JPH10183292A - 高強度高耐食性並びに高加工性鋼及び電縫鋼管の製造法 - Google Patents

高強度高耐食性並びに高加工性鋼及び電縫鋼管の製造法

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JPH10183292A
JPH10183292A JP35445296A JP35445296A JPH10183292A JP H10183292 A JPH10183292 A JP H10183292A JP 35445296 A JP35445296 A JP 35445296A JP 35445296 A JP35445296 A JP 35445296A JP H10183292 A JPH10183292 A JP H10183292A
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JP
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steel
less
strength
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corrosion
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JP35445296A
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Fumihiko Kikuchi
文彦 菊池
Keisuke Ichiiri
啓介 一入
Tatsuhiko Uezono
龍彦 上薗
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用足回り部品として好適な高強度高耐
食性並びに高加工性鋼及び該鋼を用いた電縫鋼管により
自動車の軽量化を図る。 【解決手段】 C:0.05〜0.25%、Si:0.
10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:0.04〜
0.15%、S:0.005%以下、Cu:0.25〜
0.50%、Ni:0.10〜0.40%、Al:0.
005〜0.10%を含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなる鋼またはC:0.05〜0.25%、
Si:0.10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:
0.04〜0.15%、S:0.005%以下、Cu:
0.25〜0.50%、Ni:0.10〜0.40%、
Al:0.005〜0.10%を含み、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなる鋼と該鋼を熱間圧延したの
ち、電縫製管し、その後450〜700℃で熱処理した
もので、自動車用足回り部品として十分な高強度高耐食
性並びに優れた加工性を有し、自動車の軽量化の要求に
十分対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の足回り部
品としての使用に好適な熱延ままの高強度高耐食性並び
に高加工性鋼及び高強度高耐食性並びに高加工性電縫鋼
管の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の足回り部品としては、各種アー
ム等があるが、現状では丸棒あるいは熱延鋼板を成形し
たものが使用されている。自動車の軽量化の観点からこ
れらの部品を薄肉化する場合は、薄肉化に対応できるだ
けの十分な強度が要求されるばかりでなく、塩化カルシ
ウム、塩化ナトリウム等の道路凍結防止剤による塩害や
道路からの水分、石跳ね等に起因するチッピング等によ
る腐食減肉を十分考慮する必要があり、「錆びしろ」を
見込んだ設計が必要となる。このため、自動車の足回り
部品の薄肉軽量化には、高強度高耐食性ならびに高加工
性鋼が必要となる。
【0003】高耐食性自動車用鋼としては、C:0.0
01〜0.15%、Si:0.005〜0.3%、M
n:0.01〜2.0%、Al:0.001〜0.07
%、Cu:0.1〜0.24%、P:0.06〜0.1
5%、Ni:0.03〜0.48%を含有し、残部がF
eおよび不可避的不純物からなる鋼板、または、C:
0.001〜0.15%、Si:0.005〜0.3
%、Mn:0.01〜2.0%、Al:0.001〜
0.07%、Cu:0.1〜0.24%、P:0.06
〜0.15%、Ni:0.03〜0.48%を含有した
ものを基本成分とし、Nb:0.01〜0.3%、V:
0.01〜0.3%、B:0.0001〜0.05%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板(特公昭57−14748
号公報)、C:0.01〜0.20%、Si:0.3〜
3.0%、Mn:0.2〜2.0%を含有する他、P:
0.03〜0.20%およびCu:0.2〜1.2%を
単独もしくは複合で含有する溶鋼を造塊工程、分塊工程
もしくは連鋳工程でスラブとした後Ar3変態点以上の
温度で仕上げ熱延し、次いで30〜90℃/秒の速度で
冷却した熱延コイルを200〜600℃の温度で巻取
り、脱スケールおよび冷延した後150℃/時間以下の
速度で昇温し650〜800℃の範囲で焼鈍した冷延鋼
板(特公昭58−42248号公報)、C:0.015
〜0.15%、Si:1.5%以下、Mn:0.05〜
2.0%、P:0.12%以下、S:0.030%以
下、Cr:0.5〜5.0%、Cu:0.5〜3.0
%、Ni:0.01〜1.0%、sol.Al:0.1
0%以下、N:0.0050%以下を含有し、残部がF
eおよび不可避的不純物からなる鋼片を熱間圧延すると
共に、Ar3点以上の温度域で仕上圧延を終了し、続い
て冷却速度10℃/秒以上で急冷したのち、500℃以
下の温度域にて巻取った鋼板(特開平4−141526
号公報)等多くの提案が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特公昭57−14
748号公報、特公昭58−42248号公報および特
開平4−141526号公報に開示の鋼板は、既に一部
自動車用足回り部品として実用化されている。しかしな
がら、特公昭57−14748号公報に開示の鋼板は、
Cu含有量が低いため、塩化物存在下での孔食性能に問
題を有している。また、特公昭58−42248号公報
に開示の鋼板は、冷延鋼板であって製造工程が多く、熱
延ままの熱延鋼板ではない。さらに、特開平4−141
526号公報に開示の鋼板は、Cu含有量が多すぎるた
め熱間脆化が生じるという欠点を有している。また、こ
れらのいずれの公報に開示の鋼板は、自動車用足回り部
品として必要である高加工性に対して十分な対策が取ら
れていない。
【0005】さらに、自動車用足回り部品の多くは、丸
棒ならびに上記鋼板を成形加工して使用されているが、
鋼板の成形加工は、コ字状に成型した2個の部材を溶接
して使用するもので、加工工程が複雑でコストが高くな
る等の問題を有し、また、丸棒の場合は、特に重量が重
く、軽量化の観点から好ましくない等いずれも欠点があ
る。
【0006】本発明の目的は、上記従来鋼板の有する欠
点を解消し、自動車用足回り部品として好適な高強度高
耐食性鋼並びに該鋼を用いた自動車の軽量化に好適な電
縫鋼管の製造法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、自動車用
足回り部品として使用されている丸棒ならびに上記鋼板
の有する諸問題を解決し、足回り部品をシンプルな形状
とするためには、剛性の高いパイプ形状のものを使用す
ることがベストであると考え、鋭意試験研究を重ねた。
その結果、Cu添加鋼に特定量のPを共存させることに
よって、熱延ままで高強度、高耐食性を付与できるこ
と、また、低Si化した該熱延鋼板を電縫溶接して電縫
鋼管としたのち、特定温度で熱処理することによって、
高強度、高耐食性ばかりでなく、加工性が良好となり、
自動車用足回り部品として使用でき、自動車の軽量化を
図ることができることを究明し、この発明に到達した。
【0008】本発明の請求項1の高強度高耐食性並びに
高加工性鋼は、C:0.05〜0.25%、Si:0.
10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:0.04〜
0.15%、S:0.005%以下、Cu:0.25〜
0.50%、Ni:0.10〜0.40%、Al:0.
005〜0.100%を含有し、残部がFeならびに不
可避的不純物からなる。このように、P:0.04〜
0.15%、Cu:0.25〜0.50%を共存させる
ことによって、強度、耐食性が大幅に改善され、自動車
用足回り部品として十分な高強度、高耐食性を付与する
ことができる。
【0009】また、本発明の請求項2の高強度高耐食性
並びに高加工性鋼は、C:0.05〜0.25%、S
i:0.10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:
0.04〜0.15%、S:0.005%以下、Cu:
0.25〜0.50%、Ni:0.10〜0.40%、
Al:0.005〜0.100%を含み、Ti:0.0
1〜0.05%、Nb:0.01〜0.05%、V:
0.01〜0.05%、Mo:0.05〜0.50%の
うちの1種または2種以上を含有し、残部がFeならび
に不可避的不純物からなる。このように、本発明の請求
項1の鋼にさらにTi:0.01〜0.05%、Nb:
0.01〜0.05%、V:0.01〜0.05%、M
o:0.05〜0.50%のうちの1種または2種以上
を添加することによって、さらに鋼の強度を高めること
ができる。
【0010】さらに、本発明の請求項3の高強度高耐食
性並びに高加工性電縫鋼管の製造法は、C:0.05〜
0.25%、Si:0.10%未満、Mn:1.0〜
2.0%、P:0.04〜0.15%、S:0.005
%以下、Cu:0.25〜0.50%、Ni:0.10
〜0.40%、Al:0.005〜0.100%を含有
し、残部がFeならびに不可避的不純物からなる鋼を熱
間圧延した後、電縫製管し、その後450〜700℃で
熱処理することとしている。このように、請求項1の鋼
を用いて電縫製管したのち、450〜700℃で熱処理
することによって、自動車用足回り部品として十分な高
強度、高耐食性ならびに高加工性を有すると共に、自動
車用足回り部品の軽量化を図ることができる。
【0011】さらに、本発明の請求項4の高強度高耐食
性並びに高加工性電縫鋼管の製造法は、C:0.05〜
0.25%、Si:0.10%未満、Mn:1.0〜
2.0%、P:0.04〜0.15%、S:0.005
%以下、Cu:0.25〜0.50%、Ni:0.10
〜0.40%、Al:0.005〜0.100%を含
み、Ti:0.01〜0.05%、Nb:0.01〜
0.05%、V:0.01〜0.05%、Mo:0.0
5〜0.50%のうちの1種または2種以上を含有し、
残部がFeならびに不可避的不純物からなる鋼を熱間圧
延した後、電縫製管し、その後450〜700℃で熱処
理することとしている。このように、本発明の請求項2
の鋼を用いて電縫製管したのち、450〜700℃で熱
処理することによって、さらに強度を高めることがで
き、より薄肉化が可能となり、さらに自動車用足回り部
品の軽量化を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明において鋼の化学成分を限
定した理由は、下記のとおりである。Cは鋼の強度を得
るために必要な元素であるが、0.05%未満では自動
車用足回り部品としての十分な強度が得られず、また、
0.25%を超えると強度が高くなり過ぎて延性が悪化
するため、0.05〜0.25%とした。
【0013】Siは鋼の脱酸のために必要な元素である
が、それと同時に脱酸生成物が残留し、加工性を阻害す
るので0.10%未満とした。
【0014】Mnは鋼の強度、延性、靭性の確保に必要
な元素であるが、1.0%未満では自動車用足回り部品
としての十分な強度が得られず、また、2.0%を超え
ると靭性の低下をきたすため、1.0〜2.0%とし
た。
【0015】Pは他の元素、特にCuとの共存により塩
化物存在下での孔食を著しく軽減させる効果があるが、
0.04%未満ではその効果が十分でなく、0.15%
を超えると鋼を脆化させるため、0.04〜0.15%
とした。
【0016】Sは非金属介在物のMnSを生成させ、電
縫溶接部の割れを助長させるが、0.005%を超える
とその傾向が著しいため、0.005%以下とした。
【0017】Cuは他の元素、特にPとの共存により塩
化物存在下での孔食を著しく軽減させる効果があるが、
0.25%未満ではその効果が見られず、また、0.5
0%を超えると脆化が生じるため、0.25〜0.50
%とした。
【0018】NiはCuの含有量を高めた際に発生する
熱間脆性を防止する目的で添加するものであり、0.1
0%未満では十分な効果が得られず、また、0.40%
でその効果が飽和するばかりでなく、コストが上昇する
ため、0.10〜0.40%とした。
【0019】Alは鋼の脱酸のために必要な元素である
が、0.005%未満では十分な効果が得られず、ま
た、0.100%を超えると電縫溶接部に脱酸生成物が
残留し、溶接欠陥を招くため、0.005〜0.100
%とした。
【0020】鋼中の上記化学成分を限定することによっ
て、熱延ままで高強度、高耐食性を付与できると共に、
加工性を付与することができるが、さらにこれらを向上
させたい場合は、上記化学成分にさらにTi、Nb、
V、Moのうちの1種または2種以上を添加することが
有効である。これら添加成分の含有量の限定理由は以下
のとおりである。
【0021】TiはTiC、TiNの析出による鋼の強
化に有効な元素であるが、0.01%未満ではその効果
が得られず、また、0.05%を超えると溶接欠陥が生
じ易いため、0.01〜0.05%とした。
【0022】NbはTiと同様NbCの析出による鋼の
強化ならびに結晶粒の微細化に有効な元素であるが、
0.01%未満ではその効果が得られず、また、0.0
5%を超えると靭性が悪化するため、0.01〜0.0
5%とした。
【0023】Vは鋼の強化ならびに靭性の確保に有効な
元素であるが、0.01%未満ではその効果が得られ
ず、また、0.05%を超えると効果が飽和するばかり
でなく、コストが上昇するため、0.01〜0.05%
とした。
【0024】Moは鋼の強化に有効な元素であるが、
0.05%未満ではその効果が得られず、また、0.5
0%を超えると効果が飽和するばかりでなく、コストが
上昇するため、0.05〜0.50%とした。
【0025】本発明において前記鋼を電縫溶接して製管
したのち、450〜700℃で熱処理するのは、溶接部
の硬度を下げ、加工による溶接部からの割れ等を防止す
ることを目的とするもので、450℃未満では軟化の効
果が十分でなく、また、700℃を超えると強度の低下
が大きく自動車用足回り部品としての十分な強度が得ら
れないためである。
【0026】
【実施例】
実施例1 表1に示す各種化学成分の供試鋼A〜Kを転炉で溶製し
たのちスラブとなし、加熱温度1250℃、仕上温度8
50℃、圧延後冷却速度30℃/sec、巻取温度50
0℃で熱間圧延して板厚2.5mmの熱延コイルとした
のち、得られた各熱延コイルからJIS Z2201に
規定の金属材料引張試験片の5号試験片を切り出し、J
IS Z2241に規定の金属材料引張試験方法に準じ
て引張強さと伸びを測定した。また、JIS Z237
1に規定の塩水噴霧試験方法に準じて2週間塩水噴霧試
験を実施したのち、腐食減量を比較調査し、耐腐食性を
評価した。その結果を表2に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】表2に示すとおり、本発明で規定する化学
成分値の本発明鋼の鋼No.A〜Eは、熱延のままで目
標とする引張強さ600N/mm2以上が得られると共
に、引張強さと伸びの関係において一定傾向線に乗って
いる。また、耐食性試験における腐食減量が400g/
2以下となっている。これに対し、本発明で規定する
化学成分値の範囲外の比較鋼の鋼No.F〜Kは、熱延
のままで目標とする引張強さ600N/mm2以上が得
られないか、引張強さに対し伸びが十分得られていない
か、あるいは耐食性試験における腐食減量が本発明鋼板
に比較して大幅に悪化している。
【0030】実施例2 表3に示す各種化学成分の本発明鋼の鋼No.1〜15
ならびに表4に示す比較鋼の鋼No.16〜24を転炉
で溶製したのちスラブとなし、通常条件で熱間圧延して
板厚2.5mmの熱延コイルとしたのち、電縫溶接して
内径65mm、肉厚2.5mmの電縫鋼管を製造し、表
3に示すとおり、各種温度で熱処理を行った。得られた
試験No.1〜28の各種電縫鋼管からJIS Z22
01に規定の金属材料引張試験片の11号試験片を切り
出し、JIS Z2241に規定の金属材料引張試験方
法に準じて引張強さと伸びを測定した。その結果を図1
に示す。また、JIS Z2371に規定の塩水噴霧試
験方法に準じて2週間塩水噴霧試験を実施したのち、腐
食減量を比較調査し、耐腐食性を評価した。その結果を
表5に示す。
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】表5に示すとおり、本発明鋼はいずれにお
いても、目標とする引張強さ600N/mm2以上と高
い伸びが得られており、しかも、耐食性を示す腐食減量
も450g/m2以下と少ない。一方、比較鋼は、C、
Mn量が規定値より少ない試験No.18、19、21
では、目標とする引張強さが得られず、C、Mn量が規
定値を超えた試験No.20、22は、いずれも引張強
さが高くなり過ぎて伸びが悪くなっている。また、P量
が規定値を超えた試験No.24では、延性不足により
高い伸びが得られていない。P、Cu量が規定値より少
ない試験No.23、25は、いずれも耐食性を示す腐
食減量が500g/m2を超えている。さらに、Si量
が規定値を超えている試験No.26では、延性不足に
より高い伸びが得られていない。さらにまた、熱処理温
度が規定値を超えた試験No.28では、軟化により目
標とする引張強さ600N/mm2以上が得られていな
い。
【0035】
【発明の効果】本発明の高強度、高耐食性並びに高加工
性鋼は、P:0.04〜0.15%、Cu:0.25〜
0.50%を共存させることによって、熱延ままで高強
度、高耐食性を付与できると共に、Siを0.10%未
満としたことによって、熱処理後の加工性が改善され、
自動車用足回り部品として十分な高強度、高耐食性を付
与することができる。
【0036】また、本発明方法により製造した電縫鋼管
は、高強度、高耐食性ならびに加工性に優れており、自
動車用足回り部品として十分に使用でき、自動車の軽量
化の要求に十分対応できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2における引張強さと伸びとの関係を示
すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.05〜0.25%、Si:0.
    10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:0.04〜
    0.15%、S:0.005%以下、Cu:0.25〜
    0.50%、Ni:0.10〜0.40%、Al:0.
    005〜0.100%を含有し、残部がFeならびに不
    可避的不純物からなることを特徴とする高強度高耐食性
    並びに高加工性鋼。
  2. 【請求項2】 C:0.05〜0.25%、Si:0.
    10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:0.04〜
    0.15%、S:0.005%以下、Cu:0.25〜
    0.50%、Ni:0.10〜0.40%、Al:0.
    005〜0.100%を含み、Ti:0.01〜0.0
    5%、Nb:0.01〜0.05%、V:0.01〜
    0.05%、Mo:0.05〜0.50%のうちの1種
    または2種以上を含有し、残部がFeならびに不可避的
    不純物からなることを特徴とする高強度高耐食性並びに
    高加工性鋼。
  3. 【請求項3】 C:0.05〜0.25%、Si:0.
    10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:0.04〜
    0.15%、S:0.005%以下、Cu:0.25〜
    0.50%、Ni:0.10〜0.40%、Al:0.
    005〜0.100%を含有し、残部がFeならびに不
    可避的不純物からなる鋼を熱間圧延した後、電縫製管
    し、その後450〜700℃で熱処理することを特徴と
    する高強度高耐食性並びに高加工性電縫鋼管の製造法。
  4. 【請求項4】 C:0.05〜0.25%、Si:0.
    10%未満、Mn:1.0〜2.0%、P:0.04〜
    0.15%、S:0.005%以下、Cu:0.25〜
    0.50%、Ni:0.10〜0.40%、Al:0.
    005〜0.100%を含み、Ti:0.01〜0.0
    5%、Nb:0.01〜0.05%、V:0.01〜
    0.05%、Mo:0.05〜0.50%のうちの1種
    または2種以上を含有し、残部がFeならびに不可避的
    不純物からなる鋼を熱間圧延した後、電縫製管し、その
    後450〜700℃で熱処理することを特徴とする高強
    度高耐食性並びに高加工性電縫鋼管の製造法。
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