(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ規格で規定するＳＵＨ４０９Ｌ相当の鋼鋳片に、熱間圧延、焼鈍、冷間圧延を順次行なって得た鋼板を、円筒状に成形、溶接して製造した排気ガス管用ステンレス鋼管であって、
前記鋼板が、均一な再結晶組織を有し、ｒ値が２．２以上である鋼板であり、
前記ステンレス鋼管の特性として、下式で定義する限界拡管率が６０％以上であることを特徴とする排気ガス管用ステンレス鋼管。
限界拡管率（ＥＰ）＝１００・（Ｄ１−Ｄ０）／Ｄ０
ここで、Ｄ０は、鋼管の拡管前の外径であり、Ｄ１は先端が破壊を起こさない場合の最大の拡管後の外径である。
【請求項２】
ＪＩＳ規格で規定するＳＵＨ４０９Ｌ相当の鋼鋳片を、仕上げ圧延開始時の鋼鋳片温度を８００℃以下として仕上圧延後段で摩擦係数が０．２以下となる強潤滑及び仕上圧延の圧下率が８０％以上となる強圧下率で熱間圧延し、その後焼鈍、冷間圧延を順次行なって得た鋼板を、円筒状に成形し、突き合わした該鋼板の幅方向の両端を溶接することを特徴とする排気ガス管用ステンレス鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス管用ステンレス鋼管及びその製造方法に係わり、詳しくは、エンジンからの排気ガスを大気中に放出する排気ガス管の素材として使用される、鋼種ＳＵＨ４０９Ｌのステンレス鋼管の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のエンジンからその燃焼ガスを大気中へ放出するには、通常、エンジンの排気ロに別途ガス管を連結し、該ガス管(以下、排気ガス管という)を介して行われる。この排気ガス管は、エンジン内で生じた燃焼ガスが高温で、且つ普通鋼を腐蝕する性質を有するので、耐熱性及び耐食性に優れたステンレス鋼板、例えば、ＪＩＳでＳＵＨ４０９Ｌと規定されているステンレス鋼板を素材に製造されている。つまり、該ステンレス鋼板を円筒状に成形し、板幅方向の両端を突合せて溶接する所謂「電縫鋼管」である。
【０００４】
ところで、この排気ガス管は、しばしば図２に示すように、結合のため、前記ステンレス鋼管１の管端２を拡げて（拡管という）製造される。また、近年注目されているハイドロ・フォーム成形（水圧成形）では、大きな拡管、張り出しが要求されている。そのため、素材としてのステンレス鋼管１には、先端を破壊せずに広げることができるように、限界拡管率の大きいことが要求される。この場合、拡管は、多数個に分割され、組み合わせて円筒状に形成した所謂「セグメント」なる部品を、該鋼管１の管端２に挿入し、該セグメントを鋼管１の径方向に押し広げることで行われる。
【０００５】
また、その限界拡管率は、鋼管の拡管前外径（Ｄ０）と拡管後の外径（Ｄ１）とを用い、次式で定義される。
【０００６】
限界拡管率（ＥＰ）＝１００・（Ｄ１−Ｄ０）／Ｄ０
そして、従来のＳＵＨ４０９Ｌ・ステンレス鋼管の破壊を起こさない限界拡管率（ＥＰ）は、４０〜５０％、つまり拡管前外径の１．４〜１．５倍であった。
【０００７】
最近は、エンジン形状の多様化、部品点数の削減から、従来より大きく拡管する必要が生じ、従来のＳＵＨ４０９Ｌ・ステンレス鋼管を素材にしての排気ガス管製造では、拡管時に割れたり、あるいは亀裂を生じ、製品不良が多くなるという問題が起きている。そのため、従来より大きい拡管が必要な場合には、拡管の対象部分だけを別途同一鋼種のステンレス鋼管で製作し、その部分を未加工のステンレス鋼管に溶接することで対処していた。
【０００８】
しかしながら、これでは、製作工程が増え、製作費及び作業者が余計に必要となるので、限界拡管率が従来より大きい特性を有するステンレス鋼管の出現が熱望されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、限界拡管率が従来より大きい特性を有する排気ガス管用ステンレス鋼管及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、ＳＵＨ４０９Ｌ・ステンレス鋼板の圧延時にまでさかのぼった研究を行ない、その成果を本発明に具現化した。
【００１１】
すなわち、本発明は、ＪＩＳ規格で規定するＳＵＨ４０９Ｌ相当の鋼鋳片に、熱間圧延、焼鈍、冷間圧延を順次行なって得た鋼板を、円筒状に成形、溶接して製造した排気ガス管用ステンレス鋼管であって、
前記鋼板が、均一な再結晶組織を有し、ｒ値が２．２以上である鋼板であり、
前記ステンレス鋼管の特性として、下式で定義する限界拡管率が６０％以上であることを特徴とする排気ガス管用ステンレス鋼管である。
【００１２】
限界拡管率（ＥＰ）＝１００・（Ｄ１−Ｄ０）／Ｄ０
ここで、Ｄ０は、鋼管の拡管前の外径であり、Ｄ１は先端が破壊を起こさない場合の最大の拡管後の外径である。
【００１３】
また、本発明は、ＪＩＳ規格で規定するＳＵＨ４０９Ｌ相当の鋼鋳片を、仕上げ圧延開始時の鋼鋳片温度を８００℃以下として仕上圧延後段で摩擦係数が０．２以下となる強潤滑及び仕上圧延の圧下率が８０％以上となる強圧下率で熱間圧延し、その後焼鈍、冷間圧延を順次行なって得た鋼板を、円筒状に成形し、突き合わした該鋼板の幅方向の両端を溶接することを特徴とする排気ガス管用ステンレス鋼管の製造方法である。
【００１４】
この場合、強潤滑とは、仕上げ圧延後段で摩擦係数が０．２以下、強圧下率とは、仕上げ圧延の圧下率が８０％以上であることを意味する。
【００１５】
本発明では、ＳＵＨ４０９Ｌ相当のステンレス鋼板の特性を、その熱間圧延段階で改良するようにしたので、該鋼板の所謂ｒ値（鋼板を引張った時の幅方向と板厚方向のヒズミ比であり、この値が大きいほど材料の深絞り性が良い）が大きくなり、限界拡管率が６０％以上と、従来より格段に大きいステンレス鋼管が製造できるようになった。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
まず、発明者は、ＳＵＨ４０９Ｌに相当するステンレス鋼板（以下、単にステンレス鋼板という）の限界拡管率を高めるには、該ステンレス鋼板の前記ｒ値を大きくする必要があると考えた。そして、化学成分を変更せずに、ＳＵＨ４０９Ｌに相当する鋼鋳片を熱間圧延、焼鈍、冷間圧延し、鋼板とする段階でそれを達成すべく、試験を行うことにした。その最初の試験として、前記鋼鋳片を表１に示すＡ〜Ｄの条件で熱間圧延、焼鈍、冷間圧延し、得られた鋼板の強度、伸び及びｒ値を調査した。なお、表１のＡ、Ｂ、Ｃで従来条件Ｄと大きく異なる点は、熱間圧延開始時の鋼鋳片温度８００℃以下であり、その値は、圧延強度に着眼して定められた。８００℃以下で、均一な再結晶組織が得られるからである。また、熱間圧延は、摩擦係数低減を狙いにして、潤滑剤を多量に流して強潤滑で行い、圧下率も従来より大きくしている。具体的には、８０％程度である。
【００１８】
【表１】
0004359953.tif 000002
【００１９】
その結果を表２に一括して示す。表２より、条件Ａのもとで圧延すると、従来の条件Ｂ、Ｃのもとで得た鋼板より、ｒ値を向上できることが明らかになった。
【００２０】
そこで、それぞれの鋼板を、通常の方法で円筒状に成形、溶接して、外径３８．１ｍｍ，肉厚１．５ｍｍの所謂「電縫ステンレス鋼管」とし、前記セグメントを用いて、限界拡管率を測定した。その結果を、鋼板のｒ値との関係で整理し、図１に示す。図１より、Ａ条件で熱間圧延して得た鋼板で製造した鋼管の限界拡管率は、８０％となり、従来のＢ，Ｃ条件で圧延した場合より格段と向上していることが明らかである。従って、発明者は、この限界拡管率が６０％以上の鋼管、及びＡ条件によるその製造方法を本発明としたのである。
【００２１】
【表２】
0004359953.tif 000003
【００２２】
【実施例】
ステンレス鋼鋳片を、表１のＡ〜Ｃの条件で熱間圧延、焼鈍、冷間圧延して鋼板とし、その後、ＣＢＲ成形（低歪み製造方法）で外径５０．８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの円筒状とした。そして、突き合せた板幅方向の端部を誘導コイルで加熱して、スクイズ・ロールで圧接させ、電縫ステンレス鋼管とした。これらステンレス鋼管を所定長さ（３００ｍｍ）に切断し、多数本の排気ガス管用の鋼管とした。さらに、それぞれの該鋼管の一端を、セグメントからなる拡管装置で所定サイズまで拡管し、排気ガス管（図２参照）に製作した。
【００２３】
その結果を表３に示す。表３より、本発明によれば、従来通りの工程で、不合格品を出さずに排気ガス管を製作できることが明らかである。
【００２４】
【表３】
0004359953.tif 000004
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、限界拡管率が従来より大きい特性を有する排気ガス管用ステンレス鋼管が製造できる。その結果、従来と同じ拡管装置を用いて、排気ガス管が製作できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼種Ｒ４０９Ｌ・ステンレス鋼板のｒ値と、該鋼板で製造した管の限界拡管率（セグメント拡管）との関係を示す図である。
【図２】エンジンの排気口に連接する排気ガス管の形状例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ステンレス鋼管
２    管端
【図１】
0004359953.tif 000005
【図２】
0004359953.tif 000006