JPH0610322B2 - 自動車ドア補強用の鋼管材料 - Google Patents

自動車ドア補強用の鋼管材料

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JPH0610322B2
JPH0610322B2 JP2272074A JP27207490A JPH0610322B2 JP H0610322 B2 JPH0610322 B2 JP H0610322B2 JP 2272074 A JP2272074 A JP 2272074A JP 27207490 A JP27207490 A JP 27207490A JP H0610322 B2 JPH0610322 B2 JP H0610322B2
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steel
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    • B60JWINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00Doors
    • B60J5/04Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042Reinforcement elements
    • B60J5/0422Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0443Beams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、自動車ドア補強用の鋼管材料に関する。
b. 従来の技術 自動車の側面衝突事故に対して保護するため、車両のド
アが補強されるように多重の管状補強要素が使用され
る。この補強要素の製造に使用される鋼管は、可及的に
多くの衝突エネルギーを吸収する目的に適合する必要が
ある場合、強度、強靭性および加工性に関する所定の最
低要求を満たす必要がある。所定の試験条件のもとに、
例えば下記の値が得られる必要がある。
引張り強さ Rm ≧ 1100 N/mm2 弾性限度 Rt ≧ 800 N/mm2 伸び率 A5 ≧ 8 % 変形エネルギー W150 ≧ 1900 Joule (成形物の寸法に応じて) このようなドア補強管は、一般的に高温成形によって製
造され、水焼入れによって所要の強度が得られる。公知
の鋼は、例えば0.18%の炭素、0.4 %のケイ素および1.
14%のマンガン(残余は鉄および一般的な不純物)を含
有している。
ドア補強管は、自動車において再加工する場合に著しく
影響を受け、最初の材料特性が、かなり害われる場合が
ある。この再加工は、例えば、通常の鋼の場合には熱が
作用する領域において一般的に特性変化をおよぼさない
溶接作業工程、または腐食の防止を目的として補足的に
行うドア構造の亜鉛鍍金である。すなわち、高温亜鉛鍍
金は約500℃以下の温度で行われ、したがって、硬化さ
れた状態にあるドア補強管にするには、それ自体として
好ましくない緩冷処理を必要とし、これは、かなり強度
が失われる欠点を有している。
ドア補強管を製造するための材料として鋼合金を使用す
ることが、ドイツ連邦共和国特許第3728476号公報から
知られており、これは重量%において下記の組成を有し
ている。
最大 0.35 % C 最大 0.50 % Si 最大 1.8 % Mn 最大 0.030 % P 最大 0.030 % S > 0 −1.5 % Ni 1.8 −2.2 % Cr 0.4 −0.7 % Mo 0.025−0.050 % Al 残余:鉄および一般的な不純物 その場合、熱圧延による管の製造は、圧延温度が980な
いし1080℃にある条件で行われる。このようにすること
によって、使用された材料が空冷硬化されるため、多額
の経費を要する熱処理を必要とせずに、製造された管の
前記最低値を維持することができる。この文献において
は、高温亜鉛鍍金による材料特性の変化について述べら
れていない。この文献に記載されている合金の欠点は、
製造するためにCr,NiおよびMoなどの高価な合金成分を
多量に使用する必要があり、したがって、材料コストの
増加が、熱処理を省くことによる節約に逆行することに
あると考えられる。
c. 発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、熱圧延された管において所要の最低の
特性が保証されるだけでなく、さらに溶接過程の後また
は高温亜鉛鍍金の後でも、この最低の特性が満足され、
最小の経費で製造することができる、ドア補強管を製造
する材料としての鋼を提供することである。
d. 課題を解決するための手段 この課題は、本発明によれば、マンガン、ニッケル、ク
ロム、モリブデンの含量とバナジウムの含量の10倍との
和が、少なくとも4.5重量%になるような、特許請求の
範囲第1項に記載された合金組成を有する鋼を使用する
ことによって解決される。この合金は、本発明の好適な
実施態様において、強靭度特性を増加させるため、見込
まれる焼き減り以上に、少なくとも窒素含量の3.4倍に
相応する量のチタンと、0.001 〜0.005 重量%のホウ素
とを入れることができる。ホウ素のすべての作用を発揮
させるため、常に存在し使用された溶融技術にもとづい
て、経験によって割出すことが可能な窒素含量(通常、
溶接可能な鋼を溶融する場合は約50〜70ppmの窒素)
が、チタンによって凝固される必要がある。一般に、T
i:Hの比率が3.4:1を著しく越えることは好まし
くない。
本発明によって使用される鋼は、特に、比較的廉価な合
金要素であるマンガンの成分が比較的多いことを特徴と
している。さらに、高価な合金成分ニッケル、モリブデ
ン、バナジウムおよびクロムを完全に省くか、少なくと
も、これらの成分の含量を著しく減少することができ
る。これに対する前提条件は、単に、これらの成分の含
量に関する特許請求の範囲第1項に示された組成が満た
されることだけである。場合によっては、少なくとも4.
5重量%のマンガン成分だけによって保証することがで
きる。本発明による鋼は空冷で硬化するため、ドイツ連
邦共和国特許第3728476号公報から知られる鋼の場合と
同様な所要の技術的な特性を得るのに多額の経費を要す
る熱処理対策が完全に省かれ、したがってドア補強管の
製造のための使用によって、経済的に顕著な利点が得ら
れる。この材料からつくられる管が、約500℃における
焼き戻し後に、通常の水冷硬化された材料と比較して、
強度の喪失および加工性の減少が極めて少ないことは極
めて驚異的である。したがって、この材料からなるドア
補強管は、強度特性の許容できない減少を余儀なくする
ことなく、容易に、耐蝕性の改善のための高温亜鉛鍍金
を行い、溶接することができる。
ここで特許請求の範囲において、合金組成の合計、すな
わち、Mn+Ni+Cr+Mo+(10×V)≧4.5重量%とし
たのは、これら成分の合計が4.5重量%以上という意
味であり、4.5重量%未満ではドア補強用の鋼管材料
として必要な特性を維持しながら材料コストを低くする
という経済的効果が充分に得られないからである。そし
て4.5重量%以上とすることによって、前述のように
Mnを多量に使用して高価なCr,Ni,Moなどの合金成分の使
用を少なくして経済的効果を得るとともに所定の特性の
維持を可能としている。
また、Ni,Cr,Mo,Vのそれぞれの含有量の前記数値限定
は、これ以上の含有は、前記のように材料コストを低く
するという目的に反するからであり、またP,S,Si,Alの
それぞれの含有量の前記数値以上の含有は、ドア補強用
の鋼管材料としての特性を阻害し好ましくないからであ
る。またCの含有量を0.15〜0.25%の範囲に限定したの
は0.15%以下では好ましい硬度が得られず、0.25%以上
では、Mn量の増加との兼合いで、前記特性が維持できな
いからである。
e. 実施例 本発明によって使用可能な合金の実施例が下記の表に重
量%で示されている。
溶接工程による材料特性変化に関する本発明による鋼の
良好な特性は、第1図および第2図に示された供試品の
硬度推移の対比に示されている。第1図は、供試品の溶
接がMAG方式で行われた0.18%の炭素、0.4 %のケイ素
および1.14%のマンガン(残余:鉄および一般的な不純
物)を有する水冷硬化された従来の鋼からなる直径38
mm、肉厚さ2.3mmの管材についての硬度推移を示してい
る。影響を受けない基本材料(GW)においては、硬度HV1
が460の値にあるが、熱影響領域(WEZ)においては260以
下の値に低下する。溶接物(SG)の硬度HV1は約220である
が、この値は、使用された溶接電極の材料だけに依存す
るため、この関係においてはあまり重要ではない。
これに対して、0.19%の炭素、3.95%のマンガンおよび
0.6 %のクロム(残余:鉄および一般的な不純物)を有
する空冷硬化された本発明による鋼からなる厚さ5mmの
供試板は、他の溶接付加材料によるWAG方式の供試品溶
接において、第2図から判るように、比較試験の場合よ
り明らかに良好な特性を示している。約9mmを有する熱
影響領域は比較例(7mm)における場合より若干広い
が、この場合、硬度HV1は、影響を受けない基本材料に
おける約420の値から、熱影響領域における約360の値に
低下するだけである。したがって、最初の試験における
より約100だけ値が高い。
第1図および第2図に示す試験において使用されたもの
と同じ材料の特性が、焼き戻しに関しても試験された。
さらに、比較試験が30×3.2mmの寸法の供試管について
行われ、この供試管は、通常の方法によって続いて行わ
れる水冷硬化処理および空冷硬化処理によって製造され
た。
第3図は、上方の曲線経過において、ドア補強管に対す
る所定の試験条件によって行われた、水冷硬化された鋼
からなる供試管のたわみについての力の推移を示してい
る。この曲線の下の面積は、この管材の変形エネルギー
の量を表わしている。下方の曲線経過においては、焼き
戻し処理前に約500℃の高温亜鉛鍍金によって処理され
た同様な管に対する同様な力の推移を示している。この
場合は、曲げ力が著しく低いため、たわみの主要部にお
いて変形エネルギーが約40%だけ減少している。第4図
に、本発明による鋼からなる、空冷硬化された管材およ
び硬化後に約500℃の亜鉛鍍金によって焼き戻された管
材に対する、同様な比較試験結果が示されている。下方
の曲線が上方の曲線に一層近いため、この材料の特性が
良好であることが明らかである。したがって、高温亜鉛
鍍金による変形エネルギーの消費量は、最初の硬化され
た状態に対して僅か約15%である。したがって、変形エ
ネルギーの所望の最低値を容易に維持することができ
る。また、本発明によるドア補強管の場合、その他の所
望の技術的な特性が付与される。
【図面の簡単な説明】
第1図は水冷硬化された従来の鋼からなる供試品の溶接
過程の硬度推移を示すグラフ、第2図は空冷硬化された
本発明による鋼からなる供試品の溶接過程の硬化推移を
示すグラフ、第3図は水冷硬化された従来の鋼からなる
供試品のたわみについての力の推移を示すグラフ、第4
図は空冷硬化された本発明による鋼からなる供試品のた
わみについての力の推移を示すグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−133423(JP,A) 特開 昭55−131130(JP,A) 特開 昭53−75114(JP,A) 特開 昭53−51121(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量百分率において、 C 0.15−0.25% Mn 3.40−6.10% Ni 1.0 % 以下 Cr 1.0 % 以下 Mo 1.0 % 以下 V 0.15% 以下 P 最大 0.03% S 最大 0.03% Si 最大 0.6 % Al 最大 0.05% 残余 鉄および一般の窒素並びに不純物 の組成からなり脱酸処理によって鋳造された自動車ドア
    補強用の鋼管材料であって、 合金組成の合計が、下記の関係、 Mn+Ni+Cr+Mo+(10×V)≧4.5重量% を満足することを特徴とする、自動車ドア補強用の鋼管
    材料。
  2. 【請求項2】強靭度特性を改善するため、鋼組成が、少
    なくとも窒素含量の3.4倍のチタン、および0.001 −
    0.005 重量%のホウ素を有することを特徴とする、特許
    請求の範囲第1項記載の鋼管材料。
JP2272074A 1989-10-26 1990-10-09 自動車ドア補強用の鋼管材料 Expired - Lifetime JPH0610322B2 (ja)

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