JPH03226545A - 被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管 - Google Patents
被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管Info
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- JPH03226545A JPH03226545A JP2017790A JP2017790A JPH03226545A JP H03226545 A JPH03226545 A JP H03226545A JP 2017790 A JP2017790 A JP 2017790A JP 2017790 A JP2017790 A JP 2017790A JP H03226545 A JPH03226545 A JP H03226545A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管
に関するものである。
に関するものである。
(従来の技術)
切削加工技術の進展、自動車その他の機械生産量の増大
に伴い、被削性の優れた鋼材の必要性が大きくなってい
る。機械構造用鋼管についても、切削加工の自動化、高
能率化によって切屑処理性、切削仕上面の良好な材料が
望まれている。
に伴い、被削性の優れた鋼材の必要性が大きくなってい
る。機械構造用鋼管についても、切削加工の自動化、高
能率化によって切屑処理性、切削仕上面の良好な材料が
望まれている。
一般の機械構造用鋼については、被削性を改善させるた
めに、例えば、特開昭55−85658号公報、特開昭
57−140853号公報や特開昭62−33747号
公報に示されているようなS系快削鋼、pb快削鋼、C
a快削鋼及びこれらの複合快削鋼が開発され、実用化さ
れている。しかしながら、被削性の良好な機械構造用鋼
管を電気抵抗溶接によって製造しようとする際、これら
の快削鋼の快削性元素が生成する介在物は電気抵抗溶接
性を劣化させ、溶接割れ、超音波探傷試験時のUST不
良、などによる大幅な歩留低下の原因となるため、電気
抵抗溶接管の材料としては使用することができない。な
お、これらの介在物による機械的性質の劣化を防くため
に、特公昭61−16337号公報に示すようにsol
、AIを制限し、S、 Ca、 Oの量を特定している
ものもあるが、電気抵抗溶接の素材として用いる場合に
は、上記問題点を完全に解消するものではなく、さらに
、S1キルド綱において0の量を0、0040重量%以
下に低減させることは、通常困難である。
めに、例えば、特開昭55−85658号公報、特開昭
57−140853号公報や特開昭62−33747号
公報に示されているようなS系快削鋼、pb快削鋼、C
a快削鋼及びこれらの複合快削鋼が開発され、実用化さ
れている。しかしながら、被削性の良好な機械構造用鋼
管を電気抵抗溶接によって製造しようとする際、これら
の快削鋼の快削性元素が生成する介在物は電気抵抗溶接
性を劣化させ、溶接割れ、超音波探傷試験時のUST不
良、などによる大幅な歩留低下の原因となるため、電気
抵抗溶接管の材料としては使用することができない。な
お、これらの介在物による機械的性質の劣化を防くため
に、特公昭61−16337号公報に示すようにsol
、AIを制限し、S、 Ca、 Oの量を特定している
ものもあるが、電気抵抗溶接の素材として用いる場合に
は、上記問題点を完全に解消するものではなく、さらに
、S1キルド綱において0の量を0、0040重量%以
下に低減させることは、通常困難である。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、被削性の優れた機械構造用電縫網管を製造す
るにあたって、従来の快削鋼では、快削性元素が生成す
る介在物は、電気抵抗溶接性を著しく劣化させ、溶接割
れ、UST不良などの原因となるため、電気抵抗溶接管
の材料としては使用することができないという問題点を
解決し、機械構造用電縫網管の被削性改善要求に応える
ことを目的としてなされたものである。
るにあたって、従来の快削鋼では、快削性元素が生成す
る介在物は、電気抵抗溶接性を著しく劣化させ、溶接割
れ、UST不良などの原因となるため、電気抵抗溶接管
の材料としては使用することができないという問題点を
解決し、機械構造用電縫網管の被削性改善要求に応える
ことを目的としてなされたものである。
(課題を解決するための手段)
本発明の要旨とするところは下記のとおりである。
(1)重量%表示でC: 0.02〜0.60%、Si
:0.4%以下、Mn:0.20〜2.0%、P :
0.030%以下、S:0.040%以下、sol、
AI : 0.001〜0.040%、N:0.006
0〜0.0100%、O: 0.0060%以下、Ca
: 0.002〜0.020%でかつCa%/(1,
25×O%十〇、625 xS%)≧0.05、を含有
し、残部鉄および不可避的不純物からなることを特徴と
する被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
:0.4%以下、Mn:0.20〜2.0%、P :
0.030%以下、S:0.040%以下、sol、
AI : 0.001〜0.040%、N:0.006
0〜0.0100%、O: 0.0060%以下、Ca
: 0.002〜0.020%でかつCa%/(1,
25×O%十〇、625 xS%)≧0.05、を含有
し、残部鉄および不可避的不純物からなることを特徴と
する被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
(2)重量%表示でC: 0.02〜0.60%、Si
:0.4%以下、Mn : 0.20〜2.0%、P
: 0.030%以下、S:0.040%以下、Cr:
0.10〜1.50%、Mo: 0.10〜0.60
%、sol、 /V : 0.001〜0.040%、
N: 0.0060〜0.0100%、O: 0.00
60%以下、Ca : 0.002〜0.020%でか
つCa%/ (1,25X 0%+0.625x 3%
)≧0.05、を含有し、残部鉄および不可避的不純物
からなることを特徴とする被削性の優れた機械構造用電
気抵抗溶接鋼管。
:0.4%以下、Mn : 0.20〜2.0%、P
: 0.030%以下、S:0.040%以下、Cr:
0.10〜1.50%、Mo: 0.10〜0.60
%、sol、 /V : 0.001〜0.040%、
N: 0.0060〜0.0100%、O: 0.00
60%以下、Ca : 0.002〜0.020%でか
つCa%/ (1,25X 0%+0.625x 3%
)≧0.05、を含有し、残部鉄および不可避的不純物
からなることを特徴とする被削性の優れた機械構造用電
気抵抗溶接鋼管。
ここで、本発明は、切屑処理性の良好な電気抵抗溶接管
を、歩留良く製造することを可能とするために、素材の
N、S、Ca、Oの量を特定したことを特徴としている
。
を、歩留良く製造することを可能とするために、素材の
N、S、Ca、Oの量を特定したことを特徴としている
。
(作 用)
以下に、本発明の詳細を述べるとともに、前記のように
本発明の鋼の成分範囲を定めた理由について説明する。
本発明の鋼の成分範囲を定めた理由について説明する。
本発明は、切屑処理性の良好な機械構造用鋼管を、電気
抵抗溶接により製造することを目的としたもので、N、
S、Ca、Oの量を特定することにより、快削成分の介
在物による電気抵抗溶接の際の溶接割れ、UST不良な
どを原因とする歩留の大幅低下を抑制している。
抵抗溶接により製造することを目的としたもので、N、
S、Ca、Oの量を特定することにより、快削成分の介
在物による電気抵抗溶接の際の溶接割れ、UST不良な
どを原因とする歩留の大幅低下を抑制している。
Cは、機械的強度を確保するために必須であるため、下
限を0.02%とした。また、0.60%を超えると靭
性および被削性が劣化する上、製管のための電気抵抗溶
接時に、その熱影響によって著しく硬化し加工性を損な
うので、その上限を0.60%とじた。
限を0.02%とした。また、0.60%を超えると靭
性および被削性が劣化する上、製管のための電気抵抗溶
接時に、その熱影響によって著しく硬化し加工性を損な
うので、その上限を0.60%とじた。
Siは、脱酸上鋼に含まれる元素であるが、過剰に添加
すると延性を低下させるほか、Siスケールの生成によ
って被削材の表面性状を劣化させ、被削性も悪化させる
ため、その上限値を0.4%とした。
すると延性を低下させるほか、Siスケールの生成によ
って被削材の表面性状を劣化させ、被削性も悪化させる
ため、その上限値を0.4%とした。
Mnは、一般に鋼の強度、靭性を確保する上で不可欠な
元素であり、Sによる熱間脆性を回避する意味を併せて
、下限を0.20%とした。しかしながら、過度の添加
は、加工性・溶接性を劣化させるため、2.0%以下と
した。
元素であり、Sによる熱間脆性を回避する意味を併せて
、下限を0.20%とした。しかしながら、過度の添加
は、加工性・溶接性を劣化させるため、2.0%以下と
した。
Pは、一般に網中に固溶して生地を脆化させることによ
り被削性を向上させる元素であるが、この量が多いと電
気抵抗溶接性を劣化させる。従って、その上限を0.0
30%とした。
り被削性を向上させる元素であるが、この量が多いと電
気抵抗溶接性を劣化させる。従って、その上限を0.0
30%とした。
Sは、切屑処理性を改善するために有効な元素であるが
、S量の増大とともに、製管のための電気抵抗溶接の際
の溶接割れ、超音波探傷試験時のUST不良などによる
大幅な歩留低下の原因となるため、その上限値を0.0
40%とした。なお、切屑処理性に及ぼすSとNの複合
効果を最も有効にし、かつUST不良による歩留落ちを
最低限に抑えたい場合には、0.015%以上、0.0
25%以下の添加が望ましい。
、S量の増大とともに、製管のための電気抵抗溶接の際
の溶接割れ、超音波探傷試験時のUST不良などによる
大幅な歩留低下の原因となるため、その上限値を0.0
40%とした。なお、切屑処理性に及ぼすSとNの複合
効果を最も有効にし、かつUST不良による歩留落ちを
最低限に抑えたい場合には、0.015%以上、0.0
25%以下の添加が望ましい。
Sol、 /Vは、一般に脱酸上台まれる元素であり、
リムド綱ヘースのものを考慮して、下限値を0.001
%とした。一方、Mはアルミナクラスターの生成により
鋼の被削性を悪化させる上、AjNの生成により青熱脆
性を軽減させるため、その上限を0.040%とした。
リムド綱ヘースのものを考慮して、下限値を0.001
%とした。一方、Mはアルミナクラスターの生成により
鋼の被削性を悪化させる上、AjNの生成により青熱脆
性を軽減させるため、その上限を0.040%とした。
また、このAjNの生成は、高温での靭性を低下させる
ため、高温での靭性、変形能が要求される場合には、0
.005%以下のSiキルド鋼とするのが望ましい。
ため、高温での靭性、変形能が要求される場合には、0
.005%以下のSiキルド鋼とするのが望ましい。
Nは、被削性に対しても有効な元素である。これは、切
屑の温度がNによる青熱脆性温度領域に達するため、切
屑の分断性が良くなるというものであり、0.0060
%以上の添加でその作用を発揮する。しかしながら、0
.0100%を超えて添加すると溶接性を著しく劣化さ
せることから、その上限値を0.0100%とした。
屑の温度がNによる青熱脆性温度領域に達するため、切
屑の分断性が良くなるというものであり、0.0060
%以上の添加でその作用を発揮する。しかしながら、0
.0100%を超えて添加すると溶接性を著しく劣化さ
せることから、その上限値を0.0100%とした。
0は、前述のSi、SOl、kl量を前提とした場合、
0.0060%超の添加によって酸化物が増大し、超音
波探傷試験時のUST不良の要因となる上、Ca酸化物
を生成することにより、次に述べる硫化物MnSの形態
を制御するためのCaを少なくするため、その上限を0
.0060%とした。
0.0060%超の添加によって酸化物が増大し、超音
波探傷試験時のUST不良の要因となる上、Ca酸化物
を生成することにより、次に述べる硫化物MnSの形態
を制御するためのCaを少なくするため、その上限を0
.0060%とした。
Caは、0.002%以上の添加によって、硫化物Mn
Sの形態を制御し靭性を向上させる効果を有しているほ
か、酸化物生成により工具寿命、切削抵抗を良好とする
。一方、0.020%を超えて添加すると大型介在物と
なり、靭性、電気抵抗溶接性に悪影響を及ぼす。このた
め添加量の範囲を0.002〜0、020%に制限した
。
Sの形態を制御し靭性を向上させる効果を有しているほ
か、酸化物生成により工具寿命、切削抵抗を良好とする
。一方、0.020%を超えて添加すると大型介在物と
なり、靭性、電気抵抗溶接性に悪影響を及ぼす。このた
め添加量の範囲を0.002〜0、020%に制限した
。
さらに、Ca%/(1,25×O%+〇、625xS%
)を0.05以上とすることで、製管のための電気抵抗
溶接の際のUST不良の原因となるMn5O展伸を抑え
る効果を発揮させることができる。なお、上式の分母は
CaがCaSとしてSと有効に結びつき硫化物の多くを
楕円状化してMn5O展伸を抑制し、さらに、Ca、
klが有効に結びついて低融点酸化物CaO・M2O,
を生成するために必要なCa量を表している。
)を0.05以上とすることで、製管のための電気抵抗
溶接の際のUST不良の原因となるMn5O展伸を抑え
る効果を発揮させることができる。なお、上式の分母は
CaがCaSとしてSと有効に結びつき硫化物の多くを
楕円状化してMn5O展伸を抑制し、さらに、Ca、
klが有効に結びついて低融点酸化物CaO・M2O,
を生成するために必要なCa量を表している。
また、本発明は、機械構造用鋼管の耐食性を考慮して、
0.10%以上のCr、 Mo等の合金元素を加えた場
合にも有効であり、炭素鋼をはじめ、各種の合金鋼に対
しても適用し得る。但し、これらの元素についても、多
量添加は機械構造用合金鋼としての被削性を低下させる
ので、その上限値をそれぞれ1.50%、0.60%と
した。さらに、必要に応じて、結晶粒を細粒化し靭性を
向上させるために、Nb、 W等を含有させることも可
能である。
0.10%以上のCr、 Mo等の合金元素を加えた場
合にも有効であり、炭素鋼をはじめ、各種の合金鋼に対
しても適用し得る。但し、これらの元素についても、多
量添加は機械構造用合金鋼としての被削性を低下させる
ので、その上限値をそれぞれ1.50%、0.60%と
した。さらに、必要に応じて、結晶粒を細粒化し靭性を
向上させるために、Nb、 W等を含有させることも可
能である。
また、本発明にREM(希土類元素)を含有させること
により、機械的性質を改善させることも可能である。
により、機械的性質を改善させることも可能である。
本発明に従い前記の化学成分で構成された鋼は、転炉、
電気炉などで溶製され、造塊−分塊、あるいは連続鋳造
の工程を経て、熱間圧延される。この後に、必要に応じ
て冷間圧延を施され、管成形−電気抵抗溶接された後、
必要に応じて所定の熱処理を受け、機械構造用鋼管とし
て使用される。
電気炉などで溶製され、造塊−分塊、あるいは連続鋳造
の工程を経て、熱間圧延される。この後に、必要に応じ
て冷間圧延を施され、管成形−電気抵抗溶接された後、
必要に応じて所定の熱処理を受け、機械構造用鋼管とし
て使用される。
(実施例)
第1表は、本発明を実施するにあたって使用に供した綱
の化学組成を示したものである。第1表に示した成分の
鋼を溶製、連続鋳造、熱間圧延を行った後、電気抵抗溶
接を行い、φ50.8 X t5.0IIII11の電
気抵抗溶接管を製造した。また、製管後の全ての管につ
いて、超音波探傷(UST’)を実施した。この際のU
STの歩留値と実用試験結果について第2表に示す。さ
らに、製管後、必要に応じて熱処理を行ない、旋盤によ
って切削試験を実施した。その結果も併せて、第2表に
示す。これらの結果をまとめて、模式的に第1図に示す
。
の化学組成を示したものである。第1表に示した成分の
鋼を溶製、連続鋳造、熱間圧延を行った後、電気抵抗溶
接を行い、φ50.8 X t5.0IIII11の電
気抵抗溶接管を製造した。また、製管後の全ての管につ
いて、超音波探傷(UST’)を実施した。この際のU
STの歩留値と実用試験結果について第2表に示す。さ
らに、製管後、必要に応じて熱処理を行ない、旋盤によ
って切削試験を実施した。その結果も併せて、第2表に
示す。これらの結果をまとめて、模式的に第1図に示す
。
なお、切削試験は、回転数300〜800RPM、送り
0.10〜0.50 mm/rev0、切削速度50〜
200 mm/min、、切込み1.5n+mの切削条
件で超硬工具を用いて実施し、切屑を採取した。ここで
、切屑処理性指数は、切屑長さ50mm以下が得られる
条件数の全条件数に対する百分率で示した。
0.10〜0.50 mm/rev0、切削速度50〜
200 mm/min、、切込み1.5n+mの切削条
件で超硬工具を用いて実施し、切屑を採取した。ここで
、切屑処理性指数は、切屑長さ50mm以下が得られる
条件数の全条件数に対する百分率で示した。
第2表、及び、第1図より、Sレベルの低い従来の機械
構造用電気抵抗溶接鋼管は、UST時の歩留は良好であ
るが、切屑処理性が劣ること、Sレベルの高い従来の快
削鋼を素材とした場合には、切屑処理性は良好であるが
、U37時の歩留が著しく劣ることがわかる。さらに、
S、 N、 Ca、 0の量を、本発明で示した範囲に
特定することにより、歩留を著しく低下させることなく
、切屑処理性の良好な電気抵抗溶接鋼管を製造すること
が可能であることがわかる。
構造用電気抵抗溶接鋼管は、UST時の歩留は良好であ
るが、切屑処理性が劣ること、Sレベルの高い従来の快
削鋼を素材とした場合には、切屑処理性は良好であるが
、U37時の歩留が著しく劣ることがわかる。さらに、
S、 N、 Ca、 0の量を、本発明で示した範囲に
特定することにより、歩留を著しく低下させることなく
、切屑処理性の良好な電気抵抗溶接鋼管を製造すること
が可能であることがわかる。
第
2
表
(発明の効果)
以上の実施例からも分かるように、N、 S、 Ca。
0の量を、本発明で示した範囲に特定することにより、
UST時の歩留の低下はほとんどない。本発明により、
被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管を製造する
ことが可能となった。
UST時の歩留の低下はほとんどない。本発明により、
被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管を製造する
ことが可能となった。
第1図は、本発明の効果について、模式的に示したもの
である。
である。
Claims (2)
- (1)重量%表示でC:0.02〜0.60%、Si:
0.4%以下、Mn:0.20〜2.0%、P:0.0
30%以下、S:0.040%以下、sol.Al:0
.001〜0.040%、N:0.0060〜0.01
00%、O:0.0060%以下、Ca:0.002〜
0.020%でかつCa%/(1.25×O%+0.6
25×S%)≧0.05、を含有し、残部鉄および不可
避的不純物からなることを特徴とする被削性の優れた機
械構造用電気抵抗溶接鋼管。 - (2)重量%表示でC:0.02〜0.60%、Si:
0.4%以下、Mn:0.20〜2.0%、P:0.0
30%以下、S:0.040%以下、Cr:0.10〜
1.50%、Mo:0.10〜0.60%、sol.A
l:0.001〜0.040%、N:0.0060〜0
.0100%、O:0.0060%以下、Ca:0.0
02〜0.020%でかつCa%/(1.25×O%+
0.625×S%)≧0.05、を含有し、残部鉄およ
び不可避的不純物からなることを特徴とする被削性の優
れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
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