CN113811625A - 中空稳定器用电阻焊钢管 - Google Patents

中空稳定器用电阻焊钢管 Download PDF

Info

Publication number
CN113811625A
CN113811625A CN202080035327.6A CN202080035327A CN113811625A CN 113811625 A CN113811625 A CN 113811625A CN 202080035327 A CN202080035327 A CN 202080035327A CN 113811625 A CN113811625 A CN 113811625A
Authority
CN
China
Prior art keywords
less
steel pipe
electric resistance
content
welded steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080035327.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113811625B (zh
Inventor
荒谷昌利
石川和俊
松井亮二
近藤友则
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of CN113811625A publication Critical patent/CN113811625A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113811625B publication Critical patent/CN113811625B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3073—Fe as the principal constituent with Mn as next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种中空稳定器用电阻焊钢管，即使在大气中进行热处理的情况下，也可以不仅抑制铁素体脱碳层的生成而且抑制脱碳层的生成，可以得到具有优异的耐疲劳性的中空稳定器。上述中空稳定器用电阻焊钢管具有规定的成分组成，内表面和外表面的总脱碳层深度为100μm以下。

Description

中空稳定器用电阻焊钢管
技术领域
本发明涉及一种中空稳定器用电阻焊钢管(electric-resistance-welded steelpipe or tube for hollow stabilizer)，特别是涉及以下中空稳定器用电阻焊钢管：在中空稳定器制造工序中即使在大气中进行热处理的情况下，也可以不仅抑制铁素体脱碳层的生成而且抑制总脱碳层的生成，可以得到具有优异的耐疲劳性的中空稳定器。
背景技术
为了抑制车体在转弯时的侧倾、提高高速行驶时的行驶稳定性，一般在汽车上安装有稳定器。作为上述稳定器，一直以来使用利用了棒钢的实心稳定器，但是近年来为了轻量化，一般采用使用了钢管的中空稳定器。
中空稳定器通常通过将作为原料的钢管冷成型为期望形状后实施淬火回火等调质处理来制造。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，电阻焊钢管相对便宜且尺寸精度优异，因此被广泛使用。
对这样的作为中空稳定器用原料而使用的电阻焊钢管(中空稳定器用电阻焊钢管)要求成型成稳定器并实施淬火回火等热处理后的耐疲劳性优异。因此，对于热处理后的表面性状对耐疲劳性的影响进行了各种研究。
特别是表面脱碳被认为是表面性状中重要的因素。如果在淬火的加热阶段产生表面脱碳，则即使进行淬火，也不能提高表面硬度，其结果不能得到充分的耐疲劳性。
作为关注表面脱碳与耐疲劳性的关系的技术，例如，可以举出下面的专利文献1和2。
在专利文献1中提出了管内面侧的脱碳层的厚度被抑制为120μm以下的中空稳定器用电阻焊钢管的制造方法。
另外，在专利文献2中提出了通过添加Cu和Sb中的至少一个来抑制淬火时铁素体脱碳层的形成的电阻焊钢管。具体而言，将在大气中、800℃下加热1小时时形成的铁素体脱碳层的厚度抑制为小于0.15mm。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/079398号
专利文献2：日本特开2007－056283号公报
发明内容
如上所述，对于专利文献1中提出的中空稳定器用电阻焊钢管，管内面侧的脱碳层的厚度被抑制为120μm以下。但是，专利文献1中关注的脱碳层的厚度是淬火前的钢管的值，不是淬火后的值。为了进一步提高作为最终产品的稳定器的耐疲劳性，认为需要减少淬火后的脱碳层厚度，但是淬火后的脱碳层的厚度受到淬火条件的影响，因此对于专利文献1中提出的中空稳定器用电阻焊钢管，不能说一定能够充分抑制淬火时的表面脱碳。
作为淬火条件中对淬火后的脱碳层的厚度影响特别大的条件，可以举出淬火时的气氛。一般来说，考虑到生产率等，在大气中进行淬火时的加热。例如，作为加热时间短且生产率优异的加热方法，可以利用通电加热。在通电加热中，用电极夹住稳定器的两端，在上述电极间通电，从而在大气中进行加热。但是，通过这样在大气中进行加热，产生表面脱碳。
与此相对，为了抑制淬火时的表面脱碳，考虑例如使用光亮热处理炉(无氧化热处理炉)，在不含有氧的气氛中进行加热。但是，在该方法中需要控制气氛，因此设备成本高，另外，生产率也差。
因此，为了进一步提高耐疲劳性，需要即使在大气中进行加热的情况下也能够减少淬火后的脱碳层厚度的技术。
另一方面，在专利文献2中提出的技术中，虽然关注了淬火后的脱碳层的厚度，但是只考虑了铁素体脱碳层的厚度(铁素体脱碳层深度)。但是，淬火后的表层硬度不仅受铁素体脱碳层深度的影响而且受总脱碳层的厚度(总脱碳层深度)的影响。特别是在大气中进行加热的情况下，总脱碳层深度增大，其结果不能得到作为稳定器所需的耐疲劳性。
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种中空稳定器用电阻焊钢管，即使在稳定器制造工序中在大气中进行热处理的情况下，也可以不仅抑制铁素体脱碳层的生成而且抑制总脱碳层的生成，可以得到具有优异的耐疲劳性的中空稳定器。
发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究，结果得到下述(1)～(4)的见解。
(1)加热钢材时的表面脱碳反应通过钢中的碳原子朝向表面向外侧扩散并与氧反应来进行。为了抑制该碳的外侧扩散，增加铁的晶格常数是有效的。
(2)为了增加铁的晶格常数，最有效的元素为Sb、Sn，Cu对增加晶格常数没有效果。在专利文献2中提出了为了抑制脱碳而添加Cu，但是认为这是因为在专利文献2中只关注铁素体脱碳，没有考虑总脱碳的抑制。
(3)在专利文献2中也提出了为了抑制脱碳而添加Sb。如上所述，Sb具有使铁的晶格常数增加的效果，但是Sb在加热时液化并侵蚀到奥氏体晶界，因此使淬火回火后的稳定器的韧性降低。因此，Sb的添加需要控制在必要的最小限度。
(4)图1是表示Sn含量与淬火后的总脱碳层深度之间的关系的一个例子的图表。具体而言，将各种Sn含量的热轧钢板(板厚：4mm)在大气中、900℃下保持10分钟后，以冷却速度约20℃/秒进行冷却。然后，测定表面的总脱碳层深度。应予说明，上述热轧钢板的除Sn以外的成分组成如下保持恒定。
C：0.35％、Si：0.20％、Mn：1.22％、P：0.018％、S：0.0015％、Al：0.035％、Cr：0.15％、Ti：0.035％、B：0.0020％、Ca：0.0015％、N：0.0022％、以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
由图1所示的结果可知，如果Sn含量为0.010质量％以上，则可以将总脱碳层深度抑制为150μm以下。但是，如果Sn含量超过0.05质量％，则其效果饱和。
本发明立足于上述见解，其主旨构成如下。
1.一种中空稳定器用电阻焊钢管，具有如下成分组成：以质量％计，包含C：0.20～0.40％、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％、Cr：0.01～0.50％、Ti：0.010～0.050％、B：0.0005～0.0050％、Ca：0.0001～0.0050％、N：0.0050％以下、和Sn：0.010～0.050％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
内表面和外表面的总脱碳层深度为100μm以下。
2.根据上述1所述的中空稳定器用电阻焊钢管，其中，上述成分组成以质量％计进一步包含Sb：0.020％以下。
3.根据上述1或2所述的中空稳定器用电阻焊钢管，其中，上述成分组成以质量％计进一步包含选自Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Nb：0.05％以下、W：0.5％以下、V：0.5％以下、Mo：0.2％以下、和REM：0.02％以下中的1种或2种以上。
根据本发明，即使在中空稳定器制造工序中在大气中进行热处理的情况下，也可以不仅抑制铁素体脱碳层的生成而且抑制总脱碳层的生成。因此，通过使用本发明的电阻焊钢管作为原料，可以制造具有优异的耐疲劳性的中空稳定器。另外，根据本发明，不仅可以在高成本的非氧化气氛下的热处理中抑制表面脱碳，而且即使在低成本且生产率优异的大气中的热处理中也可以抑制表面脱碳。因此，本发明的中空稳定器用电阻焊钢管可以极好地作为用于制造中空稳定器的原料来使用。
附图说明
图1是表示Sn含量与淬火后的总脱碳层深度之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
[成分组成]
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管(以下有时简称为电阻焊钢管)具有上述成分组成。以下，对各成分的含量的限定理由进行说明。应予说明，除非特别说明，否则“％”指“质量％”。
C：0.20～0.40％
C是通过提高淬火性来促进马氏体的生成并具有固溶来增加钢的强度(硬度)的作用的元素。为了确保中空稳定器所需的强度(硬度)，需要含有0.20％以上。因此，C含量设为0.20％以上，优选设为0.21％以上。另一方面，如果C含量超过0.40％，则烧裂的危险性变高，而且淬火后的韧性降低。因此，C含量设为0.40％以下，优选设为0.39％以下，更优选设为0.38％以下。
Si：0.1～1.0％
Si是作为脱氧剂发挥作用并且也作为固溶强化元素发挥作用的元素。为了得到上述效果，需要含有0.1％以上。因此，Si含量设为0.1％以上，优选设为0.2％以上。另一方面，如果含有超过1.0％，则电阻焊焊接性降低。因此，Si含量设为1.0％以下，优选设为0.8％以下，更优选设为0.5％以下，进一步优选设为0.41％以下。
Mn：0.1～2.0％
Mn是固溶而有助于提高钢的强度并提高钢的淬火性的元素。为了确保中空稳定器所需的强度(硬度)，需要含有0.1％以上。因此，Mn含量设为0.1％以上，优选设为0.5％以上。另一方面，如果含有超过2.0％，则韧性降低，而且烧裂的危险增大。因此，Mn含量设为2.0％以下，优选设为1.8％以下，更优选设为1.7％以下。
P：0.1％以下
P是作为杂质存在于钢中的元素，偏析到晶界等，降低焊接抗裂性和韧性。因此，为了用作中空稳定器，需要将P含量减少到0.1％以下。因此，P含量设为0.1％以下，优选设为0.05％以下，更优选设为0.02％以下。另一方面，从焊接抗裂性和韧性的观点出发，P含量越低越好，因此P含量的下限不限定，可以为0。但是，过度减少P含量导致制造成本的增加。因此，从成本减少的观点出发，优选将P含量设为0.001％以上，更优选设为0.005％以上，进一步优选设为0.008％以上。
S：0.01％以下
S是在钢中作为硫化物系夹杂物存在且降低热加工性、韧性、耐疲劳性的元素。为了用作中空稳定器，需要将S含量减少到0.01％以下。因此，S含量设为0.01％以下，优选设为0.005％以下，更优选设为0.003％以下。另一方面，从热加工性、韧性和耐疲劳性的观点出发，S含量越低越好，因此S含量的下限不限定，可以为0。但是，过度减少S含量会导致制造成本的增加。因此，从成本减少的观点出发，优选将S含量设为0.0001％以上，更优选设为0.0005％以上，进一步优选设为0.001％以上。
Al：0.01～0.10％
Al是作为脱氧剂发挥作用并且具有与N键合来确保对提高淬火性有效的固溶B量的效果的元素。另外，Al以AlN的形式析出，具有防止淬火加热时奥氏体晶粒粗大化的作用。为了得到上述效果，需要含有0.01％以上。因此，Al含量设为0.01％以上。另一方面，如果大量含有超过0.10％，则氧化物系夹杂物量增加，疲劳寿命降低。因此，Al含量设为0.10％以下，优选设为0.07％以下，更优选设为0.05％以下。
Cr：0.01～0.50％，
Cr是具有使淬火性提高的效果的元素。为了得到上述效果，将Cr含量设为0.01％以上，优选设为0.05％以上。另一方面，如果Cr含量超过0.50％，则容易形成氧化物，在电阻焊焊接部中残留Cr氧化物而电阻焊焊接品质降低。因此，Cr含量设为0.50％以下，优选设为0.40％以下，更优选设为0.30％以下。
Ti：0.010～0.050％
Ti是具有将钢中的N固定为TiN的作用的元素。但是，如果Ti含量小于0.010％，则不能充分发挥上述作用。因此，Ti含量设为0.010％以上。另一方面，如果Ti含量超过0.050％，则钢的加工性和韧性降低。因此，Ti含量设为0.050％以下，优选设为0.040％以下。
B：0.0005～0.0050％
B是通过添加微量可以提高钢的淬火性的元素。另外，B具有强化晶界的作用，抑制由P偏析引起的晶界脆化。为了得到上述效果，需要含有0.0005％以上。因此，B含量设为0.0005％以上，优选设为0.0010％以上。另一方面，即使含有超过0.0050％，效果也饱和，在经济上不利。因此，B含量设为0.0050％以下，优选设为0.0030％以下。
Ca：0.0001～0.0050％
Ca是具有将硫化物系夹杂物的形态控制为微细的大致球形夹杂物的作用的元素。通过添加Ca，可以减少成为腐蚀坑起点的粒径为10μm以上的粗大MnS粒子和粒径为10μm以上的粗大TiS粒子的数量。为了得到上述效果，将Ca含量设为0.0001％以上。另一方面，如果大量含有超过0.0050％，则粗大CaS系的团簇过多，反而成为疲劳裂纹的起点，耐腐蚀耐疲劳性降低。因此，Ca含量设为0.0050％以下，优选设为0.0030％以下，更优选设为0.0015％以下。
N：0.0050％以下
N是作为杂质而不可避免地含有的元素，通过与钢中的氮化物形成元素键合来抑制晶粒的粗大化，进而有助于回火后的强度增加。但是，含有超过0.0050％时会降低焊接部的韧性。因此，N含量设为0.0050％以下，优选设为0.0040％以下。另一方面，N含量的下限不限定，可以为0，但是也可以通过添加某种程度量的N来得到上述效果。另外，过度减少N含量导致制造成本的增加。因此，从这些观点出发，优选将N含量设为0.001％以上，更优选设为0.0015％以上。
Sn：0.010～0.050％
Sn是本发明中最重要的元素之一。通过添加Sn，铁的晶格常数增大，由此抑制钢中碳的外侧扩散，因此抑制表面脱碳反应。为了得到上述效果，需要添加0.010％以上。因此，Sn含量设为0.010％以上，优选设为0.020％以上。另一方面，即使添加超过0.050％，其效果也饱和。因此，Sn含量设为0.050％以下，优选设为0.045％以下。
本发明的一个实施方式的电阻焊钢管具有如下成分组成：包含上述各元素，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
在本发明的另一实施方式中，上述成分组成还可以任意地包含下述量的Sb。
Sb：0.020％以下
与Sn同样，Sb是具有使铁的晶格常数增大并抑制钢中碳的外侧扩散的作用的元素。因此，通过在添加Sn之外添加Sb，可以进一步抑制表面脱碳。但是，Sb在加热时液化并侵蚀到奥氏体晶界，因此使淬火回火后的稳定器的韧性降低。因此，Sb的添加需要控制为必要的最小限度。因此，在添加Sb的情况下，Sb含量设为0.020％以下，优选小于0.010％，更优选设为0.008％以下。
进而在本发明的另一实施方式中，上述成分组成还可以任意地包含下述量的选自Cu、Ni、Nb、W、V、Mo和REM中的1种或2种以上。
Cu：1.0％以下
Cu是具有提高淬火性并且提高耐腐蚀性的作用的元素。但是，Cu是昂贵的合金元素，因此如果Cu含量超过1.0％，则导致材料成本的高涨。因此，Cu含量设为1.0％以下，优选设为0.50％以下。应予说明，Cu含量的下限不特别限定，但是从提高Cu的添加效果的观点出发，在添加Cu的情况下，优选将Cu含量设为0.05％以上。
Ni：1.0％以下
与Cu同样，Ni是具有提高淬火性并且提高耐腐蚀性的作用的元素。但是，Ni是昂贵的合金元素，因此如果Ni含量超过1.0％，则导致材料成本的高涨。因此，Ni含量设为1.0％以下，优选设为0.50％以下。另一方面，Ni含量的下限不特别限定，但是从提高Ni的添加效果的观点出发，在添加Ni的情况下，优选将Ni含量设为0.05％以上。
Nb：0.05％以下
Nb是形成微细的碳化物而有助于增加强度(硬度)的元素。但是，如果Nb含量超过0.05％，则添加效果饱和而不能得到与含量相称的效果，因此在经济上不利。因此，Nb含量设为0.05％以下，优选设为0.03％以下。另一方面，Nb含量的下限不特别限定，但是从提高Nb的添加效果的观点出发，在添加Nb的情况下，优选将Nb含量设为0.001％以上。
W：0.5％以下
与Nb同样，W是形成微细的碳化物而有助于增加强度(硬度)的元素。但是，如果W含量超过0.5％，则添加效果饱和而不能得到与含量相称的效果，因此在经济上不利。因此，W含量设为0.5％以下，优选设为0.3％以下。另一方面，W含量的下限不特别限定，但是从提高W的添加效果的观点出发，在添加W的情况下，优选将W含量设为0.01％以上。
V：0.5％以下
与Nb和W同样，V是形成微细的碳化物而有助于增加强度(硬度)的元素。但是，如果V含量超过0.5％，则添加效果饱和而不能得到与含量相称的效果，因此在经济上不利。因此，V含量设为0.5％以下，优选设为0.3％以下。另一方面，V含量的下限不特别限定，但是从提高V的添加效果的观点出发，在添加V的情况下，优选将V含量设为0.01％以上。
Mo：0.2％以下
Mo是具有使淬火性提高的效果的元素。但是，Mo是非常昂贵的元素，因此过度的添加会导致材料成本的上升。因此，Mo含量设为0.2％以下，优选设为0.15％以下。另一方面，Mo含量的下限不特别限定，但是从提高Mo的添加效果的观点出发，优选将Mo含量设为0.01％以上，更优选设为0.05％以上。
REM：0.02％以下
与Ca同样，REM(稀土金属)是具有将硫化物系夹杂物的形态控制为微细的大致球形夹杂物的作用的元素。为了补充Ca的作用，可以任意地添加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的量过剩，因此耐腐蚀耐疲劳性反而降低。因此，REM含量设为0.02％以下，优选设为0.01％以下。另一方面，REM含量的下限不特别限定，但是从提高REM的添加效果的观点出发，在添加REM的情况下，优选将REM含量设为0.001％以上。
[总脱碳层深度]
总脱碳层深度：100μm以下
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管的内表面的总脱碳层深度和外表面的总脱碳层深度这两者为100μm以下。这里所说的总脱碳层深度是指供给稳定器的制造工序之前的作为原料的中空稳定器用电阻焊钢管(坯管)的总脱碳层深度。换言之，上述总脱碳层深度是进行淬火等热处理之前的总脱碳层深度。应予说明，上述总脱碳层深度可以用实施例所记载的方法来测定。
在上述总脱碳层深度超过100μm的情况下，在随后的稳定器制造工序中的热处理中总脱碳层深度进一步增大，结果不能确保稳定器所需的疲劳强度。该总脱碳层深度的增大在大气中进行热处理的情况下特别显著。因此，为了即使在稳定器制造工序中在大气中进行热处理的情况下也得到具有优异的耐疲劳性的中空稳定器，需要将中空稳定器用电阻焊钢管的内表面和外表面的总脱碳层深度分别设为100μm以下。上述总脱碳层深度优选设为50μm以下，更优选设为20μm以下。
另一方面，总脱碳层深度越小越好，因此下限不特别限定，例如可以为0μm。但是，为了完全防止总脱碳，需要高度的制造条件的管理，因此从制造的容易度的观点出发，优选将内表面和外表面的总脱碳层深度设为1μm以上，更优选设为5μm以上。
应予说明，总脱碳层深度一定大于铁素体脱碳层深度，因此如果总脱碳层深度为100μm以下，则铁素体脱碳层深度也必然为100μm以下。因此，本发明的中空稳定器用电阻焊钢管的内表面和外表面的铁素体脱碳层深度均为100μm以下。
[t/D]
上述中空稳定器用电阻焊钢管的尺寸不特别限定，可以设为任意尺寸，但是优选将钢管的壁厚t(mm)与外径D(mm)之比t/D设为10～30％。
[制造方法]
本发明的中空稳定器用电阻焊钢管不特别限定，可以用任意方法制造。即，可以使用具有上述成分组成的钢坯料并根据常规方法来制造。以下，对本发明的一个实施方式中的中空稳定器用电阻焊钢管的优选的制造方法进行说明。
上述中空稳定器用电阻焊钢管可以如下地制造：对钢板进行电阻焊造管而制成电阻焊钢管，将上述电阻焊钢管再加热，接着实施热减径轧制。作为上述钢板，只要是具有上述成分组成的钢板，就可以使用任意的钢板。上述钢板优选为热轧钢板。
上述电阻焊造管不特别限定，可以用任意的方法进行。例如，可以如下地制成电阻焊钢管：利用多个辊对上述钢板连续进行冷成型而制成大致圆筒状的开口管，接着用挤压辊将上述开口管的宽度方向端部彼此对接，进行电阻焊焊接。上述电阻焊焊接可以通过例如高频电阻焊接、感应加热等来进行。
应予说明，表面脱碳的进行在超过1000℃的高温下尤其显著。在电阻焊钢管的制造工序中，通常仅在电阻焊造管后热减径轧制前的再加热工序中进行加热到如此高温的工序。因此，可以以最终得到的稳定器用电阻焊钢管的总脱碳层深度满足上述条件的方式调整上述再加热工序中的加热温度、时间等条件。
特别是上述再加热时的加热温度(再加热温度)优选为850～1000℃。如果再加热温度小于850℃，则有时不能确保期望的焊接部韧性。另一方面，在再加热温度超过1000℃的情况下，表面脱碳显著。
上述热减径轧制中的轧制温度优选设为650℃以上。如果轧制温度小于650℃，则加工性降低，有时难以成型成期望的稳定器形状。另外，上述热减径轧制中的累积减径率优选设为30～90％。如果累积减径率为30～90％，则可以得到加工性优异的中空稳定器用电阻焊钢管。
实施例
接下来，基于实施例，对本发明进一步具体进行说明。
用多个辊对具有表1所示的成分组成的热轧钢板(板厚：4.5mm)连续进行冷成型，制成大致圆筒状的开口管。然后，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接而制成电阻焊钢管(外径89.1mmφ×壁厚4.5mm)。然后，进一步利用感应加热将得到的电阻焊钢管加热到980℃后，实施减径轧制而制成中空稳定器用电阻焊钢管。上述减径轧制的条件设为轧制温度：800℃、累积减径率：71％。这里，上述轧制温度是使用辐射温度计在最终轧制支架的出口侧测定的温度。得到的中空稳定器用电阻焊钢管的尺寸为外径25.4mmφ×壁厚4.0mm。
(热处理前的脱碳层深度)
以观察面成为与管轴方向平行的截面的方式从得到的中空稳定器用电阻焊钢管采集组织观察用试验片，根据JIS G 0558中规定的方法来测定内表面和外表面的铁素体脱碳层深度和总脱碳层深度。
(热处理后的脱碳层深度)
接着，为了评价实施热处理后的脱碳层深度，对得到的中空稳定器用电阻焊钢管实施热处理。具体而言，首先，将中空稳定器用电阻焊钢管在大气炉中加热，在900℃保持10分钟后，以冷却速度80±10℃/秒进行冷却，由此进行淬火。然后，在大气中在炉中以回火温度350℃、保持时间20分钟的条件实施回火处理。然后，以与管轴方向垂直的截面成为观察面的方式从上述热处理后的中空稳定器用电阻焊钢管采集组织观察用试验片，根据JIS G0558的方法来测定铁素体脱碳深度和总脱碳深度。应予说明，上述热处理中的钢管的温度使用安装于该钢管的K热电偶来测定。
(耐疲劳性)
接下来，为了确认本发明的效果，按以下的步骤对在大气中进行了热处理的情况的疲劳强度的降低进行评价。
·步骤1
首先，按以下的步骤，对在大气中进行了热处理的情况的疲劳强度进行评价。从得到的中空稳定器用电阻焊钢管采集长度400mm的管状试验片，对该管状试验片实施淬火回火。上述淬火如下地进行：将上述管状试验片在大气炉中在900℃保持10分钟后，投入到淬火槽(水)，以冷却速度80±10℃/秒进行快速冷却。上述回火在回火温度350℃、保持时间20分钟的条件下进行。上述回火温度通过安装于试验片的热电偶来测定。
使用上述淬火回火后的管状试验片，在大气中实施扭转疲劳试验，求出直到裂纹产生为止的重复次数(疲劳寿命)。上述扭转疲劳试验的条件设为负载应力：±400MPa(对称交变)、负载周期：1Hz。
对10个样品进行以上的试验，求出平均疲劳寿命。
·步骤2
接下来，对于以相同的条件制造的中空稳定器用电阻焊钢管，在非氧化气氛炉(光亮热处理炉)中进行淬火时的加热，除此之外，以与上述步骤1相同的条件进行热处理，由此制作没有表面脱碳的基准样品。使用上述基准样品，以与上述步骤1相同的条件进行扭转疲劳试验，求出10个样品的平均疲劳寿命。
·步骤3
算出上述步骤1中求出的平均疲劳寿命相对于上述步骤2中求出的基准样品的平均疲劳寿命的降低率，作为疲劳强度降低率。将上述疲劳强度降低率小于10％的情况判定为良好的结果。
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即使在大气中进行在900℃下保持10分钟的热处理后，内表面和外表面的铁素体脱碳层深度和总脱碳层深度这两者也为70μm以下。
另外，满足本发明的条件的中空稳定器用电阻焊钢管在大气中进行了热处理的情况的疲劳强度的降低率均小于10％。
Figure BDA0003349362980000131
Figure BDA0003349362980000141

Claims (3)

1.一种中空稳定器用电阻焊钢管，具有如下成分组成：
以质量％计，包含C：0.20～0.40％、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％、Cr：0.01～0.50％、Ti：0.010～0.050％、B：0.0005～0.0050％、Ca：0.0001～0.0050％、N：0.0050％以下、和Sn：0.010～0.050％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
内表面和外表面的总脱碳层深度为100μm以下。
2.根据权利要求1所述的中空稳定器用电阻焊钢管，其中，所述成分组成以质量％计进一步包含Sb：0.020％以下。
3.根据权利要求1或2所述的中空稳定器用电阻焊钢管，其中，所述成分组成以质量％计进一步包含选自Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Nb：0.05％以下、W：0.5％以下、V：0.5％以下、Mo：0.2％以下、和REM：0.02％以下中的1种或2种以上。
CN202080035327.6A 2019-05-13 2020-05-12 中空稳定器用电阻焊钢管 Active CN113811625B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019090627 2019-05-13
JP2019-090627 2019-05-13
PCT/JP2020/019015 WO2020230795A1 (ja) 2019-05-13 2020-05-12 中空スタビライザー用電縫鋼管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113811625A true CN113811625A (zh) 2021-12-17
CN113811625B CN113811625B (zh) 2023-12-15

Family

ID=73288865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080035327.6A Active CN113811625B (zh) 2019-05-13 2020-05-12 中空稳定器用电阻焊钢管

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20220307117A1 (zh)
EP (1) EP3971307B1 (zh)
JP (1) JP7070696B2 (zh)
KR (1) KR102639340B1 (zh)
CN (1) CN113811625B (zh)
CA (1) CA3139909C (zh)
MX (1) MX2021013852A (zh)
WO (1) WO2020230795A1 (zh)
ZA (1) ZA202109255B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117280062A (zh) * 2021-06-07 2023-12-22 日本制铁株式会社 机械结构部件用电焊钢管及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007270349A (ja) * 2006-03-09 2007-10-18 Nippon Steel Corp 中空部品用鋼管及びその製造方法
WO2013175821A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 新日鐵住金株式会社 中空スタビライザ並びに中空スタビライザ用鋼管及びその製造方法
WO2017141952A1 (ja) * 2016-02-18 2017-08-24 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度冷延鋼板
JP2018003114A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度鋼板およびその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007056283A (ja) 2005-08-22 2007-03-08 Nippon Steel Corp 焼入れ性及び耐脱炭性に優れた高強度厚肉電縫溶接鋼管およびその製造方法
JP5324311B2 (ja) * 2009-05-15 2013-10-23 株式会社神戸製鋼所 高強度ばね用中空シームレスパイプ
JP2014019908A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal 防食被覆鋼材
WO2015118610A1 (ja) * 2014-02-04 2015-08-13 新日鐵住金株式会社 鋼管
US11332812B2 (en) 2016-10-24 2022-05-17 Jfe Steel Corporation Electric resistance welded steel tubes for high-strength thin hollow stabilizers, and methods for manufacturing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007270349A (ja) * 2006-03-09 2007-10-18 Nippon Steel Corp 中空部品用鋼管及びその製造方法
WO2013175821A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 新日鐵住金株式会社 中空スタビライザ並びに中空スタビライザ用鋼管及びその製造方法
CN104395487A (zh) * 2012-05-25 2015-03-04 新日铁住金株式会社 空心稳定杆和空心稳定杆用钢管及其制造方法
WO2017141952A1 (ja) * 2016-02-18 2017-08-24 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度冷延鋼板
EP3399064A1 (en) * 2016-02-18 2018-11-07 JFE Steel Corporation High-strength cold-rolled steel sheet
JP2018003114A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3971307A1 (en) 2022-03-23
EP3971307A4 (en) 2022-03-30
KR102639340B1 (ko) 2024-02-21
CN113811625B (zh) 2023-12-15
MX2021013852A (es) 2022-01-07
CA3139909A1 (en) 2020-11-19
CA3139909C (en) 2023-07-11
WO2020230795A1 (ja) 2020-11-19
KR20220004758A (ko) 2022-01-11
JP7070696B2 (ja) 2022-05-18
EP3971307B1 (en) 2024-02-21
US20220307117A1 (en) 2022-09-29
ZA202109255B (en) 2023-10-25
JPWO2020230795A1 (ja) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6452454B2 (ja) 高強度ばね用圧延材および高強度ばね用ワイヤ
EP2484791B1 (en) Steel plate having low yield ratio, high strength and high uniform elongation and method for producing same
CN108138279B (zh) 高强度中空稳定器用电阻焊接钢管、高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法、高强度中空稳定器及高强度中空稳定器的制造方法
EP2484792A1 (en) Steel plate with low yield ratio, high strength, and high toughness and process for producing same
WO2018079398A1 (ja) 高強度薄肉中空スタビライザー用電縫鋼管およびその製造方法
JP5892267B2 (ja) 電縫鋼管
JP5181775B2 (ja) 曲げ加工性および低温靭性に優れる高張力鋼材ならびにその製造方法
CN108315637B (zh) 高碳热轧钢板及其制造方法
JP6065121B2 (ja) 高炭素熱延鋼板およびその製造方法
JP6065120B2 (ja) 高炭素熱延鋼板およびその製造方法
JP2020504236A (ja) 低温での破壊開始及び伝播抵抗性に優れた高強度鋼材、及びその製造方法
WO2001071050A1 (fr) Acier non raffine presentant une anisotropie de matiere reduite et une resistance, une tenacite et une usinabilite ameliorees
CN113302315B (zh) 热轧钢板和焊接接头、以及它们的制造方法
CN107557663B (zh) 拉伸加工性优异的线材及其制造方法
JP6796472B2 (ja) 中空部材及びその製造方法
CN112969808B (zh) 螺栓用钢及其制造方法
CN113811625B (zh) 中空稳定器用电阻焊钢管
CN113557317B (zh) 中空稳定器用电阻焊钢管和其制造方法
JP6747623B1 (ja) 電縫鋼管
JP5884781B2 (ja) 焼入れ性および加工性に優れる高炭素熱延鋼板およびその製造方法
WO2018139672A1 (ja) 自動車足回り部品用鋼管および自動車足回り部品
JP2023036442A (ja) 電縫鋼管およびその製造方法
JP2021195588A (ja) 肌焼鋼材及びその製造方法
JPH1157819A (ja) 高強度高靱性鋼管の製造方法
WO2019172314A1 (ja) 鋼管および鋼管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant