CN109642284B - 扭力梁用电焊钢管 - Google Patents

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Abstract

一种扭力梁用电焊钢管，其母材部以质量％计包含C：0.04～0.12％、Si：0.03～1.20％、Mn：0.30～2.50％、Ti：0.08～0.24％、Al：0.005～0.500％、Nb：0.01～0.06％及N：0.0005～0.0100％，剩余部分包含Fe及杂质，其中，由式(i)及式(ii)定义的Vc90为200以上，Ti相对于C的含有质量比为0.85～5.00，在母材部的L截面中的壁厚中央部中，铁素体的面积率为80％以上，铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下，铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下。logVc90＝2.94‑0.75(βa‑1)式(i)；βa＝2.7C+0.4Si+Mn+0.45Ni+0.8Cr+Mo式(ii)。

Description

扭力梁用电焊钢管
技术领域
本申请涉及扭力梁用电焊钢管(电阻焊钢管)。
背景技术
一直以来，在进行关于汽车结构构件(例如汽车行驶部件)中所使用的钢材的研究。
例如，在专利文献1中公开了一种疲劳特性及弯曲成形性优异的机械结构钢管用热轧钢板，其被用于汽车行驶部件钢管等机械结构钢管中。
另外，在专利文献2中公开了一种疲劳特性优异的汽车行驶部件用钢材，其不仅成形加工性良好，而且疲劳特性还高，并且热处理中不需要许多成本。
另外，在专利文献3中公开了一种高强度钢，其适宜作为要求高强度、且优异的加工性和优异的耐扭转疲劳特性的扭力梁、桥梁(轴梁)、拖曳臂、悬架臂等汽车结构构件用。
专利文献1：国际公开第2009/133965号
专利文献2：国际公开第2008/018624号
专利文献3：日本特开2011-38155号公报
发明内容
发明所要解决的课题
对于作为汽车行驶部件之一的扭力梁，要求高的强度(特别是管轴方向的抗拉强度)。
另一方面，扭力梁有时会通过对电焊钢管(以下，也称为“扭力梁用电焊钢管”)实施弯曲成形来制造。在该情况下，有可能会在电焊钢管的被实施了弯曲成形的部分的内表面产生裂纹(以下，也称为“内表面裂纹”)。从电焊钢管的弯曲成形性的观点出发，对于电焊钢管，有时会要求提高耐内表面裂纹性。
这里，所谓耐内表面裂纹性是指能够抑制在对电焊钢管实施了弯曲成形的情况下的内表面裂纹的性质。
在上述专利文献1～3中，完全没有进行从提高钢管的耐内表面裂纹性的观点来看的研究，留有改善的余地。
本申请的课题是提供管轴方向的抗拉强度优异、并且耐内表面裂纹性也优异的扭力梁用电焊钢管。
用于解决课题的手段
在用于解决上述课题的手段中包含以下的方案。
<1>一种扭力梁用电焊钢管，其包含母材部及电焊部，
所述母材部的化学组成以质量％计包含：
C：0.04～0.12％、
Si：0.03～1.20％、
Mn：0.30～2.50％、
P：0～0.030％、
S：0～0.010％、
Ti：0.08～0.24％、
Al：0.005～0.500％、
Nb：0.01～0.06％、
N：0.0005～0.0100％、
Cu：0～1.00％、
Ni：0～1.00％、
Cr：0～1.00％、
Mo：0～0.50％、
V：0～0.20％、
W：0～0.10％、
Ca：0～0.0200％、
Mg：0～0.0200％、
Zr：0～0.0200％、
REM：0～0.0200％、以及
剩余部分：Fe及杂质，
其中，由下述式(i)定义的Vc90为200以上，
Ti相对于C的含有质量比为0.85～5.00，
在所述母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体的面积率为80％以上，铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下，铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下，
管轴方向的抗拉强度为750～1000MPa。
logVc90＝2.94-0.75(βa-1) 式(i)
βa＝2.7C+0.4Si+Mn+0.45Ni+0.8Cr+Mo 式(ii)
〔式(i)中，βa是由式(ii)定义的值。
式(ii)中，各元素符号表示各元素的质量％。〕
<2>根据<1>所述的扭力梁用电焊钢管，其中，所述母材部的化学组成以质量％计含有选自
Cu：超过0％且为1.00％以下、
Ni：超过0％且为1.00％以下、
Cr：超过0％且为1.00％以下、
Mo：超过0％且为0.50％以下、
V：超过0％且为0.20％以下、
W：超过0％且为0.10％以下、
Ca：超过0％且为0.0200％以下、
Mg：超过0％且为0.0200％以下、
Zr：超过0％且为0.0200％以下、及
REM：超过0％且为0.0200％以下中的1种以上。
<3>根据<1>或<2>所述的扭力梁用电焊钢管，其外径为50～150mm，壁厚为2.0～4.0mm。
发明效果
根据本申请，可提供管轴方向的抗拉强度优异、并且耐内表面裂纹性也优异的扭力梁用钢管。
附图说明
图1是表示本申请的电焊钢管中的母材部的金属组织的一个例子的金属组织照片(光学显微镜照片)。
图2是示意性表示实施例中的弯曲试验的概要的概略图。
图3是示意性表示在实施例中的弯曲试验中通过对电焊钢管实施弯曲成形而得到的结构物的截面的概略截面图。
具体实施方式
在本说明书中，使用“～”所表示的数值范围是指包含“～”的前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。
在本说明书中，表示成分(元素)的含量的“％”是指“质量％”。
在本说明书中，有时会将C(碳)的含量标记为“C含量”。对于其它元素的含量有时也同样进行标记。
在本说明书中，“工序”这个用语不仅包括独立的工序，在无法与其它工序明确进行区别的情况下只要可达成该工序的所期望的目的，则也包含在本用语中。
在本说明书中阶段性地记载的数值范围内，某一阶段的数值范围的上限值或下限值也可以置换成其它阶段的记载的数值范围的上限值或下限值，另外，也可以置换成实施例中所示的值。
本申请的扭力梁用电焊钢管(以下，也简称为“电焊钢管”)包含母材部及电焊部，母材部的化学组成以质量％计包含C：0.04～0.12％、Si：0.03～1.20％、Mn：0.30～2.50％、P：0～0.030％、S：0～0.010％、Ti：0.08～0.24％、Al：0.005～0.500％、Nb：0.01～0.06％、N：0.0005～0.0100％、Cu：0～1.00％、Ni：0～1.00％、Cr：0～1.00％、Mo：0～0.50％、V：0～0.20％、W：0～0.10％、Ca：0～0.0200％、Mg：0～0.0200％、Zr：0～0.0200％、REM：0～0.0200％以及剩余部分：Fe及杂质，其中，由下述式(i)定义的Vc90为200以上，Ti相对于C的含有质量比(以下，也称为“Ti/C比”)为0.85～5.00，在母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体的面积率为80％以上，铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下，铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下，管轴方向的抗拉强度为750～1000MPa。
logVc90＝2.94-0.75(βa-1) 式(i)
βa＝2.7C+0.4Si+Mn+0.45Ni+0.8Cr+Mo 式(ii)
〔式(i)中，βa为由式(ii)定义的值。
式(ii)中，各元素符号表示各元素的质量％。〕
在本申请的电焊钢管中，所谓母材部(base metal portion)是指电焊钢管中的电焊部及热影响区以外的部分。
这里，所谓热影响区(heat affected zone；以下，也称为“HAZ”)是指受到由电焊焊接产生的热的影响(但是，在电焊后进行焊缝热处理的情况下，则是由电焊焊接及焊缝热处理产生的热的影响)的部分。
就本申请的电焊钢管而言，管轴方向的抗拉强度优异(具体而言，管轴方向的抗拉强度为750MPa以上)，并且耐内表面裂纹性也优异。
可得到上述效果的理由如以下那样推测。但是，本申请的电焊钢管并不受以下的推定理由的限定。
就本申请的电焊钢管而言，通过在上述金属组织中铁素体的面积率为80％以上、铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下以及铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下，从而耐内表面裂纹性提高。其理由如以下那样推测。
据认为内表面裂纹是以下述方式产生的：因弯曲成形引起的剪切变形导致由弯曲成形带来的弯曲部的内表面及其附近的晶界开裂，该开裂发生进展，由此产生内表面裂纹。因此，据认为：通过在将金属组织制成铁素体的面积率为80％以上的金属组织的基础上、将铁素体晶粒制成细粒(即，将铁素体晶粒的平均晶体粒径设定为10μm以下)以及使铁素体晶粒的形状接近球状(即，将铁素体晶粒的平均长宽比设定为2.0以下)，从而可如上述那样产生的内表面裂纹会得以抑制(即，耐内表面裂纹性提高)。
铁素体的面积率为80％以上的金属组织通过下述来实现：通过将Vc90设定为200以上从而使钢的淬透性下降等。
一般而言，会有下述倾向：软质相即铁素体的面积率变得越高，则管轴方向的抗拉强度越是下降。关于这一点，就本申请的电焊钢管而言，通过将Ti/C比设定为0.85以上从而由TiC的析出而使钢的强度提高等，由此实现750MPa以上的高抗拉强度。
以下，对本申请的电焊钢管中的化学组成及金属组织进行说明。
<母材部的化学组成>
以下，对本申请的电焊钢管中的母材部的化学组成(以下，也称为“本申请中的化学组成”。)进行说明。
C：0.04～0.12％
C是使钢的强度提高的元素。C含量低于0.04％时，有可能得不到作为扭力梁用钢管所需的强度。因此，C含量为0.04％以上。C含量优选为0.05％以上，更优选为0.06％以上。
另一方面，如果C含量超过0.12％，则有可能强度过于提高从而耐内表面裂纹性劣化。因此，C含量为0.12％以下。C含量优选为0.10％以下。
Si：0.03～1.20％
Si是用于脱氧的元素。Si含量低于0.03％时，有可能脱氧变得不充分而生成粗大的氧化物。因此，Si含量为0.03％以上。Si含量优选为0.10％以上，更优选为0.20％以上。
另一方面，如果Si含量超过1.20％，则有可能导致SiO2等夹杂物的生成、在成形时变得容易产生微小空隙。因此，Si含量为1.20％以下。
Si含量优选为1.00％以下，更优选为0.50％以下，进一步优选为0.40％以下，进一步优选为0.30％以下。
Mn：0.30～2.50％
Mn是使钢的强度提高的元素。Mn含量低于0.30％时，有可能得不到作为扭力梁用钢管所需的强度。因此，Mn含量为0.30％以上。Mn含量优选为0.50％以上，更优选为0.60％以上。
另一方面，如果Mn含量超过2.50％，则有可能强度过于提高从而耐内表面裂纹性劣化。因此，Mn含量为2.50％以下。Mn含量优选为2.00％以下，更优选为1.60％以下。
P：0～0.030％
P为杂质。如果P含量超过0.030％，则有可能变得容易在晶界上发生浓化、耐内表面裂纹性劣化。因此，P含量为0.030％以下。P含量优选为0.020％以下。
另一方面，P含量也可以为0％。从降低脱磷成本的观点出发，P含量也可以超过0％，也可以为0.001％以上，还可以为0.010％以上。
S：0～0.010％
S为杂质。如果S含量超过0.010％，则有可能会生成粗大的MnS、耐内表面裂纹性劣化。因此，S含量为0.010％以下。S含量优选为0.005％以下。
另一方面，S含量也可以为0％。从降低脱硫成本的观点出发，S含量也可以超过0％，也可以为0.001％以上。
Ti：0.08～0.24％
Ti是通过以TiC的形式析出而使钢的强度提高、并且通过热轧时的钉扎效应而有助于晶粒的微细化的元素。Ti含量低于0.08％时，有可能得不到作为扭力梁用钢管所需的强度及晶粒的钉扎效应。因此，Ti含量为0.08％以上。Ti含量优选为0.09％以上，更优选为0.10％以上。
另一方面，如果Ti含量超过0.24％，则粗大的TiC和/或TiN会析出，耐内表面裂纹性劣化。因此，Ti含量为0.24％以下。Ti含量优选为0.21％以下，更优选为0.20％以下，进一步优选为0.15％以下。
Al：0.005～0.500％
Al是生成AlN、并通过热轧时的钉扎效应而有助于晶粒的微细化的元素。Al含量低于0.005％时，有可能得不到晶粒的钉扎效应、铁素体变得粗大。因此，Al含量为0.005％以上。Al含量优选为0.010％以上，更优选为0.020％以上。
另一方面，如果Al含量超过0.500％，则有可能粗大的AlN会析出、耐内表面裂纹性劣化。因此，Al含量为0.500％以下。Al含量优选为0.200％以下，更优选为0.100％以下，进一步优选为0.050％以下。
Nb：0.01～0.06％
Nb是生成NbC、并通过热轧时的钉扎效应而有助于晶粒的微细化的元素。Nb含量低于0.01％时，有可能得不到晶粒的钉扎效应、铁素体变得粗大。因此，Nb含量为0.01％以上。Nb含量优选为0.02％以上。
另一方面，如果Nb含量超过0.06％，则有可能粗大的NbC会析出、耐内表面裂纹性劣化。因此，Nb含量为0.06％以下。Nb含量优选为0.04％以下。
N：0.0005～0.0100％
N是生成AlN、并通过热轧时的钉扎效应而有助于晶粒的微细化的元素。N含量低于0.0005％时，有可能得不到晶粒的钉扎效应、铁素体变得粗大。因此，N含量为0.0005％以上。N含量优选为0.0010％以上，更优选为0.0030％以上。
另一方面，如果N含量超过0.0100％，则粗大的AlN会析出，耐内表面裂纹性劣化。因此，N含量为0.0100％以下。N含量优选为0.0080％以下，更优选为0.0060％以下。
Cu：0～1.00％
Cu是任选的元素，也可以不含有。即，Cu含量也可以为0％。
Cu是有助于钢的高强度化的元素。从这样的效果的观点出发，Cu含量也可以超过0％，也可以为0.01％以上。
另一方面，如果过量地含有Cu，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Cu含量为1.00％以下。Cu含量优选为0.50％以下，更优选为0.30％以下。
Ni：0～1.00％
Ni是任选的元素，也可以不含有。即，Ni含量也可以为0％。
Ni是有助于钢的高强度化的元素。从这样的效果的观点出发，Ni含量也可以超过0％，也可以为0.01％以上。
另一方面，如果过量地含有Ni，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Ni含量为1.00％以下。Ni含量优选为0.50％以下，更优选为0.30％以下。
Cr：0～1.00％
Cr是任选的元素，也可以不含有。即，Cr含量也可以为0％。
Cr是有助于钢的高强度化的元素。从这样的效果的观点出发，Cr含量也可以超过0％，也可以为0.01％以上。
另一方面，如果过量地含有Cr，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Cr含量为1.00％以下。Cr含量优选为0.50％以下，更优选为0.30％以下。
Mo：0～0.50％
Mo是任选的元素，也可以不含有。即，Mo含量也可以为0％。
Mo是有助于钢的高强度化的元素。从这样的效果的观点出发，Mo含量也可以超过0％，也可以为0.01％以上，还可以为0.10％以上。
另一方面，如果过量地含有Mo，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Mo含量为0.50％以下。Mo含量优选为0.40％以下。
V：0～0.20％
V是任选的元素，也可以不含有。即，V含量也可以为0％。
V是有助于钢的高强度化的元素。从这样的效果的观点出发，V含量也可以超过0％，也可以为0.005％以上。
另一方面，如果过量地含有V，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，V含量为0.20％以下。V含量优选为0.10％以下。
W：0～0.10％
W是任选的元素，也可以不含有。即，W含量也可以为0％。
W是有助于钢的高强度化的元素。从这样的效果的观点出发，W含量也可以超过0％，也可以为0.005％以上。
另一方面，如果过量地含有W，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，W含量为0.10％以下。W含量优选为0.05％以下。
Ca：0～0.0200％
Ca是任选的元素，也可以不含有。即，Ca含量也可以为0％。
Ca具有控制夹杂物、进一步抑制耐内表面裂纹性的效果。从这样的效果的观点出发，Ca含量也可以超过0％，也可以为0.0001％以上，也可以为0.0010％以上，还可以为0.0030％以上。
另一方面，如果过量地含有Ca，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Ca含量为0.0200％以下。Ca含量优选为0.0100％以下，更优选为0.0070％以下。
Mg：0～0.0200％
Mg是任选的元素，也可以不含有。即，Mg含量也可以为0％。
Mg具有控制夹杂物、进一步抑制耐内表面裂纹性的效果。从这样的效果的观点出发，Mg含量也可以超过0％，也可以为0.0001％以上。
另一方面，如果过量地含有Mg，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Mg含量为0.0200％以下。Mg含量优选为0.0100％以下，更优选为0.0050％以下，进一步优选为0.0020％以下。
Zr：0～0.0200％
Zr是任选的元素，也可以不含有。即，Zr含量也可以为0％。
Zr具有控制夹杂物、进一步抑制耐内表面裂纹性的效果。从这样的效果的观点出发，Zr含量也可以超过0％，也可以为0.0001％以上。
另一方面，如果过量地含有Zr，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，Zr含量为0.0200％以下。Zr含量优选为0.0100％以下，更优选为0.0050％以下，进一步优选为0.0020％以下。
REM：0～0.0200％
REM是任选的元素，也可以不含有。即，REM含量也可以为0％。
这里，“REM”是指稀土类元素即选自Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中的至少1种元素。
REM具有控制夹杂物、进一步抑制耐内表面裂纹性的效果。从这样的效果的观点出发，REM含量也可以超过0％，也可以为0.0001％以上，还可以为0.0005％以上。
另一方面，如果过量地含有REM，则有可能效果会饱和而导致成本的上升。因此，REM含量为0.0200％以下。REM含量优选为0.0100％以下，更优选为0.0050％以下，进一步优选为0.0020％以下。
剩余部分：Fe及杂质
在母材部的化学组成中，除上述的各元素以外的剩余部分为Fe及杂质。
这里，所谓杂质是指原材料(例如矿石、废料等)中所含的成分或者在制造的工序中混入的成分，不是有意图地含有于钢中的成分。
作为杂质，可列举出上述的元素以外的所有元素。作为杂质的元素可以仅是1种，也可以为2种以上。
作为杂质，可列举出例如B、Sb、Sn、Co、As、Pb、Bi、H。
通常，对于Sb、Sn、Co及As可以有例如含量为0.1％以下的混入，对于Pb及Bi可以有例如含量为0.005％以下的混入，对于B可以有例如含量为0.0003％以下的混入，对于H可以有例如含量为0.0004％以下的混入。对于其它元素的含量，只要是通常的范围，则无需特别地控制。
从得到由各元素带来的上述效果的观点出发，母材部的化学组成也可以含有选自Cu：超过0％且为1.00％以下、Ni：超过0％且为1.00％以下、Cr：超过0％且为1.00％以下、Mo：超过0％且为0.50％以下、V：超过0％且为0.20％以下、W：超过0％且为0.10％以下、Ca：超过0％且为0.0200％以下、Mg：超过0％且为0.0200％以下、Zr：超过0％且为0.0200％以下及REM：超过0％且为0.0200％以下中的1种以上。
Vc90：200以上
在母材部的化学组成中，由下述式(i)定义的Vc90是成为钢的淬透性的指标的值。
logVc90＝2.94-0.75(βa-1) 式(i)
βa＝2.7C+0.4Si+Mn+0.45Ni+0.8Cr+Mo 式(ii)
〔式(i)中，βa是由式(ii)定义的值。
式(ii)中，各元素符号表示各元素的质量％。〕
Vc90越高，则钢的淬透性变得越低，变得越容易生成铁素体。
在本申请的电焊钢管中，铁素体的面积率为80％以上。
从达成这样的铁素体的面积率的观点出发，Vc90为200以上。Vc90优选为220以上，更优选为240以上。
对于Vc90的上限没有特别限制。如果从电焊钢管的制造适应性的观点来看，则Vc90优选为1500以下。
Ti/C比：0.85～5.00
在母材部的化学组成中，Ti/C比(即，Ti相对于C的含有质量比。换言之，则是Ti的质量％相对于C的质量％之比)为0.85以上。由此，可以通过TiC的析出而使钢的强度提高。Ti/C比优选为1.00以上，更优选为1.10以上。
在母材部的化学组成中，Ti/C比为5.00以下。由此，由粗大的TiC和/或TiN的析出而导致的耐内表面裂纹性的劣化会得到抑制。Ti/C比优选为4.00以下，更优选为3.00以下。
<母材部的金属组织>
本申请的电焊钢管在母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体的面积率为80％以上，铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下，铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下。
通过母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织满足这些条件，从而电焊钢管的耐内表面裂纹性提高。
这里，所谓L截面是指与管轴方向及壁厚方向平行的截面。
铁素体的面积率：80％以上
在母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体的面积率为80％以上。由此，由于能够使由弯曲成形引起的成形应变均等地分配至各晶粒，因此耐内表面裂纹性提高。
如果铁素体的面积率低于80％，则应变会集中在硬质相(即，由铁素体以外的组织形成的相)与软质相(即，由铁素体形成的相)的边界，因此在弯曲成形时变得容易产生内表面裂纹(即，耐内表面裂纹性劣化)。
铁素体的面积率优选为85％以上，更优选为90％以上。
铁素体的面积率可以为100％，也可以低于100％。
这里，所谓铁素体的面积率是表示多角形铁素体(多边形铁素体；polygonalferrite)在金属组织整体中所占的面积率。
在铁素体的面积率低于100％的情况下，金属组织的剩余部分优选为珠光体及贝氏体中的至少一者。
本说明书中的“贝氏体”的概念中包含贝氏体铁素体的形态为板条状的上贝氏体及贝氏体铁素体的形态为板状的下贝氏体这两者〔例如参照日本金属学会“Materia(まてりあ)”Vol.46(2007)，No.5，pp.321-326〕。另外，本说明书中的“贝氏体”的概念中还进一步包含在热轧钢板的卷取后的空气冷却时(即，热卷材的形态下的空气冷却时)所生成的回火贝氏体。
本说明书中的“珠光体”的概念中包含伪珠光体。
铁素体的面积率的测定及剩余部分的确定如以下那样操作来进行。
依据JIS G 0551(2013年)，对本申请的电焊钢管中的母材180°位置(即，与电焊部在管周方向上偏离180°的位置。以下相同。)的L截面(观察面)进行研磨，接着通过硝酸乙醇腐蚀液进行蚀刻。拍摄进行了蚀刻的L截面中的壁厚中央部的金属组织的照片(以下，也称为“金属组织照片”)。这里，金属组织照片是使用光学显微镜对倍率为1000倍的视场拍摄10个视场量(以截面的实际面积计为0.12mm2量)。
对所拍摄的金属组织照片进行图像处理，基于图像处理的结果，进行铁素体的面积率的测定及剩余部分的确定。图像处理使用例如NIRECO CORPORATION制的小型通用图像解析装置LUZEX AP来进行。
图1是表示本申请的电焊钢管中的母材部的金属组织的一个例子的金属组织照片(光学显微镜照片)。
图1的金属组织照片是在后述的实施例1中用于测定铁素体的面积率及确定剩余部分的金属组织照片中的一张(1个视场)。
如图1中所示的那样，该一个例子的金属组织是以多角形铁素体作为主体的金属组织。
铁素体晶粒的平均晶体粒径：10μm以下
在母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下。由此，变得容易使由弯曲成形引起的成形应变均等地分配至各铁素体晶粒，其结果是，能够使耐内表面裂纹性提高。
如果铁素体晶粒的平均晶体粒径超过10μm，则有可能会因弯曲成形引起的成形应变集中至粗大的铁素体晶粒而诱发内表面裂纹(即，耐内表面裂纹性劣化)。
铁素体晶粒的平均晶体粒径优选为8μm以下。
对于铁素体晶粒的平均晶体粒径的下限没有特别限制。从钢的制造适应性的观点出发，铁素体晶粒的平均晶体粒径优选为3μm以上，更优选为4μm以上。
铁素体晶粒的平均晶体粒径如以下那样操作来测定。
使用SEM-EBSD装置对母材部(详细而言，是本申请的电焊钢管中的母材180°位置)的L截面中的壁厚中央部的金属组织进行观察(倍率为1000倍)，求出由倾角为15°以上的大角度晶界所围成的铁素体晶粒的粒径。铁素体晶粒的粒径以当量圆直径的形式求出。
通过该方法，对200μm(管轴方向)×500μm(壁厚方向)的视场范围内所含的全部铁素体晶粒分别求出粒径。将所得到的测定值(粒径)进行算术平均，将所得到的算术平均值设定为铁素体晶粒的平均晶体粒径。
铁素体晶粒的平均长宽比：2.0以下
在母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下。由此，能够抑制在管轴方向(即，制造电焊钢管的原材料即热轧钢板时的轧制方向)上连续的内表面裂纹(即，耐内表面裂纹性提高)。
如果铁素体晶粒的平均长宽比超过2.0，则铁素体晶粒的晶界变得容易在管轴方向上连续。其结果是，如果在电焊钢管的内表面一旦产生龟裂，则有可能龟裂会沿管轴方向进展而发展成连续的裂纹(即，内表面裂纹)。
铁素体晶粒的平均长宽比优选为1.8以下，更优选为1.6以下。
铁素体晶粒的平均长宽比从其定义来看当然为1.0以上。铁素体晶粒的平均长宽比优选超过1.0，更优选为1.1以上，进一步优选为1.2以上。
铁素体晶粒的平均长宽比如以下那样操作来测定。
使用SEM-EBSD装置对母材部(详细而言，是本申请的电焊钢管中的母材180°位置)的L截面中的壁厚中央部的金属组织进行观察(倍率为1000倍)，对由倾角为15°以上的大角度晶界所围成的铁素体晶粒的形状进行椭圆近似。将所得到的椭圆中的长轴长度相对于短轴长度之比(即，长轴长度/短轴长度比)设定为铁素体晶粒的长宽比。
通过该方法，对200μm(管轴方向)×500μm(壁厚方向)的视场范围内所含的全部铁素体晶粒分别求出长宽比。将所得到的测定值(长宽比)进行算术平均，将所得到的算术平均值设定为铁素体晶粒的平均长宽比。
需要说明的是，大体上，上述长轴方向与电焊钢管的管轴方向(即，制造电焊钢管的原材料即热轧钢板时的轧制方向)大致一致，上述短轴方向与电焊钢管的壁厚方向大致一致。
本申请的电焊钢管的管轴方向的抗拉强度为750～1000MPa。
通过管轴方向的抗拉强度为750MPa以上，可确保作为扭力梁用电焊钢管的强度。管轴方向的抗拉强度优选为800MPa以上。
通过管轴方向的抗拉强度为1000MPa以下，从而耐内表面裂纹性提高。管轴方向的抗拉强度优选为990MPa以下。
本申请的电焊钢管的管轴方向的抗拉强度如以下那样操作来测定。
从本申请的电焊钢管中的母材180°位置采集JIS12号拉伸试验片。对所采集的JIS12号拉伸试验片依据JIS Z 2241(2011年)进行管轴方向的拉伸试验，测定管轴方向的抗拉强度。将所得到的结果设定为本申请的电焊钢管的管轴方向的抗拉强度。
对于本申请的电焊钢管的外径没有特别限制。从电焊钢管的制造适应性的观点出发，外径优选为50～150mm。
对于本申请的电焊钢管的壁厚没有特别限制。从电焊钢管的制造适应性的观点出发，本申请的电焊钢管的壁厚优选为2.0～4.0mm。
本申请的电焊钢管优选为轧制状态的电焊钢管。
这里，所谓轧制状态的电焊钢管(As-rolled electric resistance weldedsteel pipe)是指在造管后没有实施焊缝热处理以外的热处理的电焊钢管。
所谓“造管”是指通过对热轧钢板进行辊轧成形而制成开口管，并对所得到的开口管的对接部进行电焊而形成电焊部为止的过程。
所谓“辊轧成形”是指对热轧钢板进行弯曲加工而成形为开口管状。
其为轧制状态的电焊钢管这一事项可以通过在进行管轴方向的拉伸试验的情况下没有观测到屈服伸长来确认。
轧制状态的电焊钢管在进行管轴方向的拉伸试验的情况下不会观测到屈服伸长。
与此相对，在造管后实施了焊缝热处理以外的热处理(例如回火)的电焊钢管在进行管轴方向的拉伸试验的情况下会观测到屈服伸长。
本申请的电焊钢管被用于制造扭力梁。
使用了本申请的电焊钢管的扭力梁的制造例如通过对本申请的电焊钢管的一部分实施弯曲成形来进行。弯曲成形例如通过将本申请的电焊钢管中的与管轴方向平行的直线状的区域的一部分沿从电焊钢管的外部朝向内部的方向压入来进行(例如，参照后述的图2中所示的弯曲试验)。由此，例如可制造包含具有大致为V字型的封闭截面(例如，参照后述的图3)的部分的扭力梁。
一般而言，在通过弯曲成形得到的弯曲部的内表面的曲率半径R小的情况下，会有变得容易产生内表面裂纹的倾向。
但是，根据耐内表面裂纹性优异的本申请的电焊钢管，即使在该情况下，也可有效地抑制内表面裂纹的产生。
因此，由本申请的电焊钢管带来的耐内表面裂纹性提高的效果在通过弯曲成形得到的弯曲部的内表面的曲率半径R小的情况下，会特别有效地被发挥。
换言之，由本申请的电焊钢管带来的耐内表面裂纹性提高的效果在下述情况下会特别有效地被发挥：本申请的电焊钢管被用于制作包含内表面的曲率半径R小的弯曲部(例如，内表面的曲率半径R相对于壁厚为2倍以下(优选为0.7～2倍、更优选为1～2倍)的弯曲部)的扭力梁。
<制法的一个例子>
作为制造本申请的电焊钢管的方法的一个例子，可列举出以下的制法A。
制法A包括以下工序：
板坯准备工序，准备具有本申请中的化学组成的板坯；
热轧工序，将所准备的板坯加热至1070～1300℃的板坯加热温度为止，对加热的板坯实施将热轧精轧温度设定为920℃以上的热轧，由此得到热轧钢板；
冷却工序，将热轧工序中得到的热轧钢板以40～100℃/s的1次冷却速度进行1次冷却直至达到650～700℃的保持温度为止，接着在上述保持温度下保持3～15s(保持时间)，接着以60℃/s以上的2次冷却速度进行2次冷却直至达到550℃以下的卷取温度为止；
卷取工序，通过将2次冷却后的热轧钢板在上述卷取温度下卷取，从而得到由热轧钢板形成的热卷材；
造管工序，从热卷材中开卷出热轧钢板，通过对所开卷的热轧钢板进行辊轧成形而制成开口管，通过对所得到的开口管的对接部进行电焊而形成电焊部，从而得到电焊钢管；和
缩径工序，将所得到的电焊钢管的外径通过定径机以2.0％以下的缩径量进行缩径。
根据该制法A，容易制造管轴方向的抗拉强度为750～1000MPa、并且在母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中铁素体的面积率为80％以上、铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下、铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下的本申请的电焊钢管。
(板坯准备工序)
在制法A中，板坯准备工序是准备具有上述的化学组成的板坯的工序。
板坯准备工序可以是制造板坯的工序，也可以是仅准备预先所制造的板坯的工序。
在制造板坯的情况下，例如制造具有上述的化学组成的钢液，使用所制造的钢液来制造板坯。此时，可以通过连铸法来制造板坯，也可以使用钢液来制造钢锭，并对钢锭进行初轧来制造板坯。
(热轧工序)
在制法A中，热轧工序是下述工序：将上述准备的板坯加热至1070～1300℃的板坯加热温度为止，对加热的板坯实施将热轧精轧温度设定为920℃以上的热轧，由此得到热轧钢板。
通过将板坯加热至1070～1300℃的板坯加热温度为止，可以使钢液凝固过程中析出的碳化物、氮化合物及碳氮化合物在钢中固溶。其结果是，能够在热轧后使铁素体中的碳化物微细地分散，能够不使耐内表面裂纹性劣化而使强度提高。另外，还能够在成形时抑制微小空隙的产生。
如果板坯加热温度为1070℃以上，则能够使钢液凝固过程中析出的碳化物、氮化合物及碳氮化合物在钢中充分地固溶。
如果板坯加热温度为1300℃以下，则能够抑制粗大的AlN在热轧中或热轧后的冷却中析出。
热轧精轧温度为920℃以上意味着不是在未再结晶区域进行热轧、而是在再结晶区域进行热轧。这样一来，在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下。
(冷却工序及卷取工序)
在制法A中，冷却工序是下述工序：将热轧工序中得到的热轧钢板以40～100℃/s的1次冷却速度进行1次冷却直至达到650～700℃的保持温度为止，接着在上述保持温度下保持3～15s的保持时间，接着以60℃/s以上的2次冷却速度进行2次冷却直至达到550℃以下的卷取温度为止。
在制法A中，卷取工序是下述工序：通过将2次冷却后的热轧钢板在上述卷取温度下卷取，从而得到由热轧钢板形成的热卷材。
如果1次冷却速度为40～100℃/s，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下。
如果保持温度为650℃以上，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体的面积率为80％以上。
如果保持温度为700℃以下，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下。
如果保持时间为3s以上，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体的面积率为80％以上。
如果保持时间为15s以下，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下。
如果2次冷却速度为60℃/s以上，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下及管轴方向的抗拉强度为750MPa以上。
如果卷取温度为550℃以下，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下及管轴方向的抗拉强度为750MPa以上。
(造管工序)
造管工序是下述工序：从热卷材中开卷出热轧钢板，通过对所开卷的热轧钢板进行辊轧成形而制成开口管，通过对所得到的开口管的对接部进行电焊而形成电焊部，从而得到电焊钢管。
造管工序可以按照公知的方法来进行。
(缩径工序)
缩径工序是下述工序：将造管工序中得到的电焊钢管的外径通过定径机以2.0％以下的缩径量进行缩径。
如果缩径量为2.0％以下，则在所得到的电焊钢管中，容易实现铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下。
以上的制法A的各工序不会对钢的化学组成造成影响。
因此，通过制法A而制造的电焊钢管的母材部的化学组成视为与原料(钢液或板坯)的化学组成是同样的。
制法A也可以根据需要包含其它工序。
作为其它工序，可列举出在造管工序后且缩径工序之前对电焊钢管的电焊部进行焊缝热处理的工序等。
实施例
以下，示出本申请的实施例，但本申请并不限定于这些实施例。
〔实施例1～16、比较例1～12〕
<电焊钢管的制造>
按照上述的制法A，分别得到了各实施例的电焊钢管。将各实施例的电焊钢管的制造条件或化学组成适当变更(参照表2)，分别得到了比较例1～12的电焊钢管。
以下，示出详细情况。
在将具有表1中所示的化学组成的钢液(钢A～W)用炉进行熔炼后，通过铸造而制作了厚度为250mm的板坯(板坯准备工序)。
除表1中所示的元素以外的剩余部分为Fe及杂质。
表1中，钢H中的REM为La，钢P中的REM为Ce。
表1中的Vc90是由上述的式(i)及式(ii)定义的Vc90。
表1中的Ti/C是指Ti相对于C的含有质量比。
表1及表2中的下划线表示为本申请的范围外。
将上述得到的板坯加热至表2中所示的板坯加热温度为止，对加热的板坯实施将热轧精轧温度设定为表2中所示的温度的热轧，由此得到了热轧钢板(热轧工序)。
对热轧工序中得到的热轧钢板实施表2中所示的条件的1次冷却、保持及2次冷却，接着通过在表2中所示的卷取温度下卷取，从而得到了由板厚为3.0mm的热轧钢板形成的热卷材(冷却工序及卷取工序)。
接着，从热卷材中开卷出热轧钢板，通过对所开卷的热轧钢板进行辊轧成形而制成开口管，通过对所得到的开口管的对接部进行电焊而形成电焊部，从而得到了缩径前的电焊钢管(造管工序)。
将所得到的缩径前的电焊钢管的外径通过定径机以表2中所示的缩径量进行缩径，由此得到了外径为90mm且壁厚为3.0mm的电焊钢管。
<铁素体的面积率的测定及剩余部分的种类的确认>
对所得到的电焊钢管的母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织通过上述的方法测定了铁素体的面积率并且确认了剩余部分的种类。
将结果示于表2中。
在表2中的剩余部分的种类中，“B，P”是指剩余部分为贝氏体及珠光体中的至少一者。
<铁素体晶粒的平均长宽比>
对所得到的电焊钢管的母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织通过上述的方法测定了铁素体晶粒的平均长宽比(表2中，简记为“平均长宽比”)。
将结果示于表2中。
<铁素体晶粒的平均晶体粒径>
对所得到的电焊钢管的母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织通过上述的方法测定了铁素体晶粒的平均晶体粒径(表2中，简记为“平均晶体粒径”)。
将结果示于表2中。
<管轴方向的抗拉强度的测定>
通过上述的方法测定了所得到的电焊钢管的管轴方向的抗拉强度(表2中，简记为“抗拉强度”)。
在所有的实施例及比较例中，都没有在用于测定抗拉强度的管轴方向的拉伸试验中观测到屈服伸长。
将结果示于表2中。
<弯曲试验(内表面裂纹深度的评价)>
对所得到的电焊钢管进行模仿扭力梁的制造的弯曲试验，评价了内表面裂纹深度。以下，说明详细情况。
图2是示意性表示弯曲试验的概要的概略图。
如图2中所示的那样，准备了各实施例及各比较例的电焊钢管即电焊钢管100A、具有V字型的缺口部的下模具10和具有截面为大致三角形状的尖端的冲头12。
这里，模具10的缺口部的谷部的角度θ1及冲头12的尖端的角度θ2都设定为60°。
在该弯曲试验中，在下模具10的缺口部配置电焊钢管100A，相对于所配置的电焊钢管100A，将冲头12沿箭头P的方向压入，由此对电焊钢管100A实施了弯曲成形。由此，对电焊钢管100A的一部分施加与电焊钢管100A的管轴方向L垂直的方向的弯曲，形成了图3中所示的具有大致为V字型的封闭截面的结构物100B。
需要说明的是，电焊钢管100A的管轴方向L相当于制造电焊钢管100A的原材料即热轧钢板时的轧制方向。
图3是示意性表示在弯曲试验中通过对电焊钢管100A实施弯曲成形而得到的结构物的截面的概略截面图。图3中所示的结构物的截面是与结构物的长度方向垂直的截面，与弯曲成形前的电焊钢管中的C截面(即，与管轴方向L垂直的截面)对应。
如图3中所示的那样，通过对电焊钢管100A实施弯曲成形，从而形成了具有大致为V字型的封闭截面的结构物100B。这里，冲头12的压入量按照在结构部100B的封闭截面中的一端部101B(弯曲部)处、内表面102B的曲率半径R成为4mm的方式进行了调整。结构部100B的封闭截面中的另一端部的内表面的曲率半径R也按照成为4mm的方式进行了调整。
通过用扫描型电子显微镜(SEM)对一端部101B的截面(详细而言，相当于图3的截面)中的内表面102B及其附近进行观察，从而测定了内表面裂纹的深度(以下，也称为“内表面裂纹深度”)。
这里，内表面裂纹深度如以下那样操作来求出。
通过用SEM对一端部101B的截面中的内表面102B及其附近进行观察，从而确认了内表面裂纹的有无。在存在内表面裂纹的情况下，对各个内表面裂纹分别求出从裂纹的起点到终点为止的直线距离，并求出了各个内表面裂纹的深度。将各个内表面裂纹的深度的最大值设定为该实施例或比较例中的“内表面裂纹深度”。在不存在内表面裂纹的情况下，该实施例或比较例中的“内表面裂纹深度”设定为“0μm”。
将所得到的内表面裂纹深度示于表2中。
在该内表面裂纹深度的评价中，内表面裂纹深度越小，则耐内表面裂纹性越优异。内表面裂纹深度为0μm意味着完全没有产生内表面裂纹即耐内表面裂纹性显著优异。
[表1]
Figure GDA0001973426490000221
[表2]
Figure GDA0001973426490000231
如表2中所示的那样，就符合本申请的电焊钢管的实施例1～16的电焊钢管而言，尽管显示出优异的抗拉强度，但也完全没有产生内表面裂纹，兼顾了优异的抗拉强度和优异的耐内表面裂纹性。
与此相对，就Vc90低于200(即，钢的淬透性过高)的比较例1～4及6而言，铁素体面积率变得低于80％，耐内表面裂纹性劣化。
另外，就Vc90为200以上、但Ti/C低于0.85的比较例5及12而言，抗拉强度下降。
另外，就具有本申请中的化学组成、但铁素体晶粒的平均晶体粒径超过10μm的比较例7～9而言，耐内表面裂纹性劣化。
另外，就具有本申请中的化学组成、但铁素体晶粒的平均长宽比超过2.0的比较例9～11而言，耐内表面裂纹性劣化。
日本专利申请2016-195680的公开内容其整体通过参照而被纳入本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请及技术标准通过参照而被纳入本说明书中，其与具体且分别记载了各个文献、专利申请及技术标准通过参照而纳入的情况是相同程度。

Claims (3)

1.一种扭力梁用电焊钢管，其包含母材部及电焊部，
所述母材部的化学组成以质量％计包含：
C：0.04～0.12％、
Si：0.03～1.20％、
Mn：0.30～2.50％、
P：0～0.030％、
S：0～0.010％、
Ti：0.08～0.24％、
Al：0.005～0.500％、
Nb：0.01～0.06％、
N：0.0005～0.0100％、
Cu：0～1.00％、
Ni：0～1.00％、
Cr：0～1.00％、
Mo：0～0.50％、
V：0～0.20％、
W：0～0.10％、
Ca：0～0.0200％、
Mg：0～0.0200％、
Zr：0～0.0200％、
REM：0～0.0200％、以及
剩余部分：Fe及杂质，
其中，由下述式(i)定义的Vc90为200以上，
Ti相对于C的含有质量比为0.85～5.00，
在所述母材部的L截面中的壁厚中央部的金属组织中，铁素体的面积率为80％以上，铁素体晶粒的平均晶体粒径为10μm以下，铁素体晶粒的平均长宽比为2.0以下，
管轴方向的抗拉强度为750～1000MPa，
所述L截面是指与管轴方向及壁厚方向平行的截面，
所述铁素体的面积率是表示多角形铁素体在金属组织整体中所占的面积率，
logVc90＝2.94-0.75(βa-1) 式(i)
βa＝2.7C+0.4Si+Mn+0.45Ni+0.8Cr+Mo 式(ii)
式(i)中，βa是由式(ii)定义的值，
式(ii)中，各元素符号表示各元素的质量％。
2.根据权利要求1所述的扭力梁用电焊钢管，其中，所述母材部的化学组成以质量％计含有选自
Cu：超过0％且为1.00％以下、
Ni：超过0％且为1.00％以下、
Cr：超过0％且为1.00％以下、
Mo：超过0％且为0.50％以下、
V：超过0％且为0.20％以下、
W：超过0％且为0.10％以下、
Ca：超过0％且为0.0200％以下、
Mg：超过0％且为0.0200％以下、
Zr：超过0％且为0.0200％以下、及
REM：超过0％且为0.0200％以下中的1种以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的扭力梁用电焊钢管，其外径为50～150mm，壁厚为2.0～4.0mm。
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