JP6954504B1 - 電縫鋼管、その製造方法および自動車用構造部材 - Google Patents

電縫鋼管、その製造方法および自動車用構造部材 Download PDF

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Abstract

加工性と耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管および製造方法を提供すること。管長手方向に形成された電縫溶接継目部2から管周方向に±10度までの領域であるシーム領域3と、該シーム領域3以外の母材領域6とからなる電縫鋼管であって、管長手方向のr値が1.0以上であり、シーム領域3の肉厚最小値Ts(MIN)(mm)及び母材領域6の肉厚平均値Tb(Ave)(mm)の差(Tb(Ave)−Ts(MIN))であるH(mm)と、シーム領域3の管内面の弧長W(mm)とが、以下の式(1)を満たし、シーム領域3の肉厚最大値Ts(MAX)(mm)と、Tb(Ave)(mm)とが、以下の式(2)を満たす電縫鋼管1。H/W≦0.10 ・・・式(1)Ts(MAX)/Tb(Ave)≦1.05 ・・・式(2)

Description

本発明は、自動車のスタビライザーに適する、耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管の技術に関する。
近年、自動車の燃費向上を目的として、車体の軽量化がすすめられている。その車体を構成する部材の中で、従来、棒鋼材が用いられてきたスタビライザーは、生産性に優れる電縫鋼管の適用により、中空化の動きが拡大している。
これらのスタビライザー等の自動車用部品は、曲げ加工を施すため、高い加工性が要求され、また、製品としての使用中に曲げ、ねじり応力が作用し続けるため、優れた疲労特性(以下、耐ねじり疲労特性とも記す)も要求されている。
例えば、特許文献1では、要求される耐ねじり疲労特性を満足させるために、電縫溶接部で炭素量が低下し、焼き入れ後の硬さが周囲よりも低下する白色層と呼ばれる領域を特定した電縫鋼管が提案されている。また、特許文献2では、溶接欠陥面積を定義し、これを限定することで耐ねじり疲労特性を向上させた電縫鋼管が提案されている。
特許第5942572号公報 特許第5845623号公報
しかしながら、特許文献1、2で提案されている鋼管において、耐ねじり疲労特性はまだ十分とは言えなかった。
本発明は上記の課題を解決すべく、加工性と耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管の技術を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋼管のねじり疲労に関する研究を行い、縮径圧延後、鋼管の電縫溶接継目部付近の内径形状が変化し、この形状変化がねじり疲労特性に影響を与えていることを知見した。
そして、本発明者らは上記の目的を達成するために、鋼管を熱間で縮径圧延する方法において、電縫溶接継目部付近の内径形状を向上させるための各種方策について鋭意研究した。その結果、縮径圧延工程の圧延ロールと縮径圧延中の鋼管の電縫溶接継目部の位置により電縫溶接継目部付近の内径形状が変化することを知見した。そして、縮径圧延工程時、圧延ロールへの鋼管の装入位置の適切化により、内径形状が良好になり、高い加工性と疲労特性向上の双方を実現できることを見出した。
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、本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]管長手方向に形成された電縫溶接継目部から管周方向に±10°までの領域であるシーム領域と、該シーム領域以外の母材領域とからなる電縫鋼管であって、
管長手方向のr値が1.0以上であり、
前記シーム領域の肉厚最小値Ts(MIN)(mm)及び前記母材領域の肉厚平均値Tb(Ave)(mm)の差(Tb(Ave)−Ts(MIN))であるH(mm)と、前記シーム領域の管内面の弧長W(mm)とが、以下の式(1)を満たし、
前記シーム領域の肉厚最大値Ts(MAX)(mm)と、前記Tb(Ave) (mm)とが、以下の式(2)を満たす電縫鋼管。
H/W≦0.10 ・・・式(1)
Ts(MAX)/Tb(Ave)≦1.05 ・・・式(2)
[2]前記Tb(Ave) (mm)と、前記母材領域の管外径平均値Db(Ave)(mm)とが、以下の式(3)を満たす前記[1]に記載の電縫鋼管。
(Tb(Ave)/Db(Ave))×100≧15% ・・・式(3)
[3]前記r値は、前記母材領域における管長手方向のr値である前記[1]又は[2]に記載の電縫鋼管。
[4]前記[1]〜[3]のいずれか一つに記載の電縫鋼管を製造する方法であって、
鋼帯に成形を施してオープン管とし、
該オープン管に対して電縫溶接を施して素管とし、
該素管に対して、650℃以上の加熱温度で加熱し、累積縮径率が30%以上である縮径圧延を行い、
前記縮径圧延で、縮径率が5.0%以上となるロールスタンドでは、ロールのカリバー中心から±5.0°の範囲及びカリバー中心から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)の範囲に電縫溶接継目部を通過させない電縫鋼管の製造方法。
[5]前記[1]〜[3]のいずれか一つに記載の電縫鋼管を用いてなる自動車用構造部材。
本発明によれば、加工性と耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管の技術が提供される。
具体的に、本発明によれば、r値が1.0以上であって、更にプラグにかじりつきを発生させずに高い加工性を有し、従来よりも、耐ねじり疲労特性に優れた鋼管を製造でき、産業上格段の効果を奏する。本発明に係る電縫鋼管は、曲げ加工を施し、断面成型加工後に耐ねじり疲労特性を必要とするスタビライザーといった自動車用構造部材として好適である。
図1は、電縫鋼管の断面を示す平面図である。 図2は、シーム領域の平面図である。 図3は、シーム領域の肉厚最大値Ts(MAX)が母材領域の肉厚平均値Tb(Ave)よりも大きくなった際のシーム領域の平面図である。 図4は、本発明の電縫鋼管の製造設備の外観図である。 図5は、電縫鋼管を圧延ロール内に装入する際の電縫溶接継目部の位置を説明するための外観図である。 図6は、本発明で、圧延ロールにおいて電縫溶接継目部が接触を回避すべき部位を説明するための外観図である。 図7は、圧延ロールの位相角を説明するための圧延ロールの平面図である。 図8は、実施例での圧延ロールに対する電縫溶接継目部の装入位置と接触を回避すべき領域との関係を示す図である。
<電縫鋼管>
本発明の鋼管は、管長手方向に形成された電縫溶接継目部から管周方向に±10°までの領域であるシーム領域と、該シーム領域以外の母材領域とからなる電縫鋼管であって、管長手方向のr値が1.0以上であり、シーム領域の肉厚最小値Ts(MIN)(mm)及び母材領域の肉厚平均値Tb(Ave)(mm)の差(Tb(Ave)−Ts(MIN))であるH(mm)と、シーム領域の管内面の弧長W(mm)とが、以下の式(1)を満たし、シーム領域の肉厚最大値Ts(MAX)(mm)と、Tb(Ave) (mm)とが、以下の式(2)を満たすことを特徴とする、耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管である。
H/W≦0.10 ・・・式(1)
Ts(MAX)/Tb(Ave)≦1.05 ・・・式(2)
まず、各寸法の測定方法について説明する。図1に電縫鋼管1の断面形状を示し、図2にシーム領域3の拡大図を示す。
シーム領域3は、管軸方向(長手方向)の垂直断面の中心を円中心Оとした場合、電縫溶接継目部2から管周方向に±10°までの領域のことを指す。
母材領域6の肉厚平均値Tb(Ave)については、片球マイクロメータを使用し、電縫溶接継目部を0°とした際に、40°、80°、120°、160°、200°、240°、280°、及び320°の位置における母材領域6の肉厚を計測し、その値の平均値をTb(Ave)(mm)とする。
次に、母材領域6の管外径平均値Db(Ave)(mm)については、外側マイクロメータを使用し、電縫溶接継目部2を0°とした際に、40°、80°、120°及び160°の位置における母材領域6の管外径を計測し、その値の平均値をDb(Ave)(mm)とする。
シーム領域3の管内面の弧長W(mm)は、次式(4)で定義する。
W(mm)=(縮径後のDb(Ave)−2×Tb(Ave))×20×π/360 ・・・式(4)
Ts(MIN)(mm)、Ts(MAX)(mm)は夫々、シーム領域3の肉厚最小値(図2中、符号5で示す位置で肉厚最小値となる。)、シーム領域3の肉厚の最大値(図2中、符号4で示す位置で肉厚最大値となる。)で定義される。
なお、Ts(MIN)(mm)、Ts(MAX)(mm)は、夫々、シーム領域3の区間の肉厚を1°刻みでポイントマイクロメータで計測し,その最小値、最大値とする。
また、本発明の電縫鋼管は、特に限定されないが、母材領域6の肉厚平均値Tb(Ave)は4.0〜8.0mmであることが好ましい。
また、本発明の電縫鋼管は、特に限定されないが、管外径平均値Db(Ave)は20.0〜45.0mmであることが好ましい。
r値:1.0以上
次に、r値(ランクフォード値)の範囲について説明する。本発明では、r値は、母材領域6における管長手方向のr値とすることができる。鋼管1の管長手方向のr値を1.0以上とすることにより、スタビライザーを製造する際に必要な加工性を満足する。一方、鋼管1の上記r値が1.0未満であると、鋼管1に曲げ加工を施すと座屈が生じ、所定の形状まで曲げ加工を行うことができない。よって、鋼管1の管長手方向のr値は、1.0以上とする。好ましくは、上記r値は1.3以上である。また,r値の上限は特に限定されないが、r値が高すぎることで管の周方向に変形が集中し、鋼管1に曲げ加工を施した際に鋼管断面が縮径し、くびれが生じて所望の形状が得られない可能性があるため、好ましくは2.0以下である。
r値は公称ひずみで5〜10%の引張試験を行った時の長手方向の真歪み:eLに対する幅方向の真歪みeWを測定して、その傾きρからr値=ρ/(−1−ρ)を計算して求める。このとき、引張試験は、鋼管の母材領域からJIS12号Aの引張試験片を採取し、ゲージ長さが2mmであるひずみゲージを張り付けて試験を行う。
r値は、縮径圧延時の加熱温度と累積縮径率とを制御することにより調整することができる。
H/W≦0.10 ・・・式(1)
次に、H(mm)とシーム領域3の管内面の弧長W(mm)との比H/Wの限定理由について説明する。
H(mm)とは、シーム領域3の肉厚最小値Ts(MIN)(mm)及び母材領域6の肉厚平均値Tb(Ave)(mm)の差(Tb(Ave)−Ts(MIN))であり、すなわち、H=Tb(Ave)−Ts(MIN)である。
図2に示すように、電縫鋼管1の内径形状に急峻なくぼみ(図2中、符号5参照)が存在すると、このくぼみに応力が集中し、耐ねじり疲労特性が著しく低下する。調査の結果、シーム領域3の急峻さの指標となるH/Wが、0.10以下であるとき、要求される耐ねじり疲労特性を満足することが分かった。
また、Hが負になる場合、すなわちTs(MIN)がTb(Ave)よりも大きい場合には、母材領域6よりも厚みが小さいくぼみがシーム領域3に存在しないため、耐ねじり疲労特性は低下しない。
よって、本発明では、シーム領域3の肉厚最小値Ts(min)(mm)と母材領域6の肉厚平均値Tb(Ave)(mm)の差(Tb(Ave)−Ts(MIN))で定義されるH(mm)とシーム領域3の弧長W(mm)の比(H/W)を0.10以下とする。
また、好ましくは、H/Wは、0.07以下であり、より好ましくは、0.05以下である。
また、好ましくは、H/Wは、−0.10以上であり、より好ましくは、−0.07以上である。
H/Wは、1スタンドあたりの縮径率を特定値以上とする縮径を行うロールスタンドにおいて、ロールのカリバー端およびカリバー中心から特定範囲内の領域を電縫溶接継目部2が回避するように素管12を装入することで上記の範囲に調整することができる。
Ts(MAX)/Tb(Ave)≦1.05 ・・・式(2)
次に、シーム領域3の肉厚最大値Ts(MAX)(mm)とTb(Ave)(mm)の比(Ts(MAX)/Tb(Ave))の限定理由について説明する。耐ねじり疲労特性の観点では、シーム領域が母材領域6よりも肉厚が大きくなるほど、シーム領域3を起点とした破断は発生しにくくなる。
ここで、図3を参照する。図3は、シーム領域3の肉厚最大値Ts(MAX)が母材領域6の肉厚平均値Tb(Ave)よりも大きくなった際のシーム領域3の平面図である。
図3に示すように、Ts(MAX)(図3中、符号4参照)がTb(Ave)より大きくなることで、縮径圧延後に行われる冷間引抜加工時に問題が発生する場合がある。冷間引抜工程は、鋼管内にプラグを挿入し、ダイスを通して冷間で鋼管を引き抜く工程であり、シーム領域3の内径部において突起部が形成されることで、装入するプラグを傷つける問題や、内径部にプラグが当たらない部位が発生するという問題が起こる。
この点、シーム領域3の増肉の指標となるTs(MAX)/Tb(Ave)を1.05以下にすることで、これらの問題の発生を抑止できる。
よって、本発明では、シーム領域の肉厚最大値Ts(MAX)(mm)とTb(ave)(mm)の比(Ts(MAX)/Tb(Ave))を1.05以下とする。
また、好ましくは、Ts(MAX)/Tb(Ave)は、1.04以下であり、より好ましくは、1.03以下である。
また、好ましくは、Ts(MAX)/Tb(Ave)は、0.90以上であり、より好ましくは、0.95以上である。
Ts(MAX)/Tb(Ave)については、1スタンドあたりの縮径率を特定値以上とする縮径を行うロールスタンドにおいて、ロールのカリバー端およびカリバー中心から特定範囲内の領域を回避するような位置に電縫溶接継目部2を装入することで上記の範囲に調整することができる。
(Tb(Ave)/Db(Ave))×100≧15% ・・・式(3)
本発明の鋼管では、さらに、Tb(Ave) (mm)と、母材領域の管外径平均値Db(ave)(mm)の比:(Tb(Ave)/Db(Ave))×100が15%以上であることが好ましい。
Tb(Ave)/Db(Ave)の限定理由は、次のとおりである。
Tb(Ave)/Db(Ave)を小さくすることで、重量を低減させられるが、(Tb(Ave)/Db(Ave))×100が15%未満であると、部品として要求される剛性及び強度を満足できない場合がある。そのため、棒鋼材の代替としては鋼管の寸法として(Tb(Ave)/Db(Ave))×100≧15%であることが好ましい。
また、好ましくは、(Tb(Ave)/Db(Ave))×100は、15.5%以上であり、より好ましくは、16.0%以上である。
また、好ましくは、(Tb(Ave)/Db(Ave))×100は、45%以下であり、より好ましくは、40%以下である。
次に、本発明で使用した鋼管の好適な成分組成について述べる。以下、成分組成の説明は、特に断らない限り、質量%は単に%で記す。
C:0.55%以下
Cは、強度増加に寄与する元素であり、添加することで耐疲労特性が向上するが、C含有量が0.55%を超えると溶接性が悪くなるため、安定した電縫溶接品質が得られなくなる場合がある。よって、C含有量は、0.55%以下とすることが好ましい。より好ましくは、C含有量は0.45%以下である。また、好ましくは、C含有量は0.2%以上である。
Si:0.01〜1.0%
Siは、脱酸および固溶して鋼の強度を増加させる。このような効果を得るためには、Si含有量は0.01%以上とすることが好ましい。また、Si含有量が1.0%を超えると、鋼管の焼き入れ性が低下する場合がある。よって、Si含有量は、0.01〜1.0%とすることが好ましい。より好ましくは、Si含有量は0.1%以上である。また、より好ましくは、Si含有量は0.4%以下である。
Mn:0.2〜3.0%
Mnは、焼き入れ性を向上させる効果があり、0.2%以上含有することでその効果を得る。しかし、Mn含有量が3.0%を超えると電縫溶接品質が悪化する場合がある。よって、Mn含有量は、0.2〜3.0%とすることが好ましい。より好ましくは、Mn含有量は0.5%以上である。また、より好ましくは、Mn含有量は2.0%以下である。
P:0.01%以下
Pは、粒界等に偏析し、靱性を低下させるため、本発明ではできるだけ低減させることが望ましいが、P含有量は0.01%までは許容できる。よって、P含有量は、0.01%以下とすることが好ましい。より好ましくは、P含有量は0.005%以下である。
S:0.01%以下
Sは、鋼中で硫化物介在物として存在し、加工性、耐疲労特性を低下させる元素であるため、本発明ではできるだけ低減させることが望ましいが、S含有量は0.01%以下までは許容できる。よって、S含有量は、0.01%以下とすることが好ましい。より好ましくは、S含有量は0.005%以下である。
Cr:2.0%以下
Crは、焼き入れ性を向上させる元素であり、鋼の強度を高め、疲労特性の向上に有効である。しかし、2.0%を超えてCrを含有すると、電縫溶接部継目部にCr酸化物が残存し、電縫溶接品質が低下する場合がある。よって、Cr含有量は、2.0%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Cr含有量は0.5%以下である。また、好ましくは、Cr含有量は0.001%以上である。
Ti:0.1%以下
Tiは、鋼中のNをTiNとして固定する作用を有する。しかし、Ti含有量が0.1%を超えると、鋼の加工性、靱性が低下する場合がある。よって、Ti含有量は、0.1%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Ti含有量は0.04%以下である。また、好ましくは、Ti含有量は0.01%以上である。
Al:0.1%以下
Alは、脱酸に有効な元素であり、また、焼入れ時のオーステナイト粒の成長を抑制することで焼き入れ後の強度を確保するために必要な元素である。しかし、Al含有量が0.1%を超えると、効果が飽和し、Al系の介在物が増加することで疲労強度を低下させる場合がある。よって、Al含有量は、0.1%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Al含有量は0.08%以下である。また、好ましくは、Al含有量は0.01%以上である。
V:0.5%以下
Vは、微細な炭化物を形成して鋼の強度の増加に寄与する元素である。しかし、V含有量が0.5%を超えると効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。よって、V含有量は、0.5%以下とすることが好ましい。より好ましくは、V含有量は0.3%以下である。また、好ましくは、V含有量は0.01%以上である。
Nb:0.1%以下
Nbは、微細な炭化物を形成して鋼の強度の増加に寄与する元素である。しかし、Nb含有量が0.1%を超えると効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。よって、Nb含有量は、0.1%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Nb含有量は0.03%以下である。また、好ましくは、Nb含有量は0.001%以上である。
Mo:1.0%以下
Moは、焼入れ性を向上させ、鋼の強度の増加に寄与する元素である。しかし、Mo含有量が1.0%を超えると効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。よって、Mo含有量は、1.0%以下とすることが好ましい。より好ましくは、
Mo含有量は0.3%以下である。また、好ましくは、Mo含有量は0.01%以上である。
Cu:2.0%以下
Cuは焼入れ性を高める元素であり、鋼の強度を高め、疲労強度の向上に有効である。しかし、2.0%を超えてCuを含有すると加工性が低下する場合がある。よって、Cu含有量は、2.0%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Cu含有量は0.5%以下である。また、好ましくは、Cu含有量は0.001%以上である。
Ni:2.0%以下
Niは焼入れ性を高める元素であり、鋼の強度を高め、疲労強度の向上に有効である。しかし、2.0%を超えてNiを含有すると加工性が低下する場合がある。よって、Ni含有量は、2.0%以下とすることが好ましい。より好ましくは、Ni含有量は0.5%以下である。また、好ましくは、Ni含有量は0.001%以上である。
B:0.005%以下
Bは、微量で鋼の焼入れ性を高める元素である。しかし、B含有量が0.005%を超えるとその効果が飽和すると共に、粒界に偏析して粒界破壊を促進し疲労特性を低下させる。よって、B含有量は、0.005%以下とすることが好ましい。より好ましくは、B含有量は0.0050%以下である。また、好ましくは、B含有量は0.0003%以上である。
N:0.01%以下
Nは、鋼中に不可避的に含有される元素であるが、鋼中の窒化物形成元素と結合し、結晶粒の粗大化抑制、さらには焼戻し後の強度増加に寄与する。しかし、N含有が0.01%を超えると電縫溶接継目部の靱性を低下させ、加工性が悪化する。よって、N含有量は、0.01%以下とすることが好ましい。より好ましくは、N含有量は0.005%以下である。
上記した成分組成以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。
<電縫鋼管の製造方法>
次に、上記の鋼管の製造方法について、図4を参照しながら説明する。
図4は本発明の電縫鋼管を製造するための設備の概略図を示す。
本発明では、まず、図4(a)に示すように、鋼帯7に対して連続成形機8等により連続成形を施してオープン管9とし、該オープン管に対して溶接手段10により電縫溶接を施して素管12とする。なお、本発明では、スクイズロール11で圧接しながら鋼帯7の周方向突合せ部を溶接手段10で電気抵抗溶接して、素管12を得てもよい。
また、素管12を、切断機13により所定の寸法に切断してもよい。
素管12を得た後、図4(b)に示すように、素管(管体)12に対して、加熱手段14により650℃以上の加熱温度で加熱し、圧延ロール(以下、単にロールとも記す。)15を用いて累積縮径率30%以上で縮径圧延を行う。圧延ロール15による縮径圧延については、複数のロールスタンド16−1、16−2・・・、16−N(Nは自然数)を用いて漸次縮径を行うようにすることができる。
なお、縮径率の定義は、以下の式(5)で定義される。
縮径率(%)=100×(縮径前のDb(Ave)−縮径後のDb(Ave))/縮径前のDb(Ave) ・・・式(5)
より具体的に、累積縮径率は、以下の式(6)で得られる。
累積縮径率(%)=100×(第1スタンドでの縮径前のDb(Ave)−最終スタンドでの縮径後のDb(Ave))/第1スタンドでの縮径前のDb(Ave)・・・式(6)
鋼管縮径圧延時の加熱温度を650℃以上とし、かつ縮径圧延での累積縮径率を30%以上とすることで、加工後の鋼管のr値を1.0以上にすることが可能になり、曲げ加工時に所望の形状に加工することができる。
上記加熱温度は、好ましくは700℃以上であり、より好ましくは800℃以上である。
また、上記加熱温度は、好ましくは1050℃以下であり、より好ましくは1000℃以下である。
上記累積縮径率は、好ましくは35%以上であり、より好ましくは40%以上である。
また、上記累積縮径率は、好ましくは90%以下であり、より好ましくは85%以下である。
本発明では、縮径圧延で、縮径率が5.0%以上となるロールスタンドでは、ロールのカリバー中心から±5.0°の範囲及びカリバー中心から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)の範囲に電縫溶接継目部2を通過させない。
ここでいう、第Nスタンドのロールスタンドでの縮径率は、以下の式(7)で得られる。
縮径率(%)=100×(第Nスタンドでの縮径前のDb(Ave)−第Nスタンドでの縮径後のDb(Ave))/第Nスタンドでの縮径前のDb(Ave) ・・・式(7)
次に、この電縫溶接継目部2のロールスタンドへの装入位置の限定理由について述べる。ここでの電縫溶接継目部2の装入位置とは、縮径圧延用のロールに装入する際、鋼管が進む方向を向き、天井方向から鋼管の中心を軸に反時計方向に電縫溶接継目部を回転させた際の周方向位置である。このとき、天井方向を0°とする。また、上記のカリバー中心から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置とは、カリバー中心から±360°/(n×2)の位置とも言える。
図5は、電縫鋼管の装入位置を説明するための図である。また、図6は、本発明で、圧延ロール15において電縫溶接継目部2が接触を回避すべき位置を説明するための外観図である。本発明者らは、ロール15を用いて鋼管の縮径圧延を行う際、鋼管の断面では圧延したロール15のカリバー端付近の肉厚が増加し、カリバー中心17では肉厚が減少することに着目した。
鋼管の縮径圧延を行うためのロール15は、ロール周方向に形成されたカリバーを有しており、複数のロール15が回転しながらカリバーで鋼管(素管12)を挟持する。鋼管の軸方向(長手方向)の垂直断面(管軸方向垂直断面)視で、カリバーは管軸方向垂直断面の鋼管外径に沿うように湾曲した形状を有する。このとき、ロールの回転軸を中心とするカリバー直径18が最小となる円弧の位置にあるカリバー中心17がカリバー底となる。
本発明者らは、図5に示すように、電縫溶接継目部2を周方向に様々な位置に設定し、素管12を縮径圧延用のロール15(16−1)に装入した。
それにより、1スタンドあたり縮径率が5.0%以上となる縮径圧延用のロールスタンドにおいて、図6に示すようにロール15のカリバー中心17から±5.0°の範囲およびカリバー中心17から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)の範囲を電縫溶接継目部2が回避するように素管12を装入したところ、変形が少なく、内径形状が良好に保たれることを知見した。
ここで、カリバー中心17から±5.0°とは、ロール15の管軸方向垂直断面におけるカリバー外縁部を、鋼管の断面円に沿った扇形形状とした際、すなわちこの鋼管の断面円中心を円中心とした扇形形状とした際、カリバー中心17を0°として、この扇形形状における±5.0°の範囲であることを指す。また、カリバー中心17から360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)とは、例えば4ロールで圧延を行う際には、カリバー中心17から左右にそれぞれ45°(=360°/(4×2))の位置から円周方向に±5.0°の範囲であることを指し、3ロールで圧延を行う際には、カリバー中心17から左右にそれぞれ60°(=360°/(3×2))の位置から円周方向に±5.0°の範囲であることを指す。
本発明では、加工性の観点から、管周方向に隣接するロール15において、左側のロール15の右端側となるカリバー中心17から360°/(n×2)の位置から±5.0°の領域と、右側のロール15の左端側となるカリバー中心17から360°/(n×2)の位置から±5.0°の領域とは、重なっていてよい。
このように、加工性および耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管を得るために、縮径圧延で、縮径率が5.0%以上となるロールスタンドでは、ロールのカリバー中心から±5.0°およびカリバー中心から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)の範囲に電縫溶接継目部を通過させないようにする。
また、縮径圧延中、管の電縫溶接継目部2の周方向変位を拘束し、より確実に目的の装入位置へ装入するための方法としては、ロール型のガイドを隣接し合うロールスタンド16間に設置し、このガイドでスタンド16間を通過する管の周方向変位を拘束する方法、縮径圧延時に後方から引張応力を加える方法、電縫溶接と縮径圧延を連続して行う方法等が挙げられるが、特に限定はされない。
得られた鋼管1に対しては、高周波焼入れ処理、焼戻し処理を行ってよい。高周波焼入れ処理は加熱温度850〜1050℃、保持時間:1〜1800sの条件で加熱し、その後水冷する処理とすることができる。焼戻し処理は150〜450℃で5〜60分保持し、その後空冷する処理とすることができる。
以上説明した本発明の電縫鋼管1は、自動車のスタビライザー等の自動車用構造部材に用いることができる。
以下、実施例に基づき、本発明についてさらに説明する。
表1に示す、2種類の鋼種A、Bの鋼帯に連続成形を施してオープン管とし、該オープン管に対して電縫溶接を施して素管とし、累積縮径率、加熱温度および縮径圧延用のロールスタンドへの装入位置を変化させて縮径圧延を行い、鋼管No.A−1〜A−19、B−1〜B−19を得た。鋼管No.A−1〜A−19は鋼種Aに基づいて製造し、鋼管No.B−1〜B−19は鋼種Bに基づいて製造した。
表2に縮径スケジュールを示す。また、図7は、表2に示される圧延ロールの位相角を説明するための圧延ロールの平面図である。
表2に示す位相角とは、4ロールのパターンA〜Dについては、図7に示すように、各スタンド16における天井から、鋼管の中心を軸にして反時計回りに0〜90°内にある圧延ロール15のカリバー中心(カリバー底)の天井からの周方向の角度(°)のことを指す。
また、3ロールのパターンEについては、表2に示す位相角は、各スタンド16における天井から反時計回りに0〜120°内にある圧延ロール15のカリバー底の天井からの周方向の角度(°)のことを指す。
表3、表4には、鋼管No.A−1〜A−19、B−1〜B−19を製造した際の縮径パターンを含めた縮径条件を示す。
表3、表4に示す各鋼管の圧延ロールへの装入位置については、縮径パターン毎に図8にも示す。それぞれの角度は天井から圧延方向を向いて反時計回りに決定した(図7も参照)。
具体的に、縮径パターンA、B(共に、n=4)については、縮径率が5.0%以上となる第5スタンド〜第10スタンドの夫々の位相角11.25°、56.25°、78.75°、33.75°、0°、及び45°の±5.0°の範囲内にシーム(電縫溶接継目部)の装入位置が含まれない場合、且つ夫々の位相角に±45°(=360°/(4×2))を加えた角度である−33.75°(−33.75°に90°を足した56.25°として評価する。)、56.25°、11.25°、101.25°(101.25°から90°を引いた11.25°として評価する。)、33.75°、123.75°(123.75°から90°を引いた33.75°として評価する。)、−11.25°(−11.25°に90°を足した78.75°として評価する。)、78.75°、−45°(−45°に90°を足した45°として評価する。)、45°、0°、及び90°(90°から90°を引いた0°として評価する。)の±5.0°の範囲内にシーム(電縫溶接継目部)の装入位置が含まれない場合に、本発明の製造条件における、ロールのカリバー中心から±5.0°の範囲及びカリバー中心から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)の範囲に電縫溶接継目部を通過させないという条件(以下、条件Pと記す。)を満たす。
縮径パターンA又はBを採用した鋼管として、鋼管No.A−1、B−1は、装入位置18°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−2、B−2は、装入位置113°から90°を引いた23°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−3、B−3は、装入位置205°から90°×2を引いた25°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−4、B−4は、装入位置337°から90°×3を引いた67°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−5、B−5は、装入位置70°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−6、B−6は、装入位置108°から90°を引いた18°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−10、B−10は、装入位置113°から90°を引いた23°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
一方、鋼管No.A−9、B−9は、装入位置35°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。(図8中、回避領域参照)
鋼管No.A−11、B−11は、装入位置12°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
鋼管No.A−13、B−13は、装入位置255°から90°×2を引いた75°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
鋼管No.A−14、B−14は、装入位置35°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
鋼管No.A−15、B−15は、装入位置46°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
縮径パターンC、D(共に、n=4)については、縮径率が5.0%以上となる第5スタンド〜第8スタンドの夫々の位相角11.25°、56.25°、78.75°、及び33.75°の±5°の範囲内にシーム(電縫溶接継目部)の装入位置が含まれない場合、且つ夫々の位相角に±45°(=360°/(4×2))を加えた角度である−33.75°(−33.75°に90°を足した56.25°として評価する。)、56.25°、11.25°、101.25°(101.25°から90°を引いた11.25°として評価する。)、33.75°、123.75°(123.75°から90°を引いた33.75°として評価する。)、−11.25°(−11.25°に90°を足した78.75°として評価する。)、及び78.75°の±5.0°の範囲内にシーム(電縫溶接継目部)の装入位置が含まれない場合に、本発明の製造条件における上記の条件Pを満たす。
縮径パターンC又はDを採用した鋼管として、鋼管No.A−7、B−7は、装入位置180°から90°×2を引いた0°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−8、B−8は、装入位置226°から90°×2を引いた46°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
鋼管No.A−12、B−12は、装入位置226°から90°×2を引いた46°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
一方、鋼管No.A−16、B−16は、装入位置79°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
縮径パターンE(n=3)については、縮径率が5.0%以上となる第5スタンド〜第10スタンドの夫々の位相角15°、75°、105°、45°、0°及び60°の±5°の範囲内にシーム(電縫溶接継目部)の装入位置が含まれない場合、且つ夫々の位相角に±60°(=360°/(3×2))を加えた角度である−45°(−45°に120°を足した75°として評価する。)、75°、45°、165°(165°から120°を引いた45°として評価する。)、0°、及び120°(120°から120°を引いた0°として評価する。)の範囲内にシーム(電縫溶接継目部)の装入位置が含まれない場合に、本発明の製造条件における上記の条件Pを満たす。
鋼管No.A−17、B−17は、装入位置23°が上記範囲に含まれないため、条件Pを満たす。
一方、鋼管No.A−18、B−18は、装入位置165°から120°を引いた45°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
鋼管No.A−19、B−19は、装入位置342°から120°×2を引いた102°が上記範囲に含まれるため、条件Pを満たさない。
また、表3、表4には、製品としての目標外径、目標板厚、実際の縮径後の外径を示す。さらに各鋼管の断面から、Ts(MAX)、Ts(MIN)、Tb(ave)、Db(ave)を計測し、W、Hを計算した。
ついで、これらの電縫鋼管に、高周波焼入れ処理、焼戻し処理をおこなった。なお、高周波焼入れ処理は加熱温度950℃、保持時間:1sの条件で加熱し、水冷する処理とした。焼戻し処理は190℃で1時間保持し、空冷した。
縮径圧延および熱処理を行った後、引張試験を実施し、引張強さTSとr値を求めた。引張試験は、鋼管の母材領域からJIS12号Aの引張試験片を採取し、ゲージ長さが2mmのひずみゲージを張り付けて試験を行った。この引張試験の結果から、引張強さTSを求めた。またr値は公称ひずみで5〜10%の引張を行った時の長手方向の真歪み:eLに対する幅方向の真歪みeWを測定して、その傾きρからr値=ρ/(−1−ρ)を計算して求めた。
また、得られた縮径圧延鋼管から、管状のねじり疲労試験片(長さ450mm)を採取し、ねじり疲労試験を実施した。ねじり疲労試験は、負荷応力(外面):600MPa、応力比:−1(両振り)、周波数2Hz、波形:正弦波の条件で行い、破断時までの繰り返し回数を測定し、耐疲労特性を評価した。本発明では、同一の縮径スケジュールで、同一製品寸法(目標肉厚と目標外径の組み合わせが同一の物)、同一鋼種の比較例に比べ、破断時までの回数が2.0倍以上になったものをねじり疲労特性が向上したと判断した。
プラグのかじりつきの評価としては、まず、電縫鋼管を素管として、冷間で引抜加工を行った。具体的には鋼管内部にプラグを挿入し、ダイスを用いて引き抜き加工を行った。このとき、電縫鋼管の内径が突出し、プラグのかじりつきと呼ばれるひっかき疵をプラグに形成させると他の鋼管を加工した際に疵の原因になる。
評価方法としては、冷間での引抜加工を行った際に、プラグ表面に疵がついているか否かを目視で確認して、疵の有り無しを判断した。疵の無いものを加工性に優れていると判断した。
得られた結果を表3、表4に示す。前述したように、表3は鋼No.Aでの結果、表4は鋼No.Bの結果である。
表3、表4から、本発明例ではいずれも、H/Wが0.10以下かつTs(MAX)/Tb(Ave)≦1.05であり、r値が1.0以上である。また、本発明例の鋼管では、プラグ表面に疵が無く、加工性に優れ、従来の電縫鋼管よりも高負荷の試験において、ねじり疲労特性が向上した。
一方、比較例となる鋼管No.A−9、B−9は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、H/Wが本発明の範囲外となり、所望の耐ねじり疲労特性を得られなかった。
また、鋼管No.A−10、B−10は、縮径圧延における加熱温度が650℃未満であり、r値が1.0未満となり、所望の加工性を得られなかった。
また、鋼管No.A−11、B−11は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、Ts(MAX)/Tb(Ave)が本発明の範囲外となり、冷間引抜加工時にプラグに疵が発生した。
また、鋼管No.A−12、B−12は、累積縮径率が30%未満であり、r値が1.0未満となり、所望の加工性を得られなかった。
また、鋼管No.A−13、B−13は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、H/Wが本発明の範囲外となり、所望の耐ねじり疲労特性を得られなかった。
また、鋼管No.A−14、B−14は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、H/W及びTs(MAX)/Tb(Ave)が本発明の範囲外となり、所望の耐ねじり疲労特性を得られず、冷間引抜加工時にプラグに疵が発生した。
また、鋼管No.A−15、B−15は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、H/Wが本発明の範囲外となり、所望の耐ねじり疲労特性を得られなかった。
また、鋼管No.A−16、B−16は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、H/Wが本発明の範囲外となり、所望の耐ねじり疲労特性を得られなかった。
また、鋼管No.A−18、B−18は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、H/Wが本発明の範囲外となり、所望の耐ねじり疲労特性を得られなかった。
また、鋼管No.A−19、B−19は、シーム(電縫溶接継目部)の装入位置が上記条件Pを満たさず、Ts(MAX)/Tb(Ave)が本発明の範囲外となり、冷間引抜加工時にプラグに疵が発生した。
Figure 0006954504
Figure 0006954504
Figure 0006954504
Figure 0006954504
1 電縫鋼管
2 電縫溶接継目部
3 シーム領域
4 シーム領域の肉厚が最大となる位置
5 シーム領域の肉厚が最小となる位置
6 母材領域
7 鋼帯
8 連続成形機
9 オープン管
10 溶接手段
11 スクイズロール
12 素管
13 切断機
14 加熱手段
15 圧延ロール
16 ロールスタンド(ただし末尾の数字はスタンド番号を示す)
17 カリバー中心
18 カリバー直径

Claims (5)

  1. 管長手方向に形成された電縫溶接継目部から管周方向に±10°までの領域であるシーム領域と、該シーム領域以外の母材領域とからなる電縫鋼管であって、
    管長手方向のr値が1.0以上であり、
    前記シーム領域の肉厚最小値Ts(MIN)(mm)及び前記母材領域の肉厚平均値Tb(Ave)(mm)の差(Tb(Ave)−Ts(MIN))であるH(mm)と、前記シーム領域の管内面の弧長W(mm)とが、以下の式(1)を満たし、
    前記シーム領域の肉厚最大値Ts(MAX)(mm)と、前記Tb(Ave)(mm)とが、以下の式(2)を満たす電縫鋼管。
    H/W≦0.10 ・・・式(1)
    Ts(MAX)/Tb(Ave)≦1.05 ・・・式(2)
  2. 前記Tb(Ave)(mm)と、前記母材領域の管外径平均値Db(Ave)(mm)とが、以下の式(3)を満たす請求項1に記載の電縫鋼管。
    (Tb(Ave)/Db(Ave))×100≧15% ・・・式(3)
  3. 前記r値は、前記母材領域における管長手方向のr値である請求項1又は2に記載の電縫鋼管。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電縫鋼管を製造する方法であって、
    鋼帯に成形を施してオープン管とし、
    該オープン管に対して電縫溶接を施して素管とし、
    該素管に対して、650℃以上の加熱温度で加熱し、累積縮径率が30%以上である縮径圧延を行い、
    前記縮径圧延で、縮径率が5.0%以上となるロールスタンドでは、ロールのカリバー中心から±5.0°の範囲及びカリバー中心から左右にそれぞれ360°/(n×2)の位置から±5.0°(nは1スタンドあたりのロール数)の範囲に電縫溶接継目部を通過させない電縫鋼管の製造方法。
  5. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電縫鋼管を用いてなる自動車用構造部材。
JP2021530942A 2020-03-18 2021-03-15 電縫鋼管、その製造方法および自動車用構造部材 Active JP6954504B1 (ja)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI811095B (zh) * 2022-09-07 2023-08-01 璋釔鋼鐵廠股份有限公司 空心穩定桿製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11151524A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Kawasaki Steel Corp 鋼管の製造方法
JP2001115238A (ja) * 1999-08-06 2001-04-24 Sumitomo Metal Ind Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼溶接鋼管
JP2006274436A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Jfe Steel Kk 部品用の断面形状をもつ曲管用のフェライト系ステンレス鋼板および鋼管
WO2016143271A1 (ja) * 2015-03-12 2016-09-15 Jfeスチール株式会社 電縫溶接ステンレスクラッド鋼管およびその製造方法
WO2019188224A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 Jfeスチール株式会社 中空スタビライザー製造用の電縫鋼管、中空スタビライザー、及びそれらの製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5845623B2 (ja) 1978-03-20 1983-10-11 日本ピラ−工業株式会社 軸封用パッキン
DE2835373A1 (de) * 1978-08-11 1980-02-21 Uralsky Nii Trubnoj Promy Verfahren zum reduzieren und kalibrieren von schweissrohren sowie walzwerk zur durchfuehrung des verfahrens
JPS5942572B2 (ja) 1981-05-26 1984-10-16 石川島播磨重工業株式会社 圧延装置
JP5845623B2 (ja) 2010-05-27 2016-01-20 Jfeスチール株式会社 耐ねじり疲労特性に優れた電縫鋼管及びその製造方法
JP5942572B2 (ja) 2012-05-08 2016-06-29 Jfeスチール株式会社 耐疲労特性に優れた自動車部品用電縫溶接鋼管およびその製造方法
WO2013175821A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 新日鐵住金株式会社 中空スタビライザ並びに中空スタビライザ用鋼管及びその製造方法
CN109642264A (zh) * 2016-10-24 2019-04-16 杰富意钢铁株式会社 高强度薄壁中空稳定器用电焊钢管及其制造方法
JP6885472B2 (ja) * 2018-06-27 2021-06-16 Jfeスチール株式会社 中空スタビライザー製造用の電縫鋼管、及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11151524A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Kawasaki Steel Corp 鋼管の製造方法
JP2001115238A (ja) * 1999-08-06 2001-04-24 Sumitomo Metal Ind Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼溶接鋼管
JP2006274436A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Jfe Steel Kk 部品用の断面形状をもつ曲管用のフェライト系ステンレス鋼板および鋼管
WO2016143271A1 (ja) * 2015-03-12 2016-09-15 Jfeスチール株式会社 電縫溶接ステンレスクラッド鋼管およびその製造方法
WO2019188224A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 Jfeスチール株式会社 中空スタビライザー製造用の電縫鋼管、中空スタビライザー、及びそれらの製造方法

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