JP3849625B2 - 超高張力電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドアインパクトビームなどの自動車用部材、さらには機械構造用部材、土木建築用部材に用いられる超高張力電縫鋼管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車両ドア内部には、安全性の観点からドアインパクトビームと呼ばれる補強材が設けられている。従来のドアインパクトビームには、高張力冷延鋼板のプレス成型品が用いられることが多かったが、近年、軽量化のために、引張強度が９８０Ｎ／ｍｍ² 以上の著しく強度の高い高張力電縫鋼管が採用されるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平1-205032号、特開平4-131327号、特開平4-187319号、特開平6-57375 号、特開平6-88129 号、特開平6-179913号の各公報などに示された方法は、造管に伴い残留歪みが存在するため、その実用に際しては水素遅れ割れに対する配慮が必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために多くの実験的検討を行った結果、鋼成分の調整、および鋼板の熱処理条件および造管条件を適正化して組織を調整することにより耐水素遅れ割れ特性に優れた、またはこれに加えて耐食性にも優れた超高張力電縫鋼管を得ることが可能となるという知見を得た。
【０００５】
１０００≦Ｑ／（ｔ/ Ｄ）² ≦３０００……（１）
ただし、ｔ(mm)：鋼板の板厚、Ｄ(mm)：電縫鋼管の外径、Ｑ（％）は幅絞り率である。
幅絞り率Ｑ（％）は以下の式（２）で定義される。
Ｑ＝［｛鋼板の幅−π( Ｄ−ｔ）} ／π（Ｄ−ｔ）］×100 ……（２）
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の超高張力電縫鋼管は、鋼の成分組成および組織を制御することによりはじめて達成されるものである。
【０００７】
（１）（化学組成）引張強度が９８０Ｎ／ｍｍ² 以上で、しかも優れた耐水素遅れ割れ特性を得るために、Ｃ：０．１０〜０．１９％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．８〜２．２％、Ａｌ：０．０１〜０．０６％、Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％を含み、さらにＰ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１５％以下に制限した組成に規定する。また、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％が選択成分として添加される。その場合に、Ｎｉを添加することがあるが、Ｎｉ：０．１０％以下とする。
【０００８】
Ｃ： Ｃは所望のマルテンサイトを生成させ、目標とする強度を確保するために必須な元素である。しかし、含有量が０．１０％未満であると目標とする９８０Ｎ／ｍｍ2 以上の強度が得られず、一方、含有量が０．１９％を超えると、引張強度が高くなりすぎるか、あるいは焼戻し時に析出する炭化物サイズが大きくなり、いずれにせよ耐水素遅れ割れ特性が劣化する。したがってＣの含有量を０．１０〜０．１９％とする。
【０００９】
Ｓ： Ｓは介在物として存在し、耐水素遅れ割れ特性を劣化させるため、０．００３％以下に規制することが必要である。
【００１０】
Ｔｉ： Ｔｉは粗大な窒化物として析出すると、耐水素遅れ割れ特性を低下させるので、添加しないことが望ましい。しかし、固溶ＮをＴｉＮとして固定し、Ｂの焼入れ性を確保するためにやむなく添加する場合には、その添加量を０．０１５％以下とする必要がある。
【００１１】
１０００≦Ｑ／（ｔ/ Ｄ）² ≦３０００……（１）
ただし、ｔ(mm)：鋼板の板厚、Ｄ(mm)：電縫鋼管の外径、Ｑ（％）は幅絞り率で、以下の式（２）で定義される。
Ｑ＝［｛鋼板の幅−π( Ｄ−ｔ）} ／π（Ｄ−ｔ）］×100 ……（２）
図３にＱ／（ｔ/ Ｄ）2 と水素遅れ割れ発生限界付加歪みΔεc の関係を示す。本発明者らは造管条件と耐水素遅れ割れ特性に関する多くの実験的検討を行った結果、図３に示すように、鋼管の水素遅れ割れ発生限界付加歪みは幅絞り率Ｑが１０００（ｔ/ Ｄ）2 〜３０００（ｔ/ Ｄ）² の間でピークを持ち、幅絞り率をこの範囲に制御することで優れた耐水素遅れ割れ特性を有する鋼管が得られることを見出した。この適正幅絞り率は製品( 板厚/ 外径) 比により異なり、優れた耐水素遅れ割れ特性を有する鋼管を得るためには( 板厚/ 外径) 比ごとに異なる幅絞り率をとる必要がある。
【００１２】
Δε＝（４・１０6 ・ｔ・δ）／（π・Ｄ・（Ｄ−ｔ））……（３）
ここで、ｔは板厚、Ｄは切出し前の鋼管の外径、δはＤ−（付加歪み付加後の外径）である。
【００１４】
Ｎｂ： Ｎｂは変態前のオーステナイト粒を微細化し、変態後のマルテンサイトパケットを微細化することができるので、耐水素遅れ割れ特性の向上に好ましい元素である。しかし、それぞれ０．００５％未満ではその効果は少なく、一方０．０３％を超えて添加すると、耐水素遅れ割れ特性がかえって劣化する。したがって、Ｎｂの含有量をそれぞれ０．００５〜０．０３％とする。
【００１６】
浸漬試験後のＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）＝浸漬試験後の引張破断荷重（Ｎ）／浸漬試験前の管断面積（ｍｍ² ）
である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１８】
表１に示すＡ〜Ｆの６種の鋼を溶製し、表２〜表４に示すように本発明で規定した熱延条件、連続焼鈍炉における熱処理条件、造管条件にて３１．８ｍｍφ×１．６ｍｍｔの電縫鋼管を作製した。その特性を表５、表８に示す。Ａ〜Ｅは実施例，Ｆは比較例である。なお、表６、７，９−１３は参考例（参考材）を示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【表２】

【００２１】
【表３】

【００２２】
【表４】

【００２３】
【表５】

【００２４】
【表６】

【００２５】
【表７】

【００２６】
【表８】

【００２７】
【表９】

【００２８】
【表１０】

【００２９】
【表１１】

【００３０】
【表１２】

【００３１】
【表１３】

【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドアインパクトビームなどの自動車部品、機械構造用部材、土木建築用部材に用いられる引張強度９８０Ｎ／ｍｍ² 以上の耐水素遅れ割れ特性に優れた構造用超高張力電縫鋼管を、低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃｕ添加量と割れ発生限界付加歪み変化量との関係を示す図。
【図２】Ｎｉ添加量と割れ発生限界付加歪み変化量との関係を示す図。
【図３】Ｑ／（ｔ/ Ｄ）² と水素遅れ割れ発生限界付加歪みとの関係を示す図。
【図４】１５０〜２５０℃の温度範囲における保持時間と水素遅れ割れ発生限界付加歪みΔε_c との関係を示す図。
【図５】Ｃｕ添加量と腐食試験後の残留強度率の関係を示す図。
【図６】Ｎｉ添加量と腐食試験後の残留強度率の関係を示す図。
【図７】Ｍｏ添加量と腐食試験後の残留強度率の関係を示す図。

Claims (2)

1. 重量％で、Ｃ：０．１０〜０．１９％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．８〜２．２％、Ａｌ：０．０１〜０．０６％、Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１５％以下、及び残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼スラブを１１５０〜１３００℃で均熱した後、このスラブに対してＡｒ3 点以上を仕上温度とする熱間圧延を施し、５００〜６５０℃で巻取って熱延鋼帯とし、この熱延鋼板を酸洗後冷間圧延した後、連続焼鈍炉で８００〜９００℃に均熱加熱後急冷し、さらに１５０〜２５０℃で焼戻し処理を行い、得られた鋼板を以下の（１）式を満たす幅絞り率Ｑで造管し、組織面積分率で１００％の焼き戻しマルテンサイトまたは少なくとも８０％の焼戻しマルテンサイトとフェライト組織よりなる引張強度９８０Ｎ／ｍｍ² 以上の電縫鋼管を得ることを特徴とする超高張力電縫鋼管の製造方法。
   １０００≦Ｑ／（ｔ/ Ｄ）² ≦３０００……（１）
   ただし、ｔ(mm)：鋼板の板厚、Ｄ(mm)：電縫鋼管の外径、Ｑ（％）は幅絞り率で、以下の式（２）で定義される。
   Ｑ＝［｛鋼板の幅−π( Ｄ−ｔ）} ／π（Ｄ−ｔ）］×100 ……（２）
2. さらに、重量％で、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％を含み、Ｎｉ：０．１％以下であることを特徴とする請求項１に記載の超高張力電縫鋼管の製造方法。

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