JP2015168845A - 疲労特性に優れた中空材とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼管を冷間加工により所定の形状に成形してなる中空材であって、質量%で、C:0.20〜0.60%、Si:0.01〜0.30%、Mn:0.5〜1.5%、P:0.030%以下、S:0.0050%以下、Al:0.050%以下、N:0.0050%以下、O:0.0050%以下であり、残部がFe及び不可避的不純物からなり、ビッカース硬さの肉厚方向での平均値Hvaveが400Hv以上800Hv以下であり、外表面側と内表面側とのビッカース硬さの差ΔHvが30Hv以下であり、X線法により測定される外表面での残留応力σr(MPa)と、肉厚t(mm)と外径D(mm)の比であるt/Dとが、所定の関係を満足することを特徴とする、疲労特性に優れた中空材。
【選択図】図1
Description
σr≦−2600*(t/D)+490 ・・・ 式(1)
0.20≦t/D≦0.35 ・・・ 式(2)
2≦t≦10 ・・・ 式(3)
σr≦−2600*(t/D)+490 ・・・ 式(1)
0.20≦t/D≦0.35 ・・・ 式(2)
2≦t≦10 ・・・ 式(3)
下記の表1に示す各鋼種A〜Hの組成の鋼管を冷間加工して所定の形状の中空材に成形し、得られた中空材に対して下記の表2に示す熱処理を行った。
熱処理後に得られた中空材は、その肉厚t、外径Dの他に、以下に説明するように残留応力、硬さを測定した。また、疲労特性を評価するためにねじり疲労試験を行った。
残留応力は、上述のX線法を用いて測定した。
硬さは、ビッカース硬さ試験機を用いてJIS Z 2244に準拠して測定することとし、試験荷重を9.8Nとして測定した。
ねじり疲労試験は、繰り返し周波数を3Hz、応力振幅を±400MPa、両振りの条件で試験片が破壊するまでの繰り返し数を求めることとした。この繰り返し数が10万回以上である例を合格、10万回未満である例を不合格として、疲労特性を評価することとした。
これらの結果を表3に示す。なお、表1〜表3における下線は、本発明の条件を満足していないことを示す。
Claims (4)
- 鋼管を冷間加工により所定の形状に成形してなる中空材であって、
質量%で、
C :0.20〜0.60%、
Si:0.01〜0.30%、
Mn:0.5〜1.5%、
P :0.030%以下、
S :0.0050%以下、
Al:0.050%以下、
N :0.0050%以下、
O :0.0050%以下
であり、残部がFe及び不可避的不純物からなり、
ビッカース硬さの肉厚方向での平均値Hvaveが400Hv以上800Hv以下であり、
外表面側と内表面側とのビッカース硬さの差ΔHvが30Hv以下であり、
X線法により測定される外表面での残留応力σr(MPa)と、肉厚t(mm)と外径D(mm)の比であるt/Dとが、下記式(1)、式(2)及び式(3)を満足することを特徴とする、疲労特性に優れた中空材。
σr≦−2600*(t/D)+490 ・・・ 式(1)
0.20≦t/D≦0.35 ・・・ 式(2)
2≦t≦10 ・・・ 式(3) - 更に、質量%で、
Cr:1.0%以下、
Mo:1.0%以下、
Ni:1.0%以下、
Cu:1.0%以下、
Nb:0.100%以下、
B :0.0050%以下、
Ti:0.050%以下、
V :0.100%以下、
Ca:0.0100%以下
のうちから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有することを特徴とする、請求項1に記載の疲労特性に優れた中空材。 - 質量%で、C:0.20〜0.60%、Si:0.01〜0.30%、Mn:0.5〜1.5%、P:0.030%以下、S:0.0050%以下、Al:0.050%以下、N:0.0050%以下、O:0.0050%以下であり、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼管を冷間加工して所定の形状の中空材に成形し、続いて中空材をAc3変態点以上、Ac3変態点+100℃以下の温度に加熱した後に20℃/sec以上の冷却速度で冷却し、続いて100℃以上、400℃以下の温度で焼鈍することを特徴とする、請求項1乃至2記載の疲労特性に優れた中空材の製造方法。
- 請求項3記載の中空材の製造方法であって、前記鋼管は、更に、質量%で、Cr:1.0%以下、Mo:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Cu:1.0%以下、Nb:0.100%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.050%以下、V:0.100%以下、Ca:0.0100%以下のうちから選ばれた1種又は2種以上の元素を含有することを特徴とする、疲労特性に優れた中空材の製造方法。
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