JP2023036442A - Electroseamed steel pipe and its manufacturing method - Google Patents

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亮二 松井
Ryoji Matsui
昌利 荒谷
Masatoshi Araya
高志 服部
Takashi Hattori
友則 近藤
Tomonori Kondo
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Abstract

To provide an electroseamed steel pipe suitable for cold processability, automobile undercarriage components excellent mouth widening workability in particular, and in particular, a torsion bar even when relatively high carbon content is used in the material.SOLUTION: An electroseamed steel pipe includes, in mass%, C: 0.20 to 0.40% composition, and at least in a mouth widened portion, a main metal microstructure is composed of ferrite, pearlite and cementite, and an abundance ratio of cementite per unit area (Area ratio) Sθ is set to 2.0 μm-1 or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、自動車の足回り部品、とくにトーションバー用として好適な加工性に優れた電縫溶接鋼管およびその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric resistance welded steel pipe excellent in workability suitable for automobile underbody parts, particularly for torsion bars, and a method for producing the same.

多くの自動車には、コーナリング時における車体のローリング抑制や、高速走行時の走行安定性向上を目的として、トーションバーが装着されている。かかるトーションバーとしては、従来、棒鋼を用いた中実トーションバーが使用されていたが、近年では軽量化のために、鋼管を用いた中空トーションバーが一般的に採用されている。
なお、かかる鋼管としては、電縫溶接鋼管(本発明において、電縫鋼管ともいう)が使用されている。
Many automobiles are equipped with a torsion bar for the purpose of suppressing rolling of the vehicle body during cornering and improving running stability during high-speed running. Conventionally, a solid torsion bar using a steel bar has been used as such a torsion bar, but in recent years, a hollow torsion bar using a steel pipe is generally used for weight reduction.
As such a steel pipe, an electric resistance welded steel pipe (also referred to as an electric resistance welded steel pipe in the present invention) is used.

中空トーションバーの成形方法については種々あるが、例えば、図1に示すように、管内面にパンチを押し込み拡管するいわゆる口広げ加工を前記電縫溶接鋼管に対して冷間にて実施したのち、焼入れおよび焼き戻しによる調質処理を施す方法が挙げられる。 There are various methods for forming a hollow torsion bar. For example, as shown in FIG. There is a method of performing refining treatment by quenching and tempering.

このような中空トーションバー用の素材として使用される電縫鋼管(中空トーションバー用電縫鋼管)には、口広げ加工に耐え得るような加工性すなわち口広げ加工率20%で割れが発生しないこと(本発明において加工に優れるともいう)が求められるが、電縫鋼管の溶接部は母材部に比べて内面の溶接ビードカット部に肉厚が薄い部分がある、あるいは硬質化をしている部分がある、そのために、口広げ加工時に溶接部で割れが発生する場合があった。 The electric resistance welded steel pipe used as a material for such hollow torsion bars (electric resistance welded steel pipe for hollow torsion bars) has workability that can withstand the widening process, that is, no cracks occur at a widening rate of 20%. (Also referred to as being excellent in processing in the present invention) is required, but the welded part of the electric resistance welded steel pipe has a thinner part at the weld bead cut part on the inner surface compared to the base material part, or is hardened. Because of this, cracks may occur at the welded portion during the flaring process.

また、口広げ加工を施したのちに行う焼入れや焼き戻しの工程では、中空トーションバーとしての強度を確保する必要があり、そのための素材の鋼成分として炭素量の比較的高い成分系を選択する必要があるが、かかる炭素量が高めの成分系素材を用いた中空トーションバーは、高い加工性が望めないという問題があった。 In addition, in the quenching and tempering processes that are performed after the flaring process, it is necessary to ensure the strength of the hollow torsion bar. However, there is a problem that a hollow torsion bar using a component material with a high carbon content cannot be expected to have high workability.

この問題を解決するために、炭素量が比較的高い鋼材でありながら加工性に優れた中空トーションバーが種々提案されている。
例えば、特許文献1で提案された技術では、中空トーションバーに電縫鋼管を適用するにあたり、溶接シーム部に対しショットピーニングを施すことで電縫鋼管を強化し、溶接シーム部を疲労起点として早期破損することを回避している。
In order to solve this problem, various proposals have been made for hollow torsion bars that are made of steel materials having a relatively high carbon content and yet have excellent workability.
For example, in the technique proposed in Patent Document 1, when applying an electric resistance welded steel pipe to a hollow torsion bar, shot peening is applied to the welded seam to strengthen the electric resistance welded steel pipe, and the welded seam is used as a fatigue starting point to achieve early fatigue resistance. avoiding damage.

また、特許文献2で提案された技術によれば、C量0.3~0.8%の炭素鋼を素材とする鋼管を(Ac1変態点-50℃)~Ac1変態点の温度範囲で累積縮径率30%以上となる絞り圧延を行うことで、セメンタイトの粒径が1.0μm以下の組織となり、冷間加工性と高周波焼入れ性が改善された電縫鋼管が得られる。 Further, according to the technique proposed in Patent Document 2, a steel pipe made of carbon steel with a C content of 0.3 to 0.8% is processed in a temperature range from (Ac 1 transformation point -50 ° C.) to Ac 1 transformation point. By performing reduction rolling with a cumulative diameter reduction rate of 30% or more at , a cementite grain size of 1.0 μm or less is obtained, and an electric resistance welded steel pipe with improved cold workability and induction hardenability can be obtained.

特開平6-50370号公報JP-A-6-50370 特開2001-355047号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-355047

しかしながら、前記特許文献1に記載された技術は、通常の管端に口広げ加工が実施されるようなトーションバーにおいて溶接シーム部の加工性不足や溶接ビードカット形状の影響で割れが発生する問題があった。 However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that cracks occur due to insufficient workability of the weld seam and the shape of the weld bead cut in a torsion bar in which the pipe end is usually widened. was there.

また、前記特許文献2に記載された技術では、絞り圧延温度が低いため、素材に加工歪が残り、均一伸びu-ELや加工硬化係数n値が小さくなる。その結果、管端の口広げ加工において、溶接部や母材部に加工割れが発生する問題が残っていた。 Further, in the technique described in Patent Document 2, since the reduction rolling temperature is low, work strain remains in the material, and the uniform elongation u-EL and the work hardening coefficient n value become small. As a result, there remains a problem that processing cracks occur in the welded portion and the base material during the pipe end flaring process.

本発明は、炭素量が比較的高い素材を用いた場合にも、冷間での加工、とくに口広げ加工性に優れた自動車足回り部品、とりわけトーションバー用に好適な電縫鋼管を提供することを目的とする。 To provide an electric resistance welded steel pipe suitable for automobile underbody parts, particularly for torsion bars, which is excellent in cold workability, especially widening workability, even when a material having a relatively high carbon content is used. for the purpose.

上述のとおり、加工性に優れた自動車足回り部材、とりわけ冷間での口広げ加工と、その後の焼入れ焼き戻しにより製造される中空トーションバー用の鋼管においては、炭素量が比較的高くても加工性とくに口広げ加工性に優れる鋼管が要求される。同時に通常の電縫鋼管が抱える前述の問題点を回避するためには、溶接シーム部において母材部と同等の材料特性を有することが必要となる。 As mentioned above, automobile suspension parts with excellent workability, especially steel pipes for hollow torsion bars manufactured by cold widening and subsequent quenching and tempering, have a relatively high carbon content. There is a demand for steel pipes that are excellent in workability, especially in widening workability. At the same time, in order to avoid the above-mentioned problems that ordinary electric resistance welded steel pipes have, it is necessary that the welded seam portion has material properties equivalent to those of the base material portion.

発明者らは、かかる材料特性を得るために鋭意研究を繰り返し、溶接シーム部の材料の特異性を回避できる熱間縮径圧延プロセスを活用し、かつ、縮径圧延終了温度を最適範囲にて行うことで、金属微細組織中のセメンタイトの単位面積当たりの存在比率(面積率)を制御し、口広げ加工性に重要な高い均一伸びu-ELと加工硬化係数n値を得ることができ、もって炭素量の比較的高い鋼材を素材とする電縫鋼管であっても口広げ加工性に優れた鋼管を提供できることを見出した。 The inventors have repeatedly conducted intensive research to obtain such material properties, utilized a hot diameter reduction rolling process that can avoid the peculiarities of the material of the weld seam, and set the diameter reduction rolling end temperature within the optimum range. By doing so, it is possible to control the existence ratio (area ratio) of cementite per unit area in the metal microstructure, and to obtain high uniform elongation u-EL and work hardening coefficient n value, which are important for flaring workability. Therefore, it was found that even an electric resistance welded steel pipe made of a steel material having a relatively high carbon content can provide a steel pipe excellent in flaring workability.

本発明は、かかる知見に基づいて、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
1.質量%で、C:0.20~0.40%、Si:0.01~1.00%、Mn:0.10~2.00%、P:0.005~0.100%、S:0.0001~0.0100%、Al:0.01~0.10%、Cr:0.01~0.50%、Ti:0.010~0.050%、B:0.0005~0.0050%、N:0.0005~0.0100%およびCa:0.0001~0.0050%を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、少なくとも口広げ加工部におけるセメンタイトの単位面積当たりの存在比率(面積率)Sθが2.0μm-1以下であることを特徴とする電縫鋼管。
The present invention has been completed based on these findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
1. % by mass, C: 0.20 to 0.40%, Si: 0.01 to 1.00%, Mn: 0.10 to 2.00%, P: 0.005 to 0.100%, S: 0.0001-0.0100%, Al: 0.01-0.10%, Cr: 0.01-0.50%, Ti: 0.010-0.050%, B: 0.0005-0. 0050%, N: 0.0005 to 0.0100%, Ca: 0.0001 to 0.0050%, the balance being Fe and unavoidable impurities, and the unit area of cementite at least in the widened portion An electric resistance welded steel pipe characterized by having a per existence ratio (area ratio) S θ of 2.0 μm −1 or less.

2.前記口広げ加工部における、均一伸びU-ELが15%以上であり、以下の(1)式で定義される加工硬化係数n値が0.150以上である前記1に記載の電縫鋼管。
n=(lnσ10%-lnσ5%)/ (lne10%-lne5%)・・・・・(1)
ここでσ10%:10%の引張を行った時の真応力、
σ5%:5%の引張を行った時の真応力
e10%:10%の引張を行った時の真歪
e5%:5%の引張を行った時の真歪
2. 2. The electric resistance welded steel pipe according to 1 above, wherein the flaring portion has a uniform elongation U-EL of 15% or more and a work hardening coefficient n value defined by the following formula (1) of 0.150 or more.
n = (lnσ 10% - lnσ 5% ) / (lne 10% -lne 5% ) (1)
where σ 10% : True stress when 10% tension is applied,
σ 5% : True stress when 5% tension is applied
e 10% : true strain at 10% tension
e 5% : true strain at 5% tension

3.質量%で、さらに、選択元素として、Nb:0.0010~0.0500%、Mo:0.05~0.30%、Cu:0.05~1.00%、Ni:0.05~1.00%、W:0.001~0.100%、V:0.005~0.500%およびREM:0.020%以下のうちから選んだ1種または2種以上を含有する組成とする前記1または2に記載の電縫鋼管。 3. In mass %, further, as selective elements, Nb: 0.0010 to 0.0500%, Mo: 0.05 to 0.30%, Cu: 0.05 to 1.00%, Ni: 0.05 to 1 .00%, W: 0.001 to 0.100%, V: 0.005 to 0.500%, and REM: 0.020% or less. 3. The electric resistance welded steel pipe according to 1 or 2 above.

4.前記1に記載の組成からなる鋼板を、冷間成形により略円筒状に成形してオープン管とし、前記オープン管の幅方向端部同士を衝合し、電縫溶接して電縫鋼管とし、前記電縫鋼管を、850~1000℃の加熱温度に加熱し、前記加熱後の電縫鋼管に、圧延終了温度:850℃以下、累積縮径率:30~90%の条件で熱間縮径圧延を施す、電縫鋼管の製造方法。 4. A steel plate having the composition described in 1 above is formed into a substantially cylindrical shape by cold forming to form an open pipe, and the ends of the open pipe in the width direction are butted against each other and electric resistance welded to form an electric resistance welded steel pipe, The electric resistance welded steel pipe is heated to a heating temperature of 850 to 1000° C., and the heated electric resistance welded steel pipe is subjected to hot diameter reduction under the conditions of a rolling end temperature of 850° C. or less and a cumulative diameter reduction rate of 30 to 90%. A method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe by rolling.

5.前記鋼板にさらに、質量%で、選択元素として、Nb:0.0010~0.0500%、Mo:0.05~0.30%、Cu:0.05~1.00%、Ni:0.05~1.00%、W:0.001~0.100%、V:0.005~0.500%およびREM:0.020%以下のうちから選んだ1種または2種以上を含有する前記4に記載の電縫鋼管の製造方法。 5. Further, in mass %, the steel plate further contains, as selective elements, Nb: 0.0010 to 0.0500%, Mo: 0.05 to 0.30%, Cu: 0.05 to 1.00%, Ni: 0.00%. 05 to 1.00%, W: 0.001 to 0.100%, V: 0.005 to 0.500%, and REM: 0.020% or less 4. The method for producing an electric resistance welded steel pipe according to 4 above.

本発明によれば、炭素量が比較的高い素材を用いた場合にも、冷間での加工、とくに口広げ加工性に優れた自動車足回り部品、とりわけトーションバー用に好適な電縫鋼管を得ることができる。 According to the present invention, even when a material having a relatively high carbon content is used, an electric resistance welded steel pipe suitable for automobile suspension parts, especially for torsion bars, which is excellent in cold workability, especially flaring workability. Obtainable.

口広げ加工の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of flaring process. セメンタイトの存在比率(面積率)の算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of the existence ratio (area ratio) of a cementite.

以下、本発明の実施形態について説明する。
[成分組成]
本発明の電縫鋼管(以下、単に電縫鋼管ともいう)は、所定の組成を有する。以下、かかる組成のそれぞれの含有量の限定理由について説明する。なお、特に断らない限り、電縫鋼管の組成にかかる「%」は「質量%」を指すものとする。
Embodiments of the present invention will be described below.
[Component composition]
The electric resistance welded steel pipe of the present invention (hereinafter also simply referred to as electric resistance welded steel pipe) has a predetermined composition. The reasons for limiting the content of each of these compositions will be described below. Unless otherwise specified, "%" in the composition of the electric resistance welded steel pipe indicates "% by mass".

C:0.20~0.40%
Cは、焼入れ性の向上を介して、マルテンサイトの生成を促進するとともに、固溶して鋼の強度(硬さ)を増加させる作用を有する元素である。中空トーションバーに求められる強度(硬さ)を確保するためには、0.20%以上の含有を必要とする。そのため、C含有量は0.20%以上とする。一方、C含有量が0.40%を超えると、焼割れの危険性が高くなることに加え、焼入れ後の靭性が低下する。そのため、C含有量は、0.40%以下、好ましくは0.38%以下とする。
C: 0.20-0.40%
C is an element that promotes the formation of martensite by improving the hardenability and has the effect of increasing the strength (hardness) of steel by forming a solid solution. In order to secure the strength (hardness) required for the hollow torsion bar, the content of 0.20% or more is required. Therefore, the C content is made 0.20% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.40%, the risk of quench cracking increases and the toughness after quenching decreases. Therefore, the C content should be 0.40% or less, preferably 0.38% or less.

Si:0.01~1.00%
Siは、脱酸剤として作用するとともに、固溶強化元素としても作用する元素である。前記効果を得るためには0.01%以上の含有を必要とする。そのため、Si含有量は0.01%以上とする。一方、1.00%を超えて含有すると、電縫溶接性が低下する。そのため、Si含有量は1.00%以下、好ましくは0.50%以下とする。
Si: 0.01-1.00%
Si is an element that acts as a deoxidizing agent and also as a solid-solution strengthening element. A content of 0.01% or more is required to obtain the above effect. Therefore, the Si content is set to 0.01% or more. On the other hand, when the content exceeds 1.00%, the electric resistance weldability deteriorates. Therefore, the Si content should be 1.00% or less, preferably 0.50% or less.

Mn:0.10~2.00%
Mnは、固溶して鋼の強度向上に寄与するとともに、鋼の焼入れ性を向上させる元素である。中空トーションバーに求められる強度(硬さ)を確保するためには、0.10%以上の含有を必要とする。そのため、Mn含有量は0.10%以上、好ましくは0.50%以上とする。一方、2.00%を超えて含有すると、靭性が低下することに加え、焼割れの可能性が増大する。そのため、Mn含有量は2.00%以下、好ましくは1.80%以下とする。
Mn: 0.10-2.00%
Mn is an element that forms a solid solution and contributes to improving the strength of steel and improves the hardenability of steel. In order to secure the strength (hardness) required for the hollow torsion bar, the content of 0.10% or more is required. Therefore, the Mn content should be 0.10% or more, preferably 0.50% or more. On the other hand, if the content exceeds 2.00%, the toughness decreases and the possibility of quench cracking increases. Therefore, the Mn content should be 2.00% or less, preferably 1.80% or less.

P:0.005~0.100%
Pは、不純物として鋼中に含まれる元素であり、粒界等に偏析し、溶接割れ性が増大し靭性を低下させる。そのため、中空トーションバーとして用いるためにはP含有量を0.100%以下に低減する必要がある。そのため、P含有量は0.100%以下、好ましくは0.050%以下とする。一方で、Pは固溶強化元素として作用する元素であり、また過度に低減すると製鋼コストを上昇させることになるため、下限は0.005%とする。
P: 0.005 to 0.100%
P is an element contained in steel as an impurity, segregates at grain boundaries and the like, increases weld cracking, and lowers toughness. Therefore, in order to use it as a hollow torsion bar, it is necessary to reduce the P content to 0.100% or less. Therefore, the P content should be 0.100% or less, preferably 0.050% or less. On the other hand, P is an element that acts as a solid-solution strengthening element, and if it is excessively reduced, the steelmaking cost will increase, so the lower limit is made 0.005%.

S:0.0001~0.0100%
Sは、鋼中では硫化物系介在物として存在し、熱間加工性、靭性、耐疲労特性をそれぞれ低下させる元素である。中空トーションバーとして用いるためには、S含有量を0.0100%以下に低減する必要がある。好ましくは0.0050%以下である。一方、過度にS量を低減すると製鋼コストの大幅な増加になるため、下限を0.0001%とする。
S: 0.0001 to 0.0100%
S is an element that exists as sulfide inclusions in steel and lowers hot workability, toughness, and fatigue resistance. In order to use it as a hollow torsion bar, it is necessary to reduce the S content to 0.0100% or less. Preferably, it is 0.0050% or less. On the other hand, if the amount of S is excessively reduced, the steelmaking cost will increase significantly, so the lower limit is made 0.0001%.

Al:0.01~0.10%
Alは、脱酸剤として作用するとともに、Nと結合し、焼入れ性向上に有効な固溶B量を確保する効果を有する元素である。また、Alは、AlNとして析出し、焼入れ加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止する作用を有する。前記効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。そのため、Al含有量は0.01%以上とする。一方、0.10%を超えて多量に含有すると、酸化物系介在物量が増加し、疲労寿命が低下する。そのため、Al含有量は0.10%以下、好ましくは0.05%以下とする。
Al: 0.01-0.10%
Al is an element that acts as a deoxidizing agent, bonds with N, and has the effect of ensuring the amount of solid solution B that is effective in improving hardenability. In addition, Al precipitates as AlN and has the effect of preventing coarsening of austenite grains during heating for quenching. In order to obtain the above effect, the content of 0.01% or more is required. Therefore, the Al content is set to 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.10% and is large, the amount of oxide inclusions increases and the fatigue life decreases. Therefore, the Al content should be 0.10% or less, preferably 0.05% or less.

Cr:0.01~0.50%、
Crは、焼入れ性を向上させる効果を有する元素である。前記効果を得るために、Cr含有量を0.01%以上、好ましくは0.05%以上とする。一方、Cr含有量が0.50%を超えると、酸化物が形成されやすくなり、電縫溶接部にCr酸化物が残存して電縫溶接品質が低下する。そのため、Cr含有量は0.50%以下、好ましくは0.25%以下とする。
Cr: 0.01 to 0.50%,
Cr is an element that has the effect of improving hardenability. In order to obtain the above effects, the Cr content should be 0.01% or more, preferably 0.05% or more. On the other hand, when the Cr content exceeds 0.50%, oxides are likely to be formed, and Cr oxides remain in the electric resistance welded portion, degrading the electric resistance welded quality. Therefore, the Cr content should be 0.50% or less, preferably 0.25% or less.

Ti:0.010~0.050%
Tiは、鋼中のNをTiNとして固定する作用を有する元素である。Ti含有量が0.010%未満では前記作用が十分に得られない。そのため、Ti含有量は0.010%以上とする。一方、Ti含有量が0.050%を超えると鋼の加工性および靭性が低下する。そのため、Ti含有量は0.050%以下、好ましくは0.040%以下とする。
Ti: 0.010-0.050%
Ti is an element that has the effect of fixing N in steel as TiN. If the Ti content is less than 0.010%, the above effects cannot be obtained sufficiently. Therefore, the Ti content is set to 0.010% or more. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.050%, the workability and toughness of the steel deteriorate. Therefore, the Ti content should be 0.050% or less, preferably 0.040% or less.

B:0.0005~0.0050%
Bは、微量の添加で鋼の焼入れ性を向上させることができる元素である。また、Bは、粒界を強化する作用を有し、P偏析による粒界脆化を抑制する。前記効果を得るためには、0.0005%以上の含有を必要とする。そのため、B含有量は0.0005%以上、好ましくは0.0010%以上とする。一方、0.0050%を超えて含有しても、効果が飽和し経済的に不利となる。そのため、B含有量は0.0050%以下、好ましくは0.0030%以下とする。
B: 0.0005 to 0.0050%
B is an element that can improve the hardenability of steel when added in a very small amount. Moreover, B has the effect of strengthening grain boundaries, and suppresses grain boundary embrittlement due to P segregation. In order to obtain the above effect, the content of 0.0005% or more is required. Therefore, the B content should be 0.0005% or more, preferably 0.0010% or more. On the other hand, even if the content exceeds 0.0050%, the effect is saturated and it is economically disadvantageous. Therefore, the B content should be 0.0050% or less, preferably 0.0030% or less.

Ca:0.0001~0.0050%
Caは、硫化物系介在物の形態を微細な略球形の介在物に制御する作用を有する元素である。Caを添加することにより、腐食ピットの起点となる粒径:10μm以上の粗大なMnS粒子および粒径:10μm以上の粗大なTiS粒子の数を低減することができる。前記効果を得るために、Ca含有量を0.0001%以上とする。一方、0.0050%を超えて多量に含有すると、粗大なCaS系のクラスターが多くなりすぎて、かえって疲労き裂の起点となり、耐腐食疲労特性が低下する。そのため、Caは0.0050%以下、好ましくは0.0030%以下とする。
Ca: 0.0001-0.0050%
Ca is an element that has the effect of controlling the morphology of sulfide-based inclusions into fine, substantially spherical inclusions. By adding Ca, it is possible to reduce the number of coarse MnS particles having a particle size of 10 μm or more and coarse TiS particles having a particle size of 10 μm or more, which are the starting points of corrosion pits. In order to obtain the above effects, the Ca content is set to 0.0001% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.0050% and is large, the number of coarse CaS-based clusters becomes too large, and rather causes fatigue cracks, resulting in deterioration of corrosion fatigue resistance. Therefore, Ca should be 0.0050% or less, preferably 0.0030% or less.

N:0.0005~0.0100%
Nは、不純物として不可避的に含有されるが、固溶強化元素として作用する元素であり、この効果を得るには0.0005%以上の添加が必要である。また、Nは、鋼中の窒化物形成元素と結合し、結晶粒の粗大化の抑制、さらには焼戻後の強度増加に寄与する。一方、0.0100%を超える含有は、溶接部の靭性を低下させる。そのため、Nは0.0100%以下、好ましくは0.0050%以下とする。
N: 0.0005 to 0.0100%
Although N is inevitably contained as an impurity, it is an element that acts as a solid-solution strengthening element, and it is necessary to add 0.0005% or more to obtain this effect. In addition, N binds to nitride-forming elements in the steel, and contributes to suppression of coarsening of crystal grains and increase in strength after tempering. On the other hand, a content exceeding 0.0100% reduces the toughness of the weld zone. Therefore, N should be 0.0100% or less, preferably 0.0050% or less.

さらに本発明の他の実施形態においては、上記成分組成が、さらに任意に、Nb、Mo、Cu、Ni、W、V、およびREMからなる群より選択される1または2以上を以下に記す量で含むことができる。 Furthermore, in another embodiment of the present invention, the above component composition is optionally selected from the group consisting of Nb, Mo, Cu, Ni, W, V, and REM, and the amounts described below are 1 or 2 or more. can be included in

Nb:0.0010~0.0500%
Nbは、微細な炭化物を形成して強度(硬さ)の増加に寄与する元素であり、この効果を発揮するには0.0010%以上の添加が好ましい。一方、Nb含有量が0.0500%を超えると、添加効果が飽和して含有量に見合う効果が得られないため、経済的に不利となる。よって、Nb含有量は0.0500%以下が好ましく、より好ましくは0.0300%以下である。
Nb: 0.0010-0.0500%
Nb is an element that forms fine carbides and contributes to an increase in strength (hardness). On the other hand, if the Nb content exceeds 0.0500%, the effect of addition is saturated and the effect corresponding to the content cannot be obtained, which is economically disadvantageous. Therefore, the Nb content is preferably 0.0500% or less, more preferably 0.0300% or less.

Mo:0.05~0.30%
Moは、焼入れ性を向上させる元素であり、鋼の強度を高めると共に疲労強度の向上に有効である。その効果を得るためには、0.05%以上の添加が好ましい。一方、Moは、0.30%を超えて添加すると加工性が著しく低下する。なお、より好ましくは下限が0.10%であって、上限が0.20%である。
Mo: 0.05-0.30%
Mo is an element that improves hardenability, and is effective in increasing strength of steel and improving fatigue strength. In order to obtain the effect, addition of 0.05% or more is preferable. On the other hand, when Mo is added in excess of 0.30%, workability is remarkably lowered. More preferably, the lower limit is 0.10% and the upper limit is 0.20%.

Cu:0.05~1.00%
Cuは、固溶強化元素として作用する元素であり、かつ耐食性を向上させる作用を有する元素である。これらの効果を発揮するには0.05%以上の添加が好ましい。一方、Cuは、高価な合金元素であるため、Cu含有量が1.00%を超えると材料コストの高騰を招く。そのため、Cu含有量は1.00%以下が好ましく、より好ましくは0.50%以下である。
Cu: 0.05-1.00%
Cu is an element that acts as a solid-solution strengthening element and an element that has the effect of improving corrosion resistance. To exhibit these effects, addition of 0.05% or more is preferable. On the other hand, since Cu is an expensive alloying element, if the Cu content exceeds 1.00%, the material cost rises. Therefore, the Cu content is preferably 1.00% or less, more preferably 0.50% or less.

Ni:0.05~1.00%
Niは、固溶強化元素として作用する元素であり、かつ耐食性を向上させる作用を有する元素である。これらの効果を発揮するには0.05%以上の添加が好ましい。一方、Niは、高価な合金元素であるため、Ni含有量が1.00%を超えると材料コストの高騰を招く。そのため、Ni含有量は1.00%以下が好ましく、より好ましくは0.50%以下である。
Ni: 0.05-1.00%
Ni is an element that acts as a solid-solution strengthening element and an element that has the effect of improving corrosion resistance. To exhibit these effects, addition of 0.05% or more is preferable. On the other hand, Ni is an expensive alloying element, so if the Ni content exceeds 1.00%, the material cost rises. Therefore, the Ni content is preferably 1.00% or less, more preferably 0.50% or less.

W:0.001~0.100%
Wは、Nbと同様に、微細な炭化物を形成して強度(硬さ)の増加に寄与する元素であり、かかる効果を高めるという観点からは0.001%以上の添加が好ましい。一方、W含有量が0.100%を超えると、添加効果が飽和して含有量に見合う効果が得られないため、経済的に不利となる。よって、W含有量は0.100%以下が好ましく、より好ましくは0.080%以下である。
W: 0.001 to 0.100%
Like Nb, W is an element that forms fine carbides and contributes to an increase in strength (hardness), and from the viewpoint of enhancing this effect, addition of 0.001% or more is preferable. On the other hand, if the W content exceeds 0.100%, the effect of addition is saturated and the effect corresponding to the content cannot be obtained, which is economically disadvantageous. Therefore, the W content is preferably 0.100% or less, more preferably 0.080% or less.

V:0.005~0.500%
Vは、NbおよびWと同様に、微細な炭化物を形成して強度(硬さ)の増加に寄与する元素であり、かかる効果を高めるという観点からは0.005%以上の添加が好ましい。一方、V含有量が0.500%を超えると、添加効果が飽和して含有量に見合う効果が得られないため、経済的に不利となる。よって、V含有量は0.500%以下が好ましく、より好ましくは0.300%以下である。
V: 0.005-0.500%
V, like Nb and W, is an element that forms fine carbides and contributes to an increase in strength (hardness), and from the viewpoint of enhancing this effect, addition of 0.005% or more is preferable. On the other hand, if the V content exceeds 0.500%, the effect of addition is saturated and the effect corresponding to the content cannot be obtained, which is economically disadvantageous. Therefore, the V content is preferably 0.500% or less, more preferably 0.300% or less.

REM:0.020%以下
REM(希土類金属)は、Caと同様に、硫化物系介在物の形態を微細な略球形の介在物に制御する作用を有する元素である。Caの作用を補完するために、任意にREMを添加することができる。一方、REM含有量が0.020%を超えると、疲労き裂の起点となる介在物の量が過剰となるため、かえって耐腐食疲労特性が低下する。よって、REM含有量は0.020%以下が好ましく、より好ましくは0.010%以下である。なお、REM含有量の下限はとくに限定されないが、REMの添加効果を高めるという観点からは、REMを添加する場合、REM含有量を0.001%以上とすることが好ましい。
REM: 0.020% or less REM (rare earth metal), like Ca, is an element that has the effect of controlling the morphology of sulfide-based inclusions into fine, substantially spherical inclusions. Optionally, REM can be added to complement the action of Ca. On the other hand, if the REM content exceeds 0.020%, the amount of inclusions that initiate fatigue cracks becomes excessive, so that the corrosion fatigue resistance deteriorates. Therefore, the REM content is preferably 0.020% or less, more preferably 0.010% or less. Although the lower limit of the REM content is not particularly limited, the REM content is preferably 0.001% or more when adding REM from the viewpoint of increasing the effect of adding REM.

[金属微細組織]
少なくとも口広げ加工部のセメンタイトの単位面積当たりの存在比率(面積率)Sθ:2.0μm-1以下
[機械的特性]
均一伸びu-EL:15%以上
加工硬化係数n値:0.150以上
本発明の電縫鋼管は、管端に口広げ加工を施す中空トーションバーにおいて電縫溶接部および母材部のいずれにおいても加工割れが生じないことが特徴である。口広げ加工性を高くするには材料の均一伸びu-ELと加工硬化係数n値を大きくすることが重要であることが知られているが、もともと高い加工性が期待できない炭素量である比較的高い炭素量の鋼材を使用する必要があるトーションバー用電縫鋼管においては容易ではない。
そこで発明者らは、鋭意研究を行い、本発明電縫鋼管の基本構成微細組織の一つであるセメンタイトの存在比率(面積率)Sθが均一伸びu-ELや加工硬化係数n値に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。
[Metal microstructure]
Existence ratio (area ratio) S θ per unit area of cementite at least in the flared portion: 2.0 μm −1 or less [mechanical properties]
Uniform elongation u-EL: 15% or more Work hardening coefficient n value: 0.150 or more It is also characterized by the fact that working cracks do not occur. It is known that it is important to increase the uniform elongation u-EL and the work hardening coefficient n value of the material in order to improve the workability of opening, but it is a carbon content that cannot be expected to have high workability in the first place. This is not easy for electric resistance welded steel pipes for torsion bars, which require the use of steel materials with a relatively high carbon content.
Therefore, the inventors conducted intensive research and found that the existence ratio (area ratio) of cementite, which is one of the basic constituent microstructures of the ERW steel pipe of the present invention, is large in the uniform elongation u-EL and the work hardening coefficient n value. revealed to have an impact.

すなわち、トーションバーに適用される口広げ加工の加工度(本発明においては口広げ加工率(=口広げ加工前後の外径比)を20%とする)に対応するには、少なくとも口広げ加工部が、セメンタイトの単位面積当たりの存在比率(面積率)Sθを2.0μm-1以下とすることが必要であることを見出した。併せて、かかる口広げ加工部の、均一伸びu-ELが15%以上、加工硬化係数n値が0.150以上であることが好ましいことも知見した。
上記のSθが必要値を満たさない場合は、口広げ加工率20%の加工において、割れが発生し、上記のu-ELおよびn値が好ましい範囲を満たさない場合は、口広げ加工率20%の加工において、割れが発生しやすくなる。
That is, in order to correspond to the degree of flaring applied to the torsion bar (in the present invention, the flaring rate (=outer diameter ratio before and after flaring) is 20%), at least flaring It has been found that it is necessary for the portion to have an existence ratio (area ratio) S θ of cementite per unit area of 2.0 μm −1 or less. At the same time, it has been found that the uniform elongation u-EL of the widened portion is preferably 15% or more and the work hardening coefficient n value is 0.150 or more.
If the above S θ does not satisfy the required value, cracking will occur in processing with a widening rate of 20%, and if the above u-EL and n values do not satisfy the preferable ranges, the widening rate will % processing, cracks are likely to occur.

なお、本発明におけるセメンタイトの単位面積当たりの存在比率(面積率)Sθとは、以下の式(2)により求められる。
θ=2N/L・・・・・・(2)
N:金属微細組織写真上にけがいた直線と交差するセメンタイトの結晶粒界の総数
L:金属微細組織写真上にけがいた直線の総長さ(μm)
なお、上記Nにつき、完全交差の場合は1、セメンタイトの結晶粒界に接した場合には0.5、セメンタイトの結晶の内側(粒内)で直線が閉じた場合には1.5とする。
すなわち、結晶粒一つにつき、Nは最大8となり、格子の中にすべて入るような小さな結晶粒は、N=0もあり得るが、かかる小さな結晶粒でも少し位置がずれて存在すれば、Nは0.5や、2以上もとり得る。また、直線が閉じるとは、視野の端のことを意味する。
In the present invention, the existence ratio (area ratio) S θ of cementite per unit area is determined by the following formula (2).
S θ = 2N/L (2)
N: Total number of cementite grain boundaries that intersect the straight lines marked on the metal microstructure photograph L: Total length of the straight lines marked on the metal microstructure photograph (μm)
The above N is 1 in the case of complete intersection, 0.5 in the case of contact with the cementite grain boundary, and 1.5 in the case where the straight line is closed inside the cementite crystal (inside the grain). .
That is, N is 8 at the maximum for each crystal grain, and N=0 is possible for small crystal grains that are all contained in the lattice. can be 0.5 or even 2 or more. In addition, closing the straight line means the edge of the field of view.

均一伸びu-ELは、JISZ2241に準じて、引張試験片形状はJIS11号(管状試験片)を用いて引張試験を行い、最高荷重点に至るまでの塑性伸び値を求めた。また、加工硬化係数n値は、同上の引張試験を行い、歪量5~10%管の真応力の変化に対する真歪の変化、すなわち、次式(1)により求めた。なお、σは真応力、eは真歪である。

n=(lnσ10%-lnσ5%)/ (lne10%-lne5%)・・・・・(1)
ここでσ10%:10%の引張を行った時の真応力、
σ5%:5%の引張を行った時の真応力
e10%:10%の引張を行った時の真歪
e5%:5%の引張を行った時の真歪
The uniform elongation u-EL was determined according to JISZ2241, and the tensile test piece shape was determined according to JIS No. 11 (tubular test piece) to determine the plastic elongation value up to the maximum load point. Also, the work hardening coefficient n value was determined by the following equation (1), i.e., the change in true strain with respect to the change in true stress of a tube with a strain of 5 to 10% by performing the same tensile test. σ is the true stress and e is the true strain.

n = (lnσ 10% - lnσ 5% ) / (lne 10% -lne 5% ) (1)
where σ 10% : True stress when 10% tension is applied,
σ 5% : True stress when 5% tension is applied
e 10% : true strain at 10% tension
e 5% : true strain at 5% tension

本発明では、鋼管の主たる金属微細組織がフェライトとパーライトおよびセメンタイトから構成されていることが好ましい。なお、上記主たるとは、フェライトとパーライトおよびセメンタイトが、任意の観察面の面積率で90%以上を意味する。また、残部は、電縫鋼管に通常認められる組織であれば特に限定されないが、例えば、ベイナイトが面積率で10%以下であれば許容される。
また、本発明において定義される金属微細組織は、少なくとも口広げ加工部であればよい。もちろん、電縫鋼管全体であってもよい。
In the present invention, the main metallic microstructure of the steel pipe is preferably composed of ferrite, pearlite and cementite. The term "mainly" means that ferrite, pearlite, and cementite account for 90% or more of an arbitrary observation surface. The remainder is not particularly limited as long as it has a structure normally found in electric resistance welded steel pipes, but for example, bainite in an area ratio of 10% or less is acceptable.
Moreover, the metal microstructure defined in the present invention may be at least the flared portion. Of course, it may be the entire electric resistance welded steel pipe.

[製造方法]
以下、本発明の中空トーションバー用電縫鋼管の製造方法について説明する。
上記中空トーションバー用電縫鋼管は、前記した成分組成の鋼板を電縫造管して電縫鋼管とし、かかる電縫鋼管を再加熱し、次いで、熱間縮径圧延を施して製造することができる。前記鋼板としては、前記した成分組成を有する鋼板であれば任意のものを用いることができる。前記鋼板は、熱延鋼板であることが好ましい。
前記電縫造管は、特に限定されることなく常法に従って行えばよい。例えば、前記鋼板を複数のロールにより連続して冷間成形して略円筒状のオープン管とし、次いで、前記オープン管の幅方向端部同士をスクイズロールで衝合し、電縫溶接して電縫鋼管とすることができる。前記電縫溶接は、例えば、高周波抵抗溶接、誘導加熱などにより行うことができる。
[Production method]
A method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe for a hollow torsion bar according to the present invention will be described below.
The electric resistance welded steel pipe for a hollow torsion bar is produced by electric resistance welding a steel plate having the chemical composition described above to form an electric resistance welded steel pipe, reheating the electric resistance welded steel pipe, and then subjecting it to hot diameter reduction rolling. can be done. As the steel sheet, any steel sheet can be used as long as it has the chemical composition described above. The steel sheet is preferably a hot-rolled steel sheet.
The electric resistance welded pipe is not particularly limited and may be formed according to a conventional method. For example, the steel plate is continuously cold-formed with a plurality of rolls to form a substantially cylindrical open pipe, and then the ends of the open pipe in the width direction are abutted with each other with squeeze rolls and electric-resistance welded. It can be a sewn steel pipe. The electric resistance welding can be performed by, for example, high-frequency resistance welding, induction heating, or the like.

再加熱の際の加熱温度(再加熱温度):850~1000℃
再加熱温度が850℃未満では、所望の溶接部靭性を確保できない。一方、再加熱温度が1000℃を超える場合、表面脱炭が顕著となるため、十分な焼入れ強度が得られなくなる。したがって、上記加熱温度は850~1000℃とする。
Heating temperature for reheating (reheating temperature): 850 to 1000 ° C
If the reheating temperature is less than 850°C, the desired weld zone toughness cannot be ensured. On the other hand, when the reheating temperature exceeds 1000° C., surface decarburization becomes significant, and sufficient quenching strength cannot be obtained. Therefore, the heating temperature is set to 850 to 1000.degree.

熱間縮径圧延における圧延終了温度:850℃以下
縮径圧延終了温度が850℃を超えると所望の金属微細組織が得られなくなる。すなわち、パーライト中の層状セメンタイトの分断が不十分となり単位面積当たりのセメンタイトの存在比率(面積率)Sθが2.0μm-1より大きくなって、口広げ加工で割れが生じやすくなる。一方で、縮径圧延終了温度が650℃に満たないと、加工性が低下して、本発明の重要な要素である均一伸びu-ELおよび加工硬化係数n値が所望の値を満たさずに、所期したトーションバー形状への成形、特に管端部に施される口広げ加工が難しくなる。
したがって、縮径圧延終了温度は850℃以下とすることが肝要であって650℃以上とすることが望ましい。なお、縮径圧延終了温度の上限は、800℃が好ましい。
Rolling end temperature in hot diameter reduction rolling: 850°C or less If the diameter reduction rolling end temperature exceeds 850°C, the desired metal microstructure cannot be obtained. That is, the splitting of layered cementite in pearlite is insufficient, and the existence ratio (area ratio) S θ of cementite per unit area becomes larger than 2.0 μm −1 , and cracks are likely to occur during the flaring process. On the other hand, if the diameter-reduction rolling finish temperature is less than 650°C, the workability deteriorates, and the uniform elongation u-EL and the work hardening coefficient n value, which are important elements of the present invention, do not satisfy the desired values. , it becomes difficult to form the desired torsion bar shape, especially to widen the pipe ends.
Therefore, it is essential that the diameter reduction rolling finish temperature be 850° C. or lower, and preferably 650° C. or higher. In addition, the upper limit of the diameter reduction rolling end temperature is preferably 800°C.

熱間縮径圧延における累積縮径率:30~90%
累積縮径率が30%を下回ると、パーライト中の層状セメンタイトの分断が不十分となって単位面積当たりのセメンタイトの存在比率(面積率)Sθが2.0μm-1より大きくなり、口広げ加工で割れが生じやすくなる。一方、累積縮径率が90%を超えると寸法精度、とくに外径および肉厚精度の確保が難しくなるため製品歩留まりが低下するとともに、口広げ加工で割れが生じる場合がある。したがって、累積縮径率は30~90%の範囲とする。なお、本発明における累積縮径率は、{(素管外径-製品外径)/素管外径}×100で求める。
Cumulative diameter reduction rate in hot diameter reduction rolling: 30 to 90%
When the cumulative diameter reduction rate is less than 30%, the division of the layered cementite in the pearlite is insufficient, and the existence ratio (area ratio) S θ of cementite per unit area becomes larger than 2.0 μm −1 . Cracks are more likely to occur during processing. On the other hand, if the cumulative diameter reduction ratio exceeds 90%, it becomes difficult to ensure dimensional accuracy, particularly the outer diameter and wall thickness accuracy, so that the product yield decreases and cracks may occur during the flaring process. Therefore, the cumulative diameter reduction ratio should be in the range of 30 to 90%. The cumulative diameter reduction rate in the present invention is obtained by {(outer diameter of raw pipe-outer diameter of product)/outer diameter of raw pipe}×100.

表1に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法でスラブ(鋼素材)とした。これらスラブ(鋼素材)に熱間圧延を施し、板厚12mmの熱延板としたのち、ロール成形による成形を施し、略円筒状のオープン管とした。ついで、スクイズロールで突き合せ部を押圧しながら、高周波抵抗溶接により該突合せ部を電縫溶接し、電縫鋼管(大きさ:外径89.1mm×肉厚4.3mm)とした。その後、これらの電縫鋼管を素材鋼管とし、表2に示す条件で縮径圧延を施し、製品鋼管(外径24.2mm×肉厚4mm)とした。
なお、一部の製品鋼管については、累積縮径率の影響を確認するために製品鋼管の外径を変化させた。
Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter and made into a slab (steel material) by a continuous casting method. These slabs (steel materials) were hot-rolled to form hot-rolled sheets having a thickness of 12 mm, and then formed into substantially cylindrical open tubes by roll forming. Then, while pressing the butted portion with a squeeze roll, the butted portion was electric resistance welded by high frequency resistance welding to form an electric resistance welded steel pipe (size: outer diameter 89.1 mm x wall thickness 4.3 mm). After that, these electric resistance welded steel pipes were used as raw steel pipes, and were subjected to diameter reduction rolling under the conditions shown in Table 2 to obtain product steel pipes (outer diameter: 24.2 mm x wall thickness: 4 mm).
For some of the product steel pipes, the outer diameter of the product steel pipe was changed in order to confirm the influence of the cumulative diameter reduction rate.

Figure 2023036442000002
Figure 2023036442000002

(1)単位面積当たりのセメンタイトの存在比率(面積率)Sθ
θの測定は、得られた鋼管から組織観察用試験片(管円周(C)方向断面観察)を管長手方向で10か所から採取し、断面研磨した後、ナイタール液を用いて腐食して、走査型電子顕微鏡(倍率:3000倍)を用い10~15kVの加速電圧下で二次電子像の組織を観察した。
さらに、図2に示したように写真上に縦横の升目線をけがいたのち、以下の(2)式で定義されるSθの値を求めた。上記観察と測定は、試験水準ごとに採取した10個の観察片について、それぞれ管厚み方向の3か所(外面よりの1/4厚部、管厚中央(1/2厚部)、内面よりの1/4厚部)について実施し、かかる箇所(30か所)すべてのSθの値を平均して試験水準ごとのSθとした。
θ=2N/L・・・・・・(2)
N:金属微細組織写真上にけがいた直線と交差するセメンタイトの結晶粒界の総数
L:金属微細組織写真上にけがいた直線の総長さ
なお、完全交差の場合は1、セメンタイトの結晶粒界に接した場合には0.5、 セメンタイトの結晶の内側(粒内)で直線が閉じた場合には1.5とした。
(1) Existence ratio of cementite per unit area (area ratio) S θ
The measurement of S θ was carried out by collecting test specimens for structural observation (observation of cross sections in the pipe circumference (C) direction) from 10 locations in the longitudinal direction of the obtained steel pipe, polishing the cross sections, and corroding them with a nital solution. Then, using a scanning electron microscope (magnification: 3000 times), the structure of the secondary electron image was observed under an acceleration voltage of 10 to 15 kV.
Furthermore, as shown in FIG. 2, vertical and horizontal grid lines were marked on the photograph, and then the value of S θ defined by the following equation (2) was determined. The above observations and measurements were made on 10 specimens collected for each test level, at three locations in the pipe thickness direction (1/4 thick part from the outer surface, the center of the pipe thickness (1/2 thick part), and from the inner surface 1/4 thick part), and the S θ values of all such locations (30 locations) were averaged to obtain S θ for each test level.
S θ = 2N/L (2)
N: Total number of cementite grain boundaries that intersect the straight lines marked on the microstructure photograph of the metal L: Total length of the straight lines marked on the microstructure photograph of the metal It was set to 0.5 when they were in contact with each other, and 1.5 when the straight line was closed inside the cementite crystal (intragranular).

(2)引張試験
前記製品鋼管から、JISZ2241に準じて引張試験片(JIS11号試験片)を採取し、製品管の引張特性(0.2%耐力YS(MPa)、引張強さTS(MPa)、伸びEL(%)、均一伸びu-EL、および加工硬化係数n値)を求めた。n値は、歪量5~10%管の真応力の変化に対する真歪の変化、すなわち、次式(1)により求めた。なお、σは真応力、eは真歪である。

n=(lnσ10%-lnσ5%)/ (lne10%-lne5%)・・・・・(1)
ここでσ10%:10%の引張を行った時の真応力、
σ5%:5%の引張を行った時の真応力
e10%:10%の引張を行った時の真歪
e5%:5%の引張を行った時の真歪
(2) Tensile test A tensile test piece (JIS No. 11 test piece) was taken from the product steel pipe according to JISZ2241, and the tensile properties of the product pipe (0.2% proof stress YS (MPa), tensile strength TS (MPa) , elongation EL (%), uniform elongation u-EL, and work hardening coefficient n value) were determined. The n value was obtained from the change in true strain with respect to the change in true stress of a pipe with a strain of 5 to 10%, that is, by the following equation (1). σ is the true stress and e is the true strain.

n = (lnσ 10% - lnσ 5% ) / (lne 10% -lne 5% ) (1)
where σ 10% : True stress when 10% tension is applied,
σ 5% : True stress when 5% tension is applied
e 10% : true strain at 10% tension
e 5% : true strain at 5% tension

(3)口広げ加工
前記した製品鋼管を150mm長さに切断し、口広げ加工用試験体とした。パンチと試験体の接触部には潤滑油(機械加工油)を塗布した。また、管端部は面取りサンダーにて軽度に切断時に発生したバリを除去した。口広げ加工試験には万能試験機を用いた。
試験体を、図1に示すように片方の管端を固定し、反対側の管端から先端長さ10mmについてテーパー部(角度60度)をもち、試験体の外径に対し、口広げ加工前後の外径比が1.1~1.6倍(口広げ加工率10~60%)となるようなパンチを100mm長さまで押し込んだ。なお、本発明の口広げ加工率は、{(口広げ加工後の径-口広げ加工前の径)/口広げ加工前の径}×100で求める。
その後、口広げ加工部を目視観察し、割れや局部的なネッキングがなければ加工性良好と判断した。
上記(1)~(3)の調査を行い得られた結果を、表2に示す。
(3) Flaring process The product steel pipe described above was cut to a length of 150 mm to obtain a specimen for flaring process. Lubricating oil (machining oil) was applied to the contact portion between the punch and the specimen. In addition, the burrs generated at the time of cutting were lightly removed from the pipe ends with a chamfering sander. A universal testing machine was used for the flaring test.
As shown in Fig. 1, one tube end of the test piece is fixed, and a tapered portion (angle of 60 degrees) has a tip length of 10 mm from the opposite tube end, and the outer diameter of the test piece is widened. A punch having an outer diameter ratio of 1.1 to 1.6 times (10 to 60% widening rate) was pushed in to a length of 100 mm. The flaring rate of the present invention is obtained by {(diameter after flaring-diameter before flaring)/diameter before flaring}×100.
After that, the flaring processed part was visually observed, and if there was no cracking or local necking, it was determined that the workability was good.
Table 2 shows the results of the investigations (1) to (3) above.

Figure 2023036442000003
Figure 2023036442000003

表2に示したように、本発明に従う鋼管は、いずれも口広げ加工性に優れている。これに対して、本発明範囲を外れた鋼成分、あるいは製造条件で製造した鋼管は、いずれも口広げ加工性に劣り、通常、トーションバーで実施される口広げ加工率が20%に満たずに割れが発生していることが分かる。 As shown in Table 2, all the steel pipes according to the present invention are excellent in flaring workability. On the other hand, steel pipes manufactured with steel components or manufacturing conditions outside the range of the present invention are all inferior in widening workability, and the widening workability usually performed with a torsion bar is less than 20%. It can be seen that cracks have occurred in the

本発明によれば、炭素量が比較的高い素材を用いた場合であっても、冷間での加工、とくに口広げ加工性に優れた自動車足回り部品、とりわけトーションバー用に好適な電縫鋼管を製造・提供することが可能になる。 According to the present invention, even when a material with a relatively high carbon content is used, it is suitable for cold working, especially for automotive suspension parts, especially for torsion bars. It becomes possible to manufacture and provide steel pipes.

Claims (5)

質量%で、C:0.20~0.40%、Si:0.01~1.00%、Mn:0.10~2.00%、P:0.005~0.100%、S:0.0001~0.0100%、Al:0.01~0.10%、Cr:0.01~0.50%、Ti:0.010~0.050%、B:0.0005~0.0050%、N:0.0005~0.0100%およびCa:0.0001~0.0050%を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
少なくとも口広げ加工部におけるセメンタイトの単位面積当たりの存在比率(面積率)Sθが2.0μm-1以下であることを特徴とする電縫鋼管。
% by mass, C: 0.20 to 0.40%, Si: 0.01 to 1.00%, Mn: 0.10 to 2.00%, P: 0.005 to 0.100%, S: 0.0001-0.0100%, Al: 0.01-0.10%, Cr: 0.01-0.50%, Ti: 0.010-0.050%, B: 0.0005-0. 0050%, N: 0.0005 to 0.0100%, and Ca: 0.0001 to 0.0050%, with the balance being Fe and unavoidable impurities,
1. An electric resistance welded steel pipe, characterized in that an existence ratio (area ratio) S θ of cementite per unit area in at least the flared portion is 2.0 μm −1 or less.
前記口広げ加工部における、均一伸びU-ELが15%以上であり、以下の(1)式で定義される加工硬化係数n値が0.150以上である請求項1に記載の電縫鋼管。
n=(lnσ10%-lnσ5%)/ (lne10%-lne5%)・・・・・(1)
ここでσ10%:10%の引張を行った時の真応力、
σ5%:5%の引張を行った時の真応力
e10%:10%の引張を行った時の真歪
e5%:5%の引張を行った時の真歪
2. The electric resistance welded steel pipe according to claim 1, wherein the uniform elongation U-EL in the flared portion is 15% or more, and the work hardening coefficient n value defined by the following formula (1) is 0.150 or more. .
n = (lnσ 10% - lnσ 5% ) / (lne 10% -lne 5% ) (1)
where σ 10% : True stress when 10% tension is applied,
σ 5% : True stress when 5% tension is applied
e 10% : true strain at 10% tension
e 5% : true strain at 5% tension
質量%で、さらに、
選択元素として、Nb:0.0010~0.0500%、Mo:0.05~0.30%、Cu:0.05~1.00%、Ni:0.05~1.00%、W:0.001~0.100%、V:0.005~0.500%およびREM:0.020%以下のうちから選んだ1種または2種以上を含有する組成とする請求項1または2に記載の電縫鋼管。
% by mass, and
As selected elements, Nb: 0.0010 to 0.0500%, Mo: 0.05 to 0.30%, Cu: 0.05 to 1.00%, Ni: 0.05 to 1.00%, W: 0.001 to 0.100%, V: 0.005 to 0.500%, and REM: 0.020% or less A composition containing one or more selected from 0.020% or less The electric resistance welded steel pipe described.
請求項1に記載の組成からなる鋼板を、冷間成形により略円筒状に成形してオープン管とし、前記オープン管の幅方向端部同士を衝合し、電縫溶接して電縫鋼管とし、前記電縫鋼管を、850~1000℃の加熱温度に加熱し、前記加熱後の電縫鋼管に、圧延終了温度:850℃以下、累積縮径率:30~90%の条件で熱間縮径圧延を施す、電縫鋼管の製造方法。 A steel plate having the composition according to claim 1 is formed into a substantially cylindrical shape by cold forming to form an open pipe, and the ends of the open pipe in the width direction are butted against each other and electric resistance welded to form an electric resistance welded steel pipe. , the electric resistance welded steel pipe is heated to a heating temperature of 850 to 1000 ° C., and the electric resistance welded steel pipe after heating is subjected to hot shrinkage under the conditions of a rolling end temperature of 850 ° C. or less and a cumulative diameter reduction rate of 30 to 90%. A method for manufacturing an electric resistance welded steel pipe by diameter rolling. 前記鋼板にさらに、質量%で、選択元素として、Nb:0.0010~0.0500%、Mo:0.05~0.30%、Cu:0.05~1.00%、Ni:0.05~1.00%、W:0.001~0.100%、V:0.005~0.500%およびREM:0.020%以下のうちから選んだ1種または2種以上を含有する請求項4に記載の電縫鋼管の製造方法。 Further, in mass %, the steel plate further contains, as selective elements, Nb: 0.0010 to 0.0500%, Mo: 0.05 to 0.30%, Cu: 0.05 to 1.00%, Ni: 0.00%. 05 to 1.00%, W: 0.001 to 0.100%, V: 0.005 to 0.500%, and REM: 0.020% or less The manufacturing method of the electric resistance welded steel pipe according to claim 4.
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