JP2003342689A - 中炭素鋼管および低合金鋼管とそれらの製造方法 - Google Patents
中炭素鋼管および低合金鋼管とそれらの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間鍛造により構造用部材を製造するのに用
いる表面性状が良好で寸法精度のよい素管とその製造方
法の提供。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10
〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含
み、必要によりTi、Ｂ、Nb、CrおよびMoの１種以上を含
有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成とし、表面
硬度をHv160 以下とする。
いる表面性状が良好で寸法精度のよい素管とその製造方
法の提供。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10
〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含
み、必要によりTi、Ｂ、Nb、CrおよびMoの１種以上を含
有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成とし、表面
硬度をHv160 以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷間鍛造等の冷
間加工により機械構造部品を製造する際の素管として好
適な中炭素鋼管および低合金鋼管およびそれらの製造方
法に関する。
間加工により機械構造部品を製造する際の素管として好
適な中炭素鋼管および低合金鋼管およびそれらの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷間鍛造により各種の機械構造用部品を
製造するときに用いられる素材は、一般的には中炭素鋼
から高炭素鋼の棒鋼や線材がほとんどであり、素材とし
て鋼管が使用されるのは極めて少ない。鋼管の使用が少
ない理由は次のとおりである。すなわち、中炭素鋼や中
炭素の低合金鋼は硬度を低くしなければ冷間鍛造加工を
おこなうことができず、そのため熱間加工と冷間加工に
より製造した素材としての鋼管に対して、最終焼鈍とし
て700 〜800 ℃で１〜20時間という高温での長時間の徐
冷焼鈍を施さなくてはならない。この徐冷焼鈍は、セメ
ンタイトとフェライトからなるパーライト組織のセメン
タイトを球状化して加工性を改善するための焼鈍であ
る。
製造するときに用いられる素材は、一般的には中炭素鋼
から高炭素鋼の棒鋼や線材がほとんどであり、素材とし
て鋼管が使用されるのは極めて少ない。鋼管の使用が少
ない理由は次のとおりである。すなわち、中炭素鋼や中
炭素の低合金鋼は硬度を低くしなければ冷間鍛造加工を
おこなうことができず、そのため熱間加工と冷間加工に
より製造した素材としての鋼管に対して、最終焼鈍とし
て700 〜800 ℃で１〜20時間という高温での長時間の徐
冷焼鈍を施さなくてはならない。この徐冷焼鈍は、セメ
ンタイトとフェライトからなるパーライト組織のセメン
タイトを球状化して加工性を改善するための焼鈍であ
る。
【０００３】この高温長時間の徐冷焼鈍時には、管の表
面に酸化スケールが生成し、表面性状や寸法精度が悪化
する。冷間鍛造加工に供する素材には良好な表面性状と
共に寸法精度が要求されるから焼鈍時の酸化スケールの
生成を防止する必要があり、そのためには、真空焼鈍を
する方法がある。しかし、真空焼鈍は設備費が嵩み、さ
らに炉内に多量の鋼管を充填することができないため多
量生産には向いていなく製造コストが高くなるという問
題があった。真空焼鈍炉内に鋼管を多量に充填すること
ができないのは、鋼管は中空であるため焼鈍中に自重で
変形するためである。
面に酸化スケールが生成し、表面性状や寸法精度が悪化
する。冷間鍛造加工に供する素材には良好な表面性状と
共に寸法精度が要求されるから焼鈍時の酸化スケールの
生成を防止する必要があり、そのためには、真空焼鈍を
する方法がある。しかし、真空焼鈍は設備費が嵩み、さ
らに炉内に多量の鋼管を充填することができないため多
量生産には向いていなく製造コストが高くなるという問
題があった。真空焼鈍炉内に鋼管を多量に充填すること
ができないのは、鋼管は中空であるため焼鈍中に自重で
変形するためである。
【０００４】特開平９−279297号公報には、冷間加工性
に優れた機械構造用鋼材及びその製造方法の発明が開示
されている。この発明は、炭素含有量が0.3 〜0.8 ％の
中炭素鋼に５〜50％の冷間加工を施した後、650 〜720
℃で５〜20時間焼鈍し黒鉛化を図ることにより硬度Hv12
0 以下にし、加工性を改善することを特徴としている。
に優れた機械構造用鋼材及びその製造方法の発明が開示
されている。この発明は、炭素含有量が0.3 〜0.8 ％の
中炭素鋼に５〜50％の冷間加工を施した後、650 〜720
℃で５〜20時間焼鈍し黒鉛化を図ることにより硬度Hv12
0 以下にし、加工性を改善することを特徴としている。
【０００５】しかし、長時間の熱処理をおこなうと鋼表
面に厚い酸化スケールが生成し、表面性状が悪化して寸
法精度が損なわれる。したがって、この方法では冷間鍛
造に適した高寸法精度で高表面グレードの鍛造用の素材
を得ることはできない。棒鋼であれば、バッチ式の真空
炉を用いればよいが、鋼管の場合は前述したように製造
コスト高となる。
面に厚い酸化スケールが生成し、表面性状が悪化して寸
法精度が損なわれる。したがって、この方法では冷間鍛
造に適した高寸法精度で高表面グレードの鍛造用の素材
を得ることはできない。棒鋼であれば、バッチ式の真空
炉を用いればよいが、鋼管の場合は前述したように製造
コスト高となる。
【０００６】特開平４−371521号公報には、高炭素クロ
ム軸受鋼の継目無鋼管から軸受け用鋼管を製造する方法
が開示されている。この方法は球状化焼鈍後、加工度２
５〜４５％の冷間抽伸をおこなうことを特徴としてい
る。
ム軸受鋼の継目無鋼管から軸受け用鋼管を製造する方法
が開示されている。この方法は球状化焼鈍後、加工度２
５〜４５％の冷間抽伸をおこなうことを特徴としてい
る。
【０００７】しかし、この方法はＣ：1.0 ％程度の高炭
素クロム軸受鋼を対象にしたもので、切削性には優れる
ものの、硬度が高いために鍛造加工用には適していな
い。特開平10−147816号公報には、成形性に優れた高炭
素熱延鋼板および高炭素冷延鋼板の製造方法が開示され
ている。この方法は、Ｃ：0.25〜0.65％、Si：0.01〜0.
1 ％、Mn：0.2 〜0.5 ％とその他Cr、Ti、Al、Ｎおよび
Ｂを含有した熱延鋼板に、650 ℃以上、Ac1 点未満の温
度で10〜30時間均熱する球状化焼鈍を施し、次いで30〜
70％の冷間圧延をおこない、Ac1 〜Ac1 ＋30℃の温度範
囲内で１〜20時間均熱した後、徐冷する焼鈍をおこない
加工性を改善する方法である。
素クロム軸受鋼を対象にしたもので、切削性には優れる
ものの、硬度が高いために鍛造加工用には適していな
い。特開平10−147816号公報には、成形性に優れた高炭
素熱延鋼板および高炭素冷延鋼板の製造方法が開示され
ている。この方法は、Ｃ：0.25〜0.65％、Si：0.01〜0.
1 ％、Mn：0.2 〜0.5 ％とその他Cr、Ti、Al、Ｎおよび
Ｂを含有した熱延鋼板に、650 ℃以上、Ac1 点未満の温
度で10〜30時間均熱する球状化焼鈍を施し、次いで30〜
70％の冷間圧延をおこない、Ac1 〜Ac1 ＋30℃の温度範
囲内で１〜20時間均熱した後、徐冷する焼鈍をおこない
加工性を改善する方法である。
【０００８】しかし、この発明は鋼板における加工性を
改善する方法であり、冷間加工後に高温での長時間焼鈍
が必要であり、前記酸化スケールの問題により鋼管には
適用できない。さらに、この発明の方法は炭素を黒鉛化
することにより加工性の向上を図っているが、鋼管の場
合は鋼板からの加工よりも目的とする製品形状に近い形
状から加工を行うため、鋼板のレベルまで硬度を下げる
必要はなく、鋼管には適していない。
改善する方法であり、冷間加工後に高温での長時間焼鈍
が必要であり、前記酸化スケールの問題により鋼管には
適用できない。さらに、この発明の方法は炭素を黒鉛化
することにより加工性の向上を図っているが、鋼管の場
合は鋼板からの加工よりも目的とする製品形状に近い形
状から加工を行うため、鋼板のレベルまで硬度を下げる
必要はなく、鋼管には適していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冷間
鍛造等の冷間加工により構造用部材を製造するのに用い
る表面性状が良好で寸法精度のよい素管としての鋼管と
その製造方法を提供することにある。
鍛造等の冷間加工により構造用部材を製造するのに用い
る表面性状が良好で寸法精度のよい素管としての鋼管と
その製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、冷間鍛造に
供することのできる表面性状と寸法精度のよい中炭素鋼
管および低合金鋼管を開発するため、硬度を下げる手段
として徐冷焼鈍に着目し、そのときの徐冷焼鈍による酸
化スケールの生成の影響をなくする方法について種々実
験、検討した結果、以下の知見を得るに至った。
供することのできる表面性状と寸法精度のよい中炭素鋼
管および低合金鋼管を開発するため、硬度を下げる手段
として徐冷焼鈍に着目し、そのときの徐冷焼鈍による酸
化スケールの生成の影響をなくする方法について種々実
験、検討した結果、以下の知見を得るに至った。
【００１１】すなわち、高温で長時間を要する徐冷焼鈍
を冷間加工の前に施してセメンタイトを球状化して軟化
し、酸洗により表面に生成した酸化スケールを除去し、
球状化しなかった層状のセメンタイトについては次いで
冷間加工を行うことで分断し、その後短時間の焼鈍を行
い、分断されたセメンタイトを球状化すると共に、冷間
加工による加工硬化と残留応力を開放することにより、
冷間鍛造に適した硬度が得られ、かつ徐冷焼鈍による酸
化スケールの表面性状に及ぼす悪影響を除去することが
できる。
を冷間加工の前に施してセメンタイトを球状化して軟化
し、酸洗により表面に生成した酸化スケールを除去し、
球状化しなかった層状のセメンタイトについては次いで
冷間加工を行うことで分断し、その後短時間の焼鈍を行
い、分断されたセメンタイトを球状化すると共に、冷間
加工による加工硬化と残留応力を開放することにより、
冷間鍛造に適した硬度が得られ、かつ徐冷焼鈍による酸
化スケールの表面性状に及ぼす悪影響を除去することが
できる。
【００１２】本発明は、このような知見に基づきなされ
たもので、その要旨は下記の通りである。 (1)質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10〜0.50％、M
n：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含有し、残部F
eおよび不純物からなり、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施
した、表面硬度がHv160 以下であることを特徴とする中
炭素鋼管。
たもので、その要旨は下記の通りである。 (1)質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10〜0.50％、M
n：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含有し、残部F
eおよび不純物からなり、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施
した、表面硬度がHv160 以下であることを特徴とする中
炭素鋼管。
【００１３】(2)質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.1
0〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を
含み、さらにTi：0.1 ％以下、Nb：0.1 ％以下、および
Ｂ：0.005 ％以下のうちの１種以上を含有し、残部がFe
および不純物からなり、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施し
た、表面硬度がHv160 以下であることを特徴とする低合
金鋼管。
0〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を
含み、さらにTi：0.1 ％以下、Nb：0.1 ％以下、および
Ｂ：0.005 ％以下のうちの１種以上を含有し、残部がFe
および不純物からなり、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施し
た、表面硬度がHv160 以下であることを特徴とする低合
金鋼管。
【００１４】(3)質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.1
0〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を
含み、さらにCr：1.20％以下、およびMo：0.30％以下の
１種または２種を含有し、残部Feおよび不純物からな
り、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施した、表面硬度がHv16
0 以下であることを特徴とする低合金鋼管。
0〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を
含み、さらにCr：1.20％以下、およびMo：0.30％以下の
１種または２種を含有し、残部Feおよび不純物からな
り、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施した、表面硬度がHv16
0 以下であることを特徴とする低合金鋼管。
【００１５】(4)質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.1
0〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を
含み、さらにTi：0.1 ％以下、Nb：0.1 ％以下、および
Ｂ：0.005 ％以下のうちの１種以上、ならびにCr：1.20
％以下、およびMo：0.30％以下の１種または２種を含有
し、残部がFeおよび不純物からなり、Ac1 点以下の温度
で焼鈍を施した、表面硬度がHv160 以下であることを特
徴とする低合金鋼管。
0〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を
含み、さらにTi：0.1 ％以下、Nb：0.1 ％以下、および
Ｂ：0.005 ％以下のうちの１種以上、ならびにCr：1.20
％以下、およびMo：0.30％以下の１種または２種を含有
し、残部がFeおよび不純物からなり、Ac1 点以下の温度
で焼鈍を施した、表面硬度がHv160 以下であることを特
徴とする低合金鋼管。
【００１６】(5)上記(1) 〜(4) のいずれかに記載の化
学組成を有する熱間加工により製造した素管を、Ac1 〜
Ac1 ＋80℃の温度範囲に加熱、保持した後で徐冷する徐
冷焼鈍を行い、次いで肉厚加工度で20％以上の冷間加工
を行い、600 ℃以上、Ac1 点以下の温度範囲で焼鈍を行
うことを特徴とする鋼管の製造方法。
学組成を有する熱間加工により製造した素管を、Ac1 〜
Ac1 ＋80℃の温度範囲に加熱、保持した後で徐冷する徐
冷焼鈍を行い、次いで肉厚加工度で20％以上の冷間加工
を行い、600 ℃以上、Ac1 点以下の温度範囲で焼鈍を行
うことを特徴とする鋼管の製造方法。
【００１７】ここで、HvはJIS Z 2244に規定のビッカー
ス硬さである。
ス硬さである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の鋼管の化学組成について
説明する。以下の化学組成の説明における％表示は全て
質量％を示すものとする。
説明する。以下の化学組成の説明における％表示は全て
質量％を示すものとする。
【００１９】Ｃ：Ｃは、焼入れ性を確保するために必要
な元素であり、構造部材として必要な強度を得るために
は少なくとも0.30％とする。一方、0.60％を超えると焼
鈍をおこなっても低硬度化させることが難しく、冷間加
工性を低下させる。
な元素であり、構造部材として必要な強度を得るために
は少なくとも0.30％とする。一方、0.60％を超えると焼
鈍をおこなっても低硬度化させることが難しく、冷間加
工性を低下させる。
【００２０】したがって、Ｃ含有量は0.30〜0.60％とし
た。 Si：Siは溶製時の脱酸剤として少なくとも0.10％とする
が、0.50％を超えると冷間加工性を低下させる。したが
って、Si含有量は0.10〜0.50％とした。
た。 Si：Siは溶製時の脱酸剤として少なくとも0.10％とする
が、0.50％を超えると冷間加工性を低下させる。したが
って、Si含有量は0.10〜0.50％とした。
【００２１】Mn：Mnは、焼入れ性を確保するために少な
くとも0.60％とするが、1.50％を超えると冷間加工性が
わるくなる。したがって、Mn含有量は、0.60〜1.50％と
した。
くとも0.60％とするが、1.50％を超えると冷間加工性が
わるくなる。したがって、Mn含有量は、0.60〜1.50％と
した。
【００２２】Al：Alは、Siと同じく脱酸剤として少なく
とも0.005 ％以上である。一方、0.1 ％を超えると逆に
清浄度を損なうため上限は0.1 ％とした。
とも0.005 ％以上である。一方、0.1 ％を超えると逆に
清浄度を損なうため上限は0.1 ％とした。
【００２３】Ti、NbおよびＢ：Ti、NbおよびＢはそれぞ
れ焼入れ性を向上させる元素であり、必要により含有さ
せる。含有させる場合、Ti：0.001 〜0.1 ％、Nb：0.00
1 〜0.1 ％、Ｂ：0.0005〜0.005 ％のうちの１種以上を
含有させる。前記効果を発揮させるには、Ti：0.001
％、Nb：0.001 ％およびＢ：0.0005％以上が必要で、一
方、TiおよびNbはそれぞれ0.1 ％を超えるとTiは費用対
効果が小さく、むしろ加工性の劣化をもたらすため上限
を0.1 ％とした。また、Ｂは0.005 ％を超えると費用対
効果が小さく、加工性の劣化をもたらすためとなるため
上限を0.005 ％とした。
れ焼入れ性を向上させる元素であり、必要により含有さ
せる。含有させる場合、Ti：0.001 〜0.1 ％、Nb：0.00
1 〜0.1 ％、Ｂ：0.0005〜0.005 ％のうちの１種以上を
含有させる。前記効果を発揮させるには、Ti：0.001
％、Nb：0.001 ％およびＢ：0.0005％以上が必要で、一
方、TiおよびNbはそれぞれ0.1 ％を超えるとTiは費用対
効果が小さく、むしろ加工性の劣化をもたらすため上限
を0.1 ％とした。また、Ｂは0.005 ％を超えると費用対
効果が小さく、加工性の劣化をもたらすためとなるため
上限を0.005 ％とした。
【００２４】Cr、Mo：CrおよびMoは、ともに焼入れ性を
向上させる元素であり、必要により１種または２種を含
有させる。その効果を発揮させるにはCrは0.01％以上、
Moは0.01％以上が必要である。一方、それぞれ1.2 ％、
0.3 ％を超えると冷間加工性を損なう。
向上させる元素であり、必要により１種または２種を含
有させる。その効果を発揮させるにはCrは0.01％以上、
Moは0.01％以上が必要である。一方、それぞれ1.2 ％、
0.3 ％を超えると冷間加工性を損なう。
【００２５】表面硬度：鋼管の表面で測定したビッカー
ス高度Ｈｖが 160を超えると冷間鍛造が困難になるため
上限を 160とした。下限は特に限定しない。硬度は低け
れば低い程加工性がよくなる。
ス高度Ｈｖが 160を超えると冷間鍛造が困難になるため
上限を 160とした。下限は特に限定しない。硬度は低け
れば低い程加工性がよくなる。
【００２６】次に、製造方法について説明する。
素管：本発明の鋼管を製造するための素管は、熱間加工
により製造した継目無鋼管が好ましい。製管方法は特に
限定されないが、丸ビレットを加熱した後ピアサー、マ
ンドレルミル、レデュサーを用いる通常のマンネスマン
・マンドレルミル方式が好ましい。その他、熱間押出し
によるユジーン・セジュルネ方式等がある。
により製造した継目無鋼管が好ましい。製管方法は特に
限定されないが、丸ビレットを加熱した後ピアサー、マ
ンドレルミル、レデュサーを用いる通常のマンネスマン
・マンドレルミル方式が好ましい。その他、熱間押出し
によるユジーン・セジュルネ方式等がある。
【００２７】徐冷焼鈍：冷間加工前に行う徐冷焼鈍で
は、パーライト組織を形成しているセメンタイトを球状
化させ軟化させるために施す。そのためには、「Ac1 」
以上「Ac1 ＋80℃」以下の温度から、50℃／hr以下の冷
却速度で徐冷を行うのが好ましい。セメンタイトの球状
化はセメンタイトの一部ををオーステナイト化し、再析
出させるものであることから、オーステナイト化させる
ために「Ac1 」以上の温度が必要であり、温度が高すぎ
ると析出の核となるべきオーステナイトまで固溶してし
まうため「Ac1 ＋80℃」より低い温度とするのである。
は、パーライト組織を形成しているセメンタイトを球状
化させ軟化させるために施す。そのためには、「Ac1 」
以上「Ac1 ＋80℃」以下の温度から、50℃／hr以下の冷
却速度で徐冷を行うのが好ましい。セメンタイトの球状
化はセメンタイトの一部ををオーステナイト化し、再析
出させるものであることから、オーステナイト化させる
ために「Ac1 」以上の温度が必要であり、温度が高すぎ
ると析出の核となるべきオーステナイトまで固溶してし
まうため「Ac1 ＋80℃」より低い温度とするのである。
【００２８】冷却速度が早いとセメンタイトの再析出時
に核に集まって析出せず、パーライトとなってしまうた
め徐冷するが、50℃／hrよりも低い速度で冷却をおこな
うのが好ましい。Ac1 点は、実際の測定のほか、例えば
下記計算式により簡易的に求めることができる。
に核に集まって析出せず、パーライトとなってしまうた
め徐冷するが、50℃／hrよりも低い速度で冷却をおこな
うのが好ましい。Ac1 点は、実際の測定のほか、例えば
下記計算式により簡易的に求めることができる。
【００２９】Ac1=750.8-26.6C+17.6Si-11.6Mn-22.9Cu-2
3Ni+24.1Cr+22.5Mo-39.7V-5.7Ti+232.4Nb-169.4Al-894.
7B 冷間加工：冷間加工は、鋼管を冷間加工により製品を製
造する際に素管として適した寸法にするため、および徐
冷時に球状化せずに残った層状のセメンタイトを分断
し、続く焼鈍で球状化を促進し、焼鈍時間を短時間化す
るためにおこなう。また、加工度はフェライトの再結晶
を促すために肉厚で20％以上の加工を加える。さらに、
肉厚加工度20％以上とすることにより徐冷焼鈍時に球状
化されずに層状に残った炭化物を分断することができ、
後の焼鈍で短時間で球状化を進め、鍛造加工等の冷間加
工に適した硬度（Hv≦160 ）にすることが可能となる。
3Ni+24.1Cr+22.5Mo-39.7V-5.7Ti+232.4Nb-169.4Al-894.
7B 冷間加工：冷間加工は、鋼管を冷間加工により製品を製
造する際に素管として適した寸法にするため、および徐
冷時に球状化せずに残った層状のセメンタイトを分断
し、続く焼鈍で球状化を促進し、焼鈍時間を短時間化す
るためにおこなう。また、加工度はフェライトの再結晶
を促すために肉厚で20％以上の加工を加える。さらに、
肉厚加工度20％以上とすることにより徐冷焼鈍時に球状
化されずに層状に残った炭化物を分断することができ、
後の焼鈍で短時間で球状化を進め、鍛造加工等の冷間加
工に適した硬度（Hv≦160 ）にすることが可能となる。
【００３０】加工度の上限は、特に限定するものでない
が、冷間加工時のトラブルを防止するため60％以下とす
るのが好ましい。徐冷焼鈍後の冷間加工は、冷間抽伸が
好ましいが、圧延でもよい。
が、冷間加工時のトラブルを防止するため60％以下とす
るのが好ましい。徐冷焼鈍後の冷間加工は、冷間抽伸が
好ましいが、圧延でもよい。
【００３１】冷間加工後の最終焼鈍：冷間加工後の焼鈍
は、冷間加工による歪を取り除くためと、徐冷焼鈍で球
状化されずに残り、冷間加工で分断されたセメンタイト
を球状化して低硬度化を図るためにおこなう。そのため
には、600 ℃以上の温度での焼鈍を行い、一方、上限は
徐冷焼鈍で形成された球状化組織を再固溶させないよ
う、徐冷焼鈍温度の下限温度のAc1 点よりも低い温度と
する。
は、冷間加工による歪を取り除くためと、徐冷焼鈍で球
状化されずに残り、冷間加工で分断されたセメンタイト
を球状化して低硬度化を図るためにおこなう。そのため
には、600 ℃以上の温度での焼鈍を行い、一方、上限は
徐冷焼鈍で形成された球状化組織を再固溶させないよ
う、徐冷焼鈍温度の下限温度のAc1 点よりも低い温度と
する。
【００３２】冷間加工後の焼鈍は、極力、加工による加
工硬化および残留応力の開放を図るため、上記温度範囲
で１〜60分の熱処理とするのが好ましい。鋼管の鍛造加
工の場合は棒材、板材に比べ、素材形状が最終製品の形
状に近く、加工度が相対的に小さいため、冷間鍛造用の
棒材や板材に要求される程低硬度にする必要は無いが、
実際の製造ラインにおける加工性の評価から、冷間加工
性を満たす目安として、硬度をHv160 以下にする。
工硬化および残留応力の開放を図るため、上記温度範囲
で１〜60分の熱処理とするのが好ましい。鋼管の鍛造加
工の場合は棒材、板材に比べ、素材形状が最終製品の形
状に近く、加工度が相対的に小さいため、冷間鍛造用の
棒材や板材に要求される程低硬度にする必要は無いが、
実際の製造ラインにおける加工性の評価から、冷間加工
性を満たす目安として、硬度をHv160 以下にする。
【００３３】
【実施例】表１に示す19種の化学組成の中炭素鋼および
低合金鋼を溶製し、分塊圧延して直径190mm の丸ビレッ
トとし、1200℃に加熱し、通常のマンネスマン・マンド
レルミル方式で外径34mm、肉厚7.4mm の中炭素鋼管およ
び低合金鋼管を製造した。得られた各鋼管を、下記２種
の方法により焼鈍、冷間加工を施した。
低合金鋼を溶製し、分塊圧延して直径190mm の丸ビレッ
トとし、1200℃に加熱し、通常のマンネスマン・マンド
レルミル方式で外径34mm、肉厚7.4mm の中炭素鋼管およ
び低合金鋼管を製造した。得られた各鋼管を、下記２種
の方法により焼鈍、冷間加工を施した。
【００３４】
イ（本発明例）：徐冷焼鈍→冷間加工（引抜き）→焼鈍
ロ（比較例） ：冷間加工（引抜き）→徐冷焼鈍
図１は、上記イおよびロの徐冷焼鈍パターンを示す図で
ある。徐冷焼鈍にはローラハース型の熱処理炉を用い
た。
ある。徐冷焼鈍にはローラハース型の熱処理炉を用い
た。
【００３５】また、冷間加工は全て引抜き加工とし、肉
厚加工度は、22％とした。加工後の鋼管寸法は以下の通
りであった。 22％：外径27.2mm、肉厚5.8mm （減面率：36.9％） 各焼鈍条件は表１の通りで、加工後の焼鈍の保持時間は
全て30分とした。なお、冷間加工後に焼鈍した各鋼管に
ついて、寸法精度を評価するため、下記の方法で楕円量
を測定すると共に、脱スケール後の鋼管の断面のビッカ
ース硬度を測定した。
厚加工度は、22％とした。加工後の鋼管寸法は以下の通
りであった。 22％：外径27.2mm、肉厚5.8mm （減面率：36.9％） 各焼鈍条件は表１の通りで、加工後の焼鈍の保持時間は
全て30分とした。なお、冷間加工後に焼鈍した各鋼管に
ついて、寸法精度を評価するため、下記の方法で楕円量
を測定すると共に、脱スケール後の鋼管の断面のビッカ
ース硬度を測定した。
【００３６】ここに、冷間圧延後に焼鈍した鋼管の最大
外径と最小外径を測定し、その差を求めることで楕円量
を評価した。また、焼入れ強度は、分塊圧延したビレッ
トを削り出し、JIS G0561 に定める熱処理を施した後、
測定したもので、JIS G0561 に規定のＪ＝10mmにてHRC
≧20で判定した。
外径と最小外径を測定し、その差を求めることで楕円量
を評価した。また、焼入れ強度は、分塊圧延したビレッ
トを削り出し、JIS G0561 に定める熱処理を施した後、
測定したもので、JIS G0561 に規定のＪ＝10mmにてHRC
≧20で判定した。
【００３７】これらの測定結果を表１に示す。楕円量
は、外径の0.5 ％以上を不合格として×で示し、合格は
〇とした。また焼入れ強度は、前述のＪ＝1mm のとき H
RC≧20の場合を合格とし〇で示し、それ未満の場合を不
合格として×とした。総合評価は硬度、楕円量および焼
入れ強度とも目標値に達している場合を〇、一つでも目
標値に達していない場合を×とした。
は、外径の0.5 ％以上を不合格として×で示し、合格は
〇とした。また焼入れ強度は、前述のＪ＝1mm のとき H
RC≧20の場合を合格とし〇で示し、それ未満の場合を不
合格として×とした。総合評価は硬度、楕円量および焼
入れ強度とも目標値に達している場合を〇、一つでも目
標値に達していない場合を×とした。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１から明らかなように、本発明例は全て
総合評価が〇であり、比較例は全て×であった。試験N
o.11 、12、13および14はそれぞれMn、Cr、MoおよびＣ
含有量が規定する量よりも多く含有しているため、硬度
がHv 160よりも高くなっており、鍛造等の冷間加工に適
していないことが分かる。
総合評価が〇であり、比較例は全て×であった。試験N
o.11 、12、13および14はそれぞれMn、Cr、MoおよびＣ
含有量が規定する量よりも多く含有しているため、硬度
がHv 160よりも高くなっており、鍛造等の冷間加工に適
していないことが分かる。
【００４０】また、試験No.15 は、従来の製造方法によ
る方法で製造した鋼管であるため、本発明で規定する化
学組成を満足する鋼管であっても、楕円量が大きく、寸
法精度がわるいことが分かる。
る方法で製造した鋼管であるため、本発明で規定する化
学組成を満足する鋼管であっても、楕円量が大きく、寸
法精度がわるいことが分かる。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、徐冷焼鈍により表面性
状の悪化を防止することができ、鍛造加工に適した、低
硬度で寸法精度に優れた鋼管を提供することが可能とな
る。
状の悪化を防止することができ、鍛造加工に適した、低
硬度で寸法精度に優れた鋼管を提供することが可能とな
る。
【図１】本発明例および比較例の徐冷焼鈍パターンを示
す図である。
す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10
〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含
有し、残部Feおよび不純物からなり、Ac1 点以下の温度
で焼鈍を施した、表面硬度がHv160 以下であることを特
徴とする中炭素鋼管。 - 【請求項２】 質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10
〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含
み、さらにTi：0.1 ％以下、Nb：0.1 ％以下、および
Ｂ：0.005 ％以下のうちの１種以上を含有し、残部がFe
および不純物からなり、Ac1 点以下の温度で焼鈍を施し
た、表面硬度がHv160 以下であることを特徴とする低合
金鋼管。 - 【請求項３】 質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10
〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含
み、さらにCr：1.20％以下、およびMo：0.30％以下の１
種または２種を含有し、残部Feおよび不純物からなり、
Ac1 点以下の温度で焼鈍を施した、表面硬度がHv160 以
下であることを特徴とする低合金鋼管。 - 【請求項４】 質量％で、Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.10
〜0.50％、Mn：0.60〜1.50％、Al：0.005 〜0.1 ％を含
み、さらにTi：0.1 ％以下、Nb：0.1 ％以下、および
Ｂ：0.005 ％以下のうちの１種以上、ならびにCr：1.20
％以下、およびMo：0.30％以下の１種または２種を含有
し、残部がFeおよび不純物からなり、Ac 1 点以下の温度
で焼鈍を施した、表面硬度がHv160 以下であることを特
徴とする低合金鋼管。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の化学組
成を有する熱間加工により製造した素管を、Ac1 〜Ac1
＋80℃の温度範囲に加熱、保持した後で徐冷する徐冷焼
鈍を行い、次いで肉厚加工度で20％以上の冷間加工を行
い、600 ℃以上、Ac1 点以下の温度範囲で焼鈍を行うこ
とを特徴とする鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002156149A JP4016721B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002156149A JP4016721B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342689A true JP2003342689A (ja) | 2003-12-03 |
| JP4016721B2 JP4016721B2 (ja) | 2007-12-05 |
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ID=29772489
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002156149A Expired - Fee Related JP4016721B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 継目無鋼管の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4016721B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111892A (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 真直度と真円度の優れた低残留応力継目無鋼管の製造方法 |
| JP2006274315A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Steel Corp | リング状歯車素材用鋼管 |
| JP2007119865A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Nippon Steel Corp | 機械構造部材用鋼管およびその製造方法 |
| JP2010018229A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Nsk Ltd | 車輪支持用軸受装置 |
| JP2013227676A (ja) * | 2013-04-12 | 2013-11-07 | Nsk Ltd | 車輪支持用軸受装置 |
-
2002
- 2002-05-29 JP JP2002156149A patent/JP4016721B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006111892A (ja) * | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 真直度と真円度の優れた低残留応力継目無鋼管の製造方法 |
| JP4563133B2 (ja) * | 2004-10-12 | 2010-10-13 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 真直度と真円度の優れた切断リング用低残留応力継目無鋼管の製造方法 |
| JP2006274315A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Steel Corp | リング状歯車素材用鋼管 |
| JP4510677B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2010-07-28 | 新日本製鐵株式会社 | リング状歯車素材用鋼管 |
| JP2007119865A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Nippon Steel Corp | 機械構造部材用鋼管およびその製造方法 |
| JP4500246B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2010-07-14 | 新日本製鐵株式会社 | 機械構造部材用鋼管およびその製造方法 |
| JP2010018229A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Nsk Ltd | 車輪支持用軸受装置 |
| JP2013227676A (ja) * | 2013-04-12 | 2013-11-07 | Nsk Ltd | 車輪支持用軸受装置 |
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| JP4016721B2 (ja) | 2007-12-05 |
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