JPH05279792A - 被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管 - Google Patents

被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管

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JPH05279792A
JPH05279792A JP4077979A JP7797992A JPH05279792A JP H05279792 A JPH05279792 A JP H05279792A JP 4077979 A JP4077979 A JP 4077979A JP 7797992 A JP7797992 A JP 7797992A JP H05279792 A JPH05279792 A JP H05279792A
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JP
Japan
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electric resistance
machinability
steel
resistance welded
less
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JP4077979A
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Kenji Haneda
憲治 羽田
Yasuo Kimiya
康雄 木宮
Daigo Sumimoto
大吾 住本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動切削時などの加工能率向上、バイト寿命
向上などを目的として、被削性(特に、切屑処理性)の
優れた電気抵抗溶接鋼管を提供する。 【構成】 機械構造用鋼において、S≦0.040wt
%、N:0.0020〜0.0100wt%、Sb、S
nの各0.040%wt%以下1種以上を合計0.05
wt%以下添加した機械構造用電気抵抗溶接鋼管。 【効果】 機械的性質、冷間加工性能、電気抵抗溶接性
能、電気抵抗溶接後のUST歩留等を著しく劣化させる
ことなく、被削性(特に、切削処理性)の優れた電気抵
抗溶接鋼管を提供することが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被削性の優れた機械構
造用電気抵抗溶接鋼管に関するものである。
【0002】
【従来の技術】切削加工技術の進展、自動車その他の機
械生産量の増大に伴い、被削性の優れた鋼材の必要性が
大きくなっている。機械構造用鋼管についても、切削加
工の自動化、高能率化によって切屑処理性、切削仕上面
の良好な材料が望まれている。一般の機械構造用鋼につ
いては、被削性を改善させるために、例えば特開昭55
−85658号公報、特開昭57−140853号公報
や特開昭62−33747号公報に示されているような
S系快削鋼、Pb快削鋼、Ca快削鋼およびこれらの複
合快削鋼が開発され、実用化されている。
【0003】なお、これらの快削性元素が生成する介在
物による機械的性質の劣化を防ぐために、特公昭61−
16337号公報に示すようにsol.Alを制限し、S、
Ca、Oの量を特定しているものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記に示した、従来の
快削鋼を用いて、被削性の良好な機械構造用鋼管を電気
抵抗溶接によって製造しようとする際には、以下に示す
問題点がある。すなわち、これらの快削鋼の快削性元素
が生成する介在物は、一般に機械的性質を劣化させ、さ
らに電気抵抗溶接性を劣化させ、溶接割れ、超音波探傷
試験時のUST不良、などによる大幅な歩留低下の原因
となるため、電気抵抗溶接管の材料としては使用するこ
とができない。
【0005】なお、特公昭61−16337号公報につ
いても、電気抵抗溶接管の素材として用いる場合には、
上記問題点を完全に解消するものでなく、さらにSiキ
ルド鋼においてOの量を0.0040重量%以下に低減
させることは、通常困難である。一方、上記した快削性
元素を、大幅な歩留低下を生じさせない範囲内で添加
し、電気抵抗溶接管素材とすることも考えられるが、こ
の程度の添加では、管に冷間引抜きあるいはその他の冷
間加工を与えた場合、一般に切屑処理性が悪化するた
め、その被削性は十分なものではない。
【0006】本発明は、上記の問題点を解消し、機械構
造用電縫鋼管の被削性改善要求に応えることを目的とし
てなされたものである。
【0007】
【課題を解決する手段】本発明の要旨とするところは下
記のとおりである。 (1) 重量%表示で C:0.02〜0.60%、 Si:0.4%以下、 Mn:0.20〜2.0%、 P:0.030%以下、 S:0.040%以下、 T.Al:0.001〜0.030%、 N:0.0020〜0.0100%、 O:0.0060%以下 を含み、さらに Sn:0.002〜0.040%、Sb:0.002〜
0.040%の1種以上を合計0.050%以下含有
し、残部鉄および不可避的不純物からなることを特徴と
する被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
【0008】(2) さらに、 Bi:0.002〜0.040%、Pb:0.002〜
0.040%、Te:0.002〜0.040%の1種
以上を合計0.050%以下添加したことを特徴とする
前項1記載の被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼
管。 (3) さらに、 Cr:0.10〜1.50%、 Mo:0.10〜0.60% を添加したことを特徴とする前項1または2記載の被削
性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
【0009】ここで、本発明は、切屑処理性の良好な電
気抵抗溶接鋼管を、歩留良く製造することを可能とする
ために、素材のS、Oの量を限定し、さらに管の機械的
性質を劣化させることのない範囲内で、快削性元素であ
るN、Sと、Sn、Sbの1種以上、Bi、Pb、Te
の1種以上との複合効果を最大限に発揮させたものであ
る。
【0010】
【作用】以下に、本発明の詳細を述べるとともに、前記
のように本発明鋼管の成分範囲を定めた理由について説
明する。本発明は、切屑処理性の良好な機械構造用鋼管
を、電気抵抗溶接により製造することを目的としたもの
で、S、Oの量を限定することにより、快削成分の介在
物による電気抵抗溶接の際の溶接割れ、UST不良など
を原因とする歩留の大幅低下を抑制し、S、N、および
Sn、Sbの1種以上との複合効果により、被削性を向
上させている。
【0011】Cは、機械的強度を確保するために必須で
あるため、下限を0.02%とした。また、0.60%
を超えると靱性および被削性が劣化する上、製管のため
の電気抵抗溶接時に、その熱影響によって著しく硬化
し、加工性を損なうので、その上限を0.60%とし
た。Siは、脱酸上鋼に含まれる元素であるが、過剰に
添加すると延性を低下させるほか、Siスケールの生成
によって被削材の表面性状を劣化させ、被削性も悪化さ
せるため、その上限値を0.4%とした。
【0012】Mnは、一般に鋼の強度、靱性を確保する
上で不可欠な元素であり、Sによる熱間脆性を回避する
意味を併せて、下限を0.20%とした。しかしなが
ら、過度の添加は、加工性、溶接性を劣化させるため、
2.0%以下とした。Pは、一般に鋼中に固溶して生地
を脆化させることにより被削性を向上させる元素である
が、この量が多いと電気抵抗溶接性を劣化させる。従っ
て、その上限を0.030%とした。
【0013】Sは、切屑処理性を改善するために有効な
元素であるが、S量の増大とともに、製管のための電気
抵抗溶接の際の溶接割れ、超音波探傷試験時のUST不
良などによる大幅な歩留低下の原因となるため、その上
限値を0.040%とした。Nは、被削性に対して有効
な元素である。これは、切屑の温度がNによる青熱脆性
温度領域に達するため、切屑の分断性が良くなるという
ものであり、0.0020%以上の添加でその作用を発
揮する。しかしながら、0.0100%を超えて添加す
ると溶接性を著しく劣化させることから、その上限値を
0.0100%とした。
【0014】Alは、一般に脱酸上含まれる元素であ
り、リムド鋼ベースのものを考慮して、T.Alの下限
値を0.001%とした。一方、Alはアルミナクラス
ターの生成により鋼の被削性を悪化させるため、その上
限を0.030%とした。なお、AlNの生成により、
Nによる効果である青熱脆性が軽減するので、青熱脆性
の効果を最大限に発揮させるためには、T.Alを0.
006%以下とし、Nを0.0040%以上添加するの
が望ましい。
【0015】Oは、前述のS量、T.Al量を前提とし
た場合、0.0060%超の添加によって酸化物が増大
し、超音波探傷試験時のUST不良の要因となる上、後
述のCa酸化物を生成することにより、次に述べる硫化
物MnSの形態を制御するためのCaを少なくするた
め、その上限を0.0060%とした。Sn、Sbは、
低融点で、切屑の温度領域の脆化により、切屑の破砕性
を良好とし、それぞれ0.002%以上の添加でその効
果を発揮する。しかしながら、これらの多量添加は、熱
間加工性、冷間加工性の他、電気抵抗溶接性を阻害する
ため、上記のS、Nとの複合効果を前提として、Sb、
Snをそれぞれ0.040%以下を1種以上、合計0.
050%以下とした。本発明においては、S、Nおよ
び、Sb、Snの1種以上との複合効果により、被削性
向上に対して十分にその効果を発揮し、製管後に、冷間
加工により加工硬化を与えられた材料についても、優れ
た切屑処理性を優している。
【0016】さらに、切屑処理性、切屑工具寿命をさら
に向上させることを目的として、さらに、Bi、Pb、
Teなどを添加することも可能である。ここで、Bi、
Pbはいずれも低融点で、0.002%以上の添加によ
り、切屑の温度領域での脆化により切屑の分断性を良く
する。また、Teは、0.002%以上の添加により、
Sと有効に結びついてMnSの展伸を防止することで被
削性を向上させる。しかしながら、これらを多量に添加
すると、熱延時の表面疵の原因となるほか、冷間加工性
を阻害するため、Bi、Pb、Teそれぞれ0.040
%以下を1種以上、合計0.050%以下とした。な
お、管の被削性と、製管後のUST歩留、冷間加工性な
どを最良のものとするには、Sb、Sn、Bi、Pb、
Teの合計を0.050%以下に抑えることが望ましい
なお、製管後のUST歩留不良を最大限に抑制するとと
もに、切削工具寿命、冷間加工後の機械的性質を優れた
ものにするには、Caの0.020%以下の添加が有効
である。
【0017】また、本発明は機械構造用鋼管の耐食性を
考慮して、0.10%以上のCr、Mo等の合金元素を
加えた場合にも有効であり、炭素鋼をはじめ各種の合金
鋼に対しても適用し得る。但し、これらの元素について
も、多量添加は機械構造用合金鋼としての被削性を低下
させるので、その上限値をそれぞれ1.50%、0.6
0%とした。さらに、必要に応じて結晶粒を細粒化し靱
性を向上させるためにNb、W等を含有させることも可
能である。また、本発明にREM(希土類元素)を含有
させることにより機械的性質を改善させることも可能で
ある。
【0018】本発明に従い、前記の化学成分で構成され
た鋼は、転炉、電気炉などで溶製され、造塊−分塊、あ
るいは連続鋳造の工程を経て、熱間圧延される。この後
に、必要に応じて冷間圧延を施され、管成形−電気抵抗
溶接された後、必要に応じて所定の熱処理を受け、ある
いはさらに冷間引抜により所定の外径にされた後、機械
構造用鋼管として使用される。
【0019】
【実施例】表1、表2(表1のつづき)は本発明を実施
するにあたって使用に供した鋼の化学組成を示したもの
である。表1、表2に示した成分の鋼を溶製し、連続鋳
造、熱間圧延を行った後、電気抵抗溶接を行い、φ5
0.8×t5.0mmの電気抵抗溶接管を製造した。ま
た、製管後の全ての管について超音波探傷(UST)を
実施した。この際のUSTの歩留値と実用試験結果につ
いて表3に示す。さらに、製管後、必要に応じて熱処
理、冷間引抜を行い、旋盤を用いて切削試験を実施し
た。その結果も併せて表3に示す。これらの結果をまと
めて模式的に図1、図2に本発明の効果を示す。
【0020】なお、切削試験は、回転数300〜800
RPM、送り0.10〜0.50mm/rev.、切削
速度50〜200mm/min.、切込み1.5mmの
切削条件で超硬工具を用いて実施し、切屑を採取した。
ここで、切屑処理指数は、切屑長さ50mm以下が得ら
れる条件数の全条件数に対する百分率で示した。表2お
よび図1より、Sレベルの低い従来の機械構造用電気抵
抗溶接鋼管は、UST時の歩留は良好であるが、切屑処
理性が劣ること、Sレベルの高い従来の快削鋼を素材と
した場合には、切屑処理性は良好であるが、UST時の
歩留が著しく劣ることが分かる。さらに、S、N、Oの
量を、本発明で示した範囲に特定することにより、歩留
を著しく低下させることなく、切屑処理性の良好な電気
抵抗溶接鋼管を製造することが可能であることが分か
る。さらに、図2よりS、Nおよび、Sn、Sbの1種
以上との複合効果により、冷間加工材においても、切屑
処理性が良好であることが分かる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】以上の実施例からも分かるように、S、
Oの量を本発明で示した範囲に特定することにより、U
ST時の歩留の低下はほとんどない。さらにS、Nおよ
び、Sn、Sbの1種以上の複合効果により、その被削
性は非常に良好である。本発明により、被削性の優れた
機械構造用電気抵抗溶接鋼管を製造することが可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の効果について模式的に示した図であ
る。
【図2】本発明の効果について模式的に示した図であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%表示で C:0.02〜0.60%、 Si:0.4%以下、 Mn:0.20〜2.0%、 P:0.030%以下、 S:0.040%以下、 T.Al:0.001〜0.030%、 N:0.0020〜0.0100%、 O:0.0060%以下 を含み、さらに Sn:0.002〜0.040%、Sb:0.002〜
    0.040%の1種以上を合計0.050%以下含有
    し、残部鉄および不可避的不純物からなることを特徴と
    する被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
  2. 【請求項2】 さらに、 Bi:0.002〜0.040%、Pb:0.002〜
    0.040%、Te:0.002〜0.040%の1種
    以上を合計0.050%以下添加したことを特徴とする
    請求項1記載の被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接
    鋼管。
  3. 【請求項3】 さらに、 Cr:0.10〜1.50%、 Mo:0.10〜0.60% を添加したことを特徴とする請求項1または2記載の被
    削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管。
JP4077979A 1992-03-31 1992-03-31 被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管 Pending JPH05279792A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5161421A (ja) * 1974-11-27 1976-05-28 Nippon Steel Corp Taisutetsupukuratsukuseiokojoseshimeta paipurainyoko
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960827