JPS6356300B2

JPS6356300B2 -

Info

Publication number: JPS6356300B2
Application number: JP11113279A
Authority: JP
Inventors: Jiro Jizaimaru; Takuo Hosoda
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1988-11-08
Also published as: JPS5635751A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、低周波溶接、高周波溶接等を使用し
て通常の電縫溶接により製造されるへん平性能と
曲げ性能の極めて優れ、例えば、自動車用のスタ
ビライザー、アクスルシヤフト、ドルイブシヤフ
ト等に用いられる低合金電縫管に関するものであ
る。最近になつて、電縫鋼管はその製造技術が進歩
し、かつ、製造コストが廉くなつたこともあつ
て、需要は増大し、低合金電縫管の使用される範
囲も拡大している。しかし、今までのところ、一
般に引張強さ60Kg／mm²以上でへん平性能と曲げ性
能のすぐれた高張力低合金鋼管は継目無およびサ
ブマージドアーク溶接により製造されており、電
縫溶接による方法は以下に説明する理由により実
際上非常に困難である。即ち、圧延鋼板を電縫溶接して高張力低合金鋼
管を製造する際に、炭素当量を増加することが行
なわれているが、炭素当量を増加させた素材では
フエライト、パーライトバンドの発生が著しくな
り、そのため、電縫溶接部には溶接時の溶融アプ
セツトによりメタルフローが管の内外面に露出
し、このメタルフロー層間にＡ系非金属介在物
（例えば連結したMnS、S₁O₂など。）が集積し、
このためメタルフロー層間には該介在物が母材部
より高密度で存在することになり、鋼管のへん平
性能と曲げ性能を極めて劣化させることによるも
のである。この従来における困難を克服するために、Ｐお
よびＳ含有量を可能な限り抑制したり、スリツト
エツジバーを内面に向けたり、または、溶接ビー
ドを狭く小さくして鋼帯のメタルフローが外部に
露出し難くしたりすること等を中心に研究がなさ
れ、実用へん平性能と曲げ性能の向上を図つてい
たのである。しかし、このような方法では、如何
に細心の注意を払つて低合金電縫管を製造しても
実用上に必要なへん平性能と曲げ性能を満足する
ことはできなかつた。一方、電縫溶接部のへん平性能と曲げ性能に著
しく有害な非金属介在物が、伸長したＡ系介在物
であることを着目し、この形状を制御してへん平
性能と曲げ性能を向上させるために、鋼中にCe
等の希土類元素やTi、Zr等の硫化物形成元素を
添加することが試みられた。しかし、この方法に
おいても、該硫化物が鋼塊エツジに集積し易く、
従つて、鋼帯エツジに巨大非金属介在物が残留し
ている確率が非常に高くなつて、却つて、電縫溶
接部の特性を劣化させたり、或いは、含有させる
元素が高価であつたりして実用性には大きな疑問
が残つている。本発明は上記に説明した電縫管の欠点、問題点
および疑問点に鑑み、鋭意研究検討の結果なされ
たもので、即ち、Caを含有させることによつて、
各種のトラブルをなくし、高張力低合金電縫管の
へん平性能と曲げ性能を著しく向上させるという
知見が得られ、この知見に基づいてなされたもの
である。本発明に係るへん平性能の優れた低合金電縫管
の特徴とするところは、 (1) Ｃ 0.15〜0.5％、Si 0.05〜0.5％、 Mn 0.5〜1.8％、Al 0.01〜0.1％、 Cr 0.5〜2.5％、Ca 0.001〜0.1％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.02％以下を含み、かつ、 Mn〔％〕／Si〔％〕４〜10 および 1.5≦Ca〔％〕／Ｓ〔％〕≦10 であり、残部は実質的にFeからなるへん平性
能の優れた低合金電縫管を第１の発明とし、 (2) Ｃ 0.15〜0.5％、ｉ 0.05〜0.5％、 Mn 0.5〜1.8％、Al 0.01〜0.1％、 Cr 0.5〜2.5％、Ca 0.001〜0.1％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.02％以下を含み、さらに、 Mo 0.1〜0.5％、Ti 0.01〜0.1％、Ｂ 0.0005〜0.01％の１種以上を含み、かつ、 Mn〔％〕／Si〔％〕４〜10 および 1.5≦Ca〔％〕／Ｓ〔％〕≦10 であり、残部は実質的にFeからなるへん平性
能の優れた低合金電縫管を第２の発明とする２
つの発明よりなるものである。上記成分組成を有する本発明に係る低合金電縫
管によれば、電縫溶接においてメタルフロー層間
へのMnSの凝集、粗大化を防止することができ、
高張力低合金電縫鋼管の特性を具備し、かつ、溶
接ままでも、シームアニール鋼管および焼準、焼
準焼戻し、焼入焼戻し等の熱処理鋼管でもへん平
性能と曲げ性能の極めてすぐれた鋼管が得られ
る。本発明に係るへん平性能の優れた低合金電縫管
について詳細に説明する。先づ、含有成分および成分割合について説明す
る。Ｃは安定して鋼の強度を増加する元素である
が、含有量が0.5％を越えると溶接性やへん平性
能、曲げ性能の面から好ましくなく、また、0.15
％未満では必要な強度が得られず、溶接部に残存
する酸化物系介在物の発生が高くなることがあ
る。よつて、Ｃ含有量は0.15〜0.50％の範囲とす
る。 SiおよびMnは電縫溶接部の健全性を維持する
上で重要な元素である。Siは脱酸上必要な元素で
あるが、その含有量が1.0％を越えるとＡ系の非
金属介在物が増加し、また、0.01％未満では脱酸
効果がなくなる。従つて、Si含有量は0.01〜1.0％
とする。また、Mnは1.8％を越えて含有されていると溶
接性およびネジ切削性の面から不適当であり、
0.5％未満では必要な強度が得られないので、Mn
含有量は0.5〜1.8％の範囲とする。そして、MnとSiの含有量のバランスが崩れる
と溶接部の不健全性、即ち、溶接部の不良発生率
が増加する可能性があり、このMnとSiの比は、
次式、即ち、Mn〔％〕／Si〔％〕が４〜10を満足
することが望ましい。Ｐは偏折層に偏折し易い有害な元素であり、鋼
塊の冷却過程で発生した偏折はフエライト、バー
ライトバンドとして製品まで持ち来たされ、著し
い時にはサイジングおよび矯正過程で衝合部に割
れを発生するので低い方が望ましく、よつて、偏
折による弊害が事実上生じない0.03％以下の含有
量とする。Ｓは既に説明したように延性に著しく悪影響を
およぼす元素であるから低い方が望ましいもの
で、0.02％を越えて含有されると電縫溶接部に
MnSが凝集し、かつ、粗大化して低合金電縫管
のへん平性能と曲げ性能を著しく低下させるので
その含有量は0.02％以下とする。 Alは製鋼上脱酸剤として使用するものである
が、含有量が0.1％を越えると鋼中の非金属介在
物が増加し、材質を劣化させる傾向を生じ、ま
た、含有量が0.01％未満では安定して脱酸を行な
うことが困難である。よつて、Al含有量は0.01〜
0.1％の範囲とする。 CrはMnと同様に鋼の強度低下を補う強化元素
として極めて有効なものであるが、その含有量が
2.5％を越えるとフエライト、バーライトバンド
が著しくなつて、溶接性が劣化し、また、0.05％
未満では必要とする強度が得られない。従つて、
Cr含有量は0.5〜2.5％とする。 MoはCrと同様に鋼の強化元素として有効なも
のであり、必要に応じて適宜添加されるが、その
含有量が0.5％を越えてもその効果は0.5％含有す
る場合に比して増大することがなく、また、0.1
％未満では効果が顕著でなくなる。従つてMo含
有量は0.1〜0.5％とする。 Tiは鋼の有効な強化元素であると同時に電縫
溶接時の結晶粒の粗大化を阻止し、硫化物形状制
御を行なう非常に効果的な元素であり、必要に応
じて添加されるが、その含有量が0.10％を越える
と鋭角の非金属介在物が増加してへん平性能と曲
げ性能を劣化させ、また、0.01％未満では効果が
ない。よつて、Ti含有量は0.01〜0.10％とする。Ｂは鋼の組織を調整し、強化元素として有効で
あり、必要に応じて添加されるが、その含有量が
0.01％を越えるとへん平性能と曲げ性能を劣化さ
せ、また0.0005％未満では含有させることによる
効果がない。よつて、Ｂ含有量は0.0005〜0.01％
の範囲とする。しかして、上記に説明したような含有成分のみ
では、作られた高張力低合金電縫管は一般的にい
つて、強度特性は優れているが、へん平性能と曲
げ性能は未だ充分なものとはいえず、さらに、疲
労特性も劣るのである。この場合に、Caが含有されていると、熱間加
工性が向上するとともに、MnSの生成を抑制し、
メタルフロー層間への集積を防止し、へん平性能
と曲げ性能を著しく向上させることができる。そ
して、その含有量が0.10％を越えてもその効果は
あまり著しくなく、また、0.001％未満では効果
がないので、Ca含有量は0.001〜0.10％の範囲と
する。また、Caの必要含有量は鋼中のＳ含有量
によつて制約されるもので、Ca〔％〕／Ｓ〔％〕
において、その値が0.5未満では充分にCa含有の
効果がなく、10を越えても10に比して効果はあま
り著しくないので、Ca〔％〕／Ｓ〔％〕を0.5〜10
とする。本発明に係るへん平性能の優れた低合金電縫管
について、以下その実施例を説明する。実施例第１表に示す従来鋼１、２、３、４および本発
明に係るへん平性能の優れた低合金電縫管用鋼第
５、６、７、８について、通常の方法により鋼塊
とし、次いで、熱間圧延により夫々の帯鋼を製造
し、常法によつてシーム溶接して８つの電縫管を
作り、それらの一部について、溶接後シームアニ
ールおよび焼準処理を行ない、これらの電縫管に
ついてへん平試験、曲げ試験を行なつた。へん平試験は第１図ａ，ｂに示すように、溶接
部１の位置を３時の位置ａと12時の位置ｂとに配
置し、上下よりプレス２，３にて、そのプレス間
隔Ｈが初期管径Ｄの1/2、即ちH/D＝1/2となる
ように変形し、その時の溶接部の割れ発生状況を
調べ、第１図ａの状態での試験結果を第１表中の
試験１の欄に、同図ｂでの結果を同表試験２の欄
に示している。一方曲げ試験は第２図に示す如く、内側半径Ｒ
が管外径Ｄの６倍、即ちＲ＝6Dとなるように管
を90゜に曲げ加工したときの溶接部の割れ発生状
況を調査したものであり、その結果も第１表に併
わせて記載している。この第１表からも明らかな
ように、本発明高張力低合金電縫鋼管は、溶接ま
までも極めて優れたへん平性能と曲げ性能を示し
ており、また、シームアニールおよび焼準鋼管に
おいても従来鋼に比して格段に優れた性能を示し
ている。

【表】

【表】 ○：割れ発生せず
−：割れ発生
以上説明したように、本発明に係る低合金電縫
管は上記の構成を有しているものであるから、特
に、Ｓ含有量を低くし、その低Ｓ領域において
Caを含有させることによつて、へん平性能と曲
げ性能の優れた高張力低合金電縫鋼管を得ること
ができ、また、該鋼管の疲労特性を優れたものに
もできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はへん平試験法を示す説明図、第２図は
曲げ試験法の説明図である。１〜溶接部、２，３〜プレス。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ 0.15〜0.5％、Si 0.05〜0.5％、 Mn 0.5〜1.8％、Al 0.01〜0.1％、 Cr 0.5〜2.5％、Ca 0.001〜0.1％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.02％以下を含み、かつ、 Mn〔％〕／Si〔％〕４〜10 および 1.5≦Ca〔％〕／Ｓ〔％〕≦10 であり、残部は実質的にFeからなるへん平性能
の優れた低合金電縫管。２Ｃ 0.15〜0.5％、Si 0.05〜0.5％、 Mn 0.5〜1.8％、Al 0.01〜0.1％、 Cr 0.5〜2.5％、Ca 0.001〜0.1％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.02％以下を含み、さらに、 Mo 0.1〜0.5％、Ti 0.01〜0.1％、Ｂ 0.0005〜0.01％の１種以上を含み、かつ、 Mn〔％〕／Si〔％〕４〜10 および 1.5≦Ca〔％〕／Ｓ〔％〕≦10 であり、残部は実質的にFeからなるへん平性能
の優れた低合金電縫管。