JPH04180537A - 圧壊強度の優れたドアーガードバー - Google Patents

圧壊強度の優れたドアーガードバー

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JPH04180537A
JPH04180537A JP30996990A JP30996990A JPH04180537A JP H04180537 A JPH04180537 A JP H04180537A JP 30996990 A JP30996990 A JP 30996990A JP 30996990 A JP30996990 A JP 30996990A JP H04180537 A JPH04180537 A JP H04180537A
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田中 福輝
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は自動車のドアー補強パイプ(ドアーガードバ−
)用部材に係り、より詳しくは、鋼板を溶接したパイプ
品において優れた圧壊強度を示す自動車ドアー補強パイ
プ用高張力鋼板に関する。 (従来の技術及び解決しようとする課題)自動車車体の
燃費向上及び衝撃時の安全時の安全性向上のために自動
車補強材の高強度化、軽量化が推進されている。 特に、ドア補強用部材には、従来より、100kgf/
am”級のプレス品が主として使用されているが、最近
、CAMP −I S I J  Vol、2(198
9)−2023に記載されているような、より強度の高
いパイプ材が、軽量化の点で有利なため、使用されるよ
うになった。 このようなパイプ品でプレス品と同様の吸収エネルギー
を得るためには、従来の60 kgf / m+m2程
度の薄鋼板を電縫溶接してから、引き−続き高周波加熱
などを施して、オーステナイト温度域から急冷して製造
さ九ている。 しかし、このように急冷した材料が用いられているもの
の、この材料の降伏点は低く、二のため圧壊荷重や吸収
エネルギーは低い。 通常、このようなパイプ状に成形された鋼材の圧壊特性
は、同じ強度の場合には、降伏応力と強度の比である降
伏比によって決まるもので、降伏比の低い材料はど、圧
壊荷重や吸収エネルギーが低い。したがって、圧壊特性
を高めるためには、降伏比を高めることが必要である。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消して、パイプ品の
圧壊強度を高めることができる自動車ドアー補強パイプ
用鋼板を提供することを目的とするものである。 (課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題を解決するために、薄鋼板を電
縫溶接したパイプの圧壊特性の改善策について鋭意研究
を重ねた結果、ここに本発明をなしたものである。 、  すなわち、本発明は、以下の(a)群のすへての
元素を含み、更に(b)群及び(C)群のうちの少なく
とも1種以上の元素を含み、 (a)C:0.1〜0.3%、Si:0.1〜0゜5%
、Mn:0.4〜3.0%、P量0゜1%、sol.A
l:0.01〜0.1%、(b)Ti≦0.04%、N
b≦0.04%、■≦0,1% (c)Mo≦0.5%、Ni≦0.5%、Cr≦0.5
%、Cu≦0.5%、 W≦0.5%、B≦50ppm 残部が鉄及び不可避的不純物よりなる組成を有し、電縫
管に製管し、焼入れ後、200〜450℃の焼き戻しに
よって引張強さ1. OOkgf / am”以上、降
伏比0.80以上を有することを特徴とする圧壊強度の
優れたドアーガードバ−用高張力鋼板を要旨とするもの
である。 以下に本発明を更に詳述する。 (作用) 本発明に係る自動車ドア補強パイプ用高張力鋼板は、前
述の成分組成並びに特性を有するが、この鋼板の製造工
程は特に制限されるものではない。 すなわち、該成分組成の鋼を熱間圧延、又は冷間圧延し
た後の鋼板、或いは冷間圧延後に焼鈍した鋼板を電縫溶
接によってパイプとし、この焼入れ後に200〜500
℃の温度で焼き戻しを施すことにより、降伏比を上げ、
パイプの圧壊特性を向上させることができる。 まず、本発明における化学成分の限定理由について述べ
る。 C:0.1〜0.3% Cは鋼板の強度を高めるために極めて重要な元素である
が、C量が0.1%よりも少ないと、100 kgf 
/ am2以上の引張強度が得られない。また、0.3
%を超えて過多に添加すると溶接部が脆くなり、圧壊時
に割れが生じ、所定の吸収エネルギーが得られない。よ
って、C量は0.1〜0.3%の範囲とする。 Si:0.2〜0.5% Siは鋼の降伏強度を高めるのに有効な元素であるが、
0.2%よりも少ないとその効果が得られない。また、
0.5%を超えて添加すると溶接部での欠陥が増し、圧
壊時に割れを生ずる。よって、81量は0.2〜0.5
%の範囲とする。 Mn:0.4〜3.0% Mnは強化能が高い低温変態生成物を得るために必要で
、その添加量が0,4%よりも少ないと、低温変態生成
物を得るための熱処理(焼入れ、焼戻し)での急冷開始
温度が高くなり、鋼板の形状不良が発生する。また、3
.0%を超えると偏析が大きくなり、パイプ溶接部のメ
タルフローが悪くなり、圧壊時に割れが生じて所定の吸
収エネルギーが得られない。よって、Mn量は0.4〜
3゜0%の範囲とする。 P:0.1%以下 Pは、Siと同様、鋼の降伏強度を高めるのに有効な元
素であるが、0.1%を超えて添加すると溶接部が脆化
して圧壊時に割れを生じるので、P量は0.1%以下と
する。 sol、A Q:0.01〜0.1% AQは、溶鋼の脱酸のために添加するが、C101%未
満ではその効果は認められず、これ以上の添加が必要で
あり、しかし0.1%を超えて添加すると製品の表面疵
が増加して製品価値を減少させるので.Al量はsol
、A Q量で0.01〜O11%の範囲とする。 以上の(a)群の元素を含むほか、以下の元素のうちの
少なくとも1種以上を適量にて添加する必要がある。 Ti≦0.04%、Nb≦0.04%、■≦0.1%T
i、Nb及びVは、炭、窒化物を形成し、鋼を強化して
降伏比を高める元素であるが、Ti、Nbの場合、それ
ぞれ0.04%を超えると、またVの場合、0.1%を
超えると、そのような効果が飽和する。よって、Ti量
は0.04%以下、Nb量は0.04%以下、V量は0
.1%以下とする。 Mo:0.5% Moは鋼の焼入れ性を向上させると共に、溶接後はホワ
イトバンド層に多く存在し、この層の強度を高める効果
がある。しかし、0.5%を超えて添加しても、その効
果は飽和するため、経済性の点からMo量は0.5%以
下とする。 Ni: 0 、5%以下 Niは鋼の焼入乳性を向上させ、溶接部のホワイトバン
ドのAc、点を低下させ、この部分の強度低下を防止す
る効果がある。しかし、0.5%を超えて添加しても、
その効果は飽和するため、経済性の点からNi量は0.
5%以下とする。 −qぢ」Δ5%J左上 Crは溶接部の焼入れ性を高め、この部分の強度低下を
防止する効果があるが、0.5%を超えてと造管時の溶
接部にペネトレーターが発生し易くなるので、Cr量は
0.5%以下とする。 Cu: 0 、5%以下 Cuは焼き戻し処理中に鋼中にε−Cuとして析出し、
その強度を向上させる効果がある。また、溶接部のホワ
イトバンド層のAc、点を下げると共にこの部分に残存
して溶接部の強度低下を防ぎ、圧壊時におけるこの部分
からの破壊を防止する。 しかし、0.5%を超えて添加しても、その効果は飽和
するため、経済性の点からCu量は0.5%以下とする
。 W:0.5%以下 Wは炭、窒化物を形成して降伏強度を上げると共に、溶
接後はホワイトバンドの強度低下を防止する効果がある
。しかし、0.5%を超えて添加しても、その効果は飽
和するため、経済性の点からW量は0.5%以下とする
。 −W上旦表」シリ(五 Bは焼入れ性を増す元素であり、このため、溶接部の強
度低下を防止する効果があるが、50ppmを超えると
その効果が飽和するので、B量は50PP履以下とする
。 各元素の限定理由は以上のとおりであるが、上述の(a
)群の元素は、焼入れや焼き戻しを行うことにより、マ
ルテンサイト、ベイナイトなどの低温変態生成物を形成
し、更にフェライトを含む複合組織を形成して100k
gf/w履2以上の高強度を得るためのものであり、(
b)群の元素はそれに更に析出効果を加える元素である
。また(C)群の元素には溶接部の硬度低下を防ぐ効果
がある。 すなわち、これらの元素を添加しない場合には溶接部に
ホワイトバンド(第1図参照)とよばれる炭素量の少な
い領域が生じ、第2図に示すとおり、溶接部の強度を著
しく低下させるが、これらの元素の添加により、このよ
うな強度低下を防ぐことができる。溶接部が弱い場合に
は、圧壊時に熱影響部での変形が大きくなり、圧壊時に
座屈が生じて所定の吸収エネルギーが得られない。 パイプの圧壊強度や吸収エネルギーは降伏強度。 板厚及びパイプ径によって決まる。したがって、軽量化
を図るためには降伏強度をできるだけ高くするとよい(
第4図参照)。しかし、降伏比が低い場合、降伏強度の
高い材料を作るには、引張強度も非常に高くなる。した
がって1強化元素の添加量も多くなり、更には強度が高
いためパイプ切断工具の損傷を高める。このため、降伏
比は0.80以上が必要である。この降伏比を向上させ
る方法としては、予め母材の組織をマルテンサイト。 ベイナイトなどにしておき、これを焼き戻す方法により
、必要な降伏強度と伸びが′ffられ、十分な圧壊荷重
と吸収エネルギーが得られる。つまり、第5図に示すよ
うに、およそ200〜450 ’Cの焼き戻しを施すこ
とで達成される。 なお、電縫溶接、焼き入れ条件、パイプ材の寸法等は特
に制限されない。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す化学成分を有する鋼を真空溶製し。 通常の方法で熱延、冷延、焼鈍を行、って板厚1゜8m
mの鋼板を得た。 また、この鋼板を電縫溶接により直径31.8mmのパ
イプに製管した。 製管前の鋼板について焼入れし、第2表に示す温度の焼
戻しを施して機械的性質を調査した。また、製管したパ
イプについて焼入れし、第2表に示す温度の焼戻しを施
して圧壊強度、吸収エネルギーを調査した。 これらの調査結果を第2表に示す。 なお、圧壊試験は、パイプについて、第3図に示すよう
に、スパンV≦01で曲$150imRの圧子を用いて
試験を行った。 第2表より明らかなように1本発明例は、いずれもl 
OOkgf / arm”以上の高強度、降伏比0.8
0以上の高降伏比を示し、しかも、第6図及び第7図に
示すように圧壊強度が高く、十分な吸収エネルギーが得
られている。 第2図は鋼種Na 2の熱処理材(焼戻し温度400℃
)と鋼種&8の熱処理材(焼戻し温度400℃)におけ
る電縫溶接部の硬さ分布を示したものであり1本発明材
は溶接部の強度が高いのに対し、比較材は強度が低い。
【以下余白】
(発明の効果) 以上詳述したように1本発明の高張力鋼板は、電縫溶接
後に焼入れし、所定の温度で焼戻しすることにより、マ
ルテンサイト、ベイナイトなどの低温変態生成物の単相
又は複合相及び、それらに加えてフェライトを含む複合
組織からなる100kgf/+++m2以上の高強度で
、高降伏比であり、優れた衝撃吸収エネルギーを有し、
圧壊強度に優れたパイプ材が得られるので、自動車ドア
ー補強パイプ用材料として好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は電縫溶接部の金属組織(マクロ組織)を示す写
真、 第2図は電縫溶接部の硬さ分布を示す図、第3図は圧壊
試験の要領を示す説明図。 第4図(a)、(b)はパイプの吸収エネルギー曲線を
示す図、 第5図は鋼の焼き戻し特性曲線を示す図、第6図はパイ
プの吸収エネルギーと降伏比の関係を示す図、 第7図はパイプの圧壊荷重と降伏比の関係を示す図であ
る。 特許出願人  株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中  村   尚 第2図 第3図 (a)         (b) ル壊荷t (rvN) %0ロレ・ 55ぐ ≧ 3 博 咽 へT−ネノロ”−(rjF・− xoot>  ・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 重量%で(以下、同じ)、以下の(a)群のすべての元
    素を含み、更に(b)群及び(c)群のうちの少なくと
    も1種以上の元素を含み、 (a)C:0.1〜0.3%、Si:0.1〜0.5%
    、Mn:0.4〜3.0%、P≦0. 1%、sol.Al:0.01〜0.1%、(b)Ti
    ≦0.04%、Nb≦0.04%、V≦0.1% (c)Mo≦0.5%、Ni≦0.5%、 Cr≦0.5%、Cu≦0.5%、 W≦0.5%、B≦50ppm 残部が鉄及び不可避的不純物よりなる組成を有し、電縫
    管に製管し、焼入れ後、200〜500℃の焼き戻しに
    よって引張強さ100kgf/mm^2以上、降伏比0
    .80以上を有することを特徴とする圧壊強度の優れた
    ドアーガードバー用高張力鋼板。
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