JPH05247588A - 延性の優れたCr系超高張力電縫鋼管 - Google Patents

延性の優れたCr系超高張力電縫鋼管

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JPH05247588A
JPH05247588A JP4941892A JP4941892A JPH05247588A JP H05247588 A JPH05247588 A JP H05247588A JP 4941892 A JP4941892 A JP 4941892A JP 4941892 A JP4941892 A JP 4941892A JP H05247588 A JPH05247588 A JP H05247588A
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JP
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ductility
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welded steel
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JP4941892A
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Yasuo Kimiya
木宮康雄
Daigo Sumimoto
住本大吾
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車等の構造部材に使用される引張り強度
150kgf/mm2 以上、伸び10%以上の延性の優
れたCr系超高張力電縫鋼管を提供する。 【構成】 成分組成が重量でC:0.15〜0.30
%、Si:0.05〜0.50%、Mn:2.0〜3.
0%、P:0.005〜0.020%、S:0.000
5〜0.0060%、Al:0.01〜0.08%、
B:0.001〜0.003%、N:0.002〜0.
0050%、Cr:0.5〜1.5%に、Ti:0.0
1〜0.20%、Nb:0.01〜0.20%の1種以
上を含有させる残部Fe及び不可避的元素よりなる電縫
鋼管において、熱処理として焼準を行ない、ミクロ組織
をベイナイト主体としたことを特徴とする延性の優れた
Cr系超高張力電縫鋼管。 【効果】 本発明によれば、超高張力電縫鋼管を得るた
めに電縫造管後に焼き入れを行う必要がなく、経済的で
あり、角型鋼管および異形鋼管も容易に製造可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等の構造部材に使
用される超高張力電縫鋼管、特にドア補強用の引張り強
度が150kgf/mm2 以上、伸びが10%以上であ
る経済的で延性の優れたCr系超高張力電縫鋼管に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車等の構造部材については、燃費向
上・環境対策のために徹底した軽量化が検討されてお
り、安全性との両立を図る方策の一つとして一部部材で
は150kgf/mm2 を超える超高張力鋼管が採用さ
れつつある。
【0003】自動車ドア補強用の鋼管材料としては、特
開平3−122219号公報等に記載されているように
電縫造管後調質即ち焼入または焼入焼戻をする方法、お
よび特開平3−140441のような所定の低合金鋼を
焼準する方法が一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術としては、
従来の技術の項に記載したように2つのタイプがある。
まず、特開平3−122219号公報等に記載されてい
るような方法では、ピース毎に処理する特殊な熱処理設
備を必要とし、寸法形状、材質の確保に特別の注意が必
要であり、生産性が低く、設備投資・生産性の点で著し
くコストの高いものとなっている。更により剛性の高い
構造部材として注目されている角型鋼管、異形鋼管の製
造法としては寸法精度の確保上、不適当である。
【0005】次に、特開平3−140441のような所
定の低合金鋼を焼準する方法は、上記の焼き入れタイプ
の問題点を解消できるが成分によっては材料費が高くな
り、延性が悪化する場合がある。特開平3−14044
1の場合はMnが3%を越えており転炉での製造が事実
上不可能であり、また、Ni等の高価な成分が含まれて
いる。また、鋼管の製造方法および伸びについては明か
にされていない。本発明は焼準タイプで従来法よりも経
済的で、製造も容易であり、引張り強度が150kgf
/mm2 以上、かつ延性が10%以上の優れたCr系超
高張力電縫鋼管を提供することを目的にするものであ
る。
【0006】
【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。
【0007】(1) 成分組成が重量でC:0.15〜
0.40%、Si:0.05〜0.50%、Mn:2.
0〜3.0%、P:0.005〜0.020%、S:
0.0005〜0.006%、Al:0.01〜0.0
8%、B:0.0010〜0.0030%、N:0.0
02〜0.005%、Cr:0.5〜3.0%に、T
i:0.01〜0.20%、Nb:0.01〜0.20
%以下を1種以上を含有させる残部Fe及び不可避的元
素よりなる電縫鋼管において、熱処理として焼準を行な
い、ミクロ組織をベイナイト主体としたことを特徴とす
る延性の優れたCr系超高張力電縫鋼管。
【0008】(2) 前記(1)項の成分組成よりなる
角形または異形の電縫鋼管において、熱処理として焼準
を行ない、ミクロ組織をベイナイト主体としたことを特
徴とする延性の優れたCr系超高張力電縫鋼管。
【0009】以下に本発明を詳細に説明する。最初に本
発明に使用する鋼板の成分のうち請求項1〜2に共通の
成分について限定理由を説明する。
【0010】C量は少なければ延性が良好であり、加工
性に優れているが、所要の強度が得られないことから下
限を0.15%とした。又、0.40%を超えると造管
時の成形性等の冷間加工性及び靭性が低下する傾向にあ
り、又、電縫鋼管の造管溶接時に熱影響部が硬化し、切
断等で支障を来すことから、上限を0.40%とした。
【0011】Siはキルド鋼の場合、0.05%未満に
おさえることは製鋼技術上難しく、又、0.50%を超
えると電縫溶接性および靭性が悪化するため、0.50
%を上限とした。
【0012】Mnは、強度と延性のバランスが良く、強
度を上げ、伸びを確保するためには最低2.0%以上必
要である。又、3.0%を超えると転炉での溶製が極め
て困難になることから、下限を2.0%、上限を3.0
%とした。
【0013】Pは製鋼時不可避的に混入する元素である
が、0.005%未満にすることは製鋼技術上難しく、
0.020%を超えると特に超高張力鋼管の電縫溶接時
に溶接部割を発生しやすいため、下限を0.005%、
上限を0.020%とした。
【0014】SもP同様製鋼時不可避的に混入する元素
であり、0.0005%未満にすることは製鋼技術上難
しく、0.0060%を超えると電縫溶接時に溶接部割
を発生しやすいため、下限を0.0005%、上限を
0.0060%とした。Sによる電縫溶接時の割を更に
抑制するには、MnSを形態制御する元素であるCaを
添加してもよい。
【0015】Alはキルド鋼の場合、0.01%未満に
おさえることは製鋼技術上難しく、又、0.08%を超
えると鋳片の割れ、酸化物系巨大介在物形成による内質
欠陥等をひきおこしやすいため、下限を0.01%、上
限を0.08%とした。
【0016】Bは冷却過程においてフェライト変態を遅
らせて高強度変態組織を得るために必須の元素である
が、本発明鋼の成分組成においても0.0010%未満
では強度不足となり、0.0030%を超えるとBor
on Constituentが生成して延靭性が著し
く低下するため、下限を0.0010%、上限を0.0
030%とした。
【0017】Nは製鋼時不可避的に混入する元素である
が、0.002%未満におさえることは製鋼技術上難し
く、0.005%を超えるとTi、Bの強度上昇効果を
阻害して強度不足をひきおこすため、下限を0.002
%、上限を0.005%とした。
【0018】Crは比較的経済的な成分であり、フェラ
イト変態を抑制し、造管後の熱処理により一部マルテン
サイトを含むベイナイト組織を得て、強度を上げるのに
有効であるため、0.5%以上を含有させる。この場
合、1.5%を超えて添加しても効果の向上が少なく、
延性の劣化を招くことから、上限を1.5%とした。
【0019】Ti、Nbについては、熱間圧延での未再
結晶γ域を広げるために細粒化に効果があり、析出強化
し、いずれも鋼材の強度を上昇させる元素であり、超高
張力電縫鋼管の製造に有効であるため、0.01%以上
を含有させる。しかし、0.20%を越えると延靭性を
害するのでTi、Nbの下限は0.01%、上限をそれ
ぞれ、0.20%とした。Ti、Nbは同様の効果であ
るので1種以上含有すれば目的は達成できる。
【0020】次に製造工程について説明する。本発明の
製造工程を図1に示す。本発明に従い、上記成分の鋼を
熱間板厚圧延時に950℃以下Ar3 変態点以上で仕上
圧延を終了することが望ましい。これは、特に靭性の改
善が望まれる場合、および低強度の鋼板を得て造管を容
易にする場合に必要である。950℃超では未再結晶域
での圧延が存在しないため強度・延靭性が劣化し、Ar
3 変態点未満では2相域圧延によって強度は上昇するが
延靭性が著しく低下する。よって上記成分の鋼を熱間板
厚圧延時に950℃以下Ar3 変態点以上で仕上圧延を
終了し引続き本発明の条件で巻取ることによって、後工
程での製造が容易な低強度で延性の優れた材質とするこ
とができる。
【0021】巻取温度は600℃以上で巻取れば、コイ
ル内の冷却速度は炉冷に近いため、Ti等の析出は過時
効し、フェライトが析出して比較的に低強度で延性のあ
る鋼板を製造できる。このように製造された鋼板は電縫
管に造管するに十分な延性を有する。
【0022】造管後に熱処理として焼準を行なう。これ
はAc3 点以上に加熱してオーステナイト化した後に空
冷並の冷却で、フェライトの生成を抑制し、一部マルテ
ンサイトを含むベイナイト主体の組織とし、強度上昇を
はかる。ベイナイト量は成分と冷速で制御でき、ベイナ
イト量が多いほど延性は向上する。ここでのベイナイト
量は70%以上が望ましい。焼準温度は温度のばらつき
を考慮してAc3 +20℃以上とし、上限は細粒を保ち
強度延性のバランスを確保するため、Ac3 +70℃以
下が望ましい。また、ここでの空冷は300℃までの冷
却速度が10〜150℃/分の範囲である。Ac3 点未
満の熱処理では上記の効果が得られず所定の強度が得ら
れない。
【0023】以上本発明の請求項1記載の電縫鋼管につ
いて説明したが、請求項2記載の電縫鋼管でもよい。図
2は請求項2記載の電縫鋼管を製造する工程を示す。こ
のように絞り率が数%以上の冷間絞り加工を付加するこ
とにより、曲げ強度の優れた角型鋼管、異形鋼管の製造
が可能である。角型および異形鋼管の形状例を図3に示
す。冷間絞り加工は、ダイス引き抜きによる方法とロー
ルフォーミングによる方法がある。素管熱処理は造管時
の冷間加工による加工歪を除去し、電縫溶接部の焼き入
れ硬化部を軟化し、冷間絞り加工性を改善するためであ
り、600℃以上の軟化焼鈍または焼準を行なう。冷間
絞り後の仕上げ熱処理は、冷間加工歪を除去し、強度延
性のバランスを改善するために焼準を行なう。ただし、
素管熱処理として焼準を行なった場合は既に強度は十分
に上昇しているため、冷間絞り後の仕上げ熱処理は焼鈍
を行なう。このようにすれば冷間加工による加工硬化量
と焼鈍温度の組合せで適当な強度−延性バランスが得ら
れる。焼鈍温度は冷間加工率によるが450℃以上から
効果がある。
【0024】
【実施例】第1表に、サイズφ34.1×t2.0mm
の電縫鋼管を従来法および本発明法により製造した条件
および結果を示す。ここでの冷間伸管はダイスを用いて
角形状に空引きを行なった。従来法では150kgf/
mm2 以上の強度を達成しても伸びは10%を達成でき
ないが、本発明法では達成できる。また、本発明によれ
ば、造管後に焼準の熱処理を加えることによって母材部
・溶接部が均一で強度・延靭性バランスの優れた超高張
力電縫鋼管を得ることができる。熱処理後に更に冷間伸
管加工を付加することにより、各種寸法を容易に製造で
きるため、小ロット対応が可能であり、経済的である。
また、任意の断面に加工できるので曲げ加工性の優れた
角管等が製造可能である。更に冷間伸管後に焼準を行う
ことにより延性を増し、強度−延性バランスを改善す
る。また、必要に応じて、熱間板厚圧延における仕上圧
延温度および巻取温度を適正に制御することにより、低
強度で延性の優れた素材鋼板を製造して造管を容易にす
ることができる。なお、本実施例は冷間伸管を行った
が、要は冷間で絞り加工を行えば加工硬化により強度の
上昇が得られるため、ロールフォーミングによる絞り加
工でも同様な効果が得られる。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、電縫造管後に焼入れま
たは焼入れ、焼戻しをする必要が無く、ピース毎に処理
する特殊な熱処理設備を必要としないため、経済的であ
る。さらに、より剛性の高い構造部材として注目されて
いる角型鋼管、異形鋼管が容易に製造できる。また、従
来の焼準タイプに比較すると転炉で製造が可能であり、
Ni等の高価な合金が含まれていないので経済的であ
る。さらに、特性においても引張り強度150kgf/
mm2 以上、伸び10%以上の優れた強度−伸びバラン
スを有する超高張力電縫鋼管を製造することが可能にな
るので、産業上貢献するところが極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1記載の方法の製造工程図。
【図2】請求項2および3記載の方法の製造工程を示す
図。
【図3】(a),(b),(c)は、本発明の角型およ
び異形鋼管の形状例を示す図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成分組成が重量で C:0.15〜0.40%、 Si:0.05〜0.50%、 Mn:2.0〜3.0%、 P:0.005〜0.020%、 S:0.0005〜0.0060%、 Al:0.01〜0.08%、 B:0.0010〜0.0030%、 N:0.002〜0.005%、 Cr:0.5〜3.0%に、 Ti:0.01〜0.20%、 Nb:0.01〜0.20%以下を1種以上 を含有させる残部Fe及び不可避的元素よりなる電縫鋼
    管において、熱処理として焼準を行ない、ミクロ組織を
    ベイナイト主体としたことを特徴とする延性の優れたC
    r系超高張力電縫鋼管。
  2. 【請求項2】 請求項1の成分組成よりなる角形または
    異形の電縫鋼管において、熱処理として焼準を行ない、
    ミクロ組織をベイナイト主体としたことを特徴とする延
    性の優れたCr系超高張力電縫鋼管。
JP4941892A 1992-03-06 1992-03-06 延性の優れたCr系超高張力電縫鋼管 Withdrawn JPH05247588A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0971044A1 (fr) * 1998-07-09 2000-01-12 Sollac Tole d'acier laminée à chaud et à froid revêtue et présentant une très haute résistance après traitement thermique
JP2012224900A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Jfe Steel Corp 加工性および低温靭性に優れた中空部材用超高強度電縫鋼管およびその製造方法

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