JP2003342687A - 強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法 - Google Patents
強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度延性バランスの優れた鋼管およびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｓ
ｉ：０．３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００％、
Ｓ：０．００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａｌ：
０．００５〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以下で
あり、Ｔｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：０．０
０１〜０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２００％、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％のうち一種以上含有
し、残留オーステナイト５〜２０％と、残部がベイナイ
ト、フェライト、パーライトの１種以上からなる複合組
織を有することを特徴とする鋼管。該成分の鋼管をＡC1
変態点温度からＡC3変態点温度に再加熱し、３０分以下
保持した後、０．５℃／ｓ以上の冷却速度でＭS変態点
温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範囲に冷却し、
その温度で３０〜３００秒保持し、それ以降は室温まで
空冷することを特徴とする鋼管の製造方法。
造方法を提供する。 【解決手段】 質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｓ
ｉ：０．３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００％、
Ｓ：０．００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａｌ：
０．００５〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以下で
あり、Ｔｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：０．０
０１〜０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２００％、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％のうち一種以上含有
し、残留オーステナイト５〜２０％と、残部がベイナイ
ト、フェライト、パーライトの１種以上からなる複合組
織を有することを特徴とする鋼管。該成分の鋼管をＡC1
変態点温度からＡC3変態点温度に再加熱し、３０分以下
保持した後、０．５℃／ｓ以上の冷却速度でＭS変態点
温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範囲に冷却し、
その温度で３０〜３００秒保持し、それ以降は室温まで
空冷することを特徴とする鋼管の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は優れた加工性が要求
される自動車用、機械構造用鋼管に関し、特定の成分系
からなる鋼管と造管後、特定の熱処理条件により得られ
る強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法に関す
る。
される自動車用、機械構造用鋼管に関し、特定の成分系
からなる鋼管と造管後、特定の熱処理条件により得られ
る強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ハイドロフォ−ム技術は複雑形状部品の
一体化と高精度化が可能なことから、自動車の軽量化お
よびコストダウンが可能な新車体構造実現の技術として
期待されている。このような背景のもと鋼管を素材と
し、ハイドロフォ−ムにより成形した部品の適用が増加
しつつある。ハイドロフォ−ムは軸力＋内圧を高精度に
制御することにより複雑形状部品の一体化と高精度化が
可能な技術である。よって、ハイドロフォ−ム用鋼管は
複雑な加工に耐える良好な延性を有することが重要であ
り、特に張り出し性の指標となる均一伸び、ｎ値の高い
材料が必要とされる。これまで薄鋼板分野において、同
程度の強度でありながら延性を向上させる、すなわち強
度−延性バランスの向上を目的とした研究開発が数多く
行われてきた。過去において、飛躍的に強度−延性バラ
ンスを向上させたのはフェライトとマルテンサイトの複
合組織からなるいわゆる二相鋼である。例えば、特開昭
５１−１２３１７号公報に熱延後急冷することにより得
られる二相鋼の技術、特公昭５７−４５４５４公報には
連続焼鈍により得られる技術がある。最近では特開昭６
０−４３４３０号公報に低合金系ながら１５％以上の残
留オーステナイトを含有し、その変態誘起超塑性（ＴＲ
ＩＰ）機構を利用して高延性・高強度の鋼板が得られる
技術がある。
一体化と高精度化が可能なことから、自動車の軽量化お
よびコストダウンが可能な新車体構造実現の技術として
期待されている。このような背景のもと鋼管を素材と
し、ハイドロフォ−ムにより成形した部品の適用が増加
しつつある。ハイドロフォ−ムは軸力＋内圧を高精度に
制御することにより複雑形状部品の一体化と高精度化が
可能な技術である。よって、ハイドロフォ−ム用鋼管は
複雑な加工に耐える良好な延性を有することが重要であ
り、特に張り出し性の指標となる均一伸び、ｎ値の高い
材料が必要とされる。これまで薄鋼板分野において、同
程度の強度でありながら延性を向上させる、すなわち強
度−延性バランスの向上を目的とした研究開発が数多く
行われてきた。過去において、飛躍的に強度−延性バラ
ンスを向上させたのはフェライトとマルテンサイトの複
合組織からなるいわゆる二相鋼である。例えば、特開昭
５１−１２３１７号公報に熱延後急冷することにより得
られる二相鋼の技術、特公昭５７−４５４５４公報には
連続焼鈍により得られる技術がある。最近では特開昭６
０−４３４３０号公報に低合金系ながら１５％以上の残
留オーステナイトを含有し、その変態誘起超塑性（ＴＲ
ＩＰ）機構を利用して高延性・高強度の鋼板が得られる
技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ハイドロフォ−ム加工
に対してこれまで以上に複雑形状の加工に耐え得る高延
性の鋼管への要求が高まり、加工性が従来以上に問題と
なってくることは間違いない。従来並みの高強度を確保
しつつ延性をさらに改善した鋼管、あるいは従来より以
上に高強度でありながら延性が良好である鋼管、即ち強
度延性バランスの優れた鋼管が要請されることとなる。
本発明は、強度延性バランスの優れた鋼管およびその製
造方法を提供することを目的としている。
に対してこれまで以上に複雑形状の加工に耐え得る高延
性の鋼管への要求が高まり、加工性が従来以上に問題と
なってくることは間違いない。従来並みの高強度を確保
しつつ延性をさらに改善した鋼管、あるいは従来より以
上に高強度でありながら延性が良好である鋼管、即ち強
度延性バランスの優れた鋼管が要請されることとなる。
本発明は、強度延性バランスの優れた鋼管およびその製
造方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは以下のとおりである。 （１）質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｓｉ：０．
３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００％、Ｓ：０．
００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａｌ：０．００５
〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以下であり、Ｔ
ｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：０．００１〜
０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２００％、Ｂ：
０．０００５〜０．００３０％のうち一種以上含有し、
さらに、必要に応じて、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、
Ｎｉ：０．０５〜２．００％、Ｃｕ：０．０５〜２．０
０％、Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｃａ：０．０００
２〜０．００２０％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、残留オーステナ
イト５〜２０％と、残部がベイナイト、フェライト、パ
ーライトの１種以上からなる複合組織を有することを特
徴とする鋼管。 （２）質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｓｉ：０．
３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００％、Ｓ：０．
００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａｌ：０．００５
〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以下であり、Ｔ
ｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：０．００１〜
０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２００％、Ｂ：
０．０００５〜０．００３０％のうち一種以上含有し、
さらに、必要に応じて、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、
Ｎｉ：０．０５〜２．００％、Ｃｕ：０．０５〜２．０
０％、Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｃａ：０．０００
２〜０．００２０％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、造管後の鋼管を
ＡC1変態点温度からＡC3変態点温度に再加熱し、３０分
以下保持した後、０．５℃／ｓ以上の冷却速度でＭS変
態点温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範囲に冷却
し、その温度で３０〜３００秒保持し、それ以降は室温
まで空冷することを特徴とする鋼管の製造方法。
ろは以下のとおりである。 （１）質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｓｉ：０．
３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００％、Ｓ：０．
００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａｌ：０．００５
〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以下であり、Ｔ
ｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：０．００１〜
０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２００％、Ｂ：
０．０００５〜０．００３０％のうち一種以上含有し、
さらに、必要に応じて、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、
Ｎｉ：０．０５〜２．００％、Ｃｕ：０．０５〜２．０
０％、Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｃａ：０．０００
２〜０．００２０％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、残留オーステナ
イト５〜２０％と、残部がベイナイト、フェライト、パ
ーライトの１種以上からなる複合組織を有することを特
徴とする鋼管。 （２）質量％でＣ：０．０５〜０．２５％、Ｓｉ：０．
３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００％、Ｓ：０．
００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａｌ：０．００５
〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以下であり、Ｔ
ｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：０．００１〜
０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２００％、Ｂ：
０．０００５〜０．００３０％のうち一種以上含有し、
さらに、必要に応じて、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、
Ｎｉ：０．０５〜２．００％、Ｃｕ：０．０５〜２．０
０％、Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｃａ：０．０００
２〜０．００２０％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、造管後の鋼管を
ＡC1変態点温度からＡC3変態点温度に再加熱し、３０分
以下保持した後、０．５℃／ｓ以上の冷却速度でＭS変
態点温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範囲に冷却
し、その温度で３０〜３００秒保持し、それ以降は室温
まで空冷することを特徴とする鋼管の製造方法。
【０００５】本発明の鋼管は、残留オーステナイト５〜
２０％と、残部がベイナイト、フェライト、パーライト
の１種以上からなる複合組織であり、鋼管の強度延性バ
ランスに優れている。残留オーステナイトが５〜２０％
存在し、さらにＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂの一種以上を含有す
ることで時効による延性の劣化を防ぐことにより、延性
が飛躍的に向上し、高強度でありながら鋼管の強度延性
バランスを優れたものとすることができ、複雑な形状の
ハイドロフォ−ム加工製品を製造することができる。
２０％と、残部がベイナイト、フェライト、パーライト
の１種以上からなる複合組織であり、鋼管の強度延性バ
ランスに優れている。残留オーステナイトが５〜２０％
存在し、さらにＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂの一種以上を含有す
ることで時効による延性の劣化を防ぐことにより、延性
が飛躍的に向上し、高強度でありながら鋼管の強度延性
バランスを優れたものとすることができ、複雑な形状の
ハイドロフォ−ム加工製品を製造することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の強度延性バランス
の優れた鋼管とその製造方法について詳細に説明する。
はじめに化学成分の限定理由について説明する。
の優れた鋼管とその製造方法について詳細に説明する。
はじめに化学成分の限定理由について説明する。
【０００７】Ｃ：残留オーステナイト相生成のため重要
な元素で、０．０５％未満では十分な量の残留オーステ
ナイトを得ることができず、そのため良好な加工性を発
揮することができない。しかし、０．２５％を越えると
溶接部の最高硬さが母材と比較して高くなりすぎ、ハイ
ドロフォ−ムのような厳しい加工には好ましくない。
な元素で、０．０５％未満では十分な量の残留オーステ
ナイトを得ることができず、そのため良好な加工性を発
揮することができない。しかし、０．２５％を越えると
溶接部の最高硬さが母材と比較して高くなりすぎ、ハイ
ドロフォ−ムのような厳しい加工には好ましくない。
【０００８】Ｓｉ：オーステナイト中へのＣの濃化を促
進し、残留オーステナイトの生成を容易にする作用があ
り、０．３％以上のＳｉ量が必要である。しかし、２．
５％を越える過剰な添加は鋼の脆化をまねき、強度−延
性バランスを劣化させることになる。さらに、溶接部に
Ｓｉ系の反応生成物が発生し溶接部の特性を劣化させ
る。
進し、残留オーステナイトの生成を容易にする作用があ
り、０．３％以上のＳｉ量が必要である。しかし、２．
５％を越える過剰な添加は鋼の脆化をまねき、強度−延
性バランスを劣化させることになる。さらに、溶接部に
Ｓｉ系の反応生成物が発生し溶接部の特性を劣化させ
る。
【０００９】Ｍｎ：パーライト変態のノ−ズを長時間側
へ移行するため、ベイナイト変態による残留オーステナ
イトの生成には不可欠な元素である。しかも、Ｃと同様
にオーステナイト安定元素であって、優れた強度−延性
バランスを得るために必要である。０．１０％未満であ
ると十分なオーステナイトを確保できない。一方、３．
００％を越える過剰な添加は延性の劣化をまねき、強度
−延性バランスを劣化させることになる。
へ移行するため、ベイナイト変態による残留オーステナ
イトの生成には不可欠な元素である。しかも、Ｃと同様
にオーステナイト安定元素であって、優れた強度−延性
バランスを得るために必要である。０．１０％未満であ
ると十分なオーステナイトを確保できない。一方、３．
００％を越える過剰な添加は延性の劣化をまねき、強度
−延性バランスを劣化させることになる。
【００１０】Ｓ：ＭｎＳを形成し、靱性およびプレス加
工性を低下する元素である。特に高強度とした場合、靱
性およびプレス加工性の劣化の影響が強く現れやすい。
そのため可能なかぎり低くする必要がある。そのために
は０．００５％以下にする。
工性を低下する元素である。特に高強度とした場合、靱
性およびプレス加工性の劣化の影響が強く現れやすい。
そのため可能なかぎり低くする必要がある。そのために
は０．００５％以下にする。
【００１１】Ｐ：鋼の強化のためには有効であるが、
０．１５％を越えて添加すると溶接性を阻害する。Ｐは
含有しなくてもよい。
０．１５％を越えて添加すると溶接性を阻害する。Ｐは
含有しなくてもよい。
【００１２】Ａｌ：脱酸のために必要であり、０．００
５％以上のＡｌが必要であるが、過剰に添加するとＡｌ
2Ｏ3を中心とした脱酸生成物の残存する量が増える。特
に、本発明のように鋼管に用いられる場合、溶接部での
巨大な介在物は致命的欠陥となるので、上限を０．１０
％とした。
５％以上のＡｌが必要であるが、過剰に添加するとＡｌ
2Ｏ3を中心とした脱酸生成物の残存する量が増える。特
に、本発明のように鋼管に用いられる場合、溶接部での
巨大な介在物は致命的欠陥となるので、上限を０．１０
％とした。
【００１３】Ｎ：鋼の耐時効性を最も劣化させる元素で
あり、含有量が少ないほど好ましく、上限を０．００５
％とした。
あり、含有量が少ないほど好ましく、上限を０．００５
％とした。
【００１４】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂ：これらは、炭化物、
窒化物もしくは炭窒化物を形成することによって鋼中の
固溶窒素を固定し、時効による延性の劣化を防ぐため有
効な元素である。また、鋼を高強度化するには有効な元
素である。一方、過剰の添加は結晶粒内もしくは粒界に
多量の炭化物、窒化物もしくは炭窒化物として析出し
て、延性を劣化させてしまう。時効による延性の劣化を
防ぐためにはＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂのうち必ず一種以上添
加することが必要である。Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖは０．００１
〜０．２００％とし、Ｂは０．０００５〜０．００３０
％とした。これら元素の添加量が上記下限値未満である
と、鋼中の固溶窒素を窒化物、炭窒化物の形成により固
定することができない。また、これら元素の添加量が上
記上限値を超えると、結晶粒内もしくは粒界に多量の炭
化物、窒化物もしくは炭窒化物として析出して、延性を
劣化させることとなり、好ましくない。
窒化物もしくは炭窒化物を形成することによって鋼中の
固溶窒素を固定し、時効による延性の劣化を防ぐため有
効な元素である。また、鋼を高強度化するには有効な元
素である。一方、過剰の添加は結晶粒内もしくは粒界に
多量の炭化物、窒化物もしくは炭窒化物として析出し
て、延性を劣化させてしまう。時効による延性の劣化を
防ぐためにはＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂのうち必ず一種以上添
加することが必要である。Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖは０．００１
〜０．２００％とし、Ｂは０．０００５〜０．００３０
％とした。これら元素の添加量が上記下限値未満である
と、鋼中の固溶窒素を窒化物、炭窒化物の形成により固
定することができない。また、これら元素の添加量が上
記上限値を超えると、結晶粒内もしくは粒界に多量の炭
化物、窒化物もしくは炭窒化物として析出して、延性を
劣化させることとなり、好ましくない。
【００１５】Ｃｒ：強化元素であり、必要に応じて０．
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を１．００％とした。
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を１．００％とした。
【００１６】Ｎｉ：強化元素であり、必要に応じて０．
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を２．００％とした。
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を２．００％とした。
【００１７】Ｃｕ：強化元素であり、必要に応じて０．
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を２．００％とした。
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を２．００％とした。
【００１８】Ｍｏ：強化元素であり、必要に応じて０．
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を２．００％とした。
０５％以上添加する。過剰の添加はコストアップや延性
の劣化をまねくことから上限を２．００％とした。
【００１９】Ｃａ：介在物制御のほか脱酸に有効な元素
であり、必要に応じて０．０００２％以上添加する。冷
間での加工性を向上させるのに有効であるが０．００２
０％を越える過剰な添加は鋼中の介在物が増加し、逆に
冷間での加工性を劣化させることになる。
であり、必要に応じて０．０００２％以上添加する。冷
間での加工性を向上させるのに有効であるが０．００２
０％を越える過剰な添加は鋼中の介在物が増加し、逆に
冷間での加工性を劣化させることになる。
【００２０】残留オーステナイトを５〜２０％に限定す
るのは以下に理由によるものである。本発明鋼はベイナ
イト変態時に未変態オーステナイト中にＣが濃縮される
ので残留オーステナイトが生ずるが、この残留オーステ
ナイトはベイナイト変態の条件により大きく変動する。
本発明鋼は残留オーステナイトのＴＲＩＰ（変態誘起超
塑性）現象によって延性を獲得するものであるから、引
張特性も当然残留オーステナイト量によって大きく変化
する。残留オーステナイト量が５％未満ではＴＲＩＰ現
象が発揮されず、高強度ではあっても延性の低いものに
なる。一方、残留オーステナイト量が２０％を超える
と、歪誘起変態よって生成したマルテンサイトがかえっ
て脆化要因となり、ハイドロフォ−ム加工品の品質を劣
化させてしまう。さらに、ベイナイト変態の進行が不十
分で冷却時にマルテンサイトを生じた場合、このような
マルテンサイトは延性に対して有害であり、高い延性を
得ることができない。したがって、本発明の残留オ−ス
テナイトは５〜２０％、望ましくは１０〜２０％であ
り、残部がベイナイト、フェライト、パーライトの一種
以上からなる複合組織から構成されていることが重要で
ある。
るのは以下に理由によるものである。本発明鋼はベイナ
イト変態時に未変態オーステナイト中にＣが濃縮される
ので残留オーステナイトが生ずるが、この残留オーステ
ナイトはベイナイト変態の条件により大きく変動する。
本発明鋼は残留オーステナイトのＴＲＩＰ（変態誘起超
塑性）現象によって延性を獲得するものであるから、引
張特性も当然残留オーステナイト量によって大きく変化
する。残留オーステナイト量が５％未満ではＴＲＩＰ現
象が発揮されず、高強度ではあっても延性の低いものに
なる。一方、残留オーステナイト量が２０％を超える
と、歪誘起変態よって生成したマルテンサイトがかえっ
て脆化要因となり、ハイドロフォ−ム加工品の品質を劣
化させてしまう。さらに、ベイナイト変態の進行が不十
分で冷却時にマルテンサイトを生じた場合、このような
マルテンサイトは延性に対して有害であり、高い延性を
得ることができない。したがって、本発明の残留オ−ス
テナイトは５〜２０％、望ましくは１０〜２０％であ
り、残部がベイナイト、フェライト、パーライトの一種
以上からなる複合組織から構成されていることが重要で
ある。
【００２１】本発明においては、前記規定した成分系を
採用し、さらに下記に述べる鋼管の熱処理を組み合わせ
ることにより、残留オーステナイト５〜２０％と残部が
ベイナイト、フェライト、パーライトの一種以上からな
る複合組織が得られ、その結果として強度延性バランス
の優れた鋼管を得ることができる。
採用し、さらに下記に述べる鋼管の熱処理を組み合わせ
ることにより、残留オーステナイト５〜２０％と残部が
ベイナイト、フェライト、パーライトの一種以上からな
る複合組織が得られ、その結果として強度延性バランス
の優れた鋼管を得ることができる。
【００２２】本発明の鋼管は従来の鋼管に比較して、同
じ強度レベルで延性が１０％程度向上する。
じ強度レベルで延性が１０％程度向上する。
【００２３】次に、鋼管の熱処理条件の限定理由につい
て説明する。まず、造管後の鋼管はＡC1変態点温度から
ＡC3変態点温度の温度範囲に再加熱し、３０分以下保持
する必要がある。これは、フェライトとオーステナイト
の二相の状態にする必要があるためである。再加熱温度
がＡC3変態点温度以上であると、加熱中に全てオーステ
ナイト化され、フェライト中へのＣの濃化ができず、最
終的に残留オーステナイトを生成させることが困難とな
り強度−延性バランスの優れた鋼管が得られない。ま
た、再加熱温度がＡC1変態点温度以下であるとオーステ
ナイトが出現せず、当然残留オーステナイトの生成もな
い。フェライトとオーステナイトの二相域での再加熱時
間は３０分以下とする。３０分以下とする理由は、３０
分程度の再加熱時間であればフェライト中へのＣの濃化
が十分達成できるからである。生産性の観点からも再加
熱時間は３０分以下が適当である。また、二相域の状態
に保持する再加熱時間は３分以上とすることが好まし
い。
て説明する。まず、造管後の鋼管はＡC1変態点温度から
ＡC3変態点温度の温度範囲に再加熱し、３０分以下保持
する必要がある。これは、フェライトとオーステナイト
の二相の状態にする必要があるためである。再加熱温度
がＡC3変態点温度以上であると、加熱中に全てオーステ
ナイト化され、フェライト中へのＣの濃化ができず、最
終的に残留オーステナイトを生成させることが困難とな
り強度−延性バランスの優れた鋼管が得られない。ま
た、再加熱温度がＡC1変態点温度以下であるとオーステ
ナイトが出現せず、当然残留オーステナイトの生成もな
い。フェライトとオーステナイトの二相域での再加熱時
間は３０分以下とする。３０分以下とする理由は、３０
分程度の再加熱時間であればフェライト中へのＣの濃化
が十分達成できるからである。生産性の観点からも再加
熱時間は３０分以下が適当である。また、二相域の状態
に保持する再加熱時間は３分以上とすることが好まし
い。
【００２４】その後、冷却速度を０．５℃／ｓ以上と
し、ＭS変態点温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範
囲に冷却する必要がある。０．５℃／ｓ以上の冷却速度
は冷却途上でのパーライトの変態が避けられるととも
に、その後のオーステンパーを行うための前段階の処理
として重要な要件である。冷却冷却速度が０．５℃／ｓ
未満であると、オーステナイトは炭化物の析出を伴う変
態をおこしてしまう。０．５℃／ｓ以上の冷却速度での
冷却終了温度は、ＭS変態点温度＋１００℃〜ＭS変態点
温度の温度範囲までとする。これは、最適なオーステン
パー処理を行うことにより室温で安定なオーステナイト
を生成させるために必要な条件である。冷却終了温度が
ＭS変態点温度未満であると、オーステナイトはマルテ
ンサイトに変態してしまい、室温で安定な残留オーステ
ナイトが確保されないばかりか、硬質化してしまい良好
な強度−延性バランスが得られなくなる。また、冷却終
了温度がＭS変態点温度＋１００℃以上であると、オー
ステナイト中のＣは炭化物生成によりオーステナイトか
ら排出され室温で安定な残留オーステナイトが得られ
ず、良好な強度−延性バランスが得られなくなる。
し、ＭS変態点温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範
囲に冷却する必要がある。０．５℃／ｓ以上の冷却速度
は冷却途上でのパーライトの変態が避けられるととも
に、その後のオーステンパーを行うための前段階の処理
として重要な要件である。冷却冷却速度が０．５℃／ｓ
未満であると、オーステナイトは炭化物の析出を伴う変
態をおこしてしまう。０．５℃／ｓ以上の冷却速度での
冷却終了温度は、ＭS変態点温度＋１００℃〜ＭS変態点
温度の温度範囲までとする。これは、最適なオーステン
パー処理を行うことにより室温で安定なオーステナイト
を生成させるために必要な条件である。冷却終了温度が
ＭS変態点温度未満であると、オーステナイトはマルテ
ンサイトに変態してしまい、室温で安定な残留オーステ
ナイトが確保されないばかりか、硬質化してしまい良好
な強度−延性バランスが得られなくなる。また、冷却終
了温度がＭS変態点温度＋１００℃以上であると、オー
ステナイト中のＣは炭化物生成によりオーステナイトか
ら排出され室温で安定な残留オーステナイトが得られ
ず、良好な強度−延性バランスが得られなくなる。
【００２５】さらに、該ＭS変態点温度＋１００℃〜ＭS
変態点温度の温度範囲での保持時間を３０〜３００秒に
する必要がある。これはベイナイト変態の利用によるオ
ーステンパー処理であり、この段階でベイナイト生成と
同時にＣがオーステナイトに富化し、オーステナイトを
安定化させる。保持時間が３０秒未満ではオーステナイ
トが十分安定化せず、また３００秒を超えるとベイナイ
トの比率が増大し、室温で安定な残留オーステナイトが
減少してしまうことから保持時間を３０〜３００秒と限
定する。
変態点温度の温度範囲での保持時間を３０〜３００秒に
する必要がある。これはベイナイト変態の利用によるオ
ーステンパー処理であり、この段階でベイナイト生成と
同時にＣがオーステナイトに富化し、オーステナイトを
安定化させる。保持時間が３０秒未満ではオーステナイ
トが十分安定化せず、また３００秒を超えるとベイナイ
トの比率が増大し、室温で安定な残留オーステナイトが
減少してしまうことから保持時間を３０〜３００秒と限
定する。
【００２６】本発明の鋼管の製造方法においては、造管
後の鋼管において熱処理を行う点に特徴がある。造管前
の鋼板において上記と同様の熱処理を行い、その後造管
をおこなった場合においては、電縫鋼管であれば造管に
よる冷間ひずみの導入によって延性が低下してしまい、
鍛接鋼管であれば造管前の加熱によって熱処理効果が失
われてしまうからである。
後の鋼管において熱処理を行う点に特徴がある。造管前
の鋼板において上記と同様の熱処理を行い、その後造管
をおこなった場合においては、電縫鋼管であれば造管に
よる冷間ひずみの導入によって延性が低下してしまい、
鍛接鋼管であれば造管前の加熱によって熱処理効果が失
われてしまうからである。
【００２７】
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表１に鋼の化学成分と変態点温度を示す。
表１中のＮｏ．１〜８が本発明の成分範囲内にあり、Ｎ
ｏ．９〜１５はいずれかの成分が本発明範囲から外れて
いるものである。条件が外れている数値にアンダーライ
ンを付している。
表１中のＮｏ．１〜８が本発明の成分範囲内にあり、Ｎ
ｏ．９〜１５はいずれかの成分が本発明範囲から外れて
いるものである。条件が外れている数値にアンダーライ
ンを付している。
【００３１】表２に造管後の鋼管の熱処理条件を示す。
表２中のＮｏ．Ａ〜Ｄが本発明の熱処理条件範囲内にあ
り、Ｎｏ．Ｅ〜Ｈはいずれかの条件が本発明範囲から外
れているものである。条件が外れている数値にアンダー
ラインを付している。
表２中のＮｏ．Ａ〜Ｄが本発明の熱処理条件範囲内にあ
り、Ｎｏ．Ｅ〜Ｈはいずれかの条件が本発明範囲から外
れているものである。条件が外れている数値にアンダー
ラインを付している。
【００３２】
【表３】
【００３３】表３に本発明により製造された鋼管および
比較で製造された鋼管の残留オーステナイト量、ＪＩＳ
１１号 管状引張試験での機械的特性を示す。引張試験
に用いた鋼管のサイズは外径６３．５ｍｍ、肉厚２．０
ｍｍである。残留オーステナイトはＸ線回折装置により
測定した。
比較で製造された鋼管の残留オーステナイト量、ＪＩＳ
１１号 管状引張試験での機械的特性を示す。引張試験
に用いた鋼管のサイズは外径６３．５ｍｍ、肉厚２．０
ｍｍである。残留オーステナイトはＸ線回折装置により
測定した。
【００３４】表３のＮｏ．１〜１６は、化学成分、熱処
理条件とも本発明範囲内にある鋼管であり、残留オース
テナイトが５〜２０％生成しており、また、比較として
製造された鋼管と同一強度でありながらＥＬ、均一伸び
が非常に高く、良好な強度延性バランスを有する鋼管で
ある。一方、表３のＮｏ．１７〜２４で製造された鋼管
は、熱処理条件が本発明範囲から外れており、残留オー
ステナイト量が少なく、本発明により製造された鋼管に
比較してＥＬ、均一伸びが低い。表３のＮｏ．２５〜３
０は、鋼管の成分が本発明範囲から外れており、残留オ
ーステナイトの生成量が少なく、本発明により製造され
た鋼管に比較してＥｌ、均一伸びが低い。表３のＮｏ．
３１は、鋼管の成分、熱処理条件ともに本発明範囲から
外れており、残留オーステナイトは生成されず、本発明
により製造された鋼管に比較してＥｌ、均一伸びが低
い。本発明による化学成分と造管後の鋼管の熱処理条件
を組み合わせることで残留オーステナイトが５〜２０％
生成し、それに伴いＥＬ、均一伸びが高くなる。
理条件とも本発明範囲内にある鋼管であり、残留オース
テナイトが５〜２０％生成しており、また、比較として
製造された鋼管と同一強度でありながらＥＬ、均一伸び
が非常に高く、良好な強度延性バランスを有する鋼管で
ある。一方、表３のＮｏ．１７〜２４で製造された鋼管
は、熱処理条件が本発明範囲から外れており、残留オー
ステナイト量が少なく、本発明により製造された鋼管に
比較してＥＬ、均一伸びが低い。表３のＮｏ．２５〜３
０は、鋼管の成分が本発明範囲から外れており、残留オ
ーステナイトの生成量が少なく、本発明により製造され
た鋼管に比較してＥｌ、均一伸びが低い。表３のＮｏ．
３１は、鋼管の成分、熱処理条件ともに本発明範囲から
外れており、残留オーステナイトは生成されず、本発明
により製造された鋼管に比較してＥｌ、均一伸びが低
い。本発明による化学成分と造管後の鋼管の熱処理条件
を組み合わせることで残留オーステナイトが５〜２０％
生成し、それに伴いＥＬ、均一伸びが高くなる。
【００３５】
【発明の効果】本発明により製造された鋼管は残留オー
ステナイトが５〜２０％と残部がベイナイト、フェライ
ト、パーライトの一種以上からなる複合組織を有するこ
とが特徴であり、強度延性バランスの優れた鋼管であ
る。今後、ハイドロフォ−ムのような複雑な加工に耐え
得る高い延性を有する鋼管の要求がますます増える。従
って本発明により製造された強度延性バランスの優れた
鋼管の効果は極めて大きいものである。
ステナイトが５〜２０％と残部がベイナイト、フェライ
ト、パーライトの一種以上からなる複合組織を有するこ
とが特徴であり、強度延性バランスの優れた鋼管であ
る。今後、ハイドロフォ−ムのような複雑な加工に耐え
得る高い延性を有する鋼管の要求がますます増える。従
って本発明により製造された強度延性バランスの優れた
鋼管の効果は極めて大きいものである。
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4K042 AA06 BA01 BA05 CA02 CA03
CA05 CA06 CA08 CA09 CA10
CA12 CA13 DA03 DC02 DC03
DE02 DE06
Claims (3)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．０５〜０．２５％、
Ｓｉ：０．３〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜３．００
％、Ｓ：０．００５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ａ
ｌ：０．００５〜０．１００％、Ｎ：０．００５０％以
下であり、Ｔｉ：０．００１〜０．２００％、Ｎｂ：
０．００１〜０．２００％、Ｖ：０．００１〜０．２０
０％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％のうち、一種
以上含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、残
留オーステナイト５〜２０％と、残部がベイナイト、フ
ェライト、パーライトの１種以上からなる複合組織を有
することを特徴とする鋼管。 - 【請求項２】 質量％で更に、Ｃｒ：０．０５〜１．０
０％、Ｎｉ：０．０５〜２．００％、Ｃｕ：０．０５〜
２．００％、Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｃａ：０．
０００２〜０．００２０％のうち一種または二種以上含
有したことを特徴とする請求項１に記載の鋼管。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の鋼成分の鋼管を、
ＡC1変態点温度からＡC3変態点温度に再加熱し、３０分
以下保持した後、０．５℃／ｓ以上の冷却速度でＭS変
態点温度＋１００℃〜ＭS変態点温度の温度範囲に冷却
し、その温度で３０〜３００秒保持し、それ以降は室温
まで空冷することを特徴とする鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153426A JP2003342687A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002153426A JP2003342687A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342687A true JP2003342687A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29770467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002153426A Withdrawn JP2003342687A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 強度延性バランスの優れた鋼管とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342687A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007291416A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-08 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | 自動車高圧配管用高張力鋼管 |
| EP2009120A2 (de) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Benteler Stahl/Rohr Gmbh | Verwendung einer hochfesten Stahllegierung zur Herstellung von Stahlrohren mit hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit |
| US7767044B2 (en) * | 2005-03-16 | 2010-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for heat-treating steel material |
| CN114959439A (zh) * | 2021-02-25 | 2022-08-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强韧贝氏体地质钻探管及其制造方法 |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153426A patent/JP2003342687A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7767044B2 (en) * | 2005-03-16 | 2010-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for heat-treating steel material |
| JP2007291416A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-08 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | 自動車高圧配管用高張力鋼管 |
| EP2009120A2 (de) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Benteler Stahl/Rohr Gmbh | Verwendung einer hochfesten Stahllegierung zur Herstellung von Stahlrohren mit hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit |
| DE102007030207A1 (de) * | 2007-06-27 | 2009-01-02 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verwendung einer hochfesten Stahllegierung zur Herstellung von Strahlrohren mit hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit |
| EP2009120A3 (de) * | 2007-06-27 | 2009-08-19 | Benteler Stahl/Rohr Gmbh | Verwendung einer hochfesten Stahllegierung zur Herstellung von Stahlrohren mit hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit |
| CN114959439A (zh) * | 2021-02-25 | 2022-08-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强韧贝氏体地质钻探管及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |