JPH108205A - 加工性と耐久性にすぐれた焼入れ用電縫鋼管およびその製造方法 - Google Patents

加工性と耐久性にすぐれた焼入れ用電縫鋼管およびその製造方法

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JPH108205A
JPH108205A JP15564396A JP15564396A JPH108205A JP H108205 A JPH108205 A JP H108205A JP 15564396 A JP15564396 A JP 15564396A JP 15564396 A JP15564396 A JP 15564396A JP H108205 A JPH108205 A JP H108205A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管およ
びその製造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】重量%で、C:0.15〜0.3%、M
n:0.5〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を
含み、Ni+Mo<0.15%、S:0.003%以
下、残部実質的にFeからなる加工性と耐久性に優れた
焼入れ用電縫鋼管。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用、機械構
造用に用いられる加工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫
鋼管およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで、自動車用高張力電縫鋼管およ
び素材用高張力熱延鋼帯に関して、特開昭60−213
57号、特開昭64−4424号、特開平5−2224
55号の各公報に開示されたような方法が提案されてい
る。
【0003】あるいはまた耐食性に優れた電縫鋼管に関
して、特開昭63−176426号公報に開示されたよ
うな方法が提案されている。ところで、最近特に自動車
用部材において、その環境腐食に対する耐久信頼性が強
く求められているが、これまで焼入れ性を有する電縫鋼
管において加工性と耐久性をともに有する鋼管は得られ
ていない。
【0004】すなわち、特開昭60−21357号公報
に開示された方法では十分な焼入れ強度が得られず、特
開昭64−4424号に開示された方法では十分な焼入
れ部の耐久性が得られず、特開平5−222455号公
報に示された方法では十分な加工性が得られず、いずれ
にせよ焼入れ用鋼管としての加工性と耐久性が十分では
なく、その適用には自ずと限界がある。
【0005】一方、特開昭63−176426号公報に
示された方法では、焼入れ強度、加工性において問題が
ある。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、自動車用あるいは機械構造用として焼入れ前の高い
加工性と焼入れ強度を有しつつ、腐食による焼入れ部の
強度低下が生じない、加工性と耐久性に優れた焼入れ用
電縫鋼管およびその製造方法を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために多くの実験的検討を行った結果、鋼成
分と組織の調整を行うこと、またはこれらに加えて電縫
造管後の熱処理条件を特定の条件とすることにより、加
工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管が得られること
を見出した。
【0007】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであり、第1に、重量%で、C:0.15〜0.
3%、Mn:0.5〜2.0%、Cu:0.05〜0.
30%を含み、Ni+Mo<0.15%、S:0.00
3%以下、残部実質的にFeからなることを特徴とする
加工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管を提供するも
のである。
【0008】第2に、重量%で、Ca:0.0003〜
0.003%をさらに含むことを特徴とする加工性と耐
久性に優れた焼入れ用電縫鋼管を提供するものである。
第3に、重量%で、C:0.15〜0.3%、Mn:
0.5〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を含
み、Ni+Mo<0.15%、S:0.003%以下で
ある鋼帯を電縫造管後、少なくとも電縫部を700〜1
000℃に加熱し、550〜700℃の温度域を2〜1
0℃/secの冷却速度で冷却することを特徴とする加
工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管の製造方法を提
供するものである。
【0009】第4に、重量%で、Ca:0.0003〜
0.003%をさらに含むことを特徴とする加工性と耐
久性に優れた焼入れ用電縫鋼管の製造方法を提供するも
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明に係る焼入れ用電縫鋼管は、重量%で、
C:0.15〜0.3%、Mn:0.5〜2.0%、C
u:0.05〜0.30%を含み、Ni+Mo<0.1
5%、S:0.003%以下、残部実質的にFeからな
る。また、さらにCa:0.0003〜0.003%を
含有してもよい。
【0011】以下、各成分の限定理由について説明す
る。 C: Cは焼入性を確保するために必要な元素である
が、その含有量が0.15%未満では所望の焼入性が得
られず、一方0.3%を超えると加工性が低下する。し
たがってCの含有量を0.15〜0.3%の範囲とす
る。
【0012】Mn: Mnも焼入性を確保するために必
要な元素であるが、その含有量が0.5%未満では所望
の焼入性が得られず、一方2.0%を超えると加工性が
低下する。したがってMnの含有量を0.5〜2.0%
の範囲とする。
【0013】Cu: Cuは焼入れ部の水素遅れ割れ感
受性を低め、さらに腐食による管体強度低下を抑制し、
焼入れ部の耐久性を向上させる元素である。その添加効
果は0.05%以上で認められるが、0.30%を超え
て添加しても添加効果が飽和する。したがって、Cuの
含有量を0.05〜0.30%の範囲とする。
【0014】図1にCu含有量と腐食試験後の残留強度
率の関係を示す。残留強度率は、後述するように、0.
1N塩酸中に200時間浸漬し、浸漬前後での引張強度
の差を示すものであり、耐久性の指標である。この図か
ら、Cu添加によって残留強度率が上昇し、0.05〜
0.30%の範囲で良好な残留強度率が得られ、鋼管の
耐久性が増加することが理解される。
【0015】Ni、Mo: NiおよびMoは鋳造偏析
によって局所的な腐食を助長し、水素誘起割れ、あるい
は腐食による管体強度低下を助長し、鋼管の耐久性を低
下させる。このため、これらの元素は添加しないことが
望ましいが、Niは熱管圧延時のCu疵を回避するため
に、またMoは焼入性を確保するために、やむなく添加
する場合がある。その場合でも、その含有量は残留強度
低下が著しくない範囲にする必要があり、そのためNi
およびMoの合計量を0.15%未満とする。
【0016】図2にNi+Mo含有量と腐食試験後の残
留強度率の関係を示す。この図からNi、Moの添加に
よって残留強度率が減少し、鋼管の耐久性が低下し、残
留強度率を80%以上とするためにはNi+Mo含有量
を0.15%未満とする必要があることが理解される。
【0017】S: Sは不純物元素であり、鋼管の加工
性を低下させる元素であるから極力低減させることが望
ましく、したがって、その含有量を0.003%以下と
する。
【0018】Ca: Caは適量添加することで加工性
を向上させるので選択成分として添加してもよい。しか
し、その含有量が0.0003%未満ではその効果が得
られず、一方0.003%を超えるとかえって加工性が
低下してしまう。したがって、Ca含有量を0.000
3〜0.003%の範囲とする。
【0019】これら以外の元素は、本発明で着目する鋼
管の焼入性、加工性、耐久性へ大きな影響を及ぼさない
ため、その範囲は特に規定しない。Si、P、Al、N
b、B、Ti、Crなどの合金添加元素を他の目的に従
って通常量適宜添加することは許容される。
【0020】次に、製造方法について説明する。本発明
では、上記組成を有する鋼帯を、常法に従って電縫造管
後、少なくとも電縫部を700〜1000℃に加熱し、
550〜700℃の温度域を2〜10℃/secの冷却
速度で冷却する。
【0021】加熱は、電縫部のみに対して行ってもよい
し、管全体について行ってもよい。この温度が700℃
未満では電縫部の硬度が高く、所望の加工性が得られな
い。一方1000℃を超えると粗粒となり、加工性が低
下する。
【0022】図3に、電縫部の加熱温度と、偏平率、縮
径率、限界曲げ半径との関係を示す。この図から、加熱
温度700〜1000℃の範囲で良好な加工性が得られ
ることが理解される。
【0023】550〜700℃の温度域を2〜10℃/
secの冷却速度で冷却することとしたのは、この温度
域での冷却速度が加工性および耐久性に影響を及ぼすか
らであり、その冷却速度が2℃/secより遅いと表層
のCu濃化域でCu相の偏析が生じ耐久性が劣化し、1
0℃/secよりも速いと良好な加工性が得られない。
【0024】図4に、550〜700℃の温度域での冷
却速度と、残留強度率、偏平率、縮径率、限界曲げ半径
との関係を示す。この図から、冷却速度が2〜10℃/
secの範囲で良好な加工性および耐久性が得られるこ
とが理解される。
【0025】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。表1
に示す6種の鋼を溶製し、板厚4mmの熱延鋼帯とした
後、31.8mmφ×4mmtの電縫鋼管とした。さら
にオンラインで電縫部を900℃に加熱後、550〜7
00℃の温度域の冷却速度を5℃/secとする熱処理
を行った。
【0026】これらの鋼管を電縫部を圧縮方向に直角と
する偏平試験、プレスによる縮径試験(テーパ角度10
°)、回転引き曲げによる曲げ試験(電縫部外側)を行
い偏平率、縮径率、限界曲げ半径をそれぞれの加工性の
指標とした。結果を表2に示す。
【0027】ここで、 偏平率(%)=100×[亀裂発生高さ(mm)]/
[母管径(mm)] 縮径率(%)=100×[亀裂発生外径(mm)]/
[母管径(mm)] である。
【0028】一方、これらの鋼管に対し焼入れ焼戻し処
理を施した後、0.1N塩酸中に200時間浸漬し、浸
漬前後で引張試験を行い残留強度率を求め耐久性の指標
とした。
【0029】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 浸漬試験前のTS(N/mm2 )=浸漬試験前の引張破
断荷重(N)/浸漬試験前の管断面積(mm2 ) 浸漬試験後のTS(N/mm2 )=浸漬試験後の引張破
断荷重(N)/浸漬試験前の管断面積(mm2
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】表2から理解されるように、鋼組成が本発
明の範囲内であり、電縫後の調質条件が本発明で規定し
た条件を満たしている実施例の電縫鋼管は、偏平率50
%以下、縮径率50%以下、限界曲げ半径2D(D:母
管径)以下の良好な加工性を有し、高周波焼入れ部の残
留強度が高く、優れた耐久性を有することが確認され
た。これに対して鋼組成が本発明の範囲から外れる比較
例は加工性および耐久性に劣っていた。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自動車用、機械構造用に適した加工性と耐久性に優れた
焼入れ用電縫鋼管およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】Cu含有量と腐食試験後の残留強度率との関係
を示す図。
【図2】Ni+Mo含有量と腐食試験後の残留強度率と
の関係を示す図。
【図3】電縫部の加熱温度と、偏平率、縮径率、限界曲
げ半径との関係を示す図。
【図4】550〜700℃の温度域での冷却速度と、残
留強度率、偏平率、縮径率、限界曲げ半径との関係を示
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 38/16 C22C 38/16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.15〜0.3%、M
    n:0.5〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を
    含み、Ni+Mo<0.15%、S:0.003%以
    下、残部実質的にFeからなることを特徴とする加工性
    と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管。
  2. 【請求項2】 重量%で、Ca:0.0003〜0.0
    03%をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の
    加工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管。
  3. 【請求項3】 重量%で、C:0.15〜0.3%、M
    n:0.5〜2.0%、Cu:0.05〜0.30%を
    含み、Ni+Mo<0.15%、S:0.003%以下
    である鋼帯を電縫造管後、少なくとも電縫部を700〜
    1000℃に加熱し、550〜700℃の温度域を2〜
    10℃/secの冷却速度で冷却することを特徴とする
    加工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管の製造方法。
  4. 【請求項4】 重量%で、Ca:0.0003〜0.0
    03%をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の
    加工性と耐久性に優れた焼入れ用電縫鋼管の製造方法。
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