JP2000084614A - 靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管の製造方法Info
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- JP2000084614A JP2000084614A JP10257754A JP25775498A JP2000084614A JP 2000084614 A JP2000084614 A JP 2000084614A JP 10257754 A JP10257754 A JP 10257754A JP 25775498 A JP25775498 A JP 25775498A JP 2000084614 A JP2000084614 A JP 2000084614A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強さ690〜1180N/mm2の高強度を有し、し
かも電縫溶接部の靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管
の製造方法を提供する。 【解決手段】 C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、Mn:2.0%
以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.005〜0.
04%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.02%以下、S:0.005%以
下、N:0.008%以下を含有し、必要によりCr、Ni、Cu、V
およびBのうちの1種以上を適量含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる鋼板を成形したオープンパイプ
の両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200℃に予熱したの
ち、本加熱して電縫溶接する。これによって、電縫溶接
部の組織の微細化が促進され、疲労特性に優れた自動車
用高強度電縫鋼管が得られる。
かも電縫溶接部の靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管
の製造方法を提供する。 【解決手段】 C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、Mn:2.0%
以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.005〜0.
04%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.02%以下、S:0.005%以
下、N:0.008%以下を含有し、必要によりCr、Ni、Cu、V
およびBのうちの1種以上を適量含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる鋼板を成形したオープンパイプ
の両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200℃に予熱したの
ち、本加熱して電縫溶接する。これによって、電縫溶接
部の組織の微細化が促進され、疲労特性に優れた自動車
用高強度電縫鋼管が得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、引張強さ690〜118
0N/mm2の高強度を有し、しかも電縫溶接部の靭性に優れ
た自動車用電縫鋼管の製造方法に関する。
0N/mm2の高強度を有し、しかも電縫溶接部の靭性に優れ
た自動車用電縫鋼管の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電縫鋼管は、製造技術の進展によ
って、プロペラシャフト、インパクトバー等の自動車用
構造部材としての適用が著しい伸びを見せている。しか
し、電縫鋼管には、自動車の燃費の向上や高出力化を図
るために、薄肉および小径化による軽量化が要求されて
いる。そのため、電縫鋼管には、さらなる高強度化が強
く望まれている。このような高強度電縫鋼管では、問題
となるのが荷重の繰り返しに対する耐久性(以下疲労特
性という)である。例えば、ねじり疲労試験や出荷検査
で行うへん平試験時に生じる電縫溶接部の脆化割れであ
る。この電縫溶接部の脆化割れは、電縫溶接部の靭性が
不十分であることが原因である。
って、プロペラシャフト、インパクトバー等の自動車用
構造部材としての適用が著しい伸びを見せている。しか
し、電縫鋼管には、自動車の燃費の向上や高出力化を図
るために、薄肉および小径化による軽量化が要求されて
いる。そのため、電縫鋼管には、さらなる高強度化が強
く望まれている。このような高強度電縫鋼管では、問題
となるのが荷重の繰り返しに対する耐久性(以下疲労特
性という)である。例えば、ねじり疲労試験や出荷検査
で行うへん平試験時に生じる電縫溶接部の脆化割れであ
る。この電縫溶接部の脆化割れは、電縫溶接部の靭性が
不十分であることが原因である。
【0003】例えば、プロペラシャフトは、ヨークやバラン
スピースを溶接して使用するが、繰り返しねじりトルク
を受けるねじり疲労試験で、バランスピース溶接部やヨ
ーク溶接部よりも先に電縫溶接部が破損する可能性があ
り、出荷前の検査歩留が低下するだけでなく、疲労寿命
が低下することによって、実車で使用する場合の安全性
にも問題が残ることとなる。
スピースを溶接して使用するが、繰り返しねじりトルク
を受けるねじり疲労試験で、バランスピース溶接部やヨ
ーク溶接部よりも先に電縫溶接部が破損する可能性があ
り、出荷前の検査歩留が低下するだけでなく、疲労寿命
が低下することによって、実車で使用する場合の安全性
にも問題が残ることとなる。
【0004】電縫溶接部の靭性を向上させる方法としては、
C:0.08〜0.23%、Si:0.8%以下、Mn:2.0%以下、Nb:0.10%
以下を含有し、かつ、Cr:1.0%以下、Mo:0.60%以下のう
ちの1種以上を含有し、残部は脱酸度を調整することに
より残存するSol.Al、Feおよび不可避的不純物よりなる
素材鋼スラブを、熱間圧延後、450〜650℃の温度範囲に
て巻取り、熱延鋼板とした後、電縫溶接を行うことによ
り、造管のまま、もしくは歪取り焼鈍を行う方法(特開
平2-197525号公報)、C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、Mn:
2.0%以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.005
〜0.04%、Sol.Al:0.005〜0.05%を含有し、さらに必要に
応じ、Cr:1.5%以下、Ni:3.0%以下、Cu:1.0%以下、V:0.1
0%以下およびB:0.0005〜0.0020%のうちの1種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、不純物の
P、SおよびNの含有量が、P:0.02%以下、S:0.005%以下、
N:0.008%以下である電縫鋼管(特開平5-51692号公報)が
提案されている。
C:0.08〜0.23%、Si:0.8%以下、Mn:2.0%以下、Nb:0.10%
以下を含有し、かつ、Cr:1.0%以下、Mo:0.60%以下のう
ちの1種以上を含有し、残部は脱酸度を調整することに
より残存するSol.Al、Feおよび不可避的不純物よりなる
素材鋼スラブを、熱間圧延後、450〜650℃の温度範囲に
て巻取り、熱延鋼板とした後、電縫溶接を行うことによ
り、造管のまま、もしくは歪取り焼鈍を行う方法(特開
平2-197525号公報)、C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、Mn:
2.0%以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.005
〜0.04%、Sol.Al:0.005〜0.05%を含有し、さらに必要に
応じ、Cr:1.5%以下、Ni:3.0%以下、Cu:1.0%以下、V:0.1
0%以下およびB:0.0005〜0.0020%のうちの1種以上を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、不純物の
P、SおよびNの含有量が、P:0.02%以下、S:0.005%以下、
N:0.008%以下である電縫鋼管(特開平5-51692号公報)が
提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平2-197525号
公報に開示の方法は、継手溶接部の熱影響部が軟化しに
くい疲労特性に優れた自動車用高強度電縫鋼管を得るも
のであるが、電縫溶接部および熱影響部が脆性破壊する
ことによる疲労寿命の低下を防止することはできない。
このような電縫溶接部の脆化割れは、高強度電縫鋼管の
全てに生じるものではなく、量産した場合にある確率で
生じるものであるが、自動車の生産台数を考えた場合、
こうした問題は容認できるものではなく、工業上極めて
重要な問題となる。
公報に開示の方法は、継手溶接部の熱影響部が軟化しに
くい疲労特性に優れた自動車用高強度電縫鋼管を得るも
のであるが、電縫溶接部および熱影響部が脆性破壊する
ことによる疲労寿命の低下を防止することはできない。
このような電縫溶接部の脆化割れは、高強度電縫鋼管の
全てに生じるものではなく、量産した場合にある確率で
生じるものであるが、自動車の生産台数を考えた場合、
こうした問題は容認できるものではなく、工業上極めて
重要な問題となる。
【0006】また、特開平5-51692号公報に開示の電縫鋼管
は、極めて微細で熱的に安定した組織が得られ、継手溶
接部の軟化による強度低下が抑制され、継手溶接部の疲
労寿命が向上するとともに、電縫溶接部の靭性が改善さ
れるが、十二分に満足できるものではない。
は、極めて微細で熱的に安定した組織が得られ、継手溶
接部の軟化による強度低下が抑制され、継手溶接部の疲
労寿命が向上するとともに、電縫溶接部の靭性が改善さ
れるが、十二分に満足できるものではない。
【0007】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、上記特開平5-51692号公報に開示の鋼板を用い、さ
らに電縫溶接部の靭性を向上させた靭性に優れた自動車
用高強度電縫鋼管の製造方法を提供することにある。
し、上記特開平5-51692号公報に開示の鋼板を用い、さ
らに電縫溶接部の靭性を向上させた靭性に優れた自動車
用高強度電縫鋼管の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の靭性に優れた自
動車用高強度電縫鋼管の製造方法は、C:0.06〜0.30%、S
i:1.0%以下、Mn:2.0%以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜
0.10%、Ti:0.005〜0.04%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.0
2%以下、S:0.005%以下、N:0.008%以下を含有し、残部が
Feおよび不可避的不純物からなる鋼板を用い、成形され
たオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200
℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接することとして
いる。
動車用高強度電縫鋼管の製造方法は、C:0.06〜0.30%、S
i:1.0%以下、Mn:2.0%以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜
0.10%、Ti:0.005〜0.04%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.0
2%以下、S:0.005%以下、N:0.008%以下を含有し、残部が
Feおよび不可避的不純物からなる鋼板を用い、成形され
たオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200
℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接することとして
いる。
【0009】このように、C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、M
n:2.0%以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.0
05〜0.04%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.02%以下、S:0.0
05%以下、N:0.008%以下を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼板を用いることによって、極めて
微細で熱的に安定した組織が得られ、継手溶接部の軟化
による強度低下が抑制され、継手溶接部の疲労寿命が向
上するとともに、電縫溶接部の靭性が改善される。さら
に、成形されたオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅
を、700〜1200℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接
することによって、電縫溶接部と母材部との温度勾配が
緩やかとなり、電縫溶接部の組織の微細化がさらに促進
され、電縫溶接部の靭性がさらに向上し、溶接部の脆化
割れを防止して優れた疲労特性を有する自動車用高強度
電縫鋼管を得ることができる。
n:2.0%以下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.0
05〜0.04%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.02%以下、S:0.0
05%以下、N:0.008%以下を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼板を用いることによって、極めて
微細で熱的に安定した組織が得られ、継手溶接部の軟化
による強度低下が抑制され、継手溶接部の疲労寿命が向
上するとともに、電縫溶接部の靭性が改善される。さら
に、成形されたオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅
を、700〜1200℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接
することによって、電縫溶接部と母材部との温度勾配が
緩やかとなり、電縫溶接部の組織の微細化がさらに促進
され、電縫溶接部の靭性がさらに向上し、溶接部の脆化
割れを防止して優れた疲労特性を有する自動車用高強度
電縫鋼管を得ることができる。
【0010】本発明の靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管
の製造方法は、上記化学成分に加え、Cr:1.5%以下、Ni:
3.0%以下、Cu:1.0%以下、V:0.10%以下およびB:0.0005〜
0.0020%のうちの1種以上を添加した鋼板を用いることに
よって、電縫鋼管の強度、靭性、疲労特性をさらに改善
することができる。
の製造方法は、上記化学成分に加え、Cr:1.5%以下、Ni:
3.0%以下、Cu:1.0%以下、V:0.10%以下およびB:0.0005〜
0.0020%のうちの1種以上を添加した鋼板を用いることに
よって、電縫鋼管の強度、靭性、疲労特性をさらに改善
することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明において電縫鋼管の化学組
成を上記のように限定した理由は、下記のとおりであ
る。Cは、自動車用高強度電縫鋼管として必要な高強度
を確保するために必要な元素であるが、0.06%未満では
引張強さ690N/mm2を下回り、0.30%を超えると電縫溶接
部および継手溶接部の靭性が低下し、疲労特性の向上が
得られないので、0.06〜0.30%とした。
成を上記のように限定した理由は、下記のとおりであ
る。Cは、自動車用高強度電縫鋼管として必要な高強度
を確保するために必要な元素であるが、0.06%未満では
引張強さ690N/mm2を下回り、0.30%を超えると電縫溶接
部および継手溶接部の靭性が低下し、疲労特性の向上が
得られないので、0.06〜0.30%とした。
【0012】Siは、脱酸作用のほかに鋼の強度を高める作用
を有しており、自動車用としての高強度を確保するのに
必要な元素であるが、1.0%を超えると母材、電縫溶接部
および継手溶接部の靭性に悪影響が現れるとともに、電
縫溶接部に溶接欠陥が発生しやすくなり、疲労特性の向
上が得られないので、1.0%以下とした。
を有しており、自動車用としての高強度を確保するのに
必要な元素であるが、1.0%を超えると母材、電縫溶接部
および継手溶接部の靭性に悪影響が現れるとともに、電
縫溶接部に溶接欠陥が発生しやすくなり、疲労特性の向
上が得られないので、1.0%以下とした。
【0013】Mnは、自動車用としての高強度を確保するのに
必要な元素であり、また、組織を微細化して疲労特性を
向上させる効果があるが、2.0%を超えると電縫溶接時に
MnOによるペネトレータ欠陥が発生しやすくなり、かえ
って疲労特性が低下するので、2.0%以下とした。
必要な元素であり、また、組織を微細化して疲労特性を
向上させる効果があるが、2.0%を超えると電縫溶接時に
MnOによるペネトレータ欠陥が発生しやすくなり、かえ
って疲労特性が低下するので、2.0%以下とした。
【0014】Moは、固溶強化により鋼管を高強度化するとと
もに、継手溶接部の熱影響部(HAZ部)の軟化を抑制して
疲労特性を向上させる効果があるが、0.05%未満ではそ
の効果が十分でなく、0.8%を超えると母材部、電縫溶接
部および継手溶接部の靭性が低下し、疲労特性の向上が
得られないので、0.05〜0.8%とした。
もに、継手溶接部の熱影響部(HAZ部)の軟化を抑制して
疲労特性を向上させる効果があるが、0.05%未満ではそ
の効果が十分でなく、0.8%を超えると母材部、電縫溶接
部および継手溶接部の靭性が低下し、疲労特性の向上が
得られないので、0.05〜0.8%とした。
【0015】Nbは、主に析出物を生成することによって強度
を上昇させると同時に、組織を微細化して母材の靭性を
向上させる効果と、継手溶接部のHAZ部の軟化を抑制
し、電縫溶接部およびHAZ部の靭性を向上させ、疲労特
性を向上させる効果があるが、0.01%未満ではその効果
が十分でなく、0.10%を超えると逆に電縫溶接部の靭性
が低下するので、0.01〜0.10%とした。
を上昇させると同時に、組織を微細化して母材の靭性を
向上させる効果と、継手溶接部のHAZ部の軟化を抑制
し、電縫溶接部およびHAZ部の靭性を向上させ、疲労特
性を向上させる効果があるが、0.01%未満ではその効果
が十分でなく、0.10%を超えると逆に電縫溶接部の靭性
が低下するので、0.01〜0.10%とした。
【0016】Tiは、母材と電縫溶接部および継手溶接部の組
織の微細化を促進するとともに、電縫溶接部の靭性を向
上させて疲労特性を向上すせるのに必要な元素である
が、0.005%未満ではその効果が十分でなく、0.04%を超
えると逆に疲労特性が低下するので、0.005〜0.04%とし
た。
織の微細化を促進するとともに、電縫溶接部の靭性を向
上させて疲労特性を向上すせるのに必要な元素である
が、0.005%未満ではその効果が十分でなく、0.04%を超
えると逆に疲労特性が低下するので、0.005〜0.04%とし
た。
【0017】Alは、鋼の脱酸および組織の微細化に有効な元
素であるが、Sol.Al量で0.005%未満ではその効果が十分
でなく、0.05%を超えると電縫溶接部の靭性および疲労
特性に悪影響を及ぼすので、0.005〜0.05%とした。
素であるが、Sol.Al量で0.005%未満ではその効果が十分
でなく、0.05%を超えると電縫溶接部の靭性および疲労
特性に悪影響を及ぼすので、0.005〜0.05%とした。
【0018】Pは、鋼中で偏析して母材、電縫溶接部および
継手溶接部の靭性を低下させるので、0.02%以下とし
た。
継手溶接部の靭性を低下させるので、0.02%以下とし
た。
【0019】Sは、MnやFe等と結合して非金属介在物を生成
し、疲労特性を低下させるので、0.005%以下とした。
し、疲労特性を低下させるので、0.005%以下とした。
【0020】Nは、母材、電縫溶接部および継手溶接部の靭
性を著しく損ねるとともに、疲労特性も低下させるの
で、0.008%以下とした。
性を著しく損ねるとともに、疲労特性も低下させるの
で、0.008%以下とした。
【0021】Cr、Ni、Cu、VおよびBは、いずれも鋼管の強
度、靭性あるいは疲労特性を改善する作用を有している
ので、これらの特性をさらに改善したい場合に、上記の
成分に加えて1種または2種以上を添加する。これらの成
分の限定理由は、下記のとおりである。
度、靭性あるいは疲労特性を改善する作用を有している
ので、これらの特性をさらに改善したい場合に、上記の
成分に加えて1種または2種以上を添加する。これらの成
分の限定理由は、下記のとおりである。
【0022】Crは、鋼管の強度および耐食性を向上させると
ともに、継手溶接部の軟化を抑制する作用を有している
が、1.5%を超えると母材および電縫溶接部の靭性が低下
するばかりでなく、電縫溶接部に溶接欠陥が発生しやす
くなるので、1.5%以下とした。
ともに、継手溶接部の軟化を抑制する作用を有している
が、1.5%を超えると母材および電縫溶接部の靭性が低下
するばかりでなく、電縫溶接部に溶接欠陥が発生しやす
くなるので、1.5%以下とした。
【0023】Niは、鋼管の強度、靭性および耐食性を向上さ
せる作用を有しているが、高価な元素であり、また、3.
0%を超えると電縫溶接部の靭性低下を招くので、3.0%以
下とした。
せる作用を有しているが、高価な元素であり、また、3.
0%を超えると電縫溶接部の靭性低下を招くので、3.0%以
下とした。
【0024】Cuは、鋼管の強度および耐食性を向上させる作
用を有しているが、1.0%を超えると熱間加工性が低下す
るとともに、電縫溶接部の靭性も低下するので、1.0%以
下とした。
用を有しているが、1.0%を超えると熱間加工性が低下す
るとともに、電縫溶接部の靭性も低下するので、1.0%以
下とした。
【0025】Vは、析出物を生成して鋼管の強度を高めると
ともに、継手溶接部の軟化抵抗も高める作用を有してい
るが、0.10%を超えると母材および電縫溶接部の靭性が
低下するので、0.10%以下とした。
ともに、継手溶接部の軟化抵抗も高める作用を有してい
るが、0.10%を超えると母材および電縫溶接部の靭性が
低下するので、0.10%以下とした。
【0026】Bは、鋼管の強度を高める作用を有している
が、0.0005%未満ではその効果が十分でなく、0.020%を
超えると母材、電縫溶接部および継手溶接部の靭性低下
が顕著となるので、0.0005〜0.020%とした。
が、0.0005%未満ではその効果が十分でなく、0.020%を
超えると母材、電縫溶接部および継手溶接部の靭性低下
が顕著となるので、0.0005〜0.020%とした。
【0027】本発明の電縫鋼管の製造方法は、上記化学組成
を有する素材鋼を通常の熱延条件で熱間圧延して熱延鋼
帯とし、これを成形ロール群により成形してオープンパ
イプとしたのち、電縫溶接に先立ち、オープンパイプの
両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200℃に予熱したのち、
高周波電流により相対向するエッジ部を本加熱して溶融
させ、スクイズロールにより加圧圧接して製造する。
を有する素材鋼を通常の熱延条件で熱間圧延して熱延鋼
帯とし、これを成形ロール群により成形してオープンパ
イプとしたのち、電縫溶接に先立ち、オープンパイプの
両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200℃に予熱したのち、
高周波電流により相対向するエッジ部を本加熱して溶融
させ、スクイズロールにより加圧圧接して製造する。
【0028】本発明の電縫鋼管の製造方法は、上記化学組成
を有する素材鋼を熱間圧延した熱延鋼帯を用いることに
よって、電縫溶接部の靭性が改善される。さらに、オー
プンパイプの両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200℃に予
熱したのち、本加熱して電縫溶接することによって、電
縫溶接部と母材部との温度勾配が緩やかとなり、電縫溶
接部の組織の微細化が促進され、電縫溶接部の靭性がさ
らに向上し、溶接部の脆化割れを防止して優れた疲労特
性を有する自動車用高強度電縫鋼管を得ることができ
る。
を有する素材鋼を熱間圧延した熱延鋼帯を用いることに
よって、電縫溶接部の靭性が改善される。さらに、オー
プンパイプの両エッジ部2〜4mm幅を、700〜1200℃に予
熱したのち、本加熱して電縫溶接することによって、電
縫溶接部と母材部との温度勾配が緩やかとなり、電縫溶
接部の組織の微細化が促進され、電縫溶接部の靭性がさ
らに向上し、溶接部の脆化割れを防止して優れた疲労特
性を有する自動車用高強度電縫鋼管を得ることができ
る。
【0029】オープンパイプの両エッジ部の予熱は、一般に
高周波予熱装置の周波数fを小さくしていくと、エッジ
部での電流浸透深さδ(δ=5.03√(ρ/fμ0cm、μ:比透
磁率、ρ:固有抵抗μΩ-cm、f:周波数Hz)が大きくな
り、加熱幅が広くなる。したがって、本発明において成
形ロール群で円筒状に連続成形したオープンパイプの両
エッジ部の予熱幅が2〜4mmとなるよう、高周波予熱装置
の周波数fを適正に選択すればよい。
高周波予熱装置の周波数fを小さくしていくと、エッジ
部での電流浸透深さδ(δ=5.03√(ρ/fμ0cm、μ:比透
磁率、ρ:固有抵抗μΩ-cm、f:周波数Hz)が大きくな
り、加熱幅が広くなる。したがって、本発明において成
形ロール群で円筒状に連続成形したオープンパイプの両
エッジ部の予熱幅が2〜4mmとなるよう、高周波予熱装置
の周波数fを適正に選択すればよい。
【0030】なお、オープンパイプの両エッジ部の予熱幅を
2〜4mm幅としたのは、2mm未満では、入熱量が不十分
で、熱量そのものが少ないため、急激に温度が低下する
こととなって、溶接部の急冷が改善されず、また、4mm
を超えると、予熱効果が変わらず、入熱量が多すぎて電
力が無駄となるためである。
2〜4mm幅としたのは、2mm未満では、入熱量が不十分
で、熱量そのものが少ないため、急激に温度が低下する
こととなって、溶接部の急冷が改善されず、また、4mm
を超えると、予熱効果が変わらず、入熱量が多すぎて電
力が無駄となるためである。
【0031】また、オープンパイプの両エッジ部の予熱温度
を700〜1200℃としたのは、700℃未満では熱量そのもの
が少ないため、急激に温度が低下することとなって、電
縫溶接部の急冷を防ぐ熱量としては予熱不十分で、1200
℃を超えると電縫溶接時に溶け落ちが生じたり、メタル
フロー形成が悪く溶鋼排出が不十分で、溶接品質が悪化
するためである。
を700〜1200℃としたのは、700℃未満では熱量そのもの
が少ないため、急激に温度が低下することとなって、電
縫溶接部の急冷を防ぐ熱量としては予熱不十分で、1200
℃を超えると電縫溶接時に溶け落ちが生じたり、メタル
フロー形成が悪く溶鋼排出が不十分で、溶接品質が悪化
するためである。
【0032】本発明における溶接時の本加熱は、通常の電縫
溶接時の加熱温度である1350〜1500℃である。1350℃未
満では、接合面温度が低く、溶接が不完全でコールドウ
ェルドなどが生じやすく、また、1500℃を超えると、接
合面圧力低下のため、溶け落ちなどが生じるほか、ペネ
トレータが発生したり、スパッタの増加やビードが大型
化して作業性の低下を招くからである。
溶接時の加熱温度である1350〜1500℃である。1350℃未
満では、接合面温度が低く、溶接が不完全でコールドウ
ェルドなどが生じやすく、また、1500℃を超えると、接
合面圧力低下のため、溶け落ちなどが生じるほか、ペネ
トレータが発生したり、スパッタの増加やビードが大型
化して作業性の低下を招くからである。
【0033】
【実施例】実施例1 表1に示す成分組成を有する鋼を溶製し、鋼片に鋳造し
たのち熱間圧延して板厚1.6mmの熱延鋼板とした。次い
で、電縫鋼管製造工程において、成形ロール群により成
形してオープンパイプとなし、高周波予熱装置を用いて
オープンパイプの両エッジ部3mm幅を850℃に予加熱した
のち、電縫溶接して外径60.5mmの電縫鋼管を製造した。
また、比較のため、前記オープンパイプの両エッジ部を
予加熱することなく、電縫溶接して外径60.5mmの電縫鋼
管を製造した。各電縫鋼管の機械的特性を表2に示す。
たのち熱間圧延して板厚1.6mmの熱延鋼板とした。次い
で、電縫鋼管製造工程において、成形ロール群により成
形してオープンパイプとなし、高周波予熱装置を用いて
オープンパイプの両エッジ部3mm幅を850℃に予加熱した
のち、電縫溶接して外径60.5mmの電縫鋼管を製造した。
また、比較のため、前記オープンパイプの両エッジ部を
予加熱することなく、電縫溶接して外径60.5mmの電縫鋼
管を製造した。各電縫鋼管の機械的特性を表2に示す。
【0034】次いで、これらの各電縫鋼管から長さ450mmの
短管を切出し、それぞれの短管の両端に炭素鋼(S45C)で
作成した外径60.5mmのヨークを、摩擦圧力:49N/mm2、ア
ップセット圧力:98N/mm2、加熱寄代:2.5mm、軸回転数:1
800rpmの摩擦圧接法により溶接し、各電縫鋼管毎に継手
モデル体を2体づつ作成した。作製したそれぞれの継手
モデル体は、トルク振幅177N・mの繰り返しねじり荷重
を負荷する疲労試験を行い、ねじり疲労寿命と亀裂発生
部位を調査した。その結果を表2に示す。
短管を切出し、それぞれの短管の両端に炭素鋼(S45C)で
作成した外径60.5mmのヨークを、摩擦圧力:49N/mm2、ア
ップセット圧力:98N/mm2、加熱寄代:2.5mm、軸回転数:1
800rpmの摩擦圧接法により溶接し、各電縫鋼管毎に継手
モデル体を2体づつ作成した。作製したそれぞれの継手
モデル体は、トルク振幅177N・mの繰り返しねじり荷重
を負荷する疲労試験を行い、ねじり疲労寿命と亀裂発生
部位を調査した。その結果を表2に示す。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】表2に示すように、電縫溶接に先立ち、オープ
ンパイプの両エッジ端を3mm幅で850℃に予熱したのち、
電縫溶接した本発明例の試験No.1、3、5、7、9、11、1
3、15の電縫鋼管は、オープンパイプの両エッジ端を予
熱しないで電縫溶接した比較例の試験No.2、4、6、8、1
0、12、14、16の電縫鋼管に比較し、疲労寿命が大幅に
長くなっている。しかも、本発明例の試験No.1、3、5、
7、9、11、13、15の電縫鋼管は、疲労試験における亀裂
発生部位は摩擦圧接部であり、電縫溶接部に疲労亀裂の
発生が見られず、電縫溶接部の靭性が優れていることを
示している。これに対し、オープンパイプの両エッジ端
を予熱しないで電縫溶接した比較例の試験No.2、6、8、
10、12、16の電縫鋼管は、疲労試験においていずれも摩
擦圧接部よりも先に電縫溶接部に疲労亀裂が発生してお
り、電縫溶接部の靭性が不十分であった。また、オープ
ンパイプの両エッジ端を予熱しないで電縫溶接した比較
例の試験No.4、14では、疲労試験においていずれも電縫
溶接部よりも先に摩擦圧接部に疲労亀裂が発生したが、
これは摩擦圧接部の硬度低下によるものと考えられる。
ンパイプの両エッジ端を3mm幅で850℃に予熱したのち、
電縫溶接した本発明例の試験No.1、3、5、7、9、11、1
3、15の電縫鋼管は、オープンパイプの両エッジ端を予
熱しないで電縫溶接した比較例の試験No.2、4、6、8、1
0、12、14、16の電縫鋼管に比較し、疲労寿命が大幅に
長くなっている。しかも、本発明例の試験No.1、3、5、
7、9、11、13、15の電縫鋼管は、疲労試験における亀裂
発生部位は摩擦圧接部であり、電縫溶接部に疲労亀裂の
発生が見られず、電縫溶接部の靭性が優れていることを
示している。これに対し、オープンパイプの両エッジ端
を予熱しないで電縫溶接した比較例の試験No.2、6、8、
10、12、16の電縫鋼管は、疲労試験においていずれも摩
擦圧接部よりも先に電縫溶接部に疲労亀裂が発生してお
り、電縫溶接部の靭性が不十分であった。また、オープ
ンパイプの両エッジ端を予熱しないで電縫溶接した比較
例の試験No.4、14では、疲労試験においていずれも電縫
溶接部よりも先に摩擦圧接部に疲労亀裂が発生したが、
これは摩擦圧接部の硬度低下によるものと考えられる。
【0038】実施例2 前記表1の鋼No.2の鋼を鋼片に鋳造したのち、熱間圧延
して板厚1.6mmの熱延鋼板とした。次いで、電縫鋼管製
造工程において、成形ロール群により成形してオープン
パイプとなし、オープンパイプの両エッジ端1〜5mmを80
0℃に予加熱したのち、電縫溶接して外径60.5mmの電縫
鋼管を製造した。また、前記熱延鋼板を電縫鋼管製造工
程において、成形ロール群により成形してオープンパイ
プとなし、オープンパイプの両エッジ端2.5mmを600〜13
00℃に予加熱したのち、電縫溶接して外径60.5mmの電縫
鋼管を製造した。各電縫鋼管の機械的特性を表3に示
す。
して板厚1.6mmの熱延鋼板とした。次いで、電縫鋼管製
造工程において、成形ロール群により成形してオープン
パイプとなし、オープンパイプの両エッジ端1〜5mmを80
0℃に予加熱したのち、電縫溶接して外径60.5mmの電縫
鋼管を製造した。また、前記熱延鋼板を電縫鋼管製造工
程において、成形ロール群により成形してオープンパイ
プとなし、オープンパイプの両エッジ端2.5mmを600〜13
00℃に予加熱したのち、電縫溶接して外径60.5mmの電縫
鋼管を製造した。各電縫鋼管の機械的特性を表3に示
す。
【0039】次いで、これらの各電縫鋼管から長さ450mmの
短管を切出し、それぞれの短管の両端に炭素鋼(S45C)で
作成した外径60.5mmのヨークを、摩擦圧力:49N/mm2、ア
ップセット圧力:98N/mm2、加熱寄代:2.5mm、軸回転数:1
800rpmの摩擦圧接法により溶接し、各電縫鋼管毎に継手
モデル体を2体づつ作成した。作製したそれぞれの継手
モデル体は、トルク振幅177N・mの繰り返しねじり荷重
を負荷する疲労試験を行い、ねじり疲労寿命と亀裂発生
部位を調査した。その結果を表3に示す。
短管を切出し、それぞれの短管の両端に炭素鋼(S45C)で
作成した外径60.5mmのヨークを、摩擦圧力:49N/mm2、ア
ップセット圧力:98N/mm2、加熱寄代:2.5mm、軸回転数:1
800rpmの摩擦圧接法により溶接し、各電縫鋼管毎に継手
モデル体を2体づつ作成した。作製したそれぞれの継手
モデル体は、トルク振幅177N・mの繰り返しねじり荷重
を負荷する疲労試験を行い、ねじり疲労寿命と亀裂発生
部位を調査した。その結果を表3に示す。
【0040】
【表3】
【0041】表3に示すように、オープンパイプの両エッジ
端の予熱幅が2〜4mmの場合は、電縫溶接部に亀裂が発生
しないで、摩擦圧接部に亀裂が発生したが、予熱幅が1m
m、5mmの場合は、摩擦圧接部よりも先に電縫溶接部に亀
裂が発生し、電縫溶接部の靭性が不十分であった。ま
た、オープンパイプの両エッジ端の予熱温度が1000℃の
場合は、電縫溶接部に亀裂が発生しないで、摩擦圧接部
に亀裂が発生したが、予熱温度が600℃、1300℃の場合
は、摩擦圧接部よりも先に電縫溶接部に亀裂が発生し、
電縫溶接部の靭性が不十分であった。
端の予熱幅が2〜4mmの場合は、電縫溶接部に亀裂が発生
しないで、摩擦圧接部に亀裂が発生したが、予熱幅が1m
m、5mmの場合は、摩擦圧接部よりも先に電縫溶接部に亀
裂が発生し、電縫溶接部の靭性が不十分であった。ま
た、オープンパイプの両エッジ端の予熱温度が1000℃の
場合は、電縫溶接部に亀裂が発生しないで、摩擦圧接部
に亀裂が発生したが、予熱温度が600℃、1300℃の場合
は、摩擦圧接部よりも先に電縫溶接部に亀裂が発生し、
電縫溶接部の靭性が不十分であった。
【0042】
【発明の効果】本発明の靭性に優れた自動車用高強度電
縫鋼管の製造方法は、化学成分が特定された鋼板を用
い、成形されたオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅
を、700〜1200℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接
することによって、電縫溶接部の靭性が向上して優れた
疲労特性を有する引張強さ690〜1180N/mm2の自動車用高
強度電縫鋼管を得ることができる。
縫鋼管の製造方法は、化学成分が特定された鋼板を用
い、成形されたオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅
を、700〜1200℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接
することによって、電縫溶接部の靭性が向上して優れた
疲労特性を有する引張強さ690〜1180N/mm2の自動車用高
強度電縫鋼管を得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、Mn:2.0%以
下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.005〜0.04
%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.02%以下、S:0.005%以
下、N:0.008%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不
純物からなる鋼板を用いた電縫鋼管の製造方法におい
て、成形されたオープンパイプの両エッジ部2〜4mm幅
を、700〜1200℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接
することを特徴とする靭性に優れた自動車用高強度電縫
鋼管の製造方法。 - 【請求項2】 C:0.06〜0.30%、Si:1.0%以下、Mn:2.0%以
下、Mo:0.05〜 0.8%、Nb:0.01〜0.10%、Ti:0.005〜0.04
%、Sol.Al:0.005〜0.05%、P:0.02%以下、S:0.005%以
下、N:0.008%以下を含み、Cr:1.5%以下、Ni:3.0%以下、
Cu:1.0%以下、V:0.10%以下およびB:0.0005〜0.0020%の
うちの1種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純
物からなる鋼板を用いた電縫鋼管の製造方法において、
成形されたオープンパイプのエッジ部2〜4mm幅を、700
〜1200℃に予熱したのち、本加熱して電縫溶接すること
を特徴とする靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257754A JP2000084614A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257754A JP2000084614A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000084614A true JP2000084614A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17310642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10257754A Pending JP2000084614A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 靭性に優れた自動車用高強度電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000084614A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1371743A1 (en) * | 2001-03-07 | 2003-12-17 | Nippon Steel Corporation | Electric welded steel tube for hollow stabilizer |
| CN104862604A (zh) * | 2015-05-30 | 2015-08-26 | 广西盛隆冶金有限公司 | 一种HRB700Mpa级抗震耐腐蚀钢筋 |
| CN104862606A (zh) * | 2015-05-30 | 2015-08-26 | 广西盛隆冶金有限公司 | 一种耐海洋腐蚀型钢 |
| CN106048433A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-10-26 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种屈服强度530MPa级经济型热轧汽车钢及生产方法 |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP10257754A patent/JP2000084614A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1371743A1 (en) * | 2001-03-07 | 2003-12-17 | Nippon Steel Corporation | Electric welded steel tube for hollow stabilizer |
| EP1371743A4 (en) * | 2001-03-07 | 2004-09-22 | Nippon Steel Corp | ELECTRO WELDED STEEL TUBE FOR HOLLOW STABILIZER |
| CN104862604A (zh) * | 2015-05-30 | 2015-08-26 | 广西盛隆冶金有限公司 | 一种HRB700Mpa级抗震耐腐蚀钢筋 |
| CN104862606A (zh) * | 2015-05-30 | 2015-08-26 | 广西盛隆冶金有限公司 | 一种耐海洋腐蚀型钢 |
| CN106048433A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-10-26 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种屈服强度530MPa级经济型热轧汽车钢及生产方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020723 |