JPH0688129A - 低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法 - Google Patents
低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法Info
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- JPH0688129A JPH0688129A JP24187792A JP24187792A JPH0688129A JP H0688129 A JPH0688129 A JP H0688129A JP 24187792 A JP24187792 A JP 24187792A JP 24187792 A JP24187792 A JP 24187792A JP H0688129 A JPH0688129 A JP H0688129A
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- residual stress
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- steel
- steel pipe
- pipe
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】造管ままで使用する引張強度が120kgf/
mm2 以上の高強度電縫鋼管において、曲げ特性を向上
させるため、造管時に発生する残留応力を抑制する。 【構成】C:0.08〜0.20重量%、Si:1.5
重量%以下、Mn:2.0〜3.5重量%、Al:0.
01〜0.10重量%、Nb:0.01〜0.10重量
%、B:0.0002〜0.0020重量%、を含有し
残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブを素材と
して、この鋼スラブを1200〜1300℃に加熱後、
仕上温度が800〜950℃となる条件で圧延し、その
後少なくとも3℃/sの速度で冷却し、300〜600
℃で巻取り、組織分率で5%以上の残留オーステナイト
を含む熱延鋼板とする。
mm2 以上の高強度電縫鋼管において、曲げ特性を向上
させるため、造管時に発生する残留応力を抑制する。 【構成】C:0.08〜0.20重量%、Si:1.5
重量%以下、Mn:2.0〜3.5重量%、Al:0.
01〜0.10重量%、Nb:0.01〜0.10重量
%、B:0.0002〜0.0020重量%、を含有し
残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブを素材と
して、この鋼スラブを1200〜1300℃に加熱後、
仕上温度が800〜950℃となる条件で圧延し、その
後少なくとも3℃/sの速度で冷却し、300〜600
℃で巻取り、組織分率で5%以上の残留オーステナイト
を含む熱延鋼板とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安全対策のため自動車
に補強材として装着されるドアインパクトビーム等に使
用される、溶接ままで引張強さ120kgf/mm2 以
上を示す高強度電縫鋼管の製造方法に関するものであ
る。
に補強材として装着されるドアインパクトビーム等に使
用される、溶接ままで引張強さ120kgf/mm2 以
上を示す高強度電縫鋼管の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】引張強度120kgf/mm2 以上の高
強度電縫鋼管は電縫溶接後焼入、焼戻しなどの熱処理を
行い製造するのが一般的であったが、熱処理による製造
コストの上昇や形状変化が問題視され、鋼管の熱処理工
程を省略し、造管ままで製品とする製造方法が考案され
た。この造管ままで使用する方法としては、例えば特開
平1−205032号公報に示されている。しかしこの
方法では造管時に発生する残留応力が原因で曲げ特性が
劣るという欠点があり、自動車の補強材という用途から
しても問題が残っている。
強度電縫鋼管は電縫溶接後焼入、焼戻しなどの熱処理を
行い製造するのが一般的であったが、熱処理による製造
コストの上昇や形状変化が問題視され、鋼管の熱処理工
程を省略し、造管ままで製品とする製造方法が考案され
た。この造管ままで使用する方法としては、例えば特開
平1−205032号公報に示されている。しかしこの
方法では造管時に発生する残留応力が原因で曲げ特性が
劣るという欠点があり、自動車の補強材という用途から
しても問題が残っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶接ままで
使用する引張強度が120kgf/mm2 以上の高強度
電縫鋼管において、曲げ特性を向上させるため、造管時
に発生する残留応力を抑制する製造方法を提案すること
が目的である。
使用する引張強度が120kgf/mm2 以上の高強度
電縫鋼管において、曲げ特性を向上させるため、造管時
に発生する残留応力を抑制する製造方法を提案すること
が目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、造管前の熱延
鋼板の組織に残留オーステナイトを存在させ造管時にお
ける歪みをそれに吸収させることにより、ならびに造管
後サイザーにて絞り込みを行うことにより、残留応力を
低減させ優れた曲げ特性を有する溶接まま高強度鋼管を
製造する方法である。すなわち、 C:0.08〜0.20重量% Si:1.5重量%以下 Mn:2.0〜3.5重量% Al:0.01〜0.10重量% Nb:0.01〜0.10重量% B:0.0002〜0.0020重量% を含有し残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブ
を素材として、この鋼スラブを1200〜1300℃に
加熱後、仕上温度が800〜950℃となる条件で圧延
し、その後少なくとも3℃/sの速度で冷却し、300
〜600℃で巻取り、組織分率で5%以上の残留オース
テナイトを含む熱延鋼板とした後、電縫溶接することを
特徴とする低残留応力溶接まま高強度鋼管の製造方法で
ある。
鋼板の組織に残留オーステナイトを存在させ造管時にお
ける歪みをそれに吸収させることにより、ならびに造管
後サイザーにて絞り込みを行うことにより、残留応力を
低減させ優れた曲げ特性を有する溶接まま高強度鋼管を
製造する方法である。すなわち、 C:0.08〜0.20重量% Si:1.5重量%以下 Mn:2.0〜3.5重量% Al:0.01〜0.10重量% Nb:0.01〜0.10重量% B:0.0002〜0.0020重量% を含有し残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブ
を素材として、この鋼スラブを1200〜1300℃に
加熱後、仕上温度が800〜950℃となる条件で圧延
し、その後少なくとも3℃/sの速度で冷却し、300
〜600℃で巻取り、組織分率で5%以上の残留オース
テナイトを含む熱延鋼板とした後、電縫溶接することを
特徴とする低残留応力溶接まま高強度鋼管の製造方法で
ある。
【0005】この方法において、さらに鋼スラブが上記
成分に加えて、 Ti:0.10重量%以下 V:0.10重量%以下 のうち少なくと1種を含有する鋼スラブとすれば、高強
度となり一層好適である。また、電縫溶接した後に、サ
イザーにて1〜3%の絞り込みを行うと残留応力の低減
にさらに効果がある。
成分に加えて、 Ti:0.10重量%以下 V:0.10重量%以下 のうち少なくと1種を含有する鋼スラブとすれば、高強
度となり一層好適である。また、電縫溶接した後に、サ
イザーにて1〜3%の絞り込みを行うと残留応力の低減
にさらに効果がある。
【0006】
【作用】まず、鋼の成分組成の限定理由について説明す
る。 C:0.08〜0.20重量% Cは鋼の強度を上昇させる元素であるが、その含有量が
0.20重量%を超えると靭性の低下を招き、電縫管製
造時の成形性が劣化する。一方Cの含有量が0.08重
量%未満では目標とする引張強度を得られない。よって
Cの含有量を0.08重量%〜0.20重量%に限定し
た。
る。 C:0.08〜0.20重量% Cは鋼の強度を上昇させる元素であるが、その含有量が
0.20重量%を超えると靭性の低下を招き、電縫管製
造時の成形性が劣化する。一方Cの含有量が0.08重
量%未満では目標とする引張強度を得られない。よって
Cの含有量を0.08重量%〜0.20重量%に限定し
た。
【0007】Si:1.5重量%以下 Siは脱酸元素として有効であるとともに高強度化に寄
与するが、1.5重量%を超えて添加すると圧延が困難
となり、また電縫溶接時に欠陥を発生し易くなる。よっ
てSiの含有量を1.5重量%以下とした。 Mn:2.0〜3.5重量% Mnは高強度化及び残留オーステナイトの確保に必要で
ある。Mnの含有量が2.0重量%未満では、十分な強
度と残留オーステナイト量を得ることができず、一方
3.5重量%を超えて添加しても大きな材質の向上は見
られず、また電縫溶接時に欠陥が発生し易くなる。よっ
てMn含有量を2.0〜3.5重量%に限定した。
与するが、1.5重量%を超えて添加すると圧延が困難
となり、また電縫溶接時に欠陥を発生し易くなる。よっ
てSiの含有量を1.5重量%以下とした。 Mn:2.0〜3.5重量% Mnは高強度化及び残留オーステナイトの確保に必要で
ある。Mnの含有量が2.0重量%未満では、十分な強
度と残留オーステナイト量を得ることができず、一方
3.5重量%を超えて添加しても大きな材質の向上は見
られず、また電縫溶接時に欠陥が発生し易くなる。よっ
てMn含有量を2.0〜3.5重量%に限定した。
【0008】Al:0.01〜0.10重量% Alは脱酸元素として、また鋼の清浄化のために必要な
元素である。鋼を高強度化するためには清浄度の向上が
必須となり、少なくとも0.01重量%は添加する必要
がある。しかし、0.10重量%を超えて添加するとア
ルミナクラスターによる表面欠陥などの原因となるので
好ましくない。よってAlは0.01〜0.10重量%
の範囲に限定した。
元素である。鋼を高強度化するためには清浄度の向上が
必須となり、少なくとも0.01重量%は添加する必要
がある。しかし、0.10重量%を超えて添加するとア
ルミナクラスターによる表面欠陥などの原因となるので
好ましくない。よってAlは0.01〜0.10重量%
の範囲に限定した。
【0009】Nb:0.01〜0.10重量% Nbは炭窒化物生成元素であり、細粒化、析出物による
強度向上の効果がある。0.01重量%未満ではこれら
の効果を得ることができず、また0.1重量%を超える
と鋼の熱間加工抵抗が増大し、実機操業での支障を来す
と共に、溶接性も劣化する。よってNbの成分範囲を
0.01〜0.10重量%に限定した。
強度向上の効果がある。0.01重量%未満ではこれら
の効果を得ることができず、また0.1重量%を超える
と鋼の熱間加工抵抗が増大し、実機操業での支障を来す
と共に、溶接性も劣化する。よってNbの成分範囲を
0.01〜0.10重量%に限定した。
【0010】B:0.0002〜0.0020重量% Bは焼入性を増加させ、鋼の高強度化に寄与する元素で
ある。この効果は少なくとも0.0002重量%含有し
なければ現れず、また0.0020重量%を超えて含有
すると靭性劣化の原因となる。よってBは0.0002
〜0.0020重量%の範囲に限定した。
ある。この効果は少なくとも0.0002重量%含有し
なければ現れず、また0.0020重量%を超えて含有
すると靭性劣化の原因となる。よってBは0.0002
〜0.0020重量%の範囲に限定した。
【0011】Ti:0.10重量%以下 以上の元素の他に高強度化を図るために、Ti、Vのう
ち1種または2種を添加することができる。Tiは鋼の
細粒化を促進し、介在物の形態制御、固溶Nの固定によ
る有効Bの確保などの作用がある。しかし、0.10重
量%を超えて含有すると粗大析出物の増加により特性の
劣化につながる。よってTiの成分範囲を0.10重量
%以下に限定した。
ち1種または2種を添加することができる。Tiは鋼の
細粒化を促進し、介在物の形態制御、固溶Nの固定によ
る有効Bの確保などの作用がある。しかし、0.10重
量%を超えて含有すると粗大析出物の増加により特性の
劣化につながる。よってTiの成分範囲を0.10重量
%以下に限定した。
【0012】V:0.10重量%以下 Vの添加は焼入性の向上に寄与すると共にVNによる析
出強化の効果も利用できる。この効果は0.10重量%
で飽和するので、Vの成分範囲を0.10重量%以下に
限定した。次に上述の組成の鋼を用いて、組織分率で5
%以上の残留オーステナイトを含む熱延鋼板を製造する
際の条件の限定理由を説明する。
出強化の効果も利用できる。この効果は0.10重量%
で飽和するので、Vの成分範囲を0.10重量%以下に
限定した。次に上述の組成の鋼を用いて、組織分率で5
%以上の残留オーステナイトを含む熱延鋼板を製造する
際の条件の限定理由を説明する。
【0013】スラブ加熱温度:1200〜1300℃ 圧延前の鋼組織の調整という観点からスラブ加熱温度は
重要な因子である。この場合1200℃未満では均一な
粒組織が得られず、最終的に材質のばらつきの原因とな
り、一方1300℃を超えた場合粗大粒が生じ同様に材
質のばらつきの原因となる。よってスラブ加熱温度は1
200〜1300℃の範囲に限定した。
重要な因子である。この場合1200℃未満では均一な
粒組織が得られず、最終的に材質のばらつきの原因とな
り、一方1300℃を超えた場合粗大粒が生じ同様に材
質のばらつきの原因となる。よってスラブ加熱温度は1
200〜1300℃の範囲に限定した。
【0014】仕上げ圧延温度:800〜950℃ 仕上げ圧延温度が高過ぎると最終的な組織が粗大とな
り、延性の面で望ましくない。またその温度が低い場合
には組織の展伸が顕著になると共に圧延荷重の増大を伴
い操業上好ましくない。これらの上限、下限温度はそれ
ぞれ950℃、800℃である。
り、延性の面で望ましくない。またその温度が低い場合
には組織の展伸が顕著になると共に圧延荷重の増大を伴
い操業上好ましくない。これらの上限、下限温度はそれ
ぞれ950℃、800℃である。
【0015】圧延後冷却速度:3℃/s以上 目標の高強度を得るためには少なくとも3℃/sの速度
で冷却しなければならない。 巻取り温度:300〜600℃ 巻取り温度は目標とする組織を得るために重要なパラメ
ータとなる。巻取り温度が300℃未満ではマルテンサ
イト変態が促進され所定量の残留オーステナイトを得ら
れなくなる。一方、600℃を超えるとパーライトが出
現することにより高強度が得られなくなる。よって、巻
取り温度を300〜600℃の範囲に限定した。
で冷却しなければならない。 巻取り温度:300〜600℃ 巻取り温度は目標とする組織を得るために重要なパラメ
ータとなる。巻取り温度が300℃未満ではマルテンサ
イト変態が促進され所定量の残留オーステナイトを得ら
れなくなる。一方、600℃を超えるとパーライトが出
現することにより高強度が得られなくなる。よって、巻
取り温度を300〜600℃の範囲に限定した。
【0016】以上述べた方法により残留オーステナイト
を組織分率(面積比)として5%以上含む熱延鋼板が製
造でき、これを電縫溶接にて造管すると、歪みが残留オ
ーステナイトに吸収されるため残留応力を低減できる。
ここで熱延鋼板の残留オーステナイトの組織分率を5%
以上としたのは、実施例の図1に示したように、電縫溶
接にて製造された鋼管の残留応力が十分低減されるため
に残留オーステナイトの組織分率が少なくとも5%必要
であるとの知見に基づいている。なお、残留オーステナ
イト量の上限は高強度を維持するためには15%以下と
するのが望ましい。
を組織分率(面積比)として5%以上含む熱延鋼板が製
造でき、これを電縫溶接にて造管すると、歪みが残留オ
ーステナイトに吸収されるため残留応力を低減できる。
ここで熱延鋼板の残留オーステナイトの組織分率を5%
以上としたのは、実施例の図1に示したように、電縫溶
接にて製造された鋼管の残留応力が十分低減されるため
に残留オーステナイトの組織分率が少なくとも5%必要
であるとの知見に基づいている。なお、残留オーステナ
イト量の上限は高強度を維持するためには15%以下と
するのが望ましい。
【0017】さらに造管後サイザーにより絞り込みを行
うことにより残留応力を低減させることも効果がある。
この際、1%未満の絞り込みではこの効果が得られず、
一方3%を超えると操業上困難を生じる。よって絞り込
みの範囲は1〜3%とした。
うことにより残留応力を低減させることも効果がある。
この際、1%未満の絞り込みではこの効果が得られず、
一方3%を超えると操業上困難を生じる。よって絞り込
みの範囲は1〜3%とした。
【0018】
【実施例】表1に示す各組成の鋼を溶製し、スラブとし
た後、これらを同表に併せて示した各条件にて熱間圧延
し、板厚2.6mmの熱延板とし、外径31.8mmの
電縫鋼管に成形した。なおD鋼に対して造管後サイザー
により2%の絞り込みを行った。熱延板の組織、引張強
度ならびにそれを素材とした電縫鋼管の引張強度、残留
応力を調査した。その結果を表2にまとめた。また熱延
鋼板の残留オーステナイト分率とそれを素材とした電縫
鋼管の残留応力との関係を図1に示す。
た後、これらを同表に併せて示した各条件にて熱間圧延
し、板厚2.6mmの熱延板とし、外径31.8mmの
電縫鋼管に成形した。なおD鋼に対して造管後サイザー
により2%の絞り込みを行った。熱延板の組織、引張強
度ならびにそれを素材とした電縫鋼管の引張強度、残留
応力を調査した。その結果を表2にまとめた。また熱延
鋼板の残留オーステナイト分率とそれを素材とした電縫
鋼管の残留応力との関係を図1に示す。
【0019】A−1、B、C、D鋼は本発明の実施例で
あり、電縫鋼管における引張強度、伸びは十分高い値を
示し、残留応力値は低く抑えられている。A−2〜A−
6鋼で適正な製造条件範囲からはずれているため、十分
な伸びが得られず、あるいは残留応力が高い値を示して
いる。E〜H鋼では成分範囲が外れているため、十分な
強度が得られていない。I、J鋼も同様に成分範囲が外
れているため、強度が得られず、また残留応力も高い値
を示している。
あり、電縫鋼管における引張強度、伸びは十分高い値を
示し、残留応力値は低く抑えられている。A−2〜A−
6鋼で適正な製造条件範囲からはずれているため、十分
な伸びが得られず、あるいは残留応力が高い値を示して
いる。E〜H鋼では成分範囲が外れているため、十分な
強度が得られていない。I、J鋼も同様に成分範囲が外
れているため、強度が得られず、また残留応力も高い値
を示している。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、本
発明により残留応力を低減した溶接まま高強度電縫鋼管
が製造できた。この鋼管は引張強度が高いため薄肉化が
可能となり軽量化に寄与できるとともに、溶接ままで製
品とするので低コストで製造できる。また溶接ままであ
るにも係らず残留応力が低いため曲げ特性に優れてお
り、自動車のドアインパクトビームなどにその性能を発
揮できる。
発明により残留応力を低減した溶接まま高強度電縫鋼管
が製造できた。この鋼管は引張強度が高いため薄肉化が
可能となり軽量化に寄与できるとともに、溶接ままで製
品とするので低コストで製造できる。また溶接ままであ
るにも係らず残留応力が低いため曲げ特性に優れてお
り、自動車のドアインパクトビームなどにその性能を発
揮できる。
【図1】オーステナイト分率と残留応力との関係を示す
グラフである。
グラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】C:0.08〜0.20重量% Si:1.5重量%以下 Mn:2.0〜3.5重量% Al:0.01〜0.10重量% Nb:0.01〜0.10重量% B:0.0002〜0.0020重量% を含有し残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼スラブ
を素材として、この鋼スラブを1200〜1300℃に
加熱後、仕上温度が800〜950℃となる条件で圧延
し、その後少なくとも3℃/sの速度で冷却し、300
〜600℃で巻取り、組織分率で5%以上の残留オース
テナイトを含む熱延鋼板とした後、電縫溶接することを
特徴とする低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方
法。 - 【請求項2】 鋼スラブが請求項1の成分に加えて、 Ti:0.10重量%以下 V:0.10重量%以下 のうち少なくとも1種を含有する鋼スラブであることを
特徴とする請求項1記載の低残留応力の溶接まま高強度
鋼管の製造方法。 - 【請求項3】 電縫溶接した後に、サイザーにて1〜3
%の絞り込みを行うことを特徴とする請求項1又は2記
載の低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24187792A JPH0688129A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24187792A JPH0688129A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0688129A true JPH0688129A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17080870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24187792A Withdrawn JPH0688129A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0688129A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6297767A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-07 | Showa Alum Corp | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
WO2015045373A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | Jfeスチール株式会社 | 高炭素電縫溶接鋼管の製造方法及び自動車部品 |
US10167538B2 (en) | 2014-02-04 | 2019-01-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel pipe |
US20210257129A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-19 | Yazaki Corporation | Method for manufacturing spiral tube |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP24187792A patent/JPH0688129A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6297767A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-07 | Showa Alum Corp | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
WO2015045373A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | Jfeスチール株式会社 | 高炭素電縫溶接鋼管の製造方法及び自動車部品 |
JP2015062920A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Jfeスチール株式会社 | 電縫溶接部の信頼性に優れた高炭素電縫溶接鋼管の製造方法 |
US10167538B2 (en) | 2014-02-04 | 2019-01-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel pipe |
US20210257129A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-19 | Yazaki Corporation | Method for manufacturing spiral tube |
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