JPH06179945A - 延性の優れたCr−Mo系超高張力電縫鋼管 - Google Patents

延性の優れたCr−Mo系超高張力電縫鋼管

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JPH06179945A
JPH06179945A JP33467192A JP33467192A JPH06179945A JP H06179945 A JPH06179945 A JP H06179945A JP 33467192 A JP33467192 A JP 33467192A JP 33467192 A JP33467192 A JP 33467192A JP H06179945 A JPH06179945 A JP H06179945A
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electric resistance
resistance welded
ductility
strength
welded steel
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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】 (修正有) 【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−Mo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:0.1〜0.7%、Mo:0.1〜
1.5%に、Ti:0.01〜0.20%、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で、熱処理として焼準を
行ない、引張強度が150〜180kgf/mm2 で伸
びが10%以上、降伏比が0.70〜0.85とした。

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−Mo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
定の低合金鋼の焼準する方法は、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−M
o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:0.1〜0.7%、Mo:
0.1〜1.5%を含有し残部Fe及び不可避的元素よ
りなる電縫鋼管で、焼準によるマルテンサイトとベイナ
イト主体の組織からなり、引張強度が150〜180k
gf/mm2 で伸びが10%以上、降伏比が0.70〜
0.85であることを特徴とする延性の優れたCr−M
o系超高張力電縫鋼管。
【0008】(2)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:0.1〜0.7%、Mo:
0.1〜1.5%に、Ti:0.01〜0.20%、N
b:0.01〜0.20%以下を1種または2種を含有
し残部Fe及び不可避的元素よりなる電縫鋼管で、焼準
によるマルテンサイトとベイナイト主体の組織からな
り、引張強度が150〜180kgf/mm2 で伸びが
10%以上、降伏比が0.70〜0.85であることを
特徴とする延性の優れたCr−Mo系超高張力電縫鋼
管。
【0009】(3)電縫鋼管が角形または異形鋼管であ
る前記(1)項または(2)項記載の延性の優れたCr
−Mo系超高張力電縫鋼管。
【0010】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1〜3に共通の
成分について限定理由を説明する。
【0011】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。
【0012】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、0.5%を超え
ると電縫溶接性および靭性が悪化するため、0.5%を
上限とした。
【0013】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。
【0014】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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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0.001%未満で
は強度不足となり、0.003%を超えるとBoron
Constituentが生成して延靭性が著しく低
下するため、下限を0.001%、上限を0.003%
とした。
【0018】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。
【0019】Moはフェライト変態を抑制し、細粒化に
効果があり、析出強化する特徴を有し、造管後の熱処理
によりマルテンサイトとベイナイト主体の組織を得て、
強度を上げるのに有効であるため、0.1%以上を含有
させる。しかし、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、下限を0.1
%、上限を1.5%とした。
【0020】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、0.1%以上を含有させる。この場合、
0.7%を超えて添加するとERW造管でCrの酸化物
による溶接欠陥が発生し易くなり、面倒な不活性ガスシ
ール溶接が必要である。したがって、上限を0.7%と
した。
【0021】Ti、Nbについては、Moと同様に熱間
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%以上を含有させてもよい。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。
【0022】次に製造工程について説明する。本発明に
よる電縫鋼管の製造工程の一例を図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A
3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。95
0℃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、Ar3 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
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。
【0023】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、Mo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。
【0024】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、マルテンサ
イトとベイナイト主体の組織とし、強度上昇をはかる。
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。
【0025】以上本発明の請求項1および請求項2に記
載の電縫鋼管について説明したが、請求項3記載の電縫
鋼管でもよい。図2は請求項3記載の方法に従った工程
を示す。このように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、6
00℃以上の軟化焼鈍または焼準を行なう。冷間絞り後
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でもよい。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。
【0026】
【実施例】表1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/m
2 以上の引張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、降伏比(=降伏強度/引張強度)が0.70〜
0.85と低くできる。曲げ時の座屈は降伏比が低いほ
ど発生しにくいため、曲げ吸収エネルギーが大きくなり
本発明は有利である。また、本発明は造管後に焼準の熱
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。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【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
スを有し、降伏比が0.70〜0.85と低くできる超
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および請求項2に記載の電縫
鋼管の製造工程の一例を示す図。
【図2】請求項3に記載の電縫鋼管の製造工程の一例を
示す図。
【図3】本発明の角型および異形鋼管の形状例を示す
図。

Claims (3)

    【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:0.0005〜0.006%、 Al:0.01〜0.08%、 B:0.0010〜0.0030%、 N:0.002〜0.005%、 Cr:0.1〜0.7%、 Mo:0.1〜1.5% を含有し残部Fe及び不可避的元素よりなる電縫鋼管
    で、焼準によるマルテンサイトとベイナイト主体の組織
    からなり、引張強度が150〜180kgf/mm2
    伸びが10%以上、降伏比が0.70〜0.85である
    ことを特徴とする延性の優れたCr−Mo系超高張力電
    縫鋼管。
  2. 【請求項2】 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:0.01〜0.08%、 B:0.0010〜0.0030%、 N:0.002〜0.005%、 Cr:0.1〜0.7%、 Mo:0.1〜1.5%に、 Ti:0.01〜0.20%、Nb:0.01〜0.2
    0%以下を1種または2種を含有し残部Fe及び不可避
    的元素よりなる電縫鋼管で、焼準によるマルテンサイト
    とベイナイト主体の組織からなり、引張強度が150〜
    180kgf/mm2 で伸びが10%以上、降伏比が
    0.70〜0.85であることを特徴とする延性の優れ
    たCr−Mo系超高張力電縫鋼管。
  3. 【請求項3】 電縫鋼管が角形または異形鋼管であるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の延性の優れたC
    r−Mo系超高張力電縫鋼管。
JP33467192A 1992-12-15 1992-12-15 延性の優れたCr−Mo系超高張力電縫鋼管 Pending JPH06179945A (ja)

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