JPH1060574A - 耐久性に優れた超高張力鋼帯及び鋼管、その製造方法 - Google Patents

耐久性に優れた超高張力鋼帯及び鋼管、その製造方法

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JPH1060574A
JPH1060574A JP21741996A JP21741996A JPH1060574A JP H1060574 A JPH1060574 A JP H1060574A JP 21741996 A JP21741996 A JP 21741996A JP 21741996 A JP21741996 A JP 21741996A JP H1060574 A JPH1060574 A JP H1060574A
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JP
Japan
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steel strip
steel
tensile strength
ultra
durability
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JP21741996A
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English (en)
Inventor
Shunsuke Toyoda
俊介 豊田
Masaki Omura
雅紀 大村
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水素遅れ割れ、あるいは腐食による強度低下と
いう従来技術における技術的課題を解決し、引張強度 9
80N/mm2 以上の耐久性に優れた超高張力鋼帯、及び超高
張力電縫鋼管、その製造方法を提供する。 【解決手段】本発明の鋼帯は、重量%でC:0.1 〜0.19
%と、Mn:1 〜2 %と、Cu:0.05〜0.5 %と、P:
0.1 %以下と、S:0.01%以下と、N:0.005 %以下
と、残部が実質的に鉄よりなる鋼で、金属組織が40〜10
0 %の分率のマルテンサイトを含み、焼入れ後の(1)
式で定義される累積相当歪みεが0.002 〜0.2 であるこ
とを特徴とする、引張強度 980N/mm2 以上の耐久性に優
れた超高張力鋼帯である。 ε=Σ{(t/d)×(曲げ回数)}…(1) ここで、t:鋼板の板厚(mm)、d:曲げ直径(mm)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に自動車用、機
械構造用、土木建築用などに用いられる超高張力鋼帯及
び鋼管、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車などの車輌内部には安全性の観点
から衝撃吸収部材としてドアインパクトビームなどの補
強材が設けられている。従来、これらの用途には高張力
鋼板が用いられることが多かったが、近年、軽量化のた
めに引張強度が 980N/mm2 以上の著しく強度の高い超高
張力鋼板、及び超高張力電縫鋼管が採用されるようにな
ってきている。
【0003】これまで、超高張力鋼管に関しては、特開
平1-205032号公報、特開平4-131327号公報、特開平4-18
7319号公報、特開平6-57375 号公報、特開平6-88129 号
公報、特開平6-179913号公報の各公報に開示されたよう
な方法が提案されている。
【0004】これらの技術は、いずれも所定の化学成分
を有する鋼を引張強度 980N/mm2 以上の高張力鋼帯とし
た後、電縫溶接し高張力電縫鋼管を得る方法である。
【0005】あるいはまた超高張力鋼管に関して、特開
平3-122219号公報、特開平4-63227号公報の各公報に開
示されたような方法が提案されている。
【0006】これらの技術は、いずれも所定の化学成分
を有する鋼管に焼入れ処理を行い、引張強度 980N/mm2
以上の高張力電縫鋼管を得る方法である。
【0007】超高張力鋼帯に関しては、特開平6-145894
号公報、特開平7-102341号公報、特開平7-197186号公報
の各公報に開示されたような方法が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平1-
205032号公報、特開平4-131327号公報、特開平4-187319
号公報、特開平6-57375 号公報、特開平6-88129 号公
報、特開平6-179913号公報の各公報などに示された方法
は、造管に伴い引張の残留歪みが存在するため、その実
用に際しては水素遅れ割れに対する配慮が必要である。
【0009】一方、特開平3-122219号公報、特開平4-63
227 号公報の各公報などに示された方法は、引張の残留
歪みはないものの、その使用中に腐食がすすむと管体強
度が低下することが問題である。
【0010】また特開平6-145894号公報に示された方法
は、耐水素脆化に対して一応の配慮がなされているもの
の、その耐水素遅れ割れ特性は純水中での遅れ破壊に耐
え得る程度のものであって十分とはいえない。
【0011】また特開平7-102341号公報、特開平7-1971
86号公報の各公報などに示された方法は、耐水素脆化に
対して一応の配慮がなされているものの、その対策は水
素チャージにより強制的に加えられた水素に対する脆化
という点に限られており、腐食を伴う水素侵入に対する
耐水素遅れ割れ特性は十分とはいえない。
【0012】本発明の目的は、水素遅れ割れ、あるいは
腐食による強度低下という従来技術における技術的課題
を解決し、引張強度 980N/mm2 以上の耐久性に優れた超
高張力鋼帯、及び超高張力電縫鋼管、その製造方法を提
供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。
【0014】(1)本発明の鋼帯は、重量%で、C:0.
1 〜0.19%と、Mn:1 〜2 %と、Cu:0.05〜0.5 %
と、P:0.1 %以下と、S:0.01%以下と、N:0.005
%以下と、残部が実質的に鉄よりなる鋼で、金属組織が
40〜100 %の分率のマルテンサイトを含み、焼入れ後の
(1)式で定義される累積相当歪みεが0.002 〜0.2で
あることを特徴とする、引張強度 980N/mm2 以上の耐久
性に優れた超高張力鋼帯である。
【0015】 ε=Σ{(t/d)×(曲げ回数)}…(1) ここで、t:鋼板の板厚(mm)、d:曲げ直径(mm) (2)本発明の鋼帯は、重量%で、Ni:0.1 %未満を
さらに含むことを特徴とする、上記(1)に記載の耐久
性に優れた超高張力鋼帯である。
【0016】(3)本発明の鋼帯は、重量%で、Mo:
0.3 %未満をさらに含むことを特徴とする、上記(1)
または(2)に記載の耐久性に優れた超高張力鋼帯であ
る。
【0017】(4)本発明の鋼帯は、重量%で、Cr:
0.03〜0.6 %、Ti:0.002 〜0.015%、Nb:0.002
〜0.025 %、V:0.002 〜0.025 %、B:0.0003〜0.00
3 %、及びCa:0.0003〜0.005 %の群から選択された
1種以上をさらに含むことを特徴とする、上記(1)乃
至(3)のいずれかに記載の耐久性に優れた超高張力鋼
帯である。 (5)本発明の製造方法は、上記(1)乃至(4)のい
ずれかに記載の鋼帯を製造する方法において、熱延及び
冷延により製造された鋼帯を、800 〜900 ℃に加熱後急
冷する工程と、 急冷後に150 〜250 ℃で焼戻し処理を
行う工程と、焼戻し前または焼戻し最中または焼戻し後
に曲げ−曲げ戻しにより0.002 〜0.2 の累積相当歪みε
を鋼帯に加える工程と、を備えたことを特徴とする、引
張強度 980N/mm2 以上の耐久性に優れた超高張力鋼帯の
製造方法である。
【0018】(6)本発明の製造方法は、上記(1)乃
至(4)のいずれかに記載の鋼帯を製造する方法におい
て、鋼をAr3 変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延を行
う工程と、仕上げ圧延終了後急冷し、30秒以内に250 ℃
以下の温度で巻取る工程と、巻取り前または巻取り後に
曲げ−曲げ戻しにより0.002 〜0.2 の累積相当歪みεを
鋼帯に加える工程と、を備えたことを特徴とする、引張
強度 980N/mm2 以上の耐久性に優れた超高張力鋼帯の製
造方法である。
【0019】(7)本発明の鋼管は、上記(1)乃至
(4)のいずれかに記載の超高張力鋼帯からなることを
特徴とする、引張強度 980N/mm2 以上の耐久性に優れた
超高張力電縫鋼管である。
【0020】(8)本発明の製造方法は、上記(5)ま
たは(6)に記載の方法で得られた超高張力鋼帯を
(2)式を満たす幅絞り率Qで電縫溶接ならびにサイジ
ングすることを特徴とする、引張強度980N/mm 2 以上の
耐久性に優れた超高張力電縫鋼管の製造方法である。
【0021】1000≦Q/(t/D)2 ≦3000 …(2) ただし、t(mm):鋼板の板厚、D(mm):電縫鋼管の
外径、Q(%)は幅絞り率で、以下の式(3)で定義さ
れる。
【0022】 Q=[{鋼帯の幅−π(D−t)}/π(D−t)]×100 …(3)
【0023】
【発明の実施の形態】本発明者は、引張強度980 N/mm2
以上を保持しつつ、耐水素遅れ割れ特性、あるいは腐食
による強度低下を改善し、耐久性に優れた超高張力鋼帯
及び鋼管を得るために、鋭意研究を重ねた。
【0024】その結果、耐水素遅れ割れ特性、あるいは
腐食による強度低下を改善し、耐久性に優れた超高張力
鋼帯及び鋼管を得るためには、鋼の化学成分と組織、及
び製造方法を制御することが必要であり、さらに、焼入
後の鋼帯調質条件における曲げ−曲げ戻しによる累積相
当歪を一定範囲内に制御すること、また、造管条件にお
ける幅絞り率を一定範囲内に制御することが有効である
という知見が得られた。
【0025】この知見に基づき、本発明者は、鋼の化学
成分と組織、及び製造方法を制御して、さらに、焼入後
の鋼帯調質条件における曲げ−曲げ戻しによる累積相当
歪を一定範囲内に制御し、また、造管条件における幅絞
り率を一定範囲内に制御するするようにして、耐水素遅
れ割れ特性、あるいは腐食による強度低下を改善し、耐
久性に優れた超高張力鋼帯及び鋼管、その製造方法を見
出だし、本発明を完成した。
【0026】すなわち、本発明は鋼組成と組織及び製造
条件を下記範囲に限定することにより、水素遅れ割れ、
あるいは腐食による強度低下という従来技術における技
術的課題を解決し、引張強度 980N/mm2 以上の耐久性に
優れた超高張力鋼帯、及び超高張力電縫鋼管を得ること
ができる。
【0027】以下に本発明の鋼帯及び鋼管の成分添加理
由、成分範囲限定理由、鋼組織限定理由、累積相当歪み
限定理由及び製造条件の限定理由について説明する。
【0028】(1)成分組成、組織及び累積相当歪み C:Cは所望のマルテンサイトを生成させ、目標とする
強度を確保するため必須な元素である。しかし、含有量
が0.10%未満であると目標とする 980N/mm2 以上の強度
が得られず、一方、含有量が0.19%を超えると、水素遅
れ割れ、あるいは腐食による管体強度低下が助長され、
いずれにせよ耐久性が劣化する。従って、その範囲を0.
1 〜0.19%にする。 Mn:Mnは所望のマルテンサイトを生成させ、目標と
する強度を確保するため必須な元素である。しかし、含
有量が1 %未満であると目標とする 980N/mm2以上の強
度が得られず、一方、含有量が2 %を超えると、水素遅
れ割れ、あるいは腐食による管体強度低下が助長され、
いずれにせよ耐久性が劣化する。従って、その範囲を1
〜2 %にする。
【0029】Cu:Cuは鋼管の水素遅れ割れ感受性を
低め、さらに腐食による水素侵入を抑制し、超高張力鋼
帯及び鋼管の耐久性を向上させる必須の元素である。そ
の添加効果は0.05%以上で認められ、一方、0.5 %を超
えて添加しても添加効果が飽和する。従って、その範囲
を0.05〜0.5 %にする。図1にCu添加量と式(4)で
定義される鋼帯の割れ発生限界歪みe及び式(5)で定
義される鋼管の腐食試験後の残留強度率の関係を示す。
この図からCu添加によって割れ発生限界歪みe及び残
留強度率が増大し、耐久性が増すことが理解される。
【0030】 e(μ)=106 ・12・t・δ/(3H2 −4A2 )…(4) ただし、t(mm):鋼板の板厚、δ(mm):試験片中央
の変位量、H(mm):両支点間距離、A(mm):(H−
h)/2、h(mm):中央支点間距離 残留強度率(%)=浸漬試験後のTS(N/mm2 ) /浸漬試験前のTS(N/mm2 )×100 …(5) ここで、 浸漬試験前のTS(N/mm2 ) =浸漬試験前の引張破断荷
重(N)/浸漬試験前の断面積(mm2 ) 、 浸漬試験後のTS(N/mm2 ) =浸漬試験後の引張破断荷
重(N)/浸漬試験前の断面積(mm2 ) である。
【0031】P:Pは耐水素遅れ割れ特性を劣化させる
ため、0.1 %以下に規制することが必要である。
【0032】S:Sは介在物として存在し、耐水素遅れ
割れ特性を劣化させるため、0.01%以下に規制すること
が必要である。
【0033】N:Nは耐水素遅れ割れ特性を劣化させる
ため、0.005 %以下に規制することが必要である。
【0034】上述した元素の他に、耐久性の向上や、強
度を高めるために、以下の元素を含有させてもよい。
【0035】Ni:Niは鋳造偏析によって局所的な腐
食を助長することで、水素遅れ割れ、あるいは腐食によ
る強度低下を助長し、耐久性を低下させる。このため添
加しないことが望ましいが、熱延時のCu疵を回避する
ためにやむなく添加する場合には、含有量を残留強度率
の低下が著しくない0.1 %未満とする。
【0036】Mo:Moは鋳造偏析によって局所的な腐
食を助長することで、水素遅れ割れ、あるいは腐食によ
る強度低下を助長し、鋼管の耐久性を低下させる。この
ため添加しないことが望ましいが、焼入性を確保するた
めにやむなく添加する場合には、含有量を残留強度率の
低下が著しくない0.3 %未満とする。
【0037】図2にNi添加量と割れ発生限界歪みe及
び残留強度率の関係を、図3にMo添加量と割れ発生限
界歪みe及び残留強度率の関係をそれぞれ示す。これら
の図からNi、Mo添加によって割れ発生限界歪みe及
び残留強度率が減少し、耐久性が低下することが理解さ
れる。
【0038】Cr:CrはMnの焼入れ性を補完し、所
望のマルテンサイトを生成させ、目標とする強度を確保
するために添加される。その添加効果は0.03%以上で認
められ、一方、0.6 %を超えて添加しても添加効果が飽
和する。従って、その範囲を0.03〜0.6 %にする。
【0039】Ti:TiはNを捕捉し、耐水素遅れ割れ
特性へのNの悪影響を低減するために添加される。その
添加効果は0.002 %以上で認められ、一方、添加量が0.
015%を超えるとむしろ耐水素遅れ割れ特性を劣化させ
るので、その範囲を0.002 〜0.015 %にする。
【0040】図4にTi添加量と割れ発生限界歪みe及
び腐食試験後の残留強度率の関係を示す。この図からT
i:0.002 〜0.015 %の添加によって残留強度率が増大
し、耐久性が増すことが理解される。
【0041】Nb、V:いずれも変態前のオーステナイ
ト粒を微細化し、変態後のマルテンサイトパケットを微
細化することで耐水素遅れ割れ特性を向上させる。その
添加効果は0.002 %以上で認められ、一方、添加量が0.
025 %を超えるとむしろ耐水素遅れ割れ特性を劣化させ
るので、その範囲を0.002 〜0.025 %にする。
【0042】B:BはMnの焼入性を補完し、所望のマ
ルテンサイトを生成させ、目標とする強度を確保するた
めに添加される。その添加効果は0.0003%以上で認めら
れ、一方、0.003 %を超えて添加しても添加効果が飽和
する。従って、その範囲を0.0003〜0.003 %にする。
【0043】Ca:CaはSを捕捉し、耐水素遅れ割れ
特性へのSの悪影響を低減するために添加される。その
添加効果は0.0003%以上で認められ、一方、添加量が0.
005%を超えるとむしろ耐水素遅れ割れ特性を劣化させ
るので、その範囲を0.0003〜0.005 %にする。
【0044】また、Si,Alなどの合金添加元素の水
素遅れ割れ、あるいは腐食による強度低下への影響はほ
とんど認められない。従って、これらの元素を別の目的
で通常量適宜添加することは許容される。
【0045】上記の組成を有する鋼を焼入れ熱処理し
て、40〜100 %の分率のマルテンサイトあるいは焼戻し
マルテンサイト組織とする。
【0046】マルテンサイト分率が40%未満であると、
マルテンサイト硬度の増大に伴う水素遅れ割れ感受性の
増大、さらにはフェライトとマルテンサイトの腐食電位
差の増大による腐食速度の上昇により、耐久性が劣化す
る。また、マルテンサイト分率が40%未満であると、所
望の強度(980 N/mm2 )を得ることができない。
【0047】さらに、上記のマルテンサイトを生成させ
た後の曲げ−曲げ戻しにより鋼帯に加えられる累積相当
歪ε=Σ{(t/d)×(曲げ回数)}を0.002 〜0.2
とする。
【0048】累積相当歪が0.002 未満であるとマルテン
サイト変態歪みが残存し、耐水素遅れ割れ特性が低下す
る。一方累積相当歪みが0.2 を超えると応力集中部にマ
イクロボイドが生成し、耐水素遅れ割れ特性が低下す
る。
【0049】図5に焼入れ後の累積相当歪εと割れ発生
限界歪みe及び残留強度率の関係を示す。本発明者らは
焼入れ後の鋼帯調質条件と腐食環境下での耐久性に関す
る多くの実験的検討を行った結果、図5に示すように鋼
帯の残留強度率は累積相当歪εが0.002 〜0.2 の間でピ
ークを持ち、累積相当歪をこの範囲に制御することで優
れた耐久性を有する鋼帯が得られることを見出だした。
【0050】上記の成分組成範囲、鋼組織及び累積相当
歪みに調整することにより、 980N/mm2 以上の高温強度
と耐久性に優れた性能を得ることが可能である。
【0051】このような特性の鋼帯及び鋼管は以下の方
法で製造することができる。
【0052】(2)鋼帯製造工程 (2−1)態様1の製造条件 上記(1)の成分に調整した鋼スラブを熱延及び冷延し
た後、800 〜900 ℃に加熱後急冷し、急冷後の鋼帯に曲
げ−曲げ戻しにより0.002 〜0.2 の累積相当歪みε(ε
=Σ{(t/d)×(曲げ回数)})を加え、さらに15
0 〜250 ℃で焼戻し処理を行う。
【0053】なお、熱延後に酸洗工程を加えてもよく、
また、冷延後の加熱については、連続焼鈍炉で均熱加熱
してもよい。急冷とは通常水冷をさす。
【0054】さらに、鋼帯への曲げ−曲げ戻し(鋼帯調
質)を行うタイミングについては、急冷後であれば、焼
戻し前後いずれでもよい。具体的には、連続焼鈍炉(均
熱加熱−急冷−焼戻し工程が一体)で処理を行う場合に
は、急冷後、焼戻しセクションまでのインラインでの曲
げ−曲げ戻し(以上焼戻し前)、焼戻しセクションでの
曲げ−曲げ戻し(以上焼戻し中)、焼戻し後、コイリン
グまでのインラインでの曲げ−曲げ戻し、あるいはスキ
ンパス、レベラーラインでのオフラインでの曲げ−曲げ
戻し(以上焼戻し後)などが挙げられる。また、これら
の曲げ−曲げ戻しを適宜組み合わせて行ってもよい。
【0055】a.加熱温度 熱延及び冷延後の加熱温度は800 〜900 ℃とする。
【0056】800 ℃未満では急冷後に十分な量のマルテ
ンサイトが得られず、目標とする 980N/mm2 以上の強度が得られない。一方、900 ℃を超
えると加熱時のオーステナイト粒粗大化により、微細な
マルテンサイト組織が得られず、耐水素遅れ割れ特性が
低下する。
【0057】b.曲げ−曲げ戻し条件(累積相当歪み
ε) 累積相当歪みεについては、上記(1)と同様の理由で
上記範囲に制限される。c.焼戻し熱処理条件 累積相当歪みεを加えた鋼帯は、150 〜250 ℃の温度範
囲で焼戻し処理を行う。焼戻し温度150 ℃未満ではマル
テンサイト変態歪みが残存し、耐水素割れ特性が低下す
る。一方、焼戻し温度が250 ℃を超えると、焼戻しに伴
い析出するセメンタイト相が粗大となり、耐水素遅れ割
れ特性が低下する。
【0058】(2−2)態様2の製造条件 上記(1)の成分に調整した鋼スラブに対して、Ar3
変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延を施し、仕上げ圧延
終了後急冷し、30秒以内に250 ℃以下の温度で巻取って
鋼帯とし、さらに、曲げ−曲げ戻しにより0.002 〜0.2
の累積相当歪みε(ε=Σ{(t/d)×(曲げ回
数)})を鋼帯に加える。なお、急冷とは通常水冷をさ
す。
【0059】また、鋼帯への曲げ−曲げ戻し(鋼帯調
質)を行うタイミングについては、急冷後であれば、巻
取り前後いずれでもよい。具体的には、ランナウト冷却
セクションからコイラーまでのインラインでの曲げ−曲
げ戻し(以上巻取り前)、スキンパスラインなどでのオ
フラインでの曲げ−曲げ戻し(以上巻取り後)などが挙
げられる。さらに、これらの曲げ−曲げ戻しを適宜組み
合わせて行ってもよい。 a.仕上圧延温度 仕上圧延温度をAr3 変態点以上とする。
【0060】仕上圧延温度がAr3 変態点に満たないと
所望のマルテンサイト組織が得られず目標とする 980N/
mm2 以上の強度が得られない。
【0061】b.巻取温度及び巻取るまでの時間 仕上圧延終了後急冷して、30秒以内に250 ℃以下の温度
で巻取る。
【0062】巻取温度が250 ℃を超えると所望のマルテ
ンサイト組織が得られず目標とする980N/mm2 以上の強
度が得られない。また、仕上圧延を行ってから巻取るま
での時間が30秒を超えると所望のマルテンサイト組織が
得られず目標とする 980N/mm2 以上の強度が得られな
い。
【0063】c.曲げ−曲げ戻し条件(累積相当歪み) 累積相当歪みについては、上記(1)と同様の理由で上
記範囲に制限される。 (3)造管工程 電縫溶接−サイジングの造管工程における幅絞りは、鋼
管の耐水素遅れ割れ特性を良好にせしめるための重要な
要件であり、このためには幅絞り率Qを(2)式で示さ
れる範囲内に制御した上で造管を行う。
【0064】1000≦Q/(t/D)2 ≦3000 …(2) ただし、t(mm):鋼板の板厚、D(mm):電縫鋼管の
外径、Q(%)は幅絞り率で、以下の式(3)で定義さ
れる。
【0065】 Q=[{鋼帯の幅−π(D−t)}/π(D−t)]×100 …(3) 幅絞り率が1000(t/D)2 に満たない場合には、鋼管
の最大残留歪みが増大し、鋼管の耐水素遅れ割れ特性が
劣化し、逆に、幅絞り率が3000(t/D)2 を超える場
合には、造管に伴い造管圧延集合組織が形成され、鋼管
の耐水素遅れ割れ感受性が高まり、鋼管の耐水素遅れ割
れ特性が劣化する。
【0066】図6にQ/(t/D)2 と残留強度率の関
係を示す。本発明者らは造管条件と腐食環境下での耐久
性に関する多くの実験的検討を行った結果、図6に示す
ように、鋼管の残留強度率は幅絞り率Qが1000(t/
D)2 〜3000(t/D)2 の間でピークを持ち、幅絞り
率をこの範囲に制御することで優れた耐久性を有する鋼
管が得られることを見出だした。
【0067】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0068】表1に示す7種の鋼(本発明鋼A〜F,比
較鋼G)を溶製し、表2に示す製造条件で熱延、冷延、
焼鈍、調質を行い、板厚2.0 〜2.3mm の鋼帯(本発明鋼
帯No.1,2,4,6,7,9〜12,14,16,17,19,21 〜24,26 〜29,
比較鋼帯No.5,15,20,31 〜34)とした。さらに、その一
部を表2に示す製造条件で造管を行い、外径31.8mmの電
縫鋼管(本発明鋼管No.3,8,13,18,25,30,比較鋼管No.
35)とした。
【0069】鋼帯については幅5mm ×長さ80mmの試験片
を式(4)で計算される歪みeを4点曲げによって付加
し、0.1 N塩酸中に200 時間浸漬し割れ発生有無を調
べ、割れが発生する限界の歪みeを求め、耐久性の指標
とした。 e(μ)=106 ・12・t・δ/(3H2 −4A2 )…(4) ただし、t(mm):鋼板の板厚、δ(mm):試験片中央
の変位量、H(mm):両支点間距離、A(mm):(H−
h)/2、h(mm):中央支点間距離 鋼管については0.1 N塩酸中に200 時間浸漬し、浸漬前
後で引張試験を行い式(5)で定義される残留強度率を
求め耐久性の指標とした。ここで、 残留強度率(%)=浸漬試験後のTS(N/mm2 ) /浸漬試験前のTS(N/mm2 )×100 … (5) 浸漬試験前のTS(N/mm2 ) =浸漬試験前の引張破断荷
重(N)/浸漬試験前の断面積(mm2 ) 、 浸漬試験後のTS(N/mm2 ) =浸漬試験後の引張破断荷
重(N)/浸漬試験前の断面積(mm2 ) である。
【0070】表3に鋼帯の引張強度(TS)と割れ発生
限界歪み、さらに鋼管の浸漬試験前後のTSと残留強度
率を示す。
【0071】
【表1】
【0072】
【表2】
【0073】
【表3】
【0074】比較鋼帯No.5は、累積相当歪みが本発明範
囲を越えていたため、応力集中部にマイクロボイドが生
成し、割れ発生限界歪みが低下した。比較鋼帯No.15
は、巻取り温度が本発明範囲外の高い温度であったた
め、所望のマルテンサイト組織が得られずベイナイト組
織となり、目標とする980 N/mm2 以上の強度が得られて
いない。比較鋼帯No.20 は、累積相当歪みが本発明範囲
よりも小さいため、マルテンサイト変態歪みが残存し、
割れ発生限界歪みが低下した。
【0075】比較鋼帯No.31 〜34は、本発明の添加元素
であるCuが添加されていないため、水素遅れ割れ感受
性を低め、さらに腐食による水素の侵入を抑制する効果
が現れず、割れ発生限界歪みが低下した。
【0076】比較鋼管No.35 もCuが添加されていない
ため、浸漬試験により、遅れ破壊割れが生じた。以上の
ように、鋼成分と組織及び製造条件が1つでも本発明範
囲から外れると、引張強度、割れ発生限界歪み及び残留
強度率において所望の性能(引張強度980 N/mm2 、割れ
発生限界歪み3300μ、残留強度率80%)を得ることがで
きない。これに対し、本発明で規定した条件を全て満た
している実施例の鋼帯及び鋼管は、引張強さが 980N/mm
2 以上でかつ割れ発生限界歪み、残留強度率が高く、優
れた耐久性を有することが確認された。
【0077】
【発明の効果】本発明は、鋼の化学成分と組織及び製造
条件を特定することにより、特に自動車用、機械構造
用、土木建築用などに用いられる引張強度が 980N/mm2
以上の耐久性に優れた超高張力鋼帯、及び超高張力電縫
鋼管を提供することができ、工業上、有益な効果をもた
らすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るCu添加量と割れ発
生限界歪み及び腐食試験後の残留強度率の関係を示す
図。
【図2】本発明の実施の形態に係るNi添加量と割れ発
生限界歪み及び腐食試験後の残留強度率の関係を示す
図。
【図3】本発明の実施の形態に係るMo添加量と割れ発
生限界歪み及び腐食試験後の残留強度率の関係を示す
図。
【図4】本発明の実施の形態に係るTi添加量と割れ発
生限界歪み及び腐食試験後の残留強度率の関係を示す
図。
【図5】本発明の実施の形態に係る焼入れ後の累積相当
歪と割れ発生限界歪み及び残留強度率の関係を示す図。
【図6】本発明の実施の形態に係るQ/(t/D)2
残留強度率の関係を示す図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/58 C22C 38/58

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.1 〜0.19%と、Mn:
    1 〜2 %と、Cu:0.05〜0.5 %と、P:0.1 %以下
    と、S:0.01%以下と、N:0.005 %以下と、残部が実
    質的に鉄よりなる鋼で、金属組織が40〜100 %の分率の
    マルテンサイトを含み、焼入れ後の(1)式で定義され
    る累積相当歪みεが0.002 〜0.2 であることを特徴とす
    る、引張強度 980N/mm2 以上の耐久性に優れた超高張力
    鋼帯。 ε=Σ{(t/d)×(曲げ回数)}…(1) ここで、t:鋼板の板厚(mm)、d:曲げ直径(mm)
  2. 【請求項2】 重量%で、Ni:0.1 %未満をさらに含
    むことを特徴とする、請求項1に記載の耐久性に優れた
    超高張力鋼帯。
  3. 【請求項3】 重量%で、Mo:0.3 %未満をさらに含
    むことを特徴とする、請求項1または2に記載の耐久性
    に優れた超高張力鋼帯。
  4. 【請求項4】 重量%で、Cr:0.03〜0.6 %、Ti:
    0.002 〜0.015 %、Nb:0.002 〜0.025 %、V:0.00
    2 〜0.025 %、B:0.0003〜0.003 %、及びCa:0.00
    03〜0.005 %の群から選択された1種以上をさらに含む
    ことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の
    耐久性に優れた超高張力鋼帯。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の鋼帯
    を製造する方法において、 熱延及び冷延により製造された鋼帯を、800 〜900 ℃に
    加熱後急冷する工程と、 急冷後に150 〜250 ℃で焼戻
    し処理を行う工程と、 焼戻し前または焼戻し最中または焼戻し後に曲げ−曲げ
    戻しにより0.002 〜0.2 の累積相当歪みεを鋼帯に加え
    る工程と、 を備えたことを特徴とする、引張強度 980N/mm2 以上の
    耐久性に優れた超高張力鋼帯の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至4のいずれかに記載の鋼帯
    を製造する方法において、 鋼をAr3 変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延を行う工
    程と、 仕上げ圧延終了後急冷し、30秒以内に250 ℃以下の温度
    で巻取る工程と、 巻取り前または巻取り後に曲げ−曲げ戻しにより0.002
    〜0.2 の累積相当歪みεを鋼帯に加える工程と、 を備えたことを特徴とする、引張強度 980N/mm2 以上の
    耐久性に優れた超高張力鋼帯の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至4のいずれかに記載の超高
    張力鋼帯からなることを特徴とする、引張強度 980N/mm
    2 以上の耐久性に優れた超高張力電縫鋼管。
  8. 【請求項8】 請求項5または6に記載の方法で得られ
    た超高張力鋼帯を(2)式を満たす幅絞り率Qで電縫溶
    接ならびにサイジングすることを特徴とする、引張強度
    980N/mm 2 以上の耐久性に優れた超高張力電縫鋼管の製
    造方法。 1000≦Q/(t/D)2 ≦3000 …(2) ただし、t(mm):鋼板の板厚、D(mm):電縫鋼管の
    外径、Q(%)は幅絞り率で、以下の式(3)で定義さ
    れる。 Q=[{鋼帯の幅−π(D−t)}/π(D−t)]×100 …(3)
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