(57)【要約】【課題】曲げ加工時の曲げ外側の板厚減少を抑制する。【解決手段】管軸方向のｒ値（ｒφ）と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値（ｒｉ）との関係が、２ｒφ＋ｒｉ≧４であるフェライト系ステンレス鋼管を曲げ加工の素材とすることにより、曲げ外側で割れもしくは加工品の使用目的を満足しないような著しい板厚減少を抑制する。フェライト系ステンレス鋼管の管軸方向のｒ値（ｒφ）が１．５以上であること、更に、管軸方向が管素材であるフェライト系ステンレス鋼板の圧延方向と直交するように造管されたフェライト系ステンレス鋼管であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
管軸方向のｒ値（ｒφ）と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値（ｒｉ）との関係が
２ｒφ＋ｒｉ≧４
であることを特徴とする、
曲げ加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼管。
【請求項２】
管軸方向のｒ値（ｒφ）が１．５以上であることを特徴とする、
請求項１に記載の曲げ加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼管。
【請求項３】
管素材であるフェライト系ステンレス鋼板の圧延方向が管軸方向と直交するように造管されたことを特徴とする、
請求項１または２に記載の曲げ加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や空調機器、電気機器、各種プラント等の配管として、各種金属管が用いられている。これらの配管は、曲げ加工して使用される場合も多い。金属管の曲げ加工においては、曲げの中立軸を境界として、曲げ外側では中立軸よりも弧長が長いため軸方向に伸ばされ、加工後の板厚が加工前の板厚よりも薄くなる。一方、曲げ内側では中立軸よりも弧長が短いため軸方向に圧縮され、加工後の板厚が加工前の板厚よりも厚くなる。
その結果、曲げ外側では割れもしくは加工品の使用目的を満足しないような板厚減少が発生しやすく、曲げ内側では座屈が発生しやすくなる。更に、曲げ加工後に断面の楕円化も発生しやすい。
【０００３】
このような各種配管の素材として、銅管やアルミ管、あるいは特に耐食性や耐熱性を要求される用途ではオーステナイト系ステンレス鋼管が使用されることも多いが、コスト面から、フェライト系ステンレス鋼管が使用される例が増えてきている。
フェライト系ステンレス鋼は、伸び等の点でオーステナイト系ステンレスに比べ加工性に劣る場合もあるが、曲げ加工に対する要求は厳しさを増すばかりである。例えば曲げの中立軸における曲げ半径が管直径の１．２倍以下であるような厳しい加工に対しても、曲げ外側の板厚減少や割れ、曲げ内側の座屈、断面の楕円化等を抑制できる曲げ加工技術および素材に対する要求が高まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、金属管の曲げ加工における、曲げ外側の板厚減少を抑制するために案出されたものであり、特に、金属管の板厚が薄い場合や曲げ半径が小さい場合に、曲げ外側の割れ及び板厚減少を抑制できるフェライト系ステンレス鋼管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】
【０００５】
本発明者等は、フェライト系ステンレス鋼管の曲げ加工において、曲げ外側の板厚減少に及ぼす素材の材料特性の影響について鋭意検討を重ねた結果、素材の塑性異方性（ｒ値）、特に管軸方向のｒ値（ｒφ）と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値（ｒｉ）が大きいほど曲げ外側の板厚減少が小さく、一方、管軸方向と９０°をなす方向のｒ値（ｒθ）は曲げ外側の板厚減少に及ぼす影響が小さいという知見を得た。
【０００６】
本発明は、このような知見に基づいて開発されたものであり、管軸方向のｒ値（ｒφ）と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値（ｒｉ）との関係を
２ｒφ＋ｒｉ≧４
とすることにより、曲げ加工における曲げ外側で割れもしくは加工品の使用目的を満足しないような著しい板厚減少を抑制できる、フェライト系ステンレス鋼管に関する。
【０００７】
ｒ値は、鋼管の素材となる鋼板から、圧延方向と平行な方向、圧延方向と４５°をなす方向、及び圧延方向と９０°をなす方向のそれぞれに沿って切り出した３種類のＪＩＳ１３Ｂ号試験片を用意し、伸び率１５％の歪量で評価して、３方向のｒ値を求めた。そして、これら３方向のｒ値について、鋼板の圧延方向と平行な方向のｒ値をｒ０、圧延方向と４５°をなす方向のｒ値をｒ４５、圧延方向と９０°をなす方向のｒ値をｒ９０とする。
例えば、ロールフォーミングで造管する場合は、鋼板の圧延方向が管軸方向と平行であるため、ｒφ＝ｒ０、ｒｉ＝ｒ４５となる。
板巻きで造管する場合、鋼板の圧延方向が管軸方向と平行となるように造管する場合にはロールフォーミングの場合と同様に、ｒφ＝ｒ０、ｒｉ＝ｒ４５となる。一方、鋼板の圧延方向が管軸方向と直交するように造管する場合には、ｒφ＝ｒ９０、ｒｉ＝ｒ４５となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、曲げ加工において、曲げ外側の割れ及び板厚減少を抑制できるフェライト系ステンレス鋼管を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
１４Ｃｒ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｎｂ系の化学成分を有するフェライト系ステンレス鋼板の中から、管軸方向のｒ値（ｒφ）の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値（ｒｉ）との和（２ｒφ＋ｒｉ）が４以上であるような、外径Ｄ４０ｍｍ、板厚Ｔ１．２ｍｍのフェライト系ステンレス鋼管をロールフォーミングにより造管した。これらを曲げ加工の素材として、曲げの中立軸の曲率半径（曲げ半径）Ｒが４８ｍｍ（曲げ半径Ｒ＝１．２Ｄ）となるように、回転引き曲げ法による曲げ加工を実施した。回転引き曲げ法による曲げ加工にあたっては、曲げ加工部に材料を供給し割れや板厚減少を抑制するためのサイドブースター及びバックブースターと、座屈や断面楕円化を抑制するための芯金とを使用した。曲げ外側の板厚減少最大位置の板厚減少率を評価した。結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
2017018999.tif 000002
【００１２】
曲げ加工の素材であるフェライト系ステンレス鋼管の、管軸方向のｒ値の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値との和（２ｒφ＋ｒｉ）を４以上とすることで、曲げ外側の最大板厚減少率は約２５％以下の良好な値となる。好ましくは、管軸方向のｒ値の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値との和（２ｒφ＋ｒｉ）を５以上とすることで、曲げ外側の最大板厚減少率は約２０％以下と、より良好となる。また、管軸方向のｒ値の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値との和（２ｒφ＋ｒｉ）が４以上であり、かつ管軸方向のｒ値（ｒφ）が１．５以上であることが好ましい。
【実施例２】
【００１３】
３方向のｒ値が、（ｒ０，ｒ４５，ｒ９０）＝（１．２，１．０，１．７）及び（１．５，０．９，１．８）である鋼板を素材として、鋼板の圧延方向が管軸方向と平行、及び直交するように、外径Ｄ４０ｍｍ、板厚Ｔ１．２ｍｍのフェライト系ステンレス鋼管を板巻き加工により造管した。これらを曲げ加工の素材として、曲げの中立軸の曲率半径（曲げ半径）Ｒが４８ｍｍ（曲げ半径Ｒ＝１．２Ｄ）となるように、回転引き曲げ法による曲げ加工を実施した。回転引き曲げ法による曲げ加工の条件は、実施例１と同様とした。曲げ外側の板厚減少最大位置の板厚減少率を評価した。結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
2017018999.tif 000003
【００１５】
板巻き造管での材料取り方向を変えて、曲げ加工の素材であるフェライト系ステンレス鋼管の、管軸方向のｒ値の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値との和（２ｒφ＋ｒｉ）を４以上とすることで、曲げの中立軸における曲げ半径が管直径の１．２倍以下であるような厳しい加工に対しても、曲げ外側の最大板厚減少率は約２５％以下の良好な値となる。
【実施例３】
【００１６】
３方向のｒ値が、（ｒ０，ｒ４５，ｒ９０）＝（１．２，１．０，１．７）及び（１．５，０．９，１．８）である鋼板を素材として、鋼板の圧延方向が管軸方向と平行、及び直交するように、外径Ｄ４０ｍｍ、板厚Ｔ１．２ｍｍのフェライト系ステンレス鋼管を板巻き加工により造管した。これらを曲げ加工の素材として、曲げの中立軸の曲率半径（曲げ半径）Ｒが６０ｍｍ（曲げ半径Ｒ＝１．５Ｄ）となるように、回転引き曲げ法による曲げ加工を実施した。回転引き曲げ法による曲げ加工の条件は、実施例１と同様とした。曲げ外側の板厚減少最大位置の板厚減少率を評価した。結果を表３に示す。
【００１７】
【表３】
2017018999.tif 000004
【００１８】
曲げの中立軸の曲率半径（曲げ半径）Ｒが６０ｍｍ（曲げ半径Ｒ＝１．５Ｄ）の場合、管軸方向のｒ値の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値との和（２ｒφ＋ｒｉ）が４より小さくても曲げ外側の最大板厚減少率は約２５％で良好な値となる。しかしながら、本発明である管軸方向のｒ値の２倍と管軸方向と４５°をなす方向のｒ値との和（２ｒφ＋ｒｉ）が４以上である方が曲げ外側の最大板厚減少率は小さく、板厚減少しにくいことがわかる。したがって、本発明は曲げ外側の板厚減少を抑制するのに有効であり、特に曲げの中立軸における曲げ半径が管直径の１．２倍以下であるような厳しい加工において、本発明の有用性が顕著となる。