現(xiàn)有的電阻焊鋼管中不能完全保證作為傳動軸所需要的耐疲勞特性。具體而言，本發(fā)明專利技術(shù)提供一種電阻焊鋼管，其特征在于，母材部的組成包含C：0.25～0.55%、Si：0.01～1.0%、Mn：0.2～3.0%、Al：0.1%以下、N：0.0010～0.0100%，剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并且，焊接缺陷對電阻焊焊接部的投影面積即焊接缺陷面積小于40000μm2。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種耐扭轉(zhuǎn)疲勞特性(torsion fatigue resistance)優(yōu)異的電阻焊鋼管(electric resistance welded steel pipe)及其制造方法。
技術(shù)介紹
在汽車工業(yè)(automobile industry)中，為了兼顧輕量化(weight saving)和增加剛性(stiffness increase), 一直在進(jìn)行將傳動軸(drive shaft)中空化。這種中空化中，作為素材一直在使用無縫鋼管(seamless steel pipe)。例如,在專利文獻(xiàn)I中記載了一種中空驅(qū)動軸(hollow drive shaft),其以將鋼組成控制在所希望范圍內(nèi)的無縫鋼管作為素材，兼具淬火后的奧氏體晶粒度編號(austenitic grain size number)為9以上的優(yōu)異的冷加工性(cold-workability)、淬透性、韌性以及扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度且發(fā)揮穩(wěn)定的疲勞壽命(fatigue life time)。然而,無縫鋼管在其制造方法上存在如下問題因表面脫碳 (surface decarburizing)、表面缺陷(surface flaw)大,為了得到充分的耐疲勞特性必須將表面研磨、磨削；而且還存在偏心和薄厚不均(eccentric and uneven thickness),不一定適用于旋轉(zhuǎn)物(rotating object)這樣的問題。另一方面，在研究將不太存在這些問題的電阻焊鋼管用于傳動軸。例如，專利文獻(xiàn)2中記載了一種耐延遲斷裂特性(delayed fracture resistance)優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼管，其特征在于，以將鋼組成控制在所希望范圍內(nèi)的電阻焊鋼管為素材，對其實施淬火、回火處理(quenching and tempering treatment),由此形成原奧氏體粒徑(prior austenitegrain)為10 μ m以下的固化部(hardened area)的面積成為鋼管的C截面(與管長度方向正交的截面)面積的30%以上的鋼組織。專利文獻(xiàn)I:國際公開W02006/104023號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-274344號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
然而，在現(xiàn)有電阻焊鋼管中，存在以下問題，S卩，在電阻焊焊接部殘留有該電阻焊焊接時的氧化物，因焊接時的頂鍛(upset)(對接(butt welding) ·壓接(pressurewelding)而在被焊接部(素材鋼板的被對接板寬端部)附近開始產(chǎn)生夾雜物(inclusion),不能完全保證作為傳動軸所需要的耐疲勞特性這種問題。為了解決上述課題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種耐扭轉(zhuǎn)疲勞特性優(yōu)異的電阻焊鋼管及其優(yōu)選的制造方法，該電阻焊鋼管是以鋼板為素材的電阻焊鋼管，通過對電阻焊焊接部(將被焊接端部電阻焊焊接結(jié)合而成的結(jié)合面)的氧化物(oxide)、夾雜物等缺陷進(jìn)行檢測，并對其進(jìn)行管理，由此能夠在淬火或根據(jù)需要進(jìn)一步實施回火處理后保證作為傳動軸所需要的耐疲勞特性。專利技術(shù)人等對將電阻焊鋼管用于傳動軸時成為問題的電阻焊焊接部附近的缺陷進(jìn)行了研究。在將電阻焊鋼管造管前的帶鋼的階段，對帶鋼的單側(cè)端面(相當(dāng)于焊接部的位置)，在利用鉆頭對尺寸不同的瑕疵進(jìn)行加工后，進(jìn)行了電阻焊焊接。然后對電阻焊鋼管進(jìn)行淬火、回火之后，進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗，調(diào)查了電阻焊焊接部的缺陷尺寸與扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度的關(guān)系，并將其結(jié)果示于圖I。在此，電阻焊焊接部的缺陷尺寸是以后述的焊接缺陷面積來表示的。電阻焊焊接部的缺陷尺寸如下求得。·對于在扭轉(zhuǎn)疲勞試驗中將電阻焊焊接部的缺陷作為裂紋起點(diǎn)而發(fā)生斷裂的樣品，通過利用掃描型電子顯微鏡(scanning electron microscope) (SEM)對斷面進(jìn)行直接觀察，從而求得缺陷尺寸。 對于在電阻焊焊接部的缺陷部不發(fā)生斷裂，在除此以外的部分發(fā)生斷裂的樣品，通過利用焊縫切片材料(C scan method for seam slice material )C掃描法(簡稱為C掃 描法)對電阻焊焊接部的缺陷部進(jìn)行調(diào)查，從而求得缺陷尺寸。在該調(diào)查中，首先，如圖2所示，對于在僅離電阻焊鋼管I的焊縫(電阻焊焊接部)2規(guī)定距離(該情況下為8_)的位置進(jìn)行切片而得的焊接部的樣品3，利用點(diǎn)會聚型超聲波探頭(spot focus type ultrasound probe) 4,對焊縫部進(jìn)行C掃描(沿著掃描方向(scanning direction) 5 掃描)探傷，測定信號強(qiáng)度(signal strength)。在此，電阻焊鋼管的焊接條件(welding condition)包括通常的電阻焊焊接條件和以使微小缺陷量(amont of minute defect)變得極少的方式來調(diào)節(jié)焊接熱能(weldingheat input)和頂鍛量(upset value)的條件,并進(jìn)行了各種變化。另外，點(diǎn)會聚型超聲波探頭使用頻率為10MHz、波束尺寸(beam size)為I. 2mmX I. 2mm的探頭，以從Φ I. 6mm的鉆孔(drill hole)的回波高度(echo height)為80%的方式調(diào)節(jié)靈敏度(detection range),然后，增益提升(gain up)至10倍來進(jìn)行探傷。該靈敏度設(shè)定中的信號強(qiáng)度(回波高度)與缺陷直徑(diameter of defect)的關(guān)系如圖3所示?！τ诶肅掃描法無法檢測的微小缺陷而言，通過利用光學(xué)顯微鏡(opticalmicroscope)觀察L截面(管長度方向截面)，從而測定缺陷尺寸(defect size)。事先為了確認(rèn)可利用C掃描法檢測的缺陷尺寸(由回波高度計算)的精密度，如圖4所示，調(diào)查利用C掃描法測定的缺陷尺寸與利用光學(xué)顯微鏡觀察(觀察倍率(magnification ratio) X400)測定的檢測部的L截面的缺陷尺寸測定結(jié)果的關(guān)系,確認(rèn)到兩者充分相關(guān)，利用C掃描法的缺陷尺寸測定有充分的精密度。由調(diào)查結(jié)果可知,在傳動軸的扭轉(zhuǎn)疲勞(torsional fatigue)方面成為問題的焊接缺陷是與其形狀無關(guān)的對電阻焊焊接部的投影面積(projected area)為40000 μ m2以上的焊接缺陷。在本調(diào)查中，雖然利用C掃描法進(jìn)行了缺陷尺寸的檢測，但同樣的測定也可以在保持鋼管的原樣狀態(tài)下通過使用會聚到適當(dāng)尺寸的超聲波波束的串聯(lián)探傷(tandemflaw inspection)來進(jìn)行。超聲波波束的會聚可以使用與C掃描同樣的點(diǎn)會聚型超聲波探頭,如圖5所示,也可以使用在圓周方向排列而成的陣列探頭(array probe)。此處所說的焊接缺陷不僅是指屬于因焊接引起的氧化物、夾雜物或焊接的縮孔(shrinkage)等空隙(void)的實缺陷，也包括如圖6所示的多個實缺陷(actual defect)以最鄰接距離(nearest-neighbor interval)為50 μ m以內(nèi)的相互間隔聚集而形成的集合體(aggregation)(族狀缺陷(cluster state defect)。另外，在專利技術(shù)人等的見解中，焊接缺陷對電阻焊焊接部的投影面積為40000 μ m2以上的焊接缺陷，可以通過利用將超聲波波束會聚到波束面積(beam area) 5mm2以下的超聲波來掃本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：荒谷昌利，河端良和，岡部能知，飯塚幸理，堀弘道，郡司牧男，巖崎謙一，
申請(專利權(quán))人：杰富意鋼鐵株式會社，
類型：
國別省市：
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