JP3533844B2 - 液圧バルジ成形性に優れた電縫鋼管およびその製造方法 - Google Patents

液圧バルジ成形性に優れた電縫鋼管およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばサスペンシ
ョンアームなどの自動車足廻り部品、フレーム部品など
の自動車構造部品をなす液圧バルジ成形性に優れた電縫
鋼管およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】加工性に優れた電縫鋼管用熱延鋼帯に関
する従来技術として、例えば特開昭60−17053号
公報には、所定の化学組成を有する鋼を特定の組織とす
ることによって、電縫溶接後の伸び、偏平性、拡管性を
向上させることが開示されている。また、特開昭60−
21357号公報には、所定の化学組成を含有すること
で、偏平性、拡管性、溶接ビード部の切削性を向上させ
ることが開示されている。
【0003】一方、加工性に優れた熱延鋼帯に関する従
来技術として、例えば特公昭62−37089号公報、
特公平1−43005号公報、特公平1−46583号
公報、特公平2−48608号公報、特公平4−244
18号公報には、所定の化学組成を有する鋼の組織の構
成比を特定の割合とすることで鋼帯の伸びフランジ成形
性等を向上させることが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電縫鋼管の成形方法と
して液圧バルジ成形は有力な加工手段であるが、大きな
張出しを行う場合、または曲げ加工後に張出しを行う場
合などでは、特開昭60−17053号公報あるいは特
開昭60−21357号公報に記載されたような従来技
術によって製造された電縫鋼管では、破断が生じるのを
防ぐために、中間焼鈍が必要である。
【0005】一方、特公昭62−37089号公報、特
公平1−43005号公報、特公平1−46583号公
報、特公平2−48608号公報、特公平4−2441
8号公報などに示されたものをそのまま電縫鋼管に適用
しても造管歪みによる延性、特に一様伸び(U−El)
の低下が著しく、厳しい液圧バルジ成形を行うことは困
難である。
【0006】本発明は、これらの問題点を解消し、サス
ペンションアーム等の自動車足廻り部品、フレーム部品
など自動車構造部品の素材に要求される液圧バルジ成形
性に優れた電縫鋼管およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液圧バルジ
成形性に優れた電縫鋼管は、C:0.01〜0.1%、
Si:0.005〜1.0%、Mn:0.2〜1.6
%、Al:0.01〜0.08%、N:0.0006〜
0.006%、B:0.0002〜0.005%を含
み、かつ選択元素Ti、Nb、Vを含み、 S≦0.015% 0.1≦B/N≦2 Ti+Nb+V≦0.01% で、残部が実質的に鉄よりなり、かつ80%以上のフェ
ライトと残部ベイナイト組織からなる鋼帯を、幅絞り率
1〜10%で造管されてなるものである。
【0008】また、液圧バルジ成形性に優れた電縫鋼管
の製造方法は、重量で、C:0.01〜0.1%、S
i:0.005〜1.0%、Mn:0.2〜1.6%、
Al:0.01〜0.08%、N:0.0006〜0.
006%、B:0.0002〜0.005%を含み、
つ選択元素Ti、Nb、Vを含み、 S≦0.015% 0.1≦B/N≦2 Ti+Nb+V≦0.01% で、残部が実質的に鉄よりなるスラブを熱間圧延後ラン
ナウト中での600〜720℃で2秒以上温度保持ある
いは徐冷の後350〜550℃で巻取り、80%以上の
フェライトと残部ベイナイト組織とした鋼帯を、幅絞り
率が1〜10%になるように造管することにある。
【0009】また、前記電縫鋼管の電縫部あるいは全体
を500〜700℃で焼鈍することにある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る液圧バルジ成形性に
優れた電縫鋼管の成分組成の限定理由は下記の通りであ
る。Cは所望量のベイナイトを生成させ、目標とする組
織を確保するために必須な元素である。添加量が重量比
で0.01〜0.1%の間で、造管歪による液圧バルジ
成形性の低下が少なく、かつ液圧バルジ成形性に優れた
電縫鋼管が得られる。添加量がこれよりも多くとも、少
なくとも造管歪による延性の低下が大きくなり、液圧バ
ルジ成形性に優れた電縫鋼管は得られない。Siはフェ
ライトの生成を促進し、所望のフェライト量を確保する
ために有用な元素である。重量比で0.005%未満で
は添加効果に乏しく、一方1.0%を越えると電縫溶接
部の液圧バルジ成形性が劣化するためこれを上限とす
る。Mnは所望量のベイナイトを生成させ、目標とする
組織を確保するために必須な元素である。添加量が重量
比で0.2〜1.6%の間でベイナイトが微細に分散し
た組織が得られる。添加量が0.2%よりも少ないとパ
ーライト変態が起こり、また1.6%より多いとフェラ
イト変態が抑制され、いずれも所望の組織が得られず、
造管による液圧バルジ成形性の低下が大きくなる。Al
は脱酸元素として添加され、その添加効果は0.01%
が下限であり、一方0.08%を越えると介在物の増大
により液圧バルジ成形性が劣化する。Sは電縫部の液圧
バルジ成形性を劣化させることから0.015%以下と
することが必要である。Ti、Nb、Vの添加は造管歪
による液圧バルジ成形性の低下を抑制し、液圧バルジ成
形性に優れた電縫鋼管が得られる。過剰な添加はむしろ
造管歪による液圧バルジ成形性の低下が大きくなる。す
なわちTi、Nb、Vの総計添加量が0.01%を越え
ると液圧バルジ成形性の低下が大きくなるので、総計
0.01%を添加量の上限とする。
【0011】Nは0.006%を越えると液圧バルジ成
形性が低下するのでこれを上限とする。0.0006%
より少ないと仕上げスタンド間でAlNとして析出せ
ず、オーステナイト粒が粗大化し、液圧バルジ成形性が
低下するのでこれを下限とする。Bは0.0002%以
上添加でNの液圧バルジ成形性への悪影響を無害化する
効果があり、添加により液圧バルジ成形性が向上する。
この液圧バルジ成形性改善効果はB/N比が0.1〜2
の間で著しい。一方、添加量が0.002%を超えると
かえって液圧バルジ成形性が低下するのでこれを上限と
する。図1にN、B添加量と液圧バルジ成形性との関係
を示す。ここで液圧バルジ成形性は60.5mmφ×2.
6mmtの電縫鋼管(直管)、およびこれを曲げ半径20
0mmRで90°に曲げ加工した(曲げ管)に内側から液
圧を付与し、破断時の周長変化率(d0 )で評価した。
図1において(a)は直管、(b)が曲げ管についての
データ(丸付き数値)である。NおよびB元素が本発明
の規定範囲にある場合、すなわちN:0.0006〜
0.006%、B:0.0002〜0.005%を含
み、かつ0.1≦B/N≦2の場合には、直管で25%
以上、曲げ管で15%以上の高い周長変化率を示し、液
圧バルジ成形性に優れていることがわかる。
【0012】上記成分組成を有する電縫鋼管は熱延鋼帯
を素材としており、該熱延鋼帯とするべく熱延に供され
るスラブは、連続鋳造後一旦A3 変態点以下まで冷却し
てから再加熱してもよいし、連続鋳造後連続的に熱間圧
延を行ってもよい。
【0013】前記熱間圧延による仕上圧延後の鋼帯は、
巻き取られるまでのランナウト中での600〜720℃
の温度域で2秒以上温度保持あるいは徐冷しなければな
らない。この温度域での保持時間が2秒に満たないか徐
冷されないときは前記所望ののフェライト量が得られず
液圧バルジ成形性が低下する。
【0014】前記仕上圧延後の鋼帯はミクロ組織の第2
相をベイナイト組織とするために巻取温度を350〜5
50℃とする必要がある。巻取温度が550℃を越える
とパーライトが生成するため、造管歪による液圧バルジ
成形性の低下が大きくなる。一方350℃未満ではマル
テンサイトが生成し鋼帯での強度が増すことにより造管
歪による液圧バルジ成形性の低下が大きくなる。
【0015】電縫鋼管の液圧バルジ成形性は、鋼成分、
鋼帯のミクロ組織に加えて、成形による歪量の影響もう
ける。成形による幅絞り率が10%を越えると液圧バル
ジ成形性の低下が著しくなるため、これを上限とする。
また成形による幅絞り率が1%に満たないと周方向での
液圧バルジ成形性が不均一となり、成形性が相対的に低
い部位に歪みが集中し、液圧バルジ成形性を低下させる
ため、これを下限とする。なお、幅絞り率は次式によ
る。 幅絞り率={[スリット幅]−π([外径]−[板
厚])}/π([外径]−[板厚])×(100%) 図2に幅絞り率と液圧バルジ成形性との関係を示す。幅
絞り率が1〜10%の範囲で、直管は25%以上、曲げ
管で15%以上の高い周長変化率が得られ、液圧バルジ
成形性に優れていることがわかる。
【0016】上記のような所定の成分組成を有し、上記
製造条件によって得られる80%以上のフェライトと残
部ベイナイトからなる組織を有する熱延鋼帯を、成形に
よる幅絞り率が1〜10%で造管された電縫鋼管は、造
管歪による液圧バルジ成形性低下量が小さく、かつ造管
後に優れた液圧バルジ成形性を有する理由は次のように
考えられる。無加工の熱延鋼帯においてはフェライト分
率の高いものほど液圧バルジ成形性が高い。しかし、プ
レーンなフェライト組織は造管等の加工硬化に伴う液圧
バルジ成形性低下が著しい。これは加工時に活動する転
位がすべり面にそって均一にすべり加工硬化を起こすた
めであると考えられる。これに対して、20%未満のベ
イナイトを含ませると、転位のすべりが不均一に起こ
り、ある程度加工が進行しても可動転位密度が高く、液
圧バルジ成形性の低下が抑制されるものと考えられる。
さらに液圧バルジ成形性に悪影響をおよぼすNをBによ
り無害化することで液圧バルジ成形性の高い電縫鋼管が
得られる。
【0017】
【実施例】次に、本発明を適用して得られた電縫鋼管に
ついて具体的に説明する。 (実施例1) 表1に示す7種の鋼を溶製し、表2に示すように本発明
に規定した熱延条件、造管条件にて60.5φ×2.6
mmtの電縫鋼管に造管した。これらの鋼管を直管のまま
或いは200mmR−90°の曲げ加工後に液圧バルジ試
験を行い周長変化率を評価した。本発明成分を満足する
B,D,Fは直管、曲げ管の何れにおいても比較鋼
G、Hに比べ高い液圧バルジ成形性を示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】(実施例2) 前記した鋼A,B,D,E,Fを用いて表3に示すよう
に熱延条件、造管条件を種々変化させて製造した鋼帯
を、60.5φ×2.6mmtの電縫鋼管に造管した。こ
れらの鋼管を直管のまま或いは200mmR−90°の曲
げ加工後に液圧バルジ試験を行い周長変化率を評価し
た。熱延条件、ミクロ組織、造管条件が本発明で規定し
た条件を満たしている鋼管は、直管、曲げ管の何れにお
いても比較例に比べ高い液圧バルジ成形性を示す。
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、サスペン
ションアーム等の自動車構造部材に用いられる液圧バル
ジ成形性に優れた電縫鋼管が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電縫鋼管のN、B添加量と直管および
曲げ管の液圧バルジ成形時の周長増加率との関係を示す
グラフ図である。
【図2】幅絞り率と直管および曲げ管の液圧バルジ成形
時の周長増加率との関係を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−161722(JP,A) 特開 平4−165043(JP,A) 特開 昭63−290222(JP,A) 特開 平5−290222(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 B21C 37/08 C21D 8/00 - 8/10 C21D 9/08 C21D 9/46 C21D 9/48

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量で、C:0.01〜0.1%、S
    i:0.005〜1.0%、Mn:0.2〜1.6%、
    Al:0.01〜0.08%、N:0.0006〜0.
    006%、B:0.0002〜0.005%を含み、
    つ選択元素Ti、Nb、Vを含み、 S≦0.015% 0.1≦B/N≦2 Ti+Nb+V≦0.01% で、残部が実質的に鉄よりなり、かつ80%以上のフェ
    ライトと残部ベイナイト組織からなる鋼帯を、幅絞り率
    1〜10%で造管されてなることを特徴とする液圧バル
    ジ成形性に優れた電縫鋼管。
  2. 【請求項2】 重量で、C:0.01〜0.1%、S
    i:0.005〜1.0%、Mn:0.2〜1.6%、
    Al:0.01〜0.08%、N:0.0006〜0.
    006%、B:0.0002〜0.005%を含み、
    つ選択元素Ti、Nb、Vを含み、 S≦0.015% 0.1≦B/N≦2 Ti+Nb+V≦0.01% で、残部が実質的に鉄よりなるスラブを熱間圧延後ラン
    ナウト中での600〜720℃で2秒以上温度保持ある
    いは徐冷の後350〜550℃で巻取り、80%以上の
    フェライトと残部ベイナイト組織とした鋼帯を、幅絞り
    率が1〜10%になるように造管することを特徴とする
    液圧バルジ成形性に優れた電縫鋼管の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記電縫鋼管の電縫部あるいは全体を5
    00〜700℃で焼鈍することを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2記載の液圧バルジ成形性に優れた電縫鋼管
    の製造方法。
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DE102018133143A1 (de) * 2018-11-06 2020-05-07 Salzgitter Flachstahl Gmbh Innenhochdruck umgeformtes Bauteil aus Stahl und Verwendung eines Stahls für Vorprodukte zur Herstellung eines innenhochdruckumgeformten Bauteiles sowie Vorprodukt hierfür

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