的圆周方向端部彼此对接、压接,使用高频电阻焊接法进行电阻焊焊接而制成电阻焊钢管(外径
Figure GDA0003820752410000111
×壁厚4.5mm)。然后,将得到的电阻焊钢管通过感应加热而加热至980℃的加热温度。接着,对所加热的电阻焊钢管实施热缩径轧制而制成中空稳定器用电阻焊钢管。上述热缩径轧制在缩径轧制温度:800℃、缩径率:71%的条件下实施。上述缩径轧制温度在最终轧制机座的出口侧利用放射温度计实测。最终的中空稳定器用电阻焊钢管的尺寸为外径:21.7~
Figure GDA0003820752410000121
×壁厚4.0mm。
(清洁度)
接着,通过以下的步骤对的得到的中空稳定器用电阻焊钢管分别观察组织,依据JIS G 0555通过点算法求出清洁度。
首先,以观察面为与管轴方向平行的截面的方式从所得到的中空稳定器用电阻焊钢管采取组织观察用试验片。接着,使用扫描型电子显微镜(倍率:500~2000倍)观察上述组织观察用试验片的板厚中央的表面,测定存在的夹杂物粒子的种类、大小和个数。夹杂物粒子的种类(组成)通过利用附设于上述扫描型电子显微镜的能量分散型X射线分析器(EDX型分析器)对构成该夹杂物粒子的元素进行分析来鉴定。另外,将上述截面(观察面)的该粒子的最大长度作为该粒子的粒径。而且,对TiS粒子和MnS粒子分别测量粒径为10μm以上的粒子的个数。根据所得到的粒子的个数,依据JIS G 0555,通过点算法算出夹杂物的面积率(%),将60个视野的平均值作为清洁度。
(淬火回火)
接着,为了评价淬火回火后的特性,在以下的条件下对所得到的中空稳定器用电阻焊钢管分别实施淬火回火处理。
首先,将中空稳定器用电阻焊钢管通过通电加热而将表面温度加热至950℃。上述通电加热通过将电阻焊钢管的长边方向两端用电极夹住并对该电极间进行通电而实施。另外,上述表面温度利用放射温度计测得。接着,在950℃保持3秒后,将中空稳定器用电阻焊钢管投入到淬火槽(水)中,以冷却速度80±10℃/s进行骤冷,由此实施淬火处理。
进而,进行在350℃的回火温度保持20分钟回火处理。上述回火温度是在钢管安装热电偶而测得的。
应予说明,在实际的稳定器的制造中,通过冷加工而成型为稳定器形状后,进行淬火回火处理。但是,上述冷加工对旧奥氏体晶粒的平均粒径和维氏硬度不造成影响。因此,本实施例中,在不对电阻焊钢管实施冷加工的情况下实施淬火回火处理。
(维氏硬度)
为了评价淬火回火处理后的强度,从上述淬火回火处理后的电阻焊钢管采取试验片,使用维氏硬度计测定与钢管的管轴方向垂直的截面(C截面)的维氏硬度。上述测定中,遍及上述截面的从管外表面到管内表面的总厚度以0.1mm间距测定维氏硬度,求出其平均值。应予说明,维氏硬度的测定条件为载荷:500gf(4.9N)。
(旧γ粒径)
通过以下的步骤测定上述淬火回火处理后的电阻焊钢管的旧奥氏体晶粒径(旧γ粒径)。
首先,以与管轴方向正交的截面为观察面的方式从上述淬火回火处理后的电阻焊钢管采取试验片。对上述截面进行研磨后,用腐蚀液(苦味酸水溶液)进行腐蚀,使旧奥氏体晶界露出。然后,利用光学显微镜(倍率:100倍)观察上述截面,在10个视野以上进行拍摄。对所得到的组织照片进行图像解析,算出旧奥氏体晶粒的平均粒径。
(耐腐蚀疲劳特性)
为了评价上述淬火回火处理后的电阻焊钢管的耐腐蚀疲劳特性,通过以下的步骤进行疲劳试验,求出疲劳寿命。
首先,从实施上述淬火回火处理前的中空稳定器用电阻焊钢管采取规定长度的试验体,加工成腐蚀疲劳试验用试验片。应予说明,在上述试验片的中央部形成外径
Figure GDA0003820752410000131
的平行部。接着,对上述试验片实施淬火回火处理。上述淬火回火处理中,首先,将上述试验片通过感应加热以表面温度成为950℃的方式进行加热后,保持3秒,喷吹喷雾,以冷却速度:80℃/s实施淬火处理。上述淬火处理后,在以350℃保持20分钟的条件实施回火处理。
上述淬火回火处理后,在试验片的中央平行部缠绕包含5%NaCl水溶液的脱脂棉而使其为湿润状态,实施疲劳试验,求出直到裂纹发生为止的重复数,评价耐腐蚀疲劳特性。应予说明,试验条件为负荷应力±400MPa(对称交变),负荷周期为1Hz。以这样的方式得到的疲劳寿命可以视为耐腐蚀疲劳特性的指标。
将得到的结果示于表2。满足本发明的条件的中空稳定器用电阻焊钢管与比较例相比,淬火回火处理后的旧奥氏体晶粒径也小且淬火回火处理后的耐腐蚀疲劳特性也优异,如果旧奥氏体晶粒径小,则结晶晶界增加,能够通过上述结晶晶界而阻断龟裂的传播。另外,如果将旧奥氏体晶粒微细化,则能够抑制氢脆化对耐腐蚀疲劳性的影响,提高耐腐蚀疲劳特性。因此,使用本发明的中空稳定器用电阻焊钢管得到的稳定器的龟裂的抗传播性优异,因此,具备高疲劳强度。
Figure GDA0003820752410000151
Figure GDA0003820752410000161
(实施例2)
使用表1中具有作为钢种A、B、C示出的成分组成的热延钢板,在表3所示的条件下制作中空稳定器用电阻焊钢管。其它条件与上述实施例1同样。
然后,通过与实施例1同样的步骤评价清洁度以及淬火回火处理后的维氏硬度、旧奥氏体晶粒径和耐腐蚀疲劳特性。将评价结果示于表4。
根据表4所示的结果可知,如果为本发明中规定的制造条件,则能够制造淬火回火处理后的腐蚀疲劳寿命超过50万次,耐腐蚀疲劳特性优异的中空稳定器用电阻焊钢管。
Figure GDA0003820752410000171
Figure GDA0003820752410000181

Claims (3)

1.一种中空稳定器用电阻焊钢管,具有如下成分组成和组织:
所述成分组成以质量%计C:0.15%~0.19%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.01~0.10%、Ti:超过0.05%且为0.1%以下、B:0.0005~0.005%、Ca:0.0001~0.0050%、N:0.0050%以下,并且,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,
所述组织是将粒子的最大长度定义为粒径时,依据JIS G 0555通过点算法对粒径:10μm以上的TiS粒子和粒径:10μm以上的MnS粒子分别求出的板厚中央的清洁度为0~0.1%。
2.根据权利要求1所述的中空稳定器用电阻焊钢管,其中,所述成分组成进一步以质量%计含有选自Cu:1%以下、Ni:1%以下、Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下和REM:0.02%以下中的1种或2种以上。
3.一种中空稳定器用电阻焊钢管的制造方法,是权利要求1或2所述的中空稳定器用电阻焊钢管的制造方法,
通过冷成型将具有所述成分组成的钢板成型为大致圆筒状而制成开口管,
将所述开口管的宽度方向端部彼此对接,进行电阻焊焊接而制成电阻焊钢管,
将所述电阻焊钢管加热到850~1000℃的加热温度,
在轧制温度:650℃以上、累计缩径率:30~90%的条件下对所述加热后的电阻焊钢管实施热缩径轧制。
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