JP2811226B2 - 車体補強用鋼管 - Google Patents
車体補強用鋼管Info
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- JP2811226B2 JP2811226B2 JP2175114A JP17511490A JP2811226B2 JP 2811226 B2 JP2811226 B2 JP 2811226B2 JP 2175114 A JP2175114 A JP 2175114A JP 17511490 A JP17511490 A JP 17511490A JP 2811226 B2 JP2811226 B2 JP 2811226B2
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は特に高強度を必要とする鋼管、例えば、自動
車側面衝突時の運転者の安全性を確保するためのドア補
強用鋼管であるドアインパクトバー、あるいはバンパー
用芯材等の引張強さ120kgf/mm2以上及び、曲げ変形を受
けた時高い吸収エネルギーを要求される車体補強用鋼管
に関するものである。
車側面衝突時の運転者の安全性を確保するためのドア補
強用鋼管であるドアインパクトバー、あるいはバンパー
用芯材等の引張強さ120kgf/mm2以上及び、曲げ変形を受
けた時高い吸収エネルギーを要求される車体補強用鋼管
に関するものである。
（従来の技術） 自動車車体補強用部材、例えば自動車の側面衝突に対
しての車体強度向上を目的としたインパクトビームとし
ては従来高張力鋼板のプレス成形品が用いられてきた
が、車体の重量を極力増加させず、より大きな塑性変形
領域まで高い引張応力・曲げ応力を確保できる材料・形
状のニーズには高いものがある。
しての車体強度向上を目的としたインパクトビームとし
ては従来高張力鋼板のプレス成形品が用いられてきた
が、車体の重量を極力増加させず、より大きな塑性変形
領域まで高い引張応力・曲げ応力を確保できる材料・形
状のニーズには高いものがある。
また、高強度の鋼管の製造方法としては、特開昭56−
46538号公報に記載された高張力電縫鋼管の製造方法が
知られているが、該方法では、延性を確保するために焼
戻処理を施しており、一般に焼戻処理は鋼管の靭性・延
性回復のために必要であった。しかし、靭性・延性が回
復するほどの高温の焼戻処理を施すと強度が大幅に低下
するため、例えば120kgf/mm2以上という高強度の鋼管を
得るのは困難であった。
46538号公報に記載された高張力電縫鋼管の製造方法が
知られているが、該方法では、延性を確保するために焼
戻処理を施しており、一般に焼戻処理は鋼管の靭性・延
性回復のために必要であった。しかし、靭性・延性が回
復するほどの高温の焼戻処理を施すと強度が大幅に低下
するため、例えば120kgf/mm2以上という高強度の鋼管を
得るのは困難であった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述の如く、インパクトビームのように大
変形領域においても、高い曲げ強度・引張り強度特性を
確保し、車体衝突によって受ける大変形に至るまで衝突
エネルギーを効果的に吸収することを要求される補強材
の吸収エネルギー特性を落とさずに軽量化を達成するこ
とのできる車体補強用鋼管を提供することを目的とす
る。
変形領域においても、高い曲げ強度・引張り強度特性を
確保し、車体衝突によって受ける大変形に至るまで衝突
エネルギーを効果的に吸収することを要求される補強材
の吸収エネルギー特性を落とさずに軽量化を達成するこ
とのできる車体補強用鋼管を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、下記の通りである。
（１）車体補強用鋼管に負荷される曲げスパンＬ（mm）
に対して、鋼管の肉厚・外径比、いわゆるt/D（mm/mm）
を 0.16−6.0×10-5×Ｌ≧t/D≧0.09−4.8×10-5×Ｌ としたことを特徴とする車体補強用鋼管。
に対して、鋼管の肉厚・外径比、いわゆるt/D（mm/mm）
を 0.16−6.0×10-5×Ｌ≧t/D≧0.09−4.8×10-5×Ｌ としたことを特徴とする車体補強用鋼管。
（２）前項１記載の車体補強用鋼管において、引張強さ
120kgf/mm2以上、伸び10％以上としたことを特徴とする
車体補強用鋼管。
120kgf/mm2以上、伸び10％以上としたことを特徴とする
車体補強用鋼管。
（３）前項１または２記載の車体補強用鋼管が C:0.15〜0.25％（重量％、以下同じ） Mn≦1.5％ Si≦0.5％ Ti≦0.04％ B:0.0003〜0.0035％ Ｎ≦0.0080％ を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を素
材としたことを特徴とする車体補強用鋼管。
材としたことを特徴とする車体補強用鋼管。
（４）前項１または２記載の車体補強用鋼管が C:0.15％〜0.25％（重量％、以下同じ） Mn≦1.5％ Si≦0.5％ Ti≦0.04％ B:0.0003〜0.0035％ Ｎ≦0.0080％ を含有し、さらに Ni≦0.5％ Cr≦0.5％ Mo≦0.5％ の一種または二種以上を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなる鋼を素材としたことを特徴とする車体補
強用鋼管。
不純物からなる鋼を素材としたことを特徴とする車体補
強用鋼管。
（作 用） 本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
で、使用条件に対する形状を選定することにより、車体
補強用鋼管として軽量にて効果的に衝突エネルギーを吸
収できる。本発明を実施するに際して、鋼管の特性、例
えば成分を限定することにより、焼入処理にて良好な伸
び・靭性を示す高強度鋼管とすることができ、より軽量
・高吸収エネルギー特性を効果的に得ることができる。
で、使用条件に対する形状を選定することにより、車体
補強用鋼管として軽量にて効果的に衝突エネルギーを吸
収できる。本発明を実施するに際して、鋼管の特性、例
えば成分を限定することにより、焼入処理にて良好な伸
び・靭性を示す高強度鋼管とすることができ、より軽量
・高吸収エネルギー特性を効果的に得ることができる。
以下本発明における形状の限定理由について述べる。
ビームは北米安全規定（MVSS No.214）に準拠した荷
重を受けると３点曲げ状態となり、負荷子直下部でモー
メントが最大となって、局部的な変形を受ける。変形の
過程としては、長手方向の変形の局所的集中に相当する
屈服にて最大強度となり、その後周方向の座屈にて急激
な強度低下を生じる。周方向の座屈に関しては、鋼管形
状は安定であり、他の角型形状ではない断面形状の連続
的楕円化によって屈服後も長く高い強度を保持し、座屈
に至りにくく、急激な強度低下を生じず、大変形まで使
用される例えば、インパクトビーム用材料としては鋼管
は非常に有効な形状である。
重を受けると３点曲げ状態となり、負荷子直下部でモー
メントが最大となって、局部的な変形を受ける。変形の
過程としては、長手方向の変形の局所的集中に相当する
屈服にて最大強度となり、その後周方向の座屈にて急激
な強度低下を生じる。周方向の座屈に関しては、鋼管形
状は安定であり、他の角型形状ではない断面形状の連続
的楕円化によって屈服後も長く高い強度を保持し、座屈
に至りにくく、急激な強度低下を生じず、大変形まで使
用される例えば、インパクトビーム用材料としては鋼管
は非常に有効な形状である。
ただし、鋼管の場合においても肉厚・外径比を変化さ
せると、押し込み変位に対するこの周方向座屈の発生時
期は大きく変動する。つまり、t/Dの変化につれて大変
形に至る迄の吸収エネルギー特性は大きく変化する。ま
た、同時にこの吸収エネルギー特性は、曲げスパンの影
響をも受ける。そこで、本発明において詳細に吸収エネ
ルギー特性の良い鋼管形状について検討した結果、第１
図の如き結論を得た。吸収エネルギー特性はドア内部が
運転者を到達する変位を150mmと想定し、150mm変位まで
の曲げの荷重積分値で表す。第１図は、この曲げ吸収エ
ネルギーを部位の重量で規格化し、軽量にて吸収エネル
ギーを効果的に高めることのできる肉厚・外径比を示
す。縦軸は曲げ吸収エネルギーを断面積にて徐した値
で、曲げ吸収エネルギーを重量にて規格化した数値に相
当する指標である。横軸は内厚・外径比を示す。図中に
は車体の形状の違いにより補強鋼管が種々の固定端長さ
で使用されるのを想定し、曲げスパン別の特性曲線を示
す。いずれのスパンにおいても、極大値を持ち、必要以
上いたずらに肉厚・外径比t/Dを大きくしても重量増加
を招くのみで、効果的な吸収エネルギーの高め方とは言
えない。また逆にt/Dをいたずらに低くすると、鋼管の
周方向座屈発生による曲げ反力の急激な低下が、少ない
曲げ変位にて発生し、重量に見合った吸収エネルギーを
得られなくなってしまう。本発明にて詳細に検討した結
果、斜線のような領域にて効果的に軽量にて吸収エネル
ギーを高められることがわかった。この斜線の領域はス
パンを小さくすると高t/D側に移行しており、これはス
パンを小さくすると、インパクトビームが受ける曲げ角
度が大きくなることにより、座屈発生による吸収エネル
ギーの低下が顕著になるためで、それを回避するために
はスパンの長いものに対して、比較的t/Dを大きくする
ほうが効果的であることを示している。この斜線のよう
な領域を近似的に数値にて限定すると、t/Dの車体補強
用として効果的な形状は、 0.16−6.0×10-5×Ｌ≧t/D t/D≧0.09−4.8×10-5×Ｌ となる。
せると、押し込み変位に対するこの周方向座屈の発生時
期は大きく変動する。つまり、t/Dの変化につれて大変
形に至る迄の吸収エネルギー特性は大きく変化する。ま
た、同時にこの吸収エネルギー特性は、曲げスパンの影
響をも受ける。そこで、本発明において詳細に吸収エネ
ルギー特性の良い鋼管形状について検討した結果、第１
図の如き結論を得た。吸収エネルギー特性はドア内部が
運転者を到達する変位を150mmと想定し、150mm変位まで
の曲げの荷重積分値で表す。第１図は、この曲げ吸収エ
ネルギーを部位の重量で規格化し、軽量にて吸収エネル
ギーを効果的に高めることのできる肉厚・外径比を示
す。縦軸は曲げ吸収エネルギーを断面積にて徐した値
で、曲げ吸収エネルギーを重量にて規格化した数値に相
当する指標である。横軸は内厚・外径比を示す。図中に
は車体の形状の違いにより補強鋼管が種々の固定端長さ
で使用されるのを想定し、曲げスパン別の特性曲線を示
す。いずれのスパンにおいても、極大値を持ち、必要以
上いたずらに肉厚・外径比t/Dを大きくしても重量増加
を招くのみで、効果的な吸収エネルギーの高め方とは言
えない。また逆にt/Dをいたずらに低くすると、鋼管の
周方向座屈発生による曲げ反力の急激な低下が、少ない
曲げ変位にて発生し、重量に見合った吸収エネルギーを
得られなくなってしまう。本発明にて詳細に検討した結
果、斜線のような領域にて効果的に軽量にて吸収エネル
ギーを高められることがわかった。この斜線の領域はス
パンを小さくすると高t/D側に移行しており、これはス
パンを小さくすると、インパクトビームが受ける曲げ角
度が大きくなることにより、座屈発生による吸収エネル
ギーの低下が顕著になるためで、それを回避するために
はスパンの長いものに対して、比較的t/Dを大きくする
ほうが効果的であることを示している。この斜線のよう
な領域を近似的に数値にて限定すると、t/Dの車体補強
用として効果的な形状は、 0.16−6.0×10-5×Ｌ≧t/D t/D≧0.09−4.8×10-5×Ｌ となる。
実際に、スパンが長い場合は、曲げモーメントは小さ
く、第１図中の傾斜領域の使用にても吸収エネルギーの
絶対値は非常に小さくなるが、いたずらに肉厚を増すよ
りむしろ、この場合スパンを短くするように工夫する
か、もしくは、斜線の範囲内の鋼管を複数挿入するのが
軽量にて高吸収エネルギーを達成できることを示してい
る。
く、第１図中の傾斜領域の使用にても吸収エネルギーの
絶対値は非常に小さくなるが、いたずらに肉厚を増すよ
りむしろ、この場合スパンを短くするように工夫する
か、もしくは、斜線の範囲内の鋼管を複数挿入するのが
軽量にて高吸収エネルギーを達成できることを示してい
る。
次に、鋼管の材料特性についてであるが、効果的に吸
収エネルギーを高めるには、前記した形状の最適化と同
時に、鋼管の材料特性の改善も効果がある。材料強度を
高めると、曲げ最大荷重は材料強度に比例して上昇し、
ひいては曲げ吸収エネルギーも材料強度に比例して上昇
する。そこで、工業的に安定して強度を高めることので
きる引張り強度120kgf/mm2以上が軽量・高吸収エネルギ
ー達成に効果的である。ただし、むやみに強度を高くす
ると、伸びの低下が著しい。インパクトビームのような
大塑性変形領域まで使用される鋼管の場合、局部的な変
形歪が７％程度観察される場合があり、材料の全伸び量
としては、10％以上確保することが必要である。
収エネルギーを高めるには、前記した形状の最適化と同
時に、鋼管の材料特性の改善も効果がある。材料強度を
高めると、曲げ最大荷重は材料強度に比例して上昇し、
ひいては曲げ吸収エネルギーも材料強度に比例して上昇
する。そこで、工業的に安定して強度を高めることので
きる引張り強度120kgf/mm2以上が軽量・高吸収エネルギ
ー達成に効果的である。ただし、むやみに強度を高くす
ると、伸びの低下が著しい。インパクトビームのような
大塑性変形領域まで使用される鋼管の場合、局部的な変
形歪が７％程度観察される場合があり、材料の全伸び量
としては、10％以上確保することが必要である。
次に本発明の車体補強用鋼管の素材鋼の好ましい例と
しては、C:0.15〜0.25％（重量％、以下と同じ）、Mn≦
1.5％、Si≦0.5％、Ti≦0.04％、B:0.0003〜0.0035％、
Ｎ≦0.0080％を含有し、さらに必要に応じて、Ni≦0.5
％、Cr≦0.5％、Mo≦0.5％の一種または二種以上を含有
し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼が推奨され
る。本発明は、軽量化を達成すべく引張り強度を120kgf
/mm2以上とし、かつ大変形を受ける部材であるための延
性を、さらに低温環境にても使用される場合であるため
靭性を重要視している。前記素材鋼成分は、最終製品の
車体補強用鋼管の時点で焼入マルテンサイト組織により
強化をめざして規定されるものである。焼入ままのマル
テンサイト組織の強度はＣ含有量によって決定される。
つまり変態の利用により過飽和に導入される固溶Ｃ量が
支配要因となっていると考えられる。そこで、90％以上
のマルテンサイト組織を得る前提で120kgf/mm2以上の強
度を確保するためには、詳細に検討した結果、第２図に
示す如く、Ｃは0.15％以上とする必要がある。一方、Ｃ
量を増やしていくと延性の劣化が顕著となるので、本発
明の請求項２にて規定した10％以上の伸びを確保するに
は、Ｃの上限を0.25％とする必要がある。なお、第３図
に炭素量に対する焼入材の靭性を示すが、Ｃが0.25％以
下であれば靭性も高く保つことができる。第３図中には
特開昭56−46538号公報に記載された方法にて炭素含有
量の多い場合に強度低下が少ない範囲で靭性改善を目的
に焼戻を実施した場合を破線及び斜線の領域で示すが、
焼戻では低Ｃ材の靭性レベルまでは向上されていない。
しては、C:0.15〜0.25％（重量％、以下と同じ）、Mn≦
1.5％、Si≦0.5％、Ti≦0.04％、B:0.0003〜0.0035％、
Ｎ≦0.0080％を含有し、さらに必要に応じて、Ni≦0.5
％、Cr≦0.5％、Mo≦0.5％の一種または二種以上を含有
し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼が推奨され
る。本発明は、軽量化を達成すべく引張り強度を120kgf
/mm2以上とし、かつ大変形を受ける部材であるための延
性を、さらに低温環境にても使用される場合であるため
靭性を重要視している。前記素材鋼成分は、最終製品の
車体補強用鋼管の時点で焼入マルテンサイト組織により
強化をめざして規定されるものである。焼入ままのマル
テンサイト組織の強度はＣ含有量によって決定される。
つまり変態の利用により過飽和に導入される固溶Ｃ量が
支配要因となっていると考えられる。そこで、90％以上
のマルテンサイト組織を得る前提で120kgf/mm2以上の強
度を確保するためには、詳細に検討した結果、第２図に
示す如く、Ｃは0.15％以上とする必要がある。一方、Ｃ
量を増やしていくと延性の劣化が顕著となるので、本発
明の請求項２にて規定した10％以上の伸びを確保するに
は、Ｃの上限を0.25％とする必要がある。なお、第３図
に炭素量に対する焼入材の靭性を示すが、Ｃが0.25％以
下であれば靭性も高く保つことができる。第３図中には
特開昭56−46538号公報に記載された方法にて炭素含有
量の多い場合に強度低下が少ない範囲で靭性改善を目的
に焼戻を実施した場合を破線及び斜線の領域で示すが、
焼戻では低Ｃ材の靭性レベルまでは向上されていない。
特開昭56−46538号公報にみられる如く、従来一般的
に行なわれている焼入後焼戻処理を施す場合の焼戻処理
は、延性を確保するため行われるものであるが、その
際、固溶Ｃは凝集し炭化物へ移行する。従って、焼戻処
理を実施する場合の鋼の強度機構は、固溶強化から、析
出強化に変化するものである。一方、本発明は前記従来
法の析出強化とは異なり、焼戻処理を行わないことによ
る固溶強化を行うものであり、強化機構が大きく異なる
ものである。
に行なわれている焼入後焼戻処理を施す場合の焼戻処理
は、延性を確保するため行われるものであるが、その
際、固溶Ｃは凝集し炭化物へ移行する。従って、焼戻処
理を実施する場合の鋼の強度機構は、固溶強化から、析
出強化に変化するものである。一方、本発明は前記従来
法の析出強化とは異なり、焼戻処理を行わないことによ
る固溶強化を行うものであり、強化機構が大きく異なる
ものである。
以上のように本発明においては、炭素量の効果を詳細
に調べ、Ｃ量を0.15〜0.25％に規定することにより、焼
入処理後にて高強度と高靭性・高延性を達成することが
でき、車体補強用鋼管として有効な特性が得られること
を明らかにしたものである。
に調べ、Ｃ量を0.15〜0.25％に規定することにより、焼
入処理後にて高強度と高靭性・高延性を達成することが
でき、車体補強用鋼管として有効な特性が得られること
を明らかにしたものである。
他の成分元素の限定理由について述べる。
Mnは鋼のマルテンサイト変態温度を低下させ、焼入性
を向上させるとともに、焼入処理途中にて変態後のセル
フテンパーを回避し、強度を高く保つ効果を奏する元素
である。ただし、Mnは、例えば電縫溶接にて鋼管を製造
する場合を想定すると、溶接欠陥を生じ易く、その添加
量は1.5％が上限である。
を向上させるとともに、焼入処理途中にて変態後のセル
フテンパーを回避し、強度を高く保つ効果を奏する元素
である。ただし、Mnは、例えば電縫溶接にて鋼管を製造
する場合を想定すると、溶接欠陥を生じ易く、その添加
量は1.5％が上限である。
Ni,Cr,MoはMnに比べ非常に高価であるが、Mnの他にこ
れらNi,Cr,Moを添加すると、マルテンサイト変態温度を
低下させ、セルフテンパーを回避し、高強度化に一層効
果を奏するものである。溶接性の観点から上限はいずれ
の元素も0.5％とする。
れらNi,Cr,Moを添加すると、マルテンサイト変態温度を
低下させ、セルフテンパーを回避し、高強度化に一層効
果を奏するものである。溶接性の観点から上限はいずれ
の元素も0.5％とする。
Siは、Mnとともに電縫溶接にて鋼管を製造する場合
に、溶接部の健全性を維持するうえで非常に重要な元素
である。Siの上限は、溶接部にてペネトレーターと呼ば
れる酸化物を形成しないようにするため0.5％とすると
ともに、Mn/Si比のバランスを３〜10とするのが望まし
い。
に、溶接部の健全性を維持するうえで非常に重要な元素
である。Siの上限は、溶接部にてペネトレーターと呼ば
れる酸化物を形成しないようにするため0.5％とすると
ともに、Mn/Si比のバランスを３〜10とするのが望まし
い。
Ｂは、焼入性を飛躍的に向上させる元素で、本発明鋼
種の場合比較的低Ｃにてマルテンサイト分率90％以上を
得るため、Ｂ添加を特徴としているが、0.003％未満で
は焼入性向上効果が奏されず、一方、0.0035％超の場
合、コスト高になるばかりでなく、表面疵や靭性劣化の
原因となり易い。従って、Ｂ含有量は0.00003〜0.0035
％とした。
種の場合比較的低Ｃにてマルテンサイト分率90％以上を
得るため、Ｂ添加を特徴としているが、0.003％未満で
は焼入性向上効果が奏されず、一方、0.0035％超の場
合、コスト高になるばかりでなく、表面疵や靭性劣化の
原因となり易い。従って、Ｂ含有量は0.00003〜0.0035
％とした。
このＢの焼入性向上効果は、Ｎが0.003％以上存在す
ると失われるので、このＮの固定化の目的でTiの添加を
実施する。添加Tiの量は、0.04％を超えると疵の発生、
切削性の劣化等品質面でトラブルを生じ易く、それ故Ti
の添加量は0.04％以下に規定する。
ると失われるので、このＮの固定化の目的でTiの添加を
実施する。添加Tiの量は、0.04％を超えると疵の発生、
切削性の劣化等品質面でトラブルを生じ易く、それ故Ti
の添加量は0.04％以下に規定する。
尚、Ｎは不可避的に鋼中に存在し、BNを形成し、Ｂの
効果を軽減してしまう。従って、Ｎは極力軽減すべきで
あり、上限を0.0080％とする。
効果を軽減してしまう。従って、Ｎは極力軽減すべきで
あり、上限を0.0080％とする。
以上のような鋼管形状、あるいはさらに鋼管特性・成
分を限定して製造した鋼管は、焼入処理を実施すること
により引張強さが120kgf/mm2以上で、延性・靭性に優
れ、軽量にても良好な曲げ吸収エネルギー特性を有する
車体補強用鋼管として用いられる。
分を限定して製造した鋼管は、焼入処理を実施すること
により引張強さが120kgf/mm2以上で、延性・靭性に優
れ、軽量にても良好な曲げ吸収エネルギー特性を有する
車体補強用鋼管として用いられる。
（実施例） 第１表に形状に関しての実施例、比較例を示す。鋼管
は第３表実施例Ｐを用いている。実施例Ａ〜Ｄは本発明
の形状t/Dに該当するもので、比較例Ｅ・Ｇ・Ｉ・Ｋはt
/Dが本発明の範囲より大きな場合、比較例Ｆ・Ｈ・Ｊ・
Ｌはt/Dが本発明の範囲より小さな場合に相当し、曲げ
吸収エネルギーを断面積にて除した指標で評価すると、
同一スパンのもの同士を比べた場合、効果的に軽量にて
曲げ吸収エネルギーを高くすることができることがわか
る。
は第３表実施例Ｐを用いている。実施例Ａ〜Ｄは本発明
の形状t/Dに該当するもので、比較例Ｅ・Ｇ・Ｉ・Ｋはt
/Dが本発明の範囲より大きな場合、比較例Ｆ・Ｈ・Ｊ・
Ｌはt/Dが本発明の範囲より小さな場合に相当し、曲げ
吸収エネルギーを断面積にて除した指標で評価すると、
同一スパンのもの同士を比べた場合、効果的に軽量にて
曲げ吸収エネルギーを高くすることができることがわか
る。
第２表にスパンの大きな場合についての例を示す。材
質は第３表実施例Ｐの材料を用い、鋼管の外径は、実車
搭載の諸制約より一定となることを前提にしている。実
施例Ｍは、吸収エネルギーを高くすべく本発明の規定範
囲の複数の鋼管を使用した場合の曲げ試験結果、比較例
Ｎは実施例Ｍの場合と同じ吸収エネルギーを確保するた
め、本発明の規定範囲より大きなt/Dの鋼管を用いた場
合の曲げ試験結果である。比較例Ｎより実施例Ｍは３割
程度軽量化を達成している。
質は第３表実施例Ｐの材料を用い、鋼管の外径は、実車
搭載の諸制約より一定となることを前提にしている。実
施例Ｍは、吸収エネルギーを高くすべく本発明の規定範
囲の複数の鋼管を使用した場合の曲げ試験結果、比較例
Ｎは実施例Ｍの場合と同じ吸収エネルギーを確保するた
め、本発明の規定範囲より大きなt/Dの鋼管を用いた場
合の曲げ試験結果である。比較例Ｎより実施例Ｍは３割
程度軽量化を達成している。
第３表に成分系に関しての、本発明の実施例および比
較例を示す。外径31.8mm×肉厚2.0mmの鋼管とした後の
熱処理方法、及び熱処理後のJIS11号引張り特性、シャ
ルピー吸収エネルギーを示す。ここで。シャルピー吸収
エネルギーは、靭性評価用に専用に作製したフルサイズ
の試験片にて得たデータを示す。
較例を示す。外径31.8mm×肉厚2.0mmの鋼管とした後の
熱処理方法、及び熱処理後のJIS11号引張り特性、シャ
ルピー吸収エネルギーを示す。ここで。シャルピー吸収
エネルギーは、靭性評価用に専用に作製したフルサイズ
の試験片にて得たデータを示す。
実施例Ｏ〜Ｕ鋼管に焼入処理を実施することにより、
いずれの場合も120kgf/mm2以上、伸び10％以上、吸収エ
ネルギー2kgf/cm2以上が得られる。
いずれの場合も120kgf/mm2以上、伸び10％以上、吸収エ
ネルギー2kgf/cm2以上が得られる。
比較例Ｖは炭素含有量が本発明成分範囲より低い場合
で、最終的目標の強度が得られない。
で、最終的目標の強度が得られない。
比較例Ｗは炭素含有量が本発明成分範囲より高い場合
で、強度は充分達成できるものの、伸びが非常に低い状
態である。
で、強度は充分達成できるものの、伸びが非常に低い状
態である。
また、比較例Ｘ・Ｙ・Ｚは比較例Ｗと同じく炭素含有
量を高くした場合であり、比較例Ｗの改善として焼戻を
実施し、延性の向上・靭性向上を狙った例であるが、高
強度・高延性・靭性の両立は困難である。
量を高くした場合であり、比較例Ｗの改善として焼戻を
実施し、延性の向上・靭性向上を狙った例であるが、高
強度・高延性・靭性の両立は困難である。
（発明の効果） 以上説明したように本発明鋼管サイズを用いることに
より、軽量でも曲げ吸収エネルギーを高め、車体衝突時
の安全性を高めることができる。また、さらに、鋼管特
性あるいは、成分を限定することにより軽量・高吸収エ
ネルギーを効果的に達成することができる。
より、軽量でも曲げ吸収エネルギーを高め、車体衝突時
の安全性を高めることができる。また、さらに、鋼管特
性あるいは、成分を限定することにより軽量・高吸収エ
ネルギーを効果的に達成することができる。
第１図は軽量にて効果的に曲げ吸収エネルギーを高める
ことのできる形状範囲を示す図、第２図は素材の炭素含
有量が焼入処理後の最終的な鋼管の引張り特性に対する
影響を示す図、第３図は素材の炭素含有量の、焼入処理
後の最終的な鋼管の引張り強さ、シャルピー衝撃値に対
する影響を示す図である。
ことのできる形状範囲を示す図、第２図は素材の炭素含
有量が焼入処理後の最終的な鋼管の引張り特性に対する
影響を示す図、第３図は素材の炭素含有量の、焼入処理
後の最終的な鋼管の引張り強さ、シャルピー衝撃値に対
する影響を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−205032（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−48568（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−46538（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−74382（ＪＰ，Ｂ２) 「材料とプロセス、（第118回（秋季) 講演大会）」Ｖｏｌ．２，Ｎｏ．６ （1989）−2023
Claims (2)
- 【請求項１】車体補強用鋼管に負荷される曲げスパンＬ
（mm）に対して、鋼管の肉厚・外径比、いわゆるt/D（m
m/mm）を 0.16−6.0×10-5×Ｌ≧t/D≧0.09−4.8×10-5×Ｌ としたことを特徴とする車体補強用鋼管。 - 【請求項２】請求項１記載の車体補強用鋼管において、
引張強さ120kgf/mm2以上、伸び10％以上としたことを特
徴とする車体補強用鋼管。
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|---|---|---|---|
| JP2175114A JP2811226B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 車体補強用鋼管 |
| US07/796,768 US5181974A (en) | 1990-07-02 | 1991-11-25 | Automobile body reinforcing steel pipe |
| CA002056212A CA2056212C (en) | 1990-07-02 | 1991-11-26 | Automobile body reinforcing steel pipe and process for producing same |
| US07/887,439 US5192376A (en) | 1990-07-02 | 1992-05-21 | Process for producing automobile body reinforcing steel pipe |
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|---|---|---|---|
| JP2175114A JP2811226B2 (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 車体補強用鋼管 |
| CA002056212A CA2056212C (en) | 1990-07-02 | 1991-11-26 | Automobile body reinforcing steel pipe and process for producing same |
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|---|---|
| JPH0463242A JPH0463242A (ja) | 1992-02-28 |
| JP2811226B2 true JP2811226B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=25674870
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|---|---|---|---|
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- 1991-11-25 US US07/796,768 patent/US5181974A/en not_active Expired - Fee Related
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