CN1791694A - 安全气囊系统用钢管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种高强度的安全气囊系统用钢管，具有的钢组成是含有C：0.05～0.20％、Si：0.1～1.0％、P：0.025％以下、S：0.010％以下、Cr：0.05～1.0％、Al：0.10％以下，且含有满足(1)Ti≤0.02％及(2)0.4≤Mn+40×Ti≤1.2的Ti和Mn的至少一方，剩余部分由铁构成。该钢组成物，还可以含有(i)Mo：0.05～0.50％、Ni：0.05～1.5％、V：0.01～0.2％、B：0.0003～0.005％中的1种或2种以上；(ii)Cu：0.05～0.5％及Nb：0.003～0.1％中的1种或2种；(iii)Ca：0.0003～0.01％、Mg：0.0003～0.01％及REM：0.0003～0.01％中的1种或2种以上。钢管，在制管后冷成形为规定尺寸之后，进行Ac1相变点以上的加热·骤冷，接着进行Ac1相变点以下的回火。

Description

安全气囊系统用钢管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种兼具拉伸强度1000MPa以上的高强度和高韧性并适于安全气囊系统用的钢管。本发明还涉及这种钢管的制造方法。本发明，特别是涉及薄壁钢管中具有在-40℃、甚至-80℃下进行内压爆破试验也不会呈现脆性断裂面这样的高强度和高韧性的安全气囊系统用钢管及其制造方法。
背景技术
近年来，在汽车产业方面，增大车辆安全性的装置的导入取得积极进展。那种装置的一例是安全气囊系统，这种装置是发生碰撞时在乘客与方向盘或仪表盘等碰撞前在它们与乘客之间用气体等展开安全气囊，吸收乘客的运动能量而谋求减轻伤害。
现有的安全气囊系统，使用爆发性药品产生用于展开安全气囊的气体。不过，从安全气囊展开速度的响应性和气压压力调整的要求考虑，而开发出在钢管中填充用于展开安全气囊的高压气体的其他种类的安全气囊系统，其适用广泛。
后者这种安全气囊系统，一般在称为蓄压器的钢管内高压保持着用于展开的气体。碰撞时，蓄压器内的用于展开的气体一下子向安全气囊内喷出。其结果是，作为用于展开的高压气体蓄压器使用的钢管，在极短时间以大的应变速度负载应力。从而，与现有的压力汽缸和线性管等这种简单的结构物不同，作为安全气囊系统的蓄压器使用的钢管被要求高的尺寸精度、加工性及焊接性，还被要求高强度和优异的耐爆破性。
适用于蓄压器的安全气囊系统用钢管及其制造方法，被公布在例如特开平10-140238号、特开平10-140249号、特开平10-140250号、特开平10-140283号、特开平10-212549号、特开2002-294339号、特开平11-199929号、特开2001-49343号、特开2002-194501号各公报上。
上述各公报所述的技术，均意图制造高强度高韧性安全气囊系统用钢管，不过，作为拉伸强度以590MPa以上为目标，由其实施例也表明，拉伸强度最高只不过为947MPa。
上述各公报所述的技术，相对于现有的安全气囊系统而言也能够获得充分的性能。不过，随着汽车的轻量化程度近年来越来越强，安全气囊系统也被要求小型·轻量。从而，如今还要求蓄压器压力的更高压化和钢管的更薄壁化。
发明内容
本发明提供一种适于用作高强度·高韧性的作为安全气囊系统用(即、安全气囊系统的蓄压器用)的钢管。该钢管，能够满足上述现状中所要求的各种特性。本发明还提供那种钢管的制造方法。
本发明者们，发现要提供具有高拉伸强度且耐爆破性也优异、能够充分对应于蓄压器压力的高压化、钢管的薄壁化的安全气囊系统用钢管，钢管必须具有下述特性。
(a)1000MPa以上的拉伸强度、及
(b)在摆锤式冲击试验中，至少在-40℃显示100％延展性断裂面、优选是在-60℃显示100％延展性断裂面，更优选是在-80℃显示100％延展性断裂面这样的韧性。
另外，从安全性方面来说，“耐爆破性”良好也很重要，这种良好的耐爆破性，是通过在-40℃下的由静水压进行的内压爆破试验中不发生脆性断裂，另外，裂纹在钢管整个全长上没有扩展从而被验证。更期望在-80℃的内压爆破试验中也显示这种耐爆破性。
根据本发明，一种兼具至少1000MPa的高强度和摆锤式冲击试验中所验证的至少在-40℃为延展性断裂面的高韧性、同时、还具备上述良好的耐爆破性的钢管，能够通过选择特定的钢组成从而实用。
本发明的1方式中，适于安全气囊系统用(用于形成安全气囊系统的蓄压器)的钢管，具有的钢组成是按照质量％含有C：0.05～0.20％、Si：0.1～1.0％、P：0.025％以下、S：0.010％以下、Cr：0.05～1.0％、Al：0.10％以下，还有满足下述式(1)及(2)的量的Ti和Mn的一方或双方，剩余部分由铁及杂质构成(式中，元素记号意味奋斗目标那个元素的质量％)。
Ti≤0.02％                   (1)
0.4≤Mn+40×Ti≤1.2          (2)
该钢管具有1000MPa以上的拉伸强度。
上述钢组成，还可以含有Mo：0.05～0.50％、Ni：0.05～1.5％、V：0.01～0.2％及B：0.0003～0.005％中的1种或2种以上。
该钢组成，还可以含有Cu：0.05～0.5％及Nb：0.003～0.1％中的1种或2种。
该钢组成，还可以含有Ca：0.0003～0.01％、Mg：0.0003～0.01％及REM：0.0003～0.01％中的1种或2种以上。
根据本发明的其他方式，安全气囊系统用钢管的制造方法，包括从具有上述钢组成的钢、通过包括制管和其后的冷加工的方法成形为规定尺寸的钢管，其后将冷加工过的钢管在Ac1相变点以上的温度进行加热后骤冷、接着在Ac1相变点以下的温度回火。
在该方法的适宜方式中，将冷加工过的钢管在Ac3相变点以上的温度、更优选是在900～1000℃的范围的温度进行加热。该加热，优选是通过升温速度为10℃/秒以上的急速加热、例如高频感应加热进行。其后的骤冷，优选是至少在850～500℃的温度区以20℃/秒以上的冷却速度进行。从而，能够制造具有骤冷后的γ粒度为11以上(号越大γ粒度越细)的细粒组织的钢管。那样的钢管，显示出即使在-80℃的内压爆破试验中也没有发现显著的裂纹扩展这样极优异的耐爆破性。
上面列举的专利公报中，均没有公布具有满足上述(1)及(2)的符合本发明的钢组成、且满足1000MPa以上的高强度及-40℃为延展性断裂面这样的高韧性。这些专利公报所公布的代表性的钢的拉伸强度与(Mn+40×Ti)的数值的关系如图2所示。
附图说明
图1是表示钢管的圆周方向的拉伸强度与vTrs100的关系的曲线图。
图2是表示本发明及上述专利公报的实施例所公布的钢的(Mn+40×Ti)的数值与钢管的圆周方向的拉伸强度的关系的图。
具体实施方式
下面，对本发明进行更详细地说明。本说明书中，表示钢组成的“％”只要没有特别说明，就是“质量％”。
(A)钢的化学组成
根据本发明的1方式，安全气囊系统用钢管，具有上述特定的钢组成，该钢组成具有满足下述式(1)及(2)的Ti及Mn含有量：
Ti≤0.02％                     (1)
0.4≤Mn+40×Ti≤1.2            (2)
Ti和Mn的任意一方的含有量均可以为0％。
对本发明的特定的钢组成中的各种元素的含有量的范围如上所述进行限定的理由如下。
C：0.05～0.20％
碳(C)是一种廉价且对提高钢的强度有效的元素。其含有量不足0.05％则很难获得要求的1000MPa以上的拉伸强度，另一方面，若超过0.20％则加工性及焊接性降低。C含有量的优选范围是0.08～0.20％，更优选范围是0.12～0.17％。
Si：0.1～1.0％
硅(Si)是一种除了具有脱氧作用外、还提高钢的淬火性并提高强度的元素。考虑到Si的这些作用，而将其设定为0.1％以上的含有量。不过，若其含有量超过1.0％，则韧性降低。Si的含有量的优选范围为0.2～0.5％。
P：0.025％以下
磷(P)可导致由粒界离析引起的韧性降低。特别是若其含有量超过0.025％，则韧性降低显著。P的含有量优选是在0.020％以下，更优选在0.015％以下。
S：0.010％以下
硫(S)特别降低钢管T方向即钢管的圆周方向的韧性。特别是若其含有量超过0.010％则钢管T方向的韧性降低显著。S的含有量优选为0.005％以下，更优选为0.003％以下。
Cr：0.05～1.0％
铬(Cr)是一种对提高钢的强度和韧性有效的元素。其含有量不足0.05％则很难获得1000MPa以上的强度。可是，若其含有量超过1.0％则导致焊接部韧性降低。Cr含有量的优选范围是0.2～0.8％，更优选范围是0.4～0.7％。
Al：0.10％以下
铝(Al)是一种具有脱氧作用且对提高韧性及加工性有效的元素。可是若含有的Al超过0.10％，则发纹的发生显著。Al含有量可是为杂质水平，因此，其下限没有特别限定，不过，优选是为0.005％以上。Al含有量的优选范围是0.005～0.05％。本发明所说的Al含有量指的是酸可溶Al(所谓的“sol.Al”)的含有量。
以该特定钢组成为前提，为了确保作为安全气囊系统用钢管的韧性且获得1000MPa以上的强度而进行调整，以使Mn及Ti含有量满足上述式(1)及(2)。
Ti：0～0.02％
钛(Ti)不添加在本发明的钢组成中也可以。添加时则为0.02％以下，以满足(1)式。下限没有特别规定，也包括含有一定程度的杂质的情况。
Ti是一种若添加则具有脱氧作用的元素。还增强与N的亲和力，在高温下以Ti氮化物稳定存在。从而，抑制热轧时的结晶粒成长、有助于韧性提高。要获得像这样的Ti的作用，优选是Ti为0.003％以上的含有量。可是若Ti含有量超过0.02％，则反而降低韧性。从而，添加Ti时的含有量在0.003％～0.02％为好。
Mn：1.2％以下
锰(Mn)是一种具有脱氧作用、另外还对提高钢的淬火性并提高强度和韧性有效的元素，因此，最大能够含有1.2％。其含有量不足0.20％则有时不能获得足够的强度和韧性，因此，Mn含有量优选是在0.20％以上。另方面，若M含有量超过1.0％则有时会发生MnS的粗大化、在热轧时延伸、韧性降低。从而，Mn含有量优选是为0.2～1.0％、更优选是为0.4％～0.8％。
Ti和Mn的含有量调整为满足上述式(2)。若(Mn+40×Ti)的值不足0.4％或超过1.2％，则不能获得要求的高强度及/或高韧性。(Mn+40×Ti)的值优选为0.6％以上、1.0％以下。
在想要进一步改善钢的强度、耐爆破性及/或焊接性的情况下，除上述成分外，还能够根据情况将Mo、Ni、Cu、V、Nb、B、Ca、Mg及REM的一种或2种以上以后述范围添加入本发明的钢管的钢组成中。
Mo、Ni、B、V
钼(Mo)、镍(Ni)、硼(B)、及钒(V)均具有提高淬火性的作用，因此，可以作为任意成分添加它们的1种或2种。
Mo还具有通过固溶增强、析出增强从而提高强度的作用。这些Mo的作用，即使是杂质水平的含有量也能够获得，不过，要想更显著获得其效果，Mo优选是为0.05％以上的含有量。可是，若Mo的含有量超过0.50％则焊接部硬化而韧性降低。从而，添加时的Mo的含有量在0.05～0.50％为好，更优选是在0.1～0.35％。
Ni也具有进一步提高韧性的作用。这些Ni的作用，即使是杂质水平的含有量也能够获得，不过，要想更显著获得其效果，Ni优选是为0.05％以上的含有量。可是，Ni为高价元素，特别是若其含有量超过1.50％则成本上升显著。从而，添加时的Ni的含有量在0.05～1.5％为好，更优选是在0.1～1.0％。
B的提高淬火性作用，即使是杂质水平的含有量也能够获得，不过，要想更显著获得其效果，B优选是为0.0003％以上的含有量。可是，若B的含有量超过0.005％则韧性降低。从而，添加时的B的含有量在0.0003～0.005％为好。B含有量的更优选范围是在0.0003～0.002％。
V还具有通过析出增强从而提高强度的作用。像这样的V的作用只要含有0.01％以上就能发挥效果，不过，若超过0.2％则韧性降低。从而，添加时的V的含有量在0.01～0.2％为好。V含有量的更优选范围是在0.03～0.10％。
Cu、Nb
铜(Cu)及铌(Nb)均具有提高韧性的作用，因此，可以作为任意成分含有它们的1种或2种。
Cu的提高韧性作用，也是即使杂质水平的含有量也能够获得，不过，要想更显著获得其效果，Cu含有量优选是为0.05％以上，更优选是0.1％。可是，Cu可降低钢的热加工性，因此，含有Cu时也要含有Ni以确保热加工性为好。还有，若Cu的含有量超过0.5％则即使复合添加Ni有时也不能确保热加工性。从而，添加时的Cu的含有量在0.05～0.5％为好。
Nb的提高韧性作用，也是即使杂质水平的含有量也能够获得，不过，要想更显著获得其效果，Nb含有量优选是为0.003％以上，更优选是为0.005％以上。可是，若Nb的含有量超过0.1％则反而韧性降低。添加时的Nb的含有量在0.003～0.1％为好。更优选的Nb含有量的范围是在0.003～0.03％，更进一步优选的范围是在0.005～0.02％。
Ca、Mg、REM
要使高强度安全气囊系统用钢管进一步确保更加良好的耐爆破性时，还可以作为任意成分含有钙(Ca)、镁(Mg)及稀土类金属元素(REM)的1种或2种以上。
这些元素，均具有改善韧性的各向异性、提高钢管的T方向韧性从而进一步提高耐爆破性的作用。该效果，即使杂质水平的含有量也能够获得，不过，要想更显著获得其效果，任意一元素都优选是0.0003％以上的含有量。可是若含有任意一元素超过0.01％，则夹杂物成团状而发生发纹问题。从而，添加这些元素时的含有量分别为在0.0003～0.01％为好，更优选为0.0005～0.003％。
(B)制管
本发明中，要想获得安全气囊系统用钢管，以如上所述调整了化学组成的钢作为素材，制造无缝钢管或焊接管。从可靠性的观点而言无缝钢管为优选。无缝钢管和焊接管等的制管法没有特别限定。
(C)冷加工
如上所述制造的无缝钢管或焊接管，在选择的条件下进行冷加工以使对钢管赋予规定尺寸精度、表面性状。冷加工只要是获得规定的尺寸精度和表面性状，其方法无所谓。作为有用的冷加工的例子，可举出冷拉及冷轧。冷加工的加工率也没有特别规定，不过，加工率优选是断面收缩率为3％以上。为了降低冷加工的加工力，可以在冷加工前施以中间软化热处理。
(D)热处理
上述(C)的冷加工后，对钢管施以用于确保要求的拉伸强度、同时提高T方向韧性且确保耐爆破性的热处理。要使钢管具备拉伸强度为1000MPa以上的高强度和耐爆破性，而加热至Ac1相变点以上的温度后骤冷，接着在Ac1相变点以下的温度回火。
骤冷前的加热温度不足Ac1相变点，则不能确保良好的T方向韧性，从而不能确保良好的耐爆破性。上述的加热温度优选是在奥氏体区的Ac3相变点以上的温度。
高温长时间的加热钢管表面生成的鳞片增多，而导致尺寸精度和表面性状降低，耐爆破性降低，因此，上述加热，优选是在急速加热到规定的加热温度后，进行短时间保持。该急速加热，优选是以10℃/秒以上的升温速度进行。像那样的急速加热，能够通过例如高频感应加热和直接通电加热等实现，不过，加热方法没有特别限定。优选的加热方法是高频感应加热。
特别是，像这种短时间加热的情况，优选的加热温度是在900～1000℃的范围内，最优选是在900～960℃的范围内。若加热温度低于900℃，则有时短时间加热中不能完全奥氏体化，而不能获得正常的组织。若加热温度超过1000℃，则有时γ粒径粗大化而韧性降低。
加热到Ac1相变点以上的温度时的加热气体，从抑制表面鳞片发生的观点而言，期望是氧势能尽量低的环境，如果是还原性气体则更作为优选。
加热到Ac1相变点以上、优选是Ac3相变点以上的温度后的冷却，采用骤冷(具体地说是在850～500℃的温度区以平均5℃/秒以上的冷却速度)以使稳定且确实地获得要求的1000MPa以上的拉伸强度。优选是该冷却速度为20℃/秒以上。像这种骤冷可以通过水淬火等实现。
通过高频感应加热急速加热到900～1000℃的温度后，进行在850～500℃的温度区的冷却速度为20℃/秒以上的骤冷，从而，能够防止γ粒的粗大化，而稳定实现带有淬火后的γ粒度(旧奥氏体粒的粒度，通过JIS G0551所述的Bechet-Beaujard法测定)为粒度号11以上的细粒这种特征的致密的淬火组织。具有那种组织的本发明钢管显示特别良好的韧性，显示出即使在-80℃的内压爆破试验中也没有发现显著的裂纹扩展这样优异的耐爆破性。
骤冷且冷却到常温附近的钢管，为了赋予要求的1000MPa以上的拉伸强度和耐爆破性，而在Ac1相变点以下的温度回火。在该回火中γ粒度无变化。若回火的温度超过Ac1相变点，则很难稳定且确实地获得上述特性。该回火，优选是通过在450～700℃的温度区保持10分钟以上进行。回火后，用适宜矫直机等矫正弯曲即可。
这样一来，根据本发明，能够实现一种安全气囊系统用钢管，拉伸强度在1000MPa以上，具有在摆锤式(夏比)冲击试验中在-40℃以上、优选是-60℃以上、更优选是在-80℃以上显示100％延展性断裂面且在-40℃、优选是在-80℃的内压爆破试验中没有显示明显的裂纹扩展这样的高韧性。从而，根据本发明，能够提供一种可充分对应于蓄压器压力的高压化、钢管的薄壁化的高强度安全气囊系统用钢管。
实施例
以下，根据实施例对本发明的作用效果进行更详细说明。应该考虑到这些实施例在任何意思中也没有限制，只是例示。以下的实施例中使用的钢的Ac1相变点为700～760℃的范围，Ac3相变点为820～880℃的范围。
实施例1
采用具有表1所示的化学成分的钢坯，加热到1250℃后，经由利用通常的曼内斯曼穿孔机—连续轧管机方式进行的穿孔和轧制，而进行热制管形成外径70mm且壁厚4.1mm的公称尺寸，制造无缝钢管。接着，将上述的无缝钢管进行冷拉加工，加工成外径60.33mm且壁厚3.35mm。接下来，将该钢管用通常的步进式炉在920℃加热10分钟(升温速度为0.3℃/秒)、进行水淬火后，用通常的步进式炉(气体：空气)在Ac1相变点以下的温度施行回火。这样一来，每个钢组成，通过变化回火条件从而分别制造出使拉伸强度变化的3种安全气囊系统用钢管。水淬火的进行是使在850～500℃的温度区的冷却速度为20℃以上。
从各钢管切出一定长度、将其在室温下沿管长度方向切断并展开。采用从展开的管上沿其T方向取材的JIS Z 2002规定的宽度为2.5mm的V缺口摆锤试验片，进行摆锤试验。采用沿该T方向取材的JIS Z 2201规定的11号试验片，按照JIS Z 2241规定的金属材料拉伸试验方法进行拉伸试验。能够确保此时获得的延展性断裂面100％的下限温度(以下，称为vTrs100)与拉伸强度的关系如表2及图1所示。
另外，采用从各钢管切出的250mm长度的钢管进行爆破试验。将该250mm长度的钢管两端焊接而封闭，利用-40℃的液体增大施加的内压而使管爆破。耐爆破性通过裂纹有无扩展到爆破的管的任意一端部从而进行评价。其结果也如表2所示。
表1
  钢种                                                       钢组成(质量％)   Mn+40Ti
  C   Si   Mn   P   S   Cr   Mo   Cu   Ni   Nb   Ti   sol.Al
  A   0.11   0.30   1.62   0.015   0.002   0.82   -   -   -   -   0.042   0.031   3.3*
  B   0.13   0.31   1.42   0.013   0.002   0.61   0.31   0.31   0.25   0.021   0.031   0.031   2.66*
  C   0.16   0.31   0.74   0.015   0.002   0.61   0.31   0.30   0.24   0.021   0.011   0.031   0.18
  D   0.15   0.30   0.50   0.014   0.002   0.61   0.31   0.31   0.25   0.021   0.007   0.032   0.78
  E   0.11   0.30   0.18   0.012   0.002   0.62   -   -   0.07   0.008   0.005   0.031   0.38*
*本发明的范围外
表2
  钢种   钢管No.   TS(MPa)   vTrs100(℃)   -40℃爆破试验中的脆性裂纹扩展
  A   a   1085   -15   有
  b   1054   -20   有
  c   1005   -35   有
  B   d   930   -40   无
  e   862   -55   无
  f   775   -60   无
  C   g   1075   -40   无
  h   1035   -55   无
  i   1007   -65   无
  D   j   1102   -80   无
  k   1054   -100   无
  l   1008   -110   无
  E   m   800   -65   无
  n   762   -75   无
  o   684   -80   无
如表2及图1所表明，Mn含有量高、(Mn+40Ti)的值超过式(2)范围的钢，若使强度为1000MPa以上，则vTrs100高于-40℃。因而，钢A的钢管a、b、c，在-40℃静水压进行的爆破试验中，脆性裂纹扩展，不适宜作为安全气囊系统用钢管。钢B的钢管d、e、f，如果满足vTrs100≤-40℃，则不能使强度为1000MPa以上。另方面，降低Mn、使(Mn+40Ti)的值偏向式(2)的范围的下限侧的钢E，无法获得均匀的淬火组织，正因为即使调整淬火温度也不能获得1000MPa以上的强度，所以无法达到钢B的钢管d、e、f的强度水平。
随着拉伸强度上升而存在vTrs100上升的倾向。钢种A中，超过了拉伸强度1000MPa，而vTrs100大大超过-40℃。可是，在钢组成为特定钢组成的范围内且满足上述式(1)及(2)的钢种C及D的钢管g～l中，在拉伸强度1000MPa以上的区域，vTrs100满足了-40℃。
实施例2
采用具有表3所示化学组成的钢坯，加热到1250℃后，经由利用通常的曼内斯曼穿孔机—连续轧管机方式进行的穿孔和热轧，从而获得制成外径70mm、壁厚4.1mm的无缝钢管。将该钢管用通常的方法进行冷拉加工(冷冲裁加工)，制成外径60.33mm、壁厚3.35mm。
表3中的钢1～22，为成分满足本发明中规定条件的钢，钢23～27为成分的任意一个脱离本发明中规定条件的钢。
将经由冷拉加工制成的钢管，与实施例1同样，用通常的步进式炉加热到920℃，在该温度保持10分钟后、进行水淬火，其后，用通常的步进式炉为了回火而在Ac1相变点以下的温度进行30分钟的加热。
对热处理过的各钢管，进行拉伸试验、摆锤式冲击试验及爆破试验的各试验。
摆锤式冲击试验，与实施例1同样，采用从室温下展开的钢管的圆周方向(T方向)取材的JIS Z 2202规定的宽度为2.5mm的V缺口摆锤试验片进行，利用vTrs100评价韧性。
拉伸试验，采用与摆锤试验片同样取材的JIS Z 2201规定的11号试验片，按照JIS Z 2241规定的金属材料拉伸试验方法进行。
内压爆破试验中，从钢管切出各5根250mm长度的钢管，将各250mm长度的钢管两端焊接而封闭，利用液体施加内压，观察在-40℃爆破时的裂纹的扩展情况。5根管的试验中，以裂纹扩展到任意一端部的钢管的根数评价耐爆破性。
上述各试验的结果如表4所示。
实施例3
除变更热处理条件以外，制造与实施例2同样、具有表3所示组成的无缝钢管。
本实施例中，将如实施例2所述那样进行穿孔、热轧及冷中心加工而制成的钢管，采用高频感应加热装置以约20℃/秒的加速度加热到920℃。管的温度到达920℃后，保持5秒钟高频感应加热。其后，与实施例2同样进行水淬火，接着用通常的步进式炉为了回火而进行30分钟的加热。
关于各钢管，利用JIS G0551 Bechet-Beaujard法调查钢的γ粒度。另外，拉伸强度和vTrs与实施例2同样测定。内压爆破试验，采用与实施例1同样的方法，不过不是在-40℃、而是在-80℃的温度下实施，根据爆破了的钢管中裂纹有无扩展到任意一端部而进行评价。这些结果也同时在表4中表示。
由表4可知，具有符合本发明的钢组成的钢No.1～22中，如实施例2那样经由炉加热而进行淬火时，也可使拉伸强度为1000MPa以上，且T方向的摆锤试验中的vTrs100在-40℃以下、在-40℃的爆破试验中裂纹也不会扩展到端部。另外，若像实施例3那样通过由高频感应加热进行急速加热和短时间保持从而进行淬火，则淬火组织γ粒度为11.0以上的细粒，一般而言拉伸强度更加提高，如vTrs为-90℃以下所显示的，韧性也更加提高了。其结果，在-80℃的爆破试验中没有发现裂纹扩展。
钢组成含有Mo、Ni、V、B时，与不含有时相比较，淬火性良好，因此，容易获得质地均匀的淬火回火组织，强度和韧性平衡性优异，因此，能够不降低韧性而更加提高强度。
钢组成含有Cu、Ni、Ca、Mg、REM时，与不含有时相比较，vTrs100为更低温，韧性更好。
钢号23，Mn含有量高于本发明的范围，不满足式(2)，韧性降低，因此，在实施例2的炉加热淬火下的vTrs100为-35℃，耐爆破性也降低。
钢号24，(Mn+40Ti)的值在上限侧偏离式(2)，韧性降低，因此，在实施例2的炉加热淬火下的vTrs为-20℃，耐爆破性也降低。
钢号25，(Mn+40Ti)的值在下限侧偏离式(2)，即使调整淬火温度也无法获得拉伸强度1000MPa。
钢号26，Cr含有量高于本发明的范围，焊接部韧性降低，因此，在实施例2的炉加热淬火下的vTrs为-20℃，耐爆破性降低。
试验号27，Cr含有量低于本发明的范围，淬火性降低，因此，形成了不均匀的组织，即使调整淬火温度也无法获得1000MPa，另外，耐爆破性也不满足。
以上的比较例的钢，即使如实施例3那样通过高频感应加热进行淬火，vTrs也无法达到-80℃以下，-80℃下的爆破试验中发现裂纹扩展。
图2，是为了比较本发明与现有技术，而表示本发明中的实施例及上述专利文献所示的公开公报中满足特定钢组成范围的实施例的式(2)中的(Mn+40Ti)的值与拉伸强度的关系。如图2所表明的，由于满足式(2)从而能够提高到强度越过1000Mpa的级别。
以上，关于适宜方式对本发明进行了说明，不过，那些只不过是例示，并没有限制本发明。在不脱离本发明的范围内能够关于以上说明的方式作各种变更，这是普通技术人员应该能想到的。
                                                                                                 表3
  钢No.                                                                                              钢组成(质量％)   Mn+40Ti
  C   Si   Mn   P   S   Cr   Ti   Al   Mo   Ni   V   B   Cu   Nb   Ca   Mg   REM
  1   0.15   0.31   0.81   0.008   0.001   0.60   0.008   0.035   -   -   -   -   -   -   -   -   -   1.13
  2   0.15   0.30   0.55   0.015   0.002   0.56   0.001   0.035   0.29   -   -   -   -   -   -   -   -   0.59
  3   0.14   0.31   0.45   0.015   0.002   0.52   0.002   0.029   -   0.22   -   -   -   -   -   -   -   0.53
  4   0.16   0.29   0.53   0.011   0.003   0.64   0.009   0.032   -   -   0.05   -   -   -   -   -   -   0.89
  5   0.16   0.34   0.41   0.012   0.003   0.61   0.011   0.033   -   -   -   0.0011   -   -   -   -   -   0.85
  6   0.09   0.31   0.47   0.009   0.002   0.60   0.013   0.033   0.32   0.25   -   -   -   -   -   -   -   0.99
  7   0.12   0.35   0.44   0.011   0.004   0.12   0.012   0.028   0.31   0.24   0.03   -   -   -   -   -   -   0.92
  8   0.15   0.32   0.45   0.008   0.003   0.56   0.011   0.033   0.17   -   -   0.0021   -   -   -   -   -   0.89
  9   0.16   0.35   0.45   0.009   0.003   0.58   0.013   0.025   -   -   -   -   0.33   -   -   -   -   0.97
  10   0.13   0.27   0.43   0.012   0.003   0.55   0.011   0.022   -   -   -   -   -   0.018   -   -   -   0.87
  11   0.14   0.33   0.51   0.012   0.003   0.21   0.009   0.035   0.33   -   -   -   0.31   -   -   -   -   0.87
  12   0.15   0.30   0.50   0.008   0.001   0.60   0.011   0.035   0.32   0.24   -   -   0.32   0.025   -   -   -   0.94
  13   0.15   0.30   0.51   0.015   0.002   0.62   0.008   0.029   -   -   -   -   -   -   0.0023   -   -   0.83
  14   0.14   0.32   0.44   0.013   0.002   0.66   0.009   0.032   -   -   -   -   -   -   -   0.0008   -   0.80
  15   0.16   0.29   0.55   0.012   0.003   0.64   0.011   0.033   -   -   -   -   -   -   -   -   0.0015   0.99
  16   0.14   0.33   0.49   0.011   0.003   0.33   0.011   0.022   -   -   -   -   -   -   0.0015   0.0012   -   0.93
  17   0.16   0.34   0.52   0.012   0.003   0.59   0.013   0.033   0.31   -   -   -   -   -   0.0021   -   -   1.04
  18   0.09   0.36   0.47   0.009   0.002   0.60   0.012   0.028   0.15   -   0.05   0.0022   -   0.018   -   -   -   0.95
  19   0.16   0.36   0.51   0.011   0.004   0.60   0.011   0.033   0.29   -   -   -   0.23   0.010   0.0022   -   -   0.95
  20   0.15   0.32   0.45   0.008   0.003   0.56   0.013   0.025   -   -   -   -   0.25   0.021   0.0021   0.0011   -   0.97
  21   0.16   0.33   0.43   0.009   0.003   0.58   0.011   0.022   0.30   0.25   -   -   0.30   0.022   0.0023   -   -   0.87
  22   0.14   0.34   0.45   0.015   0.003   0.63   0.013   0.025   0.30   0.31   0.04   -   0.18   0.008   0.0012   0.0008   0.0007   0.97
  23   0.15   0.31   1.51   0.008   0.001   0.60   0.009   0.035   -   -   -   -   0.31   0.019   -   -   -   1.87*
  24   0.16   0.30   0.62   0.015   0.002   0.56   0.019   0.035   0.29   -   -   -   -   -   -   -   -   1.38*
  25   0.12   0.31   0.23   0.008   0.001   0.56   0.004   0.035   -   -   -   -   -   -   -   -   -   0.39*
  26   0.15   0.30   0.70   0.015   0.002   1.54*   0.011   0.035   -   -   0.02   -   -   -   -   -   -   1.14
  27   0.15   0.30   0.65   0.005   0.002   -*   0.011   0.035   0.29   -   -   -   -   0.021   -   -   -   1.09
*本发明的范围外
                                                  表4
钢No.   实施例2：炉加热淬火(920℃×10分)   实施例3：高频感应加热淬火(920℃×5秒) 备注
  TS(MPa)   vTrs100(℃)   -40℃的爆破性能1) γ粒度   TS(MPa)   vTrs100(℃)   -80℃的爆破性能2)
  1   1011   -40   0   11.0   1023   -90   无 发明例
  2   1011   -40   0   12.0   1050   -100   无
  3   1005   -40   0   11.5   1021   -100   无
  4   1012   -40   0   12.0   1025   -100   无
  5   1008   -45   0   12.0   1026   -100   无
  6   1025   -65   0   11.5   1035   -110   无
  7   1033   -65   0   12.0   1045   -110   无
  8   1015   -45   0   12.0   1021   -100   无
  9   1022   -50   0   11.5   1037   -90   无
  10   1015   -70   0   12.0   1023   -100   无
  11   1053   -70   0   11.5   1017   -110   无
  12   1073   -80   0   12.5   1112   -120   无
  13   1015   -50   0   11.0   1010   -100   无
  14   1013   -45   0   11.0   1012   -90   无
  15   1011   -45   0   11.0   1019   -90   无
  16   1021   -50   0   11.5   1030   -90   无
  17   1053   -50   0   11.5   1070   -90   无
  18   1056   -70   0   11.5   1086   -90   无
  19   1071   -100   0   12.0   1120   -120   无
  20   1087   -80   0   12.5   1134   -110   无
  21   1131   -80   0   12.5   1162   -90   无
  22   1150   -80   0   12.5   1170   -90   无
  23   1023   -15   4   11.5   1058   -60   有   比较例
  24   1008   -20   3   11.0   1027   -60   有
  25   840   -40   0   10.5   984   -60   有
  26   1005   -20   3   12.5   1180   -60   有
  27   765   -35   1   10.0   954   -70   有
1)试验的5根钢管中裂纹扩展到任意一端部的钢管的根数、
2)试验的钢管裂纹有无扩展到任意一端部

Claims (12)

1.一种安全气囊系统用钢管，具有1000MPa以上的拉伸强度，该钢管的钢组成为：按照质量％含有0.05～0.20％的C、0.1～1.0％的Si、0.025％以下的P、0.010％以下的S、0.05～1.0％的Cr、0.10％以下的Al、满足下述式(1)及(2)的Ti和Mn中的至少一个、0～0.50％的Mo、0～1.5％的Ni、0～0.2％的V、0～0.005％的B、0～0.5％的Cu、0～0.1％的Nb、0～0.01％的Ca、0～0.01％的Mg、0～0.01％的REM，剩余部分基本上由铁及杂质构成，
Ti≤0.02％                             (1)
0.4≤Mn+40×Ti≤1.2                 (2)
其中，式(1)中的元素记号表示该元素的质量％。
2.根据权利要求1所述的安全气囊系统用钢管，上述钢组成中含有0.2质量％以上的Mn。
3.根据权利要求1所述的安全气囊系统用钢管，上述钢组成，按照质量％含有0.05～0.50％的Mo、0.05～1.5％的Ni、0.01～0.2％的V及0.0003～0.005％的B中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1所述的安全气囊系统用钢管，上述钢组成，按照质量％含有0.05～0.5％的Cu及0.003～0.1％的Nb中的1种或2种。
5.根据权利要求1所述的安全气囊系统用钢管，上述钢组成，按照质量％含有0.0003～0.01％的Ca、0.0003～0.01％的Mg及0.0003～0.01％的REM中的1种或2种以上。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的安全气囊系统用钢管，具有γ粒度为11以上的钢组织。
7.一种安全气囊系统用钢管的制造方法，其特征在于：由具有权利要求1～5任意一项所述的钢组成的钢通过包括制管和其后的冷加工的方法成形钢管，然后，将冷加工过的钢管在Ac1相变点以上的温度进行加热之后进行骤冷，接着，在Ac1相变点以下的温度回火。
8.根据权利要求7所述的方法，冷加工过的钢管的加热工序的加热温度为Ac3相变点以上的温度。
9.根据权利要求8所述的方法，加热温度为900～1000℃的范围。
10.根据权利要求7所述的方法，上述加热通过升温速度为10℃/秒以上的急速加热进行。
11.根据权利要求10所述的方法，通过高频感应加热进行加热。
12.根据权利要求7～11任意一项所述的方法，至少在850～500℃的温度区以20℃/秒以上的冷却速度进行骤冷。
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