CN111511946B - 电阻焊钢管和电阻焊钢管的制造方法 - Google Patents

电阻焊钢管和电阻焊钢管的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供快速短时间加热淬火处理后的疲劳耐久性优良的电阻焊钢管。一种电阻焊钢管，其是以具有特定的成分组成的钢板作为母材、具有熔合线宽度为40×10‑6m以上且120×10‑6m以下的电阻焊部的电阻焊钢管，其中，所述电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)与所述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0‑C1为0.05质量％以下，并且所述电阻焊钢管的内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10‑6m以下。

Description

电阻焊钢管和电阻焊钢管的制造方法
技术领域
本发明涉及电阻焊钢管，特别是涉及快速短时间加热淬火处理后的疲劳耐久性优良、能够适合用作中空稳定器等的原材的电阻焊钢管。另外，本发明涉及上述电阻焊钢管的制造方法。
背景技术
近年来，从保护地球环境的观点考虑，加强了汽车的废气限制，为了提高燃料效率正推进汽车车身的轻量化。作为车身的轻量化的一个方法，最近指向将实心部件变更为空心部件。该倾向在为了抑制转弯时车身的左右摇晃、提高高速行驶时的稳定性而使用的稳定器中也不例外。即，进行从使用棒钢的实心稳定器向使用钢管的中空稳定器的转换，从而谋求车身的轻量化。
以上述中空稳定器为代表的空心部件通常通过如下方法制造：将钢管冷成形为期望形状后，为了得到所要求的强度而实施淬火或淬火回火。作为上述钢管，主要使用无缝钢管、电阻焊钢管和对这些钢管进行冷拉拔加工而得到的拉拔钢管。其中，电阻焊钢管比较廉价，而且即使不进行拉拔加工，尺寸精度、表面的品质也优良，因此，广泛作为上述空心部件用原材加以利用(专利文献1～3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平01-058264号公报
专利文献2：日本特公昭61-045688号公报
专利文献3：日本特开平06-093339号公报
专利文献4：日本特开2009-197327号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，最近，指向车身的进一步轻量化，另外具有施加于空心部件的应力也更高的倾向。因此，对于专利文献1～3中记载的现有的电阻焊钢管而言，产生疲劳耐久性、特别是电阻焊部的疲劳耐久性不足的情况。
疲劳耐久性不足的原因之一是电阻焊部的淬透性的不足。如上所述，一般而言，空心部件通过对钢管进行冷成形后、实施淬火来制造。因此，电阻焊钢管的电阻焊部的淬火不足时，淬火后的电阻焊部的硬度(淬火硬度)比母材部(电阻焊部以外的部分)低。这样的电阻焊部的淬火硬度的不足在将电阻焊钢管利用通电加热进行快速短时间加热而实施淬火处理(以下称为“快速短时间加热淬火处理”)的情况下特别显著地存在。
该“快速短时间加热淬火处理”的生产率高，而且对于抑制加热时的脱碳也有效，因此被广泛利用。
当然，作为防止淬火时的脱碳的方法，除了进行快速加热而缩短加热时间的方法以外，还已知在以不引起脱碳的方式适当调整后的气氛中进行加热的方法。但是，这样的不引起脱碳的气氛通常对人体有害而发生中毒，而且***的危险高，因此处理并不容易。另外，为了进行淬火，需要将被处理构件迅速地从加热炉中取出并供于冷却，但在这样的迅速取出中，也需要特别的措施以不引起气氛气体从炉内的泄漏、大气向炉内的侵入。特别是，在对如中空稳定器这样较长且形状复杂的部件进行淬火的情况下，这样的措施并不容易。
基于上述原因，要求为了防止脱碳而利用快速短时间加热淬火处理、并且消除电阻焊部的淬火硬度的不足。
因此，为了解决上述现有技术的问题，本发明人开发出通过对快速短时间加热淬火处理中的加热条件进行控制来抑制电阻焊部的淬火硬度的降低的技术(专利文献4)。即，其是根据电阻焊部的熔合线宽度(对应于减碳层宽度)对淬火处理条件中的加热速度、最高到达温度、均热时间和至淬火开始温度为止的一次冷却速度进行调整的方法。根据该方法，能够确保充分的淬火硬度的量的C(碳)在加热时从母材部向电阻焊部扩散，结果，淬火处理后的电阻焊部硬度升高，所得到的构件的疲劳耐久性提高。
但是，专利文献4中记载的技术中，存在仅能应用于像热精加工电阻焊钢管这样熔合线宽度窄的钢管的问题。在熔合线宽度为40μm以上的通常的电阻焊状态的钢管的情况下，不存在能够在电阻焊部进行充分复碳的适当的短时间加热条件。当然，通过延长加热时间，可以进行复碳，但这种情况下，由于加热时间变长而无法防止脱碳。因此，上述方法中存在如下问题：在具有一般的熔合线宽度的构件的淬火中，无法兼顾电阻焊部的淬火硬度的提高和脱碳的防止。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供即使熔合线宽度为40×10-6m以上也能够兼顾电阻焊部的淬火硬度的提高和脱碳的防止、快速短时间加热淬火处理后的疲劳耐久性优良的电阻焊钢管。另外，本发明的目的在于提供上述电阻焊钢管的制造方法。
需要说明的是，本发明中，“快速短时间加热淬火处理”是指：最高加热温度为900℃以上、室温至上述最高加热温度之间的平均加热速度为10℃/s以上、在900℃以上的温度范围内停留的时间为1分钟以内的淬火处理。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题而进行了研究，结果得出下述见解。
(1)一般的熔合线宽度的电阻焊钢管的淬火中，为了进行充分的复碳而提高电阻焊部的淬火硬度，需要延长加热时间，发生脱碳。为了防止脱碳，在不引起脱碳的气氛中进行加热即可，但如上所述，淬火处理中的加热工序中，需要之后进行骤冷，因此，为了使用不引起脱碳的气氛而需要各种对策。
(2)但是，对于加工之前的直钢管，如果进行不伴随骤冷的加热，则即使是一般的炉，也能够容易地进行使用不引起脱碳的气氛的加热。
(3)因此，在快速短时间加热淬火处理之前，在不引起脱碳的气氛中，在与熔合线宽度相应的适当条件下进行热处理(正火)，由此，能够防止脱碳并且使充分量的碳扩散到电阻焊部。
(4)实施上述热处理后的电阻焊钢管进行快速短时间加热淬火处理后的电阻焊部的淬火硬度高，具备优良的疲劳耐久性。
本发明是基于上述见解而完成的，其主旨构成如下所述。
1.一种电阻焊钢管，其是以具有以质量％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％和N：0.0010～0.0100％、余量由Fe和不可避免的杂质构成并且Ti含量和N含量满足下述(1)式的成分组成的钢板作为母材、具有熔合线宽度为40×10-6m以上且120×10-6m以下的电阻焊部的电阻焊钢管，其中，
上述电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C1为0.05质量％以下，并且
上述电阻焊钢管的内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10-6m以下。
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，上述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)。
2.如上述1所述的电阻焊钢管，其中，上述成分组成以质量％计还含有选自由Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、W：1.0％以下、Ni：1.0％以下和Cu：1.0％以下组成的组中的一种或两种以上。
3.如上述1或2所述的电阻焊钢管，其中，上述成分组成以质量％计还含有Nb：0.2％以下和V：0.2％以下中的一者或两者。
4.如上述1～3中任一项所述的电阻焊钢管，其中，上述成分组成以质量％计还含有Ca：0.0050％以下。
5.一种电阻焊钢管的制造方法，其中，
对具有以质量％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％和N：0.0010～0.0100％、余量由Fe和不可避免的杂质构成并且Ti含量和N含量满足下述(1)式的成分组成的钢板进行电阻焊，制成具有熔合线宽度为40×10-6m以上且120×10-6m以下的电阻焊部、内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10-6m以下的电阻焊钢管，
接着，在由下述(2)式求出的上述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1为0.05质量％以下的条件下，并且
在由CO、CO2、H2、H2O以及对C和Fe呈中性的气体构成并满足下述(3)和(4)式的气氛中进行正火。
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，上述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)
C* 1＝C0-(C0-0.09)erf(h’)…(2)
在此，
C0：钢板的C含量(质量％)
h’＝h/(Dt)1/2
h(m)：熔合线宽度/2
D(m2/s)＝D0exp(-Q/RT)
D0＝4.7×10-5m2/s
Q＝155kJ/mol·K
R＝8.31J/mol·K、
T：上述正火中的最高加热温度(K)
t(s)：上述正火中在(T-50K)至T之间的温度范围内保持的时间
(PCO)2/PCO2≥K·aγ C…(3)
PH2·PCO/PH2O≥K’·aγ C…(4)
在此，
log(K)＝-9460/T-1.26log(T)+13.52
K’＝exp[-(131300-134.3T)/RT]
aC γ＝xC γ·exp[(GC γ+ΩFeC γ-GC gr)·RT]·exp[(-2ΩFeC γ·xC γ+ΣWMC γ·xM γ)/RT]
GC γ-GC gr＝73744J/mol
2ΩFeC γ＝-51956J/mol
WMnC γ＝-41900J/mol
WSiC γ＝+125700J/mol
WCrC γ＝-104750J/mol
PCO(atm)：炉内气氛中的CO的分压
PCO2(atm)：炉内气氛中的CO2的分压
PH2(atm)：炉内气氛中的H2的分压
PH2O(atm)：炉内气氛中的H2O的分压
R＝8.31J/mol·K
T：上述正火中的最高加热温度(K)
aC γ：奥氏体相中的C的活度
xC γ：奥氏体相中的C的摩尔百分率
xSi γ：奥氏体相中的Si的摩尔百分率
xMn γ：奥氏体相中的Mn的摩尔百分率
xCr γ：奥氏体相中的Cr的摩尔百分率
GC γ：奥氏体相中的C的自由能
GC gr：石墨中的C的自由能
6.一种电阻焊钢管的制造方法，其中，
对具有以质量％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％和N：0.0010～0.0100％、余量由Fe和不可避免的杂质构成并且Ti含量和N含量满足下述(1)式的成分组成的钢板进行电阻焊，制成具有熔合线宽度为40×10-6m以上且120×10-6m以下的电阻焊部、内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10-6m以下的电阻焊钢管，
接着，在由下述(2)式求出的上述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1为0.05质量％以下的条件下，并且
在由以炉内气氛中的摩尔百分率计为H2：10％以下、O2：80ppm以下以及余量的H2O和N2构成、露点为0℃以下的气氛中进行正火。
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，上述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)
C* 1＝C0-(C0-0.09)erf(h’)…(2)
在此，
C0：钢板的C含量(质量％)
h’＝h/(Dt)1/2
h(m)：熔合线宽度/2
D(m2/s)＝D0exp(-Q/RT)
D0＝4.7×10-5m2/s
Q＝155kJ/mol·K
R＝8.31J/mol·K、
T：上述正火中的最高加热温度(K)
t(s)：上述正火中在(T-50K)至T之间的温度范围内保持的时间
7.如上述5或6所述的电阻焊钢管的制造方法，其中，上述成分组成以质量％计还含有选自由Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、W：1.0％以下、Ni：1.0％以下和Cu：1.0％以下组成的组中的一种或两种以上。
8.如上述5～7中任一项所述的电阻焊钢管的制造方法，其中，上述成分组成以质量％计还含有Nb：0.2％以下和V：0.2％以下中的一者或两者。
9.如上述5～8中任一项所述的电阻焊钢管的制造方法，其中，上述成分组成以质量％计还含有Ca：0.0050％以下。
发明效果
根据本发明，即使是电阻焊部的减碳区域的宽度较宽的一般的电阻焊钢管，也能够抑制快速短时间加热淬火处理后的电阻焊部的淬火硬度的降低，能够得到优良的疲劳耐久性。因此，本发明的电阻焊钢管能够极其合适地作为中空稳定器等的空心部件用的原材管使用。
附图说明
图1是示出减碳层宽度和熔合线宽度的测定例的图。
图2是示意性地示出实施例中的淬火处理的加热模式的图。
图3是示出电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C1、与回火后中的母材部与电阻焊部的维氏硬度之差的相关性、和是否发生了异常破裂的图。
图4是示出由(2)式求出的上述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1、与作为实测值的C0-C1的相关性的图。
具体实施方式
接着，对实施本发明的方法具体地进行说明。
[成分组成]
本发明的电阻焊钢管的特征之一在于，以具有上述成分组成的钢板作为母材。以下，对将成分组成限定为上述范围的理由进行说明。需要说明的是，以下的成分组成的说明中的“％”只要没有特别说明则表示“质量％”。另外，制造上述电阻焊钢管时作为原材使用的钢板的成分组成也可以与上述电阻焊钢管的母材的成分组成相同。
C：0.15～0.40％
C是发生固溶而使钢的强度增加、并且以碳化物和碳氮化物中的一者或两者的形式析出而提高回火后的强度的有用元素。为了确保期望的钢管的强度和淬火后的强度，将C含量设定为0.15％以上、优选0.20％以上。另一方面，C含量超过0.40％时，淬火处理后的韧性降低。因此，C含量设定为0.40％以下、优选0.35％以下。
Si：0.05～0.50％
Si是作为脱氧剂发挥作用的元素。为了得到其效果，需要含有0.05％以上。因此，Si含量设定为0.05％以上、优选0.10％以上。另一方面，即使含有超过0.50％，脱氧的效果也饱和，因此，无法期待与含量相符的效果，在经济上变得不利，而且在电阻焊时容易产生夹杂物，对电阻焊部的健全性产生不良影响。因此，Si含量设定为0.50％以下、优选0.30％以下。
Mn：0.30～2.00％
Mn是发生固溶而提高钢的强度、并且提高钢的淬透性的元素。为了确保期望的强度，Mn含量设定为0.30％以上。另一方面，Mn含量超过2.00％时，生成残余奥氏体，回火后的韧性降低。因此，Mn含量设定为2.00％以下、优选1.60％以下。
Al：0.01～0.10％
Al是作为脱氧剂发挥作用、并且具有将N固定而确保对淬透性提高有效的固溶B量的效果的元素。为了得到上述效果，将Al含量设定为0.01％以上、优选0.02％以上。另一方面，Al含量超过0.10％时，夹杂物的生成变多，疲劳寿命降低。因此，Al含量设定为0.10％以下、优选0.05％以下。
Ti：0.001～0.04％
Ti作为N固定化元素发挥作用，具有确保对淬透性提高有效的固溶B量的效果。另外，Ti以微细的碳化物的形式析出，抑制焊接时或热处理时的晶粒的粗大化，有助于韧性的提高。为了得到上述效果，将Ti含量设定为0.001％以上、优选0.02％以上。另一方面，Ti含量超过0.04％时，夹杂物的形成变得显著，韧性降低。因此，将Ti含量设定为0.04％以下、优选0.03％以下。
B：0.0005～0.0050％
B是提高钢的淬透性的有效元素。另外，B具有强化晶界的作用，具有防止淬裂的效果。为了得到上述效果，将B含量设定为0.0005％以上、优选0.0010％以上。另一方面，B含量超过0.0050％时，上述效果饱和，在经济上变得不利。另外，B含量超过0.0050％时，生成粗大的含B的析出物，韧性降低。因此，将B含量设定为0.0050％以下、优选0.0025％以下。
N：0.0010～0.0100％
N是与钢中的合金元素结合而形成氮化物、碳氮化物从而有助于回火后的强度确保的元素。为了得到上述效果，将N含量设定为0.0010％以上。另一方面，N含量超过0.0100％时，氮化物粗大化，韧性、疲劳寿命降低。因此，将N含量设定为0.0100％以下。
本发明的一个实施方式中的钢板的成分组成可以设定为由上述元素和余量的Fe和不可避免的杂质构成。需要说明的是，不可避免的杂质的含量没有特别限定，P、S和O的含量优选各自独立地抑制为以下的范围。
P：0.020％以下
P是对焊接破裂性、韧性产生不良影响的元素。因此，作为不可避免的杂质的P含量优选抑制为0.020％以下，更优选抑制为0.015％以下。另一方面，P是杂质元素，其含量越低越好，因此，P含量的下限没有限定，可以为0。但是，存在过度的降低导致成本增加的情况。因此，从降低成本的观点考虑，优选将P含量设定为0.001％以上，更优选设定为0.005％以上。
S：0.010％以下
S是在钢中以硫化物系夹杂物的形式存在、使钢管的加工性、韧性、疲劳寿命降低并且使再热裂纹敏感性增大的元素。因此，作为不可避免的杂质的S含量优选抑制为0.010％以下，更优选抑制为0.005％以下。另一方面，S是杂质元素，其含量越低越好，因此，S含量的下限没有限定，可以为0。但是，存在过度的降低导致成本增加的情况。因此，从降低成本的观点考虑，优选将S含量设定为0.0005％以上，更优选设定为0.0010％以上。
O：0.005％以下
O是在钢中主要以氧化物系夹杂物的形式存在、使钢管的加工性、韧性、疲劳寿命降低的元素。因此，作为不可避免的杂质的O含量优选抑制为0.005％以下，更优选抑制为0.0021％以下。另一方面，O是杂质元素，其含量越低越好，因此，O含量的下限没有限定，可以为0。但是，存在过度的降低导致成本增加的情况。因此，从降低成本的观点考虑，优选将O含量设定为0.0005％以上，更优选设定为0.0010％以上。
本发明的其他实施方式中，上述成分组成可以进一步以下述含量任选地含有选自由Cr、Mo、W、Ni和Cu组成的组中的一种或两种以上。
Cr：1.0％以下
Cr是提高淬透性、而且具有形成微细的碳化物而使强度升高的作用的元素。但是，Cr含量超过1.0％时，上述效果饱和，在经济上变得不利，并且在电阻焊时容易产生夹杂物，对电阻焊部的健全性产生不良影响。因此，在添加Cr的情况下，将Cr含量设定为1.0％以下、优选0.30％以下。另一方面，Cr含量的下限没有特别限定，从充分得到Cr的添加效果的观点考虑，优选将Cr含量设定为0.05％以上，更优选设定为0.10％以上。
Mo：1.0％以下
Mo是提高淬透性、而且具有形成微细的碳化物而使强度升高的作用的元素。但是，Mo含量超过1.0％时，上述效果饱和，在经济上变得不利，并且生成粗大的碳化物，韧性降低。因此，在添加Mo的情况下，将Mo含量设定为1.0％以下、优选0.30％以下。另一方面，Mo含量的下限没有特别限定，从充分得到Mo的添加效果的观点考虑，优选将Mo含量设定为0.05％以上，更优选设定为0.10％以上。
W：1.0％以下
W是提高淬透性、而且具有使调质处理后的硬度与韧性的平衡良好的作用的元素。但是，W含量超过1.0％时，上述效果饱和，在经济上变得不利。因此，在添加W的情况下，将W含量设定为1.0％以下、优选0.30％以下。另一方面，W含量的下限没有特别限定，从充分得到W的添加效果的观点考虑，优选将W含量设定为0.05％以上，更优选设定为0.10％以上。
Ni：1.0％以下
Ni是提高淬透性、而且也有助于韧性提高的元素。但是，Ni含量超过1.0％时，上述效果饱和，在经济上变得不利，并且加工性降低。因此，在添加Ni的情况下，将Ni含量设定为1.0％以下、优选0.50％以下。另一方面，Ni含量的下限没有特别限定，从充分得到Ni的添加效果的观点考虑，优选将Ni含量设定为0.05％以上，更优选设定为0.10％以上。
Cu：1.0％以下
Cu是提高淬透性、而且对防止延迟断裂有效的元素。但是，Cu含量超过1.0％时，上述效果饱和，在经济上变得不利，并且加工性降低。因此，在添加Cu的情况下，将Cu含量设定为1.0％以下、优选0.30％以下。另一方面，Cu含量的下限没有特别限定，从充分得到Cu的添加效果的观点考虑，优选将Cu含量设定为0.05％以上，更优选设定为0.10％以上。
本发明的其他实施方式中，上述成分组成可以进一步以下述含量任选地含有Nb和V中的一者或两者。
Nb：0.2％以下
Nb是形成碳化物而有助于强度增加的元素，可以根据需要选择地含有。但是，Nb含量超过0.2％时，上述效果饱和，在经济上变得不利。因此，在添加Nb的情况下，Nb含量设定为0.2％以下。另一方面，Nb含量的下限没有特别限定，从充分得到Nb的添加效果的观点考虑，优选将Nb含量设定为0.01％以上。
V：0.2％以下
V与Nb同样，是形成碳化物而有助于强度增加的元素，可以根据需要选择地含有。但是，V含量超过0.2％时，上述效果饱和，在经济上变得不利。因此，在添加V的情况下，V含量设定为0.2％以下。另一方面，V含量的下限没有特别限定，从充分得到V的添加效果的观点考虑，优选将V含量设定为0.01％以上。
本发明的其他实施方式中，上述成分组成可以进一步以下述含量任选地含有Ca。
Ca：0.0050％以下
Ca是控制硫化物等夹杂物的形态而提高加工性的元素，可以根据需要含有。但是，Ca含量超过0.0050％时，钢的洁净度降低。因此，在添加Ca的情况下，将Ca含量设定为0.0050％以下、优选0.0010％以下。另一方面，Ca含量的下限没有特别限定，从充分得到Ca的添加效果的观点考虑，优选将Ca含量设定为0.0001％以上，更优选设定为0.0003％以上。
■Ti含量与N含量的关系
本发明中，需要使上述钢板的成分组成中的Ti含量和N含量满足下述(1)式。
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，上述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)。
如上所述，B是具有提高淬透性的作用的元素，但与N结合而以BN的形式析出时，淬透性提高效果显著降低。在Ti含量和N含量不满足下述(1)式的情况下，由Ti带来的N的固定化变得不充分，无法确保淬火时的固溶B量。
换言之，需要使由下述(a)式定义的R小于1。需要说明的是，从更可靠地确保淬火时的固溶B量的观点考虑，优选将R设定为0.90以下，更优选设定为0.80以下。另一方面，R的下限没有限定。但是，需要使N含量和Ti含量分别在上述的范围内。
R＝(N/14)/(Ti/47.9)…(a)
本发明的一个实施方式中，可以使用具有如下成分组成的钢板：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％、任选的选自由Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、W：1.0％以下、Ni：1.0％以下和Cu：1.0％以下组成的组中的一种或两种以上、任选的Nb：0.2％以下和V：0.2％以下中的一者或两者、以及任选的Ca：0.0050％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且Ti含量和N含量满足上述(1)式。
[电阻焊部]
本发明的电阻焊钢管的特征在于，熔合线宽度和电阻焊部的C含量满足下述条件。
[熔合线宽度]
电阻焊钢管通过将作为原材的钢板进行成形而制成大致圆筒状的开管后、将该开管的端部彼此对接并进行电阻焊来制造。在这样得到的电阻焊钢管的电阻焊部形成C含量比母材低的减碳层。该减碳层的宽度、减碳层中的C含量大幅影响电阻焊钢管的特性。
减碳层的宽度可以通过如图1的上段的图所示利用EPMA(Electron Probe MicroAnalyzer，电子探针显微分析仪)对C量进行分析的方法、如图1的中段所示对将焊接部进行硝酸乙醇溶液腐蚀而观察到的白色层的宽度进行测定的方法等各种方法进行测定。但是，若是C量小于0.30％且为电阻焊状态、或者仅实施了低于800℃的温度下的热处理的电阻焊钢管，则进行如图1的下段所示的金属流动腐蚀，由此，可以比较简单并且清楚地对作为未观察到偏析线的区域的熔合线部的宽度进行测定。另外，该熔合线部的宽度(熔合线宽度)与通过上述方法测定的减碳层的宽度非常一致。需要说明的是，C量为0.30％以上的电阻焊钢管中，将利用EPMA测定的减碳层的宽度、或进行硝酸乙醇溶液腐蚀而观察到的白色层的宽度作为熔合线宽度使用。
熔合线宽度：40×10-6m以上且120×10-6m以下
从电阻焊部的淬火硬度的观点考虑，熔合线宽度越窄越优选。因此，将熔合线宽度设定为120×10-6m以下。另一方面，熔合线宽度过窄时，加工性、电阻焊时的稳健性降低。因此，将熔合线宽度设定为40×10-6m以上。上述熔合线宽度通过上述方法进行测定即可，具体而言，可以通过实施例中记载的方法进行测定。
需要说明的是，专利文献4中记载的技术中，为了能够在快速短时间加热淬火处理中进行充分的复碳，仅能应用于熔合线宽度窄的钢管。因此，专利文献4中，对钢管实施缩颈轧制等加工而使熔合线宽度变窄。即使在对熔合线宽度为40×10-6m以上的一般钢管不实施缩颈轧制等加工的情况下实施专利文献4中记载的淬火处理，也无法制造满足本发明的条件的钢管。
[C含量]
C0-C1：0.05质量％以下
电阻焊部的C含量低时，淬透性不足，淬火后的电阻焊部的硬度变得不充分。因此，为了确保电阻焊部的淬火硬度、提高疲劳强度，将电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)与作为母材的钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C1设定为0.05质量％以下、优选0.04质量％以下。另一方面，从确保电阻焊部的淬火硬度的观点考虑，C0-C1越低越好，因此，C0-C1的下限没有特别限定。但是，通常为C0＞C1，因此，C0-C1可以大于0质量％。另外，从制造的容易性的观点考虑，优选将C0-C1设定为0.01质量％以上，优选设定为0.02质量％以上。需要说明的是，电阻焊部的最低C含量：C1可以通过在从钢管的外表面起在厚度方向上200μm(深度200μm)的位置处沿管周方向利用EPMA测定电阻焊部的C含量来求出。
[总脱碳层的深度]
总脱碳深度：50×10-6m以下
总脱碳层深度大时，淬火后的硬度降低，无法确保疲劳强度。因此，将电阻焊钢管的内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别设定为50×10-6m以下、优选30×10-6m以下。另一方面，上述总脱碳深度的下限没有限定。但是，从制造的容易性的观点考虑，优选将内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别设定为6×10-6m以上，更优选设定为12×10-6m以上。
总脱碳层的深度受到热处理条件的影响，但通过在后述的条件下进行正火，能够防止脱碳而使总脱碳层深度为上述范围内。另外，脱碳层深度还受到作为电阻焊钢管的原材使用的钢带的脱碳层深度的影响。因此，例如在使用热轧钢板作为原材的情况下，优选降低该热轧钢板制造时的卷取温度、进行高压脱氧化皮而使氧化皮厚度减薄。
需要说明的是，上述总脱碳层的深度可以依据JIS G 0558“钢的脱碳层深度测定方法”中规定的“利用显微镜的测定方法”进行测定。具体的测定可以通过实施例中记载的方法来进行。
[外径和壁厚]
本发明的电阻焊钢管的外径(D)没有特别限定，可以设定为任意的值。上述外径优选设定为20mm以上。另外，上述外径优选设定为40mm以下。另外，本发明的电阻焊钢管的壁厚(t)没有特别限定，可以设定为任意的值。上述壁厚优选设定为2mm以上，另外，上述壁厚优选设定为8mm以下。壁厚t相对于外径D的比(t/D)优选设定为0.14以上。另外，上述比(t/D)优选设定为0.28以下。
[制造方法]
接着，对本发明的一个实施方式中的电阻焊钢管的制造方法进行说明。本发明的电阻焊钢管可以通过对作为原材的钢板进行电阻焊而制成电阻焊钢管并在特定的条件下对上述电阻焊钢管进行正火来得到。以下，对各工序具体地进行说明。
[钢板]
关于作为原材的钢板，只要是具有上述成分组成的钢板，则可以使用热轧钢板、冷轧钢板中的任意钢板，但优选使用热轧钢板。需要说明的是，在此所述的“钢板”也包含“钢带”。
[电阻焊]
对上述钢板进行电阻焊而制成电阻焊钢管。电阻焊的方法没有特别限定，一般而言，对钢板进行辊轧而制成大致圆筒状的开管，然后，将该开管的端部彼此对接并进行电阻焊。对接面一般由剪切状态的面来成形，但从防止焊接缺陷的观点考虑，也优选通过切断来完成。电阻焊优选以高频电阻焊进行，但特别是从防止表面缺陷的观点考虑，优选感应加热而非接触电极式加热。另外，由于可能成为电阻焊部的耐久性的不稳定因素，因此，优选在电阻焊后不仅外表面、而且内表面也进行焊道切割从而不残留凸部。需要说明的是，在向电阻焊钢管的加工之前，优选对原材钢板实施脱氧化皮。上述脱氧化皮可以通过酸洗等任意的方法进行。
此时，电阻焊钢管的熔合线宽度设定为40×10-6m以上且120×10-6m以下。另外，电阻焊钢管的内侧表层和外侧表层这两者中的总脱碳层的深度分别设定为50×10-6m以下。将熔合线宽度和总脱碳层深度限定为上述范围的理由如上所述。
[正火]
接着，对所得到的电阻焊钢管实施正火(淬火前热处理)。在本发明中，重要的是如下所述对上述正火时的加热条件和气氛这两者进行控制。
[加热条件]
在由下述(2)式求出的上述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1为0.05质量％以下的条件下进行上述正火。
C* 1＝C0-(C0-0.09)erf(h’)…(2)
在此，
C0：钢板的C含量(质量％)
h’＝h/(Dt)1/2
h(m)：熔合线宽度/2
D(m2/s)＝D0exp(-Q/RT)
D0＝4.7×10-5m2/s
Q＝155kJ/mol·K
R＝8.31J/mol·K、
T：上述正火中的最高加热温度(K)
t(s)：上述正火中在(T-50K)至T之间的温度范围内保持的时间
上述的D0、Q和R的值引用自社团法人日本金属学会编,修订第二版金属数据手册(Metal data book),p.26,1984年,丸善。需要说明的是，上述Q为奥氏体相中的C的扩散的活化能。另外，(2)式中的“erf”为误差函数。
上述(2)式是基于进行正火的期间的C的扩散来算出正火后的熔合线宽度中央位置处的C含量的公式。因此，通过使用上述(2)式，可以推定正火后的电阻焊部的最低C含量(C* 1)。因此，通过以使C0-C* 1为0.05质量％以下的方式选择与熔合线宽度相应的加热条件，能够使正火后的电阻焊钢管中的电阻焊部的实际的最低C含量：C1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C1为0.05质量％以下。
关于上述正火，只要满足上述条件，则可以通过任意的方法进行。具体而言，与一般的正火同样，将钢管加热至最高加热温度：T，在上述最高加热温度下进行保持(均热)后，进行冷却即可。上述冷却的条件没有特别限定，根据钢管的成分组成、加热温度来确定即可。
但是，上述冷却中的至650℃为止的冷却速度过快时，存在生成贝氏体、马氏体这样的硬质相的情况。生成硬质相时，稳定器情况下进行的弯曲、驱动轴情况下进行的型锻等的加工性降低。因此，上述冷却中，优选将从冷却开始至650℃的平均冷却速度设定为10℃/s以下。从冷却开始至650℃的平均冷却速度为10℃/s以下时，可以得到由铁素体和珠光体中的一者或两者构成、不含硬质相的组织。
上述冷却中，从防止脱碳的观点考虑，优选至少在到达650℃为止的期间，在后述的第一气氛或第二气氛中进行冷却，更优选至少在到达450℃为止的期间，在后述的第一气氛或第二气氛中进行冷却。
上述正火只要可以使用上述气氛则可以使用任意的设备来进行，从生产率的观点考虑，优选使用连续式的热处理炉(连续炉)。从气氛控制的观点考虑，优选使用光亮退火中通常使用的光亮退火炉作为上述热处理。
[气氛]
上述正火需要在不引起脱碳的气氛下进行。气氛不适当时，作为向电阻焊部复碳的碳的供给源的母材部的脱碳进行，而不进行向电阻焊部的复碳。作为上述不引起脱碳的气氛，可以列举下述两种气氛。
(第一气氛)
本发明的一个实施方式中，可以在由CO、CO2、H2、H2O以及对C和Fe呈中性的气体构成、满足下述(3)和(4)式的气氛中进行上述正火。
(PCO)2/PCO2≥K·aγ C…(3)
PH2·PCO/PH2O≥K’·aγ C…(4)
在此，
log(K)＝-9460/T-1.26log(T)+13.52
K’＝exp[-(131300-134.3T)/RT]
aC γ＝xC γ·exp[(GC γ+ΩFeC γ-GC gr)·RT]·exp[(-2ΩFeC γ·xC γ+ΣWMC γ·xM γ)/RT]
GC γ-GC gr＝73744J/mol
2ΩFeC γ＝-51956J/mol
WMnC γ＝-41900J/mol
WSiC γ＝+125700J/mol
WCrC γ＝-104750J/mol
PCO(atm)：炉内气氛中的CO的分压
PCO2(atm)：炉内气氛中的CO2的分压
PH2(atm)：炉内气氛中的H2的分压
PH2O(atm)：炉内气氛中的H2O的分压
R＝8.31J/mol·K
T：上述正火中的最高加热温度(K)
aC γ：奥氏体相中的C的活度
xC γ：奥氏体相中的C的摩尔百分率
xSi γ：奥氏体相中的Si的摩尔百分率
xMn γ：奥氏体相中的Mn的摩尔百分率
xCr γ：奥氏体相中的Cr的摩尔百分率
GC γ：奥氏体相中的C的自由能
GC gr：石墨中的C的自由能
需要说明的是，GC γ为奥氏体相中的C的自由能，GC gr为石墨中的C的自由能。ΩFeC γ为奥氏体相中的C与Fe的相互作用系数，WMC γ为奥氏体相中的C与元素A的相互作用系数。另外，“ΣWMC γ·xM γ”是指M＝Mn、Si、Cr的情况下的“WMC γ·xM γ”之和。
在此，使用奥氏体相中的参数是因为，对由具有上述成分组成的钢板构成的钢管实施正火时，钢的显微组织成为实质上由奥氏体单相构成的显微组织。因此，奥氏体相中的C、Si、Mn和Cr的摩尔百分率与钢中的各元素的摩尔百分率相等。因此，(3)、(4)式的计算中，作为奥氏体相中的摩尔百分率，可以使用钢中的摩尔百分率的值。另外，如上所述利用正火形成奥氏体单相组织，因此，可以使实施正火之前的钢的显微组织为任意的组织。
上述气氛没有特别限定，可以通过任意的方法来制备，但通常可以通过从使甲烷、丙烷等不完全燃烧后的气体中除去CO2、H2O来制备。需要说明的是，作为上述“对C和Fe呈中性的气体”，可以使用例如N2和Ar中的一者或两者。
(第二气氛)
本发明的一个实施方式中，可以在以气氛中的摩尔百分率计含有H2：0～10％、O2：80ppm以下、余量由H2O和N2构成、且露点为0℃以下的气氛中进行上述正火。
在此，H2是可以任选地添加的成分，其摩尔百分率可以为零。但是，H2是具有抑制钢管的氧化、脱碳的效果的成分，因此，优选进行添加。具体而言，优选将H2的摩尔百分率设定为1％以上，更优选设定为2％以上。另一方面，即使过量添加H2，其添加效果也饱和，并且容易发生***。因此，H2的摩尔百分率设定为10％以下、优选7％以下、更优选5％以下。
另外，O2和H2O是引起脱碳的成分。此外，O2和H2O使铁氧化而产生氧化皮，在氧化显著时，导致表面粗糙度的增加等表面性状的降低。因此，气氛中的O2和H2O的量优选较少。具体而言，O2的摩尔百分率超过80ppm时，上述的不良影响变得显著，因此，O2的摩尔百分率设定为80ppm以下、优选40ppm以下、更优选20ppm以下。另外，关于H2O，露点大于0℃时，上述的不良影响变得显著，因此，将露点设定为0℃以下、优选-20℃以下、更优选-40℃以下。另一方面，从气氛调整的容易性的观点考虑，露点优选设定为-60℃以上，优选设定为-50℃以上。
通过在上述第一气氛和第二气氛中的任意一种气氛中进行上述正火，能够防止正火中的脱碳。因此，作为原材钢板，如果使用内侧表层和外侧表层这两者中的总脱碳层的深度为50×10-6m以下的电阻焊钢管，并且在上述气氛中进行正火，则能够使正火后的电阻焊钢管的内侧表层和外侧表层这两者中的总脱碳层的深度为50×10-6m以下。
按照以上的步骤，可以制造本发明的电阻焊钢管。这样得到的电阻焊钢管的快速短时间加热淬火处理后的疲劳耐久性优良，可以适合用作中空稳定器等的原材。
[空心部件]
以上述方式制造的电阻焊钢管可以用于任意的用途。作为一例，可以作为上述的中空稳定器等空心部件的原材使用。
具体而言，优选对上述电阻焊钢管实施加工成期望的构件形状的加工、接着实施快速短时间加热淬火处理。作为上述加工，可以使用任意的加工，但优选使用冷加工。
[快速短时间加热淬火]
上述快速短时间加热淬火处理在最高加热温度为900℃以上、室温至上述最高加热温度之间的平均加热速度为10℃/s以上并且在900℃以上的温度范围内停留的时间为1分钟以内的条件下进行。通过在上述条件下进行淬火，能够得到防止脱碳并且具有期望强度的部件。上述淬火中的加热可以通过任意的方法进行，例如，可以使用高频加热、通电加热。
上述快速短时间加热淬火处理中的淬火开始温度：Tq设定为比电阻焊部的Ar3相变点高的温度。Tq为电阻焊部的Ar3相变点以下时，在淬火(骤冷)的开始前发生铁素体相变或贝氏体相变，无法使电阻焊部形成由100％的马氏体构成的组织。于是，其结果是无法确保期望的淬火硬度，疲劳耐久性降低。
在此，电阻焊部的Ar3相变点设定为使用下述(5)式算出的值。该值与实际的Ar3相变点相比向高温的一侧偏移，因此，在确定骤冷开始温度的方面是安全侧的值。需要说明的是，上述的Ac3相变点的计算式引用自Leslie钢铁材料科学(レスリー鉄鋼材科学)(幸田监译：1985[丸善]、p.273)。
Ac3相变点(℃)＝910-203(C1/2)-15.2Ni+44.7Si+104V+31.5Mo+13.1W-(30Mn+11Cr+20Cu-700P-400Al-120As-400Ti)…(5)
(上述(5)式中的元素符号为各元素的含量(质量％)，在不含有该元素的情况下设定为零)
另外，淬火时的冷却速度为能够生成100％马氏体组织的冷却条件即可。可得到100％马氏体组织的冷却条件依赖于作为原材的钢板的成分组成，但在本发明中，优选以30℃/s以上、优选80℃/s以上的平均冷却速度从淬火开始温度：Tq冷却至室温。
关于淬火处理中的骤冷(二次冷却)，从生产率、维护的观点考虑，优选使用水或在水中添加有聚合物的冷却介质。但是，为了抑制淬裂、淬火时的变形、残留应力的发生，也可以设定为油冷。
[回火]
上述快速短时间加热淬火后，可以任选地实施用于提高韧性的回火处理。回火处理中的加热温度(回火温度)优选设定为150～450℃。上述加热温度低于150℃时，存在无法确保期望的韧性的情况。另一方面，上述加热温度超过450℃时，硬度降低，存在无法确保期望的耐久性的情况。
实施例
接着，基于实施例对本发明更具体地进行说明。
以具有表1所示的成分组成的热轧钢板作为原材，按照以下的步骤制造电阻焊钢管。首先，对上述热轧钢板进行酸洗，除去氧化皮。接着，对上述热轧钢板连续地进行冷辊轧成形，制成大致圆筒状的开管。接着，将上述开管的端部彼此对接，利用高频电阻焊进行电阻焊，制成电阻焊钢管。所得到的电阻焊钢管的外径为25.4mm、壁厚为4.5mm。
(熔合线宽度)
在上述电阻焊中改变焊接条件，由此将电阻焊部的熔合线宽度调整为表2、3所示的值。需要说明的是，熔合线宽度通过从所得到的电阻焊钢管裁取包含电阻焊部的组织观察用试验片并进行组织观察来求出。上述组织观察用试验片以使与电阻焊钢管的长度(管轴)方向垂直的截面成为观察面的方式切出。对切出的试验片的截面进行研磨。
■钢板的C含量小于0.30％的情况
使用金属流动腐蚀液(5％苦味酸+表面活性剂)对研磨后的试验片的表面进行腐蚀。然后，使用光学显微镜(倍率：400倍)，对截面组织进行观察。对该截面组织中的未观察到偏析线的区域(层)的最大宽度进行测定，作为熔合线宽度。
■钢板的C含量为0.30％以上的情况
使用硝酸乙醇溶液腐蚀液(5％硝酸乙醇)对研磨后的试验片的表面进行腐蚀。然后，使用光学显微镜(倍率：400倍)，对截面组织进行观察。对该截面组织中观察到的较亮的区域(白色层)的最大宽度进行测定，作为熔合线宽度。
(正火前的脱碳层深度)
另外，对于所得到的电阻焊钢管(正火前)，分别依据JIS G 0558“钢的脱碳层深度测定方法”中规定的“利用显微镜的测定方法”进行内侧表层和外侧表层这两者中的总脱碳层的深度测定。测定中，将电阻焊钢管在长度方向中心切断，采用其截面中的脱碳层深度的最大值。另外，上述测定中，也通过同样的方法测定铁素体脱碳层的深度。将测定结果示于表2、3中。
(正火)
接着，对于上述电阻焊后的电阻焊钢管(电阻焊状态)，在表2、3所示的条件下实施正火。上述正火包含下述(1)～(3)的工序。
(1)以平均加热速度：5(℃/s)从室温加热至最高加热温度：T(℃)。
(2)在上述最高加热温度：T(℃)下保持规定的均热时间。
(3)以平均冷却速度：3(℃/s)冷却至室温。
在上述(1)～(3)的工序之间，以钢管在(T-50K)至T之间的温度范围内保持的时间来定义的t(s)如表2、3所示。需要说明的是，表2、3中，为了容易理解，将最高加热温度：T用摄氏度(℃)表示，而不是用绝对温度(K)表示。
根据表2、3所示的熔合线宽度和加热条件，使用(2)式算出电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)。将所得到的C* 1的值和作为C* 1与钢板的C含量：C0之差的C0-C* 1的值一并示于表2、3中。在此，作为上述钢板的C含量：C0，使用表1所示的C含量的值。
另外，作为上述正火时的气氛，使用表4、5所示的组成的气氛。表4的气氛相当于上述的第一气氛，由CO、CO2、H2、H2O和N2构成。在此，N2为对C和Fe呈中性的气体。另外，表5的气氛相当于上述的第二气氛，由H2、O2、H2O和余量的N2构成。表5中，H2O的量以露点来表示。
对于所得到的正火后的电阻焊钢管，分别测定电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)。测定方法如下所述。需要说明的是，上述测定在后述的淬火处理之前实施。
(电阻焊部的最低C含量：C1)
基于EPMA测定的结果来求出所得到的电阻焊钢管的电阻焊部的C含量。测定位置设定为与钢管的长度方向垂直的、包含电阻焊部的截面中的、从外表面起在厚度方向上为200μm(深度200μm)的位置。上述测定按照以下的步骤进行。首先，从电阻焊钢管以使与长度方向垂直的截面成为测定位置的方式切出试样。接着，在上述截面中，以熔合线部为中心，沿圆周方向在熔合线宽度+200μm的长度的线上进行EPMA测定，测定来源于C的X射线强度。接着，求出上述线中以熔合线部为中心的±熔合线宽度×0.4的范围内的X射线强度的平均值A。进而，求出上述线中从距离熔合线部的端部20μm的位置至距离熔合线部的端部80μm的位置的范围内的X射线强度的平均值B。上述平均强度B的测定位置相当于母材部。
对3处截面进行以上的测定，分别求出该3个截面中的A的平均值和B的平均值。电阻焊部的最低C含量：C1以钢板的C含量：C0×(A的平均值)/(B的平均值)来算出。
将所得到的电阻焊部的最低C含量：C1与钢板的C含量：C0之差C0-C1的值示于表6、7中。在此，作为上述钢板的C含量：C0，使用表1所示的C含量的值。除了正火气氛偏离本发明的范围而脱碳进展的比较例的No.7～9、21、22以外，表6、7的C0-C1的实测值与表2、3的C0-C* 1的计算值非常一致。由此可知，在正火气氛为本发明的范围内的情况下，可以使用(2)式来估算正火后的电阻焊部的最低C含量。
(脱碳层深度)
另外，对于所得到的电阻焊钢管(正火后、淬火前)，分别测定内侧表层和外侧表层这两者中的总脱碳层深度和铁素体脱碳层深度。上述测定通过与正火前的脱碳层深度的测定同样的方法来实施。将测定结果一并记载于表6、7中。由该结果可知，通过满足本发明的条件的方法制造的电阻焊钢管中没有发生显著的脱碳，能够降低总脱碳层深度和铁素体脱碳层深度。
(淬火)
接着，对于上述正火后的电阻焊钢管，以图2所示的加热模式实施快速短时间加热淬火处理。即，依次实施下述(1)～(3)的工序。
(1)以平均加热速度：20℃/s从室温加热至990℃。
(2)以平均冷却速度：5℃/s从990℃冷却(一次冷却)至980℃。
(3)以平均冷却速度：80℃/s从980℃水冷(二次冷却)至室温。
(硬度试验)
对于上述淬火处理后的电阻焊钢管，分别测定母材部的维氏硬度：Hv0、电阻焊部的维氏硬度：Hv1。将测定结果示于表6、7中。测定法如下所述。
从所得到的电阻焊钢管裁取硬度测定用试验片，对于电阻焊部和母材部，利用维氏硬度计(载荷：4.9N)沿板厚方向测定维氏硬度(HV0.5)。对于从外表面和内表面起分别至1mm为止的范围，以0.2mm间距进行测定，对所得到的值进行算术平均，作为各钢管的电阻焊部、母材部的硬度。
(回火)
进而，对于上述淬火后的电阻焊钢管，在表6、7所示的回火温度下实施20分钟的回火。对于回火后的电阻焊钢管，也通过与淬火后的电阻焊钢管同样的方法测定电阻焊部的维氏硬度：Hv0和电阻焊部的维氏硬度：Hv1。将测定结果示于表6、7中。
(扭转疲劳试验)
从上述回火后的电阻焊钢管裁取疲劳试验用试验材料(管轴方向长度：250mm)，进行依据JISZ 2273的交变扭转疲劳试验。关于扭转疲劳试验的应力τ，对于使用钢板No.A、B、E、F、G、I和J的钢管设定为380MPa，对于使用钢板No.C、D和H的钢管设定为470MPa。在扭转疲劳试验后对断裂状况进行观察，将显示出沿着电阻焊部的异常破裂方式的情况评价为×，将显示出除此以外的破裂方式的情况评价为○。将评价结果和至发生断裂为止的重复数：Nf示于表6、7中。
图3是示出电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C1、与回火后中的电阻焊部的维氏硬度：Hv1与母材部的维氏硬度：Hv0之差Hv0-Hv1的关系的图。关于图3中的各点，将上述扭转疲劳试验中显示出沿着电阻焊部的异常破裂方式的情况用白色圆点进行作图，将未显示沿着电阻焊部的异常破裂方式的情况用黑色圆点进行作图。
由图3和表6、7所示的结果可知，在满足本发明的条件的发明例的电阻焊钢管中，未观察到快速短时间加热淬火处理后的电阻焊部的硬度的显著降低，另外，在扭转疲劳试验中也没有显示沿着电阻焊部的异常破裂方式。另一方面，在不满足本发明的条件的比较例的No.3、5～9、21和22的电阻焊钢管中，发生了快速短时间加热淬火处理后的电阻焊部的硬度的显著降低，另外，在扭转疲劳试验中也显示出沿着电阻焊部的异常破裂方式。另外可知，在Ti和N的关系偏离本发明的范围的比较例No.15中，与C含量相同的发明例No.1相比，淬火硬度在母材部和焊接部均低。
另外，图4是以由(2)式求出的上述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与上述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1作为横轴、并以作为实测值的C0-C1作为纵轴进行作图而得到的图。由图4可知，在本发明中规定的气氛中进行正火的情况下，使用(2)式算出的电阻焊部的最低C含量：C* 1与实测的电阻焊部的最低C含量：C1非常一致。
Figure GDA0002557333000000311
[表2]
Figure GDA0002557333000000321
*1 c* 1利用(2)式算出。
Figure GDA0002557333000000331
Figure GDA0002557333000000341
[表5]
Figure GDA0002557333000000351
Figure GDA0002557333000000361
Figure GDA0002557333000000371

Claims (9)

1.一种电阻焊钢管，其是以具有以质量％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％和N：0.0010～0.0100％、余量由Fe和不可避免的杂质构成并且Ti含量和N含量满足下述(1)式的成分组成的钢板作为母材、具有熔合线宽度为40×10-6m以上且120×10-6m以下的电阻焊部的电阻焊钢管，其中，
所述电阻焊部的最低C含量：C1(质量％)与所述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C1为0.05质量％以下，并且
所述电阻焊钢管的内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10-6m以下，
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，所述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)。
2.如权利要求1所述的电阻焊钢管，其中，所述成分组成以质量％计还含有选自由Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、W：1.0％以下、Ni：1.0％以下和Cu：1.0％以下组成的组中的一种或两种以上。
3.如权利要求1或2所述的电阻焊钢管，其中，所述成分组成以质量％计还含有Nb：0.2％以下和V：0.2％以下中的一者或两者。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电阻焊钢管，其中，所述成分组成以质量％计还含有Ca：0.0050％以下。
5.一种电阻焊钢管的制造方法，其中，
对具有以质量％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％和N：0.0010～0.0100％、余量由Fe和不可避免的杂质构成并且Ti含量和N含量满足下述(1)式的成分组成的钢板进行电阻焊，制成具有熔合线宽度为40×10-6m以上且120×10-6m以下的电阻焊部、内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10-6m以下的电阻焊钢管，
接着，在由下述(2)式求出的所述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与所述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1为0.05质量％以下的条件下，并且
在由CO、CO2、H2、H2O以及对C和Fe呈中性的气体构成并满足下述(3)和(4)式的气氛中进行正火，
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，所述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)，
C* 1＝C0-(C0-0.09)erf(h’)…(2)
在此，
C0：钢板的C含量(质量％)
h’＝h/(Dt)1/2
h(m)：熔合线宽度/2
D(m2/s)＝D0 exp(-Q/RT)
D0＝4.7×10-5m2/s
Q＝155kJ/mol·K
R＝8.31J/mol·K、
T：所述正火中的最高加热温度(K)
t(s)：所述正火中在(T-50K)至T之间的温度范围内保持的时间
(PCO)2/PCO2≥K·aC γ…(3)
PH2·PCO/PH2O≥K’·aC γ…(4)
在此，
log(K)＝-9460/T-1.26log(T)+13.52
K’＝exp[-(131300-134.3T)/RT]
aC γ＝xC γ·exp[(GC γ+ΩFeC γ-GC gr)·RT]·exp[(-2ΩFeC γ·xC γ+ΣWMC γ·xM γ)/RT]
GC γ-GC gr＝73744J/mol
2ΩFeC γ＝-51956J/mol
WMnC γ＝-41900J/mol
WSiC γ＝+125700J/mol
WCrC γ＝-104750J/mol
PCO(atm)：炉内气氛中的CO的分压
PCO2(atm)：炉内气氛中的CO2的分压
PH2(atm)：炉内气氛中的H2的分压
PH2O(atm)：炉内气氛中的H2O的分压
R＝8.31J/mol·K
T：所述正火中的最高加热温度(K)
aC γ：奥氏体相中的C的活度
xC γ：奥氏体相中的C的摩尔百分率
xSi γ：奥氏体相中的Si的摩尔百分率
xMn γ：奥氏体相中的Mn的摩尔百分率
xCr γ：奥氏体相中的Cr的摩尔百分率
GC γ：奥氏体相中的C的自由能
GC gr：石墨中的C的自由能。
6.一种电阻焊钢管的制造方法，其中，
对具有以质量％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％和N：0.0010～0.0100％、余量由Fe和不可避免的杂质构成并且Ti含量和N含量满足下述(1)式的成分组成的钢板进行电阻焊，制成具有熔合线宽度为40×10-6m以上且120×10-6m以下的电阻焊部、内侧表层和外侧表层中的总脱碳层的深度分别为50×10-6m以下的电阻焊钢管，
接着，在由下述(2)式求出的所述电阻焊部的最低C含量的计算值：C* 1(质量％)与所述钢板的C含量：C0(质量％)之差C0-C* 1为0.05质量％以下的条件下，并且
在由以炉内气氛中的摩尔百分率计为H2：0～10％、O2：80ppm以下以及余量的H2O和N2构成、露点为0℃以下的气氛中进行正火，
(N/14)＜(Ti/47.9)…(1)
在此，所述(1)式中的N表示N含量(质量％)，Ti表示Ti含量(质量％)，
C* 1＝C0-(C0-0.09)erf(h’)…(2)
在此，
C0：钢板的C含量(质量％)
h’＝h/(Dt)1/2
h(m)：熔合线宽度/2
D(m2/s)＝D0 exp(-Q/RT)
D0＝4.7×10-5m2/s
Q＝155kJ/mol·K
R＝8.31J/mol·K、
T：所述正火中的最高加热温度(K)
t(s)：所述正火中在(T-50K)至T之间的温度范围内保持的时间。
7.如权利要求5或6所述的电阻焊钢管的制造方法，其中，所述成分组成以质量％计还含有选自由Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、W：1.0％以下、Ni：1.0％以下和Cu：1.0％以下组成的组中的一种或两种以上。
8.如权利要求5～7中任一项所述的电阻焊钢管的制造方法，其中，所述成分组成以质量％计还含有Nb：0.2％以下和V：0.2％以下中的一者或两者。
9.如权利要求5～8中任一项所述的电阻焊钢管的制造方法，其中，所述成分组成以质量％计还含有Ca：0.0050％以下。
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