WO2010041763A1 - 化成処理性に優れた高加工性高強度鋼管およびその製造方法 - Google Patents

化成処理性に優れた高加工性高強度鋼管およびその製造方法 Download PDF

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WO2010041763A1
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steel pipe
strain
steel
chemical conversion
less
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PCT/JP2009/067821
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石黒康英
佐藤昭夫
清水靖久
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Ｊｆｅスチール株式会社
本田技研工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
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    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese

Definitions

  • the present invention is applied to a high-strength steel tube that has been subjected to chemical conversion treatment and baking painting, and is used mainly in the field of automotive members.
  • the present invention relates to an improvement in chemical conversion treatability of a high Si-containing high-strength steel pipe containing 0.7% Si by mass%.
  • Such a high-strength steel pipe is required to be easy to process and excellent in chemical conversion treatment, as a general rule, like a steel plate.
  • high strength steel pipes are often designed on the basis of containing approximately 0.7% by mass or more of Si in order to combine high strength and high workability.
  • the Si content inevitably involves a problem that the chemical conversion processability is remarkably lowered.
  • the mechanism by which the chemical processability of a steel material containing a large amount of Si decreases has been clarified to some extent until now, and is considered as follows.
  • the surface layer of the steel material has many expressions such as Si-based oxides (in addition to Si-based oxides, Si-containing oxides, Si oxides, Si-based oxides, etc. Means the same oxide, hereinafter referred to as an oxide mainly composed of Si unless otherwise specified).
  • This Si-based oxide prevents the Fe from becoming a Fe 2+ from the underlying steel material and melts uniformly, and during the chemical conversion treatment, an iron zinc phosphate crystal (Zn) based on the anode reaction and cathode reaction is formed.
  • the oxide mainly composed of Si is removed.
  • annealing processes such as continuous annealing and batch annealing after cold rolling, even if the dew point in the furnace is very low, Inevitably, the oxide mainly composed of Si is concentrated again on the surface of the plate. For this reason, even in cold-rolled steel sheets, chemical conversion properties often decrease.
  • the furnace environment may fluctuate slowly, and further, the formation of oxides mainly composed of Si due to variations in the components in the steel and variations in manufacturing conditions, etc.
  • the unit varies depending on the place in the length direction of the coil and the width direction of the coil.
  • the formation of oxides mainly composed of Si may have complex effects due to variations in the composition of steel and manufacturing conditions, and it is difficult to control the chemical conversion processability by managing these influential factors. It's real.
  • the surface of the manufactured steel sheet is ground by a mechanical process or the surface is melted by a chemical process such as pickling to perform a chemical reaction. It has been carried out to remove the oxide itself, which is mainly composed of Si.
  • annealing is performed in an atmosphere in which the oxygen partial pressure (oxygen partial pressure) is controlled within a specific range, and then cooling is performed to rapidly cool to a specific temperature range, and then the surface is ground and further pickled.
  • the manufacturing method of the high Si content high tension steel plate excellent in the phosphate coating processability (phosphate coating treatability) which removes an oxide film (oxide film) is described.
  • Patent Document 3 discloses that a cold-rolled steel sheet having (Si content) / (Mn content) of 0.4 or more is softened and annealed in an atmosphere having a dew point of ⁇ 20 to 0 ° C., After the surface coverage of the Si-based oxide (Si group oxide) is 20% or less, the diameter of the Si-based oxide is equal to or less than the circle equivalent diameter of 5 ⁇ m, and then water quenching and tempering are performed.
  • a method for producing a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in chemical conversion treatment performance by performing pickling immersed in hydrochloric acid (sulfuric acid) or sulfuric acid (sulfuric acid) is described.
  • Patent Document 12 discloses that a steel sheet having a composition containing Si: 0.5% by mass or less, Mn: 1.5% by mass or less, and P: 0.05% by mass or less is subjected to hot-rolled plate pickling, and an outer surface layer. And after the inner surface layer is removed, the steel sheet is cold-rolled at a cold reduction ratio of 10 to 60%, and both ends in the width direction of the cold-rolled steel strip are electro-welded (ERW (electrical resistance welding). ) And a method for producing a high-strength ERW steel pipe excellent in chemical conversion processability to be a welded steel tube.
  • grinding and pickling itself requires a lot of man-hours, and it is difficult to completely remove the oxide mainly composed of Si. Glass is insoluble in common acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid. Since pickling cannot selectively remove only the oxide mainly composed of Si, it is necessary to dissolve a large amount of the underlying steel sheet in order to remove the oxide mainly composed of Si.
  • Patent Document 2 a steel material is first mixed with sulfuric acid (sulfuric acid) and hydrofluoric acid (hydrofluoric acid) having a specific range of sulfate ion concentration and hydrogen fluoride concentration.
  • sulfuric acid sulfuric acid
  • hydrofluoric acid hydrofluoric acid
  • a method for treating the surface of a steel material in which the chloride ion concentration is immersed in hydrochloric acid having a specific range after immersion in acid) is described. If pickling using a fluorinated acid type agent, it is possible to completely remove oxides mainly composed of Si, but since the fluoric acid type drug is used, the degree of danger increases somewhat. There are problems such as.
  • Patent Documents 4 to 8 a Si—Mn composite oxide, which is easily dissolved in an acid, is avoided by avoiding formation of an oxide mainly composed of hardly soluble Si. A technique for improving the chemical conversion processability by forming is described.
  • the Si / Mn content is adjusted to 0.4 or less in terms of the Si / Mn ratio, and a fine Mn—Si composite oxide having a (Mn—Si) content of 0.5 mass% or more is the surface layer (depth 2 ⁇ m). 10) or more in a 10 ⁇ m long area), and the ratio of the oxide mainly composed of Si in the surface length of the steel sheet is 10% or less, and is a composite structure excellent in coating adhesion.
  • a steel sheet is described.
  • the Si / Mn content is adjusted to 0.4 or less in terms of the Si / Mn ratio, and there are 10 or more 100 / m 2 fine Mn-Si composite oxides with Mn / Si of 0.5 or more.
  • a high strength cold-rolled steel sheet having a composite structure excellent in coating film adhesion, in which the surface coverage of an oxide mainly composed of Si is 10% or less and cracks having a predetermined range size do not exist is described.
  • Patent Document 6 the content of Si and Mn is adjusted to 0.4 or less in terms of Si / Mn ratio, and the composite structure has 10 fine Mn-Si composite oxides with Mn / Si of 0.5 or more / 100 ⁇ m. 2 or more, the surface coverage of the oxide mainly composed of Si is 10% or less, the tensile strength is 390 MPa or more, and the strength-elongation balance is excellent, that is, the elongation is large with respect to the strength.
  • a high-strength cold-rolled steel sheet is described.
  • the average distance between the starting points on the steel plate surface of the Si and / or Mn-containing oxide derived from the surface in the depth direction from the surface in the form of network-like or hair root-like is 5 ⁇ m or more.
  • the high-strength steel plate excellent in coating-film adhesiveness whose total length of the said oxide is 10 micrometers / (depth 12 x width 20 micrometers) or less is described.
  • the Si / Mn content is adjusted to 0.4 or less in the Si / Mn ratio, the composite structure of Si—Mn oxide is provided, and 10 fine Si—Mn oxides are formed on the surface. / 100 ⁇ m 2 or more, and a high strength steel sheet excellent in coating film adhesion in which the surface coverage of an oxide mainly composed of Si is 10% or less is described.
  • Si-Mn composite oxides like oxides mainly composed of Si, have an adverse effect on chemical conversion properties, but are described in Patent Documents 4 to 8 because Si-Mn composite oxides are easily soluble in acids. In this technology, it is intended to remove the Si—Mn composite oxide by “in-line pickling” which is often installed in a production line for cold-rolled steel sheets.
  • in-line pickling since the Mn content is determined depending on the Si content, there is a problem that the degree of freedom in the design of steel components is limited, and the chemical conversion processability There is also a problem that the improvement effect is often limited.
  • Patent Document 9 discloses that a zinc phosphate chemical conversion treatment solution (zinc phosphate chemical conversion liquids) to which silica sand is added is sprayed onto the surface to clean the surface, and then the zinc phosphate chemical conversion treatment solution is further added.
  • a method for forming a conversion coating on the surface by spraying is described. It is thought that the mechanism (chemical) that improves the chemical conversion processability when shot blasting is performed before chemical conversion treatment is because the surface is mechanically activated by shot blasting (mechanical). (Refer nonpatent literature 1). However, if the shot-blasted surface is left in the air or annealed, the surface's mechanochemical activity is attenuated and the desired chemical conversion treatment cannot be improved.
  • Patent Document 10 contains Si in a composition containing 0.5 to 2.5 mass%, contains C and Ti so as to satisfy a specific relationship, and has an average grain diameter of 3.0 ⁇ m.
  • a high-tensile hot-rolled steel sheet having a surface roughness (surface roughness) adjusted to an arithmetic average roughness Ra of 1.5 ⁇ m or less and excellent in chemical conversion property and corrosion resistance is described.
  • the chemical conversion treatment property is remarkably improved by reducing the crystal grain size and smoothing the surface.
  • Non-Patent Document 2 shows that even if the surface roughness of the steel sheet is changed within the range of 0.5 to 1.7 ⁇ m for Ra, 110 to 250 for PPI, and 1 to 8 ⁇ m for Wz, it affects the chemical conversion processability. It is described that there is almost no.
  • Patent Document 11 includes C: 0.01 mass% or less, N: 0.01 mass% or less, and after annealing a steel sheet containing Ti, the rolling reduction of temper rolling is 0.8%.
  • a method for producing a cold-rolled steel sheet is described in which the temper rolling of 5% or less is performed to effectively improve the phosphate processability without impairing the press formability of the steel sheet.
  • the rolling reduction of temper rolling is 2.7% or more, the chemical conversion treatment property is saturated.
  • JP 2003-226920 A JP 2004-256896 A JP 2004-323969 A JP-A-2005-248281 JP 2005-281787 A JP 2005-290440 A JP 2006-144106 A JP 2005-187863 A Japanese Patent Publication No.46-6327 JP 2002-226944 A JP 62-116723 A JP 2004-292926 A
  • the present invention has been made in view of the state of the art as described above, contains Si exceeding 0.7% by mass, has high workability, and is excellent in chemical conversion treatment.
  • An object is to provide a workable high-strength steel pipe and a method for producing the same. More specifically, the present invention contains Si in excess of 0.7% by mass, and oxides mainly composed of Si, such as hot-rolled sheets and annealed sheets, are concentrated in the surface layer at a high concentration.
  • the chemical treatment of the steel pipe can be improved without performing mechanical grinding, chemical pickling treatment, or the like. Objective.
  • the present invention is not limited to this and includes other pipe making methods.
  • any joining method other than welding such as electric seam welding, laser welding, arc welding, or the like, can be suitably used for joining performed after roll formation. .
  • the surface adjustment process was made into the process which uses Japanese paint pharmaceutical liquid: 5N-10, and was immersed in this chemical
  • Nippon Paint Pharmaceutical Solution: SD2800 was used, the solution temperature: 43 ⁇ 3 ° C., TA (total phosphoric acid concentration): 20 to 26 pt. FA (free acid concentration): 0.7-0.9 pt. AC (accelerator concentration): 2.8-3.5 pt.
  • the film was immersed in the chemical solution for 120 s and then baked at 170 ° C. for 20 minutes.
  • the cationic electrodeposition coating process performed after the above-described chemical conversion treatment uses Nippon Paint Pharmaceutical Liquid: PN-150 gray (gray), liquid temperature: 28 ° C., additional voltage ( It was set as the process which forms the coating film of about 20-25 micrometers in film thickness on the conditions of 180V and processing time (treating time): 180s.
  • no skein here refers to a case where a random part excluding an abnormal part is observed at two magnifications or more at a magnification of 1000 times and no skein is seen.
  • “Suke” usually refers to a portion without an iron zinc phosphate crystal. However, when magnifying, the portion that can be considered as having no iron zinc phosphate crystals and the size of the surrounding iron zinc phosphate crystals are very small. Some parts are attached with a thin density.
  • skew means that when the iron zinc phosphate crystals are uniform grains (within ⁇ 20% of the average crystal grain diameter), the iron zinc phosphate crystal grain diameter (diameter) This refers to a place where iron zinc phosphate crystals are not formed in a region exceeding three times.
  • the particle size (diameter) of the coarse particles is 5 It shall refer to a place where an iron zinc phosphate crystal is not formed in a region exceeding double.
  • Steel plate NO. No. 14 is a steel plate No. 14 which is a continuous annealing (CAL) plate of the same kind because the Si content is low in the first place. 13 shows chemical conversion processability at the same level. In the case where there is no Si concentration or it is mild, it is estimated that the presence or absence of the pickling treatment has little effect on the chemical conversion treatment.
  • CAL continuous annealing
  • a film-like Si-based oxide is concentrated on the surface of a steel sheet having a high Si-based composition, when produced through an actual CAL (continuous annealing line).
  • the main form is that the oxides mainly composed of granular Si are concentrated by in-line light pickling. It is considered that the oxide mainly composed of Si can be removed (dropped off) from the steel sheet surface very easily.
  • the present invention has been completed based on such findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows. (1) By mass%, C: 0.05% or more, Si: more than 0.7%, Mn: 0.8% or more, preferably Al: 0.1% or less, N: 0.010% or less Contained, or further, Ti: 0.03% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.1% or less, and / or Cr: 1% Hereinafter, Mo: 1% or less, Ni: 1% or less, Cu: 1% or less, B: 0.01% or less, and / or Ca: 0.1%
  • REM containing one or two selected from 0.05% or less, with a steel plate having a composition composed of the remaining Fe and inevitable impurities as a base plate, processed into a pipe shape by roll forming A circumferential surface that is added to the surface layer of the steel pipe in each step of the processing.
  • / Ra> 0.05
  • Ra surface roughness (average value) of steel plate ( ⁇ m)
  • Ra ′ surface roughness (average value) in circumferential direction of outer surface layer and inner surface layer of welded steel pipe ( ⁇ m)
  • “Processing” as used herein refers to a roll forming step 9 in which a plate shape (cut plate shape) or a strip plate shape is batch-formed or continuously rolled into an open tube shape, and both end surfaces of the open tube shape are added. It comprises a joining process 10 for pressure-bonding to a pipe, a squeezing correction process 11 for correcting the cross-sectional shape of the pipe, and a straightening process 13 for further correcting the bending of the pipe. Note that in the joining step 10, welding methods such as electric resistance welding, laser welding, arc welding, and other joining methods are preferable as the joining method. Available to:
  • the “high strength” steel pipe here refers to a steel pipe having a tensile strength of 590 MPa or more.
  • the “high workability” steel pipe here refers to a steel pipe having a total elongation value of 1% or more higher than that of a steel pipe having the same strength level and low Si content. Specifically, it refers to a steel pipe containing 0.7% or more of Si, having a tensile strength of 590 MPa or more and a total elongation El of about 10% or more.
  • C 0.05% or more
  • C is an element that increases the strength of steel, and in order to ensure a high strength of tensile strength: 590 MPa or more, it is necessary to contain 0.05% or more.
  • the content exceeds 0.5%, the soundness of the ERW welded portion decreases.
  • C was limited to 0.05% or more.
  • Preferably it is 0.5% or less, More preferably, it is 0.3% or less.
  • the influence which it has on the chemical conversion property of C is very small.
  • Cr 1% or less, Mo: 1% or less, Ni: 1% or less, Cu: 1% or less, B: 0.01% or less selected from Cr, Mo, Ni, Cu , B is an element that contributes to increasing the strength of the steel through solid solution strengthening or hardenability improvement, and can be selected as necessary and contain one or more. Such an effect is recognized when Cr: 0.03% or more, Mo: 0.02% or more, Ni: 0.03% or more, Cu: 0.02% or more, B: 0.001% or more. . Cu also contributes to the improvement of corrosion resistance and delayed fracture resistance.
  • Ca 0.1% or less
  • REM one or two selected from 0.05% or less
  • Ca and REM are elements that control the form of inclusions and contribute to the improvement of ductility. It can be selected as necessary and can contain one or two kinds. Such an effect becomes remarkable when the content is Ca: 0.002% or more and REM: 0.02% or more. However, when the content exceeds Ca: 0.1% and REM: 0.05%, the amount of inclusion is It becomes excessive and, on the contrary, reduces ductility. For this reason, when it contains, it is preferable to limit to Ca: 0.1% or less and REM: 0.05% or less. More preferably, Ca is 0.01% or less and REM is 0.01% or less, respectively.
  • Cold-rolled steel sheets are manufactured by pickling hot-rolled steel sheets, followed by cold rolling, or further annealing such as continuous annealing.
  • annealing such as continuous annealing is performed, an oxide mainly composed of Si is formed again on the surface in the environment in the annealing furnace.
  • the degree of formation of oxides mainly composed of Si is greatly influenced by the in-furnace environment of the annealing furnace, that is, the furnace atmosphere (dew point, etc.), the line speed, the front and rear line stop timing, and abnormal situations such as opening the furnace. It cannot be completely inferred from the process parameters.
  • steel plates having different Si concentration levels can be applied as the base plate.
  • the calculation of the surface strain added in each process of processing from the base plate to the pipe shape is handled with the absolute value without considering the direction such as tensile and compression (tensile and compression). .
  • the magnitude of the circumferential surface strain added for each process that is, the sum of the absolute values of the circumferential surface strain is used as an index.
  • the surface strain applied in each step of processing from the base plate to the pipe shape will be described as an example in which the steel pipe is an electric resistance welded steel pipe.
  • FIG. 3 shows an example of equipment for manufacturing an electric resistance welded pipe.
  • An electric resistance welded steel pipe is obtained by using a steel plate (steel strip 8) as a base plate, as a process of processing from the base plate into a pipe shape, a roll forming step 9, an electro-resistance welding step 10 as a joining step, and a sizer.
  • Diaphragm correction process Diameter-reduction-based straightening process
  • further non-destructive inspection nondestructive inspection
  • a product pipe is obtained through an electric sewing pipe process including a bending correction process 13.
  • the roll forming step 9 may be a breakdown method roll forming or a cage roll method roll forming.
  • a cage roll method In order to improve the chemical conversion processability, it is preferable to use a cage roll method, and in particular, a CBR method (CBR method (Chance-free Bulge Roll Forming)) (CBR method roll forming is a Kawasaki Steel Technology). Vol. 32 (2000), pp. 49-53).
  • the circumferential and longitudinal surface strain is the dimensional change in the circumferential and longitudinal scribed circles before and after processing, ie ( after circumferential diameter correction-before circumferential diameter correction ) / circumferential and front diameter correction of, (longitudinal diameter after correction - longitudinal diameter before straightening) is calculated in the previous / longitudinal diameter correction.
  • the surface strain is added to the outer surface layer and the inner surface layer.
  • the surface strain in the circumferential direction is calculated by a change in the outer peripheral length before and after sizing (correction), that is, ( after outer peripheral length correction-before outer peripheral length correction ) / before outer peripheral length correction .
  • the circumferential surface strain added in the aperture correction step 11 is represented by ( after outer periphery length correction ⁇ before outer periphery length correction ) / before outer periphery length correction ⁇ 100 (%).
  • the strain applied to the inner surface layer is different from the strain applied to the outer surface layer, but in the present invention, for the sake of convenience, it is assumed that a strain having the same magnitude as the strain added to the outer surface layer is added. .
  • the outer surface layer and the inner surface layer have different sizes depending on the degree of bend of the tube. ) Is added. However, the size differs depending on the manufacturing conditions of the pipes, and it is difficult to accurately grasp. Therefore, in the present invention, the surface strain in the circumferential direction of the steel pipe surface is not particularly included.
  • the surface strain in the longitudinal direction is affected by the line tension, line speed, drawing rate, outer diameter of the pipe, and wall thickness during electric sewing pipe (processing) and cannot be measured easily. Therefore, in the present invention, when it is necessary to evaluate the surface strain in the longitudinal direction, for example, a scribed circle as shown in FIG. Later, the change in dimensions will be measured to measure the surface strain in the longitudinal direction. In addition, it is necessary to perform printing of a scribed circle so that it may become the outer side of a pipe
  • the preferable manufacturing method of this invention steel pipe is demonstrated.
  • the steel sheet having the above-described composition is used as a base plate, and a product pipe (steel pipe) is obtained through each step of processing into a pipe shape.
  • a product pipe steel pipe
  • the steel plate to be used is a steel plate having the above-described composition, either a hot-rolled steel plate or a cold-rolled steel plate can be used without any problem. Further, there is no problem with the presence or absence of annealing.
  • the surface strain in the circumferential direction added to the outer layer in the drawing correction process is compressive strain, which is the drawing ratio (%), that is, ( after outer peripheral length correction-before outer peripheral length correction ) / before outer peripheral length correction ⁇ 100 (%). expressed.
  • the inner layer is applied with a strain having the same direction as that of the strain in the outer layer.
  • the bending of the pipe in the longitudinal direction is corrected by a straightening machine or the like.
  • circumferential surface strains having different sizes depending on the degree of bending of the tube are added to the outer surface layer and the inner surface layer.
  • the sum of the absolute values of the circumferential surface strain added to the outer surface layer and the inner surface layer of the tube in each step of the above-described processing is 5% or more in nominal strain. Adjust as follows. If the sum of the absolute values of the circumferential surface strain added in each step of machining (electro-sewn tube) is less than 5%, it is not possible to ensure the desired chemical conversion treatment.
  • a scribed circle as shown in FIG. 6 is printed on a part of the strip and processed (electro-sewn tube). Later, the change in dimensions will be measured to measure the surface strain in the longitudinal direction.
  • the surface strain in the longitudinal direction is at most about 1%, and depending on the situation, the effect may be recognized in addition to the effect of the surface strain in the circumferential direction.
  • a CBR type pipe making method was mainly used.
  • Some steel pipes were made by a breakdown (BD) pipe making method.
  • the BD type pipe making method is a general general pipe making method, in which forming rolls having a large diameter are arranged with a certain distance therebetween.
  • This type of pipe-forming method has a feature that molding distortion is caused because molding is performed more than necessary for each group of molding rolls in consideration of the amount of spring back.
  • the CBR type pipe making method makes it possible to produce pipes with low distortion because small diameter forming rolls are lined up at short intervals.
  • the degreasing treatment was performed by spraying the surface of the test piece for 120 s at a temperature of 42 ° C. using Nippon Paint Pharmaceutical Solution: SD250HM. Moreover, the surface adjustment process was made into the process which uses Japanese paint pharmaceutical liquid: 5N-10, and was immersed in this chemical
  • Nippon Paint Pharmaceutical Solution: SD2800 was used, the solution temperature: 43 ⁇ 3 ° C., TA (total phosphoric acid concentration): 20 to 26 pt. FA (free acid concentration): 0.7 to 0.9 pt. , AC (accelerator concentration): 2.8 to 3.5 pt.
  • the cationic electrodeposition coating treatment uses PN-150 gray, a liquid temperature: 28 ° C., an additional voltage: 180 V, a treatment time: 180 s, and a film thickness of about 20 to 25 ⁇ m. did.
  • the iron zinc phosphate crystals on the inner surface and the outer surface were observed using a scanning electron microscope (magnification: 1000 times).
  • the case where the iron zinc phosphate crystals were dense “uniform grains” and “no scum” was judged as good chemical conversion treatment (OK), and the others were judged as poor (NG).
  • the definition of “uniform grains” and “no scale” was the same as in the basic experiment described above.
  • the surface roughness of the inner and outer surfaces of some of the obtained welded steel pipes was measured.
  • Ra arithmetic average roughness (average value) was measured in accordance with the provisions of JIS B0601-2001.
  • Ra (average value) was calculated
  • the base plates (steel plates No. 1 and No. 3) all have low chemical conversion properties
  • the examples of the present invention (steel pipes) are all steel tubes with excellent chemical conversion properties.
  • Steel pipe No. 4 is a sample obtained by stopping the line in the middle of the drawing correction process 11 after the electro-welding process 10 and collecting the test material (Example), and the circumferential surface strain (nominal strain) applied in each process ) Is 5% (4.6%), combined with the effect of longitudinal surface strain (not measured), the chemical conversion processability is improved.
  • the Example (steel pipe No.
  • Steel pipe No. No. 1 is displayed with the base plate as a reference, and the chemical conversion treatment performance is lowered.
  • Steel pipe No. No. 2 is a sample obtained by stopping the line after passing through the leveler and before the roll forming step 9, and the width of one side is smaller than that of the base plate (steel pipe No. 1). There is little improvement in sex.
  • Steel pipe No. No. 3 is a sample obtained by stopping the line after the roll forming step 9 and before the ERW welding 10 and collecting the test material. The applied surface strain amount is less than a predetermined amount, and the improvement of the chemical conversion treatment property is not improved. It is enough.

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Abstract

化成処理性に優れた高加工性高強度鋼管およびその製造方法を提供する。 具体的には、質量％で、Ｃ：0.05％以上、Si：0.7％超え、Mn：0.8％以上を含有する鋼板を母板とし、パイプ形状に加工するに際し、加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で５％以上とする。これにより、Siを0.7％超えて含有する鋼板を用いて溶接鋼管としても、機械的研削、化学的な酸洗処理等を行うことなく、良好な化成処理性を具備する鋼管とすることができる。

Description

化成処理性に優れた高加工性高強度鋼管およびその製造方法
　本発明は、化成処理（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）と焼付塗装（ｂａｋｉｎｇ　ｐａｉｎｔｉｎｇ）を施され、自動車用部材（ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｍｅｍｂｅｒ）の分野を中心に使用される、高強度鋼管（ｈｉｇｈ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ）に係り、とくに質量％で、Ｓｉを０．７％超え含有する高Ｓｉ含有高強度鋼管の化成処理性（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｒｅａｔａｂｉｌｉｔｙ）の向上に関する。
　近年、地球環境（ｇｌｏｂａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）の保護の観点から、自動車車体（ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｂｏｄｙ）の軽量化を図り、自動車の燃費（ｍｉｌｅａｇｅ）向上を目指す取り組みが進められている。そして、この自動車の燃費向上は、法律でも義務づけられるようになってきた。また最近では、自動車車体用材料を高強度材としてゲージダウン（ｇａｕｇｅ　ｄｏｗｎ）（板厚減少）による軽量化を図るとともに、さらに閉断面構造（ｃｌｏｓｅｄ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）として部材の高剛性化を図ることも検討されている。自動車部材の高剛性化に対応して、高強度鋼管の利用も始まっている。
　このような高強度鋼管には、鋼板と同様に原則として、加工しやすいこと、および、化成処理性に優れていることが要求される。一般に、高強度鋼管では、高強度と高加工性を兼備させるために、Ｓｉを凡そ、０．７質量％以上も含有させることを基本として、設計されていることが多い。しかし、Ｓｉ含有は、化成処理性を著しく低下させるという問題を必然的に伴う。Ｓｉを多量に含有した鋼材の化学処理性が低下する機構については、現在までに、ある程度明らかになっており、次のように考えられている。
　Ｓｉを含有すると、鋼材の表層には、Ｓｉを主体とする酸化物（他にＳｉ系酸化物、Ｓｉ含有酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ基酸化物等の多くの表現があるが、これらは、全て同じ酸化物を意味する。以降、特に断らない限りＳｉを主体とする酸化物と称す。）が濃化する。このＳｉを主体とする酸化物が、下地鋼材からＦｅがＦｅ２＋となり一様に溶けることを妨げ、化成処理時に、アノード・カソード反応（ａｎｏｄｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃａｔｈｏｄｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ）に基づくリン酸鉄亜鉛結晶（Ｚｎ２Ｆｅ（ＰＯ４）２・４Ｈ２Ｏ）（ｉｒｏｎ−ｚｉｎｃ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｒｙｓｔａｌ）の形成を阻害するため、鋼材の表面に緻密（ｄｅｎｓｅ）かつ微細な（ｆｉｎｅ）リン酸鉄亜鉛結晶が形成されなくなる。化成処理を施すことにより、高Ｓｉ鋼では、例えば、図１に示すように、粗大でかつ疎らで、リン酸鉄亜鉛結晶が形成されない部分（ｉｒｏｎ−ｚｉｎｃ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｎｏｎ　ｆｏｒｍｅｄ　ａｒｅａ　ｏｒ　ｉｒｏｎ−ｚｉｎｃ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｆｒｅｅ　ａｒｅａ）（以降、スケ（ｃｒｙｓｔａｌ　ｆｒｅｅ　ａｒｅａ）と称す。）が見られるリン酸鉄亜鉛結晶が形成される。これに対し、Ｓｉ含有量の低い一般軟鋼（ｍｉｌｄ　ｓｔｅｅｌ）（ＪＩＳ−ＳＰＣＣ−ｇｒａｄｅ　ｓｔｅｅｌ　ｓｈｅｅｔ）では、図２に示すように、非常に緻密なリン酸鉄亜鉛結晶が形成される。
　例えば、冷延鋼板（ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｓｈｅｅｔ）では、冷間圧延（ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｉｎｇ）前に熱延鋼板（ｈｏｔ　ｒｏｌｌｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｓｈｅｅｔ）を酸洗（ｐｉｃｋｌｉｎｇ）するため、冷間圧延前であれば、ある程度、Ｓｉを主体とする酸化物が除去されている。しかし、冷延鋼板は、冷間圧延後に、連続焼鈍（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ）やバッチ焼鈍（ｂａｔｃｈ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ）等の焼鈍工程が施されるため、炉内の露点（ｄｅｗ　ｐｏｉｎｔ）が非常に低い場合でも、必然的に、Ｓｉを主体とする酸化物が再度、板表層で濃化する。このため、冷延鋼板においても、化成処理性が低下する場合が多い。また、焼鈍工程（ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）において、炉内環境がゆっくりと変動する場合があるうえ、さらに鋼中の成分バラツキや、製造条件のバラツキ等により、Ｓｉを主体とする酸化物の形成が、コイル単位、コイル（ｃｏｉｌ）の長さ方向およびコイルの幅方向で場所に応じて、ばらつく場合が多い。Ｓｉを主体とする酸化物の形成は、鋼中の成分バラツキや製造条件のバラツキが複雑に影響しあうことがあり、これら個々の影響因子の管理で化成処理性を制御するのは難しいのが実状である。
　そのため、従来では、製造された鋼板に対して、機械的方法（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ）で表面を研削したり、酸洗（ｐｉｃｋｌｉｎｇ）等の化学的方法（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ）で表面を溶かして、化成反応を阻害するＳｉを主体とする酸化物自体を取り除くことが行われてきた。例えば、特許文献１には、酸素分圧（ｏｘｙｇｅｎ　ｐａｒｔｉａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を特定範囲に制御した雰囲気中で焼鈍を行い、ついで特定温度範囲へ急冷する冷却を行ったのち、さらに表面を研削しさらに酸洗を行い酸化膜（ｏｘｉｄｅ　ｆｉｌｍ）を除去する、りん酸塩被膜処理性（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｒｅａｔａｂｉｌｉｔｙ）に優れた高Ｓｉ含有高張力鋼板の製造方法が記載されている。
　また、特許文献３には、（Ｓｉ含有量）／（Ｍｎ含有量）を０．４以上とする冷延鋼板を、露点（ｄｅｗ　ｐｏｉｎｔ）が−２０~０℃の雰囲気中で軟化焼鈍し、Ｓｉ基酸化物（Ｓｉ　ｇｒｏｕｐ　ｏｘｉｄｅ）の表面被覆率（ｆｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｖｅｒａｇｅ）が２０％以下、Ｓｉ基酸化物の直径が円相当径で５μｍ以下とし、その後に、水焼入れ、焼戻しを施したのち塩酸（ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ　ａｃｉｄ）あるいは硫酸（ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ）に浸漬する酸洗を施す、化成処理性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法が記載されている。
　また、特許文献１２には、Ｓｉ：０．５質量％以下、Ｍｎ：１．５質量％以下、Ｐ：０．０５質量％以下を含む組成の鋼板に、熱延板酸洗で、外表層および内表層を除去する処理を施した後、冷間圧下率：１０~６０％で冷間圧延し、冷間圧延ままの鋼帯の幅方向の両端部を電縫溶接（ＥＲＷ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ）して溶接鋼管（ｗｅｌｄｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ）とする化成処理性に優れた高強度電縫鋼管の製造方法が記載されている。
　しかし、研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）や酸洗は、それ自体が、工数が掛かり、しかも、完全に、Ｓｉを主体とする酸化物を削りとるのは困難であるうえ、Ｓｉを主体とする酸化物自体はガラス（ｇｌａｓｓ）であり、塩酸や硫酸などの一般的な酸には溶解しない。酸洗では、Ｓｉを主体とする酸化物だけを選択的には除去できないため、Ｓｉを主体とする酸化物を除去するためには、下地鋼板を多く溶解することが必要となる。
　また、特許文献２には、鋼材を、まず硫酸イオン濃度（ｓｕｌｆａｔｅ　ｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）および弗化水素濃度（ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｆｌｕｏｒｉｄｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）が特定範囲の硫酸（ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ）と弗酸（ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ　ａｃｉｄ）の混酸（ｍｉｘｅｄ　ａｃｉｄ）中に浸漬したのち、塩化物イオン濃度（ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）が特定範囲の塩酸中に浸漬する鋼材表面の処理方法が記載されている。フッ酸系の薬剤（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ　ａｃｉｄ　ｔｙｐｅ　ａｇｅｎｔ）を使用して酸洗すれば、Ｓｉを主体とする酸化物を完全除去することができるが、フッ酸系の薬剤を扱うので、やや危険度が増すなどの問題がある。
　また、例えば特許文献４~８には、難溶性のＳｉを主体とする酸化物が形成されるのを回避して、酸に溶解しやすいＳｉ−Ｍｎ複合酸化物（Ｓｉ−Ｍｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｏｘｉｄｅ）を形成させることによって、化成処理性を改善させる技術が記載されている。
　特許文献４には、Ｓｉ，Ｍｎ含有量をＳｉ／Ｍｎ比で０．４以下に調整し、（Ｍｎ−Ｓｉ）が０．５ｍａｓｓ％以上の微細Ｍｎ−Ｓｉ複合酸化物が表層（深さ２μｍ長さ１０μｍの領域）に１０個以上存在し、かつＳｉを主体とする酸化物が鋼板の表面長さに占める割合が１０％以下である、塗膜密着性（ｃｏａｔｉｎｇ　ａｄｈｅｓｉｏｎ）に優れた複合組織鋼板が記載されている。
　特許文献５には、Ｓｉ，Ｍｎ含有量をＳｉ／Ｍｎ比で０．４以下に調整し、Ｍｎ／Ｓｉが０．５以上の微細Ｍｎ−Ｓｉ複合酸化物が１０個／１００μｍ２以上存在し、Ｓｉを主体とする酸化物の表面被覆率が１０％以下となり、所定範囲の大きさのクラックが存在しない、塗膜密着性に優れた複合組織高強度冷延鋼板が記載されている。
　特許文献６には、Ｓｉ，Ｍｎ含有量をＳｉ／Ｍｎ比で０．４以下に調整し、複合組織で、Ｍｎ／Ｓｉが０．５以上の微細Ｍｎ−Ｓｉ複合酸化物が１０個／１００μｍ２以上存在し、Ｓｉを主体とする酸化物の表面被覆率が１０％以下となる、引張強さが３９０ＭＰａ以上で強度−伸びバランス（ｂａｌａｎｃｅ）に優れた、つまり、強度に対して伸びが大きい、高強度冷延鋼板が記載されている。
　特許文献７には、表面から深さ方向にネットワーク状（ｎｅｔｗｏｒｋ−ｌｉｋｅ）または毛根状（ｈａｉｒ　ｒｏｏｔ　ｌｉｋｅ）に派生するＳｉおよび／またはＭｎ含有酸化物の鋼板表面における起点の平均間隔が５μｍ以上で、かつ前記酸化物の総長さが１０μｍ／（深さ１２×幅２０μｍ）以下である、塗膜密着性に優れた高強度鋼板が記載されている。
　特許文献８には、Ｓｉ，Ｍｎ含有量をＳｉ／Ｍｎ比で０．４以下に調整し、Ｓｉ−Ｍｎ酸化物の複合組織を有し、表面に、微細なＳｉ−Ｍｎ酸化物が１０個／１００μｍ２以上存在し、Ｓｉを主体とする酸化物の表面被覆率が１０％以下となる、塗膜密着性に優れた高強度鋼板が記載されている。
　Ｓｉ−Ｍｎ複合酸化物も、Ｓｉを主体とする酸化物と同様に、化成処理性には悪影響を及ぼすが、Ｓｉ−Ｍｎ複合酸化物は酸に溶けやすいため、特許文献４~８に記載された技術では、冷延鋼板の製造ラインに設置されていることが多い「インライン酸洗（ｉｎ−ｌｉｎｅ　ｐｉｃｋｌｉｎｇ）」で、Ｓｉ−Ｍｎ複合酸化物を除去することを意図している。
　しかし、特許文献４~８に記載された技術では、Ｍｎ含有量を、Ｓｉ含有量に依存して決めるため、鋼の成分設計の自由度が制限されるという問題があり、しかも、化成処理性向上の効果が限定的である場合が多いという問題もある。
　また、潤滑剤と併せて使用することで、塑性加工を容易にする機械潤滑向けのリン酸亜鉛処理は、前処理としてショットブラスト（ｓｈｏｔ　ｂｌａｓｔｉｎｇ）等を行うことにより、化成処理性が向上することが知られている。例えば、特許文献９には、珪砂（ｓｉｌｉｃａ　ｓａｎｄ）を添加したリン酸亜鉛化成処理液（ｚｉｎｃ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｌｉｑｕｉｄｓ）を表面に噴射し表面を清浄化したのち、リン酸亜鉛化成処理液をさらに噴射して、表面に化成皮膜（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ）を形成する方法が記載されている。化成処理前にショットブラストを施すと、化成処理性が改善する機構（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）は、ショットブラストにより、表面が機械化学的（ｍｅｃｈａｎｏｃｈｅｍｉｃａｌ）に活性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）されるためであると考えられている（非特許文献１参照）。しかし、ショットブラスト処理された表面を空気中に放置したり、焼鈍したりすると、表面の機械化学的活性が減衰し、所望の化成処理性の改善が図れない。
　さらに、塗装の前処理（ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ）としてショットブラストを採用しても、実際の物流を考慮すると、鋼板や鋼管の製造時にショットブラストを施してから塗装を施すまでに、かなりの時間を要する。このため、実際には、化成処理性改善の効果が顕著に減少し、さほど効果があるとは考えにくい。また、ショットブラストを施してから塗装までの時間を短縮するために、ショットブラストをインラインで連続的に適用することは、設備コストがかかるので、実現性に乏しいと言える。
　また、特許文献１０には、Ｓｉを０．５~２．５ｍａｓｓ％含有する組成で、ＣとＴｉを特定関係を満足するように含有させ、平均結晶粒径（ａｖｅｒａｇｅ　ｇｒａｉｎ　ｄｉａｍｅｔｅｒ）を３．０μｍ以下、表面粗さ（ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を算術平均粗さＲａで１．５μｍ以下に調整した、化成処理性と耐食性に優れる高張力熱延鋼板が記載されている。特許文献１０に記載された技術では、結晶粒径を細かくし、かつ表面を滑らかにすることにより、化成処理性が顕著に向上するとしている。
　一方、非特許文献２には、鋼板の表面粗さを、Ｒａで０．５~１．７μｍ、ＰＰＩで１１０~２５０、Ｗｚで１~８μｍの範囲で変化させても、化成処理性に影響が殆ど無いことが記載されている。
　また、特許文献１１には、Ｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下含み、Ｔｉを含有する鋼板を焼鈍したのち、調質圧延の圧下率（ｒｏｌｌｉｎｇ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が０．８％以上５％以下の調質圧延を施すことにより、鋼板のプレス成形性を損なうことなく、リン酸塩処理性を効果的に改善出来る冷延鋼板の製造方法が記載されている。なお、調質圧延の圧下率が、２．７％以上では、化成処理性が飽和するとしている。
特開２００３−２２６９２０号公報 特開２００４−２５６８９６号公報 特開２００４−３２３９６９号公報 特開２００５−２４８２８１号公報 特開２００５−２８１７８７号公報 特開２００５−２９０４４０号公報 特開２００６−１４４１０６号公報 特開２００５−１８７８６３号公報 特公昭４６−６３２７号公報 特開２００２−２２６９４４号公報 特開昭６２−１１６７２３号公報 特開２００４−２９２９２６号公報
玉井、森：金属表面技術，ｖｏｌ．３１、（１９８０），ｐｐ．４８２−４８６． 須田ら：　鉄と鋼，ｖｏｌ．６６、（１９８０），ｐｐ．Ｓ１１３０．
　しかしながら、製品として出荷された鋼板等は、さらにプレス加工（ｓｔａｍｐｉｎｇ）や曲げ加工（ｂｅｎｄｉｎｇ）といった加工が施されて部材とされる。このため、鋼板等の表面は、プレス型枠（ｐｒｅｓｓ　ｄｉｅ）の表面性状が転写されたり、変形が加わったりして、元のままの表面性状が維持されることは稀である。そのため、特許文献１０、１１に記載された技術で製造された鋼板では、加工を施されたのちまでも、優れた化成処理性が常に維持されるとは考えにくい。
　また、調質圧延（ｓｋｉｎ　ｐａｓｓ　ｒｏｌｌｉｎｇ）を施すと硬化し、高強度材となるほど、調質圧延を施すことが徐々に困難となる。引張強さ（ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ）：７８０ＭＰａ級以上の鋼材では、１％以上の圧下率の調質圧延を施すことは困難である。５９０ＭＰａ級の鋼材の調質圧延でも、適用できる圧下率は高々２％程度までである。このため、圧下率：０．８％以上５％以下の調質圧延を施す、特許文献１１に記載された技術を、高強度材に応用することは問題を残していた。
　このように、上記した従来技術ではいずれも、質量％で、０．７％を超える高Ｓｉ含有鋼材の化成処理性を顕著に改善できるまでに至っていないというのが実情である。
　本発明は、このような従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、質量％で０．７％を超えるＳｉを含有し、高加工性を有し、かつ化成処理性にも優れる、高加工性高強度鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする。さらに詳しくは、本発明は、質量％で０．７％を超えるＳｉを含有し、熱延板や焼鈍板等のように、とくにＳｉを主体とする酸化物が高濃度に表層に濃化した鋼板を用いた鋼管を対象とし、特許文献１、３、１２に記載された技術とは異なり、機械的研削、化学的な酸洗処理等を施すことなく、該鋼管の化成処理性の向上を目的とする。
　ここで言うＳｉを主体とする酸化物の濃化は、Ｓｉを主体とする酸化物や、Ｓｉおよび他元素を含む酸化物の濃化、およびこれらを含めた複合酸化物、共晶酸化物（ｅｕｔｅｃｔｉｃ　ｏｘｉｄｅ）、包晶酸化物（ｐｅｒｉｔｅｃｔｉｃ　ｏｘｉｄｅ）等の濃化を含むものとする。また、ここでいう「鋼管」とは、鋼板をロール成形（ｒｏｌｌ　ｆｏｒｍｉｎｇ）によりパイプ形状（ｐｉｐｅ　ｓｈａｐｅ）に加工されて鋼管とされたものをいう。なお、ここでいう「加工」には、ロール成形、接合（ｊｏｉｎｔｉｎｇ）、矯正（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ）等の各工程を含む。ロール成形には、電縫鋼管の製造におけるような、帯板を連続的にロール成形する場合や、切板をＵ曲げ、Ｏ曲げ等を行ってロール成形する場合など、が含まれるが、本発明では、これに限定されることはなく、その他の造管方法をも含むことは言うまでもない。また、ロール形成後に施される接合では、電縫溶接、レーザ溶接（ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ）、アーク溶接（ａｒｃ　ｗｅｌｄｉｎｇ）等の溶接や、溶接以外の他の接合方法がいずれも好適に利用できることは言うまでもない。
　本発明者らは、上記した目的を達成するため、高Ｓｉ含有高強度鋼管の化成処理性に及ぼす各種要因について鋭意研究を行った。その結果、パイプ形状に加工する時に表面に付与される加工歪（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｔｒａｉｎ）等を活用することを思い付いた。そして、この加工時に表面に付与される加工歪等を所定値以上となるように加工の各工程の条件を調整することにより、高Ｓｉを含有する高強度鋼管においても、鋼管の化成処理性が顕著に向上するという知見を得た。
　まず、本発明者らが行った基礎的実験結果（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔ）について説明する。
　表１に示す組成と、表２に示す引張特性を有する鋼板を準備した。これら鋼板は、酸洗処理ずみの熱延鋼板（熱延酸洗板）、あるいは連続焼鈍（ＣＡＬ）ずみの冷延鋼板（冷延焼鈍板）である。なお、一部の鋼板から試験板を採取し、これら試験板にさらに表２に示す条件で冷間圧延を施し、冷延板とした。これら鋼板について、化成処理性を調査した。化成処理性の評価は次の通りとした。
　鋼板から、幅方向７０ｍｍ×圧延方向１５０ｍｍの大きさの試験片１を採取し、該試験片１に、脱脂（ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）→水洗（ｗａｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ）→表面調整（ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）→化成処理→カチオン電着塗装（ｃａｔｈｏｄｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ）を順次施した。なお、カチオン電着塗装を施さず、化成処理ままの試験片１も作製した。
　脱脂処理（ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）は、日本ペイント製薬液（ｄｒｕｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｍａｄｅ　ｂｙ　Ｎｉｐｐｏｎ　Ｐａｉｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）：ＳＤ２５０ＨＭを使用し、温度：４２℃として、試験片１表面に１２０ｓ間吹き付ける処理とした。また、表面調整処理は、日本ペイント製薬液：５Ｎ−１０を使用し、該薬液に室温環境で、３０ｓ間浸漬する処理とした。化成処理は、日本ペイント製薬液：ＳＤ２８００を用い、液温：４３±３℃として、ＴＡ（全リン酸濃度）：２０~２６ｐｔ．、ＦＡ（遊離酸度（ｆｒｅｅ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ））：０．７~０．９ｐｔ．、ＡＣ（促進剤濃度（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ））：２．８~３．５ｐｔ．の条件で、該薬液に１２０ｓ間浸漬した後、１７０℃×２０ｍｉｎで焼成（ｂａｋｉｎｇ）する処理とした。また、塗装後の耐食性の評価を行う場合に、上記した化成処理後に行うカチオン電着塗装処理は、日本ペイント製薬液：ＰＮ−１５０グレー（ｇｒａｙ）を用い、液温：２８℃、付加電圧（ｖｏｌｔａｇｅ）：１８０Ｖ、処理時間（ｔｒｅａｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ）：１８０ｓの条件で、凡そ膜厚：２０~２５μｍの塗膜を形成する処理とした。
　カチオン電着塗装まで施された試験片１に、図５（ａ）に示すように、表面にクロスカット２を入れ、端部５~１０ｍｍ程度をテープでマスキング３（ｍａｓｋｉｎｇ）したのち、該試験片１を５％ＮａＣｌ水溶液（液温：５５℃）中に、１０日間浸漬するＳＤＴ試験（塩水浸漬試験（ｓａｌｔ　ｄｉｐ　ｔｅｓｔ））を実施した。浸漬終了後、試験片１の表面にセロハンテープ（Ｓｃｏｔｃｈ　ｔａｐｅ　ｏｒ　ｃｅｌｌｏｐｈａｎｅ　ｔａｐｅ）を貼りつけ、テープ剥離を行って、図５（ｂ）に示すようにクロスカット部２（ｃｒｏｓｓｃｕｔ　ａｒｅａ）からの最大片側フクレ幅４（ｍａｘｉｍｕｍ　ｓｗｏｌｌｅｎ　ｗｉｄｔｈ（ｏｎｅ−ｓｉｄｅ））を測定した。最大片側フクレ幅４が２．５ｍｍ以下の場合を化成処理性が良好と判断した。
　また、化成処理までを施された試験片５について、走査型電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（倍率（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ）：１０００倍）を用いてリン酸鉄亜鉛結晶を観察した。リン酸鉄亜鉛結晶が緻密な「均一粒」で、かつ「スケなし」の場合を化成処理性良好と判断とした。
　なお、ここでいう「均一粒」とは、見た目で均質に見えるものについては、平均結晶粒径の±２０％以内であるか、見た目で明らかに粗大粒と微小粒が混ざっている場合には、粗大粒の粒径が、微小粒の粒径の３倍以下である場合をいう。
　またここでいう「スケ無し」とは、異常部分を除くランダムな部分を倍率：１０００倍で２視野以上観察し、「スケ」が見られない場合をいう。「スケ」とは、通常、リン酸鉄亜鉛結晶がついていない部分のことを指す。しかし、拡大して観察すると、全くリン酸鉄亜鉛結晶がついてないと見做せる部分と、周りのリン酸鉄亜鉛結晶サイズに対して、非常に小さなリン酸鉄亜鉛結晶が疎らに、非常に薄い密度で付いてある部分もある。このため本発明では、「スケ」とは、リン酸鉄亜鉛結晶が均一粒（平均結晶粒径に対して、±２０％以内）の場合には、リン酸鉄亜鉛結晶粒径（直径）の３倍を超える領域にリン酸鉄亜鉛結晶が形成されていない箇所をいい、リン酸鉄亜鉛結晶が粗大粒と微小粒との混粒の場合には、粗大粒の粒径（直径）の５倍を超える領域にリン酸鉄亜鉛結晶が形成されていない箇所をいうものとする。
　得られた結果を表２に示す。
　鋼板Ｎｏ．１~１７についての比較から、Ｓｉ含有量が０．５０％以下の場合は化成処理性は良好（ＯＫ）であるが、Ｓｉ含有量がそれより多くなり、０．７％を超えて多くなるほど、リン酸鉄亜鉛結晶は均一粒からはずれ、スケが多くなり、また、最大片側フクレ幅も大きくなり、化成処理性が不良（ＮＧ）となる傾向を示していることがわかる。なお、詳細に検討すれば、鋼板Ｎｏ．７（熱延板）と鋼板Ｎｏ．１０（冷延板）を比較すると化成処理性がやや良好な傾向が見られる。これは、酸洗によって、表層に濃化していた化成処理性に悪影響を及ぼすとされるＳｉを主体とする酸化物が除去されたためと考えられる。また、鋼板ＮＯ．１４は、そもそもＳｉ含有量が少ないため、同種の連続焼鈍（ＣＡＬ）板である鋼板Ｎｏ．１３と同レベルの化成処理性を示している。Ｓｉの濃化自体が無い、あるいは軽度な場合には、酸洗処理の有無は化成処理性に及ぼす影響は少ないと推定される。
　鋼板Ｎｏ．１（鋼Ｎｏ．Ａ）と鋼板Ｎｏ．１８~２１（鋼Ｎｏ．Ａ）、鋼板Ｎｏ．３（鋼Ｎｏ．Ｃ）と鋼板Ｎｏ．２２~Ｎｏ．２５（鋼Ｎｏ．Ｃ）、鋼板Ｎｏ．４（鋼Ｎｏ．Ｄ）と鋼板Ｎｏ．２６~Ｎｏ．２９（鋼Ｎｏ．Ｄ）の比較から、化成処理が低下している鋼板に、圧下率：５％以上の冷間圧延を施すことにより、化成処理性が顕著に向上していることがわかる。鋼板Ｎｏ．１は、Ｓｉ含有量が１％以上の冷延鋼板のなかでは、ＣＡＬ炉内の露点が高く、Ｓｉを主体とする酸化物の表面濃化が著しい例であるため、ＳＤＴ試験後のクロスカット２からの最大片側ハクリ幅４が、最も大きく（３．９ｍｍ）、化成処理性が最も低下している鋼板のグループに属する。また、鋼板Ｎｏ．３は、ＳＤＴ試験後のクロスカット２からの最大片側ハクリ幅４が、２．５ｍｍ（化成処理性の規格値）を僅かに超え（２．８ｍｍ）、化成処理性が低下している鋼板である。また、鋼板Ｎｏ．４は、ＳＤＴ試験後のクロスカット２からの最大片側ハクリ幅４が、２．５ｍｍ（化成処理性の規格値）以内（２．２ｍｍ）の鋼板である。
　上記の結果から本発明者らは、いずれの鋼板、とくにＳｉを主体とする酸化物が表面に濃化した鋼板であっても、冷間圧延等により表面に５．０％以上の表面歪（ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｔｒａｉｎ）を付加することにより、化成処理性が良好な方向にシフトした鋼板とすることができるという知見を得た。なお、表面歪が、７％以上の場合には、とくに、片側フクレ幅が、２ｍｍ未満になり、化成処理性が一層改善されることが示されており、７％以上の表面歪の付加が更に一層有効であるという知見も得た。
　Ｓｉを主体とする酸化物が表面に濃化した鋼板であっても、表面に５．０％以上の表面歪を付加することにより、化成処理性が良好となるメカニズムは、十分に解明されていませんが、以下のように考えている。
　高Ｓｉ系組成の鋼板表面には、従来から膜状のＳｉを主体とする酸化物が濃化する点が指摘されることが多いが、実際のＣＡＬ（連続焼鈍ライン）を通して生産される場合、インラインの軽酸洗などによって、粒状のＳｉを主体とする酸化物が濃化している形態が主であり、いずれの場合も、これに所定以上の表面歪を加えて、化成処理を行うと粒状のＳｉを主体とする酸化物が極めて容易に鋼板表面から除去される（抜け落ちる）ものと考えている。
　本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
　（１）質量％で、Ｃ：０．０５％以上、Ｓｉ：０．７％超え、Ｍｎ：０．８％以上、好ましくはさらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、あるいはさらに、Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種、を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成の鋼板を母板とし、ロール成形でパイプ形状に加工されてなる鋼管であって、該鋼管の表層に、前記加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で５％以上であることを特徴とする化成処理性に優れる高加工性高強度鋼管。
　（２）（１）において、前記円周方向表面歪の絶対値の和を、円周方向表面歪の絶対値と長手方向表面歪の絶対値との和とすることを特徴とする高加工性高強度鋼管。
　（３）（１）または（２）において、前記加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、鋼管の肉厚ｔと外径Ｄとの比、ｔ／Ｄ×１００（％）の絶対値と、絞り矯正時の絞り率（％）の絶対値と、の和であることを特徴とする高加工性高強度鋼管。
　（４）（１）ないし（３）のいずれかにおいて、前記母板が、焼鈍を施されてなる鋼板であることを特徴とする高加工性高強度鋼管。
　（５）質量％で、Ｃ：０．０５％以上、Ｓｉ：０．７％超え、Ｍｎ：０．８％以上、好ましくはさらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、あるいはさらに、Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種、を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成の鋼板を母板とし、ロール成形でパイプ形状に加工されてなる鋼管であって、該鋼管の表層の円周方向の表面粗さＲａ’が、前記鋼板の表面粗さＲａとの関係で次（１）式
　｜Ｒａ−Ｒａ’｜／Ｒａ　＞　０．０５　　　‥‥（１）
　（ここで、Ｒａ：鋼板の表面粗さ（平均値）（μｍ）、Ｒａ’：溶接鋼管の外表層および内表層の円周方向の表面粗さ（平均値）（μｍ）
を満足することを特徴とする化成処理性に優れた高加工性高強度鋼管。
　（６）（１）ないし（５）のいずれかにおいて、前記組成が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上、Ｓｉ：１％以上、Ｍｎ：１．５％以上、好ましくはさらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、あるいはさらに、Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種、を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成であることを特徴とする高加工性高強度鋼管。
　（７）質量％で、Ｃ：０．０５％以上、Ｓｉ：０．７％超え、Ｍｎ：０．８％以上、好ましくはさらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、あるいはさらに、Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種、を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成の鋼板を母板とし、ロール成形でパイプ形状に加工して鋼管とするにあたり、前記加工の各工程を、該加工の各工程で前記鋼管の表層に付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で、５％以上となるように調整することを特徴とする化成処理性に優れる高加工性高強度鋼管の製造方法。
　（８）（７）において、前記円周方向表面歪の絶対値の和を、円周方向表面歪の絶対値と長手方向表面歪の絶対値との和とすることを特徴とする高加工性高強度鋼管の製造方法。
　（９）（７）または（８）において、前記加工の各工程が、板形状または帯板形状からオープン管形状にロール成形するロール成形工程、該オープン管形状の両端面を接合する接合工程、および管の断面形状を矯正する絞り矯正工程と、あるいはさらに管の曲りを矯正する曲り矯正工程であることを特徴とする高加工性高強度鋼管の製造方法。
　（１０）（７）において、前記加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、鋼管の肉厚ｔと外径Ｄとの比、ｔ／Ｄ×１００（％）の絶対値と、絞り矯正時の絞り率（％）の絶対値と、の和であることを特徴とする高加工性高強度鋼管の製造方法
　（１１）（９）において、前記ロール成形工程が、ケージロール形式のロール成形工程であることを特徴とする高加工性高強度鋼管の製造方法。
　（１２）（７）ないし（１１）のいずれかにおいて、前記母板が、焼鈍を施されてなる鋼板であることを特徴とする高加工性高強度鋼管の製造方法。
　（１３）（７）ないし（１２）のいずれかにおいて、前記組成が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上、Ｓｉ：１％以上、Ｍｎ：１．５％以上、好ましくはさらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含有し、あるいはさらに、Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種、を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成であることを特徴とする高加工性高強度鋼管の製造方法。
　本発明によれば、Ｓｉを、質量％で０．７％超え含有する、高Ｓｉ含有高強度鋼管においても、機械的研削、化学的な酸洗処理等を行うことなく、良好な化成処理性を具備する鋼管を得ることができ、産業上格段の効果を奏する。また、本発明によれば、母板として使用する鋼板の履歴に関係なく、また母板製造時に特別な手当てを必要とすることなく、良好な化成処理性を有する鋼管とすることができるという効果もある。
高Ｓｉ鋼の化成処理後の表面組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。 軟鋼の化成処理後の表面組織を示す走査型電子顕微鏡写真である。 本発明溶接鋼管の製造に好適な、製造設備の一例を示す説明図である。 ロール成形工程における断面形状の変化を模式的に説明する説明図である。 塗装後の塗膜の耐食性を試験するＳＤＴ試験方法を模式的に説明する説明図である。 スクライブド・サークル（ｓｃｒｉｂｅｄ　ｃｉｒｃｌｅ）６の一例を示す説明図である。
　本発明の鋼管は、Ｓｉを０．７質量％超えて含有する高Ｓｉ系組成の鋼板を母板として、ロール成形でパイプ形状に加工されてなる鋼管であって、化成処理性に優れる高加工性高強度鋼管である。
　ここでいう「加工」とは、板形状（切板形状）または帯板形状から、バッチ的あるいは連続的にオープン管形状にロール成形するロール成形工程９と、該オープン管形状の両端面を加圧接合して管とする接合工程１０、および管の断面形状を矯正する絞り矯正（サイジング（ｓｉｚｉｎｇ））工程１１と、あるいはさらに管の曲りを矯正する曲り矯正（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ）工程１３からなる。なお、接合工程１０では、接合方法として電縫溶接（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ）、レーザ溶接（ｌａｓｅｒ　ｗｅｌｄｉｎｇ）、アーク溶接（ａｒｃ　ｗｅｌｄｉｎｇ）等の溶接や、それ以外の接合方法（ｊｏｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ）がいずれも好適に利用できる。
　また、ここでいう「高強度」鋼管とは、引張強さ：５９０ＭＰａ以上を有する鋼管をいう。また、ここでいう「高加工性」鋼管とは、同一強度レベルでＳｉ含有量の少ない鋼管と比較して、１％以上全伸び値（ｔｏｔａｌ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅ）が高い鋼管をいう。具体的には、０．７％超えのＳｉを含有し、引張強さ：５９０ＭＰａ以上で、全伸びＥｌが１０％程度以上を有する鋼管をいう。
　また、ここでいう「化成処理性に優れる」とは、リン酸鉄亜鉛結晶の組織と、塗装後の耐食性がともに良好である場合をいう。すなわち、リン酸鉄亜鉛結晶が、緻密な均一粒であって、スケがない組織を有し、かつ、塗装後の塗膜が、腐食環境に晒されたときアルカリブリスター（ａｌｋａｌｉ　ｂｌｉｓｔｅｒ）とか、カソードフクレ（ｐｕｆｆ　ａｔ　ｃａｔｈｏｄｅ　ａｒｅａ）と呼ばれる現象の発生が軽微なレベルに留まる、優れた耐食性を有する場合をいう。なお、アルカリブリスターとか、カソードフクレと呼ばれる現象は、濡れた塗膜環境を前提として、クロスカット部２がアノードとなり、最終的にフクレになる部分がカソードとなって、塗膜を含んでセル（ｃｅｌｌ）ができることに基づく現象である。つまり、クロスカット２からの塗膜のフクレが軽微なレベルに留まる場合を、優れた耐食性を有するという。
　なお、リン酸鉄亜鉛結晶組織における「均一粒」とは、見た目で均質に見えるものについては、平均結晶粒径の±２０％以内であるか、見た目で明らかに粗大粒と小さい粒が混ざっている場合には、粗大粒の粒径が、微小粒の粒径の３倍以下である場合をいう。
　またリン酸鉄亜鉛結晶組織における「スケ無し」とは、試験サンプルの中央付近で、異常部分を除くランダムな部分を倍率：１０００倍で２視野以上観察し、「スケ」が見られない場合をいう。「スケ」とは、通常、リン酸鉄亜鉛結晶がついていない部分のことを指す。しかし、拡大して観察すると、全くリン酸鉄亜鉛結晶がついてないと見做せる部分と、周りのリン酸鉄亜鉛結晶サイズに対して、非常に小さなリン酸鉄亜鉛結晶が疎らに、非常に薄い密度で付いている部分もある。このため本発明では、「スケ」とは、リン酸鉄亜鉛結晶が均一粒（平均結晶粒径に対して、±２０％以内）の場合には、リン酸鉄亜鉛結晶粒径（直径）の３倍を超える領域にリン酸鉄亜鉛結晶が形成されていない箇所をいい、リン酸鉄亜鉛結晶が粗大粒と微小粒との混粒の場合には、粗大粒の粒径（直径）の５倍を超える領域にリン酸鉄亜鉛結晶が形成されていない箇所をいうものとする。
　また、塗装後の耐食性はつぎのように調査して判定するものとする。
　試験材１は、図５（ａ）に示すように、腐食試験の対象面積として、端部をテープでマスキング３した残りの部分（露出した部分）が３０ｍｍ×１００ｍｍ以上のものを使うことを前提にする。なお、対象が鋼管である場合は半割りした試験材１とする。また、試験材１とする鋼管が小径すぎて、１つのサンプルで上記した露出面積を確保できない場合には、２個以上の試験片１を用いて評価してもよい。
　そして、試験材１に、化成処理を施し、さらに電着塗装させて塗膜を形成する。ついで、試験片１の表面にクロスカット２を施し、腐食試験を実施して、クロスカット２からの最大片側フクレ幅４を測定する。この値が所定値に比べて小さい場合を塗装後耐食性が良好であるとする。なお、同時に一般軟鋼材（ＳＰＣＣ）についても腐食試験し、誤差の範囲を加味したうえで、一般軟鋼材と同等以上の耐食性を有し、かつクロスカット２およびクロスカット２に隣接する部分以外の通常部分において、ピンプル（ｐｉｍｐｌｅ）、ブリスター（ｂｌｉｓｔｅｒ）、ふくれ（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）、剥がれ（ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）等がないことを確認して、化成処理性良好と判断してもよい。なお、腐食試験（ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｔｅｓｔ）の腐食条件は、温塩水浸漬試験（ｈｏｔ　ｓａｌｔ　ｄｉｐ　ｔｅｓｔ）、ＳＳＴ試験（ｓａｌｔ　ｓｐｒａｙ　ｔｅｓｔ）、乾湿繰り返し試験（ｃｙｃｌｉｃ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｔｅｓｔ）等、どの腐食試験を用いても良い。
　まず、本発明鋼管の母板となる鋼板の組成限定理由について説明する。以下、とくに断らない限り質量％は単に％と記す。
　Ｃ：０．０５％以上
　Ｃは、鋼の強度を増加させる元素であり、引張強さ：５９０ＭＰａ以上の高強度を確保するためには、０．０５％以上の含有を必要とする。一方、０．５％を超える含有は、電縫溶接部の健全性が低下する。このため、Ｃは０．０５％以上に限定した。なお、好ましくは０．５％以下、より好ましくは０．３％以下である。なお、Ｃの化成処理性に及ぼす影響は非常に小さい。
　Ｓｉ：０．７％超え
　Ｓｉは、フェライトの安定化に寄与するとともに、固溶強化（ｓｏｌｉｄ−ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）や焼入れ性（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ　ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ）向上を介して、鋼の強度を増加させるとともに、さらに加工性を向上させる作用も有する元素である。Ｓｉを多量に含有させると、一般的に、伸び値が高くなり加工性が向上するが、化成処理性が顕著に低下する。Ｓｉが０．７％以下の場合には、化成処理性の低下は、許容される範囲内で問題にならないレベルであるため、本発明では、従来から化成処理性が顕著に低下すると言われている０．７％超えをＳｉの下限値とした。なお、好ましくは１％以上である。Ｓｉを１％以上含有する場合には、鋼板の化成処理性には問題を残しているが、本発明によれば、従来から化成処理性が顕著に低下すると言われているこのような範囲のＳｉを含有していても、優れた化成処理性を有する鋼管とすることができる。なお、本発明ではＳｉ含有の上限は、とくに限定する必要はないが、材質の作り込みの観点から２．５％以下とすることが好ましい。
　Ｓｉの化成処理性への悪影響は、Ｓｉを主体とする酸化物の表面濃化（ｓｕｒｆａｃｅ　ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ）によるものであり、Ｓｉ単体の表面濃化によるのではない。Ｓｉを主体とする酸化物の表面濃化は、熱間圧延時に起こりうるが、この場合は、その後の酸洗処理である程度は除去できる。また、焼鈍時にも、焼鈍炉内で、再度表面濃化する。Ｓｉを主体とする酸化物の濃化の程度を、鋼板製造時に制御するのは困難である。
　Ｍｎ：０．８％以上
　Ｍｎは、Ｃと同様に、固溶強化、さらには焼入れ性の向上を介して、鋼の強度を増加させる元素であり、所望の高強度を確保するために、本発明では０．８％以上の含有を必要とする。更にＭｎは、鋼中Ｓを、ＭｎＳとして固定し、Ｓを無害化する作用も有する。このようなことから、Ｍｎは０．８％以上に限定した。なお、引張強さ：７８０ＭＰａ以上を確保するためには、１．５％以上含有することが好ましい。一方、５％を超える過剰の含有は、延性を著しく低下させる。このため、Ｍｎは５％以下に限定することが好ましい。
　上記した成分が基本であるが、さらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０１０％以下を含む組成とすることが好ましい。
　Ａｌ：０．１％以下
　Ａｌは、脱酸剤として作用するとともに、ＮをＡｌＮとして固定し、Ｎの悪影響を防止する作用を有する元素である。このような効果は０．０１％以上の含有で顕著となる。一方、０．１％を超える含有は、Ａｌ系介在物量が増加し、鋼の清浄度を低下させる。このため、Ａｌは０．１％以下に限定した。より好ましくは、０．０６％以下である。
　Ｎ：０．０１０％以下
　Ｎは、Ｃと同様に、固溶して鋼の強度を増加させる元素であるが、多量に含有すると、延性を低下させるとともに、時効硬化させる。このため、Ｎは０．０１０％以下に限定することが好ましい。なお、好ましくは０．００５０％以下である。
　上記した組成に加えて、さらにＴｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種、を必要に応じ選択して含有することができる。
　Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上
　Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖはいずれも、炭窒化物（ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｅ）を形成し、結晶粒の粗大化防止、さらには析出強化による強度増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して１種または２種以上を含有できる。このような効果は、Ｔｉ：０．０１％以上、Ｎｂ：０．００５％以上、Ｖ：０．０１％以上のそれぞれの含有で認められる。一方、Ｔｉ：０．０３％、Ｎｂ：０．１％、Ｖ：０．１％、をそれぞれ超える含有は、延性の低下が著しくなる。そのため、含有する場合には、Ｔｉ：０．０３％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．１％以下に限定することが好ましい。より好ましくは、それぞれＴｉ：０．０２５％以下、Ｎｂ：０．０５％以下、Ｖ：０．０５％以下である。
　Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下のうちから選ばれた１種または２種以上
　Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｂはいずれも、固溶強化あるいは焼入れ性向上を介して、鋼の強度増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して１種または２種以上を含有できる。このような効果は、Ｃｒ：０．０３％以上、Ｍｏ：０．０２％以上、Ｎｉ：０．０３％以上、Ｃｕ：０．０２％以上、Ｂ：０．００１％以上の含有で認められる。また、Ｃｕは耐食性、耐遅れ破壊性の向上にも寄与する。一方、Ｃｒ：１％、Ｍｏ：１％、Ｎｉ：１％、Ｃｕ：１％、Ｂ：０．０１％を超える含有は、溶接性、電縫溶接部の健全性に悪影響を及ぼす。このため、含有する場合には、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：１％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｃｕ：１％以下、Ｂ：０．０１％以下に、それぞれ限定することが好ましい。より好ましくは、それぞれＣｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕは０．５％以下、Ｂは０．００５％以下である。
　Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下のうちから選ばれた１種または２種
　Ｃａ、ＲＥＭはいずれも、介在物の形態を制御し、延性の向上に寄与する元素であり、必要に応じて選択して１種または２種を含有できる。このような効果は、Ｃａ：０．００２％以上、ＲＥＭ：０．０２％以上の含有で顕著となるが、Ｃａ：０．１％、ＲＥＭ：０．０５％を超える含有は、介在物量が過剰となり、かえって、延性を低下させる。このため、含有する場合には、Ｃａ：０．１％以下、ＲＥＭ：０．０５％以下に限定することが好ましい。より好ましくは、それぞれＣａは０．０１％以下、ＲＥＭは０．０１％以下である。
　上記した成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００５％以下が許容できる。なお、Ｐ：０．０２％、Ｓ：０．００５％をそれぞれ超えて含有すると、靭性および溶接性の低下が著しくなる。
　なお、本発明鋼管の母板となる鋼板の組織はとくに限定されない。本発明では、フェライトを主体とした組織、冷延後の焼鈍時に急冷処理を施されて生成したマルテンサイトを主体とする組織、残留オーステナイトやベイナイトを含む組織など、いかなる組織の鋼板も、本発明鋼管の母板として適用可能である。また、本発明鋼管の母板となる鋼板の製造方法はとくに限定されない。熱延鋼板、冷延鋼板、さらには焼鈍の有無等、いかなる製造方法の鋼板も、本発明鋼管の母板として適用可能である。
　冷延鋼板は、熱延鋼板を酸洗、それに続く冷間圧延、あるいはさらには連続焼鈍等の焼鈍を施されて製造される。連続焼鈍等の焼鈍を施された場合には、焼鈍炉内の環境で、表面にＳｉを主体とする酸化物が再度、形成される。Ｓｉを主体とする酸化物の形成度合は、焼鈍炉の炉内環境、すなわち炉内雰囲気（露点等）、ライン速度、前後のライン停止タイミングや、炉内開放等の異常状況等に大きく影響され、プロセス・パラメータからは完全には推察できない。本発明では、このようなＳｉの濃化度合が異なる鋼板をも母板として適用可能である。
　本発明鋼管は、上記した組成の鋼板を母板として、ロール成形でパイプ形状に加工されてなる鋼管であり、加工の各工程のそれぞれで、表層に付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で５％以上となる、表層に加工歪を付加された鋼管である。
　なお、加工の各工程は、上記したように、母板を、板形状（切板形状）からバッチ的にあるいは帯板形状から連続的に、オープン管形状にロール成形するロール成形工程９と、該オープン管形状の両端面を加圧し、電縫溶接、レーザ溶接、アーク溶接等の溶接や、それ以外の接合方法でオープン管形状の両端部を接合して管とする接合工程１０、および該管の断面形状をサイザー等で矯正する絞り矯正（サイジング）工程１１と、あるいはさらに管の長手方向の曲りを矯正する曲り矯正工程１３からなる。
　このうち、鋼管の内外表層に加工歪を付加できるのは、主として、ロール成形工程９、絞り矯正工程１１、あるいはさらに曲がり矯正工程１３である。
　本発明では、管の外表層および内表層に、加工の各工程で付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で５％以上となるように、各工程で加工歪を付加する。加工の各工程で管の外表層および内表層に付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、５％未満では、化成処理性の顕著な改善が望めない。
　本発明では、母板からパイプ形状への加工の各工程で付加される表面歪の計算は、引張・圧縮（ｔｅｎｓｉｌｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）といった向きを考慮することなく、その絶対値（ａｂｓｏｌｕｔｅ　ｖａｌｕｅ）で扱う。すなわち、各工程ごとに付加される円周方向（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ）の表面歪の大きさ、つまり、円周方向表面歪の絶対値の和を指標にする。
　つぎに、母板からパイプ形状への加工の各工程で付加される表面歪について、鋼管が電縫溶接鋼管である場合を例として説明する。図３に電縫溶接管の製造設備の一例を示す。
　電縫溶接鋼管は、鋼板（鋼帯８）を母板として、該母板からパイプ形状への加工の工程として、ロール成形工程９と、接合工程である電縫溶接工程１０と、サイザー等による絞り矯正工程（Ｄｉａｍｅｔｅｒ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ　ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）１１と、さらに超音波等による非破壊検査（ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）を行い、管切断機１２で、所定の長さに切断し、あるいはさらに矯正機等による曲がり矯正工程１３とからなる電縫造管工程を経て、製品管とされる。
　ロール成形工程９では、図４に示すように、板状から管形状に変化することに伴い、円周方向にかかる曲げ歪（ｂｅｎｄｉｎｇ　ｓｔｒａｉｎ）が、管の外表層および内表層に付加されることになる。すなわち、この曲げ歪は、得られる鋼管の肉厚ｔと外径Ｄから幾何学的（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ）に決まる歪で、下記のように、ｔ／Ｄ×１００（％）で算出され、管外側では引張歪、管内側では圧縮歪となる。すなわち、鋼管の円周角θの部分について、曲げ変形を加えると想定すると、鋼管表層の曲げ歪は、以下の式で求めることができる。
　（Ｄ／２＊θ−（Ｄ−ｔ）／２＊θ）／（（Ｄ−ｔ）／２＊θ）＝ｔ／（Ｄ−ｔ）≒ｔ／Ｄ
　なお、ロール成形工程９は、ブレークダウン方式（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　ｍｅｔｈｏｄ）のロール成形を適用しても、あるいはケージロール方式（ｃａｇｅ　ｒｏｌｌ　ｍｅｔｈｏｄ）のロール成形としてもよい。化成処理性改善のためには、ケージロール方式、なかでも、ＣＢＲ方式（ＣＢＲ　ｍｅｔｈｏｄ（Ｃｈａｎｃｅ−ｆｒｅｅ　Ｂｕｌｇｅ　Ｒｏｌｌ　Ｆｏｒｍｉｎｇ））のロール成形とすることが好ましい（ＣＢＲ方式のロール成形については、川崎製鉄技報、ｖｏｌ．３２（２０００）、ｐｐ．４９~５３参照）。というのは、ケージロール方式、とくにＣＢＲ方式のロール成形では、ブレークダウン方式のロール成形と比較して、小さな成形ロールが緻密に配設され、ロールと被成形材の外表面とが直接、密に接触するためと考えられる。しかし、ロール成形方式の違いによる化成処理性改善効果は、表面歪の付加による改善効果に比べて、さほど大きいとは言い難い。というのは、表面歪の付加による改善効果は管の内側でも顕著に認められるためであり、ロールとの接触の有無によって、化成処理性改善の効果が変わってくるわけではないからである。
　また、電縫溶接工程１０では、円周方向の表面歪として、幾何学的に決まる歪（ｔ／Ｄ×１００（％））に加えて、電縫溶接条件（初期鋼帯幅、アップセット量（ｕｐｓｅｔ　ｖａｌｕｅ）、溶融による鋼帯幅の減少等）に応じて付与される歪、さらには全体として長手方向に張力を負荷しながら造管していることから生じる歪（引張歪）が付与されている。しかし、支配的な表面歪の観点、および測定のしやすさという観点から、本発明では、幾何学的に決まる歪（ｔ／Ｄ×１００（％））を主たる指標とした。これ以外の歪は、正確な測定、例えば図６に示すようなスクライブド・サークル（Ｓｃｒｉｂｅｄ　ｃｉｒｃｌｅｓ　ｍｅｔｈｏｄ）６等を用いて測定すれば計測可能であり、本発明では状況に応じて、前述した幾何学的に決まる歪ｔ／Ｄ×１００（％）に加えて使用する。例えば、円周方向および長手方向の表面歪は、加工前後の円周方向および長手方向のスクライブド・サークルの寸法変化、すなわち、（円周方向の径矯正後−円周方向の径矯正前）／円周方向の径矯正前および、（長手方向の径矯正後−長手方向の径矯正前）／長手方向の径矯正前で算出される。
　また、絞り矯正工程１１では、サイザー（ｓｉｚｅｒ）によるサイジング（ｓｉｚｉｎｇ）（管断面形状の矯正）により、絞り率（ｄｒａｗｉｎｇ　ｒａｔｅ）（管の周長変化）に起因する円周方向、更には長手方向の表面歪が外表層および内表層に付加されることになる。この円周方向の表面歪は、サイジング（矯正）前後の外周長の変化、すなわち、（外周長矯正後−外周長矯正前）／外周長矯正前で算出される。本発明では、絞り矯正工程１１で付加される円周方向表面歪は、（外周長矯正後−外周長矯正前）／外周長矯正前×１００（％）で代表させる。なお、内表層にも、同時にサイザー等による絞り矯正によって、歪が付加される。この内表層に付加される歪は、厳密には外表層に付加される歪とは異なるが、本発明では便宜上、外表層に付加される歪と同じ大きさの歪が付加されているとみなす。
　また、曲り矯正工程１３では、矯正機による曲り矯正時に、管外表層および内表層に、管の曲りの程度に応じて大きさが異なるが、円周方向の表面歪（さらには長手方向表面歪）が付加される。しかし、その大きさは、管の製造条件によってそれぞれ異なり、正確に把握することは難しいので、本発明ではとくに鋼管表面の円周方向表面歪として算入することはしない。
　なお、本発明において、管表層に付加される円周方向の表面歪を、真歪（ｔｒｕｅ　ｓｔｒａｉｎ）でなく公称歪（ｎｏｍｉｎａｌ　ｓｔｒａｉｎ）とするのは、化成処理性の良否が電縫造管の各工程で付加される公称歪の絶対値の和でよく整理できることを見出したことに基づく。
　また、さらに上記した以外でも、管外側表層および内側表層には、加工歪を付加することができる。たとえば、鋼板にレベラー（ｌｅｖｅｌｅｒ）で引張歪（ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒａｉｎ）を付加したうえ、さらに電縫溶接時のアプセット量（ｕｐｓｅｔ　ｖａｌｕｅ）の制御や、ライン張力の制御によって、制御することが可能である。電縫溶接工程１０では、引張の張力を付与しながら行うため、管外表層および内表層には、加工歪としてさらに、１％前後程度の歪を付加することができる。
　本発明では、ロール成形等による加工（電縫造管）時に付加される歪が主として円周方向の表面歪であることを考慮して、円周方向の表面歪に注目する。もちろん、長手方向の表面歪も、化成処理性向上に有効に寄与するため、長手方向の表面歪が付加される場合には、加工（電縫造管）の各工程で付加される円周方向表面歪に加えて、長手方向表面歪も考慮する。なおその際においても、歪の計算は、引張・圧縮で方向をつけずに、その絶対値で扱うものとする。すなわち、長手方向の表面歪が付加された場合には、円周方向表面歪の絶対値の和を、円周方向表面歪の絶対値と長手方向表面歪の絶対値との和として評価してもよい。この場合、円周方向表面歪の絶対値と長手方向表面歪の絶対値との和が５％以上となるように、加工（電縫造管）の各工程条件を調整することが好ましい。
　しかし、長手方向の表面歪は、電縫造管（加工）時のライン張力、ライン速度、絞り率、管の外径、肉厚によって影響を受け、簡単には計測できない。そのため、本発明では、長手方向の表面歪を評価する必要がある場合には、帯板の一部に、例えば図６に示すようなスクライブド・サークルを印刷して、電縫造管（加工）後に寸法の変化を測定して、長手方向の表面歪を計測するものとする。なお、スクライブド・サークルの印刷は、電縫造管（加工）後に管の外側となるように行う必要がある。しかし、長手方向の表面歪は、高々１％前後であり、状況に応じて、円周方向の表面歪の効果に加えて効果が認められ場合があるという程度となる。
　なお、本発明では、真円度（ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ）を保った鋼管を主として対象とするが、これ以外に、真円度が崩れた形状のものや、異形断面のパイプ形状のもの（ｃｌｏｓｕｒｅ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−ｂａｓｅｄ　ｄｅｆｏｒｍｅｄ　ｐｉｐｅ）までも、本発明の対象として含む。これら不定形のパイプ形状のものは、切板を加工して製造され、パイプ形状の一部分のみに化成処理を施すことが要求される場合が多い。このような、パイプ形状の一部分のみに化成処理を施すことが要求される場合には、当該部分に、表面歪の絶対値の和が５％以上となるように、加工を施すことは言うまでもない。
　また、本発明鋼管は、上記した組成を有し、管の外表層および内表層の円周方向の表面粗さＲａ’が、使用した鋼板の表面粗さＲａとの関係で次（１）式
　｜Ｒａ−Ｒａ’｜／Ｒａ　＞　０．０５　　　‥‥（１）
　（ここで、Ｒａ：鋼板の表面粗さ（平均値）（μｍ）、Ｒａ’：溶接鋼管の外表層および内表層の円周方向の表面粗さ（平均値）（μｍ）を満足する鋼管である。管の外表層および内表層の円周方向Ｒａ’が鋼板の表面粗さＲａとの関係で（１）式を満足することにより、化成処理性に優れた鋼管となる。すなわち、加工（電縫造管）の各工程で表面歪を付加して、上記（１）式を満足するように表面粗さを調整することにより得られた鋼管の化成処理性が顕著に向上するようになる。なお、表面粗さは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−２００１の規定に準拠して測定した、Ｒａ：算術平均粗さを用いる。なお、表面粗さの測定に際しては、測定長さ、測定領域が、表面粗さのデータが曲率の影響を受けない長さ、領域となるように配慮することが肝要となる。例えば、小径鋼管の場合には、曲率の影響が少さい長さ、領域での測定を複数回繰返して表面粗さを評価することが好ましい。
　なお、加工（電縫造管）の各工程で表面歪を付加して、上記（１）式を満足するように表面粗さを調整することにより得られた鋼管の化成処理性が顕著に向上するようになるメカニズムは、十分に解明されていませんが、以下のように考えている。所定の表面歪みを付与することにより、表面に微小なクラックが入り、その結果、表面粗さＲａが大きくなる。この表面粗さＲａが大きくなると化成液浸漬時に、化成液と下地鋼材の接触面積が増えるので、鋼材が溶けやすくなり、それにともないＳｉを主体とする酸化物が抜け落ちやすくなることが考えられる。また、表面歪みを付与した際に下地鋼材と表層のＳｉを主体とする酸化物の界面にクラックが入り、Ｓｉを主体とする酸化物が抜け落ちやすくなることが考えられる。さらには、これらの相乗効果により、化成処理性が向上すると考えられる。
　次に、本発明鋼管の好ましい製造方法について説明する。
　本発明では、上記した組成の鋼板を母板として、パイプ形状に加工する各工程を経て、製品管（鋼管）とする。使用する鋼板は、上記した組成を有する鋼板であれば、熱延鋼板、冷延鋼板いずれでも問題なく使用できる。また、さらには焼鈍の有無等もなんら問題とならない。
　なお、加工の各工程は、上記したように、母板を、板形状（ｓｈｅｅｔ　ｓｈａｐｅ）（切板形状（ｃｕｔｌｅｎｇｔｈ　ｓｈｅｅｔ　ｓｈａｐｅ）からバッチ的にあるいは帯板形状（ｓｔｒｉｐ　ｓｈａｐｅ）から連続的に、オープン管形状（ｏｐｅｎ　ｐｉｐｅ　ｓｈａｐｅ）にロール成形するロール成形工程（ｒｏｌｌ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）９と、該オープン管形状の両端面を加圧し、電縫溶接、レーザ溶接、アーク溶接等の溶接や、それ以外の接合方法でオープン管形状の両端部を接合して管とする接合工程１０、および該管の断面形状をサイザー等で矯正する絞り矯正（サイジング）工程１１と、あるいはさらに管の長手方向の曲りを矯正する曲り矯正工程１３からなる。
　そして、ロール成形工程９では、図４に示すように、板状から管形状に変化することに伴い、円周方向にかかる曲げ歪が、管の外表層および内表層に付加される。ロール成形工程９で付加される円周方向の表面歪は、ｔ／Ｄ×１００（％）で表すことができる。ここで、ｔは鋼管の肉厚、Ｄは鋼管の外径である。なお、外層と内層では歪の向きが逆となる。
　また、絞り矯正工程１１では、管断面形状の矯正により、管の周長変化に起因する円周方向、さらには長さ方向の表面歪が外表層および内表層に付加される。絞り矯正工程で外層に付加される円周方向の表面歪は、圧縮歪で、絞り率（％）、すなわち（外周長矯正後−外周長矯正前）／外周長矯正前×１００（％）で表される。なお、内層には、外層における歪の向きと同じ向きで、ほぼ同じ大きさの歪が付加される。
　また、曲り矯正工程（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）１３では、矯正機等により、管の長手方向の曲がりを矯正する。この矯正により、管外表層および内表層に、管の曲りの程度に応じて大きさが異なる、円周方向表面歪が付加される。
　本発明では、上記した加工（電縫造管）の各工程で、管の外表層および内表層に付加される円周方向の表面歪の絶対値の和が、公称歪で５％以上となるように調整とする。加工（電縫造管）の各工程で付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、５％未満では、所望の化成処理性の向上を確保することができない。
　なお、円周方向の表面歪の絶対値の和に代えて、円周方向の表面歪の絶対値と長手方向の表面歪の絶対値の和としてもよい。一般に、レベラーや、引張の張力を付与して造管するため、管の長手方向にも大きな表面歪が付加される場合がある。そのような場合には、円周方向の表面歪の絶対値の和に、長手方向の表面歪の絶対値を加算してもよい。しかし、長手方向の表面歪は、加工（電縫造管）時のライン張力、ライン速度、絞り率、管の外径、肉厚によって影響を受け、簡単には計測できない。そのため、本発明では、長手方向の表面歪を評価する必要がある場合には、帯板の一部に、例えば図６に示すようなスクライブド・サークルを印刷して、加工（電縫造管）後に寸法の変化を測定して、長手方向の表面歪を計測するものとする。なお、スクライブド・サークルの印刷は、加工（電縫造管）後に管の外側となるように行う必要がある。しかし、長手方向の表面歪は、高々１％前後であり、状況に応じて、円周方向の表面歪の効果に加えて効果が認められ場合があるという程度となる。
　以下、さらに本発明を実施例に基づき詳しく説明する。
　表１に示す組成と、表２に示す引張特性を有する鋼板Ｎｏ．１、Ｎｏ．３を母板（鋼帯）とした。これら鋼帯は、連続焼鈍（ＣＡＬ）ずみの冷延鋼帯（冷延焼鈍板）である。これら鋼帯（母板）を用いて、表３に示す電縫造管（加工）工程で、表３に示す寸法の製品管（溶接鋼管）とした。この電縫造管（加工）工程は、コイル状の鋼帯を巻戻し、レベラーで板形状を矯正しついで、ロール成形工程９、電縫溶接（接合）工程１０により、管としたのち、サイザーによる絞り矯正工程１１を連続して行った後、切断機１２で所定寸法に切断し製品管とした。なお、一部の製品管には、その後、オフライン（ｏｆｆ　ｌｉｎｅ）で、矯正機による曲り矯正工程１３を施した。また、一部では、一時的にライン停止を実施して、各工程でのサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）も併せて行った。
　また、ロール成形工程９では、ＣＢＲ方式の造管法を主として用いた。なお、一部の鋼管では、ブレークダウン（ＢＤ）方式の造管法で造管した。ＢＤ方式の造管法は、通常の一般的な造管法であり、径の大きな成形ロールを、ある程度間隔をあけて配置して造管する方法である。この方式の造管法は、スプリングバック（ｓｐｒｉｎｇ　ｂａｃｋ）分を考慮し、各成形ロール群ごとに、必要以上に成形を行うため、成形歪が入ってしまう特徴がある。一方、ＣＢＲ方式の造管法は、小径の成形ロールを、短間隔に並べて造管するため、低歪みの造管ができる。
　ロール成形工程９で付加される円周方向の表面歪は、管の断面形状から幾何学的に決定されるものであり、ｔ／Ｄ×１００（％）で算出した。また、絞り矯正工程で付加される円周方向の表面歪は、絞り矯正工程１１の前後での絞り率（％）、（外周長矯正後−外周長矯正前）／外周長矯正前×１００（％）で算出した。
　なお、一部の鋼管では、長手方向の表面歪を計測した。鋼帯表面に所定寸法のスクライブド・サークル（図６）を転写させて、造管し製品管とした。そして、製品管のスクライブド・サークルを計測して、長手方向の表面歪を求めた。
　また、曲り矯正工程１３でも、矯正に際して円周方向の表面歪が付加されるが、管ごとに異なるため、計測しにくいためとくに加算はしなかった。なお、付加された表面歪の絶対値の和（合計）は、表面歪が未計測な場合があり、その未計測の表面歪による増加がわずかながら期待できる場合を「≒」で、未計測の表面歪による増加が０．５％以上期待できると推定される場合を「＞」で表示した。
　得られた表面歪を表３に併記した。
　得られた溶接鋼管について化成処理性を評価した。
　各鋼管から、半割り状で、圧延方向に１００~１５０ｍｍの長さの試験片を採取した。ついで、該試験片に、脱脂→水洗→表面調整→化成処理→カチオン電着塗装を順次施した。なお、カチオン電着塗装を施さず、化成処理ままの試験片も作製した。
　脱脂処理は、日本ペイント製薬液：ＳＤ２５０ＨＭを使用し、温度：４２℃として、試験片表面に１２０ｓ間吹き付ける処理とした。また、表面調整処理は、日本ペイント製薬液：５Ｎ−１０を使用し、該薬液に室温環境で、３０ｓ間浸漬する処理とした。化成処理は、日本ペイント製薬液：ＳＤ２８００を用い、液温：４３±３℃として、ＴＡ（全リン酸濃度）：２０~２６ｐｔ．、ＦＡ（遊離酸濃度）：０．７~０．９ｐｔ．、ＡＣ（促進剤濃度）：２．８~３．５ｐｔ．の条件で、該薬液に１２０ｓ間浸漬した後、１７０℃×２０ｍｉｎで焼成する処理とした。また、カチオン電着塗装処理は、ＰＮ−１５０グレーを用い、液温：２８℃、付加電圧：１８０Ｖ、処理時間：１８０ｓの条件で、凡そ膜厚：２０~２５μｍの塗膜を形成する処理とした。
　カチオン電着塗装まで施された試験片１の外表面および内表面に、図５（ａ）に示すと同様に、クロスカット２を入れ、端部１０ｍｍ程度をテープでマスキング３したのち、該試験片を５％ＮａＣｌ水溶液（液温：５５℃）中に、１０日間浸漬するＳＤＴ試験を実施した。浸漬終了後、試験片表面にセロハンテープを貼りつけ、テープ剥離を行って、図５（ｂ）に示すようにクロスカット部２からの最大片側フクレ幅４を、内表面および外表面について測定した。最大片側フクレ幅４が２．５ｍｍ以下の場合を化成処理性が良好（ＯＫ）、それ以外の場合を不良（ＮＧ）と判断した。
　また、化成処理までを施された試験片５について、走査型電子顕微鏡（倍率：１０００倍）を用いて、内表面および外表面のリン酸鉄亜鉛結晶を観察した。リン酸鉄亜鉛結晶が緻密な「均一粒」で、かつ「スケなし」の場合を化成処理性良好（ＯＫ）、それ以外を不良（ＮＧ）と判断とした。なお、「均一粒」で、かつ「スケなし」の場合の定義は、上記した基礎的実験の場合と同様とした。
　また、得られた溶接鋼管の一部について、内面および外面の表面粗さを測定した。表面粗さは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−２００１の規定に準拠して、Ｒａ：算術平均粗さ（平均値）を測定した。なお、Ｒａ（平均値）は、管円周方向の各位置で、接触式粗さ計を用いて、円周方向５ｍｍ以上の長さを測定して求めた。なお、外径寸法に応じて、表面粗さを測定するのに不都合のない長さに分割し、総測定長さが５ｍｍ以上となるように測定し、得られた値を算術平均した。
　得られた結果を、表４に示す。
　母板（鋼板Ｎｏ．１、Ｎｏ．３）はいずれも化成処理性が低下しているが、本発明例（鋼管）はいずれも、化成処理性に優れた鋼管となっている。付加される円周方向表面歪（長手方向表面歪の絶対値との和を含む）の量が多くなるほど、片側フクレ量も小さくなり、化成処理性が向上している。また、鋼管Ｎｏ．４は、電縫溶接工程１０後で絞り矯正工程１１の途中でラインを停止して試験材を採取したもの（実施例）であり、各工程で付与される円周方向の表面歪（公称歪）の和が５％（４．６％）で、長手方向表面歪（測定せず）の効果とも相まって、化成処理性が向上している。また、矯正機を使用した曲り矯正工程１３を経た実施例（鋼管Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０）は、曲り矯正工程１３なしの実施例（鋼管Ｎｏ．５、Ｎｏ．６）に比し、若干でも片側フクレ量が小さくなっており、化成処理性が改善している。また、円周方向の表面歪（公称歪）では５％未満であっても、長手方向の表面歪を加算した表面歪が、５％を超え、あるいは超えていると推定され、化成処理性が改善している場合がある（鋼管Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１８、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２１）。また、鋼管Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５（実施例）は、ＢＤ方式でロール成形を行った例で、化成処理性が改善しているが、ＣＢＲ方式でロール成形した鋼管Ｎｏ．５、Ｎｏ．６（実施例）に比べ、若干化成処理性が低下する傾向を示している。
　これに対し、本発明の範囲を外れる比較例は、化成処理性が低下している。
　なお、鋼管Ｎｏ．１は、母板のままを参考として表示したものであり、化成処理性は低下している。鋼管Ｎｏ．２は、レベラー通過後でロール成形工程９前に、ラインを停止して試験材を採取したものであり、母板（鋼管Ｎｏ．１）に比べ片側フクレ幅が小さくなっているが、化成処理性の改善は少ない。また、鋼管Ｎｏ．３は、ロール成形工程９後で電縫溶接１０前に、ラインを停止して試験材を採取したものであり、付加された表面歪量が所定量未満であり、化成処理性の改善は不十分である。鋼管Ｎｏ．１１、Ｎｏ．２２は、電縫溶接工程１０後で絞り矯正工程１１前にラインを停止して試験材を採取したもの（比較例）で、付加された表面歪量が所定量未満であり、化成処理性の改善は不十分である。
　なお、表面粗さを測定したが、鋼管の内および外表面の表面粗さＲａ’が、母板の表面粗さＲａとの関係で（１）式を満足する場合は、化成処理性が改善されている。鋼管Ｎｏ．２２のように、鋼管の内および外表面の表面粗さＲａ’のうち、少なくとも一方が（１）式を満足しない場合には、化成処理性の改善は認められていない。
　本発明によれば、Ｓｉを、質量％で０．７％超え含有する、高Ｓｉ含有高強度鋼管においても、機械的研削、化学的な酸洗処理等を行うことなく、良好な化成処理性を具備する鋼管を得ることができ、産業上格段の効果を奏する。
１：試験片（クロスカット用）
２：クロスカット
３：マスキング
４：最大片側フクレ幅
５：試験片（スケの有無用）
６：スクライブド・サークル
７：鋼帯
８：レベラー
９：ロール成形工程
１０：電縫溶接工程
１１：絞り矯正工程
１２：管切断機
１３：曲がり矯正工程
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004

Claims (13)

  1. 　質量％で、
    　Ｃ：０．０５％以上、　　　　　　　　　Ｓｉ：０．７％超え、
    　Ｍｎ：０．８％以上
    を含有する組成の鋼板を母板とし、ロール成形でパイプ形状に加工されてなる鋼管であって、該鋼管の表層に、前記加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で５％以上であることを特徴とする化成処理性に優れる高加工性高強度鋼管。
  2. 　前記円周方向表面歪の絶対値の和を、円周方向表面歪の絶対値と長手方向表面歪の絶対値との和とすることを特徴とする請求項１に記載の高加工性高強度鋼管。
  3. 　前記加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、鋼管の肉厚ｔと外径Ｄとの比、ｔ／Ｄ×１００（％）の絶対値と、絞り矯正時の絞り率（％）の絶対値と、の和であることを特徴とする請求項１または２に記載の高加工性高強度鋼管。
  4. 　前記母板が、焼鈍を施されてなる鋼板であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の高加工性高強度鋼管。
  5. 　質量％で、
    　Ｃ：０．０５％以上、　　　　　　　　　Ｓｉ：０．７％超え、
    　Ｍｎ：０．８％以上
    を含有する組成の鋼板を母板とし、ロール成形でパイプ形状に加工されてなる鋼管であって、該鋼管の表層の円周方向の表面粗さＲａ’が、前記鋼板の表面粗さＲａとの関係で下記（１）式を満足することを特徴とする化成処理性に優れた高加工性高強度鋼管。
    　記
    　｜Ｒａ−Ｒａ’｜／Ｒａ　＞　０．０５　　　‥‥（１）
    　ここで、Ｒａ：鋼板の表面粗さ（平均値）（μｍ）、
    　　　　　Ｒａ’：鋼管の表層の円周方向の表面粗さ（平均値）（μｍ）
  6. 　前記組成が、質量％で、
    　Ｃ：０．０５％以上、　　　　　　　　　Ｓｉ：１％以上、
    　Ｍｎ：１．５％以上
    を含有する組成であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高加工性高強度鋼管。
  7. 　質量％で、
    　Ｃ：０．０５％以上、　　　　　　　　　Ｓｉ：０．７％超え、
    　Ｍｎ：０．８％以上
    を含有する組成の鋼板を母板とし、ロール成形でパイプ形状に加工して鋼管とするにあたり、前記加工の各工程を、該加工の各工程で前記鋼管の表層に付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、公称歪で、５％以上となるように調整することを特徴とする化成処理性に優れる高加工性高強度鋼管の製造方法。
  8. 　前記円周方向表面歪の絶対値の和を、円周方向表面歪の絶対値と長手方向表面歪の絶対値との和とすることを特徴とする請求項７に記載の高加工性高強度鋼管の製造方法。
  9. 　前記加工の各工程が、板形状または帯板形状からオープン管形状にロール成形するロール成形工程、該オープン管形状の両端面を接合する接合工程、および管の断面形状を矯正する絞り矯正工程と、あるいはさらに管の曲りを矯正する曲り矯正工程であることを特徴とする請求項７または８に記載の高加工性高強度鋼管の製造方法。
  10. 　前記加工の各工程でそれぞれ付加される円周方向表面歪の絶対値の和が、鋼管の肉厚ｔと外径Ｄとの比、ｔ／Ｄ×１００（％）の絶対値と、絞り矯正時の絞り率（％）の絶対値と、の和であることを特徴とする請求項７に記載の高加工性高強度鋼管の製造方法。
  11. 　前記ロール成形工程が、ケージロール形式のロール成形工程であることを特徴とする請求項９に記載の高加工性高強度鋼管の製造方法。
  12. 　前記母板が、焼鈍を施されてなる鋼板であることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の高加工性高強度鋼管の製造方法。
  13. 　前記組成が、質量％で、
    　Ｃ：０．０５％以上、　　　　　　　Ｓｉ：１％以上、
    　Ｍｎ：１．５％以上
    を含有する組成であることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれかに記載の高加工性高強度鋼管の製造方法。
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