JP2001131702A - 加工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方法 - Google Patents
加工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方法Info
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Abstract
造方法を提供する。 【解決手段】 重量%で、C :0.10〜0.50
%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.1〜2.
0%、S:0.03%以下、P:0.03%以下、A
l:0.01〜0.10%、N:0.0050%以下
に、さらに必要に応じて、Cr:0.05〜1.0%、
Ni:0.1〜2.0%、Cu:0.1〜2.0%、M
o:0.05〜1.0%、V:0.03〜0.2%、T
i:0.01〜0.2%、Nb:0.01〜0.2%、
B:0.001%以下、Ca:0.0002〜0.00
20%のうち一種または二種以上含有し、残部が鉄およ
び不可避不純物からなり組織中の炭化物の占める割合が
面積率にして30%以下、炭化物の球状化率が80%以
上で、かつ硬さがHv100〜180であることを特徴
とする加工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管であり、これ
らの電縫鋼管を製造する方法としては電縫鋼管を(AC
1 点−100℃)〜AC1 点に再加熱し、その温度で5
〜180分保持した後、空冷することである。または、
電縫溶接部の均一化を図るためにAC3 点〜(AC3 点
+50℃)に再加熱し、その後(AC1 点−100℃)
〜AC1 点未満の温度まで空冷し、その温度で5〜18
0分保持した後、空冷することである。
Description
求される自動車用、機械構造用電縫鋼管に関し、特定の
成分と製造方法により優れた特性を有する加工性に優れ
た冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方法に関する。
下げて冷間鍛造性の向上を図るために、軟質化処理が行
われ、その手段の一つとしてセメンタイトの球状化焼鈍
処理が行われている。この球状化焼鈍処理は、例えば特
開昭59−136421号公報などに見られるようにA
1 点以上の温度に加熱した後、10℃/h程度の超徐冷
で連続冷却する方法で行われている。しかしながら、こ
れでは処理時間が非常に長くなり工業的に不利である。
一方、焼鈍時間の短縮を目的として連続冷却の冷却速度
を速くしたり、あるいはA1 点直下の保定時間を短くす
るような試み行うと、結果として強度、硬さが増加しい
ずれも軟質化の目的を達成できない。
して加工性を向上させるためには電縫鋼管に造管後、熱
処理により軟質化することが効果的である。本発明は加
工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方法を提供
するものである。
ころは、重量%で、C:0.10〜0.50%、Si:
0.01〜0.50%、Mn:0.1〜2.0%、S:
0.03%以下、P:0.03%以下、Al:0.01
〜0.10%、N:0.0050%以下に、さらに必要
に応じて、Cr:0.05〜1.0%、Ni:0.1〜
2.0%、Cu:0.1〜2.0%、Mo:0.05〜
1.0%、V:0.03〜0.2%、Ti:0.01〜
0.2%、Nb:0.01〜0.2%、B:0.001
%以下、Ca:0.0002〜0.0020%のうち一
種または二種以上含有し、残部が鉄および不可避不純物
からなり組織中の炭化物の占める割合が面積率にして3
0%以下、炭化物の球状化率が80%以上で、かつ硬さ
がHv100〜180であることを特徴とする加工性に
優れた冷間鍛造用電縫鋼管であり、これらの電縫鋼管を
製造する方法としては電縫鋼管を(AC1 点−100
℃)〜AC1 点に再加熱し、その温度で5〜180分保
持した後、空冷することである。または、電縫溶接部の
均一化を図るためにAC3 点〜(AC3 点+50℃)に
再加熱し、その後(AC1 点−100℃)〜AC1 点未
満の温度まで空冷し、その温度で5〜180分保持した
後、空冷することである。
占める割合が面積率にして30%以下でこの炭化物の球
状化率が80%以上で、かつ硬さがHv100〜180
であることを特徴とする加工性の優れた冷間鍛造用電縫
鋼管であり、これらの電縫鋼管を製造する方法としては
電縫鋼管を(AC1 点−100℃)〜AC1 点に再加熱
し、その温度で5〜180分保持した後、空冷すること
である。または、電縫溶接部の均一化を図るためにAC
3 点〜(AC3 点+50℃)に再加熱し、その後(AC
1 点−100℃)〜AC1 点未満の温度まで空冷し、そ
の温度で5〜180分保持した後、空冷することを特徴
とする加工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方
法である。
電縫鋼管とその製造方法について詳細に説明する。はじ
めに鋼の化学成分の限定理由について説明する。Cはセ
メンタイト相を形成し、製品の強度確保に重要であり、
Cは0.10%以上必要である。一方、Cが0.50%
を越えるとセメンタイト量が過剰になり強度、硬さが著
しく高くなる。したがって、Cは0.10〜0.50%
とする。Siは脱酸剤として必須の成分であり、固溶強
化あるいは焼き入れ性の増大効果を通じて製品の強度確
保に重要な成分である。しかしながら、0.50%を越
えると高周波により電縫溶接したとき電縫溶接部に酸化
反応生成物(微小粒状酸化物)が生成しやすくなる。ま
た、熱延時に発生するスケ−ルによって鋼管の表面に凹
凸が発生しやすくなる。一方、製品の強度確保の観点か
らSiは0.01%以上必要である。したがって、Si
は0.01〜0.50%とする。
の強度確保に重要な成分である。しかし過剰に添加する
と強度、硬さが著しく高くなるため、上限を2.0%と
した。一方、Mnの下限はS脆化防止のため0.1%と
した。したがって、Mnは0.1〜2.0%とする。
S、Pはいずれも冷間鍛造性に有害な元素である。いず
れも0.03%を越えると悪影響が顕著になるので、こ
れ以下に限定した。Alは脱酸剤として作用するが、鋼
中のNと結合しオ−ステナイト結晶粒度の粗大化を抑制
する。オ−ステナイト粒の粗大化抑制のためには0.0
1%以上の添加を必要とする。一方、Alが0.10%
を越えるとオ−ステナイト結晶粒粗大化抑制効果は飽和
し、さらに冷間鍛造性が劣化する。したがって、Alは
0.01〜0.10%とする。
おいて、ひずみ時効を生じて冷間鍛造性を悪化させるた
め、極力低いことが望ましい。本発明においてはAl等
により固溶Nを窒化物として固定しているため、極端な
低減は必要ないが、Nが過度に多いと窒化物として固定
されない固溶Nの量が増加する恐れがある。したがっ
て、Nは0.0050%以下とする。Crは焼き入れ性
を向上し、強度ならびに靱性を高めると共に炭化物の形
成を助長し耐摩耗性を向上させるのに有効である。この
効果は0.05%以上で顕著になるためこの値を下限と
する。しかし、1.0%を越えると冷間鍛造性が劣化す
るとともに添加コストが上昇する。したがって、Crは
0.05〜1.0%とする。
が、充分添加しなければ効果は顕著に現れず高価でもあ
るので下限を0.1%とした。一方、添加量が多くなる
と強度、硬さが高くなるので上限を2.0%とした。し
たがって、Niは0.1〜2.0%とする。Cuは強い
固溶強化性を有し、焼き入れ性を向上させ少量の添加は
切削性を向上させる作用があるが、0.1%より少ない
と効果が認められない。一方、2.0%を越えると熱間
加工性を著しく劣化させる。したがって、Cuは0.1
〜2.0%とする。
焼き入れ性を向上させる元素で焼き入れ性および耐摩耗
性向上のために添加する。しかし、0.05%未満では
焼き入れ性および耐摩耗性が不十分であり、1.0%を
越えると冷間鍛造性が劣化する。したがって、Moは
0.05〜1.0%とする。VはAlと同様にNの固定
に効果のある元素であり、その効果を得るには0.03
%以上必要である。しかし、過剰な添加はV炭窒化物の
析出強化により冷間鍛造性を阻害する恐れがあるため
0.2%を上限とした。したがって、Vは0.03〜
0.2%とする。
ある元素であり、その効果を得るには0.01%以上必
要である。しかし、過剰な添加はTi炭窒化物の析出強
化により冷間鍛造性を阻害する恐れがあるため0.2%
を上限とした。したがって、Tiは0.01〜0.2%
とする。NbはV、Ti、Alと同様にNの固定に効果
のある元素であり、その効果を得るには0.01%以上
必要である。しかし、過剰な添加はNb炭窒化物の析出
強化により冷間鍛造性を阻害する恐れがあるため0.2
%を上限とした。したがって、Nbは0.01〜0.2
%とする。
溶Nの固定に効果がある元素である。しかし、過剰な添
加はB炭窒化物を過剰に生成し冷間鍛造性を低下させる
させる恐れがあるため0.001%を上限とした。した
がって、Bは0.001%以下とする。Caは、介在物
の形態を調整し、冷間加工性を向上するのに有効であ
る。Caは多すぎると鋼中の介在物が増し逆に冷間加工
性を劣化させる。したがって、Caは0.0002〜
0.0020%とする。
質化する理由は次の通りである。熱処理法としては球状
化焼鈍を用いる。球状化焼鈍を用いるのは変形能に有害
な層状炭化物をなくし、球状炭化物とすることにより変
形能を向上させるとともに軟質化することにより冷間鍛
造性を良好にするためである。本発明では優れた冷間鍛
造性を得るために硬さをHv100〜180を得るため
に組織中の炭化物の占める割合が面積率にして30%以
下、炭化物の球状化率が80%以上と限定した。
めの熱処理条件について説明する。熱処理条件として、
(AC1 点−100℃)〜AC1 点に再加熱し、その温
度で5〜180分保持した後、空冷する。まず、(AC
1 点−100℃)以上に限定したのは(AC1 点−10
0℃)以下では炭化物の球状化が不十分で冷間加工性の
向上が少ない。一方、AC1 点以上では一部がオ−ステ
ナイト化され炭化物の一部が再固溶される。オ−ステナ
イトはその後の冷却によりフェライト+パ−ライトに変
態し冷間加工性が劣化する。以上のことから本熱処理で
の加熱温度を(AC1 点−100℃)〜AC1 点とし
た。
ついて説明する。加熱時間が5分以下では炭化物の球状
化が不十分で冷間鍛造性の向上が少ない。一方、180
分以上では炭化物の球状化が進行するが鋼の硬さの低下
代は飽和してしまう。さらには熱処理時間が増すこと
で、製造コストが高くなる。以上のことから本熱処理で
の加熱時間を5分〜180分とした。
縫溶接部と母材部の均一化が重要である。そのためには
上記の熱処理前にAC3 点〜(AC3 点+50℃)の温
度に再加熱する。AC3 点以下では完全にオ−ステナイ
ト化されないため組織の均一化が達成できない。一方、
(AC3 点+50℃)以上ではオ−ステナイト粒径が大
きくなり、軟質化にはよいが特定の強度、硬さが得られ
ない。以上のことからAC3 点〜(AC3 点+50℃)
の温度の再加熱しその後、上記に記載した熱処理を行う
ことで電縫溶接部と母材部が均一化され、さらに冷間鍛
造性は向上する。本発明のように特性の成分系と熱処理
条件により優れた特性を有する加工性に優れた冷間鍛造
用電縫鋼管が得られる。
の熱処理条件を示す。表3に本発明により製造された電
縫鋼管および比較で製造された電縫鋼管の特性を示す。
表3から明らかのように、本発明により製造された電縫
鋼管は組織中の炭化物の占める割合が面積率にして30
%以下、炭化物の球状化率が80%以上で、かつ硬さが
Hv100〜180である。本発明法により製造された
電縫鋼管の硬さは熱処理前後で著しく低下している。
組織中の炭化物の占める割合が面積率にして30%以
下、炭化物の球状化率が80%以上で、かつ硬さがHv
100〜180と熱処理前後の硬さの低下が顕著であ
る。今後、自動車および機械構造用部品のコスト削減の
観点から安価で加工性の良好な冷間鍛造用電縫鋼管の要
求がますます増える。したがって、本発明により製造さ
れた電縫鋼管の効果は極めて大きいものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、 C :0.10〜0.50%、 Si:0.01〜0.50%、 Mn:0.1〜2.0%、 S :0.03%以下 P :0.03%以下、 Al:0.01〜0.10%、 N :0.0050%以下に、 さらに必要に応じて Cr:0.05〜1.0%、 Ni:0.1〜2.0%、 Cu:0.1〜2.0%、 Mo:0.05〜1.0%、 V:0.03〜0.2%、 Ti:0.01〜0.2%、 Nb:0.01〜0.2%、 B:0.001%以下、 Ca:0.0002〜0.0020%のうち一種または
二種以上含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり
組織中の炭化物で炭化物の占める割合が面積率にして3
0%以下、炭化物の球状化率が80%以上で、かつ硬さ
がHv100〜180であることを特徴とする加工性に
優れた冷間鍛造用電縫鋼管。 - 【請求項2】 重量%で、 C :0.10〜0.50%、 Si:0.01〜0.50%、 Mn:0.1〜2.0%、 S :0.03%以下、 P :0.03%以下、 Al:0.01〜0.10%、 N :0.0050%以下に、 さらに必要に応じて Cr:0.05〜1.0%、 Ni:0.1〜2.0%、 Cu:0.1〜2.0%、 Mo:0.05〜1.0%、 V:0.03〜0.2%、 Ti:0.01〜0.2%、 Nb:0.01〜0.2%、 B:0.001%以下、 Ca:0.0002〜0.0020のうち一種または二
種以上含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる電
縫鋼管を熱処理するに際し、(AC1 点−100℃)〜
AC1 点に再加熱し、その温度で5〜180分保持した
後、空冷することを特徴とする加工性に優れた冷間鍛造
用電縫鋼管の製造方法。 - 【請求項3】 重量%で、 C :0.10〜0.50%、 Si:0.01〜0.50%、 Mn:0.1〜2.0%、 S :0.03%以下、 P :0.03%以下、 Al:0.01〜0.10%、 N :0.0050%以下に、 さらに必要に応じて Cr:0.05〜1.0%、 Ni:0.1〜2.0%、 Cu:0.1〜2.0%、 Mo:0.05〜1.0%、 V:0.03〜0.2%、 Ti:0.01〜0.2%、 Nb:0.01〜0.2%、 B:0.001%以下、 Ca:0.0002〜0.0020%のうち一種または
二種以上含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる
電縫鋼管を熱処理するに際し、AC3 点〜(AC3 点+
50℃)に再加熱し、その後(AC1 点−100℃)〜
AC1 点未満の温度まで空冷し、その温度で5〜180
分保持した後、空冷することを特徴とする加工性に優れ
た冷間鍛造用電縫鋼管の製造方法。
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JP31315999A JP3999915B2 (ja) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 加工性に優れた冷間鍛造用電縫鋼管とその製造方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2006009141A (ja) * | 2004-05-21 | 2006-01-12 | Nippon Steel Corp | 冷間加工性と焼き入れ性に優れた電縫鋼管とその製造方法 |
WO2018139671A1 (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | 新日鐵住金株式会社 | 自動車足回り部品用鋼管および自動車足回り部品 |
WO2018139672A1 (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | 新日鐵住金株式会社 | 自動車足回り部品用鋼管および自動車足回り部品 |
JP7188649B1 (ja) * | 2022-02-10 | 2022-12-13 | 日本製鉄株式会社 | 自動車部品用電縫鋼管、及び、自動車部品の製造方法 |
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1999
- 1999-11-04 JP JP31315999A patent/JP3999915B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4486516B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2010-06-23 | 新日本製鐵株式会社 | 冷間加工性と焼き入れ性に優れた電縫鋼管とその製造方法 |
WO2018139671A1 (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | 新日鐵住金株式会社 | 自動車足回り部品用鋼管および自動車足回り部品 |
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WO2023152906A1 (ja) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | 日本製鉄株式会社 | 自動車部品用電縫鋼管、及び、自動車部品の製造方法 |
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