JP2001303232A - 耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管 - Google Patents

耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管

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JP2001303232A
JP2001303232A JP2000128849A JP2000128849A JP2001303232A JP 2001303232 A JP2001303232 A JP 2001303232A JP 2000128849 A JP2000128849 A JP 2000128849A JP 2000128849 A JP2000128849 A JP 2000128849A JP 2001303232 A JP2001303232 A JP 2001303232A
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dip
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Toshihiro Kondo
敏洋 近藤
Susumu Fujiwara
進 藤原
Tomoo Yamamoto
智郎 山本
Yuichi Higo
裕一 肥後
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Abstract

(57)【要約】 【課題】溶融Alめっき鋼板の母材成分の制御と電縫鋼管
製造時の外面ヒ゛ート゛カット部へのAl系金属の溶射によって,
600℃以上の高温域での使用に耐え得る耐高温酸化性に
優れた溶融Alめっき電縫鋼管を提供する。 【解決手段】重量%でC≦0.01%,Ti:0.01〜0.30%か
つTi/C≧10であり,必要に応じて重量%でSi:0.03〜1.
0%,Mn:0.05〜2.5%含有し、さらに、Nb,Mo,V,Wの
1種または2種以上を合計して0.01〜0.30%含有し、残部
はFeおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板を
母材とする溶融Alめっき鋼帯を素材として,電縫鋼管を
製造する際,電縫溶接後の外面ヒ゛ート゛カットに引続き当該ヒ゛
ート゛カット部へAl系金属を連続的に溶射することにより、溶
接ヒ゛ート゛カット部の耐高温酸化性を向上させた溶融Alめっき
電縫鋼管。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,自動車等に用いられる
溶融Alめっき電縫鋼管に関し,とくに600℃以上の高温
域での使用に耐え得る耐高温酸化性に優れた溶融Alめっ
き電縫鋼管に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より,特開昭56−102556等に開示さ
れているように,溶融Alめっき鋼板のめっき母材の化学
成分の内,C含有量を≦0.01%とし,Ti/C≧10となるTi
を含有させることによって,600℃以上の高温域に加熱
してもめっき層の剥離が生じず,良好な耐酸化性を保持
できることが知られていた。しかしながら,このような
めっき母材を用いても,電縫鋼管を製造する際,外面ヒ゛
ート゛については造管後にハ゛イトによって切除され,この際
めっき層を構成しているAl部も同時に切除されるため,
このヒ゛ート゛カット部においては耐食性や耐高温酸化性の劣化
を防止することは不可能であった。
【0003】一方,めっき鋼板を母材とする電縫鋼管の外面
ヒ゛ート゛カット部の耐食性を改善する方法として,ヒ゛ート゛カット部
にZnやAl等の金属を溶射する技術に関して,従来よりい
くつかの知見が得られているが,いずれも耐食性の改善
を主目的としたものであり,耐高温酸化性,とくに600
℃以上の高温域における耐高温酸化性の改善に関する検
討は,ほとんど行われていない。
【0004】例えば、ZnまたはZn−Al合金めっき鋼管の外面
ヒ゛ート゛カット部へ、Al溶射した後、ZnまたはAl+Zn合金溶射
を行う2工程とすることにより、耐食性を改善する方法
が特開平8-127855号公報に示されている。しかし、本発
明はZnまたはZn−Al合金めっき鋼管の耐食性改善を目的
としたものであり、耐高温酸化性の改善に関しては何ら
の知見も得られない。また、Alめっき鋼管に関して溶射
膜厚の増減を容易にできるアーク溶射法を用い、高速で走
行する被溶射体であるめっき電縫管のヒ゛ート゛切削部に、
連続して任意の厚さの溶射層を形成させる技術や溶射補
修層の密着性の向上を目的として、溶接切削部の温度が
250℃以上であるうちにAl合金溶射をヒ゛ート゛切削部に連続
的に行なう方法が特開平7-3422号公報に示されている。
しかし、当発明は、単にAlめっき電縫鋼管のヒ゛ート゛切削
部へのAl溶射を行う際、密着性の良好な溶射方法を開示
したに過ぎず、母材(めっき原板)に関する検討がなさ
れていないことから必ずしも600℃以上での使用に耐え
得る耐高温酸化性は得られない。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は,上記の問
題点に鑑み,溶融Alめっき鋼板の母材成分の制御と電縫
鋼管製造時の外面ヒ゛ート゛カット部へのAl系金属の溶射によっ
て,600℃以上の高温域での使用に耐え得る耐高温酸化
性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管を開示することを課題
としている。
【0006】
【課題を解決しようとする手段】本発明は、溶融Alめ
っき鋼管の素材となる鋼板の適切な成分の選択と、溶接
ヒ゛ート゛切削部へのAl系金属の溶射の組合せにより、健全
なAlめっき部とほぼ同等な耐高温酸化性を有する溶融Al
めっき電縫鋼管を提供するものである。具体的には、重
量%でC≦0.01%,Ti:0.01〜0.30%かつTi/C≧10であ
り,残部はFeおよび不可避的不純物からなる組成を有す
る鋼板、もしくはさらに、母材鋼板の成分として,重量
%でSi:0.03〜1.0%,Mn:0.05〜2.5%を含有し、ある
いは、さらに重量%でNb,Mo,V,Wの1種または2種以上
を合計して0.01〜0.30%含有を母材とする溶融Alめっき
鋼帯を素材とした電縫鋼管であって、当該電縫鋼管製造
の際の溶接後の外面ヒ゛ート゛カット部にAl系金属の溶射皮膜が
形成されてなる耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき電縫
鋼管である。
【0007】
【作用】次に本発明における化学成分の限定理由を説明
する。本発明において、Cは0.01%以下に低減する必要
がある。固溶Cが存在すると600℃以上の高温域までの加
熱によってめっき層や溶射金属であるAlの母材鋼板への
拡散を妨げられ,めっき層あるいは溶射金属の剥離を生
じ,耐酸化性を劣化させる。本願発明においては,Ti添
加によりTiCとして固溶Cを固定することにより耐高温酸
化性の改善は図れるものの,耐高温酸化性の観点からは
できるだけ低減する必要がある。しかし,0.01%までは
許容できるので,上限を0.01%に限定する。
【0008】Tiは0.01〜0.30%の範囲とし、かつ、Ti/C≧10
の関係式を満たすように添加しなくてはならない。Ti
は,耐高温酸化性に有害な鋼中の固溶CをTiCとして固定
し,耐高温酸化性を改善することを目的として添加され
るものである。その添加量がC量との関係でTi/C<10で
は十分な耐高温酸化性が得られない。また,Ti/C≧10で
あっても, Ti添加量が0.01%未満では十分な耐高温酸
化性が得られない。また,0.30%を超えて添加してもそ
の効果のさらなる向上は認められず,かえって製造コスト
の上昇を招く。したがって,Ti添加量は,0.01〜0.30%
かつTi/C≧10の範囲に限定する。
【0009】本発明においては,高温強度の向上を目的とし
て,さらにSi,MnあるいはNb,Mo,V,Wを添加すること
ができる。これらの元素の添加量の限定理由は,下記の
通りである。Siは0.03〜1.0%の範囲で含有させても良
い。Siは,固溶強化によって室温および高温での強度向
上に有効な元素である。その添加量が0.03%未満ではそ
の効果が認められない。一方,1.0%を超えて添加する
と,めっき密着性が劣り,不めっきを生じるようにな
る。したがって,その添加量は,0.03〜1.0%の範囲に
限定する。
【0010】Mnは0.05〜2.5%の範囲で含有させても良い。M
nは,固溶強化によって室温および高温での強度向上に
有効な元素である。その添加量が0.05%未満ではその効
果が認められない。一方,2.5%を超えて添加すると,
めっき密着性が劣り,不めっきを生じるようになる。ま
た,延性の劣化を招く。したがって,その添加量は,0.
05〜2.5%の範囲に限定する。
【0011】Nb,Mo,V,W:1種または2種以上を合計して0.
01〜0.30%の範囲で含有させても良い。Nb,Mo,V,Wは
炭化物を生成してTiと同様に耐高温酸化性の向上に寄与
する他,鋼中に微細に析出して析出強化により室温およ
び高温での強度向上に有効な元素である。これらの元素
は単独でもまた2種以上を複合して添加しても効果が認
められる。その単独あるいは2種以上を合計した添加量
が0.01%未満ではその効果が得られない。また,0.30%
を超えて添加しても高温強度の改善効果が飽和するとと
もに,室温での延性の劣化を招く。また,製造コストの大
幅な増加を招く。したがって,その添加量は0.01〜0.30
%の範囲に限定する。
【0012】溶融Alめっきは、純Alめっきを適用することも
できるが、耐熱用途を考慮してSi:5〜11%を含有するA
l−Si合金めっきとすることが好ましい。
【0013】溶射するAl系金属は、純Al,Al-Mn合金等Alを
主体とするものであれば耐高温酸化性の改善に十分な効
果が認められるが,より優れた耐高温酸化性を得るため
にはAl-Si合金とした方が有利である。
【0014】さらに,Al系金属の溶射は,1回の溶射でも可
能であるが,2回以上連続して行うとAl系金属の付着量
が増大し,耐高温酸化性がさらに向上する。ただし,溶
射Al系金属の被覆量を30g/m2以上とするこが好まし
い。
【0015】
【実施例】第1表に示す化学組成よりなる鋼を連続鋳造
した。これらを、熱間圧延にて板厚3.5mmの熱延鋼板と
し、酸洗後、冷間圧延して板厚1.5mmの冷延板とした。
この冷延板を連続式溶融Alめっきライン内で850℃にて60秒
間加熱焼鈍後、めっき付着量が両面で80g/m2 のAlめっ
きを施した。その際、めっき浴組成はAl−9%Si質量%と
した。
【0016】
【表1】
【0017】造管は、板厚1.5mmの溶融Alめっき鋼板をガス
溶線式フレーム溶射カ゛ンを備えた造管機に通して、管状に成
形して突き合わせ部を溶接し、溶接ヒ゛ート゛を切削後にそ
の溶接ヒ゛ート゛切削部にAlを溶射した。電縫管の外径は48.
6mmとし、この時のラインの造管速度は60m/分とした。溶
射は、溶射用カ゛ンに線径1.4mmのAl線をセットして溶射し、
溶射用金属線の送り速度は3.8m/分とした。
【0018】得られた溶融Alめっき電縫鋼管に対して、高温
酸化試験を行った。高温酸化試験は、電縫管を長さ80mm
に切断後、大気中で800℃×200h連続加熱し、酸化増量
にて評価する方法で行った。これらの結果を表2に示
す。
【0019】
【表2】
【0020】溶接ヒ゛ート゛部の付着量は、15〜45g/m2(1
回溶射)または30〜65g/m 2(2回溶射)で行っ
た。本発明で規定する化学成分を用いた鋼No.2〜8の
ものは、溶射付着量を30g/m2以上とすることにより8
00℃での耐高温酸化性は良好であった。ただし、溶射付
着量が15g/m2のものは、800℃での耐高温酸化性は1
gを超え若干劣っていた。したがって、健全なAlめっき
部とほぼ同等な耐高温酸化性を有する溶融Alめっき電縫
鋼管を得るためには、溶射付着量を30g/m2以上とす
ることが望ましい。
【0021】
【発明の効果】本発明により、耐高温酸化性に優れた溶
融Alめっき電縫鋼管の製造方法として、Al被覆しためっ
き鋼帯を素材とする電縫管の製造工程において溶接ヒ゛ート
゛切削部をガス溶線式フレーム溶射法またはアーク溶射法にて、
AlまたはAl-Si合金を連続的に溶射補修することによ
り、600℃以上の高温域での使用に耐え得る耐高温酸化
性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管の製造が可能であり、
めっき鋼管の製品の品質を安定化させてその用途の拡大
も期待でき、本効果は非常に大きいものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 2/38 C23C 2/38 28/02 28/02 (72)発明者 肥後 裕一 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K027 AA05 AA07 AA23 AB04 AB05 AB08 AB48 AC02 AC12 AC86 AD25 AE23 4K031 AA01 AB02 AB08 AB09 BA08 CA02 CB08 CB37 DA01 4K044 AA02 AB02 AB03 BA10 BB03 BC02 BC11 CA02 CA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%でC≦0.01%,Ti:0.01〜0.30%か
    つTi/C≧10であり,残部はFeおよび不可避的不純物から
    なる組成を有する鋼板を母材とした溶融Alめっき鋼帯を
    素材とする電縫鋼管であって、当該電縫鋼管製造の際の
    溶接後の外面ヒ゛ート゛カット部にAl系金属の溶射皮膜が形成さ
    れてなる耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管。
  2. 【請求項2】 母材鋼板の成分として,重量%でSi:0.0
    3〜1.0%,Mn:0.05〜2.5%含有することを特徴とする
    請求項1に記載した耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき
    電縫鋼管。
  3. 【請求項3】 母材鋼板の成分として,重量%でNb,M
    o,V,Wの1種または2種以上を合計して0.01〜0.30%含
    有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載し
    た耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管。
  4. 【請求項4】 溶射するAl系金属がAl-Si合金であること
    を特徴とする請求項1ないし請求項3に記載した耐高温酸
    化性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管。
  5. 【請求項5】 溶射Al系金属の被覆量を30g/m2以上
    としたことを特徴とする請求項1ないし請求項4記載の
    耐高温酸化性に優れた溶融Alめっき電縫鋼管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005272211A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Aisin Seiki Co Ltd 燃料改質器

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JP2005272211A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Aisin Seiki Co Ltd 燃料改質器
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