JPH0586419A - 曲げ特性の優れた電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
曲げ特性の優れた電縫鋼管の製造方法Info
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- JPH0586419A JPH0586419A JP24978491A JP24978491A JPH0586419A JP H0586419 A JPH0586419 A JP H0586419A JP 24978491 A JP24978491 A JP 24978491A JP 24978491 A JP24978491 A JP 24978491A JP H0586419 A JPH0586419 A JP H0586419A
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- steel pipe
- heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、従来の焼き入れまたは焼き戻しす
る方法よりも鋼管の加工後の真応力σ＝Ｆ×εn で表わ
される加工硬化指数ｎ、すなわちｎ値を高くして曲げ特
性を大幅に改善する方法を提供する。 【構成】 成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３５％
含有する電縫鋼管をＡｃ 1 ＋２０℃〜Ａｃ3 −２０℃間
の温度に加熱し、急冷を行うことにより、組織の一部を
マルテンサイトにすることを特徴とする電縫鋼管の製造
方法。
る方法よりも鋼管の加工後の真応力σ＝Ｆ×εn で表わ
される加工硬化指数ｎ、すなわちｎ値を高くして曲げ特
性を大幅に改善する方法を提供する。 【構成】 成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３５％
含有する電縫鋼管をＡｃ 1 ＋２０℃〜Ａｃ3 −２０℃間
の温度に加熱し、急冷を行うことにより、組織の一部を
マルテンサイトにすることを特徴とする電縫鋼管の製造
方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車ドア補強用の鋼管
等のように曲げ力を受ける構造部材に使用される電縫鋼
管を製造する方法に関する。
等のように曲げ力を受ける構造部材に使用される電縫鋼
管を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車ドア補強用の鋼管は、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１０
０ｋｇｆ／ｍｍ2 を超える超高張力鋼管が採用されつつ
ある。一般に電縫鋼管の強度を上げる方法としては、日
新製鋼技報第４８号８８頁等の文献に記載されているよ
うに電縫造管後、調質、即ち焼き入れまたは焼き入れ焼
き戻しをする方法があり、実際にこの方法が自動車ドア
補強用鋼管に用いられている。
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１０
０ｋｇｆ／ｍｍ2 を超える超高張力鋼管が採用されつつ
ある。一般に電縫鋼管の強度を上げる方法としては、日
新製鋼技報第４８号８８頁等の文献に記載されているよ
うに電縫造管後、調質、即ち焼き入れまたは焼き入れ焼
き戻しをする方法があり、実際にこの方法が自動車ドア
補強用鋼管に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図５に、鋼管の３点曲
げを行った場合の曲げ変位Ｘと曲げ荷重Ｐとの一般的な
関係を示す。変位Ａで最高荷重Ｐｍとなり、この変位Ａ
以上の曲げを受けると鋼管は座屈を始めるため、急激に
荷重は低下する。曲げ時の吸収エネルギーは斜線部Ｓの
面積で表わされる。したがって吸収エネルギーおよび最
高荷重の両点から座屈開始の変位Ａが大きい方が有利で
ある。
げを行った場合の曲げ変位Ｘと曲げ荷重Ｐとの一般的な
関係を示す。変位Ａで最高荷重Ｐｍとなり、この変位Ａ
以上の曲げを受けると鋼管は座屈を始めるため、急激に
荷重は低下する。曲げ時の吸収エネルギーは斜線部Ｓの
面積で表わされる。したがって吸収エネルギーおよび最
高荷重の両点から座屈開始の変位Ａが大きい方が有利で
ある。
【０００４】この変位Ａは調査の結果、材料の加工硬化
指数ｎ（以下ｎ値と称する）が大きい方が大きくなるこ
とが分かった。ここでのｎ値の定義は、加工後の真応力
σ＝Ｆ×εn で表わされる。ここで、εは加工による真
歪、Ｆは材料で決まる定数である。本発明は、従来の焼
き入れまたは焼き入れ後焼き戻しする方法よりも鋼管の
ｎ値を高くして曲げ特性を大幅に改善する方法を提供す
ることを目的とする。
指数ｎ（以下ｎ値と称する）が大きい方が大きくなるこ
とが分かった。ここでのｎ値の定義は、加工後の真応力
σ＝Ｆ×εn で表わされる。ここで、εは加工による真
歪、Ｆは材料で決まる定数である。本発明は、従来の焼
き入れまたは焼き入れ後焼き戻しする方法よりも鋼管の
ｎ値を高くして曲げ特性を大幅に改善する方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【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）成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３５％含有
する電縫鋼管をＡｃ1＋２０℃〜Ａｃ3−２０℃間の温度
に加熱し、急冷を行うことにより、組織の一部をマルテ
ンサイトにしたことを特徴とする曲げ特性の優れた電縫
鋼管の製法方法。 （２）成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３５％含有
する電縫鋼管を熱処理後に冷間絞り加工を付加し、丸管
または角管・異形管にした後にＡｃ1＋２０℃〜Ａｃ3−
２０℃間の温度に加熱し、急冷を行うことにより、組織
の一部をマルテンサイトにしたことを特徴とする曲げ特
性の優れた電縫鋼管の製造方法。
ろは下記のとおりである。 （１）成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３５％含有
する電縫鋼管をＡｃ1＋２０℃〜Ａｃ3−２０℃間の温度
に加熱し、急冷を行うことにより、組織の一部をマルテ
ンサイトにしたことを特徴とする曲げ特性の優れた電縫
鋼管の製法方法。 （２）成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３５％含有
する電縫鋼管を熱処理後に冷間絞り加工を付加し、丸管
または角管・異形管にした後にＡｃ1＋２０℃〜Ａｃ3−
２０℃間の温度に加熱し、急冷を行うことにより、組織
の一部をマルテンサイトにしたことを特徴とする曲げ特
性の優れた電縫鋼管の製造方法。
【０００６】
【実施例および作用】表１に示す成分の供試材を図１の
製造工程で電縫造管して得られた電縫鋼管を各種温度で
焼き入れしたものの引張り強度を図３に、ｎ値を図４に
示す。この材料の焼き入れ時の理想臨界直径ＤＩ値は
２．３インチ、加熱時にオーステナイトが析出を開始す
る共析変態点Ａｃ1は７１０℃、加熱時にオーステナイ
ト化が完了する変態点Ａｃ3は８２０℃である。
製造工程で電縫造管して得られた電縫鋼管を各種温度で
焼き入れしたものの引張り強度を図３に、ｎ値を図４に
示す。この材料の焼き入れ時の理想臨界直径ＤＩ値は
２．３インチ、加熱時にオーステナイトが析出を開始す
る共析変態点Ａｃ1は７１０℃、加熱時にオーステナイ
ト化が完了する変態点Ａｃ3は８２０℃である。
【０００７】
【表１】
【０００８】なお、各工程の主な製造条件と熱処理条件
を以下に示す。 〈熱延条件〉加熱温度；１２００℃ 仕上げ温度；８６０℃ 巻取り温度；６５０℃ 仕上げ肉厚；２．５ｍｍ 〈電縫造管条件〉造管寸法；外径３８．１ｍｍ 肉厚２．５ｍｍ 高周波溶接；周波数２００ｋＨｚ 造管速度；６０ｍ／分 〈水焼き入れ条件〉加熱 質素雰囲気熱処理炉で１５
分で所定の温度に昇温 保定時間；５分 水焼き入れ；４０℃以下の水にどぶ漬け 冷却速度；１００℃／秒以上（加熱温度から３００℃
間） 図３および図４から明らかなように７３０℃（Ａｃ1＋
２０℃）〜８００℃（Ａｃ3−２０℃）間は、Ａｃ3を超
える温度に加熱して急冷する通常の焼き入れに比較して
強度自体大きくでき、かつｎ値が格段に大きくなってい
る。この理由は以下のように考えられる。Ａｃ1以上の
温度に加熱されて最初に析出するオーステナイトが高炭
素鋼であり、この部分は焼き入れが容易で、高強度のマ
ルテンサイトとなり材料全体として高強度が得られる。
また、マルテンサイト部分以外は軟粘なフェライトであ
るために最初の変形はこの強度で決まり、ＹＳは小さく
なる。したがって、ｎ値が大きくなるわけてある。この
ようにフェライトとマルテンサイトの２相域で焼き入れ
を行うこと（以下、２相域焼き入れと称する）が本発明
の骨子である。
を以下に示す。 〈熱延条件〉加熱温度；１２００℃ 仕上げ温度；８６０℃ 巻取り温度；６５０℃ 仕上げ肉厚；２．５ｍｍ 〈電縫造管条件〉造管寸法；外径３８．１ｍｍ 肉厚２．５ｍｍ 高周波溶接；周波数２００ｋＨｚ 造管速度；６０ｍ／分 〈水焼き入れ条件〉加熱 質素雰囲気熱処理炉で１５
分で所定の温度に昇温 保定時間；５分 水焼き入れ；４０℃以下の水にどぶ漬け 冷却速度；１００℃／秒以上（加熱温度から３００℃
間） 図３および図４から明らかなように７３０℃（Ａｃ1＋
２０℃）〜８００℃（Ａｃ3−２０℃）間は、Ａｃ3を超
える温度に加熱して急冷する通常の焼き入れに比較して
強度自体大きくでき、かつｎ値が格段に大きくなってい
る。この理由は以下のように考えられる。Ａｃ1以上の
温度に加熱されて最初に析出するオーステナイトが高炭
素鋼であり、この部分は焼き入れが容易で、高強度のマ
ルテンサイトとなり材料全体として高強度が得られる。
また、マルテンサイト部分以外は軟粘なフェライトであ
るために最初の変形はこの強度で決まり、ＹＳは小さく
なる。したがって、ｎ値が大きくなるわけてある。この
ようにフェライトとマルテンサイトの２相域で焼き入れ
を行うこと（以下、２相域焼き入れと称する）が本発明
の骨子である。
【０００９】本発明法による２相域焼き入れと従来法に
よる９００℃焼き入れの場合の曲げ試験特性を比較する
と、本発明の方が最高荷重は約１０％、座屈開始の変位
は約２０％増加し、吸収エネルギーは約２０〜３０％大
きくできる。なお、９００℃で焼き入れした後に２５０
℃でテンパーを行った場合の結果を図３、図４に示す
が、強度およびｎ値とも低下するために曲げ特性上望ま
しくない。他の温度でのテンパーも基本的には２５０℃
でのテンパーの場合と同じである。
よる９００℃焼き入れの場合の曲げ試験特性を比較する
と、本発明の方が最高荷重は約１０％、座屈開始の変位
は約２０％増加し、吸収エネルギーは約２０〜３０％大
きくできる。なお、９００℃で焼き入れした後に２５０
℃でテンパーを行った場合の結果を図３、図４に示す
が、強度およびｎ値とも低下するために曲げ特性上望ま
しくない。他の温度でのテンパーも基本的には２５０℃
でのテンパーの場合と同じである。
【００１０】本発明の成分系は重量でＣが０．１０〜
０．３５％の炭素鋼で適当な焼き入れ性があればよい。
Ｃを０．１０％以上にしたのは、２相域焼き入れにより
強度１００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を容易に得るためであ
り、０．３５％以下にしたのは、これを超えると延靱性
が著しく悪化するためである。また、適当な焼き入れ性
は、実施例の供試材成分にあるＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ｂの他、Ｍｏ等を適当に組み合わせてＤＩ値を望ま
しくは１．８以上にすればよい。このようにすれば水冷
並の冷却速度で２相域焼き入れが可能である。
０．３５％の炭素鋼で適当な焼き入れ性があればよい。
Ｃを０．１０％以上にしたのは、２相域焼き入れにより
強度１００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を容易に得るためであ
り、０．３５％以下にしたのは、これを超えると延靱性
が著しく悪化するためである。また、適当な焼き入れ性
は、実施例の供試材成分にあるＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ｂの他、Ｍｏ等を適当に組み合わせてＤＩ値を望ま
しくは１．８以上にすればよい。このようにすれば水冷
並の冷却速度で２相域焼き入れが可能である。
【００１１】図２は、電縫造管後に、鋼管の寸法変更ま
たは寸法精度の向上のために冷間絞りを行う場合に本発
明法を適用した例を示す。電縫造管した電縫管は、通
常、成形時の加工歪の除去および溶接部の焼き入れ硬化
部軟化を目的に焼純または焼準を行う。しかし、加工率
が小さい場合はこの熱処理を省略する場合もある。冷間
絞りにはダイス引き抜き法とロール成形法が主として行
われており、いずれも容易に異形管が得られるため、曲
げ特性の良好な形状を選べるので本発明の効果がさらに
発揮できる。
たは寸法精度の向上のために冷間絞りを行う場合に本発
明法を適用した例を示す。電縫造管した電縫管は、通
常、成形時の加工歪の除去および溶接部の焼き入れ硬化
部軟化を目的に焼純または焼準を行う。しかし、加工率
が小さい場合はこの熱処理を省略する場合もある。冷間
絞りにはダイス引き抜き法とロール成形法が主として行
われており、いずれも容易に異形管が得られるため、曲
げ特性の良好な形状を選べるので本発明の効果がさらに
発揮できる。
【００１２】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、通常のＡ
ｃ3以上の温度に加熱して焼き入れする場合よりも容易
に高強度が得られ、ｎ値も高いことから曲げ時の吸収エ
ネルギーの良好な鋼管が得られる。また、加熱温度が低
くて済むので省エネルギーの点でメリットがあり、焼き
入れ時の曲がりが小さくなる等効果が大きい。また、本
発明の２相域焼き入れは容易であるため、必ずしも高周
波加熱は必要でなく、設備費が小さくてよい等、産業上
の利用価値は大きい。
ｃ3以上の温度に加熱して焼き入れする場合よりも容易
に高強度が得られ、ｎ値も高いことから曲げ時の吸収エ
ネルギーの良好な鋼管が得られる。また、加熱温度が低
くて済むので省エネルギーの点でメリットがあり、焼き
入れ時の曲がりが小さくなる等効果が大きい。また、本
発明の２相域焼き入れは容易であるため、必ずしも高周
波加熱は必要でなく、設備費が小さくてよい等、産業上
の利用価値は大きい。
【図１】本発明の請求項１記載の方法の製造工程を示し
た図である。
た図である。
【図２】請求項２記載方法の製造工程を示した図であ
る。
る。
【図３】本発明の効果を示す従来法との比較で、ＴＳを
示した図である。
示した図である。
【図４】本発明の効果を示す従来法との比較で、ｎ値を
示した図である。
示した図である。
【図５】鋼管の３点曲げを行った場合の曲げ変位と荷重
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３
５％含有する電縫鋼管をＡｃ1＋２０℃〜Ａｃ3−２０℃
間の温度に加熱し、急冷を行うことにより、組織の一部
をマルテンサイトにしたことを特徴とする曲げ特性の優
れた電縫鋼管の製造方法。 - 【請求項２】 成分組成が重量でＣを０．１０〜０．３
５％含有する電縫鋼管を熱処理後に冷間絞り加工を付加
し、丸管または角管・異形管にした後にＡｃ 1＋２０℃
〜Ａｃ3−２０℃間の温度に加熱し、急冷を行うことに
より、組織の一部をマルテンサイトにしたことを特徴と
する曲げ特性の優れた電縫鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24978491A JPH0586419A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 曲げ特性の優れた電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24978491A JPH0586419A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 曲げ特性の優れた電縫鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586419A true JPH0586419A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17198180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24978491A Withdrawn JPH0586419A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 曲げ特性の優れた電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0586419A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001062998A1 (fr) * | 2000-02-28 | 2001-08-30 | Nippon Steel Corporation | Tube d'acier facile a former et procede de production de ce dernier |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24978491A patent/JPH0586419A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001062998A1 (fr) * | 2000-02-28 | 2001-08-30 | Nippon Steel Corporation | Tube d'acier facile a former et procede de production de ce dernier |
| US6866725B2 (en) | 2000-02-28 | 2005-03-15 | Nippon Steel Corporation | Steel pipe excellent in formability and method of producing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |