【手続補正書】
【提出日】平成21年11月10日(2009.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：0.03〜0.24％、                    Si：0.002〜0.95％、
Mn：1.01〜1.99％、                   Al：0.01〜0.08％
を含み、さらに、Ti：0.041〜0.150％、Nb：0.017〜0.150％を、Ti＋Nb：0.08％以上を満足するように含有し、不純物であるＰ、Ｓ、Ｎ、Ｏを、Ｐ：0.019％以下、Ｓ：0.020％以下、Ｎ：0.010％以下、Ｏ：0.005％以下に調整して含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、さらに、円周方向断面の平均結晶粒径が２〜８μmであるフェライト相と、該フェライト相以外の第二相とからなり、該フェライト相の組織分率が60体積％以上で、該フェライト相中に平均粒径２〜40nmの（Nb、Ti）複合炭化物が析出してなる組織と、を有し、降伏強さが660MPa超であることを特徴とする、低温靭性、成形性と、断面成形加工−応力除去焼鈍後の耐ねじり疲労特性に優れた自動車構造部材用高張力溶接鋼管。
【請求項２】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Ｖ：0.001〜0.150％、Ｗ：0.001〜0.150％、Cr：0.001〜0.45％、Ｂ：0.0001〜0.0009％、Cu：0.001〜0.45％、Ni：0.001〜0.45％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ca：0.0001〜0.005％、を含有することを特徴とする請求項１に記載の自動車構造部材用高張力溶接鋼管。
【請求項３】
さらに、鋼管内外面の算術平均粗さRaが２μm以下、最大高さ粗さRzが30μm以下、十点平均粗さRz JISが20μm以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車構造部材用高張力溶接鋼管。
【請求項４】
鋼管素材に、電縫造管工程を施して溶接鋼管とするに当り、前記鋼管素材が、質量％で、
Ｃ：0.03〜0.24％、                    Si：0.002〜0.95％、
Mn：1.01〜1.99％、                   Al：0.01〜0.08％
を含み、さらに、Ti：0.041〜0.150％、Nb：0.017〜0.150％を、Ti＋Nb：0.08％以上を満足するように含有し、不純物であるＰ、Ｓ、Ｎ、Ｏを、Ｐ：0.019％以下、Ｓ：0.020％以下、Ｎ：0.010％以下、Ｏ：0.005％以下に調整して含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼素材に、1160〜1320℃に加熱し、980〜760℃の範囲の温度で仕上圧延を終了する熱間圧延と、該熱間圧延終了後、750〜650℃の温度範囲で２ｓ以上の徐冷を行なう徐冷処理とを施し、660〜510℃の巻取り温度で巻取る熱延工程を施して得られた熱延鋼帯であり、
前記電縫造管工程が、下記（１）式で定義される幅絞り率を10％以下として、前記鋼管素材を連続的にロール成形し電縫溶接して溶接鋼管とする造管工程であることを特徴とする、660MPa超の降伏強さを有し、低温靭性、成形性と断面成形加工−応力除去焼鈍処理後の耐ねじり疲労特性に優れた自動車構造部材用高張力溶接鋼管の製造方法。
記
幅絞り＝［（鋼管素材の幅）−π｛（製品外径）−（製品肉厚）｝］／π｛（製品外径）−（製品肉厚）｝×（100％）………（１）
【請求項５】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Ｖ：0.001〜0.150％、Ｗ：0.001〜0.150％、Cr：0.001〜0.45％、Ｂ：0.0001〜0.0009％、Cu：0.001〜0.45％、Ni：0.001〜0.45％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ca：0.0001〜0.005％、を含有することを特徴とする請求項４に記載の自動車構造部材用高張力溶接鋼管の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上記した従来技術の問題を有利に解決し、とくに、トーションビーム用として、断面成形加工−応力除去焼鈍後の優れた耐ねじり疲労特性を必要とされる自動車構造部材用として好適な高張力溶接鋼管を、調質処理を施すことなく製造できる、降伏強さが660MPa超えで、優れた低温靭性、優れた成形性、および断面成形加工−応力除去焼鈍後の優れた耐ねじり疲労特性を有する自動車構造部材用高張力溶接鋼管の製造方法を提供することを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（２）（１）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、Ｖ：0.001〜0.150％、Ｗ：0.001〜0.150％、Cr：0.001〜0.45％、Ｂ：0.0001〜0.0009％、Cu：0.001〜0.45％、Ni：0.001〜0.45％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ca：0.0001〜0.005％、を含有することを特徴とする自動車構造部材用高張力溶接鋼管。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（５）（４）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、Ｖ：0.001〜0.150％、Ｗ：0.001〜0.150％、Cr：0.001〜0.45％、Ｂ：0.0001〜0.0009％、Cu：0.001〜0.45％、Ni：0.001〜0.45％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ca：0.0001〜0.005％、を含有することを特徴とする自動車構造部材用高張力溶接鋼管の製造方法。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上記した成分が基本成分であるが、本発明では上記した基本成分に加えてさらに、Ｖ：0.001〜0.150％、Ｗ：0.001〜0.150％、Cr：0.001〜0.45％、Ｂ：0.0001〜0.0009％、Cu：0.001〜0.45％、Ni：0.001〜0.45％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ca：0.0001〜0.005％、を含有できる。
Ｖ、Ｗ、Cr、Ｂ、Cu、Niはいずれも、Mnの、断面成形加工後の応力除去焼鈍後の強度低下を抑制し、初期疲労亀裂の発生を抑制し、耐ねじり疲労特性を向上させる効果を補完する働きがある元素であり、必要に応じて選択して１種または２種以上含有できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
なお、本発明において、フェライト相中の（Nb、Ti）複合炭化物の平均粒径は、次のようにして求めるものとする。鋼管から抽出レプリカ法を用いて、組織観察用試料を採取し、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて、10万倍で５視野観察し、EDS分析によりNb、Tiを含まないセメンタイト、TiNなどを同定、除外し、Nb、Tiを含有する炭化物（（Nb、Ti）複合炭化物）について、画像解析装置により、（Nb、Ti）複合炭化物の面積を測定し、その面積から円相当直径を算出し、それらの算術平均値を（Nb、Ti）複合炭化物の平均粒径とした。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
なお、本発明では、鋼管素材は熱延鋼帯に限定されることはない。上記した組成、組織を有する素材であれば、上記したような熱延鋼帯に、冷間圧延−焼鈍を施した冷延焼鈍鋼帯、あるいはさらに各種表面処理を施した表面処理鋼帯を用いても何ら問題はない。また、電縫造管工程に代えて、ロールフオーミング、切板のプレス閉断面化、造管後の冷間・温間・熱間での縮径圧延および熱処理等を組み合わせた造管工程としてもよい、さらに電縫溶接に代えて、レーザー溶接、アーク溶接、プラズマ溶接などを用いても何ら問題はない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
（２）析出物観察試験
得られた溶接鋼管から、円周方向断面が観察面となるように、析出物観察試験片を採取して、抽出レプリカ法を用いて組織観察用試料を作製し、透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて、10万倍で５視野観察し、EDS分析によりNb、Tiを含まないセメンタイト、TiNなどを同定・除外し、Nb、Tiを含有する炭化物（（Nb，Ti）複合炭化物）について、画像解析により、各（Nb，Ti）複合炭化物の面積を測定しその面積から円相当直径を算出し、それらの算術平均値を（Nb、Ti）複合炭化物の平均粒径とした。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
ねじり疲労試験は、１Hz、両振りの条件で行い、応力水準を種々変化させ、負荷応力Ｓにおける破断までの繰返し回数Ｎを求めた。得られたＳ‐Ｎ線図より５×105繰返し疲れ限度σB（MPa）を求め、σB／TS、（ここでTSは鋼管の引張強さ（MPa））で耐ねじり疲労特性を評価した。なお、負荷応力は最初にダミー片でねじり試験を行い、疲労亀裂位置を確認し、その位置に３軸歪ゲージを貼付けて実測した。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
【表１】
2008013808.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
【表２】
2008013808.tif 000002
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
【表３】
2008013808.tif 000003
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
【表４】
2008013808.tif 000004
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
本発明例（鋼管No.１、No.２、No.４〜No.６、No.８、No.９）はいずれも、フェライト相の組織分率が60体積％以上で、フェライト相の平均結晶粒径が２〜８μmで、（Nb，Ti）複合炭化物の平均粒径が２〜40nmである組織を有し、降伏強さYSが660MPa超で、JIS 12号試験片での伸びElが15％以上を満足する、高強度で、成形性に優れた高張力溶接鋼管となっている。また、本発明例はいずれも、断面成形加工−応力除去焼鈍後の、断面硬度変化率が−15％以上、残留応力低下率が50％以上であり、ねじり疲労試験での５×105繰返し疲れ限度σBと鋼管引張強さTSとの比、σB/TSが0.40以上と、優れた耐ねじり疲労特性を有する高張力溶接鋼管となっている。また、本発明例はいずれも、断面成形加工ままおよび断面成形加工−応力除去焼鈍後の、破面遷移温度vTrsが−40℃以下と優れた低温靭性を有する高張力溶接鋼管となっている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
また、Ｂ、Cuが本発明の範囲を高く外れる比較例（鋼管No.30、No.31）はいずれも、伸びElが15％未満と延性が不足し、また断面成形加工−応力除去焼鈍後の残留応力低下率が50％未満で、（σB/TS）が0.40未満と耐ねじり疲労特性が低下している。
また、Si、Al、S、Ｏが本発明の範囲を高く外れる比較例（鋼管No.14、No.18、No.24、No.26）はいずれも、断面成形加工−応力除去焼鈍後の（σB/TS）が0.40未満と耐ねじり疲労特性が低下している。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
なお、鋼管No.１、No.２、No.４〜No.６、No.８、No.９、No.11〜28、No.30、No.31はNo.14を除き、表面組さが、算術平均粗さRa：0.7〜1.8μm、最大高さ粗さRz：10〜22μm、十点平均粗さRz JIS：７〜15μmの範囲にあり、良好であった。No.14の表面粗さは平均粗さRa：1.6μm、最大高さ粗さRz：27μm、と良好であったものの、十点平均粗さRz JISは21μmと高い値であった。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
（実施例２）
表１の鋼No.Ｂの組成を有する鋼素材（スラブ）に、表３に示す条件の熱間圧延を施し熱延鋼帯とした。ついで、これら熱間圧延鋼帯を鋼管素材として、酸洗を施し、所定の幅寸法にスリット加工したのち、連続的にロール成形してオープン管とし、該オープン管を高周波抵抗溶接により電縫溶接する電縫造管工程により溶接鋼管（外径70〜114.3mmφ×肉厚ｔ 2.0〜6.0mm）とした。なお、電縫造管工程では、（１）式で定義される幅絞り率を、表３に示す値とした。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
【表５】
2008013808.tif 000005
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
【表６】
2008013808.tif 000006
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
本発明例（鋼管No.45〜No.51）はいずれも、フェライト相の組織分率が60体積％以上で、フェライト相の平均結晶粒径が２〜８μmで、（Nb，Ti）複合炭化物の平均粒径が２〜40nmである組織を有し、降伏強さYSが660MPa超で、JIS 12号試験片での伸びElが15％以上を満足する、高強度で、成形性に優れた高張力溶接鋼管となっている。また、本発明例はいずれも、断面成形加工−応力除去焼鈍（530℃×10min）後の、断面硬度変化率が−15％以上、残留応力低下率が50％以上であり、断面成形加工−応力除去焼鈍（530℃×10min）後のねじり疲労試験での５×105繰返し疲れ限度σBと鋼管引張強さTSとの比、σB/TSが0.40以上と、優れた耐ねじり疲労特性を有する高張力溶接鋼管となっている。また、本発明例はいずれも、断面成形加工ままおよび断面成形加工−応力除去焼鈍後の、破面遷移温度vTrsが−40℃以下と優れた低温靭性を有する高張力溶接鋼管となっている。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
一方、鋼管の電縫造管工程の条件が本発明の範囲を外れる比較例（鋼管No.52）は成形性、断面成形加工−応力除去焼鈍後の耐ねじり疲労特性、断面成形加工ままの低温靭性、断面成形加工−応力除去焼鈍後の低温靭性が低下している。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
また、電縫造管工程における幅絞り率が本発明の範囲を高く外れる比較例（鋼管No.52）は、（σB/TS）が0.40未満と断面成形加工−応力除去焼鈍後の耐ねじり疲労特性が低下し、さらに破面遷移温度vTrsが−40℃を上回り、断面成形加工−応力除去焼鈍後の低温靭性が低下している。