JPH0718330A - 高強度高靭性鋼管の製造方法 - Google Patents
高強度高靭性鋼管の製造方法Info
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- JPH0718330A JPH0718330A JP19288593A JP19288593A JPH0718330A JP H0718330 A JPH0718330 A JP H0718330A JP 19288593 A JP19288593 A JP 19288593A JP 19288593 A JP19288593 A JP 19288593A JP H0718330 A JPH0718330 A JP H0718330A
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Abstract
鋼管を製造する。 【構成】 C:0.35〜0.55%、Si:0.10
〜0.50%、Mn:1.0〜2.0%、P:0.03
%以下、S:0.03%以下と、Cr:1.0%以下、
V:0.2%以下、Nb:0.015〜0.05%、
B:0.0010〜0.0050%のうちの1種または
2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなる鋼材を用いて継目無鋼管を製管時、最終圧延にお
ける仕上げ温度をAr3変態点以上で圧延したのち、断
面減少率10〜70%で冷間加工して所定の寸法に仕上
げ、ついで500〜700℃の温度で熱処理を行う。 【効果】 自動車の足まわりに使用される高強度部材の
中空鋼管化が可能となり、自動車の軽量化を図ることが
できる。
Description
る機械構造用鋼材のうち、特に自動車の足まわりに使用
される高強度部材に適した高強度高靭性鋼管の製造方法
に関する。
に使用される鋼材の中で、特にステアリングシャフト、
ドライブシャフト等には、引張強さ80kgf/mm2
クラスのJIS G4051に規定の機械構造用炭素鋼
鋼材のS45C、S50C等の棒鋼が多く使用されてい
る。しかしながら、自動車の軽量化が進む中で、駆動系
ならびに足まわりに使用される鋼材も中空鋼管化が強く
要望されている。ステアリングシャフト、ドライブシャ
フト等を中空化する場合、現状の引張強さ80kgf/
mm2クラスの機械構造用炭素鋼のS45C、S50C
等の棒鋼に比べ、中空分だけ更に高強度で、かつ高靭性
の鋼管が要求される。
高強度、高靭性の継目無鋼管は、熱間にて継目無製管さ
れた管を単に焼入れ、焼戻し熱処理を施して高強度化す
るのみでは不十分であり、熱間にて継目無製管された管
を冷間加工し、所定の寸法精度を確保したのち熱処理を
施し、高強度化と高靭性化を図ることが試みられてい
る。
て継目無製管された管を冷間加工したのち熱処理を施
し、高強度化と高靭性化を図るのみでは、特にステアリ
ングシャフト、ドライブシャフト等に使用される引張強
さ80kgf/mm2クラスの機械構造用炭素鋼のS4
5C、S50C等の棒鋼の強度以上の高強度、高靭性を
付与することは不可能である。
用される高強度部材に適した高強度高靭性鋼管の製造方
法を提供することにある。
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、比較的
コストアップの少ない高Mn化と冷間抽伸後の熱処理条
件を特定することによって、同じ外径であれば現行のS
45C棒鋼より高強度で、かつ高延性高靭性を有する鋼
管を製造できることを確認し、この発明に到達した。
55%、Si:0.10〜0.50%、Mn:1.0〜
2.0%、P:0.03%以下、S:0.03%以下
と、Cr:1.0%以下、V:0.2%以下、Nb:
0.015〜0.05%、B:0.0010〜0.00
50%のうちの1種または2種以上を含有し、残部がF
eおよび不可避的不純物からなる鋼材を用いて継目無鋼
管を、製管時に仕上げ温度Ar3変態点以上で最終圧延
したのち、断面減少率10〜70%の範囲で冷間加工し
て所定の寸法に仕上げ、ついで500〜700℃の温度
で熱処理を行うことを特徴とする高強度高靭性鋼管の製
造方法である。
は、下記の通りである。Cは素材の強度、歯切り部の高
周波焼入れ後の強度を得るために必要な元素で、0.3
5%未満では目標の硬度が得られず、また、0.55%
を超えると硬度が高くなり靭性が悪化するため、0.3
5〜0.55%とした。Siは鋼の脱酸のために重要な
元素で、0.10%未満では脱酸が不十分となり、ま
た、0.50%を超えると効果が飽和し、高価となるた
め、0.10〜0.50%とした。Mnは素材の強度、
延性、靭性の確保に重要な元素で、1.0%未満では目
標とする機械的特性が得られず、また、2.0%を超え
ると靭性の低下を来すため、1.0〜2.0%とした。
Pは焼入れ後の靭性を悪化させる元素で、0.03%を
超えると靭性が低下するので、0.03%以下とした。
Sは非金属介在物のMnSを生成させ、靭性を悪化させ
る元素で、0.03%を超えるとその傾向が著しいの
で、0.03%以下とした。
あるが、高価なため、1.0%以下とした。Vは素材の
強度ならびに靭性の確保に有効な元素であるが、高価な
ため0.2%以下とした。Nbは素材の強度ならびに結
晶粒微細化による靭性の向上に有効な元素で、0.01
5%未満ではその効果が十分でなく、また、0.050
%を超えると靭性が悪化するため、0.015〜0.0
50%とした。Bは高周波焼入れ部の焼入れ性ならびに
粒界強化による靭性の向上に有効な元素で、0.001
0%未満ではその効果が十分でなく、また、0.005
0%を超えると靭性が悪化するため、0.0010〜
0.0050%とした。
上としたのは、圧延組織を整粒の組織とするためであ
る。また、冷間加工時の加工度を10〜70%としたの
は、10%未満では所定の寸法精度が得られず、また、
70%を超えると冷間加工による割れが懸念されるから
である。さらに、最終熱処理温度を700〜500℃と
したのは、700℃を超えると所定の強度が得られず、
また、500℃未満では高強度となりすぎて延性、靭性
が低下するからである。
55%、Si:0.10〜0.50%、Mn:1.0〜
2.0%、P:0.03%以下、S:0.03%以下
と、Cr:1.0%以下、V:0.2%以下、Nb:
0.015〜0.05%、B:0.0010〜0.00
50%のうちの1種または2種以上を含有し、残部がF
eおよび不可避的不純物からなる鋼材を用いることによ
って、鋼材の強度、延性、靭性が確保され、かつ、継目
無鋼管を、製管時に仕上げ温度Ar3変態点以上で最終
圧延するから、整粒の組織が得られる。しかも、断面減
少率10〜70%の範囲で冷間加工して所定の寸法に仕
上げたのち、500〜700℃の温度で熱処理を行うか
ら、継目無鋼管にステアリングシャフト、ドライブシャ
フト等に使用される引張強さ80kgf/mm2クラス
の強度が付与されると共に、靭性、延性が確保され、同
一外径であれば、従来の機械構造用炭素鋼のS45C、
S50C等の棒鋼以上の高強度、高靭性鋼管を得ること
ができ、ステアリングシャフト、ドライブシャフト等の
中空鋼管化が可能となり、自動車の軽量化を図ることが
できる。
10は本発明鋼、鋼種No.11〜15は比較鋼)を、
外径30mmの棒鋼にAr3変態点以上の温度で鍛造
後、外径25mmに冷間引抜き加工し、その後表2に示
すとおり、400〜800℃で熱処理を行ったものにつ
いて、JIS Z2201に規定の14A号の試験片を
用い、JIS Z2241に規定の引張試験を実施し、
引張強さ、伸び、絞りを求めた。また、JIS Z22
02に規定の4号試験片を用い、JIS Z2242に
規定のシャルピー衝撃試験を実施し、衝撃値を求めた。
そして、引張強さ85kgf/mm2の強度レベルにお
ける延性(伸び、絞り)と靭性を比較した。その結果を
表2に示す。なお、鋼種No.2の本発明鋼を800℃
および400℃で熱処理したものについても、同様の試
験を行った。その結果を表2に併記して示す。
本発明鋼は、いずれも鋼種No.11〜15の比較鋼に
比べ、延性、靭性共に優れている。特に、現状のS45
C成分系の鋼種No.11の比較鋼に比べ、延性に優れ
ると共に、シャルピー衝撃値も2倍以上と良好である。
なお、鋼種No.2の本発明鋼を800℃および400
℃で熱処理したものは、800℃では引張強さが80k
gf/mm2と低く、また、400℃では引張強さが1
20kgf/mm2と高強度となるが、伸び、絞りとも
いずれも低く、目標の特性が得られなかった。
ち、外径34mm、肉厚10mmに熱間圧延(ただし、
Ar3変態点以上の830℃で仕上げ)して継目無鋼管
となし、外径25mm、肉厚9mmに冷間加工したの
ち、500〜700℃まで100℃ピッチで熱処理した
本発明鋼管と、表3に示す化学成分の現状S45C成分
鋼の比較鋼2を熱間調質圧延した外径25mmの比較丸
棒について、引張強さ、シャルピー衝撃試験を実施する
と共に、図1に示すとおり、長さ300mmの本発明鋼
管1の中央外周部に幅2mm、深さ2mm、底部Rが1
mmのノッチ2の加工を行い、その部分に高周波焼入れ
したものについて、図2に示すとおり、ノッチ2を下に
して本発明鋼管1の中央から両側に75mm離れた位置
を支え3、3に載せ、その中央部に上部から押金具を当
て、徐々に荷重を加えて規定の形に曲げる曲げ試験を行
い、比較丸棒と比較して優劣を判断した。その結果を図
3ないし図5に示す。
は、引張強さと伸びバランス、引張強さとシャルピー衝
撃値バランスは、比較丸棒よりはるかに優れており、引
張強さ100kgf/mm2までの高強度が可能であ
る。また、図5に示すとおり、本発明鋼管は、ノッチ加
工位置の高周波焼入れ部の曲げ破損形態も、十分な延
性、靭性を保有しており、比較丸棒と同一強度レベルで
は、比較丸棒より優れており、引張強さ100kgf/
mm2以上で比較丸棒と同等であると、実用性能上も優
れた特性を有している。
ば、高強度、高延性、高靭性化を図ることができ、特に
自動車の足まわりに使用される高強度部材の現行S45
C棒鋼に比較し、中空鋼管化が可能となり、自動車の軽
量化を図ることができる。
で、(a)図は正面図、(b)図は側面図である。
強さと伸びとの関係を示すグラフである。
強さと衝撃値との関係を示すグラフである。
丸棒との曲げ試験における優劣の関係を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 C:0.35〜0.55%、Si:0.
10〜0.50%、Mn:1.0〜2.0%、P:0.
03%以下、S:0.03%以下と、Cr:1.0%以
下、V:0.2%以下、Nb:0.015〜0.05
%、B:0.0010〜0.0050%のうちの1種ま
たは2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純
物からなる鋼材を用いて継目無鋼管を、製管時に仕上げ
温度Ar3変態点以上で最終圧延したのち、断面減少率
10〜70%で冷間加工して所定の寸法に仕上げ、つい
で500〜700℃の温度で熱処理を行うことを特徴と
する高強度高靭性鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19288593A JP2684963B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 高強度高靭性鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19288593A JP2684963B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 高強度高靭性鋼管の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0718330A true JPH0718330A (ja) | 1995-01-20 |
JP2684963B2 JP2684963B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=16298603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19288593A Expired - Lifetime JP2684963B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 高強度高靭性鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2684963B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1111101C (zh) * | 1996-06-17 | 2003-06-11 | 跃进汽车(集团)公司 | 一种中碳微合金非调质无缝钢管轧制工艺 |
WO2005116284A1 (ja) | 2004-05-07 | 2005-12-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | シームレス鋼管およびその製造方法 |
JPWO2006104023A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2008-09-04 | 住友金属工業株式会社 | 高周波焼入れ中空駆動軸 |
US8070890B2 (en) | 2005-03-25 | 2011-12-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Induction hardened hollow driving shaft |
CN108504938A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-07 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种凿岩钎具中空钢的生产方法 |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP19288593A patent/JP2684963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1111101C (zh) * | 1996-06-17 | 2003-06-11 | 跃进汽车(集团)公司 | 一种中碳微合金非调质无缝钢管轧制工艺 |
WO2005116284A1 (ja) | 2004-05-07 | 2005-12-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | シームレス鋼管およびその製造方法 |
US7316143B2 (en) | 2004-05-07 | 2008-01-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless steel tubes and method for producing the same |
JPWO2006104023A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2008-09-04 | 住友金属工業株式会社 | 高周波焼入れ中空駆動軸 |
JP4687712B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-05-25 | 住友金属工業株式会社 | 高周波焼入れ中空駆動軸 |
US8070890B2 (en) | 2005-03-25 | 2011-12-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Induction hardened hollow driving shaft |
CN108504938A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-07 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种凿岩钎具中空钢的生产方法 |
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JP2684963B2 (ja) | 1997-12-03 |
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