(57)【要約】【課題】強度が高い鋼管を製造する際のエネルギー消費量を低減する。【解決手段】管材２０は、０．１５重量％以下のＣ、０．１５〜０．３５重量％のＳｉ、０．３〜１．５重量％のＭｎおよび０．０３０重量％以下のＳを含有するとともに、０．００５〜０．０５重量％のＮｂ、０．０４０〜０．１０重量％のＶおよび０．０１〜０．０８重量％のＴｉのうちの少なくとも１種を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼材により形成されている。この管材２０において、長さ方向に垂直な断面におけるフェライト組織の平均結晶粒径は、５μｍ以下となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．１５重量％以下のＣ、０．１５〜０．３５重量％のＳｉ、０．３〜１．５重量％のＭｎおよび０．０３０重量％以下のＳを含有するとともに、０．００５〜０．０５重量％のＮｂ、０．０４０〜０．１０重量％のＶおよび０．０１〜０．０８重量％のＴｉのうちの少なくとも１種を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼材からなり、
長さ方向に垂直な断面におけるフェライト組織の平均結晶粒径が５μｍ以下である、
管材。
【請求項２】
請求項１記載の管材であって、
前記鋼材は、さらに、０．８５〜１．２５重量％のＣｒと、０．１５〜０．３５重量％のＭｏとを含有しており、
前記鋼材におけるＭｎの含有量が０．３０〜０．８５重量％である、
管材。
【請求項３】
前記鋼材におけるＭｎの含有量が０．６０〜１．５重量％である、請求項１記載の管材。
【請求項４】
前記管材は、前記管材よりも内径および外径が大きく、かつ、前記管材よりも肉厚の原管材に、減面率が７０〜８５％となるように冷間縮径加工を施すことにより製造されている、請求項１ないし３のいずれか記載の管材。
【請求項５】
前記冷間縮径加工は、ピルガー圧延である、請求項４記載の管材。
【請求項６】
前記管材は、インフレータ用ガス収容容器を製造するための、容器素管である、請求項１ないし５のいずれか記載の管材。
【請求項７】
管材の製造方法であって、
０．１５重量％以下のＣ、０．１５〜０．３５重量％のＳｉ、０．３〜１．５重量％のＭｎおよび０．０３０重量％以下のＳを含有するとともに、０．００５〜０．０５重量％のＮｂ、０．０４０〜０．１０重量％のＶおよび０．０１〜０．０８重量％のＴｉのうちの少なくとも１種を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼材からなり、前記管材よりも内径および外径が大きく、かつ、前記管材よりも肉厚の原管材を準備する工程と、
準備された原管材に、減面率が７０〜８５％となるように冷間縮径加工を施す工程と、
を備える、
管材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、強度が高い鋼管を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突安全性を高めるエアバッグシステムにおいては、自動車の衝突時に急速にエアバッグを展開する必要がある。そのため、エアバッグシステムでは、短時間で十分な量のガスを供給可能な専用のガス供給装置（インフレータ）が用いられる。インフレータとしては、高圧の充填ガスを収容したガス収容容器に、火薬を収容した火薬収容容器を取り付けたものが使用されている。このようなインフレータにおいては、エアバッグを展開させる際、火薬に点火し、点火された火薬が爆発することにより発生した衝撃波で封止材を破壊する。そして、エアバッグには、破壊された封止材を通して、火薬の燃焼ガスおよび充填ガスが供給される。このとき、ガス収容容器（インフレータ用ガス収容容器）には、充填ガスの高い圧力とともに、火薬が爆発した際の衝撃波が内周面に加わるため、高い強度が要求される。そのため、インフレータ用ガス収容容器の製造にあたっては、組成が適宜調整され、予め所望の形状に形成された鋼管に焼入れや焼戻し等の熱処理を施して、強度を高くすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７６０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、焼入れや焼戻し等の熱処理を行う場合、鋼管を加熱することは必須であるので、インフレータ用ガス収容容器を製造する際のエネルギーの消費量が多くなる。この問題は、インフレータ用ガス収容容器を製造する際に限らず、高い強度が要求される種々の鋼管を製造する際に共通する。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、強度が高い鋼管を製造する際のエネルギー消費量を低減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例］
０．１５重量％以下のＣ、０．１５〜０．３５重量％のＳｉ、０．３〜１．５重量％のＭｎおよび０．０３０重量％以下のＳを含有するとともに、０．００５〜０．０５重量％のＮｂ、０．０４０〜０．１０重量％のＶおよび０．０１〜０．０８重量％のＴｉのうちの少なくとも１種を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼材からなり、長さ方向に垂直な断面におけるフェライト組織の平均結晶粒径が５μｍ以下である、管材。
【０００８】
本適用例において使用される鋼材において、長さ方向に垂直な断面におけるフェライト組織の平均結晶粒径を５μｍとすることにより、管材の引張強さを十分に高くすることができる。このようなフェライト組織の微細化は、上記鋼材からなる原料材（原管材）に冷間加工を施すことにより進行する。従って、本適用例の管材の製造にあたっては、熱処理を省略することができるので、強度が高い鋼管である管材を製造する際のエネルギー消費量を低減することができる。
【０００９】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、管材、管材の製造方法およびその製造方法で製造された管材、それらの管材および製造方法を利用した各種部材等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インフレータ用ガス収容容器の製造工程の一部を示す工程図。
【図２】ピルガー圧延の様子を示す説明図。
【図３】ピルガー圧延時に中間管材に加わる応力を示す説明図。
【図４】Ｓの含有量と割れ発生限界との関係を示すグラフ。
【図５】減面率と引張強さの関係を示すグラフ。
【図６】減面率と硬度との関係を示すグラフ。
【図７】減面率と延性との関係を示すグラフ。
【図８】フェライト組織の微細化状況の評価結果を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を以下の順序で説明する。
Ａ．実施形態：
Ａ１．インフレータ用ガス収容容器の製造工程：
Ａ２．ピルガー圧延：
Ａ３．鋼材の組成：
Ｂ．実施例：
Ｂ１．評価した鋼材の組成：
Ｂ２．小径化後の強度：
Ｂ３．小径化後の組織：
Ｃ．変形例：
【００１２】
Ａ．実施形態：
Ａ１．インフレータ用ガス収容容器の製造工程：
図１は、インフレータ用ガス収容容器の製造工程の一部を示す工程図である。インフレータとは、エアバッグシステムにおいて、エアバッグの展開に使用されるガスを供給する装置である。インフレータ用ガス収容容器は、エアバッグに供給されるガスの一部である高圧の充填ガスを収容する容器であり、鋼管を用いて製造される。インフレータは、インフレータ用ガス収容容器に高圧の充填ガスを収容するとともに、インフレータ用ガス収容容器に火薬を収容した火薬収容容器を取り付けることにより形成される。エアバッグシステムを作動させる時には、火薬に点火し、点火された火薬が爆発することにより発生した衝撃波で封止材を破壊する。この破壊された封止材を通して、火薬の燃焼ガス、および、充填ガスがエアバッグに供給されることにより、エアバッグが展開される。このように、インフレータ用ガス収容容器には、充填ガスの高い圧力とともに、火薬が爆発した際の衝撃波が内周面に加わるため、高い強度が要求される。
【００１３】
インフレータ用ガス収容容器の製造では、まず、図１（ａ）に示すように、インフレータ用ガス収容容器の原料材である鋼管（原管材）１０を準備する。原管材１０としては、例えば、マンネスマン法等により製造されたシームレス鋼管等が使用される。なお、原管材１０の準備にあたっては、長尺の鋼管が適宜の長さに切断される。
【００１４】
次いで、準備された原管材１０をピルガー圧延（後述する）することにより、図１（ｂ）に示すように、原管材１０よりも内径および外径（以下、「管径」と総称する）が小さく、肉厚が薄い管材（小径管）２０を製造する。この小径管２０を製造する工程では、減面率が７０％から８５％となるように、ピルガー圧延が行われる。ここで、減面率とは、長さ方向に垂直な面における原管材１０の断面積に対する、断面積の減少率をいう。
【００１５】
なお、図１に示すように、原管材１０から小径管２０を製造する際、長さ方向に垂直な面における断面積が減少するため、小径管２０は、原管材１０よりも長くなる。そのため、原管材１０の長さは、インフレータ用ガス収容容器とほぼ同じ長さの小径管２０よりも短くされる。
【００１６】
原管材１０から小径管２０を製造する際にピルガー圧延を行うことにより、加工硬化が生じる。この加工硬化により、小径管２０の引張強さは、熱処理や表面処理を行うことなく、高くすることができる。そこで、本実施形態では、加工硬化により引張強さを十分に高くするため、後述するように、原管材１０として使用される鋼材の組成を調整している。また、一般的に、加工硬化が発生すると、延性が低下する。そこで、鋼材の組成は、加工硬化による過度な延性の低下を抑制するように調整される。
【００１７】
このように製造された小径管２０には、図１（ｃ）に示すように、冷間加工の一種である絞り加工が施される。これにより、インフレータ用ガス収容容器に最終加工される前の管材（容器素管）３０が製造される。そして、必要に応じて、容器素管３０に穿孔や切削等の加工を施し、また、適宜加工された容器素管３０に他の部品を溶接することにより、インフレータ用ガス収容容器が製造される。なお、このように、小径管２０に絞り加工を施すことによっても、小径管２０において得られていた引張強さは維持される。また、穿孔、切削、溶接あるいは更なる冷間加工、を行っても引張強さは低下しないので、最終的に得られるインフレータ用ガス収容容器の強度を十分に高くすることができる。
【００１８】
このように、インフレータ用ガス収容容器の製造工程においては、小径管２０の製造の後、冷間加工や、穿孔や、切削等が行われる。これらの加工においては、小径管２０の硬度（ビッカース硬度）が高くなると、加工を行うための工具の寿命が短くなる。また、小径管２０の製造の後に、溶接も行われる。これらのことも考慮して、鋼材の組成は、加工硬化による硬度の過度な上昇を抑制するとともに、溶接性を十分高くするように調整される。なお、本明細書および本発明においては、製造された小径管２０に施され、インフレータ用ガス収容容器の製造のために行われる各種加工（絞り、穿孔、切削および溶接等）を総称して、後加工ともいう。
【００１９】
Ａ２．ピルガー圧延：
図２は、原管材１０から小径管２０を製造する際に行われるピルガー圧延の様子を示す説明図である。図２は、ピルガー圧延機１００と、原管材１０、小径管２０および圧延途中の管材（中間管材）９０とを、軸線ｃを含みロール軸１１４（後述する）に垂直な面で切断した様子を示している。
【００２０】
図２に示すピルガー圧延機１００は、一対のロールダイス１１０と、マンドレル１２０と、ロッド１３０とを備えている。ロールダイス１１０は、ロール本体１１２と、ロール軸１１４とを有しており、ロール本体１１２はロール軸１１４の周りで回転可能となっている。ロール本体１１２には、外周側からロール軸１１４方向に向かって設けられ、ほぼ半円形の溝（カリバー）１１９が設けられている。カリバー１１９は、その内径がロール本体１１２の周方向に徐々に変化するように形成されている。
【００２１】
マンドレル１２０は、原管材１０側（上流側）から小径管２０側（下流側）に向かって外径が小さくなるように形成された円錐台状の部材である。マンドレル１２０は、その上流側のロッド１３０に取り付けられており、軸線ｃを中心にロッド１３０を回転させることにより、マンドレル１２０も回転する。
【００２２】
図２に示すように、ロール本体１１２は、中間管材９０の外周側に配置され、マンドレル１２０は、中間管材９０の内周側に配置される。そして、カリバー１１９の内面を中間管材９０の外周面に押し当てた状態で、一対のロールダイス１１０を、上流側と下流側との双方向に、同時に往復移動させる。これにより、中間管材９０は、その内面がマンドレル１２０に接触するまで変形する。このようにロールダイス１１０を往復移動させるとともに、マンドレル１２０を回転させて、原管材１０、中間管材９０および小径管２０（被加工材）を回転させる。このロールダイス１００の往復移動と、被加工材の回転とを繰り返すことにより、小径管２０が得られる。
【００２３】
図３は、ピルガー圧延時に中間管材９０に加わる応力（白抜き矢印で表す）を示す説明図である。図３（ａ）は、図２に示す断面をカリバー１１９の内面と中間管材９０の外周面が接触している位置（接触位置）の近傍を拡大して示し、図３（ｂ）は、接触位置を通り軸線ｃに垂直な面で切断した断面を拡大して示している。
【００２４】
図３に示すように、ピルガー圧延を行うことにより、中間管材９０には、その内周面および外周面において、紙面における上下方向の圧縮応力が加わる。また、カリバー１１９は、その内径がロール本体１１２の周方向に変化しているため、黒塗り矢印に示すようにロール本体１１２（ロールダイス１１０）を下流側に向かって移動させると、下流側において中間管材９０に接触する。これにより、中間管材９０には、その内周面および外周面において、紙面において斜め方向の応力が加わる。このように圧縮応力が加わることにより、中間管材９０および小径管２０のフェライト組織（結晶粒）は、軸線ｃ方向（長さ方向）に垂直な断面において微細化される。
【００２５】
Ａ３．鋼材の組成：
上述のように、ピルガー圧延により、小径管２０のフェライト組織は、長さ方向に垂直な断面において微細化される。このように、長さ方向に垂直な断面におけるフェライト組織の平均結晶粒径（以下、単に「平均結晶粒径」ともいう）を小さくすることにより、熱処理や表面処理を行うことなく、引張強さを十分に高くすることができる。また、平均結晶粒径を小さくして引張強さを高くすることで、延性の低下を抑制することができる。これらの効果は、平均結晶粒径を５μｍ以下とすることにより顕著に表れる。そのため、鋼材の組成は、小径管２０において、平均結晶粒径が５μｍ以下となるように決定される。
【００２６】
ピルガー圧延において、減面率を９０％以上とすることは困難である。一般に、減面率が低くなると、フェライト組織の微細化が困難になる。このような特性を考慮して、本実施形態においては、減面率が７０〜８５％の範囲においても、平均結晶粒径が５μｍ以下となるように、鋼材の組成を決定した。
【００２７】
また、上述のように、インフレータ用ガス収容容器の製造の際には、ピルガー圧延の後、冷間加工、穿孔、切削あるいは溶接が行われる。そのため、鋼材の組成は、ピルガー圧延により硬度の過度な上昇が抑制されるとともに、溶接性が十分に高くなるように決定した。具体的には、鋼材は、以下に示すように含有元素を含み、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避的不純物であるものとした。なお、以下では、各含有元素の含有量を、重量％で表している。
【００２８】
炭素（Ｃ）は、引張強さを高くする元素である。しかしながら、含有量が多くなると、溶接性が低下し、また、加工硬化により硬度が急速に高くなるとともに延性が低下する。そのため、Ｃの含有量は、０．１５％以下とする。なお、小径管２０の目標とする引張強さが８００ＭＰａ程度である場合には、含有量を０．１０％以下にするのが好ましい。
【００２９】
マンガン（Ｍｎ）は、Ｃと同様に引張強さを高くする元素であり、Ｃの効果を補完する。そこで、引張強さを十分に高くするため、Ｍｎの含有量を０．３〜１．５％とする。Ｍｎの含有量は、後述するように選択的に添加されるクロム（Ｃｒ）およびモリブデン（Ｍｏ）の有無によって調整するのが好ましい。ＣｒおよびＭｏを添加する場合には、Ｍｎの含有量は、０．３０〜０．８５％とするのが好ましい。一方、ＣｒおよびＭｏを添加しない場合には、Ｍｎの含有量は、０．６０〜１．５％とするのが好ましい。
【００３０】
Ｃｒは、加工硬化による引張強さの向上を促進する元素であり、選択的に添加される。Ｃｒの含有量は、０．８５〜１．２５％とする。Ｍｏは、Ｃｒと同様に、加工硬化による引張強さの向上を促進する元素であり、Ｃｒの添加と同時に添加される。Ｍｏの含有量は、０．１５〜０．３５％とする。
【００３１】
硫黄（Ｓ）は、被削性を改善させるために有効な元素である。しかしながら、Ｓは、延性を低下させるため、ピルガー圧延時およびその後の冷間加工時に割れを発生させる虞がある。そこで、Ｓの含有量の上限を実験的に決定した。
【００３２】
図４は、Ｓの含有量（Ｓ含有量）と、冷間加工時において割れが発生する限界の加工率（割れ発生限界）との関係を示すグラフである。図４のグラフは、リング状の被試験材を据え込み鍛造したリング圧縮試験による割れ発生限界の評価結果を示しており、横軸は、Ｓの含有量を表し、縦軸は、割れ発生限界を表している。この割れ発生限界は、リング圧縮試験において、外周面に割れ発生した際の据え込み率である。
【００３３】
評価に当たっては、ＳＣＭ４１５をベースとしてＳの含有量が異なる被試験材を準備した。準備した被試験材の一方の組には、通常の焼きなましを施し、他方の組には球状化焼鈍を施した。そして、各試験材についてリング圧縮試験を行い、割れ発生限界を評価した。その結果、割れ発生限界が低い球状化焼鈍を施した試験材においても、Ｓの含有量を０．０１５％以下とすることにより、割れ発生限界が約７０％以上となった。この割れ発生限界の評価結果に基づいて、Ｓの含有量は、０．０１５％以下とした。なお、Ｓの含有量を０．０１０％以下とすると、鋼材の価格が急激に高くなる。そのため、Ｓ含有量の実質的な下限は、０．０１０％となる。
【００３４】
シリコン（Ｓｉ）は、フェライト変態を促進する元素であり、冷間加工を容易とするため、含有量の下限を０．１５％とする。一方、Ｓｉの含有量が多くなると、延性が低下する。そのため、Ｓｉの含有量の上限は、０．３５％とする。
【００３５】
チタン（Ｔｉ）およびニオブ（Ｎｂ）は、窒化物がフェライト組織の結晶の成長を抑制する。そのため、ＴｉおよびＮｂの少なくとも一方を添加することにより、フェライト組織を微細化するとともに、フェライト組織の結晶粒径のばらつきを小さく（均質化）することができる。これにより、冷間加工時において、破断や割れを抑制し、加工限界を上げることができる。なお、ＴｉとＮｂとのうちいずれか一方を添加する場合、入手の容易性および鋼材価格の低廉化の観点から、Ｔｉを添加するのが好ましい。
【００３６】
フェライト組織を微細化および均質化する効果を発現させるため、Ｔｉを添加する場合には、その含有量を０．０１〜０．０８％とし、Ｎｂを添加する場合には、その含有量を０．００５〜０．０５％とする。さらに、フェライト組織を微細化および均質化する効果をより確実に発現させるため、Ｔｉの含有量は、０．０３〜０．０６％とするのがより好ましく、Ｎｂの含有量は、０．０２〜０．０３％とするのが好ましい。
【００３７】
バナジウム（Ｖ）は、降伏応力（耐力）を向上させる元素であり、選択的に添加される。Ｖは、また、炭化物がフェライト組織の結晶の成長を抑制する。そのため、Ｖを添加することにより、フェライト組織を微細化することができる。Ｖを添加する場合には、これらの効果を発現させるため、Ｖの含有量は、０．０４０〜０．１０％とする。
【００３８】
本発明において、選択的に添加される上記の各元素Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖのうち、フェライト組織を微細化する効果を有する元素Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖのいずれかは、必須の添加元素である。また、上述のように、ＣｒおよびＭｏは、同時に添加される。
【００３９】
このように、本実施形態では、管径が大きく肉厚な原管材１０にピルガー圧延を施すことで加工硬化を発生させ、得られた小径管２０の引張強さを高くしている。これにより、焼入れや焼戻し等の熱処理を行うことなく、インフレータ用ガス収容容器として十分な引張強さを有する小径管２０を製造することができる。そのため、本実施形態によれば、熱処理のためにエネルギーを必要としないため、インフレータ用ガス収容容器を製造する際のエネルギーの消費を抑制することができる。また、熱処理を省略することにより、小径管２０を長くした場合においても、曲がりの発生が抑制される。そのため、発生した曲がりを矯正する工程を省略することができる。
【００４０】
さらに、上述のように素材となる鋼材の組成を決定することにより、減面率を７０〜８５％としたピルガー圧延を行い、平均結晶粒径を５μｍ以下としている。そのため、得られた小径管２０の延性の低下を抑制しつつ、引張強さを十分に高くすることができる。なお、本実施形態において達成される引張強さは、強度区分にして、８．８（引張強さ：８００ＭＰａ，耐力６４０ＭＰａ）〜１０．９（引張強さ：１０００ＭＰａ，耐力９００ＭＰａ）以上に相当する。
【００４１】
本実施形態では、小径管２０からインフレータ用ガス収容容器を製造する際の後加工（絞り、穿孔、切削および溶接等）を考慮して、鋼材の組成を決定している。そのため、小径管２０からインフレータ用ガス収容容器をより容易に製造することが可能である。特に、本実施形態では、ピルガー圧延による硬度の過度な上昇を抑制しているので、加工を行うための工具の寿命が短くなることを抑制することができる。
【００４２】
Ｂ．実施例：
Ｂ１．評価の概要：
本発明の効果を確認するため、２種類の鋼材（鋼材Ａおよび鋼材Ｂ）からなる被試験材を準備した。そして、準備した被試験材を加工硬化させた後、機械的特性、および、フェライト組織の微細化状況を評価した。準備した被試験材に使用した鋼材の組成は、次の表１の通りである。
【表１】
2018094599.tif 000003
【００４３】
評価の対象とした機械的特性は、引張強さ、硬度（ビッカース硬度）および延性（絞り）である。機械的特性の評価においては、加工による減面率を１０％から９０％まで変化させ、減面率による各機械的特性の変化を調査した。
【００４４】
フェライト組織の微細化状況は、長さ方向に垂直な面で被試験材を切断し、その断面の組織写真を撮影して評価した。フェライト組織の微細化状況の評価は、加工による減面率を７０％とした被試験材により行った。
【００４５】
Ｂ２．機械的特性の評価：
図５ないし図７に、機械的特性の評価結果を示す。図５は、減面率と引張強さの関係を示すグラフである。図５に示すように、加工を行っていない状態（減面率が０％）、および、減面率が１０％から９０％までの全領域において、Ｃの含有量が少ない被試験材（鋼材Ａ）は、Ｃの含有量が多い被試験材（鋼材Ｂ）よりも、引張強さが低かった。しかしながら、鋼材Ａを使用した場合においても、減面率を７０％以上とすることで、引張強さを８００ＭＰａ以上とすることができた。一方、鋼材Ｂを使用した場合においては、減面率を７０％以上とすることで、引張強さを１０００ＭＰａ以上とすることができた。このことから、鋼材Ａおよび鋼材Ｂのいずれを使用しても、減面率を７０％以上とすることにより、引張強さを十分に高くすることが可能であることが確認できた。
【００４６】
図６は、減面率と硬度（ビッカース硬度）との関係を示すグラフである。図６において、マークの近傍に示された数値は、加工による硬度の上昇量を表している。図６に示すように、加工を行っていない状態（減面率が０％）、および、減面率が１０％から９０％までの全領域において、Ｃの含有量が多い被試験材（鋼材Ｂ）は、Ｃの含有量が少ない被試験材（鋼材Ａ）よりも、硬度が高かった。また、硬度の上昇量は、鋼材Ｂが、鋼材Ａよりも高かった。しかしながら、硬度の上昇量が高い鋼材Ｂにおいても、減面率が８５％における硬度の上昇量は２１２ＨＶであった。このことから、鋼材Ａおよび鋼材Ｂのいずれを使用しても、減面率を８５％以下とすることにより、加工硬化による硬度の過度な上昇が十分に抑制できることが確認できた。
【００４７】
図７は、減面率と延性（絞り）との関係を示すグラフである。図７に示すように、加工を行っていない状態（減面率が０％）、および、減面率が１０％から９０％までの全領域において、Ｃの含有量が多い被試験材（鋼材Ｂ）は、Ｃの含有量が少ない被試験材（鋼材Ａ）よりも、延性が低かった。しかしながら、延性が低い鋼材Ｂにおいても、減面率が８５％における絞りは、約６５％であった。このことから、鋼材Ａおよび鋼材Ｂのいずれを使用しても、減面率を８５％以下とすることにより、加工硬化による延性の低下が十分に抑制できることが確認できた。
【００４８】
Ｂ３．フェライト組織の微細化状況の評価：
図８は、フェライト組織の微細化状況の評価結果を示す説明図である。図８（ａ）は、Ｃの含有量が少ない被試験材（鋼材Ａ）の組織写真であり、図８（ｂ）は、Ｃの含有量が多い被試験材（鋼材Ｂ）の組織写真である。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、鋼材Ａおよび鋼材Ｂのいずれにおいても、フェライト組織の平均結晶粒径は、５μｍ以下であった。なお、一般に、フェライト組織の微細化は、減面率を高くするほど進行する。そのため、図８に示す評価結果から、鋼材Ａおよび鋼材Ｂのいずれを使用しても、減面率を７０％以上とすることにより、平均結晶粒径を５μｍ以下とすることができることが確認できた。
【００４９】
Ｃ．変形例：
本発明は上記実施形態および実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５０】
Ｃ１．変形例１：
上記実施形態では、小径管２０の製造をするため、原管材１０をピルガー圧延しているが、一般的には、小径管２０は、小径管２０よりも管径が大きく、肉厚が厚い原管材１０に冷間加工（冷間縮径加工）を施すことにより、製造することができる。例えば、原管材１０に引抜加工を施し、小径管２０を製造することも可能である。なお、この場合においても、減面率は、７０〜８５％とするのが好ましい。このようにしても、フェライト組織の平均結晶粒径を５μｍ以下とすることができるので、引張強さを十分に高くすることができる。但し、上述のように、ピルガー圧延を行うことにより、加工中の中間管材９０には、外周側と内周側との双方において、圧縮応力が加わる。この圧縮応力により、フェライト組織の微細化が促進される。そのため、ピルガー圧延を行うことにより、より確実に、小径管２０のフェライト組織の平均結晶粒径を５μｍ以下とし、小径管２０の引張強さを十分に高くすることができる。
【００５１】
Ｃ２．変形例２：
上記実施形態では、１回のピルガー圧延により、原管材１０から小径管２０を製造しているが、ピルガー圧延を複数回行うことにより、原管材１０から小径管２０を製造することも可能である。また、ピルガー圧延を含む種々の冷間縮径加工を複数回行うことにより、原管材１０から小径管２０を製造するものとしてもよい。但し、この場合、より確実に、小径管２０のフェライト組織の平均結晶粒径を５μｍ以下とし、小径管２０の引張強さを十分に高くするため、最後の冷間縮径加工をピルガー圧延とするのが好ましい。また、引抜加工等では、１回の加工における減面率を高くすることが困難であり、ピルガー圧延よりも多数回の加工をすることが必要となる場合がある。この点においても、冷間縮径加工としては、ピルガー圧延を行うことが好ましい。
【００５２】
Ｃ３．変形例３：
上記実施形態では、インフレータ用ガス収容容器に本発明を適用しているが、本発明は、高い強度が要求される種々の鋼管に適用することができる。本発明は、例えば、自動車のサイドドアに格納され、側面衝突から乗員を保護するためのサイドドアビーム、自動車において、ハンドルの回転を伝達するためのステアリングシャフト等の各種部材に適用することができる。また、本発明は、自動車用の各種部材に限らず、鉄道車両や航空機等の移動体用の部材、各種機械装置に使用される部材等に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…原管材
２０…小径管
３０…容器素管
９０…中間管材
１００…ピルガー圧延機
１１０…ロールダイス
１１２…ロール本体
１１４…ロール軸
１１９…カリバー
１２０…マンドレル
１３０…ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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