汽车结构部件用高强度焊接钢管及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有优良的成形性、以及在经过剖面成形加工及后续的除应力退火后具有优良的耐扭转疲劳特性的汽车结构部件用高强度焊接钢管及其制造方法。对具有将Ｃ、Ｓｉ、Ａｌ设定为适当范围、含有Ｍｎ：１．０１～１．９９％、Ｔｉ：０．０４１～０．１５０％、Ｎｂ：０．０１７～０．１５０％且满足Ｔｉ＋Ｎｂ：０．０８％以上、将Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｏ调节至规定值以下的组成的钢原材，进行将加热温度和终轧结束温度调节至适当范围的热轧，并在热轧结束后，在７５０～６５０℃的温度范围内进行２秒以上的缓冷，以６６０～５１０℃的卷取温度卷取，对得到的具有平均粒径为２～８μｍ的铁素体相６０体积％以上、平均粒径为２～４０ｎｍ的（Ｎｂ、Ｔｉ）复合碳化物在铁素体相中析出的组织的热轧钢带，实施宽度缩减率在１０％以下的电焊制管工序，从而制成焊接钢管。由此，能够得到具有屈服强度超过６６０ＭＰａ的高强度、且低温韧性、成形性、除应力退火后的耐扭转疲劳特性优良的高强度焊接钢管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合用于扭杆、轴梁、纵臂、悬挂臂等汽车结构部件的、具有超过660MPa的屈服强度的高强度焊接钢管。特别涉及用于扭 杆的、成形性优良、经过剖面成形加工及后续的除应力退火后具有优 良的耐扭转疲劳特性的高强度焊接钢管及其制造方法。
技术介绍
近年来从保护地球环境的观点出发，迫切要求提高汽车的加仑英 里里程(gasolinemileage)。因此，目标指向汽车等车体的彻底的轻量化。 对于汽车等结构部件也不例外，为了同时实现轻量化和安全性，在一部分结构部件中采用高强度化电焊钢管。以往，将作为原材的电焊钢 管成形成规定的形状后，对其实施淬火处理等调质处理，以实现部件 的高强度化。但是，采用调质处理使工序变得复杂，存在部件的制造 时间变长、且部件制造成本升高的问题。针对这种问题，例如在专利文献1中记载了汽车等的结构部件用 超高强度电焊钢管的制造方法。专利文献1记载的技术是如下的电焊 钢管的制造方法对具有将C、 Si、 Mn、 P、 S、 Al、 N调节为适当量、 并含有B:0.0003 0.003%，进一步含有Mo、 Ti、 Nb、 V中的1种以上 的组成的钢原材，实施在95(TC以下、Ar3相变点以上结束终轧、并在 250'C以下巻取的热轧而制成钢管用钢带，对该钢管用钢带进行制管而 制成电焊钢管后，实施500 65(TC下的时效处理。根据该技术，通过 B的相变组织强化和Mo、 Ti、 Nb等的析出硬化，能够不实施调质处理 就得到超过lOOOMPa的超高强度钢管。并且，专利文献2中记载了适合用于汽车的车门防撞加强梁及平衡杆的、具有拉伸强度为1470N/mn^以上的高强度和高延展性的电焊钢管的制造方法。专利文献2记载的技术是如下的电焊钢管的制造方法 一种原材钢具有如下组成含有C:0.18 0.28%、 Si:0.10 0.50o/o、Mn:0.60 1.80%,将P、S调节到适当范围，并且含有Ti:0.020 0.050%、B:0.0005 0.0050%，进一步含有Cr、 Mo及Nb中的l种以上，对使用上述原材钢所构成的钢板而制成的电焊钢管，在850 95(TC下实施正火处理，并进一步实施淬火处理。根据该技术，能够得到具有1470N/mn^以上的高强度和约10% 约18%的延展性的电焊钢管，适合用于汽车的车门防撞加强梁和平衡杆。专利文献1:日本专利第2588648号公报专利文献2:日本专利第2814882号公报
技术实现思路
但是，利用专利文献1所记载的技术制造出的电焊钢管存在如下问题由于伸长率E1在14%以下，为低延展性，因而成形性差，不适合用于进行冲压成形或液压成形的扭杆、轴梁等汽车结构部件。另一方面，利用专利文献2所记载的技术制造出的电焊钢管存在如下问题伸长率E1高，为18%，适合用于通过弯曲加工而成形的平衡杆，但用于进行冲压成形或液压成形的部件则延展性不足，因而不适合用于进行冲压成形或液压成形的扭杆、轴梁等汽车结构部件。并且，专利文献2记载的技术中，需要进行正火处理及淬火处理，工序复杂，从尺寸精度、经济性等观点考虑也存在问题。本专利技术的目的在于提供一种汽车结构部件用高强度焊接钢管的制造方法，其有效地解决了上述现有技术的问题，能够不实施调质处理就制造出适合用于扭杆等需要在经过剖面成形加工及后续的除应力退火后具有优良的耐扭转疲劳特性的汽车结构部件的高强度焊接钢管，并能够制造出拉伸强度超过660MPa、具有优良的低温韧性、优良的成5形性以及在经过剖面成形加工及后续的除应力退火后具有优良的耐扭转疲劳特性的汽车结构部件用高强度焊接钢管。另外，本专利技术中所说的"高强度焊接钢管"是指具有超过660MPa的屈服强度YS的焊接钢管。另外，本专利技术中所说的"优良的成形性"是指如下情况在使用基于JIS Z 2201的规定的JIS 12号试验片、依据JIS Z 2241的规定进行的拉伸试验中，伸长率E1显示为15%以上(在JIS 11号试验片中为22%以上)。另外，本专利技术中所说的"经过剖面成形加工和后续的除应力退火后的优良的耐扭转疲劳特性"是指如下情况如图3(日本特开2001-321846号公报的图ll)所示，在钢管的长度中央部分将剖面成形加工成V字形，进一步实施53(TCX10分钟的除应力退火后，利用夹具固定两端部，并以lHz、交变的条件进行扭转疲劳试验，求出5X105重复疲劳极限o b，得到的5X 105重复疲劳极限o b与钢管拉伸强度TS之比(。b/TS)在0.40以上。另外，上述"经过剖面成形加工和后续的除应力退火后的优良的耐扭转疲劳特性"，在满足如下条件时能够确保在实施上述剖面成形加工、进一步实施530°CX10分钟的除应力退火处理后，剖面硬度变化率在-15%以上，残余应力降低率在50%以上。另外，本专利技术中所说的"优良的低温韧性"是指如下情况如图3(日本特开2001-321846号公报的图1 l)所示，在试验钢材(钢管)的长度中央部分将剖面成形加工成V字形，直接在成形后或者在进一步实施53(TCX10分钟的除应力退火后，将试验钢材的平坦部分以管圆周方向(C方向)为试验片长度的方式展开，依据JIS Z 2242的规定从该平坦部切出V缺口试验片(l/4尺寸)，实施摆锤式冲击试验，此时的断口转变温度(脆性转变温度)vTrs均为-4(TC以下。本专利技术人为了完成上述课题，对影响强度、低温韧性、成形性、经过剖面成形加工及后续的除应力退火后的耐扭转疲劳特性等相反的特性的因素，特别是对钢管的化学成分、制造条件进行了系统的研究。结果发现，对具有将C、 Si、 Mn、 Al调节至适当范围内、并且必须含有Ti和Nb的组成的钢原材(钢坯)实施适当条件的热轧，将其制成具有圆周方向剖面的平均结晶粒径为2 8iim的铁素体相占60体积。/。以上、并且平均粒径为2 40nm的(Nb、 Ti)复合碳化物在该铁素体相中析出的组织的钢管原材(热轧钢带)，然后对该钢管原材实施适当条件的电焊制管工序而制成焊接钢管(电焊钢管)，由此能够得到屈服强度超过660MPa、兼具优良的低温韧性、优良的成形性以及经过剖面成形加工和后续的除应力退火后的优良的耐扭转疲劳特性的高强度焊接钢管。本专利技术是基于上述发现，进一步进行研究而完成的。即，本专利技术的主旨如下(1) 一种汽车结构部件用高强度焊接钢管，其低温韧性、成形性、除应力退火后的耐扭转疲劳特性优良，其特征在于，具有如下组成以质量％计，含有C:0.03 0.24%、 Si:0.002 0.95%、 Mn:1.01 1.99%、Al:0.01 0.08%，并且以满足Ti+Nb:0.08。/。以上的方式含有Ti:0.041 0.150%、 Nb:0.017 0.150%，将作为杂质的P、 S、 N、 O i周节为P:0.019%以下、S:0.020。/o以下、N:0.010。/o以下、0:0.005%以下而含有，余量由Fe和不可避免的杂质构成；并且具有由圆周方向剖面的平均结晶粒径为2 8nm的铁素体相和除该铁素体相以外的第二相构成、该铁素体相的组织百分比为60体积％以上、平均粒径为2 40nm的(Nb、 Ti)复合碳化物在该铁素体相中析出的组织；而且屈服强度超过660MPa。(2) 如(1)所述的汽车结构部件用高强度焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车结构部件用高强度焊接钢管，其低温韧性、成形性、除应力退火后的耐扭转疲劳特性优良，其特征在于，具有下述组成：以质量％计，含有Ｃ：０．０３～０．２４％、Ｓｉ：０．００２～０．９５％、Ｍｎ：１．０１～１．９９％、Ａｌ：０．０１～０．０８％，并且以满足Ｔｉ＋Ｎｂ：０．０８％以上的方式含有Ｔｉ：０．０４１～０．１５０％、Ｎｂ：０．０１７～０．１５０％，将作为杂质的Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｏ调节为Ｐ：０．０１９％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｏ：０．００５％以下而含有，余量由Ｆｅ和不可避免的杂质构成；并且具有由圆周方向剖面的平均结晶粒径为２～８μｍ的铁素体相和除该铁素体相以外的第二相构成、该铁素体相的组织百分比在６０体积％以上、平均粒径为２～４０ｎｍ的Ｎｂ、Ｔｉ复合碳化物在该铁素体相中析出的组织；而且屈服强度超过６６０ＭＰａ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂田敬，丰田俊介，河端良和，荒谷昌利，郡司牧男，铃木孝司，桥本裕二，泽木哲郎，佐藤昭夫，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]