[发明专利]韧性优异的机械结构用高强度无缝钢管及其制造方法

说明书

一种能够以低成本制造的、在加速冷却态下具有高强度、高韧性的无缝钢管，其特征在于，以质量%计，含有：C：0.03～0.20%、Si：0.01～0.50%、Mn：0.80～3.00%，并限制为：P：0.020%以下、S：0.0080%以下、Al：0.050%以下、N：0.0080%以下、O：0.0050%以下，其余量由Fe和不可避免的杂质组成，β＝2.7C+0.4Si+Mn+0.45Ni+Mo（元素符号为各元素的含量[质量%]）为2.50～4.00，Pcm＝C+Si/30+（Mn+Cu）/20+Ni/60+Mo/15+V/10为0.15～0.30，组织由初生马氏体构成，原始奥氏体的平均粒径为50～200μm。

本申请发明是申请号为201180012318.6、发明名称为韧性优异的机械结构用高强度无缝钢管及其制造方法、申请日为2011年3月3日的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及特别适合于汽缸（cylinder）、衬套（套筒，bush）、悬臂（boom）等的结构构件和轴等的机械用构件的无缝钢管及其制造方法。

背景技术

用于汽车和产业机械等的机械部件的多数，是将棒钢进行锻造、切削加工形成为规定的形状后，通过调质热处理，赋予规定的力学性能（机械性能）。

近年来，为了降低部件的制造成本，并且为了机械等的轻量化，以具有对部件要求的力学性能的钢管为坯料制造中空形状部件，缩短锻造工序和省略热处理工序的情况也在增加。

但是，一般地，钢管比棒钢价格高，特别是无缝钢管制造成本高。因此，即使将钢管作为中空形状部件的坯料使用，成本降低的效果也不充分。

至今为止，为了提供具有所要求的力学性能、并且降低了制造成本的廉价的钢管，进行了各种各样的研讨。

专利文献1曾公开了下述技术：通过对特定的组成的坯料管在特定的温度区域实施组合了减径轧制和倾斜轧制的加工，使显微组织为铁素体粒径为2μm以下的微细且均匀的铁素体、渗碳体组织，制造高强度且延展性、韧性优异的钢管。

专利文献2曾公开了下述技术：即使是由于仅从外表面进行加速冷却，产生外面、内面的冷却速度的不同的环境，也可遍及板厚方向整个面地生成能够兼具高强度、高韧性的最佳的组织。

专利文献3曾公开了：将Al和Ti的添加量最佳化，有效利用晶内相变，而且通过无缝轧制后的加速冷却制造的、具有能够兼具高强度、高韧性的微细金属组织的钢管。但是，在该技术中，为了有效利用晶内相变，需要降低Al含量，脱氧的成本变高。

专利文献4以廉价地制造机械结构构件用钢管为目的，公开了主要是添加Cr的钢，金属组织为自回火马氏体单一组织、或者其与下贝氏体的混合组织的钢管。所谓自回火马氏体，是在加速冷却中奥氏体相发生马氏体相变，在加速冷却停止后的自然冷却（空冷）中微细的渗碳体在板条内析出的组织。

与近年的机械结构用部件的用途扩大、对应于环境问题的排气削减的迫切要求相伴，需求保证所要求的力学性能、而且低成本的无缝钢管。但是，在现有技术中，在维持高强度、高韧性、并且低成本化上存在极限。

另外，为了使钢管的可淬性（淬硬性）提高，通常添加Cr，但如果添加Cr，则存在产生与轧制时的辊、心棒（plug）的热粘所引起的表面缺陷的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2000-312907号公报

专利文献2：日本特开2008-266700号公报

专利文献3：日本特开2009-52106号公报

专利文献4：日本特开2007-262468号公报

发明内容