KR102081525B1 - 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관, 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법, 고강도 중공 스테빌라이져, 및 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

내부식 피로 특성이 우수한 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관, 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법, 고강도 중공 스테빌라이져 및 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법을 제공한다. 강판을 전봉 조관하여 얻어진 전봉 강관에 또한 열간 축경 압연을 실시해서 이루어지는 전봉 강관으로서, 질량%로 C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:0.1∼2.0%, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성과, 입경:10㎛이상의 TiS 입자 및 입경:10㎛이상의 MnS 입자를 각각, 청정도에서 0.1%이하로 저감한 조직을 갖는다. 이것에 의해, 냉간 성형과 담금질 및 템퍼링 처리를 실시한 후의, 경도가 비커스 경도에서 400HV이상 550HV미만으로 하는 고강도(고경도)를 나타내고, 또한, 구오스테나이트립의 평균 입경이 50㎛이하이고, 중공 스테빌라이져용으로서, 부식 환경하에서도 내피로 특성(내부식 피로성)이 우수한 전봉 강관으로 된다.

Description

고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관, 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법, 고강도 중공 스테빌라이져, 및 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법
본 발명은 자동차의 스테빌라이져용으로서 바람직한 전봉 강관에 관한 것으로서, 특히 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 내부식 피로 특성의 향상에 관한 것이다. 또, 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법, 고강도 중공 스테빌라이져, 및 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 자동차의 대부분에, 코너링시의 차체의 롤링을 완화하거나, 고속 주행시의 주행 안정성을 유지하기 위해, 스테빌라이져가 장착되어 있다. 최근에는 자동차 차체의 경량화를 위해, 강관을 이용한 중공 스테빌라이져가 일반적으로 되어 있다. 이러한 중공 스테빌라이져는 통상, 이음매없음 강관이나 전봉 용접 강관(이하, 전봉 강관이라고도 함)을 소재로 하여, 냉간으로 원하는 형상으로 성형한 후, 담금질 또는 담금질 및 템퍼링 등의 조질 처리가 실시되어 제품으로 된다. 그 중에서도, 전봉 강관은 비교적 저렴하고 또한 치수 정밀도가 우수하기 때문에, 중공 스테빌라이져용 소재로서 널리 이용되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 내피로 특성이 우수한 중공 스테빌라이져의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는 질량%로, C:0.2∼0.38%, Si:0.35%이하, Mn:0.3∼1.5%, Al:0.1%이하, Ti:0.005∼0.1%, B:0.0005∼0.005%를 포함하는 조성의 용접 강관에, 바람직하게는 800∼1000℃의 범위의 온도로 가열하는 가열 처리를 실시한 후, 압연 온도:600∼850℃에서 누적 축경(직경축소)률:40%이상의 수축 압연을 실시하고, 또한 냉간 구부림 가공에 의해 스테빌라이져 형상으로 성형하는 성형 공정과, 담금질 처리 및 템퍼링 처리를 실시하는 열처리 공정을 순차 실시하고, 중공 스테빌라이져로 한다고 하고 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에 의하면, 저렴한 방법으로 내피로 특성을 향상시킬 수 있다고 하고 있다.
또, 특허문헌 2에는 고강도 중공 스테빌라이져용 강관이 기재되어 있다. 특허문헌 2에 기재된 강관은 질량%로, C:0.20∼0.38%, Si:0.10∼0.50%, Mn:0.30∼2.00%, Al:0.01∼0.10%, W:0.01∼1.50%, B:0.0005∼0.0050%를 포함하고, 또한 Ti, N을 Ti:0.001∼0.04%, N:0.0010∼0.0100%의 범위이고, 또한 N/14<Ti/47.9를 만족시키도록 함유하는 조성을 갖고, 담금질 처리 후, 혹은 담금질 및 템퍼링 처리 후의 강도-인성 밸런스가 우수한 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관이다. 특허문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 종래 얻어지지 않은 바와 같은 400HV를 넘는 고경도이고, 강도-인성 밸런스가 우수한 중공 스테빌라이져를 용이하게 제조할 수 있다고 하고 있다.
또, 특허문헌 3에는 질량%로, C:0.15∼0.40%, Si:0.05∼0.50%, Mn:0.30∼2.00%, Al:0.01∼0.10%, Ti:0.001∼0.04%, B:0.0005∼0.0050%, N:0.0010∼0.0100%를 포함하고, 또한 Ti, N이 (N/14)<(Ti/47.9)를 만족시키도록 함유하는 조성을 갖는 강관 소재로서, 해당 강관 소재를 성형하고 대략 원통형상의 오픈관으로 한 후, 해당 오픈관의 단부끼리를 맞대어 고주파 저항 용접에 의해 본드 폭이 30∼65㎛로 되도록 입열을 조정하여 전봉 용접하여 전봉 용접 강관으로 하고, 다음에, 해당 전봉 용접 강관에, Ac3 변태점 이상의 온도로 가열하고, 외경비에서 압하율:(1-25/축경 압연 전 본드 폭(㎛))×100%이상의 축경 압연을 실시하고, 본드 폭을 25㎛이하로 하는 편평성이 우수한 열처리용 전봉 용접 강관의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 제조 방법으로 얻어진 전봉 용접 강관은 중공 스테빌라이져 등의 담금질 처리가 실시되는 용도에 바람직하다고 하고 있다. 특허문헌 3에 기재된 전봉 용접 강관은 전봉 용접부의 감탄층 폭이 좁기 때문에, 급속 단시간 가열에 의한 담금질 처리를 실시해도, 전봉 용접부의 담금질 경도의 저하를 억제할 수 있으며, 내구성이 우수한 중공 스테빌라이져로 할 수 있다고 하고 있다.
또, 특허문헌 4에는 질량%로, C:0.15∼0.40%, Si:0.05∼0.50%, Mn:0.30∼2.00%, Al:0.01∼0.10%, Ti:0.001∼0.04%, B:0.0005∼0.0050%, N:0.0010∼0.0100%를 포함하고, 또한 Ti, N이 (N/14)<(Ti/47.9)를 만족시키도록 함유하는 조성을 갖고, 전봉 용접부의 본드 폭이 25㎛이하인 편평성이 우수한 열처리용 전봉 용접 강관이 기재되어 있다. 특허문헌 4에 기재된 전봉 용접 강관은 중공 스테빌라이져 등의 담금질 처리가 실시되는 용도에 바람직하다고 하고 있다. 특허문헌 4에 기재된 전봉 용접 강관은 전봉 용접부의 감탄층 폭이 좁기 때문에, 급속 단시간 가열에 의한 담금질 처리를 실시해도, 전봉 용접부의 담금질 경도의 저하를 억제할 수 있어, 내구성이 우수한 중공 스테빌라이져로 할 수 있다고 하고 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2005-076047호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 제2006-206999호 특허문헌 3: 일본국 특허공개공보 제2008-208417호 특허문헌 4: 일본국 특허공개공보 제2013-147751호
상기한 바와 같이, 특허문헌 1∼4에 기재된 기술에 의하면, 고강도(고경도)이고, 또한 자동차의 스테빌라이져로서 요구되는 내피로 특성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 특히 한랭지에서는 겨울철 도로의 동결 방지 대책으로서, NaCl, CaCl2 등의 염화물을 포함하는 동결 방지제를 노상에 살포하여, 미끄러짐 등의 사고를 방지하고 있다. 그 때문에, 염소 이온을 포함하는 수분(눈, 얼음 등)이 차체의 하부(서스펜션)에 부착되고, 부식 환경을 형성한다. 그 때문에, 최근에는 자동차의 스테빌라이져에 대해서도, 부식 환경하에서의 내피로 특성, 즉, 내부식 피로 특성도 우수한 것이 요구되도록 되어 왔다.
그러나, 특허문헌 1∼4에 기재된 기술에서는 대기 분위기 중에서의 내피로 특성의 향상은 가능하지만, 특허문헌 1∼4에는 부식 환경하에 있어서의 내피로 특성에 대해서까지의 언급은 없다. 특허문헌 1∼4에 기재된 기술에 의해서는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 내부식 피로 특성의 현저한 향상까지는 기대할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 해결하고, 내부식 피로 특성이 우수한 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관, 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법, 고강도 중공 스테빌라이져 및 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「고강도」는 냉간 성형과 담금질 및 템퍼링 처리를 실시한 후의 두께 방향의 평균 경도가 비커스 경도에서 400HV이상, 바람직하게는 450HV이상인 경우를 말하는 것으로 한다. 또한, 두께 방향의 평균 경도가 550HV이상으로 되면 인성의 저하가 현저하게 되기 때문에, 550HV미만을 상한으로 한다.
또, 여기서 말하는 「내부식 피로 특성이 우수한」은 냉간 성형과 담금질 및 템퍼링 처리를 실시한 후, 5% NaCl 수용액의 분위기 중에서 부하 응력:±400MPa로 하는 피로 시험(양진)을 실행하고, 깨짐 발생까지의 반복 수가 5.0×105회 이상인 경우를 말하는 것으로 한다.
본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해, 고강도 중공 스테빌라이져의 내부식 피로 특성에 미치는 각종 요인에 대해 검토하였다.
그 결과, 부식 피로는 (가) 부식 피트의 형성과 그 성장, (나) 부식 피트를 기점으로 한 피로 균열의 발생, (다) 피로 균열의 진전의 각 단계를 거쳐, 최종 파괴로 이행하는 것을 지견하였다. 그리고, 본 발명자들은 특히 (가), (다)의 각 단계의 진행을 억제하는 방책을 조합해서 비로소, 고강도 중공 스테빌라이져의 내부식 피로 특성을 현저히 향상시킬 수 있는 것에 도달하였다.
그리고, 가일층의 검토에 의해, 본 발명자들은 입경:10㎛이상의 MnS 입자, 입경:10㎛이상의 TiS 입자가 부식 피트의 기점으로 되고, 피로 균열의 발생에 크게 영향을 주고 있는 것을 밝혀내었다. 또한, 여기서 말하는 「입경」은 각 알갱이의 최대 길이를 말하는 것으로 한다. 그리고, 또한 본 발명자들은 Ca 혹은 또한 REM을 함유시키고, 부식 피트의 기점으로 되는 입경:10㎛이상의 MnS 입자, 입경:10㎛이상의 TiS 입자를 JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도에서 0.1%이하로 되도록 조정하는 것에 의해, 부식 피트를 기점으로 한 피로 균열의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견하였다.
또한, 부식 환경하에서는 수소 취화가 부식 피로에 있어서의 「(다) 피로 균열의 진전」에 크게 영향을 주기 때문에, 본 발명자들은 구오스테나이트립을 미세화하고, 수소 취화의 영향을 극력 저감할 필요가 있는 것에 생각이 미쳤다. 본 발명자들의 가일층의 검토에 의하면, 미세한 Ti 탄화물을 활용하고, 구오스테나이트립을 평균 입경으로 50㎛이하로 미세화하면, 수소 취화의 내부식 피로성에 대한 영향은 거의 보이지 않는 것을 발견하였다.
또한, 본 발명자들은 부식 피로에 있어서의 「(다) 피로 균열의 진전」을 억제하고, 내부식 피로 특성을 향상시키기 위해서는 결정립의 미세화와 함께, 구γ립계의 강화도 중요한 것을 지견하였다. 그리고, 본 발명자들은 구γ립계의 강화를 위해 B를 소량 함유하는 것으로 하였다. 이 B의 소량 함유에 의해, 구γ립계에 대한 P 편석도 억제할 수 있으며, 입계 강도가 향상하고, 피로 균열의 진전도 억제할 수 있는 일을 지견하였다.
본 발명은 이러한 지견에 의거하여, 가일층의 검토를 부가해서 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.
(1) 강판을 전봉 조관하여 얻어진 전봉 강관에, 또한 열간 축경 압연을 실시해서 이루어지는 전봉 강관으로서, 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:0.1∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성과, 입경:10㎛이상의 TiS 입자 및 입경:10㎛이상의 MnS 입자를 각각, JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도가 0.1%이하(단, 0% 포함)로 되는 조직을 갖고, 냉간 성형과 담금질 및 템퍼링 처리를 실시한 후의, 구오스테나이트립의 평균 입경이 50㎛이하이고, 또한 경도가 비커스 경도에서 400HV이상 550HV미만인 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
(2) (1)에 있어서, 상기 조성에 부가하여, 질량%로, Cu:1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종을 더 함유하는 조성으로 하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 조성에 부가하여, 질량%로, Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 조성으로 하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
(4) (1) 내지 (3) 중의 어느 하나에 있어서, 상기 조성에 부가하여, 질량%로, REM:0.02%이하를 더 함유하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
(5) 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:0.1∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강판을, 냉간 성형에 의해, 대략 원통형상으로 성형하여 오픈관으로 하고, 해당 오픈관의 폭 방향 단부끼리를 맞대고, 전봉 용접하여 전봉 조관으로 하고, 다음에, 850∼1000℃의 온도로 가열하고, 또한, 압연 온도:650℃이상, 누적 축경률: 30∼90%로 열간 축경 압연을 실시하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법.
(6) (5)에 있어서, 상기 조성에 부가하여, 질량%로, Cu:1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종, 및/또는 Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 및/또는 REM:0.02%이하를 더 함유하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법.
(7) (1) 내지 (4) 중의 어느 하나에 기재된 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관에 대해, 냉간 구부림 가공을 실시하고, 다음에 담금질 처리 또는 담금질 및 템퍼링 처리를 실시하는 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법
(8) 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:0.1∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성과, 입경:10㎛이상의 TiS 입자 및 입경:10㎛이상의 MnS 입자를 각각, JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도가 0.1%이하(단, 0% 포함)로 되는 조직을 갖고, 구오스테나이트립의 평균 입경이 50㎛이하이고, 또한 경도가 비커스 경도에서 400HV이상 550HV미만인 고강도 중공 스테빌라이져.
본 발명에 따르면, 경도가 400HV이상이고 또한 우수한 내부식 피로 특성을 유지하는 고강도 중공 스테빌라이져를 용이하게 제조할 수 있어, 산업상 각별한 효과를 갖는다. 또, 본 발명에 따르면, 경도가 450HV이상으로 더욱 고강도화해도, 내부식 피로 특성의 저하는 보이지 않으며, 스테빌라이져의 가일층의 박육화에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.
본 발명의 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관은 바람직하게는 열연강판을, 냉간 성형에 의해, 대략 원통형상으로 성형하여 오픈관으로 이루고, 해당 오픈관의 폭 방향 단부끼리를 맞대고, 전봉 용접하는 전봉 조관에 의해 전봉 강관으로 이루고, 다음에 해당 전봉 강관을 소재로 햐고, 또한, 재가열하고, 열간 축경 압연을 실시해서 이루어지는 전봉 강관이다.
본 발명의 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관은 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:0.1∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 혹은 선택 원소로서, Cu:1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종, 및/또는 Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 및/또는 REM:0.02%이하를 더 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는다.
우선, 본 발명의 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 조성 한정 이유에 대해 설명한다. 이하, 특히 단정하지 않는 한, 질량%는 단지 %로 적는다.
C:0.20∼0.40%
C는 담금질성의 향상을 통해, 마텐자이트의 생성을 촉진하는 동시에, 고용해서 강의 강도(경도)를 증가시키는 작용을 가지며, 중공 스테빌라이져의 고강도화를 위해 중요한 원소이다. 본 발명에서는 담금질 및 템퍼링 처리 후의 경도를 비커스 경도에서 400HV이상으로 하기 위해서는 0.20%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.40%를 넘어 다량으로 함유하면, 담금질 처리 후의 인성이 저하한다. 이 때문에, C는 0.20∼0.40%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.22%이상이다. 바람직하게는 0.39%이하이다.
Si：0.1∼1.0%
Si는 탈산제로서 작용하는 동시에, 고용 강화 원소로서도 작용한다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.1%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 1.0%를 넘어 함유하면, 전봉 용접성이 저하한다. 이 때문에, Si는 0.1∼1.0%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.1%이상이다. 바람직하게는 0.5%이하이다.
Mn：0.1∼2.0%
Mn은 고용해서 강의 강도 증가에 기여하는 동시에, 강의 담금질성을 향상시키는 원소이며, 본 발명에서는 원하는 고강도(고경도)를 확보하기 위해, 0.1%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 2.0%를 넘어 함유하면, 인성의 저하, 담금질 깨짐의 위험이 증대한다. 이 때문에, Mn은 0.1∼2.0%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.5%이상이다. 바람직하게는 1.8%이하이다.
P:0.1%이하
P는 불순물로서 존재하며, 입계 등에 편석하고, 용접 깨짐성, 인성에 악영향을 미치는 원소이며, 중공 스테빌라이져용으로서는 0.1%이하로 저감하는 것이 필요하게 된다. 또한, 바람직하게는 0.05%이하이다.
S:0.01%이하
S는 강 중에서는 황화물계 개재물로서 존재하고, 열간 가공성, 인성, 내피로 특성을 저하시키는 원소이며, 중공 스테빌라이져용으로서는 0.01%이하로 저감하는 것이 필요하게 된다. 또한, 바람직하게는 0.005%이하이다.
Al：0.01∼0.10%
Al은 탈산제로서 작용하는 동시에, N과 결합하고, 담금질성 향상에 유효한 고용 B량을 확보하는 효과를 갖는다. 또, Al은 AlN로서 석출하고, 담금질 가열시의 오스테나이트립의 조대화를 방지하는 작용을 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.10%를 넘어 다량으로 함유하면, 산화물계 개재 물량이 증가하고, 피로 수명을 저하시키는 경우가 있다. 이 때문에, Al은 0.01∼0.10%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.01%이상이다. 바람직하게는 0.05%이하이다.
Cr：0.01∼0.5%
Cr은 강의 담금질성을 향상시키는 동시에, 내식성의 향상에 기여하는 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.5%를 넘어 함유하면, 전봉 용접성이 저하한다. 이 때문에, Cr은 0.01∼0.5%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.1%이상이다. 바람직하게는 0.3%이하이다.
Ti：0.01∼0.05%
Ti는 N과 결합하고, 담금질성 향상에 유효한 고용 B량을 확보하는 효과를 갖는다. 또, Ti는 미세한 탄화물로서 석출하며, 담금질 등의 열처리시에, 오스테나이트립의 미세화에 기여하며, 부식 환경에 있어서의 내피로 특성(내부식 피로 특성)의 향상에 기여한다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.05%를 넘는 함유는 조대한 황화티탄(TiS)을 형성하기 쉽고, 부식 피트의 기점으로 되기 쉬우며, 내식성 및 내부식 피로 특성이 저하한다. 이 때문에, Ti는 0.01∼0.05%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.01%이상이다. 바람직하게는 0.04%이하이다.
B:0.0005∼0.005%
B는 미량으로 강의 담금질성을 향상시키는 유효한 원소이다. 또, B는 입계를 강화하는 작용을 가지며, P편석에 의한 입계 취화를 억제한다. 이러한 효과를 얻기 위해, 0.0005%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.005%를 넘어 함유해도, 효과가 포화하며 경제적으로 불리하게 된다. 이 때문에, B는 0.0005∼0.005%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.001%이상이다. 바람직하게는 0.003%이하이다.
Ca：0.0001∼0.0050%
Ca는 황화물계 개재물의 형태를 미세한 대략 직사각형의 개재물로 제어하는 작용을 갖는 원소이다. 본 발명에서는 부식 피트의 기점으로 되는 입경:10㎛이상의 조대한 MnS 입자, 입경:10㎛이상의 조대한 TiS 입자 수를 소정량 이하로 감소 내지는 0개로 하기 위해 함유시킨다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.0001%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.0050%를 넘어 다량으로 함유하면, 조대한 CaS계의 클러스터가 너무 많아져, 오히려 피로 균열의 기점으로 되며, 내부식 피로 특성이 저하한다. 이 때문에, Ca는 0.0001∼0.0050%의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.001%이상이다. 바람직하게는 0.003%이하이다.
N:0.0050%이하
N은 불순물로서 불가피하게 함유된다. 강 중의 질화물 형성 원소와 결합하고, 결정립의 조대화의 억제, 더 나아가서는 템퍼링 후의 강도 증가에 기여한다. 그러나, 0.0050%를 넘는 함유는 용접부의 인성을 저하시킨다. 이 때문에, N은 0.0050%이하로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.001%이하이다. 바람직하게는 0.003%이하이다.
상기한 성분이 기본의 성분이지만, 본 발명에서는 기본의 조성에 부가하여 선택 원소로서, Cu:1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종, 및/또는 Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 및/또는 REM:0.02%이하를 더 함유해도 좋다.
Cu：1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종
Cu, Ni는 모두 담금질성을 향상시키는 동시에, 내식성을 향상시키는 원소이며, 필요에 따라 선택해서 함유할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 Cu:0.05%이상, Ni:0.05%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Cu, Ni는 모두 고가인 원소이며, Cu:1%, Ni:1%를 각각 넘어서 함유하면, 재료 코스트의 앙등을 초래한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 Cu:1%이하, Ni:1%이하로 한정하는 것이 바람직하다. 또, Cu:0.05%이상, Ni:0.05%이상으로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 더욱 바람직하게는 Cu:0.10%이상, Ni:0.10%이상이다. 더욱 바람직하게는 Cu:0.50%이하, Ni: 0.50%이다.
Nb：0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상
Nb, W, V는 모두 미세한 탄화물을 형성하여 강도(경도)의 증가에 기여하는 원소이며, 필요에 따라 선택해서 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 각각 Nb:0.001%이상, W:0.01%이상, V:0.05%이상의 함유를 필요로 한다. 한편, Nb:0.05%, W:0.05%, V:0.5%를 넘어 함유해도, 효과가 포화하고, 함유량에 적합한 효과를 기대할 수 없으며, 경제적으로 불리하게 된다. 또, 탄화물이 조대화되기 쉬워지고, 인성에 악영향을 미친다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하로 각각 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 더욱 바람직하게는 Nb:0.001%이상, W:0.01%이상, V:0.05%이상이다. 더욱 바람직하게는 Nb:0.03%이하, W:0.03%이하, V:0.3%이하이다.
REM：0.02%이하
REM은 Ca와 마찬가지로, 황화물계 개재물의 형태를 미세한 대략 직사각형의 개재물로 제어하는 작용을 갖는 원소이며, 본 발명에서는 Ca의 작용을 보완하는 관점에서, 0.001%이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 0.02%를 넘어 함유하면, 개재물량이 너무 많아져, 오히려 피로 균열의 기점으로 되며, 내부식 피로 특성이 저하한다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 REM은 0.02%이하로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 더욱 바람직하게는 0.001%이상이다. 더욱 바람직하게는 0.01%이하이다.
상기한 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
다음에, 본 발명의 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 조직의 한정 이유에 대해, 설명한다.
본 발명의 전봉 강관은 상기한 조성을 가지며, 또한 입경 10㎛이상의 TiS 입자 및 입경 10㎛이상의 MnS 입자를 각각, JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도가 0.1%이하(단, 0% 포함)로 되는 조직을 갖는다. 입경 10㎛이상의 TiS 입자 및 입경 10㎛이상의 MnS 입자는 부식 피트의 기점이 되며 내식성을 저하시킨다. 또, 부식 피트를 기점으로 한 피로 균열의 발생을 촉진하기 위해 내부식 피로 특성을 저하시킨다. 그 때문에, 입경 10㎛이상의 TiS 입자, 입경 10㎛이상의 MnS 입자를 청정도에서 0.1%이하(0% 포함)로 되도록, 적정량의 Ca 혹은 또한 REM을 첨가하여 조정한다. 입경 10㎛이상의 TiS 입자, 입경 10㎛이상의 MnS 입자가 청정도에서 0.1%초과로 많아지면, 부식 피트의 기점으로 되며 내식성, 내부식 피로성이 저하한다. 이러한 점에서, 본 발명의 전봉 강관에서는 입경 10㎛이상의 TiS 입자, 입경 10㎛이상의 MnS 입자를 청정도에서 0.1%이하로 되도록 조정한 조직으로 한정하였다. 또한, 청정도는 JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 값으로 한다.
다음에, 본 발명의 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 바람직한 제조 방법에 대해, 설명한다.
본 발명의 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관은 상기한 조성의 바람직하게는 열연강판을 소재로 하여, 전봉 조관하여 전봉 강관으로 하고, 또한 해당 전봉 강관을 소재로서 재가열하고, 열간 축경 압연을 실시해서 이루어지는 전봉 강관이다.
전봉 조관의 방법은 특히 한정할 필요는 없다. 바람직하게는 복수의 롤에 의해 연속해서 냉간 성형하여, 대략 원통형상의 오픈관으로 이루고, 다음에 해당 오픈관의 폭 방향 단부끼리를 스퀴즈 롤로 맞대고, 고주파 저항용접, 유도 가열 등에 의해 전봉 용접하여 소정 치수의 전봉 강관으로 하는 방법으로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 얻어진 전봉 강관에, 또한 재가열하고, 열간 축경 압연을 실시하여 원하는 치수의 전봉 강관으로 한다. 또한, 재가열 온도는 850∼1000℃로 하는 것이 바람직하다. 재가열 온도가 850℃미만에서는 원하는 용접부 인성을 확보할 수 없는 경우가 있다. 한편, 1000℃를 넘는 고온에서는 표면 탈탄이 현저하게 되고, 표면 성상이 저하하는 경우가 있다. 이 때문에, 재가열 온도는 850∼1000℃의 범위의 온도가 바람직하다. 또한, 열간 축경 압연의 압연 온도는 650℃이상으로 하는 것이 바람직하다. 압연 온도가 650℃미만에서는 가공성이 저하하고, 원하는 스테빌라이져 형상으로의 성형이 곤란하게 되는 경우가 있다. 누적 축경률은 30∼90%가 바람직하다. 누적 축경률이 30∼90%이면, 가공성이 열화되는 일 없이, 원하는 스테빌라이져 형상으로 성형할 수 있다.
고강도 중공 스테빌라이져의 제조는 상기한 축경 압연을 포함하는 제조 방법으로 얻어진 전봉 강관을 소재로 한다. 그리고, 해당 소재에, 성형 공정과 열처리 공정과, 혹은 관내면 혹은 관외면 혹은 관내외면에 쇼트 블라스트 처리를 순차 실시하는 공정을 더 실시하여, 고강도 중공 스테빌라이져로 한다.
성형 공정에서는 원하는 스테빌라이져 형상으로 성형한다. 성형 방법으로서는 상용의 성형 방법을 모두 적용할 수 있다. 냉간 구부림 가공으로 하는 것이, 표면 탈탄의 억제라고 하는 관점에서 바람직하다. 냉간 구부림 가공에서는 회전 당김 구부림, 프레스 구부림 등을 예시할 수 있다.
스테빌라이져 형상으로 성형된 부품(중공 스테빌라이져)은 다음에 열처리 공정이 실시된다. 열처리 공정은 담금질 처리, 또는 담금질 및 템퍼링 처리로 이루어진다.
담금질 처리는 Ac3 변태점 이상 바람직하게는 1100℃이하의 온도로 가열하고, 소정 시간, 바람직하게는 1초 이상 유지한 후, 담금질조에 투입하고, 예를 들면 냉각 속도 10∼100℃/s의 급랭하는 처리로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고강도, 고인성을 구비할 수 있다. 담금질 가열 온도가 1100℃를 넘어 고온으로 되면 오스테나이트립이 조대화된다. 또한, 가열은 통전 가열로 하는 것이, 표면 탈탄 억제, 생산성의 관점에서 바람직하다. 또, 담금질조의 냉매는 물, 또는 담금질유, 또는 농도를 조정한 물과 폴리머의 혼합액으로 하는 것이 바람직하다.
담금질 처리 후에는 또한 템퍼링 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 템퍼링 처리는 템퍼링 온도를 원하는 경도에 따라 조정하는 것이 바람직하다. 템퍼링 온도는 바람직하게는 200∼450℃이다. 템퍼링 처리를 실시하는 것에 의해, 인성이 현저히 향상한다.
또한, 열처리 후에는 관내면, 관외면 혹은 관내외면에 통상의 쇼트 블라스트 처리를 실시하는 것이 내피로 특성 향상을 위해 바람직한 것은 물론이다.
이상에 의해 얻어진 스테빌라이져는 상기 성분 조성으로 이루어지고, 입경:10㎛이상의 TiS 입자 및 입경:10㎛이상의 MnS 입자를 각각, JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도가 0.1%이하(단, 0% 포함)로 되는 조직을 갖고, 구오스테나이트립의 평균 입경이 50㎛이하이고, 또한 경도가 비커스 경도에서 400HV이상 550HV미만이다.
실시예
표 1에 나타내는 조성의 열연강판(판 두께:4.5mm)을 냉간이고, 복수의 롤로 연속적으로 성형하고, 대략 원통형상의 오픈관으로 하였다. 다음에, 해당 오픈관의 원주 방향 단부끼리를 맞대고, 압접하며, 고주파 전기 저항 용접법을 이용하여 전봉 용접하고 전봉 강관(외경 89.1mmφ×두께 4.0mm)으로 하였다. 그리고, 또한 얻어진 전봉 강관에, 표 2에 나타내는 가열 온도로 재가열한 후, 스트레치 리듀서로 표 2에 나타내는 축경률로 축경 압연하는 축경 압연 공정을 실시하여, 표 2에 나타내는 치수(외경 25.4mmφ×두께 4.0mm)의 전봉 강관으로 하고, 중공 스테빌라이져용 소재로 하였다.
중공 스테빌라이져용 소재인 전봉 강관으로부터, 조직 관찰용 시험편(관찰 면이 관축 방향에 평행인 단면)을 채취하고, 주사형 전자현미경(배율:500∼2000배)을 이용하여, 존재하는 개재물(입자)의 종류, 크기와 개수를 측정하였다. 개재물의 종류는 주사형 전자현미경에 부설된 분석 장치(EDX형 분석기)에 의해, 구성하는 원소 분석을 실행하여 동정하였다. 또, 개재물 입자의 크기는 단면에 있어서의 가장 긴 부분을 그 입자의 입경으로 하였다. 그리고, TiS 입자, MnS 입자에 대해, 입경이 10㎛이상인 입자의 개수를 각각 계측하였다.
또, 중공 스테빌라이져용 소재인 전봉 강관에 표 2에 나타내는 조건으로 담금질 및 템퍼링 처리를 실시하였다. 또한, 담금질 처리는 강관 외표면이 표 2에 나타내는 가열 온도로 되도록, 통전 가열한 후, 수조에 침지하는 처리로 하였다. 담금질 처리 후, 표 2에 나타내는 온도로 20min간 유지하는 템퍼링 처리를 실시하였다. 또한, 냉간 가공은 구오스테나이트립의 평균 입경 및 비커스 경도에는 영향을 미치지 않기 때문에, 실시예에서는 전봉 강관을 냉간 가공하는 일 없이 담금질 및 템퍼링 처리를 실시하였다.
담금질 및 템퍼링 처리가 실시된 전봉 강관으로부터 시험편을 채취하고, 경도 측정을 실행하였다. 경도 측정은 강관의 관축 방향에 수직인 단면(C단면)에 대해 실행하고, 관외 표면으로부터 두께 방향으로 관내 표면까지 0.1mm피치로 비커스 경도계(하중:500gf(4.9N))를 이용해서 실행하였다.
또, 담금질 및 템퍼링 처리가 실시된 전봉 강관으로부터 시험편을 채취하고, 관축 방향에 직교하는 단면을 연마하고, 부식액(피크린산 수용액)으로 부식하고, 구오스테나이트립계(구γ립계)를 현출하고, 광학 현미경(배율:100배)으로 관찰하고, 10시야 이상에서 촬상하였다. 그리고, 얻어진 조직 사진을 이용하여, 화상 해석에 의해, 구오스테나이트립의 크기(평균 입경)를 산출하였다.
또, 중공 스테빌라이져용 소재인 전봉 강관으로부터, 소정 길이의 시험체를 채취하고, 부식 피로 시험용 시험편으로 가공하였다. 또한, 시험편의 중앙부에 외경 24.4mmφ의 평행부를 형성하였다. 다음에, 얻어진 시험편에, 유도 가열에 의해 표면 온도에서 950℃로 되도록 가열한 후, 스프레이를 내뿜어 담금질 처리를 실시하였다. 담금질 처리 후, 템퍼링 처리를 실시하였다. 열처리 후의 시험편의 중앙 평행부에, 5% NaCl 수용액을 포함시킨 탈지면을 감아 습윤 상태로 해서 피로 시험을 실시하고, 깨짐 발생까지의 반복 수를 구하고, 내부식 피로 특성을 평가하였다. 또한, 시험 조건은 부하 응력±400MPa(양진)로 하고, 부하 주기는 1kHz로 하였다.
얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 1]
Figure 112018029227432-pct00001
[표 2]
Figure 112018029227432-pct00002
[표 3]
Figure 112018029227432-pct00003
본 발명예는 모두 담금질 및 템퍼링 처리 후의 경도가 400HV이상이며, 고강도(고경도)이다. 또한, 부식 환경하에 있어서, 반복 회수가 5.0×105회 이상으로 내부식 피로 특성이 우수한 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관으로 되어 있다.
한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는 담금질 및 템퍼링 처리 후의 경도가 400HV미만이며, 원하는 고강도(고경도)를 확보할 수 없거나, 부식 환경하에서의 내부식 피로 특성이 저하되어 있다.

Claims (8)

  1. 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:1.2∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성과,
    입경:10㎛이상의 TiS 입자 및 입경:10㎛이상의 MnS 입자를 각각, JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도가 0.1%이하(단, 0% 포함)로 되는 조직을 갖고,
    냉간 성형과 담금질 및 템퍼링 처리를 실시한 후의, 구오스테나이트립의 평균 입경이 50㎛이하이고, 또한 경도가 비커스 경도에서 400HV이상 550HV미만인 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성에 부가하여, 질량%로, Cu:1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종을 더 함유하는 조성으로 하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성에 부가하여, 질량%로, Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 조성으로 하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성에 부가하여, 질량%로, REM:0.02%이하를 더 함유하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관.
  5. 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:1.2∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강판을,
    냉간 성형에 의해, 원통형상으로 성형하여 오픈관으로 하고,
    상기 오픈관의 폭 방향 단부끼리를 맞대고, 전봉 용접하여 전봉 조관으로 하고,
    다음에, 850∼1000℃의 온도로 가열하고,
    또한, 압연 온도:650℃이상, 누적 축경률:30∼90%로 열간 축경 압연을 실시하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조성에 부가하여, 질량%로, Cu:1%이하, Ni:1%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종, 및 Nb:0.05%이하, W:0.05%이하, V:0.5%이하 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 및 REM:0.02%이하 중 적어도 어느 하나를 더 함유하는 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관의 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고강도 중공 스테빌라이져용 전봉 강관에 대해, 냉간 구부림 가공을 실시하고, 다음에 담금질 처리 또는 담금질 및 템퍼링 처리를 실행하는 고강도 중공 스테빌라이져의 제조 방법.
  8. 질량%로, C:0.20∼0.40%, Si:0.1∼1.0%, Mn:1.2∼2.0%, P:0.1%이하, S:0.01%이하, Al:0.01∼0.10%, Cr:0.01∼0.5%, Ti:0.01∼0.05%, B:0.0005∼0.005%, Ca:0.0001∼0.0050%, N:0.0050%이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성과,
    입경:10㎛이상의 TiS 입자 및 입경:10㎛이상의 MnS 입자를 각각, JIS G 0555에 준거하여 점산법으로 구한 청정도가 0.1%이하(단, 0% 포함)로 되는 조직을 갖고,
    구오스테나이트립의 평균 입경이 50㎛이하이고, 또한 경도가 비커스 경도에서 400HV이상 550HV미만인 고강도 중공 스테빌라이져.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2019002073A (es) 2016-10-24 2019-07-01 Jfe Steel Corp Tubos de acero soldados por resistencia electrica para estabilizadores huecos delgados de alta resistencia, y metodos para fabricar los mismos.
JP6796472B2 (ja) * 2016-12-09 2020-12-09 日本製鉄株式会社 中空部材及びその製造方法
JP6885472B2 (ja) * 2018-06-27 2021-06-16 Ｊｆｅスチール株式会社 中空スタビライザー製造用の電縫鋼管、及びその製造方法
JP6841392B2 (ja) * 2019-02-21 2021-03-10 日本製鉄株式会社 高強度電縫鋼管および地盤安定化工事用高強度電縫鋼管の使用方法
KR102635314B1 (ko) 2019-03-15 2024-02-07 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 중공 스태빌라이저용 전봉 강관 및 그의 제조 방법
WO2020203874A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 日本製鉄株式会社 中空スタビライザー用電縫鋼管及び中空スタビライザー、並びにそれらの製造方法
CN113265581B (zh) * 2020-02-17 2022-10-21 宝山钢铁股份有限公司 一种稳定杆用钢管及其制造方法
CN113549816B (zh) * 2021-06-28 2022-11-18 鞍钢股份有限公司 一种高强高韧电阻焊石油套管用钢及套管的制造方法
JP7276641B1 (ja) * 2022-04-27 2023-05-18 Ｊｆｅスチール株式会社 電縫鋼管およびその製造方法
WO2023210046A1 (ja) * 2022-04-27 2023-11-02 Ｊｆｅスチール株式会社 電縫鋼管およびその製造方法
CN115522154B (zh) * 2022-10-09 2024-04-16 浙江吉利控股集团有限公司 一种稳定杆及其制备方法、悬架总成和车辆

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003201543A (ja) * 2001-10-25 2003-07-18 Jfe Steel Kk 加工性に優れた鋼管およびその製造方法
JP2008208417A (ja) 2007-02-26 2008-09-11 Jfe Steel Kk 熱処理用電縫溶接鋼管およびその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4066915B2 (ja) 2003-08-28 2008-03-26 Ｊｆｅスチール株式会社 耐疲労特性に優れた中空スタビライザの製造方法
JP4506486B2 (ja) 2005-01-31 2010-07-21 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度中空スタビライザ用電縫鋼管および高強度中空スタビライザの製造方法
JP4837601B2 (ja) * 2006-03-09 2011-12-14 新日本製鐵株式会社 中空部品用鋼管及びその製造方法
JP5353256B2 (ja) 2008-01-21 2013-11-27 Ｊｆｅスチール株式会社 中空部材およびその製造方法
JP5849438B2 (ja) 2011-05-30 2016-01-27 Ｊｆｅスチール株式会社 電縫溶接部の成形性、低温靭性および耐疲労特性に優れた電縫鋼管の製造方法
KR101706839B1 (ko) * 2012-05-25 2017-02-14 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 중공 스태빌라이저 및 중공 스태빌라이저용 강관 및 그 제조 방법
KR101710816B1 (ko) * 2013-01-31 2017-02-27 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 전봉 강관
JP5516780B2 (ja) 2013-03-13 2014-06-11 Ｊｆｅスチール株式会社 偏平性に優れた熱処理用電縫溶接鋼管

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003201543A (ja) * 2001-10-25 2003-07-18 Jfe Steel Kk 加工性に優れた鋼管およびその製造方法
JP2008208417A (ja) 2007-02-26 2008-09-11 Jfe Steel Kk 熱処理用電縫溶接鋼管およびその製造方法

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MX2018003854A (es) 2018-06-15
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