KR100884515B1

KR100884515B1 - 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100884515B1
Application number: KR1020020030565A
Authority: KR
Inventors: 도요오까다까아끼; 아라따니마사또시; 가와바따요시까즈; 하시모또유지; 요리후지아끼라; 오까베다까또시; 나가하마다꾸야; 기무라미쯔오
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2009-02-18
Also published as: CA2388398C; CN1201027C; EP1264902A3; US20020192495A1; MXPA02005390A; BR0202012B1; EP1264902B1; DE60205179D1; KR20020092238A; DE60205179T2; BR0202012A; ES2247224T3; CA2388398A1; EP1264902A2; CN1427087A; US6723453B2

Abstract

하이드로 포밍성이 우수한 용접강관 및 그 제조를 제안한다. 구체적인 방법은 질량% 로, C: 0.05∼0.2% 를 함유, Mn: 1.5% 이하, S: 0.01% 이하를 함유하며, Si, Al, P 함유량을 적정 범위로 하는 조성을 갖는 용접강관을 소재강관으로 하고, 가열 또는 균일한 열처리한 후, 누적 축경율: 35% 이상, 압연종료 온도: 500∼900℃ 로 하는 드로잉 압연을 실시한다. 그럼으로써, 인장강도가 400MPa 이상, n ×r 이 0.22 이상을 갖는 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관이 된다. 또, 드로잉 압연에서는 Ar₃ 변태점 이하의 온도영역에서의 누적 축경율을 20% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Description

하이드로 포밍성이 우수한 용접강관 및 그 제조방법 {WELDED STEEL PIPE HAVING EXCELLENT HYDROFORMABILITY AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

도 1 은 자유 벌지 시험에 사용되는 금형의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 2 는 자유 벌지 시험에 사용되는 하이드로 포밍 가공장치 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

1 : 시험강관 2a : 상부 금형

2b : 하부 금형 3 : 강관지지부

4, 5, 6 : 변형부 7a : 축압실린더

8 : 금형 홀더 9 : 아우터링

본 발명은 자동차의 구조 부재나 언더바디 부재 등의 용도에 적합한 용접강관에 관한 것으로, 특히 하이드로 포밍의 가공성 (하이드로 포밍성) 의 개선에 관한 것이다.

자동차용 구조 부재로서 각종 단면 형상을 갖는 중공 부재가 사용되고 있으 나, 종래 이러한 중공 부재의 제조방법으로는 강판의 프레스 가공에 의해 성형된 부품끼리 스폿 용접으로 접합하여 제조하는 방법이 채택되어 왔다. 그러나, 최근 자동차의 구조 부재용 중공 부재에는, 충돌시에 보다 높은 충격흡수 능력을 갖는 것이 요구되어, 더욱 고강도화된 소재의 사용이 요청되고 있다. 그래서, 종래의 프레스 성형에 의한 방법으로는 성형 결함이 없고 또한 형상ㆍ치수 정밀도가 우수한 부재를 제조하는 것이 점점 어려워지고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 성형방법으로서 최근 하이드로 포밍이 주목받고 있다. 하이드로 포밍은 강관 내부에 고압 액체를 주입하여 원하는 형상의 부재로 성형하는 성형방법으로, 강관의 단면 치수를 확관 가공 등으로 변화시켜 복잡한 형상의 부재를 일체 성형할 수 있고, 강도ㆍ내성을 높일 수 있는 우수한 성형법이다.

그러나, 이 하이드로 포밍에 사용되는 강관으로는, 쉽게 강도를 얻을 수 있으며 저렴한 C: 0.10∼0.20질량% 의 저ㆍ중탄소강판으로 구성된 전봉강관이 사용되는 경우가 많았다.

그런데, 이와 같은 것 중에 저탄소강판으로 구성된 전봉 강관에 하이드로 포밍을 실시하면, 전봉 강관 자체의 가공성이 양호하지 않으므로 충분한 확관을 할 수 없다는 문제가 있었다.

이러한 문제에 대하여 전봉 강관의 가공성을 높이기 위해서, 소재로서 탄소량을 현저히 저감시킨 극저탄소강판을 소재로 사용하는 것이 고려된다. 그러나, 극저탄소 전봉 강관의 경우에는 하이드로 포밍성은 양호하지만, 강관 제조시에 용접열에 의해 시임 (seam) 부 근방의 결정입자가 조대화되고 연화되기 때문에, 확관시에 변형이 시임부 근방에 국부적으로 집중되어 소재가 갖는 높은 연성을 충분히 발휘할 수 없다는 문제가 있다. 그래서, 하이드로 포밍을 충분히 견딜 수 있는 소재 특성과 시임부 품질을 갖는 용접강관이 크게 요망되고 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 까다로운 하이드로 포밍 성형에도 견딜 수 있는 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관 및 그 제조방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명의 용접강관의 구체적인 목표 특성은 인장강도 TS 가 400MPa 이상, 바람직하게는 400MPa 이상 590MPa 미만, n값과 r값의 곱인 n ×r 이 0.22 이상, 바람직하게는 n값이 0.15 이상 또는 r값이 1.5 이상으로 한다.

발명의 개시

본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해서, 용접강관의 조성, 제조방법에 대해서 예의 검토하였다. 그 결과 C 함유량을 0.05∼0.2질량% 범위로 한 용접강관에 누적 축경율이 35% 이상, 압연종료 온도가 500∼900℃ 인 드로잉 압연을 실시함으로써, n값과 r값의 곱 (n ×r) 이 증가되고, 하이드로 포밍성이 향상된다는 지식을 얻었다.

본 발명은 상기 지식에 기초하여 더욱 검토하여 완성된 것이다.

즉, 제 1 본 발명은, 질량% 로, C: 0.05∼0.2%, Si: 2.0% 이하, Mn: 1.5% 이 하, P: 0.1% 이하, S: 0.01% 이하, Al: 0.1% 이하, N: 0.01% 이하를 함유하며, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 조성을 갖는 용접강관으로서, 인장강도 TS 가 400MPa 이상, 바람직하게는 400MPa 이상 590MPa 미만, n값과 r값의 곱인 n ×r 이 0.22 이상인 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관이고, 또한 제 1 본 발명에서는 상기 n값이 0.15 이상 또는 상기 r값이 1.5 이상인 것이 바람직하고, 또 제 1 본 발명에서는 상기 조성에 첨가하여 추가로 다음과 같은 A군 또는 B군

A군: Cr: 0.1% 이하, Nb: 0.05% 이하, Ti: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Mo: 1.0% 이하, B: 0.01% 이하 중 1종 또는 2종 이상

B군: Ca: 0.02% 이하, REM: 0.02% 이하 중 1종 또는 2종 중에서 1군 또는 2군을 함유하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 2 본 발명은, 질량% 로, C: 0.05∼0.2%, Si: 0.2% 이하, Mn: 1.5% 이하, P: 0.1% 이하, S: 0.01% 이하, Al: 0.1% 이하, N: 0.01% 이하를 함유하는 조성을 갖는 용접강관을 소재강관으로 하고, 이 소재강관에 가열 처리 또는 균일한 열처리 (soak) 를 실시한 후, 누적 축경율: 35% 이상, 압연종료 온도: 500∼900℃로 하는 드로잉 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 인장강도가 400MPa 이상, n값과 r값의 곱인 n ×r 이 0.22 이상을 갖는 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관의 제조방법으로, 또한 제 2 본 발명에서는 상기 드로잉 압연을 Ar₃ 변태점 이하의 온도영역에서의 누적 축경율이 20% 이상인 드로잉 압연으로 하는 것이 바람 직하다.

또 제 2 본 발명에서는 상기 조성에 첨가하여 추가로 다음과 같은 A군 또는 B군

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

먼저, 본 발명의 용접강관의 조성 한정 이유에 대해서 설명한다. 다음에 조성에 관한 질량% 는 단순히 % 로 기재한다.

C: 0.05∼0.2%

C는 강의 강도 증가에 기여하는 원소이지만, 0.2% 를 초과하여 과잉으로 함유하면 성형성이 저하된다. 한편, 0.05% 미만으로 함유하면, 원하는 인장강도를 확보하기 어려워지고, 또 용접시에 결정입자가 조대화되는 경향을 보여 강도 저하나 불균일한 변형의 원인이 된다. 그래서, C는 0.05∼0.2% 범위로 한정된다.

Si: 0.2% 이하

Si는 강의 강도를 증가시키는 원소로서, 강도에 따라 함유시킨다. 0.01% 이상 첨가하면 효과가 나타난다. 그러나, 과잉으로 함유하면, 표면성상의 현저한 악화를 초래시키고, 하이드로 포밍시에 한계확관율 LBR 이 저하되어 하이드로 포밍성이 저하된다. 그래서, 본 발명에서는 Si는 0.2% 이하로 한정된다.

Mn: 1.5% 이하

Mn은 표면성상 및 용접성을 저하시키지 않고 강도를 향상시키는 원소로서, 원하는 강도를 확보하기 위해서 0.2% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 1.5% 를 초과하여 함유하면, 하이드로 포밍시에 한계확관율 LBR 이 저하되어 하이드로 포밍성이 저하된다. 그래서, Mn은 1.5% 이하로 한정된다. 또, 바람직하게는 0.2∼1.3% 이다.

P: 0.1% 이하

P는 강도 증가에 유용한 원소이다. 0.01% 이상 첨가하면 효과가 나타난다. 그러나, 0.1% 를 초과하여 함유하면 용접성이 현저히 열화된다. 그래서, 본 발명에서는 P는 0.1% 이하로 한정된다. 또, P에 의한 강화를 그다지 필요로 하지 않는 경우 또는 용접성이 문제가 되는 경우에는, 0.05% 이하로 하는 것이 바람직하다.

S: 0.01% 이하

S는 강 중에서 비금속 개재물로서 존재하지만, 이 비금속 개재물을 기점으로 하여 하이드로 포밍시에 강관이 파단 (버스트) 되는 경우가 있어 하이드로 포밍성이 저하된다. 그래서, S는 되도록 저감하는 것이 바람직하지만, 0.01% 이하로 저감하면 하이드로 포밍성 저하에 대한 영향은 적어지기 때문에 S는 0.01% 이하로 한정된다. 또, 하이드로 포밍성 향상이라는 관점에서 0.005% 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.001% 이하이다.

Al: 0.1% 이하

Al은 탈산제로서 작용하는 동시에 결정입자의 조대화를 억제하는 유용한 원소로서, 0.01% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.1% 를 초과하여 함유하면, 산화물계 개재물량이 증가되어 청정도가 저하된다. 그래서, Al은 0.1% 이하로 한정된다. 또, 하이드로 포밍시에 균열의 기점을 적게 한다는 관점에서 0.05% 이하로 하는 것이 바람직하다.

N: 0.01% 이하

N은 Al과 결합되어 결정입자를 미세화하는 원소로서, 이 때문에 0.001% 이상 함유하는 것이 바람직하지만, 0.01% 를 초과하여 함유하면 연성을 열화시킨다. 그래서, N은 0.01% 이하로 한정된다.

본 발명에서는 상기 성분 조성에 첨가하여 추가로 A군: Cr: 0.1% 이하, Nb: 0.05% 이하, Ti: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Mo: 1.0% 이하, B: 0.01% 이하 중 1종 또는 2종 이상, B군: Ca: 0.02% 이하, REM: 0.02% 이하 중 1종 또는 2종 중에서 1군 또는 2군을 함유할 수 있다.

Cr, Ti, Nb, Cu, Ni, Mo, B는 모두 연성을 손상시키지 않고 강도를 향상시킬 수 있는 유용한 원소로서, 필요에 따라 선택하여 함유할 수 있다. 이러한 효과는 Cr, Ti, Nb, Cu, Ni, Mo가 각각 0.01% 이상, B가 0.0001% 이상 함유하면 현저히 나타나지만, Cr이 0.1% 를, Ti, Nb가 0.05% 를, Cu, Ni, Mo가 1.0% 를, B가 0.01% 를 초과하여 함유되어도 그 효과가 포화되어 함유량에 적합한 효과를 기대할 수 없 고, 경제적으로 불리해지는 것 이외에 오히려 연성, 용접성이나 강의 열간 가공성 및 냉간 가공성을 저하시킨다. 그래서, Cr: 0.1% 이하, Nb: 0.05% 이하, Ti: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Mo: 1.0% 이하, B: 0.01% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.

B군: Ca: 0.02% 이하, REM: 0.02% 이하 중 1종 또는 2종

Ca, REM은 모두 비금속 개재물의 형태를 구형상으로 하고, 하이드로 포밍성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 필요에 따라 선택하여 함유할 수 있다. 이러한 효과는 Ca, REM 모두 0.0020% 이상 함유하면 현저히 나타난다. 한편, 0.02% 를 초과하여 함유하면 개재물량이 너무 많아져 청정도가 저하된다. 그래서, Ca, REM 모두 0.02% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, Ca, REM 둘다 병용하는 경우에는 합계량으로 0.03% 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.

상기 조성을 갖는 본 발명의 용접강관은, 인장강도 TS 가 400MPa 이상, 바람직하게는 400MPa 이상 590MPa 미만의 고강도를 가지며 또한 n값과 r값의 곱인 n ×r 이 0.22 이상으로 높아서 벌지 성형성이 우수한 강관이다. 한편, n ×r 이 0.22 미만인 경우에는 벌지 성형성이 부족하다. 또, n값은 0.15 이상인 것이 변형을 균등하게 진행한다는 관점에서 바람직하다. 또, 국부적 감육 (local wall thinning) 을 억제한다는 관점에서 r값은 1.5 이상인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 용접강관은 한계확관율 LBR 이 40% 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, 한계확관율 LBR 이란 다음 식

LBR(%) = (d_max- d_o)/d_o ×100

으로 정의된다. 또, d_max는 버스트 (파단) 시의 최대 외부직경 (㎜), d_o는 시험 전의 외부직경 (㎜) 이다. d_max는 버스트 부분이 둘레길이를 원주율 π로 나눈 값이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 한계확관율 LBR 은 축방향 압축을 부여한 자유 벌지 시험을 실시하여 구한 값으로 한다.

자유 벌지 시험은 예컨대 도 1 에 나타낸 2개로 나뉜 금형 (2a, 2b) 을 도 2 에 나타낸 구성의 하이드로 포밍 가공장치로 확관을 실행함으로써 실시할 수 있다.

도 1 은 사용할 금형의 단면도이다. 상부 금형 (2a), 하부 금형 (2b) 은, 각각 길이방향 양단측에 시험강관의 외부직경 (d_o) 과 거의 동등한 반원통형상 면으로 구성된 강관지지부 (3) 를 갖는다. 또한, 길이방향 중앙부에는 직경 (d_c) 의 반원통형상 변형부 (4) 및 경사각 (θ) = 45°의 테이퍼형상 변형부 (5) 로 구성된 변형부 (6) 를 갖는다. 또, 변형부 (6) 의 길이 (l_c) 는 강관의 외부직경 (d_o) 의 2배가 된다. 또, 반원통형상 변형부 (4) 의 직경 (d_c) 은 강관의 외부직경 (d_o) 의 2배 정도면 된다.

이 상부 금형 (2a) 과 하부 금형 (2b) 을 사용하여 도 2 에 나타내는 바와 같이 강관지지부 (3) 에 강관 (1) 이 끼워지도록 시험강관 (1) 을 삽입한다. 이 상태에서 시험강관 (1) 의 양단에서 이 시험강관 (1) 의 내면측으로 축압실린더 (7a) 를 통해 물과 같은 액체를 공급하고 액압 (P) 을 가하여 버스트될 때까지 원 형 단면 자유 벌지 변형시킨다. 그리고, 버스트 (파단) 되었을 때의 최대 외부직경 d_max 를 측정한다.

한편, 도면부호 8 은 금형 홀더, 도면부호 9 는 아우터링으로, 양자 모두 금형에 강관을 삽입한 상태로 유지해두기 위한 것이다.

또, 하이드로 포밍에서는 관의 양단을 고정하는 경우와 관의 양단에서 압축력을 가하는 경우 (축 방향 압축이라고 함) 가 있다. 일반적으로 축 방향 압축이 높은 한계확관율 LBR 을 얻을 수 있다. 본 발명에서는, 한계확관율은 관의 양단에서 압축력을 적절하게 부하하는 것으로 하고, 축방향 압축을 가한 자유 벌지 시험으로 구하는 것으로 한다. 또, 이 압축력의 부하는 도 2 에서 축압실린더 (7a, 7b) 에 대하여 축방향으로 압축력 (F) 을 부하함으로써 실시될 수 있다.

다음에, 본 발명의 용접강관의 제조방법에 대해서 설명한다.

본 발명에서는 상기 조성을 갖는 용접강관을 소재강관으로서 사용하지만, 이 소재강관의 제조 수단은 특별히 한정되지 않는다. 대강 (帶鋼) 을 냉간 또는 온간 또는 열간에서 롤 성형 또는 벤딩 가공하여 오픈관으로 하고, 이 오픈관의 양 에지부를 유도 가열로 융점 이상으로 가열하고 스퀴지 롤로 버트 용접하는 전기저항 용접법, 오픈관의 양 에지부를 유도 가열로 융점 미만의 고상 압접 온도영역으로 가열하고 스퀴지 롤로 버트 압접하는 고상 압접법 또는 단접법 등을 모두 바람직하게 이용할 수 있다. 또, 소재강관의 제조에 사용되는 대강은 상기 조성을 갖는 강을 용제한 후, 연속 주조법 또는 조괴-분괴법으로 슬래브하고, 이 슬래브 를, 열간 압연에 의해 열연 강판으로 만들거나 또는 냉간 압연-소둔에 의해 냉연 강판으로 만드는 열간압연 강판 또는 냉간압연 강판을 바람직하게 이용할 수 있다.

제 2 본 발명에서는 상기한 바와 같은 소재강관에 먼저 가열 처리 또는 균일한 열처리를 실시한다. 소재강관에 실시되는 가열 처리의 조건은 특별히 한정되지 않지만, 700∼1100℃ 로 하는 것이 후술하는 드로잉 압연 조건을 만족시키기 때문에 바람직하다. 또, 소재강관의 제조가 온간 또는 열간에서 행해지고, 드로잉 압연시에 충분한 온도를 유지하고 있는 경우에는, 관 온도 분포의 균열화 (均熱化) 를 위해서 균일한 열처리를 실시하는 것만으로 충분하다. 소재강관이 유지하고 있는 온도가 낮은 경우에는 가열 처리를 실시하는 것은 말할 필요도 없다.

가열 처리 또는 균일한 열처리가 실시된 소재강관은 이어서 드로잉 압연이 실시된다. 드로잉 압연은 통상 복수개 홀형 압연기를 나란히 배열한 압연기열을 사용하여 실시된다. 드로잉 압연은 누적 축경율: 35% 이상으로 한다. 누적 축경율이란 각 홀형 압연기의 축경율을 압연기열 전체에 대해서 합계한 것을 말한다. 누적 축경율이 35% 미만인 경우에는, n값, r값의 향상을 기대할 수 없어 가공성, 하이드로 포밍성이 저하된다. 그래서, 본 발명에서는 누적 축경율을 35% 이상으로 한정하였다. 또, 누적 축경율의 상한은 두께 편차율 증대의 억제 측면과 생산성 측면에서 95% 로 하는 것이 바람직하다. 또, 보다 바람직하게는 35∼90% 이다. 또한, r값 향상 측면에서는 페라이트영역에서 높은 압하율로 드로잉 압연을 실시하여 압연 집합조직을 발달시키는 것이 중요하다. 그래서, Ar₃ 변태점 이하의 온도영역에서의 누적 축경율을 20% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

드로잉 압연의 압연종료 온도는 500∼900℃ 로 한다. 드로잉 압연 온도가 500℃ 미만 또는 900℃ 를 초과하면, n값, r값의 향상을 기대할 수 없어 가공성이 저하되거나, 또는 자유 벌지 시험에서의 한계확관율의 증가를 기대할 수 없어 하이드로 포밍성이 저하된다. 그래서, 본 발명에서는 드로잉 압연의 압연종료 온도를 500∼900℃ 로 한정하였다.

또, 드로잉 압연에는 리듀서라는 복수개 홀형 압연기를 나란히 배열한 압연기열을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 조성 범위의 소재강관에 상기한 바와 같은 드로잉 압연을 실시함으로써, 비로소 인장강도 TS 가 400MPa 이상이고 n값 ×r값이 향상되어 고강도 강관의 하이드로 포밍성을 현저히 향상시킬 수 있다.

실시예

표 1 에 나타낸 조성을 갖는 강판 (열연 강판 또는 소둔을 마친 냉간압연 강판) 을 관형상으로 롤 성형한 후, 양단을 유도 가열로 가열하고 버트 접합하여 용접강관 (외부직경: 146㎜φ, 두께: 2.6㎜) 으로 만든다.

이들 용접강관을 소재강관으로 하고 소재강관에 표 2 에 나타낸 조건에서 드로잉 압연을 실시하여 제품 강관으로 만든다.

얻어진 제품 강관으로부터 길이방향으로 인장시험편 (JIS 12호 A시험편) 을 채취하여 제품 강관의 인장특성 (YS, TS, El) 및 n값, r값을 구한다. n값은 5∼10% 사이의 진응력 (true stress) 의 변화에 대한 진변형의 변화 비, 즉

n = (σ_10%- σ_5%)/(e_10%- e_5%) 에서 구한다.

r값은 인장시험에서 판두께 진변형에 대한 판폭 진변형의 비로서 정의된다.

r = LN(Wi/Wf)/LN(Ti/Tf)

Wi: 최초의 폭, Wf: 최후의 폭, Ti: 최초의 판두께, Tf: 최후의 판두께

단, 판두께의 측정에는 상당한 오차가 따르기 때문에, 통상적으로는 시험편의 체적은 일정하게 하여 다음 식에서 r값을 구한다.

r = LN(Wi/Wf)/LN(LfWf/LiWi)

Li: 최초의 길이, Lf: 최후의 길이

본 발명에서는 인장시험편에 변형 게이지를 점착하고, 길이방향의 공칭 변형 67% 범위에서의 길이방향 및 폭방향의 진변형을 측정하여 상기 식으로 산출한다.

또, 제품 강관을 500㎜ 길이로 절단하고 하이드로 포밍용 시험체로 만든다. 이 시험체를 도 2 에 나타내는 바와 같이 하이드로 포밍 가공장치에 세팅하고, 시험체의 양단으로부터 물을 공급하고 원형 단면 자유 벌지 변형시켜 버스트시킨다. 버스트되었을 때 시험체의 최대 외부직경 평균값 d_max를 측정하고, 다음 식

LBR(%) = (d_max- d_o)/d_o×100

에서 한계확관율 LBR 을 산출한다. 여기에서, d_o는 시험체의 외부직경 (제품 관의 외부직경) 이다. 또, 사용된 금형 치수는 도 1 에서 l_c를 127㎜, d_c를 127㎜, r_d를 5㎜, l_o를 550㎜, θ를 45°로 한다.

얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.

본 발명의 예는 모두 400MPa 이상의 인장강도를 가지며 n값, r값도 높고 n ×r 이 0.22 이상으로 가공성이 우수하여 우수한 하이드로 포밍성을 갖는다. 반면에, 본 발명의 범위에서 벗어난 비교예는, n ×r 이 낮아서 가공성이 떨어지고, LBR이 낮아서 하이드로 포밍성이 떨어져 하이드로 포밍이 실시된 부재용으로서는 적합하지 못한 제품 관이다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가공성이 우수하고, 특히 하이드로 포밍성이 우수한 구조 부재용 용접강관을, 그리고 생산성을 저하시키지 않고 저렴하게 제조할 수 있게 되어 산업상 커다란 효과를 발휘한다.

Claims

질량% 로,

C: 0.05∼0.2%, Si: 0.01 ∼ 0.2%,

Mn: 0.2 ∼ 1.5%, P: 0.01 ∼ 0.1%,

S: 0.01% 이하, Al: 0.01 ∼ 0.1%,

N: 0.001 ∼ 0.01% 를 함유하며,

상기 조성에 첨가하여 추가로, 하기의 A군 또는 B군;

A군: Cr: 0.02 ∼ 0.1%, Nb: 0.05% 이하, Ti: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Mo: 1.0% 이하, B: 0.01% 이하 중 1종 또는 2종 이상,

B군: Ca: 0.02% 이하, REM: 0.02% 이하 중 1종 또는 2종 중에서 1군 또는 2군을 함유하며,

잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 조성을 갖는 용접강관으로, 인장강도 TS 가 400 ∼ 590MPa 이고,

진응력의 변화에 대한 진변형의 변화비인 n = (σ10% - σ5%)/(e10% - e5%) 이고,

인장시험에서 판두께 진변형에 대한 판폭 진변형의 비인 r = LN(Wi/Wf)/LN(LfWf/LiWi) (Li: 최초의 길이, Lf: 최후의 길이) 이며,

상기 n값과 상기 r값의 곱인 n ×r 이 0.22 이상인 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관.
제 1 항에 있어서, 상기 n값이 0.15 이상 또는 상기 r값이 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 용접강관.
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질량% 로,

C: 0.05∼0.2%, Si: 0.01 ∼ 0.2%,

Mn: 0.2 ∼ 1.5%, P: 0.01 ∼ 0.1%,

S: 0.01% 이하, Al: 0.01 ∼ 0.1%,

N: 0.001 ∼ 0.01% 를 함유하며,

상기 조성에 첨가하여 추가로, 하기의 A군 또는 B군;

A군: Cr: 0.02 ∼ 0.1%, Nb: 0.05% 이하, Ti: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Mo: 1.0% 이하, B: 0.01% 이하 중 1종 또는 2종 이상,

B군: Ca: 0.02% 이하, REM: 0.02% 이하 중 1종 또는 2종 중에서 1군 또는 2군을 함유하는 조성을 갖는 용접강관을 소재강관으로 하고, 이 소재강관에 900 ∼ 1100℃로 가열 처리 또는 균일한 열처리를 실시한 후, 누적 축경율: 35% 이상이고, 압연종료 온도: 500∼900℃ 로 하는 드로잉 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는, 인장강도 TS 가 400 ∼ 590MPa 이고,

진응력의 변화에 대한 진변형의 변화비인 n = (σ10% - σ5%)/(e10% - e5%) 이고,

인장시험에서 판두께 진변형에 대한 판폭 진변형의 비인 r = LN(Wi/Wf)/LN(LfWf/LiWi) (Li: 최초의 길이, Lf: 최후의 길이) 이며,

상기 n값과 상기 r값의 곱인 n ×r 이 0.22 이상인 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍성이 우수한 용접강관의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 드로잉 압연을 Ar₃ 변태점 이하의 온도영역에서의 누적 축경율이 20% 이상인 드로잉 압연으로 하는 것을 특징으로 하는 용접강관의 제조방법.
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