JP2009019503A

JP2009019503A - 燃料噴射管用鋼管およびその製造方法

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Publication number: JP2009019503A
Application number: JP2007180409A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Usui; 正一郎臼井; Katsunori Nagao; 勝則永尾
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: WO2009008281A1; BRPI0813567A2; US20100167086A1; BRPI0813567B1; EP2177745B1; RU2430260C1; JP5065781B2; KR20100029271A; CN101688505A; EP2177745A1; ES2712501T3; US8795450B2; KR101169853B1; CN101688505B; EP2177745A4

Abstract

【課題】材料強度が大きく、かつ疲労破壊が起こらない限界内圧が高くて疲労寿命が長く、信頼性の高い燃料噴射管用鋼管を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：0.12〜0.27％、Si：0.05〜0.40％およびMn：0.8〜2.0％を含有し、残部はFeおよび不純物からなり、不純物中のCaが0.001％以下、Ｐが0.02％以下、Ｓが0.01％以下であり、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼管であって、少なくとも鋼管の内表面から20μｍまでの深さに存在する非金属介在物の最大径が20μｍ以下であることを特徴とする燃料噴射管用鋼管。この鋼管は、さらにCr：１％以下、Mo：１％以下、Ti： 0.04％以下、Nb：0.04％以下およびＶ：0.1％以下のうちの１種または２種以上を含有することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、燃焼室に燃焼を噴射するために用いられる、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の燃料噴射管用の鋼管およびその製造方法に係り、より詳しくは、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料液滴を供給するための優れた耐内圧疲労特性を有する燃料噴射管用の鋼管およびその製造方法に関する。

将来的なエネルギーの枯渇への対策として、省エネルギーを促す運動や資源のリサイクル運動およびこれらの目的を達成する技術の開発が盛んに行われている。特に近年は、世界的な取り組みとして地球の温暖化を防止するために燃料の燃焼に伴うＣＯ_２の排出量を低減させることが強く求められている。

ＣＯ_２の排出量の少ない内燃機関として、自動車などに用いられるディーゼルエンジンが挙げられる。しかし、ディーゼルエンジンには、ＣＯ_２の排出量が少ない反面、黒煙が発生するという問題がある。黒煙は、噴射された燃料に対し酸素が不足した場合に発生する。すなわち、燃料が部分的に熱分解されることにより脱水素反応が起こり、黒煙の前駆物質が生成して、この前駆物質が再び熱分解し、凝集・合体することにより黒煙となる。こうして発生した黒煙は大気汚染を引き起こし、人体に悪影響を及ぼすことが危惧される。

上記の黒煙は、ディーゼルエンジンの燃焼室への燃料の噴射圧を高めることにより、その発生量を低減することができる。しかし、そのためには、燃料噴射に用いる鋼管には高い疲労強度が求められる。このような燃料噴射に用いる鋼管を得る製造方法については、以下のような発明が開示されている。

特許文献１には、熱間圧延したシームレス鋼管素材の内面をショットブラスト処理により、研削・研磨を行った後に、冷間引抜き加工を行うディーゼルエンジンの燃料噴射に用いる鋼管の製造方法が開示されている。この製造方法を採用すれば、鋼管内面の疵（凹凸、ヘゲ、微細クラックなど）の深さを0.10ｍｍ以下にできるので、燃料噴射に用いる鋼管の高強度化が図れるという。

特開平９−５７３２９号公報

上述の特許文献１に開示された方法で製造された燃料噴射に用いる鋼管は、高い強度を持つものの、その鋼管材料の強度に見合った疲労寿命を得ることができない。鋼管材料の強度が高くなれば、当然に、鋼管の内側にかかる圧力を高くすることができるが、鋼管の内側に圧力を加えた場合に鋼管内面に疲労による破壊の発生することがない限界となる内圧（以下、「限界内圧」という）は、鋼管材料の強度のみには依存しない。すなわち、鋼管材料の強度を大きくしても期待以上の限界内圧は得られない。最終製品の信頼性などを考慮に入れると、疲労寿命は長いほど好ましいが、前記の限界内圧が低ければ、高い内圧による使用によって鋼管が疲労しやすいため疲労寿命も短くなる。

特に、最近の趨勢においては、より高い内圧が目標とされており、具体的には、鋼管に対して９００Ｎ／ｍｍ^２以上の引張強度が要請され、それに応じた疲労特性の向上が望まれている。

本発明の課題は、材料強度を高めるとともに、高い限界内圧を確保することにより、疲労寿命の延長を図り、信頼性の高い燃料噴射管用鋼管およびその製造方法を提供することである。特に、耐内圧疲労特性に優れる、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の燃料噴射管用の鋼管およびその製造方法を提供することである。

本発明者らは、上述の課題を解決するため、鋼管材料の引張強度と鋼管の限界内圧との関係について詳細に調査した。まず、材料の組成を変化させて、引張強度が異なる鋼管を複数用意し、引張試験と限界内圧との関係を調べた。そして、限界内圧を調べる際に得られた疲労破壊した鋼管についても、その破損部を調査した。

上記の調査結果から、鋼管材料の引張強度が５００Ｎ／ｍｍ^２未満の場合であって、ほぼ同じ引張強度を有する材料からなる鋼管では、限界内圧が異なっていても、同じ破損形態を呈するのに対し、鋼管材料の引張強度が５００Ｎ／ｍｍ^２以上の場合にあっては、ほぼ同じ引張強度を有する材料からなる鋼管であっても、限界内圧の大小によって、破損形態が違っていることを知見した。

すなわち、鋼管材料の引張強度が５００Ｎ／ｍｍ^２以上の場合、限界内圧が比較的大きい鋼管は、引張強度が５００Ｎ／ｍｍ^２未満の場合と同じような破損形態を取るが、限界内圧が比較的小さい鋼管では内表面付近に存在する介在物を起点として破壊が起こっているので、この介在物の発生を抑制すれば、限界内圧を高めることができる。

そして、本発明が目的とする、鋼管材料の引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の場合であっても、内圧が比較的小さい鋼管であれば内表面付近に存在する介在物を起点として破壊が起こっているので、この介在物の発生を抑制すれば、限界内圧を高めることができる。

本発明は、上述の知見を基にして完成に到ったものであり、その要旨は下記の(1)および(2)に示す燃料噴射管用鋼管および下記の(3)〜(6)に示す燃料噴射用鋼管の製造方法にある。以下、それぞれ、「本発明１」〜「本発明６」という。合わせて、「本発明」ということもある。

(1) 質量％で、Ｃ：0.12〜0.27％、Si：0.05〜0.40％およびMn：0.8〜2.0％を含有し、残部はFeおよび不純物からなり、不純物中のCaが0.001％以下、Ｐが0.02％以下、Ｓが0.01％以下であり、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼管であって、少なくとも鋼管の内表面から20μｍまでの深さに存在する非金属介在物の最大径が20μｍ以下であることを特徴とする燃料噴射管用鋼管。

(2) Feの一部に代えて、Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ti： 0.04％以下、Nb：0.04％以下およびＶ：0.1％以下のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする、上記(1)の燃料噴射管用鋼管。

(3) 上記(1)又は(2)の化学成分を有する鋼管を、Ａｃ_３変態点以上の温度で焼入れし、Ａｃ_１変態以下の温度で焼戻すことを特徴とする、燃料噴射管用鋼管の製造方法。

(4) 焼入れ温度が［Ａｃ_３変態点＋３０℃］以上１１５０℃以下であることを特徴とする、上記(3)の燃料噴射管用鋼管の製造方法。

(5) 焼入れ温度までの加熱を、１０℃／秒以上の加熱速度で行うことを特徴とする、上記(3)又は(4)の燃料噴射管用鋼管の製造方法。

(6) 焼戻し温度が６００℃以上６５０℃以下であることを特徴とする、(3)〜(5)のいずれかの燃料噴射管用鋼管の製造方法。

本発明に係る引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼管は、例えば、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給するといった用途に用いるのに好適である。この鋼管を使用すれば、燃焼室への燃料の噴射圧をより高くすることができるので、ＣＯ_２の排出を減少させながら黒煙の排出量も低減することが可能になる。

本発明の燃料噴射管用鋼管とは、燃料を噴射することによる圧力をその内面に繰り返し受ける鋼管のことをいう。鋼管内面には、短時間に極めて高い圧力がかかる場合や、常時高い圧力が作用し、かつ、この圧力が変動する場合がある。したがって、その衝撃による材料の疲労は極めて大きい。本発明の燃料噴射管用鋼管は、このような用途にも十分耐え得る疲労特性を有する。

本発明の燃料噴射管用鋼管が用いられる例として、蓄圧式燃料噴射システムを採用したディーゼルエンジンにおける燃料ポンプからコモンレールの間や、コモンレールから噴射ノズルの間に配管されて燃料を導く鋼管が挙げられる。

ディーゼルエンジンでは、前述のように黒煙の発生を抑えるため、燃料噴射は極めて高い圧力で行う必要があり、燃料噴射管用鋼管の内面はその圧力に耐えられるものでなければならない。本発明の鋼管は、高い内圧がかかるディーゼルエンジンに用いられる燃料噴射管用鋼管として開発されたものであるが、直接噴射型ガソリンエンジンなどの燃料噴射用鋼管などにも使用することができることはいうまでもない。

本発明の燃料噴射管用鋼管は、その鋼管材料の引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上であることが必要である。前述のように、燃料噴射管用鋼管には高い内圧がかかるため、その鋼管は、この内圧に耐えることが要求されるが、軽量化の観点から、必然的に高い引張強度を有していなければならない。本発明の燃料噴射管用鋼管の引張強度を９００Ｎ／ｍｍ^２以上と規定したのは、この値が高圧化した燃料によって鋼管の内側にかかる圧力に確実に耐えうる引張強度であるからであり、この引張強度を満足すれば、優れた疲労特性を有する燃料噴射管用鋼管を確実に提供することができるためである。

上記の破損形態については、後述する実施例の欄で具体例を挙げて詳述するが、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上であっても、引張強度がほぼ同等のとき、破損形態によって限界内圧の大小が決定される。破損形態が介在物を起点にするものである場合には、限界内圧は引張強度に比して大きくならない。本発明においては、鋼の合金組成が特定の範囲に調整され、かつ前述の非金属介在物の大きさを特定範囲に抑制した鋼管素管を用いることによって、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上であっても、限界内圧が従来技術に比較して高い燃料噴射管用鋼管を提供する。

以下、本発明に係る燃料噴射用鋼管とその製造方法に関して、（１）非金属介在物、（２）鋼の化学組成、並びに、（３）製管および熱処理、の観点から、それぞれ、詳細に説明する。

（１）非金属介在物
本発明の燃料噴射管用鋼管は、鋼管の内表面付近（少なくとも鋼管の内表面から20μｍまでの深さ）に存在する非金属介在物の最大径が20μｍ以下であることが必要である。非金属介在物とは、JIS G0202の「鉄鋼用語」の中の3131に定義される介在物である。非金属介在物の析出は、鋼管の組成や製造方法によって決定されるが、その析出の有無は、JIS G 0555に規定される鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法に沿って、鋼管断面を切り出して研磨した後、光学顕微鏡で研磨面を観察することで確認できる。

そして、本発明の燃料噴射管用鋼管では、多数析出する非金属介在物のうち、大きい非金属介在物の直径、すなわち最大径が20μｍ以下でなければならない。非金属介在物の最大径が20μｍを超えると、疲労破壊の形態が変わり、その最大径が20μｍを超える非金属介在物が疲労破壊の起点となり、疲労強度、即ち、限界内圧が低下するからである。

非金属介在物は必ずしも球状で存在しているとは限らない。そのため、非金属介在物の最大径は、介在物の長径相当長さをＬ、短径相当長さをＳとして、最大径＝（Ｌ＋Ｓ）／２と定義する。また、非金属介在物の最大径は、少なくとも高い圧力のかかる鋼管の内表面から20μｍまでの深さで、その最大径が20μｍ以下であればよく、それ以外の部分では非金属介在物の最大径が20μｍを超えていても疲労破壊の起点にはならない。

Ａ系介在物の最大径を小さくするには、鋼管に含まれるＳを0.01質量％以下にすればよい。Ｂ系介在物の最大径を小さくするには、鋳込み時の鋳片の断面積を大きくすればよい。鋳込み後、凝固するまでの間に大きな介在物は浮上するからである。鋳込み時の鋳片の断面積は200,000ｍｍ^２以上であることが望ましい。

Ｃ系介在物の最大径を小さくするには、鋼管に含まれるCa含有量を低減させればよい。そのために、本発明の燃料噴射用鋼管に含まれるCaは、0.001質量％以下とする。CaにはＣ系介在物を凝集させる作用があるので、Ca含有量を制限することでＣ系介在物が大きくならないようにすることができ、Ｃ系介在物の悪影響を回避することができる。

なお、Ａ系、Ｂ系、Ｃ系のいずれの系であるかを問わず、鋳造速度を遅くすることにより（例えば、連続鋳造においては鋳込み速度０．５ｍ／分程度で実施できる。）、軽い非金属介在物をスラグとして浮上させて鋼中の非金属介在物そのものを減少させることができる。

（２）鋼の化学組成
本発明の燃料噴射管用鋼管は、Ｃ、SiおよびMnを含有する。以下に、本発明の燃料噴射管用鋼管に含有されるこれらの元素の作用および含有量の限定理由について説明する。なお、含有量についての％は、すべて質量％を意味する。

Ｃ：0.12〜0.27％
Ｃは、鋼管材料の強度を向上させるために含有させることが好ましい。強度を向上させるには、Ｃ含有量を0.12％以上とすることが必要である。しかし、Ｃ含有量が0.27％を超えると、加工性が低下し、鋼管に成形することが困難になる。Ｃ含有量は0.12〜0.2％であることがより好ましい。

Si：0.05〜0.40％
Siは、鋼管材料の脱酸のために含有させることが好ましい。脱酸の効果を確実にするためには、Si含有量を0.05％以上とすることが必要である。しかし、Si含有量が0.40％を超えると、靱性の低下を招くことがある。

Mn：0.8〜2.0％
Mnは、鋼管材料の強度を向上させるため含有させることが好ましい。強度を向上させるには、Mn含有量を0.8％以上とすることが必要である。しかし、Mn含有量が2.0％を超えると、偏析を助長し、靱性が劣化することがある。

本発明の鋼管の一つは、上記の成分のほか、残部がFeと不純物からなるものである。ただし、不純物中のCaは、前記のとおり0.001％以下にする必要があり、また、ＰおよびＳは下記のように規制しなければならない。

Ｐ：0.02％以下、Ｓ：0.01％以下
ＰおよびＳはともに熱間加工性および靱性に悪影響を及ぼす不純物元素であるため、ＰおよびＳの含有量は低いほど好ましい。Ｐ含有量およびＳ含有量がそれぞれ0.02％、0.01％を超える場合には、熱間加工性および靱性が著しく悪くなる。

本発明に係る燃料噴射管用鋼管は、上記の成分に加えて、以下に述べる成分の１種または２種以上を含有してもよい。

Cr：１％以下
Crは、積極的に含有させる必要はないが、焼入れ性および耐摩耗性を向上させる効果を有するので含有させることが好ましい。これらの効果を得るには、Cr含有量を0.3％以上とすることが好ましい。しかし、Cr含有量が１％を超えると、ベイナイトが大量に発生し靱性が低下する。

Mo：１％以下
Moも、積極的に含有させる必要はないが、焼入れ性を向上させる効果を有するとともに、靱性改善にも効果があるので含有させることが好ましい。これらの効果を得るには、0.03％以上含有させるのが望ましい。しかし、Mo含有量が１％を超えると、ベイナイトが大量に発生し靱性が低下する。

Ti：0.04％以下
Tiは、積極的に含有させる必要はないが、強度および靱性を向上させる効果があるため含有させることが好ましい。これらの効果を得るには、Ti含有量を0.005％以上とすることが望ましい。しかし、Ti含有量が0.04％を超えると、窒素化合物の介在物が鋼管中に形成され、靱性が低下する。従って、Ti含有量は0.01〜0.04％とすることがより好ましい。

Nb：0.04％以下
Nbも、積極的に含有させる必要はないが、強度および靱性を向上させる効果があるため含有させることが好ましい。これらの効果を得るには、Nb含有量を0.005％以上とすることが望ましい。しかし、Nb含有量が0.04％を超えると、窒素化合物の介在物が鋼管中に形成され、靱性が低下する。従って、Nb含有量は0.01〜0.04％とすることがより好ましい。

Ｖ：0.1％以下
Ｖも、積極的に含有させる必要はないが、強度を向上させる効果があるため含有させることが好ましい。これらの効果を得るには、Ｖ含有量を0.01％以上とすることが望ましい。しかし、Ｖ含有量が0.1％を超えると、靱性が低下する。

（３）製管および熱処理
本発明の燃料噴射管用鋼管は、以下の方法で製管し、熱処理をすることによって、所望の特性を得ることができる。

たとえば、マンネスマン−マンドレルミル製管法で穿孔圧延、延伸圧延を行い、ストレッチレヂュサー定径圧延で所定の熱間製管の寸法に仕上げる。次いで、冷間引抜加工を数回くり返して、所定の冷間仕上げの寸法とする。冷間引抜きにあたっては、その前に応力除去焼鈍を行うことで冷間引抜加工を容易にすることができる。本発明に用いる鋼管の製管方法としては、生産性の観点から、マンネスマン−マンドレル製管法を適用することが好ましいが、プラグミル製管法等、他の製管法を用いることも可能である。

このようにして、最終の冷間引抜加工を行った後、焼入焼戻の熱処理を行うことで、９００Ｎ／ｍｍ^２以上の引張強度を確保することができる。

焼入条件は、少なくともＡｃ_３変態点以上の温度に加熱、急冷を行う。加熱温度は、好ましくは、［Ａｃ_３変態点＋30℃］〜1150℃であり、特に高強度化を狙いとする場合には1000℃以上が好ましい。加熱温度の高い方が高強度が得られる。加熱温度がＡｃ_３未満では、所望の引張強度を得ることができず、また1150℃を上回ると寸法精度が低下し、靭性に悪影響を与え、加工性が低下する。燃料噴射管用鋼管においては、コモンレールやインジェクターとの接続部を形成するための塑性加工が必要であるため、加工性の低下は好ましくない。

焼入れ時の加熱方法は、特に限定されるものではないが、高温長時間の加熱は、保護雰囲気でない場合においては、鋼管表面に生成するスケールが多くなり、寸法精度と表面性状の低下に繋がるので、ウォーキングビーム炉等、炉加熱の場合は、１０〜２０分程度の短時間の保持時間にすることが好ましい。スケール抑制の観点からは、加熱雰囲気として、酸化ポテンシャルの低い雰囲気や非酸化性の還元雰囲気が好ましい。

望ましくは、加熱方式として高周波誘導加熱方法や直接通電加熱方法を採用すれば、短時間保持の加熱を実現することができる。加熱速度は１０℃／秒程度以上とすることで、大気中の加熱においても、鋼管表面に発生するスケールを最小に抑制することが可能となる。

焼入れ時の冷却については、所望の９００ＭＰａ以上の引張強度を安定かつ確実に得るために、５００〜８００℃の間を冷却速度１０℃／秒以上で５００℃以下まで冷却する必要がある。水焼き入れ等の急冷処理とするのが、好ましい。

急冷されて常温まで冷却された鋼管は、そのままの状態では硬くて脆いためにＡｃ_１変態点以下の温度で焼戻しする必要がある。焼戻し温度が４５０℃未満では焼戻しが不十分であり、靭性と加工性に乏しいものとなる。焼戻しの温度がＡｃ_１変態点を超えると、変態が開始され、所望の特性を安定、且つ、確実に得ることが困難になる。好ましい焼戻し温度は６００〜６５０℃である。焼戻し温度での保持時間は特に限定されるものではないが、通常は１０分から１２０分程度である。なお、焼戻しの後、適宜ストレートナー等で曲がりを矯正してもよい。

本発明の効果を確かめるために、表１に示す化学組成の１０個の供試鋼を作製した。各供試鋼は表２に示すとおりの鋳込み速度と鋳込み時の鋳片断面積でもって連続鋳造し、マンネスマン穿孔圧延、マンドレルミルでの延伸圧延、ストレッチレヂュサーでの定径圧を経て、外径34ｍｍ、肉厚4.5ｍｍの寸法に熱間製管した。この熱間仕上げされた素管を抽伸するために、まず素管先端を口絞りし、潤滑剤を塗布した。続いて、ダイスとプラグを用いて引抜加工を行い、徐々に管径を縮小し、管内面を切削、研磨した後、仕上工程として、縮径加工を実施して、外径8.0ｍｍ、肉厚2.0ｍｍの鋼管に仕上げた。そして、最終工程として、これらの鋼管に表２の熱処理条件記載の条件で焼入れ焼戻しを行い、１３種類の供試材とした。但し、表２において、焼入れ時の加熱は、高周波加熱の場合は加熱速度が12.5℃／秒であり、焼入れ時の冷却は高周波加熱では12.5℃／秒、炉中加熱では2.5℃／秒である。なお、供試材No.３、６および９は、抽伸後の熱処理として焼入焼戻ではなく、焼鈍を行ったものであり、No.６および９は、それぞれNo.５および８と同一のビレットから得られたものである。

上記のそれぞれの供試材の一部をサンプルとして切り取り、そのサンプルをJISに１１号試験片として規格される引張試験の試験片の大きさに加工し、引張試験を行った。また、同サンプルについて鋼管の内表面から深さ20μｍまでの範囲に当たる部分を光学顕微鏡にて観察し、析出した介在物の調査を行った。

表２に各供試材の引張強度と介在物の最大径を示す。供試材No.１、４、７および１１は、それぞれ供試材No.２、３、５、６および８〜１０に比べ、Caを多く含有するものである。表２から、供試材No.１と２、４と５、そして、７と８は、それぞれ引張強度がほぼ同じであるが、Ca含有量が多い供試材No.１、４および７は、それぞれ供試材No.２、５および８に比べて、Ｃ系介在物の最大径が大きいことがわかる。また、供試材No.１２はＡ系介在物の最大径が大きく、供試材No.１０はＢ系介在物の最大径が大きい。熱処理条件として焼鈍を施した供試材No.３、６および９は、介在物の最大径の抑制ができているが、引張強度が小さく、目標である９００ＭＰａには、はるかに及ばない。

さらに、各供試材に対し、鋼管の内側に圧力をかけ疲労試験を行った。疲労試験では、最低内圧を１８ＭＰａとし、時間に対して正弦波をとる荷重条件で圧力を印加し、繰り返し回数が10^７回になっても破壊が起こらない最大内圧を限界内圧とした。そして、破壊が起こったものに対しては、その破壊された部分の状態を光学顕微鏡で確認した。

表２に各供試材の限界内圧と破壊状態を示す。ここでも、Ca含有量が多い供試材No.１
、４および７は、それぞれ供試材No.２、５および８に比べて限界内圧が低い。そして、その破壊状態は、それぞれ圧力の最もかかる鋼管内面から疲労破壊が起こっていたが、供試材No.１、４および７では、供試材No.２、５および８と異なり、鋼管の内表面から深さ20μｍまでの範囲内に存在するＣ系介在物を起点として破壊が起こっている。また、供試材No.１２では鋼管の内表面から深さ20μｍまでの範囲内に存在するＡ系介在物を起点として、そして、供試材No.1３では同じく鋼管の内表面から深さ20μｍまでの範囲内に存在するＢ系介在物を起点として、それぞれ疲労破壊が生じている。

以上の試験結果から明らかなように、９００ＭＰａ程度の高い引張強度を有する供試材では、非金属介在物の最大径を小さく抑えることで、、介在物を起点とする疲労破壊を回避でき、限界内圧を高めることができる。

表１の供試鋼ＣとＧを用い、実施例１と同一の製法で熱間製管と冷間抽伸による縮径加工により、外径8.0ｍｍ、肉厚2.0ｍｍに仕上げた鋼管を各種の焼入れ、焼戻しの条件で熱処理し、引張試験により引張強度を比較した。その結果を表３に示す。

供試材No.１４〜１７及びNo.２１〜２３は、本発明の製造条件で焼入れ、焼戻しを行ったものであり、９００Ｎ／ｍｍ^２以上の引張強度が確保されている。このうち、No.１４は高周波加熱により12.5℃／秒で加熱したものであって、均熱時間は実質的に０秒である。一方、供試材No.１８〜No.２０は、本発明の製造法によらないものであり、引張強度はいずれも９００Ｎ／ｍｍ^２未満である。なお、No.２０は加熱温度から徐冷したものである。以上の結果から、本発明の製造法に基づけば、９００Ｎ／ｍｍ^２以上の引張強度を安定して確保することができる。

本発明の燃料噴射管用鋼管では内表面付近に存在する非金属介在物を起点とした疲労破壊を防止できるので、９００Ｎ／ｍｍ^２以上の引張強度を確保しつつ、限界内圧を高くすることが可能となる。したがって、この燃料噴射管用鋼管をディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給する鋼管に用いれば、燃焼室への燃料の噴射圧を十分高くしても、疲労が起こらない。

Claims

質量％で、Ｃ：0.12〜0.27％、Si：0.05〜0.40％およびMn：0.8〜2.0％を含有し、残部はFeおよび不純物からなり、不純物中のCaが0.001％以下、Ｐが0.02％以下、Ｓが0.01％以下であり、引張強度が９００Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼管であって、少なくとも鋼管の内表面から20μｍまでの深さに存在する非金属介在物の最大径が20μｍ以下であることを特徴とする燃料噴射管用鋼管。
Feの一部に代えて、Cr：１％以下、Mo：１％以下、Ti： 0.04％以下、Nb：0.04％以下およびＶ：0.1％以下のうちの１種または２種以上を含有することを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射管用鋼管。
請求項１又は２に記載の化学成分を有する鋼管を、Ａｃ_３変態点以上の温度で焼入れし、Ａｃ_１変態以下の温度で焼戻すことを特徴とする、燃料噴射管用鋼管の製造方法。
焼入れ温度が［Ａｃ_３変態点＋３０℃］以上１１５０℃以下であることを特徴とする、請求項３に記載の燃料噴射管用鋼管の製造方法。
焼入れ温度までの加熱を、１０℃／秒以上の加熱速度で行うことを特徴とする、請求項３または４に記載の燃料噴射管用鋼管の製造方法。
焼戻し温度が６００℃以上６５０℃以下であることを特徴とする、請求項３から５までのいずれかに記載の燃料噴射管用鋼管の製造方法。