(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の金属条材の長手方向の一部区間に熱間曲げ加工を施した熱間曲げ金属条材において、その曲げ始め部分と曲げ終わり部分の少なくとも一方における熱間曲げ加工の際の加熱領域と非加熱領域との境界部分に熱影響ラインに沿って生じる軟化部を肉厚方向に対して傾斜させると共にその傾斜角度を、軟化部のどの位置で肉厚方向に切断した断面にも軟化部のみならず高温加熱部、非加熱部の少なくとも一方が存在するように定めていることを特徴とする熱間曲げ金属条材。
【請求項２】
前記熱影響ラインに沿って生じる軟化部が肉厚方向に対して４５°以上の傾斜を有していることを特徴とする請求項１記載の熱間曲げ金属条材。
【請求項３】
直線状の金属条材の長手方向の狭幅領域を赤熱状態に加熱して加熱部を形成し、該加熱部に曲げモーメントを付与して曲げ変形させ、その直後に冷却しながら前記加熱部を金属条材の長手方向に移動させて、長手方向の所望区間を熱間曲げ加工する方法において、加熱開始時に、金属条材の実肉部分の、加熱手段を配した片面側の冷却開始位置よりも加熱終了側にずらした位置で反対面側の冷却を開始させることにより、前記実肉部分内における加熱開始時の等温線を肉厚方向に対して傾斜させたことを特徴とする熱間曲げ金属条材の製造方法。
【請求項４】
直線状の金属条材の長手方向の狭幅領域を赤熱状態に加熱して加熱部を形成し、該加熱部に曲げモーメントを付与して曲げ変形させ、その直後に冷却しながら前記加熱部を金属条材の長手方向に移動させて、長手方向の所望区間を熱間曲げ加工する方法において、加熱終了時に、金属条材の実肉部分の、加熱手段による加熱領域の赤熱開始側の一部領域を、前記加熱手段を配した側とは反対面側から冷却し、前記金属条材の実肉部分の、前記加熱手段を配した側とは反対面側の赤熱開始位置を、前記加熱手段を配置した側の赤熱開始位置よりも、曲げ開始側にずらせることにより、前記実肉部分内における加熱終了時の等温線を肉厚方向に対して傾斜させたことを特徴とする熱間曲げ金属条材の製造方法。
【請求項５】
金属条材が金属管であって、請求項３又は４に記載の方法を、金属管の外面側から誘導加熱し、内面側から冷却媒体を吹き付けて冷却する構成にて実施することを特徴とする熱間曲げ金属条材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管やＨ形鋼等の金属条材の長手方向の一部区間を熱間曲げ加工して形成した熱間曲げ金属条材及びその製造方法に関し、例えば、石油及びガス輸送配管等の保安要請の特に高い用途に使用するのに好適な熱間曲げ金属管体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、曲げ部と直線部を有する金属管体の製造方法としては、直線状の管体の長手方向の所望区間を熱間曲げ加工する方法が一般的であり、また、その熱間曲げ加工は、直線状の金属管体の長手方向の狭幅領域を、それを取り囲むように配置した誘導コイルで塑性変形容易な赤熱状態に加熱して加熱部を形成し、該加熱部に曲げモーメントを付与して曲げ変形させ、その直後に冷却して変形を終了させながら、前記誘導コイルを金属管体に対して長手方向に相対的に移動させることによって加熱部を金属管体の長手方向に移動させる操作を順次進めて所望区間全体を曲げ変形させるという方法で行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した熱間曲げ加工方法で製造した曲げ加工管体は、熱間曲げ加工の際に加熱された領域（以下加熱領域という）と加熱されなかった領域（以下非加熱領域という）との境界部分（以下熱境界部という）の強度（耐力、引張強さなど）が他の領域に比べて低下する傾向にあった。この強度低下は大きくなく、また、狭い領域で生じており、管体による通常の流体輸送時に輸送圧力によって管体にかかる応力に対して問題となるようなものではないが、前記石油、ガス輸送配管などにおいても埋設して使用する場合が多く、特に大地震時には管体に大きい曲げ応力や引張応力がかかることから、昨今は、上記した曲げ加工管体の熱境界部の強度にも関心が及ぶようになってきた。
【０００４】
そこで、本発明者等は熱間曲げ加工管体の熱境界部の強度が低下する理由を検討し、次のような結果を得た。図８において、管体（ＡＰＩ−Ｘ６５、外径６１５ｍｍ、肉厚２０．２ｍｍのＵＯＥ鋼管）１を、図示位置にセットした誘導コイル２で赤熱状態に加熱し、その後、誘導コイル２を管体１に対して相対的に矢印Ａ方向に移動させて曲げ加工を行った後、その管体１の実肉部分（実際に肉を有する部分。管の場合は管壁）を切断して金属組織を観察したところ、図示したように、３つの部分１ａ、１ｂ、１ｃに分かれていることが認められた。因みに、曲げ加工の際の管体１の管軸方向に対する最高加熱温度分布は曲線３で示すようになっていた。管体１の断面における第一の部分１ａは、曲げ加工のために高温に加熱され、曲げ変形直後に冷却水で急冷されたことにより焼入れ状態となった領域であり、以下高温加熱部という。この高温加熱部１ａの金属組織はベーナイト＋フェライトであり、高強度となっていた。第二の部分１ｂは、全く加熱されないか又は伝熱によって昇温するが最高温度が７００°Ｃ程度以下の部分であり、以下非加熱部という。この非加熱部１ｂは管体製造時の圧延組織（アシキュラーなフェライト＋パーライト）を維持しており、この部分でも、高強度となっている。第三の部分１ｃは、高温加熱部１ａからの伝熱によって、最高温度が７５０〜８５０°Ｃ程度に昇温し、Ａｃ1 〜Ａｃ3 の二相域を履歴した部分であり、その金属組織が、球状を呈するポリゴナルなフェライト＋パーライトとなり、硬度が低く（図８の曲線４参照）且つ強度も低くなっていた。以下、この部分１ｃを軟化部という。この軟化部１ｃと高温加熱部１ａとの境界（以下熱影響ラインという）６及び軟化部１ｃと非加熱部１ｂとの境界７は肉厚を直角に横切る形となっており、換言すれば、軟化部１ｃは高温加熱部１ａと非加熱部１ｂの間に介在する形で肉厚方向に生じていた。このように熱境界部に肉厚方向に伸びる軟化部１ｃが存在するため、その軟化部１ｃの幅が５〜１０ｍｍ程度と狭いにも係わらず、管体１の管軸方向の強度が低くなっていたと推定される。
【０００５】
上記したように熱境界部の管軸方向強度の低下傾向は軟化部１ｃによって生じているので、問題解決には軟化部を無くせばよく、そのためには、軟化部を熱処理することが考えられる。しかしながら、軟化部のみを熱処理しても、熱処理を施した領域の両端部に新たな軟化部が形成されてしまい、解決策とはならない。そこで、曲げ加工操作と、管体の直線部の全長（非加熱部１ｂ及び軟化部１ｃとなる部分）を曲げ加工区間と同一熱履歴となるように連続的に熱処理する操作を一連的に行うことも必要に応じて行われる。しかしながら、直線部を熱処理する分、操作も工数も増えて、生産性が低下しコスト高となるという問題が生じる。
【０００６】
上記した問題点は管以外の金属条材についても生じている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、従来熱境界部に生じていた強度低下を、熱処理を行うことなく低減し、熱境界部の強度を大きくした熱間曲げ金属条材並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱間曲げ加工の際の加熱領域と非加熱領域の境界部分すなわち熱境界部に生じる軟化部による、条材軸線方向の強度低下を低減するため、熱影響ラインに沿って生じる軟化部を肉厚方向に対して傾斜させると共にその傾斜角度を、軟化部のどの位置で肉厚方向に切断した断面にも軟化部のみならず高温加熱部、非加熱部の少なくとも一方が存在するように定めたものである。このように熱影響ラインに沿って生じる軟化部を肉厚方向に対して傾斜させたことにより、金属条材を軟化部の任意の位置で肉厚方向（条材軸線に直角方向）に切断した断面には、強度の小さい軟化部のみならず、強度の大きい高温加熱部、非加熱部の少なくと一方が存在することとなり、全体としての条材軸線方向の強度が、軟化部のみの場合に比べて大きくなる。かくして、熱境界部における条材軸線方向の強度低下を低減し、強度を大きくできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の熱間曲げ金属条材は、直線状の金属条材の長手方向の一部区間に熱間曲げ加工を施したものにおいて、その曲げ始め部分と曲げ終わり部分の少なくとも一方における熱間曲げ加工の際の加熱領域と非加熱領域との境界部分に熱影響ラインに沿って生じる軟化部を肉厚方向に対して傾斜させると共にその傾斜角度を、軟化部のどの位置で肉厚方向に切断した断面にも軟化部のみならず高温加熱部、非加熱部の少なくとも一方が存在するように定めていることを特徴とする。本発明の対象とする金属条材の形態は任意であり、例えば、丸形鋼管、角形鋼管等の鋼管、Ｈ形鋼、Ｔ形鋼、Ｕ形鋼（又はＣ形鋼）、Ｌ形鋼等の形鋼、棒状或いは板状の鋼材等を挙げることができる。特に、埋設配管は大地震により液状化現象が起こったときなどに過大な力がかかる恐れがあることから、埋設配管に使用する管体には本発明を適用することが好ましい。鋼材以外の金属条材も加熱を経て大なり小なり軟化するので、本発明の適用対象とすることができる。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。図１は、長手方向の一部区間に熱間曲げ加工を施した本発明の金属条材１１の熱境界部における実肉部分（条材１１が管の場合には管壁、Ｈ形鋼、Ｌ形鋼等の場合にはウェブやフランジ）の断面を示すものである。図１において、金属条材１１は、曲げ加工のために高温に加熱され且つ強制冷却されて焼入れ状態となった高温加熱部１１ａと、加熱温度が低いため条材製造時の金属組織を維持している非加熱部１１ｂと、両者間に生じる軟化部１１ｃを有しているが、高温加熱部１１ａと非加熱部１１ｂとの境界に形成される熱影響ライン１６を肉厚方向に対して傾斜させている。この構成により、軟化部１１ｃも肉厚方向に対して傾斜している。このため、金属条材１１を軟化部１１ｃの任意の位置で肉厚方向（条材軸線に直角方向）に切断した断面（例えば、Ａ−Ａ断面）には、強度の小さい軟化部１１ｃのみならず、強度の大きい高温加熱部１１ａ及び／又は非加熱部１１ｂが存在する。従って、金属条材１１の断面全体としての条材軸線方向の強度は、図８に示す従来例のように、軟化部１ｃのみしか存在しない場合に比べて、大幅に向上しており、熱境界部の強度を大きくできる。
【００１１】
ここで、熱境界部の条材軸線方向の強度は、傾斜角θを大きくするほど向上するが、その他にも、金属条材１１の肉厚と軟化部１１ｃの幅（熱影響ラインに直角方向の寸法）の比率も向上度合に関係する。従って、傾斜角θの選定に当たっては、金属条材１１の肉厚及び軟化部１１ｃの幅も考慮して定めるが、傾斜角θの大体の目安としては、２５°以上に設定することが好ましく、更には、４５°以上に設定することが一層好ましい。
【００１２】
熱間曲げ金属条材において、熱境界部は熱間曲げ加工の開始位置に存在するのみならず、曲げ加工の終了位置にも存在している。本発明は、これらの開始位置及び終了位置の両方に適用することが最も好ましいが、必要に応じていずれか一方のみに適用してもよい。
【００１３】
次に、本発明の熱間曲げ加工金属条材の製造方法を説明する。上記した熱影響ライン１６は、熱履歴における最高加熱温度が焼入れ可能な最低温度であった位置に形成されるので、金属条材の曲げ始めの部分などの加熱開始位置或いは曲げ終わりの部分などの加熱終了位置において、焼入れを生じる最低温度の等温線が肉厚方向に対して傾斜するような温度分布を形成させればよい。このような温度分布の形成は、実肉部分の片面に対する予熱、後熱の適宜取り入れ、加熱手段による加熱温度パターンの選定、冷却の適宜取り入れ等によって行うことが可能であり、中でも、実肉部分片面側と反対面側とで加熱開始時の冷却開始位置及び加熱終了時の赤熱開始位置に差をつけることにより容易に上記等温線を肉厚方向に対して傾斜させることができ、好ましい。
【００１４】
更に具体的に説明すると、本発明方法の一つの実施の形態は加熱開始部に関するものであって、直線状の金属条材の長手方向の狭幅領域を赤熱状態に加熱して加熱部を形成し、該加熱部に曲げモーメントを付与して曲げ変形させ、その直後に冷却しながら前記加熱部を金属条材の長手方向に移動させて、長手方向の所望区間を熱間曲げ加工する方法において、加熱開始時に、前記金属条材の実肉部分を片面側から加熱し、同時にその加熱領域内に加熱開始側から食い込ませる形で、反対面側に配した冷却手段によって反対面側から冷却媒体を吹き付けることにより、前記実肉部分内における反対面側の冷却前線の位置を片面側よりも加熱終了側にずらして、前記等温線を肉厚方向に対して傾斜させることを特徴とする。そして、この構成により、加熱開始位置における熱境界部の熱影響ラインを肉厚方向に対して傾斜させることができる。
【００１５】
また、他の実施の形態は加熱終了部に関するものであって、直線状の金属条材の長手方向の狭幅領域を赤熱状態に加熱して加熱部を形成し、該加熱部に曲げモーメントを付与して曲げ変形させ、その直後に冷却しながら前記加熱部を金属条材の長手方向に移動させて、長手方向の所望区間を熱間曲げ加工する方法において、加熱終了時に、前記金属条材の実肉部分を片面側から加熱し、同時にその加熱領域内に加熱終了側から食い込ませる形で、反対面側に配した冷却手段によって反対面側から冷却媒体を吹き付けることにより、前記実肉部分内における反対面側の赤熱前線の位置を片面側よりも加熱開始側にずらして、前記等温線を肉厚方向に対して傾斜させることを特徴とする。そして、この構成により、加熱終了位置における熱境界部の熱影響ラインを肉厚方向に対して傾斜させることができる。
【００１６】
上記した方法を金属管に対して適用する場合には、金属管を外面側から誘導コイルで加熱し、本発明方法固有の上記冷却については、内面側から冷却媒体を吹き付けて冷却する構成とすることが、実施するための設備構成を簡単にできるので好ましい。なお、この場合、曲げ開始から終了に至る間の曲げ変形直後の冷却については、上記本発明方法に係る上記冷却と併せて内面側から行っても良く、或いは、又、通常通り外面側から行っても良く、更には、厚肉管の場合など両面側から行うようにしてもよい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を、金属条材が鋼管である場合に適用した実施例を説明する。図２は本発明の一実施例による熱間曲げ加工鋼管（金属条材）２１を示す概略断面図である。この熱間曲げ加工鋼管２１は、直線状の鋼管の長手方向の一部区間を９０°に熱間曲げ加工して形成した曲げ部２１Ａと、その両端に続く直管部２１Ｂ、２１Ｃを有している。そして、その曲げ部２１Ａの全域（ハッチングで示す領域）は曲げ加工により焼入れされた状態となっており、その両端にそれぞれ熱影響ライン２２、２３が生じている。この熱影響ライン２２、２３はそれぞれ、肉厚方向に対して傾斜しており、これによって軸線方向の強度低下が小さくなっている。
【００１８】
次に、上記した熱間曲げ加工鋼管２１の製造方法及びそれに用いる装置を説明する。図３は熱間曲げ加工を行う装置の概略断面図であり、３１は支点Ｏを中心に旋回可能に設けられた旋回アーム、３２は旋回アーム３１に取り付けられ、曲げ加工すべき鋼管２１を把持するクランプ、３４は鋼管２１の長手方向の狭幅領域を赤熱状態に加熱する誘導コイルであり、加熱領域のクランプ３２側の端部に冷却水等の冷却媒体３５を吹き付ける冷却手段を備えている。この誘導コイル３４は、支点Ｏを通り且つ直線状の鋼管２１の軸線に直角な曲げ基準面Ｐ−Ｐ上に配置されている。３６は鋼管２１の端部を把持するテールクランプであり、図示しない駆動装置によって鋼管２１を軸線方向に矢印Ｂで示す方向に移動させる構成となっている。
【００１９】
３８は鋼管２１内に位置するように挿入された冷却装置である。この冷却装置３８は鋼管２１の内面全周に冷却水等の冷却媒体３９を鋼管２１の軸線に対して、図３に示すように右方向に傾斜させて吹き付けることができ、また、図６に示すように左方向にも傾斜させて吹き付けることができる構成となっている。冷却装置３８は支持部材４０によって保持されており、その支持部材４０には冷却装置３８を鋼管２１の軸線方向の所望位置に移動させるための移動機構（図示せず）が連結されている。
【００２０】
次に、上記構成の装置を用いた曲げ加工方法を説明する。まず、図３に示す状態に、曲げ加工前の直線状の鋼管２１をセットする。次いで、誘導コイル３４に通電して鋼管２１の加熱を開始すると共にその加熱領域の端部に冷却媒体３５を吹き付け、同時に、鋼管２１の内側に位置する冷却装置３８からも冷却媒体３９を鋼管２１の内面に吹き付ける。ここで、冷却装置３８により冷却媒体３９を吹き付けて冷却する領域は、図４に拡大して示すように、鋼管２１の実肉部分を外面側から誘導コイル３４で加熱する際の加熱領域内に曲げ開始側（即ち加熱開始側、矢印Ｂ側）から食い込んだ領域とし、赤熱状態の加熱部４１の内面側での冷却開始位置を外面側よりも曲げ終了側（即ち加熱終了側、矢印Ｃ側）にずらしている。かくして、加熱開始部における赤熱状態の加熱部４１の等温線４２、４２ａ、４２ｂ等は肉厚方向に対して傾斜した状態となる。
【００２１】
図３において、誘導コイル３４で加熱を開始し、加熱部４１が曲げ加工を行うための所定の温度に達すると、テールクランプ３６による鋼管２１の矢印Ｂ方向の移動を開始する。これにより、旋回アーム３１によって鋼管２１に曲げモーメントが付与され、鋼管２１は加熱部４１のところで曲げ変形し、且つ曲げ変形を生じた直後の部分が冷却媒体３５で冷却固化される。そして、図５に示すように、鋼管２１が矢印Ｂ方向の移動を続け、それによって旋回アーム３１が旋回することにより、鋼管２１が連続的に熱間曲げ加工される。なお、曲げ開始時以外には、鋼管２１の内側に配置された冷却装置３８による冷却媒体の鋼管内面への吹き付けは行っても、行わなくてもよい。
【００２２】
熱間曲げ加工が進行し、図６に示すように、鋼管２１の曲げ加工すべき区間の後端が誘導コイル３４による加熱領域に接近した時点で、鋼管２１の内部の冷却装置３８が冷却媒体３９の鋼管内面への吹き付けを開始する。この時の冷却装置３８により冷却媒体３９を吹き付けて冷却する領域は、図７に拡大して示すように、鋼管２１の実肉部分を外面側から誘導コイル３４で加熱する際の加熱領域内に曲げ終了側（即ち加熱終了側、矢印Ｃ側）から食い込んだ領域、すなわち、赤熱開始側の一部領域とし、加熱部４１の内面側での赤熱開始位置４１ｂを外面側の赤熱開始位置４１ａよりも曲げ開始側（即ち加熱開始側、矢印Ｂ側）にずらしている。かくして、曲げ終了部における加熱部４１の等温線４３、４３ａ、４３ｂ等は肉厚方向に対して傾斜した状態となるので、この加熱部４１が、鋼管２１の曲げ加工すべき区間の後端に達する迄この状態を維持させる。そして、所定の曲げ加工が行われた時点で、テールクランプ３６による鋼管２１の移動及び誘導コイル３４による加熱を停止し、曲げ加工を終了する。以上の工程により、図２に示すように、曲げ部２１Ａと、その両端に続く直管部２１Ｂ、２１Ｃを有した構成の曲げ鋼管２１が製造される。なお、図３〜図７の各図において、冷却媒体３５、３９を斜めに吹き付けているのは、対象面上の一線を境として、その一方側の領域を冷やし、他方側の領域を冷やさないようにするためであって上記一線は言わば冷却前線である。冷却領域の規制は冷却前線とすべき線上にエアを噴射することによっても行える。
【００２３】
以上の工程において、曲げ加工の開始時即ち加熱開始時には、図４に示すように、赤熱状態に加熱した加熱部４１の加熱開始側の端部には、肉厚方向に対して傾斜した等温線４２、４２ａ、４２ｂが形成されており、また、曲げ加工の終了時即ち加熱終了時にも、図７に示すように、赤熱状態に加熱した加熱部４１の加熱終了側の端部には、肉厚方向に対して傾斜した等温線４３、４３ａ、４３ｂが形成されている。しかして、熱影響ライン２２、２３は、これらの等温線４２、４２ａ、４２ｂ又は等温線４３、４３ａ、４３ｂに平行に生じることから、曲げ部２１Ａの両端に、肉厚方向に対して傾斜した熱影響ライン２２、２３が生じることになる。
【００２４】
ここで、図４における等温線４２、４２ａ、４２ｂの傾斜、或いは図７における等温線４３、４３ａ、４３ｂの傾斜の度合は、冷却媒体３９の吹き付けにより冷却される領域の前線を鋼管２１の軸線方向に移動させることにより、或いは冷却媒体の吹き付け量を増減させて冷却効果を変化させること等により調整可能である。従って、これらの調整によって熱影響ライン２２、２３の傾きを所望のように調整できる。
【００２５】
なお、上記実施例では、誘導コイル３４を曲げ基準面Ｐ−Ｐ上に常時位置させる構成としているが、本発明はこの構成に限らず、曲げ加工の開始時及び終了時に誘導コイル３４を移動させる場合にも適用可能である。例えば、図２に示すような曲げ鋼管において、曲げ部２１Ａの両端の直管部に移行する部分の曲率をなだらかに変化させるため、曲げ開始時には、図３において誘導コイル３４を曲げ基準面Ｐ−Ｐより右方向に離れた所望位置に位置させ、その状態で熱間曲げ加工を開始すると共に誘導コイル３４を曲げ基準面Ｐ−Ｐに向かって移動させ、曲げ基準面Ｐ−Ｐに達した後は、その位置に停止させて曲げ加工を継続し、曲げ終了時には、誘導コイル３４を図６に示す位置から左方向に離れた所望位置まで順次移動させて曲げ加工を終了するという曲げ方法（ぼかし曲げ）が知られており、この場合にも本発明を適用可能である。また、曲げ部２１Ａの両端の直管部を適当な長さだけ熱処理するため、曲げ開始前に、図３において誘導コイル３４を曲げ基準面Ｐ−Ｐより右方向に離れた位置に位置させ、その位置で加熱を開始すると共に誘導コイル３４を曲げ基準面Ｐ−Ｐに向かって移動させて鋼管の熱処理を行い、曲げ基準面Ｐ−Ｐに達した後は、その位置に停止させて曲げ加工を行い、曲げ終了時には、誘導コイル３４を図６に示す位置から左方向に所望量だけ移動させて熱処理を行うという方法も知られており、この場合にも本発明を適用可能である。いずれの場合においても、誘導コイル３４による加熱開始時及び加熱終了時にはそれぞれ、図４、図７に示すように内面側からの冷却媒体３９の吹き付けによる冷却によって、等温線４２、４３を肉厚方向に対して傾斜させればよい。
【００２６】
次に、図３に示す装置を用いて、鋼管に対して曲げ加工を行った結果を表１に示す。使用した鋼管は、グレード；ＡＰＩ−Ｘ６５のものであり、これを曲げ半径が３ＤＲ（Ｄは鋼管外径）及び５ＤＲとなるように曲げ加工した。得られた曲げ加工鋼管の曲げ開始側の熱境界部（直管部と曲げ部の境界部分）を切断して断面を観察し、熱影響ラインの傾斜角θ（図１参照）を測定した。また、その熱境界部が標点間の中央となるように試験片を切り出し、ＪＩＳ  １２Ｃ号の試験片とした。この試験片について、鋼管の長手方向引張試験を行い、耐力、引張強さ及び伸びを測定した。これらの結果を表１に示す。更に、比較のため、曲げ半径が５ＤＲとなるように曲げ加工した曲げ加工鋼管の直管部及び曲げ部についても、同様の引張試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0003856940.tif 000002
【００２８】
表１から分かるように、熱影響ラインを肉厚方向に対して傾斜させることにより、耐力、引張強さが増加しており、特に、傾斜角θを４７°以上とした場合にその効果が顕著に現れ、直管部や曲げ部にほぼ匹敵するような強度特性となっていた。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の熱間曲げ加工金属条材は、曲げ加工時の熱境界部に生じる熱影響ラインに沿って生じる軟化部を肉厚方向に対して傾斜させたことにより、その熱境界部に生じる軟化部による条材軸線方向の強度低下を少なくできており、換言すれば、熱境界部の条材軸線方向の強度が従来に比べて大きくなっており、その結果、埋設配管や建築物の構造体として使用し、大地震などで過大な力が作用した際の耐久性のレベルが向上するという効果を有している。
【００３０】
また、本発明方法は、金属条材の熱間曲げ加工を行う場合に、前記金属条材の実肉部分を片面側から加熱し、加熱開始時に或いは加熱終了時に、加熱領域内の特定領域に反対面側から冷却媒体を吹き付けるという簡便な手段によって、前記実肉部分内における等温線を肉厚方向に対して傾斜させて、得られた曲げ加工金属条材の加熱開始部或いは加熱終了部における熱境界部の熱影響ラインを肉厚方向に対して傾斜させる構成としたので、熱境界部の強度低下を低減した曲げ加工金属条材を安価に製造できるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱間曲げ加工金属条材の熱境界部を示す概略断面図
【図２】本発明の一実施例による熱間曲げ加工鋼管の概略断面図
【図３】図２に示す熱間曲げ加工鋼管を製造する曲げ加工装置の概略断面図
【図４】図３に示す装置において、加熱開始時の鋼管の実肉部分及びその周辺を示す概略断面図
【図５】図３に示す装置を、曲げ加工の途中の状態で示す概略断面図
【図６】図３に示す装置を、曲げ加工の終了時の状態で示す概略断面図
【図７】図６における鋼管の実肉部分及びその周辺を示す概略断面図
【図８】従来の熱間曲げ加工鋼管の熱境界部の概略断面図及びその部分の熱履歴及び表面硬度を示すグラフ
【符号の説明】
１１  金属条材
１１ａ  高温加熱部
１１ｂ  非加熱部
１１ｃ  軟化部
１６  熱影響ライン
２１  熱間曲げ加工鋼管（金属条材）
２１Ａ  曲げ部
２１Ｂ  直管部
２２、２３  熱影響ライン
３１  旋回アーム
３２  クランプ
３４  誘導コイル
３５  冷却媒体
３６  テールクランプ
３８  冷却装置
３９  冷却媒体
４０  支持部材
４１  加熱部
４２、４２ａ、４２ｂ  等温線
４３、４３ａ、４３ｂ  等温線
【図１】
0003856940.tif 000003
【図２】
0003856940.tif 000004
【図３】
0003856940.tif 000005
【図４】
0003856940.tif 000006
【図５】
0003856940.tif 000007
【図６】
0003856940.tif 000008
【図７】
0003856940.tif 000009
【図８】
0003856940.tif 000010