JP2009079280A - 高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.1〜0.4%、Si:0.5〜1.5%、Mn:0.3〜2%、P:0.02%以下、S:0.01%以下、Cr:0.1〜2%、Ti:0.01〜0.1%、Nb:0.01〜0.1%、Al:0.1%以下、B:0.0005〜0.01%、N:0.01%以下であり、必要に応じてさらにNi:0.5%以下、Ca:0.02%以下、Mo:0.5%以下、V:0.5%以下の1種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、析出炭化物の平均粒径が0.5μm以下、鋼管長手方向に垂直な断面における肉厚中心部の硬さが400HV以上である高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管。
【選択図】なし
Description
一般に鋼材の疲労特性を向上させるためには、表面を硬化する、あるいは平滑化することが有効であるとされる。
特許文献1には、窒化処理により表面を硬化させて疲労特性を向上させる技術が開示されている。特許文献2には、鋼管内面を研削して平滑化するとともに脱炭層を除去して鋼管の疲労特性を向上させる技術が開示されている。
鋼管部材を軽量化するには、肉厚の低減が最も有効である。しかし、薄肉化は強度や疲労寿命の面で不利となる。特に、鋼管は曲げ加工などにより所望の形状に加工される場合が多いが、曲げの外側では肉厚が薄くなり、耐久性の点で厳しい状況となる。したがって、薄肉化の要求に応えるには、鋼管自体の特性をレベルアップすること、すなわち、高強度を維持しながら疲労寿命を一層高レベルに引き上げることが望まれる。
本発明は、このような現状に鑑み、素材コストおよび製造コストを従来材と同等に抑えながら、高強度化と一層の疲労寿命の向上を図った鋼管であって、特に自動車用中空スタビライザーの薄肉化に適した鋼管を提供しようというものである。
Cは、機械構造用鋼疲労寿命鋼管に望まれる強度とばね性を確保するために、0.1%以上の含有が必要である。ただし、多量に含有させると靭性低下による脆性破壊が生じやすくなるとともに、粒界強度の低下による疲労寿命の低下が懸念される。また、造管時の加工性や溶接部の健全性が劣化する。このためC含有量は0.4%以下の範囲に規定される。
焼入れ処理は「800〜1200℃×10〜60秒保持→水冷」の条件で行った。
焼戻し処理は「200〜420℃×10〜60分保持→空冷」の条件で行った。
硬さは、C断面(圧延方向に垂直な断面)の肉厚中心部についてマイクロビッカース硬度計を用いて測定した。
炭化物の平均粒径は、TEM(透過型電子顕微鏡)により観察される炭化物を観察視野内からランダムに合計30個選択して各炭化物の長径を測定し、その平均値を算出することによって求めた。
疲労特性は、JISZ2275に準拠して最大曲げ応力を750N・mm-2とする金属平板の平面曲げ疲れ試験を実施した。この試験による破断寿命が5万回以上であれば、従来の中空スタビライザー材と比較して疲労寿命が大幅に向上していると認められるので、ここでは、破断寿命が5万回以上のものを○(合格)、それ未満のものを×(不合格)と評価した。
結果を表2に示す。
結果を表3に示す。
Claims (6)
- 質量%で、C:0.1〜0.4%、Si:0.5〜1.5%、Mn:0.3〜2%、P:0.02%以下、S:0.01%以下、Cr:0.1〜2%、Ti:0.01〜0.1%、Nb:0.01〜0.1%、Al:0.1%以下、B:0.0005〜0.01%、N:0.01%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、析出炭化物の平均粒径が0.5μm以下、鋼管長手方向に垂直な断面における肉厚中心部の硬さが400HV以上である高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管。
- さらにNi:0.5%以下、Ca:0.02%以下、Mo:0.5%以下、V:0.5%以下の1種以上を含有する組成を有する請求項1に記載の高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管。
- 肉厚tが1〜7mm、管の外径Dが10〜45mmであり、D/t≧4を満たす請求項1または2に記載の高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管。
- 質量%で、C:0.1〜0.4%、Si:0.5〜1.5%、Mn:0.3〜2%、P:0.02%以下、S:0.01%以下、Cr:0.1〜2%、Ti:0.01〜0.1%、Nb:0.01〜0.1%、Al:0.1%以下、B:0.0005〜0.01%、N:0.01%以下、残部Feおよび不可避的不純物からなる焼入れ前の素材鋼管に対して、900〜1100℃で10〜60秒保持した後急冷する焼入れ処理と、280〜380℃で10〜60分保持する焼戻し処理を施す高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管の製造方法。
- 前記素材鋼管は、さらにNi:0.5%以下、Ca:0.02%以下、Mo:0.5%以下、V:0.5%以下の1種以上を含有するものである請求項4に記載の高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管の製造方法。
- 前記素材鋼管は、板厚tが1〜7mmの鋼板を用いて、外径Dが10〜45mm、ただしD/t≧4を満たすように溶接造管されたものである請求項4または5に記載の高疲労寿命焼入れ・焼戻し鋼管の製造方法。
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