高强度中空稳定器用电阻焊接钢管、高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法、高强度中空稳定器及高强度中空稳定器的制造方法技术

技术编号:18176180 阅读:47 留言:0更新日期:2018-06-09 18:35
本发明专利技术提供耐腐蚀疲劳特性优异的高强度中空稳定器用电阻焊接钢管、高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法、高强度中空稳定器及高强度中空稳定器的制造方法。电阻焊接钢管是对将钢板进行电焊制管得到的电阻焊接钢管进一步实施热缩径轧制而成的,其具有下述组成和组织,组成以质量%计含有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%以下,余部由Fe及不可避免的杂质组成,组织中,将粒径为10μm以上的TiS粒子及粒径为10μm以上的MnS粒子减少至以清洁度计分别为0.1%以下。由此,电阻焊接钢管呈现实施冷成型和淬火回火处理后的硬度以维氏硬度计为400HV以上且小于550HV这样的高强度(高硬度),并且电阻焊接钢管的原始奥氏体晶粒的平均粒径为50μm以下,在中空稳定器用途中即使在腐蚀环境下,耐疲劳特性(耐腐蚀疲劳性)仍然优异。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度中空稳定器用电阻焊接钢管、高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法、高强度中空稳定器及高强度中空稳定器的制造方法
本专利技术涉及适合用作汽车的稳定器的电阻焊接钢管(electricresistanceweldedsteelpipe),尤其涉及高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的耐腐蚀疲劳特性的提高。另外,涉及高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法、高强度中空稳定器及高强度中空稳定器的制造方法。
技术介绍
一直以来,在大多数汽车中,出于缓和转弯时的车体侧倾、或保持高速行驶时的行驶稳定性的目的而安装有稳定器。近年来,为了减轻汽车车体的质量,使用了钢管的中空稳定器得到普及。这样的中空稳定器通常以无缝钢管、电焊钢管(以下也称为电阻焊接钢管)作为材料、在冷成型为期望的形状后施以淬火或淬火回火等调质处理而制成制品。其中,电阻焊接钢管由于比较廉价、且尺寸精度优异而被广泛用作中空稳定器用材料。例如,专利文献1中,记载了耐疲劳特性优异的中空稳定器的制造方法。专利文献1中记载的技术中,依次实施下述工序来制造中空稳定器:成型工序,对组成以质量%计含有C:0.2~0.38%、Si:0.35%以下,Mn:0.3~1.5%、Al:0.1%以下,Ti:0.005~0.1%、B:0.0005~0.005%的焊接钢管实施加热处理(加热至优选为800~1000℃的范围的温度)后,以轧制温度:600~850℃、累积缩径率:40%以上施加拉伸轧制,进而通过冷弯曲加工而成型为稳定器形状;热处理工序,实施淬火处理及回火处理。根据专利文献1中记载的技术,能够利用廉价的方法来提高耐疲劳特性。另外,专利文献2中,记载了高强度中空稳定器用钢管。专利文献2中记载的钢管是具有下述组成、且淬火处理后或者淬火回火处理后的强度-韧性均衡性优异的高强度中空稳定器用电阻焊接钢管,所述组成以质量%计,含有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%,并且,以在Ti:0.001~0.04%、N:0.0010~0.0100%的范围内、且满足N/14<Ti/47.9的方式含有Ti、N。根据专利文献2中记载的技术,能够容易地制造以往无法得到的高硬度(大于400HV)且强度-韧性均衡性优异的中空稳定器。另外,专利文献3中,记载了扁平性优异的热处理用电阻焊接钢管的制造方法,所述方法中,将钢管材料进行成型而制成大致圆筒状的开口管后,将该开口管的端部彼此对接,通过高频电阻焊接,以使熔合线宽度成为30~65μm的方式调节热量输入,进行电阻焊接而制成电阻焊接钢管,接着,将该电阻焊接钢管加热至Ac3相变点以上的温度,实施以外径比计的压下率为(1-25/缩径轧制前熔合线宽度(μm))×100%以上的缩径轧制,使熔合线宽度为25μm以下,其中,所述钢管材料具有下述组成,所述组成以质量%计含有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%,且以满足(N/14)<(Ti/47.9)的方式含有Ti、N。通过专利文献3中记载的制造方法得到的电阻焊接钢管适合中空稳定器等被施以淬火处理的用途。对于专利文献3中记载的电阻焊接钢管而言,由于电阻焊接部的脱碳层宽度窄,即使通过快速短时间加热来实施淬火处理,也仍然能够抑制电阻焊接部的淬火硬度的降低,制成耐久性优异的中空稳定器。另外,专利文献4中,记载了具有下述组成且电阻焊接部的熔合线宽度为25μm以下的扁平性优异的热处理用电阻焊接钢管,所述组成以质量%计含有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%,且以满足(N/14)<(Ti/47.9)的方式含有Ti、N。专利文献4中记载的电阻焊接钢管适合中空稳定器等被施以淬火处理的用途。对于专利文献4中记载的电阻焊接钢管而言,由于电阻焊接部的脱碳层宽度窄,即使通过快速短时间加热来实施淬火处理,也仍然能够抑制电阻焊接部的淬火硬度的降低,制成耐久性优异的中空稳定器。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-076047号公报专利文献2:日本特开2006-206999号公报专利文献3:日本特开2008-208417号公报专利文献4:日本特开2013-147751号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上文所述,根据专利文献1~4中记载的技术,能够在高强度(高硬度)的情况下,提高汽车的稳定器所要求的耐疲劳特性。但是,尤其在寒冷地带,作为冬季的道路防冻措施,在道路上散布含有NaCl、CaCl2等氯化物的防冻剂,防止滑倒等事故。因此,含有氯离子的水分(雪、冰等)附着于车体的下部(行走部分),形成腐蚀环境。因此,近年来,对汽车的稳定器也开始要求腐蚀环境下的耐疲劳特性、即要求其耐腐蚀疲劳特性也优异。但是,虽然专利文献1~4中记载的技术能提高大气气氛中的耐疲劳特性,但专利文献1~4中并未言及腐蚀环境下的耐疲劳特性。根据专利文献1~4中记载的技术,存在无法期待显著提高高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的耐腐蚀疲劳特性的问题。因此,本专利技术的目的在于,解决上述现有技术的问题,提供耐腐蚀疲劳特性优异的高强度中空稳定器用电阻焊接钢管、高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法、高强度中空稳定器及高强度中空稳定器的制造方法。需要说明的是,本文中所谓“高强度”,是指实施冷成型和淬火回火处理后的壁厚方向的平均硬度以维氏硬度计为400HV以上、优选450HV以上。需要说明的是,壁厚方向的平均硬度为550HV以上时,韧性的降低变得显著,因此,以小于550HV作为上限。另外,本文中所谓“耐腐蚀疲劳特性优异”,是指实施冷成型和淬火回火处理后,在5%NaCl水溶液的气氛中进行载荷应力为±400MPa的疲劳试验(对称交变),直到破裂发生为止的重复次数为5.0×105次以上。用于解决课题的手段为了达成上述目的,本申请专利技术人对影响高强度中空稳定器的耐腐蚀疲劳特性的各种因素进行了研究。结果发现,腐蚀疲劳经过以下各阶段而最终发展至破坏:(I)腐蚀坑的形成和腐蚀坑的生长、(II)以腐蚀坑作为起点产生疲劳裂纹、(III)疲劳裂纹的扩展。并且,本申请专利技术人特别将抑制(I)、(III)各阶段的进展的对策进行组合,首次想到了这样能够显著提高强度中空稳定器的耐腐蚀疲劳特性。并且,通过进一步研究,本申请专利技术人探明了,粒径为10μm以上的MnS粒子、粒径为10μm以上的TiS粒子成为腐蚀坑的起点,大大影响疲劳裂纹的产生。需要说明的是,本文中所谓“粒径”,是指各粒子的最大长度。并且,本申请专利技术人还发现,通过含有Ca或者进一步含有REM,并将作为腐蚀坑的起点的、粒径为10μm以上的MnS粒子、粒径为10μm以上的TiS粒子的清洁度(按照JISG0555利用点算法求出)调节为0.1%以下,从而能够抑制产生以腐蚀坑作为起点的疲劳裂纹。此外,在腐蚀环本文档来自技高网
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【技术保护点】
高强度中空稳定器用电阻焊接钢管,其具有下述组成和组织,所述组成以质量%计含有C:0.20~0.40%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、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%以下,余部由Fe及不可避免的杂质组成,所述组织中,按照JIS G 0555利用点算法对粒径为10μm以上的TiS粒子及粒径为10μm以上的MnS粒子求出的清洁度分别为0.1%以下,其中包括0%;在实施冷成型和淬火回火处理后,所述高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的原始奥氏体晶粒的平均粒径为50μm以下,且硬度以维氏硬度计为400HV以上且小于550HV。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 JP 2015-1910031.高强度中空稳定器用电阻焊接钢管,其具有下述组成和组织,所述组成以质量%计含有C:0.20~0.40%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~2.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、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%以下,余部由Fe及不可避免的杂质组成,所述组织中,按照JISG0555利用点算法对粒径为10μm以上的TiS粒子及粒径为10μm以上的MnS粒子求出的清洁度分别为0.1%以下,其中包括0%;在实施冷成型和淬火回火处理后,所述高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的原始奥氏体晶粒的平均粒径为50μm以下,且硬度以维氏硬度计为400HV以上且小于550HV。2.如权利要求1所述的高强度中空稳定器用电阻焊接钢管,其中,除了所述组成以外,组成以质量%计还含有选自Cu:1%以下、Ni:1%以下中的1种或2种。3.如权利要求1或2所述的高强度中空稳定器用电阻焊接钢管,其中,除了所述组成以外,组成以质量%计还含有选自Nb:0.05%以下、W:0.05%以下、V:0.5%以下中的1种或2种以上。4.如权利要求1至3中任一项所述的高强度中空稳定器用电阻焊接钢管,其中,除了所述组成以外,以质量%计还含有REM:0.02%以下。5.高强度中空稳定器用电阻焊接钢管的制造方法,其中,通过冷成型而将钢板成型为大致圆筒状,制成开口管,将该开口管的宽度方向端部彼此对接,进行电阻焊接而制成电焊制管,接着,加热至850~1000℃的温度,进一步以轧制温度:650...

【专利技术属性】
技术研发人员:荒谷昌利岩崎谦一小久保信作桥本裕二
申请(专利权)人:杰富意钢铁株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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