JP2002155337A - ハイドロフォーム特性に優れた鋼材およびその製造方法 - Google Patents
ハイドロフォーム特性に優れた鋼材およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ハイドロフォーム加工性に優れた鋼
材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３０
％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１０
〜２．０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．１５％、Ｎ≦０．００８％、更に、
必要に応じて、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｂ，Ｏ，Ｃａの一種又は二種以上を添加する残部が
実質的に鉄および不可避的不純物よりなる鋼スラブを熱
間圧延後、６００〜６８０℃で巻取り、上記、鋼成分組
成におけるＳｏｌ．Ｎ量を０．００１０％以下の鋼帯と
し、その後、造管する。
材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３０
％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１０
〜２．０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．１５％、Ｎ≦０．００８％、更に、
必要に応じて、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｂ，Ｏ，Ｃａの一種又は二種以上を添加する残部が
実質的に鉄および不可避的不純物よりなる鋼スラブを熱
間圧延後、６００〜６８０℃で巻取り、上記、鋼成分組
成におけるＳｏｌ．Ｎ量を０．００１０％以下の鋼帯と
し、その後、造管する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型内で管内に内
圧をかけて所定の形状にハイドロフォームされて用いら
れる鋼管やその素材となる鋼帯などの鋼材およびそれら
の製造方法に関し、特にサスペンションアームなどの足
廻り部品、シャシー部品、ボディー部品、フレーム構造
部品などの閉断面自動車構造部品用途に用いられるもの
に関する。
圧をかけて所定の形状にハイドロフォームされて用いら
れる鋼管やその素材となる鋼帯などの鋼材およびそれら
の製造方法に関し、特にサスペンションアームなどの足
廻り部品、シャシー部品、ボディー部品、フレーム構造
部品などの閉断面自動車構造部品用途に用いられるもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼管をハイドロフォームにより閉断面自
動車部品形状に加工する技術は、金属板プレス品を加工
する技術による場合に比べて溶接代が不要なため軽量・
高剛性な部品が得られる特徴がある。鋼管をハイドロフ
ォームにより自動車部品形状に加工する技術として、例
えば特公平５−５５２０９号公報には箱形状の横断面を
有したフレーム部材を形成する技術が開示されている。
動車部品形状に加工する技術は、金属板プレス品を加工
する技術による場合に比べて溶接代が不要なため軽量・
高剛性な部品が得られる特徴がある。鋼管をハイドロフ
ォームにより自動車部品形状に加工する技術として、例
えば特公平５−５５２０９号公報には箱形状の横断面を
有したフレーム部材を形成する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋼管をハイド
ロフォームにより閉断面自動車部品形状に加工する技術
は、断面周長さが素管の周長さと素管のハイドフォロー
ム変形能に制約されるため、これまで長手方向で周長さ
の大きく異なる部分をもつ部品に適用することができ
ず、特公平５−５５２０９号公報による方法でも周長さ
が素管の５％を超える設計を行った場合、割れなどの不
具合が生じる問題があった。
ロフォームにより閉断面自動車部品形状に加工する技術
は、断面周長さが素管の周長さと素管のハイドフォロー
ム変形能に制約されるため、これまで長手方向で周長さ
の大きく異なる部分をもつ部品に適用することができ
ず、特公平５−５５２０９号公報による方法でも周長さ
が素管の５％を超える設計を行った場合、割れなどの不
具合が生じる問題があった。
【０００４】この発明は上記のような周長さ方向張出し
時の問題点を解決するために、ハイドロフォーム素材の
材質面からなされたもので、ハイドロフォーム性に優れ
た鋼管やその素材となる鋼帯などの鋼材およびそれらの
製造方法ならびにこれらの鋼材を用いたハイドロフォー
ム成形方法を提供することを目的とする。
時の問題点を解決するために、ハイドロフォーム素材の
材質面からなされたもので、ハイドロフォーム性に優れ
た鋼管やその素材となる鋼帯などの鋼材およびそれらの
製造方法ならびにこれらの鋼材を用いたハイドロフォー
ム成形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋼材（鋼
管及びその素材となる鋼帯）のハイドロフォーム加工性
に及ぼす成分組成の影響について化学成分、製造条件の
種々異なる鋼帯及びこの鋼帯を素材に鋼管を製造し、鋭
意検討を行った。
管及びその素材となる鋼帯）のハイドロフォーム加工性
に及ぼす成分組成の影響について化学成分、製造条件の
種々異なる鋼帯及びこの鋼帯を素材に鋼管を製造し、鋭
意検討を行った。
【０００６】鋼帯の肉厚は０．８〜１２ｍｍで、この鋼
帯を素材として外径２２〜２５４ｍｍの鋼管を製造し、
ハイドロフォーム加工性をバルジ試験により、評価し
た。
帯を素材として外径２２〜２５４ｍｍの鋼管を製造し、
ハイドロフォーム加工性をバルジ試験により、評価し
た。
【０００７】図１に、液圧バルジ試験に用いる装置を模
式的に示す。試験装置は成形型移動機構、軸圧縮力負荷
機構、液圧発生機構およびそれらを制御するコンピュー
ター９よりなり、自由バルジ試験の場合は素管１に内圧
を油圧ポンプ８、圧力増幅器７、圧力計６よりなる液圧
発生機構により、軸圧縮機３ａ、３ｂを経て負荷する。
式的に示す。試験装置は成形型移動機構、軸圧縮力負荷
機構、液圧発生機構およびそれらを制御するコンピュー
ター９よりなり、自由バルジ試験の場合は素管１に内圧
を油圧ポンプ８、圧力増幅器７、圧力計６よりなる液圧
発生機構により、軸圧縮機３ａ、３ｂを経て負荷する。
【０００８】型バルジ試験の場合は、成形型２ａ、２ｂ
に素管１を挿入後、内圧を負荷し成形する。軸圧縮機３
ａ、３ｂの変位量は変位計４ａ、４ｂ、成形型２ａの変
位量は変位計５により、また内圧は圧力計６によりコン
ピューター９に取り込まれ制御に用いられる。
に素管１を挿入後、内圧を負荷し成形する。軸圧縮機３
ａ、３ｂの変位量は変位計４ａ、４ｂ、成形型２ａの変
位量は変位計５により、また内圧は圧力計６によりコン
ピューター９に取り込まれ制御に用いられる。
【０００９】尚、液圧バルジ試験の詳細は社団法人自動
車技術会学術講演会前刷集９８１５３「自動車用電縫鋼
管のハイドフォローミング変形特性」１９９８−５ ｐ
１４９、平成１１年度塑性加工春季講演会予稿集ｐ２３
７「予成形連続型成形による異形断面材の試作検討」等に
記載されている。
車技術会学術講演会前刷集９８１５３「自動車用電縫鋼
管のハイドフォローミング変形特性」１９９８−５ ｐ
１４９、平成１１年度塑性加工春季講演会予稿集ｐ２３
７「予成形連続型成形による異形断面材の試作検討」等に
記載されている。
【００１０】その結果、鋼材の成分組成におけるＮの存
在状態がハイドロフォーム性に影響を与え、特に、鋼中
の全Ｎ量から析出物中のＮ量を引いて求められるＳｏ
ｌ．Ｎ量がある特定の範囲にある場合、鋼材のハイドロ
フォーム性が優れていることを見出した。
在状態がハイドロフォーム性に影響を与え、特に、鋼中
の全Ｎ量から析出物中のＮ量を引いて求められるＳｏ
ｌ．Ｎ量がある特定の範囲にある場合、鋼材のハイドロ
フォーム性が優れていることを見出した。
【００１１】本発明はこれらの知見を基になされたもの
で、すなわち、本発明は、 １． 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３０％、Ｓｉ：
０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１０〜２．０
％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、Ｏ≦０．０
０３０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含み、Ｎ≦
０．００８％、且つ、Ｓｏｌ．Ｎ≦０．００１０％を満
足し、残部が実質的に鉄および不可避的不純物よりなる
ことを特徴とするハイドロフォーム特性に優れた鋼材。
で、すなわち、本発明は、 １． 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３０％、Ｓｉ：
０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１０〜２．０
％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、Ｏ≦０．０
０３０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含み、Ｎ≦
０．００８％、且つ、Ｓｏｌ．Ｎ≦０．００１０％を満
足し、残部が実質的に鉄および不可避的不純物よりなる
ことを特徴とするハイドロフォーム特性に優れた鋼材。
【００１２】２． 更に、鋼組成として質量％で、Ｃ
ｒ：０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、
Ｎｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００２
〜０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、、Ｂ：
０．０００２〜０．００３％、の一種又は二種以上を添
加することを特徴とする１記載のハイドロフォーム特性
に優れた鋼材。
ｒ：０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、
Ｎｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００２
〜０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、、Ｂ：
０．０００２〜０．００３％、の一種又は二種以上を添
加することを特徴とする１記載のハイドロフォーム特性
に優れた鋼材。
【００１３】３． 更に、鋼組成として質量％で、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．００４％を添加することを特徴
とする１又は２記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼
材。
ａ：０．０００５〜０．００４％を添加することを特徴
とする１又は２記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼
材。
【００１４】４． 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３
０％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１
０〜２．０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、
Ｏ≦０．００３０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％、Ｎ
≦０．００８％よりなる鋼スラブを熱間圧延後、６００
〜６８０℃で巻取ることを特徴とするハイドロフォーム
特性に優れた鋼帯の製造方法。
０％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１
０〜２．０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、
Ｏ≦０．００３０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％、Ｎ
≦０．００８％よりなる鋼スラブを熱間圧延後、６００
〜６８０℃で巻取ることを特徴とするハイドロフォーム
特性に優れた鋼帯の製造方法。
【００１５】５． 更に、鋼組成として質量％で、Ｃ
ｒ：０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、
Ｎｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００２
〜０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、Ｃａ：
０．０００５〜０．００４％、Ｂ：０．０００２〜０．
００３％、の一種又は二種以上を添加することを特徴と
する４記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼帯の製造
方法。
ｒ：０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、
Ｎｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．３
％、Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００２
〜０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、Ｃａ：
０．０００５〜０．００４％、Ｂ：０．０００２〜０．
００３％、の一種又は二種以上を添加することを特徴と
する４記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼帯の製造
方法。
【００１６】６． 更に、鋼組成として質量％で、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．００４％を添加することを特徴
とする４又は５記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼
帯の製造方法。
ａ：０．０００５〜０．００４％を添加することを特徴
とする４又は５記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼
帯の製造方法。
【００１７】７． ４乃至６の何れかに記載の製造方法
により得られた鋼帯を造管することを特徴とするハイド
ロフォーム特性に優れた鋼管の製造方法。
により得られた鋼帯を造管することを特徴とするハイド
ロフォーム特性に優れた鋼管の製造方法。
【００１８】８． １乃至３の何れかに記載の鋼材を用
いることを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
いることを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の成分組成、製造条件の限
定理由について説明する。
定理由について説明する。
【００２０】１．成分組成 Ｃ 強度を得るため添加する。０．００１％未満では、所望
の強度（ＴＳ≧２７０ＭＰａ）が得られず、０．３０％
を超えると、ハイドロフォーム加工性が劣化するため、
０．００１〜０．３０％（０．００１％以上、０．３０
％以下）とする。
の強度（ＴＳ≧２７０ＭＰａ）が得られず、０．３０％
を超えると、ハイドロフォーム加工性が劣化するため、
０．００１〜０．３０％（０．００１％以上、０．３０
％以下）とする。
【００２１】Ｓｉ 強度を得るため添加する。０．００１％未満では、所望
の強度（ＴＳ≧２７０ＭＰａ）が得られず、２．０％を
超えると、ハイドロフォーム加工性が劣化するため、
０．００１〜２．０％（０．００１％以上、２．０％以
下）とする。
の強度（ＴＳ≧２７０ＭＰａ）が得られず、２．０％を
超えると、ハイドロフォーム加工性が劣化するため、
０．００１〜２．０％（０．００１％以上、２．０％以
下）とする。
【００２２】Ｍｎ 強度を得るため添加する。０．１０％未満では、所望の
強度（ＴＳ≧２７０ＭＰａ）が得られず、２．０％を超
えると、ハイドロフォーム加工性が劣化するため、０．
１０〜２．０％（０．１０％以上、２．０％以下）とす
る。
強度（ＴＳ≧２７０ＭＰａ）が得られず、２．０％を超
えると、ハイドロフォーム加工性が劣化するため、０．
１０〜２．０％（０．１０％以上、２．０％以下）とす
る。
【００２３】Ｐ Ｐは、ハイドロフォーム加工性を劣化させるため、０．
０５０％以下とする。
０５０％以下とする。
【００２４】Ｓ Ｓは、ハイドロフォーム加工性を劣化させるため、０．
０１５％以下とする。
０１５％以下とする。
【００２５】Ｏ Ｏは、介在物としてハイドロフォーム加工性を劣化させ
るため、０．００３０％以下とする。
るため、０．００３０％以下とする。
【００２６】Ａｌ Ａｌは、ＮをＡｌＮとして固定し、ハイドロフォーム加
工性を向上させるため添加する。０．０１％未満ではそ
の効果が認められず、０．１５％を超えるとその効果が
飽和するため、０．０１〜０．１５％とする。
工性を向上させるため添加する。０．０１％未満ではそ
の効果が認められず、０．１５％を超えるとその効果が
飽和するため、０．０１〜０．１５％とする。
【００２７】Ｎ Ｎはハイドロフォーム加工性を劣化させるため、０．０
０８％以下とする。
０８％以下とする。
【００２８】Ｓｏｌ．Ｎ≦０．００１０％ 優れたハイドロフォーム加工性を得るため、Ｓｏｌ．Ｎ
の規定は本発明では重要であり、Ｎを０．００８％以下
とし、且つ、Ｓｏｌ．Ｎを０．００１０％以下とする。
の規定は本発明では重要であり、Ｎを０．００８％以下
とし、且つ、Ｓｏｌ．Ｎを０．００１０％以下とする。
【００２９】図２は、液圧自由バルジ試験におけるハイ
ドロフォーム加工性に及ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示すも
ので、Ｓｏｌ．Ｎが０．００１０％以下の場合、軸圧縮
なしの条件で、２５％以上、軸圧縮ありの条件で４５％
以上の優れた周長増加率が得られる。
ドロフォーム加工性に及ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示すも
ので、Ｓｏｌ．Ｎが０．００１０％以下の場合、軸圧縮
なしの条件で、２５％以上、軸圧縮ありの条件で４５％
以上の優れた周長増加率が得られる。
【００３０】液圧自由バルジ試験は、素管が型に接触し
ていない変形状態でのハイドロフォーム加工性を示すも
ので、破断限界周長増加率により、変形部長さ２Ｄ
（Ｄ:管外径)、軸圧縮なし及びありの２条件で評価し
た。
ていない変形状態でのハイドロフォーム加工性を示すも
ので、破断限界周長増加率により、変形部長さ２Ｄ
（Ｄ:管外径)、軸圧縮なし及びありの２条件で評価し
た。
【００３１】ここで、軸圧縮力は管体の応力比（軸方向
応力／円周方向応力）＝Ｗ／（２πｒ2ｐ）＝−０．５
となる条件とした。ここで、Ｗ：軸圧縮力、ｒ：肉厚中
心半径、ｐ：内圧とする。
応力／円周方向応力）＝Ｗ／（２πｒ2ｐ）＝−０．５
となる条件とした。ここで、Ｗ：軸圧縮力、ｒ：肉厚中
心半径、ｐ：内圧とする。
【００３２】図３は、型バルジ試験におけるハイドロフ
ォーム加工性に及ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示すもので、
Ｓｏｌ．Ｎが０．００１０％以下の場合、軸圧縮なしの
条件で、１４％以上、軸圧縮ありの条件で１８％以上の
優れた周長増加率が得られる。
ォーム加工性に及ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示すもので、
Ｓｏｌ．Ｎが０．００１０％以下の場合、軸圧縮なしの
条件で、１４％以上、軸圧縮ありの条件で１８％以上の
優れた周長増加率が得られる。
【００３３】型バルジ試験は、型拘束時のハイドロフォ
ーム加工性を示すもので、縦横比２：１の矩形断面形状
をもつ型内部での型バルジ試験を行い、軸圧縮なし及び
ありの２条件における破断限界周長増加率により評価し
た。ここで軸圧縮力は座屈しない最大値とした。尚、い
ずれの試験においても供試鋼管は表１中の鋼Ａのスラブ
を熱間圧延で板厚２．０ｍｍの熱延鋼板とし、酸洗後外
径７０φの鋼管としたもので、巻取温度の調整により、
鋼中Ｓｏｌ．Ｎ量を種々変化させたものを用いた。
ーム加工性を示すもので、縦横比２：１の矩形断面形状
をもつ型内部での型バルジ試験を行い、軸圧縮なし及び
ありの２条件における破断限界周長増加率により評価し
た。ここで軸圧縮力は座屈しない最大値とした。尚、い
ずれの試験においても供試鋼管は表１中の鋼Ａのスラブ
を熱間圧延で板厚２．０ｍｍの熱延鋼板とし、酸洗後外
径７０φの鋼管としたもので、巻取温度の調整により、
鋼中Ｓｏｌ．Ｎ量を種々変化させたものを用いた。
【００３４】Ｓｏｌ．Ｎ量は鋼中全Ｎ量から析出物中の
Ｎ量を差し引いたもので、析出物中のＮ量は、１０％Ａ
Ａ系電解抽出残渣に、ＪＩＳ Ｇ １２２８−１９９４
記載のアンモニア蒸留分離ビス（１−フェニル−３−メ
チル−５−ピラゾロン）吸光光度法を適用し求めた。Ｎ
を含有する析出物として、ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ等があ
る。これらの析出物により、Ｓｏｌ．Ｎ量が０となる場
合もある。
Ｎ量を差し引いたもので、析出物中のＮ量は、１０％Ａ
Ａ系電解抽出残渣に、ＪＩＳ Ｇ １２２８−１９９４
記載のアンモニア蒸留分離ビス（１−フェニル−３−メ
チル−５−ピラゾロン）吸光光度法を適用し求めた。Ｎ
を含有する析出物として、ＡｌＮ，ＢＮ，ＴｉＮ等があ
る。これらの析出物により、Ｓｏｌ．Ｎ量が０となる場
合もある。
【００３５】本発明では更に、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ，Ｃａなどの元素を添加するこ
とは差し支えなく、ハイドロフォーム加工性を損なうも
のではない。これらの元素を添加する場合は質量％で、
Ｃｒ：０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３
％、Ｎｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．
３％、Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００
２〜０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、Ｃａ：
０．０００５〜０．００４％、Ｂ：０．０００２〜０．
００３％の一種又は二種以上を添加する。
ｕ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｂ，Ｃａなどの元素を添加するこ
とは差し支えなく、ハイドロフォーム加工性を損なうも
のではない。これらの元素を添加する場合は質量％で、
Ｃｒ：０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３
％、Ｎｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．
３％、Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００
２〜０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、Ｃａ：
０．０００５〜０．００４％、Ｂ：０．０００２〜０．
００３％の一種又は二種以上を添加する。
【００３６】これらの元素で、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ、及びＢは、固溶強化、析出強化、
変態強化、分散強化により鋼材の強度を向上させ、Ｃａ
は、硫化物の形態制御により、ハイドロフォーム性を向
上させる。このような効果を得る場合、上述した範囲を
好適範囲とする。
ｕ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ、及びＢは、固溶強化、析出強化、
変態強化、分散強化により鋼材の強度を向上させ、Ｃａ
は、硫化物の形態制御により、ハイドロフォーム性を向
上させる。このような効果を得る場合、上述した範囲を
好適範囲とする。
【００３７】２．製造条件 熱間圧延後の巻取温度 熱間圧延後の巻取温度は、窒化物の析出挙動を変化さ
せ、ハイドロフォーム加工性に影響を与えるため、６０
０〜６８０℃とする。尚、巻取り後の熱延コイルは、ｓ
ｏｌ．Ｎ量低減のために保熱カバー等を用いて徐冷する
ことが望ましい。
せ、ハイドロフォーム加工性に影響を与えるため、６０
０〜６８０℃とする。尚、巻取り後の熱延コイルは、ｓ
ｏｌ．Ｎ量低減のために保熱カバー等を用いて徐冷する
ことが望ましい。
【００３８】図４は、液圧自由バルジ試験におけるハイ
ドロフォーム加工性に及ぼす巻取温度の影響を示すもの
で、供試鋼管の鋼帯の巻取温度が本発明範囲内にある場
合、軸圧縮なしの条件で、２５％以上、軸圧縮ありの条
件で４５％以上の優れた周長増加率が得られる。
ドロフォーム加工性に及ぼす巻取温度の影響を示すもの
で、供試鋼管の鋼帯の巻取温度が本発明範囲内にある場
合、軸圧縮なしの条件で、２５％以上、軸圧縮ありの条
件で４５％以上の優れた周長増加率が得られる。
【００３９】図５は、型バルジ試験におけるハイドロフ
ォーム加工性に及ぼす巻取温度の影響を示すもので、巻
取温度が本発明範囲内の場合、軸圧縮なしの条件で、１
４％以上、軸圧縮ありの条件で１８％以上の優れた周長
増加率が得られる。
ォーム加工性に及ぼす巻取温度の影響を示すもので、巻
取温度が本発明範囲内の場合、軸圧縮なしの条件で、１
４％以上、軸圧縮ありの条件で１８％以上の優れた周長
増加率が得られる。
【００４０】供試鋼管は、いずれも熱間圧延後、２．０
ｍｍの板厚とし、巻取温度を種々変化させ、酸洗後外径
７０φとしたものを用いた。
ｍｍの板厚とし、巻取温度を種々変化させ、酸洗後外径
７０φとしたものを用いた。
【００４１】巻取温度が６００〜６８０℃の場合、Ｓｏ
ｌ．Ｎ等の侵入型固溶元素が析出物となるため、優れた
ハイドロフォーム加工性が得られるものと考えられる。
ｌ．Ｎ等の侵入型固溶元素が析出物となるため、優れた
ハイドロフォーム加工性が得られるものと考えられる。
【００４２】
【実施例】表１に示す１９種類の化学成分を有する鋼ス
ラブを、仕上温度８４０℃で熱間圧延後、６５０℃で巻
取し、酸洗後、板厚２．０ｍｍの熱延鋼帯とした。
ラブを、仕上温度８４０℃で熱間圧延後、６５０℃で巻
取し、酸洗後、板厚２．０ｍｍの熱延鋼帯とした。
【００４３】Ｎｏ．１〜１１の鋼Ａ〜Ｋは本発明を満足
し、Ｎｏ．１２〜１９の鋼Ｌ〜Ｓは、何れかの元素が発
明の範囲外で比較例となっている。
し、Ｎｏ．１２〜１９の鋼Ｌ〜Ｓは、何れかの元素が発
明の範囲外で比較例となっている。
【００４４】この鋼帯を一部管状にロール成形後溶接
し、幅絞り率４％で外径７０ｍｍの溶接鋼管とした。
し、幅絞り率４％で外径７０ｍｍの溶接鋼管とした。
【００４５】幅絞り率は下記の式による。
【００４６】幅絞り率＝｛［スリット幅｝−π(［外径］−
［板厚］)｝／π（［外径］−［板厚］）×（１００
％）
［板厚］)｝／π（［外径］−［板厚］）×（１００
％）
【００４７】
【表１】
【００４８】次に、得られた鋼管のハイドロフォーム特
性を液圧自由バルジ試験、液圧型バルジ試験により評価
し、表２に結果を示す。
性を液圧自由バルジ試験、液圧型バルジ試験により評価
し、表２に結果を示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】実施例Ｎｏ．１〜１１（供試鋼は表１と共
通）は本発明の実施例であり、これらのうち、ＴＳ＜５
００ＭＰａとなるものでは、液圧自由バルジ試験におけ
る周長増加率が軸圧縮なしで２５％以上、軸圧縮有りで
４５％以上となり、液圧型バルジ試験では軸圧縮なしで
１４％以上、軸圧縮有りで１８％以上の優れたハイドロ
フォーム加工性が得られている。
通）は本発明の実施例であり、これらのうち、ＴＳ＜５
００ＭＰａとなるものでは、液圧自由バルジ試験におけ
る周長増加率が軸圧縮なしで２５％以上、軸圧縮有りで
４５％以上となり、液圧型バルジ試験では軸圧縮なしで
１４％以上、軸圧縮有りで１８％以上の優れたハイドロ
フォーム加工性が得られている。
【００５１】また、ＴＳ≧５００ＭＰａとなるもので
も、液圧自由バルジ試験における周長増加率が軸圧縮な
しで２３％以上、軸圧縮有りで４２％以上となり、液圧
型バルジ試験では軸圧縮なしで１２％以上、軸圧縮有り
で１５％以上の優れたハイドロフォーム加工性が得られ
ている。
も、液圧自由バルジ試験における周長増加率が軸圧縮な
しで２３％以上、軸圧縮有りで４２％以上となり、液圧
型バルジ試験では軸圧縮なしで１２％以上、軸圧縮有り
で１５％以上の優れたハイドロフォーム加工性が得られ
ている。
【００５２】実施例Ｎｏ．１２〜１５は、Ｓｏｌ．Ｎ値
が本発明範囲外で、実施例Ｎｏ．１６はＳｏｌ．Ｎ、Ｏ
が本発明範囲外で、実施例Ｎｏ．１７〜１９はＣ，Ｓ
ｉ，Ｍｎの何れかが本発明範囲外であり、いずれも比較
例で、本発明例と比べるとハイドロフォーム加工性に劣
っている。
が本発明範囲外で、実施例Ｎｏ．１６はＳｏｌ．Ｎ、Ｏ
が本発明範囲外で、実施例Ｎｏ．１７〜１９はＣ，Ｓ
ｉ，Ｍｎの何れかが本発明範囲外であり、いずれも比較
例で、本発明例と比べるとハイドロフォーム加工性に劣
っている。
【００５３】表３に、鋼Ａのスラブを用いて、熱延巻取
り温度、熱延コイル以降の工程を変化させた鋼管（７０
φ×２．０ｔ）のハイドロフォーム特性を示す。
り温度、熱延コイル以降の工程を変化させた鋼管（７０
φ×２．０ｔ）のハイドロフォーム特性を示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】実施例Ｎｏ．２０〜２２は、熱延コイルを
酸洗後、造管したもので、Ｎｏ．２０，２１は熱延巻取
温度、Ｓｏｌ．Ｎ量が本発明の規定を満足し、優れたハ
イドロフォーム加工性が得られている。
酸洗後、造管したもので、Ｎｏ．２０，２１は熱延巻取
温度、Ｓｏｌ．Ｎ量が本発明の規定を満足し、優れたハ
イドロフォーム加工性が得られている。
【００５６】一方、実施例Ｎｏ．２２は、熱延巻取温
度、Ｓｏｌ．Ｎ量が本発明範囲外であり、ハイドロフォ
ーム加工性に劣っている。
度、Ｓｏｌ．Ｎ量が本発明範囲外であり、ハイドロフォ
ーム加工性に劣っている。
【００５７】実施例Ｎｏ．２３は、造管後、熱処理した
ものであり、実施例Ｎｏ．２４は、熱延コイルを酸洗、
冷圧後９００℃焼鈍し７０φ×２．０ｔに造管したもの
である。実施例Ｎｏ．２５は、熱延コイルを酸洗、冷圧
後９００℃焼鈍し、溶融亜鉛メッキ鋼板とした後、７０
φ×２．０ｔに造管したものである。
ものであり、実施例Ｎｏ．２４は、熱延コイルを酸洗、
冷圧後９００℃焼鈍し７０φ×２．０ｔに造管したもの
である。実施例Ｎｏ．２５は、熱延コイルを酸洗、冷圧
後９００℃焼鈍し、溶融亜鉛メッキ鋼板とした後、７０
φ×２．０ｔに造管したものである。
【００５８】いずれも、巻取り後の状態からＳｏｌ．Ｎ
量は変化するが、表より明らかなように優れたハイドロ
フォーム加工性が得られている。
量は変化するが、表より明らかなように優れたハイドロ
フォーム加工性が得られている。
【００５９】このように、ハイドロフォーム直前でＳｏ
ｌ．Ｎ量が０．００１０％以下であれば、鋼帯の巻取り
後の履歴において、Ｓｏｌ．Ｎ量が変化しても優れたハ
イドロフォーム加工性が得られる。
ｌ．Ｎ量が０．００１０％以下であれば、鋼帯の巻取り
後の履歴において、Ｓｏｌ．Ｎ量が変化しても優れたハ
イドロフォーム加工性が得られる。
【００６０】本発明によるハイドロフォーム加工性に優
れた鋼材は、曲げ、プレス、ハイドロフォーム、スウェ
ージ等による予備成形後にハイドロフォームされてもよ
く、さらに高い張り出し量を得るために管表面に潤滑油
を塗布、あるいは潤滑皮膜を形成させても良い。鋼帯か
ら管を成形する際のシーム接合方法は電縫溶接、レーザ
溶接、ＴＩＧ溶接、鍛接などが可能で、特に限定しな
い。
れた鋼材は、曲げ、プレス、ハイドロフォーム、スウェ
ージ等による予備成形後にハイドロフォームされてもよ
く、さらに高い張り出し量を得るために管表面に潤滑油
を塗布、あるいは潤滑皮膜を形成させても良い。鋼帯か
ら管を成形する際のシーム接合方法は電縫溶接、レーザ
溶接、ＴＩＧ溶接、鍛接などが可能で、特に限定しな
い。
【００６１】鋼材は、熱延鋼帯、冷延鋼帯、表面処理鋼
帯およびこれらを素材とする鋼管で有ればよく特に限定
しない。又、造管途中、前後において熱処理、熱加工な
どを加えることも制限しない。
帯およびこれらを素材とする鋼管で有ればよく特に限定
しない。又、造管途中、前後において熱処理、熱加工な
どを加えることも制限しない。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、サスペンションアーム
等の閉断面自動車構造部品をハイドロフォームにより、
割れ、部分的な肉厚減少等の欠陥を生ずることなく加工
することが可能で、産業上、極めて有用である。
等の閉断面自動車構造部品をハイドロフォームにより、
割れ、部分的な肉厚減少等の欠陥を生ずることなく加工
することが可能で、産業上、極めて有用である。
【図１】液圧バルジ試験に用いた装置の模式図。
【図２】破断限界周長増加率（液圧自由バルジ試験）に
及ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示す図。
及ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示す図。
【図３】破断限界周長増加率（液圧型バルジ試験）に及
ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示す図。
ぼすＳｏｌ．Ｎの影響を示す図。
【図４】破断限界周長増加率（液圧自由バルジ試験）に
及ぼす巻取温度の影響を示す図。
及ぼす巻取温度の影響を示す図。
【図５】破断限界周長増加率（液圧型バルジ試験）に及
ぼす巻取温度の影響を示す図。
ぼす巻取温度の影響を示す図。
１…素材、 ２ａ，２ｂ…成形型、 ３ａ，３ｂ…軸圧縮装置、 ４ａ，４ｂ…軸圧縮装置用変位計。 ５・・・成形用変位計 ６・・・圧力計 ７・・・圧力増幅器 ８・・・油圧ポンプ ９・・・制御用コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上井 清史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 籔本 哲 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K037 EA01 EA02 EA04 EA05 EA06 EA09 EA11 EA13 EA15 EA17 EA18 EA19 EA20 EA22 EA23 EA25 EA27 EA28 EA31 EA32 EB02 EB06 EB08 EB09 FE02 FE03 FE05
Claims (8)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３０
％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１０
〜２．０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、Ｏ
≦０．００３０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含
み、Ｎ≦０．００８％、且つ、Ｓｏｌ．Ｎ≦０．００１
０％を満足し、残部が実質的に鉄および不可避的不純物
よりなることを特徴とするハイドロフォーム特性に優れ
た鋼材。 - 【請求項２】 更に、鋼組成として質量％で、Ｃｒ：
０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、Ｎ
ｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．３％、
Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００２〜
０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、Ｂ：０．０
００２〜０．００３％、の一種又は二種以上を添加する
ことを特徴とする請求項１記載のハイドロフォーム特性
に優れた鋼材。 - 【請求項３】 更に、鋼組成として質量％で、Ｃａ：
０．０００５〜０．００４％を添加することを特徴とす
る請求項１又は２記載のハイドロフォーム特性に優れた
鋼材。 - 【請求項４】 質量％で、Ｃ：０．００１〜０．３０
％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％以下、Ｍｎ：０．１０
〜２．０％、Ｐ≦０．０５０％、Ｓ≦０．０１５％、Ｏ
≦０．００３０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％、Ｎ≦
０．００８％よりなる鋼スラブを熱間圧延後、６００〜
６８０℃で巻取ることを特徴とするハイドロフォーム特
性に優れた鋼帯の製造方法。 - 【請求項５】 更に、鋼組成として質量％で、Ｃｒ：
０．０１〜０．３％、Ｍｏ：０．０１〜０．３％、Ｎ
ｉ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．０１〜０．３％、
Ｎｂ：０．００２〜０．０３％、Ｔｉ：０．００２〜
０．０３％、Ｖ：０．００２〜０．０３％、Ｃａ：０．
０００５〜０．００４％、Ｂ：０．０００２〜０．００
３％、の一種又は二種以上を添加することを特徴とする
請求項４記載のハイドロフォーム特性に優れた鋼帯の製
造方法。 - 【請求項６】 更に、鋼組成として質量％で、Ｃａ：
０．０００５〜０．００４％を添加することを特徴とす
る請求項４又は５記載のハイドロフォーム特性に優れた
鋼帯の製造方法。 - 【請求項７】 請求項４乃至６の何れかに記載の製造方
法により得られた鋼帯を造管することを特徴とするハイ
ドロフォーム特性に優れた鋼管の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１乃至３の何れかに記載の鋼材を
用いることを特徴とするハイドロフォーム成形方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348184A JP3804438B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ハイドロフォーム特性に優れた鋼材、鋼帯・鋼管の製造方法及びハイドロフォーム成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348184A JP3804438B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ハイドロフォーム特性に優れた鋼材、鋼帯・鋼管の製造方法及びハイドロフォーム成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155337A true JP2002155337A (ja) | 2002-05-31 |
| JP3804438B2 JP3804438B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=18821807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000348184A Expired - Fee Related JP3804438B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | ハイドロフォーム特性に優れた鋼材、鋼帯・鋼管の製造方法及びハイドロフォーム成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3804438B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1640468A4 (en) * | 2003-05-28 | 2006-09-13 | Sumitomo Metal Ind | OIL SOURCE STEEL TUBE FOR UNDERGROUND PLACEMENT AND EXPANSION |
| GB2433746B (en) * | 2005-12-27 | 2009-07-01 | Kobe Steel Ltd | Steel sheet having excellent weldability |
| KR101185280B1 (ko) * | 2010-10-27 | 2012-09-21 | 현대제철 주식회사 | 고강도 및 고성형성을 갖는 하이드로포밍용 열연강판 및 그 제조 방법 |
| KR101185218B1 (ko) * | 2010-10-27 | 2012-09-21 | 현대제철 주식회사 | 성형성이 우수한 하이드로포밍용 고강도 열연강판 및 그 제조 방법 |
-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000348184A patent/JP3804438B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1640468A4 (en) * | 2003-05-28 | 2006-09-13 | Sumitomo Metal Ind | OIL SOURCE STEEL TUBE FOR UNDERGROUND PLACEMENT AND EXPANSION |
| AU2004243718B9 (en) * | 2003-05-28 | 2007-07-05 | Nippon Steel Corporation | Oil well steel pipe to be placed under ground and be expanded |
| AU2004243718B2 (en) * | 2003-05-28 | 2007-07-05 | Nippon Steel Corporation | Oil well steel pipe to be placed under ground and be expanded |
| CN100554473C (zh) * | 2003-05-28 | 2009-10-28 | 住友金属工业株式会社 | 埋设扩管用油井钢管 |
| GB2433746B (en) * | 2005-12-27 | 2009-07-01 | Kobe Steel Ltd | Steel sheet having excellent weldability |
| US9085816B2 (en) | 2005-12-27 | 2015-07-21 | Kobe Steel, Ltd. | Steel sheet having excellent weldability |
| KR101185280B1 (ko) * | 2010-10-27 | 2012-09-21 | 현대제철 주식회사 | 고강도 및 고성형성을 갖는 하이드로포밍용 열연강판 및 그 제조 방법 |
| KR101185218B1 (ko) * | 2010-10-27 | 2012-09-21 | 현대제철 주식회사 | 성형성이 우수한 하이드로포밍용 고강도 열연강판 및 그 제조 방법 |
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| JP3804438B2 (ja) | 2006-08-02 |
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