JP2000219914A - 細粒組織で強度バラツキの小さい継目無鋼管 - Google Patents
細粒組織で強度バラツキの小さい継目無鋼管Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インライン熱処理プロセスによって、強度バ
ラツキが小さくかつオーステナイト粒度ASTM規格No.6以
上の細粒組織を有する継目無鋼管を得る。 【解決手段】 重量割合にて、Ｃ：0.15〜0.35％、Si：
0.1 〜1.5 ％、Mn：0.1 〜2.5 ％、Ｐ：0.03％以下、
Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜0.1 ％、Cr：0.1
〜1.5 ％、Mo：０〜1.0 ％、 Ｎ：0.0070％以下、Ｖ：
０〜0.15％、 Ｂ：０〜0.0030％、Ti：０〜Ａ％、ここ
でＡ＝3.4 ×Ｎ(%) さらに、Nb：0.005 〜0.012 ％、残部Feおよび不可避的
不純物から成る鋼組成を有するビレットに、熱間で穿
孔、圧延を行い、最終圧延温度900 〜1100℃の条件で製
管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の温度域のまま、ある
いはAr3 点以上の温度域のまま再加熱または保熱した
後、焼入れを行い、その後焼戻しをする。
ラツキが小さくかつオーステナイト粒度ASTM規格No.6以
上の細粒組織を有する継目無鋼管を得る。 【解決手段】 重量割合にて、Ｃ：0.15〜0.35％、Si：
0.1 〜1.5 ％、Mn：0.1 〜2.5 ％、Ｐ：0.03％以下、
Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜0.1 ％、Cr：0.1
〜1.5 ％、Mo：０〜1.0 ％、 Ｎ：0.0070％以下、Ｖ：
０〜0.15％、 Ｂ：０〜0.0030％、Ti：０〜Ａ％、ここ
でＡ＝3.4 ×Ｎ(%) さらに、Nb：0.005 〜0.012 ％、残部Feおよび不可避的
不純物から成る鋼組成を有するビレットに、熱間で穿
孔、圧延を行い、最終圧延温度900 〜1100℃の条件で製
管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の温度域のまま、ある
いはAr3 点以上の温度域のまま再加熱または保熱した
後、焼入れを行い、その後焼戻しをする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度バラツキが小
さく、かつ、細粒組織を有するインライン熱処理による
継目無鋼管に関する。
さく、かつ、細粒組織を有するインライン熱処理による
継目無鋼管に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶接管に比較して高信頼性が得られる継
目無鋼管は、過酷な油井環境や高温環境で使用されるこ
とが多く、高強度化、靱性向上、耐サワー性の向上が常
に要求されている。これらの要求を満たすために、オー
ステナイト粒の細粒化は効果的であり、細粒化させるこ
とにより、Ni等の高価な添加元素の使用を回避しつつ、
高性能の継目無鋼管が得られる。
目無鋼管は、過酷な油井環境や高温環境で使用されるこ
とが多く、高強度化、靱性向上、耐サワー性の向上が常
に要求されている。これらの要求を満たすために、オー
ステナイト粒の細粒化は効果的であり、細粒化させるこ
とにより、Ni等の高価な添加元素の使用を回避しつつ、
高性能の継目無鋼管が得られる。
【０００３】従来から、組織細粒化のためには、オフラ
インの熱処理による相変態を利用した方法がある。しか
し、生産効率、省エネルギーの観点から考えると、イン
ラインでの熱処理が有効であり、オフラインでの熱処理
を省略することが検討されている。
インの熱処理による相変態を利用した方法がある。しか
し、生産効率、省エネルギーの観点から考えると、イン
ラインでの熱処理が有効であり、オフラインでの熱処理
を省略することが検討されている。
【０００４】また、特開平６−172854号( 第2,718,865
号特許) 公報で示されるように、Nbを0.01〜0.1 ％添加
して圧延時の加工度および温度を抑制することにより細
粒化する方法も提案されている。しかし、インラインで
熱処理を行った場合、上記公報で示されるようなNb量を
添加し、かつ、開示された条件で圧延した場合、NbCが
焼入れまでに不均一に析出することにより強度バラツキ
が極めて大きくなる。さらに、この方法では、穿孔、粗
圧延後に連続して２台以上の傾斜圧延機が必要であり、
長大な設備が必要となってくる。
号特許) 公報で示されるように、Nbを0.01〜0.1 ％添加
して圧延時の加工度および温度を抑制することにより細
粒化する方法も提案されている。しかし、インラインで
熱処理を行った場合、上記公報で示されるようなNb量を
添加し、かつ、開示された条件で圧延した場合、NbCが
焼入れまでに不均一に析出することにより強度バラツキ
が極めて大きくなる。さらに、この方法では、穿孔、粗
圧延後に連続して２台以上の傾斜圧延機が必要であり、
長大な設備が必要となってくる。
【０００５】以上のように、従来技術では強度バラツキ
の小さい細粒化組織の継目無鋼管をインライン熱処理プ
ロセスで得ることは困難であった。
の小さい細粒化組織の継目無鋼管をインライン熱処理プ
ロセスで得ることは困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであり、インライン熱処理プロ
セスにおいて、例えば硬度の差異で言えばHRC 1.0 以下
と強度バラツキが小さくかつオーステナイト粒度がASTM
規格No.6以上の細粒組織を有する継目無鋼管を得ること
を目的とする。
情に鑑みてなされたものであり、インライン熱処理プロ
セスにおいて、例えば硬度の差異で言えばHRC 1.0 以下
と強度バラツキが小さくかつオーステナイト粒度がASTM
規格No.6以上の細粒組織を有する継目無鋼管を得ること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を達成するにあたり、種々の鋼成分、種々の圧延条件
で継目無鋼管を製造し、圧延条件と結晶粒度の関係、さ
らに強度の関係について検討を重ねた。その結果、以下
のことが判明した。
題を達成するにあたり、種々の鋼成分、種々の圧延条件
で継目無鋼管を製造し、圧延条件と結晶粒度の関係、さ
らに強度の関係について検討を重ねた。その結果、以下
のことが判明した。
【０００８】(1) 最終圧延後、Ar3 点以上の温度に保持
したまま、焼入れするインライン熱処理プロセスにおい
ては、Nbを添加することで、再結晶温度を高温域まで上
げることにより結晶粒を細かくできることが確認でき
た。また、再結晶を抑制するのは、固溶Nbであることも
判明した。
したまま、焼入れするインライン熱処理プロセスにおい
ては、Nbを添加することで、再結晶温度を高温域まで上
げることにより結晶粒を細かくできることが確認でき
た。また、再結晶を抑制するのは、固溶Nbであることも
判明した。
【０００９】(2) オーステナイト領域において析出し始
める、Ti炭化物、Nb炭化物等の炭化物は、焼入れまでに
継目無鋼管全域にわたり不均一に析出してしまい、強度
バラツキをもたらすことが判明した。
める、Ti炭化物、Nb炭化物等の炭化物は、焼入れまでに
継目無鋼管全域にわたり不均一に析出してしまい、強度
バラツキをもたらすことが判明した。
【００１０】(3) 最終圧延温度900 〜1100℃の圧延条件
で圧延すると、焼入時にNb量0.012 ％まで固溶している
ことを確認した。
で圧延すると、焼入時にNb量0.012 ％まで固溶している
ことを確認した。
【００１１】本発明は、上記の知見に基づいてなされた
ものであり、その技術思想は、インライン熱処理プロセ
スを適用する継目無鋼管では、Nb添加量を0.005 〜0.01
2 ％に制限することで、Ti炭化物、Nb炭化物等の炭化物
の熱間圧延後、焼入れ前の析出を抑制でき、そのため強
度バラツキを小さくでき、一方、Nbが焼入時まで固溶し
得ることから、焼入れに際してオーステナイト粒度ASTM
規格No.6以上の細粒組織を得ることができるのである。
ものであり、その技術思想は、インライン熱処理プロセ
スを適用する継目無鋼管では、Nb添加量を0.005 〜0.01
2 ％に制限することで、Ti炭化物、Nb炭化物等の炭化物
の熱間圧延後、焼入れ前の析出を抑制でき、そのため強
度バラツキを小さくでき、一方、Nbが焼入時まで固溶し
得ることから、焼入れに際してオーステナイト粒度ASTM
規格No.6以上の細粒組織を得ることができるのである。
【００１２】すなわち、本発明は、重量割合にて、Ｃ：
0.15〜0.35％、Si：0.1 〜1.5 ％、Mn：0.1 〜2.5 ％、
Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜
0.1 ％、Cr：0.1 〜1.5 ％、Mo：０〜1.0 ％、Ｖ：０〜
0.15％、Ｂ：０〜0.0030％、Ｎ：0.0070％以下、Ti：０
〜Ａ％、ここでＡ＝3.4 ×Ｎ(%)を含みNbの含有量をN
b：0.005 〜0.012 ％、に規制したビレットを熱間で穿
孔、圧延を行い、最終圧延温度900 〜1100℃の条件で製
管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の温度域に保持したま
ま焼入れを行い、または最終圧延後、Ar3 点以上の温度
域に保持したまま再加熱もしくは保熱した後、焼入れを
行い、その後、焼戻しすることにより得られる、強度バ
ラツキが小さく、オーステナイト粒度がASTM規格No.6以
上の細粒組織を有することを特徴とする継目無鋼管であ
る。
0.15〜0.35％、Si：0.1 〜1.5 ％、Mn：0.1 〜2.5 ％、
Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜
0.1 ％、Cr：0.1 〜1.5 ％、Mo：０〜1.0 ％、Ｖ：０〜
0.15％、Ｂ：０〜0.0030％、Ｎ：0.0070％以下、Ti：０
〜Ａ％、ここでＡ＝3.4 ×Ｎ(%)を含みNbの含有量をN
b：0.005 〜0.012 ％、に規制したビレットを熱間で穿
孔、圧延を行い、最終圧延温度900 〜1100℃の条件で製
管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の温度域に保持したま
ま焼入れを行い、または最終圧延後、Ar3 点以上の温度
域に保持したまま再加熱もしくは保熱した後、焼入れを
行い、その後、焼戻しすることにより得られる、強度バ
ラツキが小さく、オーステナイト粒度がASTM規格No.6以
上の細粒組織を有することを特徴とする継目無鋼管であ
る。
【００１３】さらに本発明は、別の面からは、重量割合
にて、 Ｃ：0.20％超、0.35％以下、Si：0.1 〜1.5 ％、 Mn：0.1 〜2.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜0.1 ％、 Cr：0.1 〜1.5 ％、 Mo：０〜1.0 ％、 Ｎ：0.0070％以下、 Ｖ：０〜0.15％、 Ｂ：０〜0.0030％、 Ti：０〜Ａ％、ここでＡ＝3.4 ×Ｎ(%) さらに、Nb：0.005 〜0.012 ％、 残部Feおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有するイ
ンライン熱処理による継目無鋼管用鋼である。
にて、 Ｃ：0.20％超、0.35％以下、Si：0.1 〜1.5 ％、 Mn：0.1 〜2.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜0.1 ％、 Cr：0.1 〜1.5 ％、 Mo：０〜1.0 ％、 Ｎ：0.0070％以下、 Ｖ：０〜0.15％、 Ｂ：０〜0.0030％、 Ti：０〜Ａ％、ここでＡ＝3.4 ×Ｎ(%) さらに、Nb：0.005 〜0.012 ％、 残部Feおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有するイ
ンライン熱処理による継目無鋼管用鋼である。
【００１４】さらに別の面からは、本発明は、重量割合
にて、Ｃ：0.15〜0.35％、Nb：0.005 〜0.012 ％に調整
した鋼組成を有するビレットから最終圧延温度900 〜11
00℃の条件で製管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の温度
域のまま焼入れを行い、あるいはAr3 点以上の温度域の
まま再加熱または保熱した後、焼入れを行い、その後焼
戻しをすることを特徴とする強度バラツキが小さく、オ
ーステナイト粒度が ASTM 規格No.6以上の細粒組織を有
する継目無鋼管の製造方法である。
にて、Ｃ：0.15〜0.35％、Nb：0.005 〜0.012 ％に調整
した鋼組成を有するビレットから最終圧延温度900 〜11
00℃の条件で製管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の温度
域のまま焼入れを行い、あるいはAr3 点以上の温度域の
まま再加熱または保熱した後、焼入れを行い、その後焼
戻しをすることを特徴とする強度バラツキが小さく、オ
ーステナイト粒度が ASTM 規格No.6以上の細粒組織を有
する継目無鋼管の製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明において鋼組成およ
び処理条件を上述のように限定した理由について詳述
し、本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
び処理条件を上述のように限定した理由について詳述
し、本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
【００１６】オーステナイト粒の細粒化に有効なNbは、
従来のオフライン熱処理プロセスでは、再加熱時に結晶
粒の成長をピンニング効果で抑制するために添加されて
いた。最終圧延後、Ar3 点以上の温度に保持したまま、
焼入れするインライン熱処理プロセスにおいては、焼入
時にほとんどのNbC が析出せず、そのため、ピンニング
効果は起こらない。しかし、再結晶温度を上昇させる効
果、つまり未再結晶温度領域を拡大させる効果により、
再結晶を遅延させ、オーステナイト粒を細かくする。
従来のオフライン熱処理プロセスでは、再加熱時に結晶
粒の成長をピンニング効果で抑制するために添加されて
いた。最終圧延後、Ar3 点以上の温度に保持したまま、
焼入れするインライン熱処理プロセスにおいては、焼入
時にほとんどのNbC が析出せず、そのため、ピンニング
効果は起こらない。しかし、再結晶温度を上昇させる効
果、つまり未再結晶温度領域を拡大させる効果により、
再結晶を遅延させ、オーステナイト粒を細かくする。
【００１７】また、Nbは、最終圧延後、Ar3 点以上の温
度に保持したまま、焼入れするインライン熱処理プロセ
スにおいては、焼入時にほとんどのNbC が析出せず、焼
戻時に析出するという、オフライン熱処理とは全く異な
った析出挙動をする。そのため、焼入時のNb固溶量は、
従来より強度に大きく影響する。さらに、焼入時のNb固
溶量は、最終圧延時の温度に大きく依存する。
度に保持したまま、焼入れするインライン熱処理プロセ
スにおいては、焼入時にほとんどのNbC が析出せず、焼
戻時に析出するという、オフライン熱処理とは全く異な
った析出挙動をする。そのため、焼入時のNb固溶量は、
従来より強度に大きく影響する。さらに、焼入時のNb固
溶量は、最終圧延時の温度に大きく依存する。
【００１８】図１に0.025 ％Nb添加鋼とNb無添加鋼を用
いてインライン熱処理によって継目無鋼管を製造した場
合の肉厚方向の固溶率を示す。ここで、固溶率(%) ＝
(１−析出量／添加量) ×100 図２には図１に示した鋼のその位置での硬度測定結果を
示す。ただし、○：0.025 ％Nb添加鋼、□：Nb無添加鋼
である。
いてインライン熱処理によって継目無鋼管を製造した場
合の肉厚方向の固溶率を示す。ここで、固溶率(%) ＝
(１−析出量／添加量) ×100 図２には図１に示した鋼のその位置での硬度測定結果を
示す。ただし、○：0.025 ％Nb添加鋼、□：Nb無添加鋼
である。
【００１９】これらの結果からも分かるように、継目無
鋼管において、工具と接触する表面層と肉厚中央部では
温度差が必ず生じ、この温度差に起因してNbの固溶量が
肉厚位置により変化し、最大硬度と最小硬度との硬度
差、つまり強度バラツキが発生する。よって、多少の温
度差が生じても継目無鋼管全域にわたり、Nbが全て固溶
していれば強度バラツキが生じなくなる。
鋼管において、工具と接触する表面層と肉厚中央部では
温度差が必ず生じ、この温度差に起因してNbの固溶量が
肉厚位置により変化し、最大硬度と最小硬度との硬度
差、つまり強度バラツキが発生する。よって、多少の温
度差が生じても継目無鋼管全域にわたり、Nbが全て固溶
していれば強度バラツキが生じなくなる。
【００２０】図３は、最終圧延温度と焼入れ時のNb固溶
率の関係を示したものである。ここで、図１の場合と同
様に、固溶率(%) ＝ (１−析出量／添加量) ×100 であ
る。
率の関係を示したものである。ここで、図１の場合と同
様に、固溶率(%) ＝ (１−析出量／添加量) ×100 であ
る。
【００２１】図３に示すように、900 ℃以上の最終圧延
温度であればNbは0.012 ％まで固溶する。900 ℃未満の
最終仕上温度では、組織が伸延粒組織を呈しており、さ
らに、Nbが完全には固溶せず、強度バラツキがおこる。
温度であればNbは0.012 ％まで固溶する。900 ℃未満の
最終仕上温度では、組織が伸延粒組織を呈しており、さ
らに、Nbが完全には固溶せず、強度バラツキがおこる。
【００２２】図４は、オーステナイト粒度と最終圧延温
度の関係を示したものである。ここで、○：0.025 ％Nb
添加鋼、△：0.012 ％Nb添加鋼、●：0.005 ％Nb添加
鋼、□：0.003 ％Nb添加鋼である。
度の関係を示したものである。ここで、○：0.025 ％Nb
添加鋼、△：0.012 ％Nb添加鋼、●：0.005 ％Nb添加
鋼、□：0.003 ％Nb添加鋼である。
【００２３】図４に示すように、Nb量が0.005 ％未満で
は細粒効果が小さく、また、1100℃を越える最終圧延温
度では、Nbの再結晶遅延効果がなくなり、結晶粒度は粗
大化する。
は細粒効果が小さく、また、1100℃を越える最終圧延温
度では、Nbの再結晶遅延効果がなくなり、結晶粒度は粗
大化する。
【００２４】よって、本発明においてはNbの添加量を0.
005 〜0.012 ％とし、最終圧延温度を900 〜1100℃とし
た。Nb添加量は、圧延時に十分な加工量を取れる場合に
は、0.010 ％未満というように極く少量に制限してもよ
い。次に、本発明にかかる鋼組成の各成分の限定理由に
ついて述べる。
005 〜0.012 ％とし、最終圧延温度を900 〜1100℃とし
た。Nb添加量は、圧延時に十分な加工量を取れる場合に
は、0.010 ％未満というように極く少量に制限してもよ
い。次に、本発明にかかる鋼組成の各成分の限定理由に
ついて述べる。
【００２５】Ｃ：Ｃは鋼管の強度を確保する目的で含有
するが、0.15％未満では焼入性が不足して焼戻温度を高
めることができず、必要とする性能を確保することが難
しい。また、0.35％を越えると焼き割れが発生し、ま
た、靱性が劣化するため0.15〜0.35％とする。好ましく
は、その下限は0.20％、さらに好ましくは0.20％超であ
る。
するが、0.15％未満では焼入性が不足して焼戻温度を高
めることができず、必要とする性能を確保することが難
しい。また、0.35％を越えると焼き割れが発生し、ま
た、靱性が劣化するため0.15〜0.35％とする。好ましく
は、その下限は0.20％、さらに好ましくは0.20％超であ
る。
【００２６】Si：Siは通常、鋼の脱酸を目的に添加さ
れ、また、焼戻軟化抵抗をたかめて強度上昇にも寄与す
る。脱酸の目的では0.1 ％以上の添加が必要である。ま
た、1.5 ％を越えて添加した場合、熱間加工性が著しく
乏しくなるので、この値を上限とした。好ましくは、0.
10〜0.50％である。
れ、また、焼戻軟化抵抗をたかめて強度上昇にも寄与す
る。脱酸の目的では0.1 ％以上の添加が必要である。ま
た、1.5 ％を越えて添加した場合、熱間加工性が著しく
乏しくなるので、この値を上限とした。好ましくは、0.
10〜0.50％である。
【００２７】Mn：Mnは鋼の焼入性を増し、鋼管の強度確
保に有効な成分である。0.1 ％未満では焼入性の不足に
よって強度、靱性ともに低下する。一方で、2.5 ％を越
えて含有させる場合は、偏析を増し、靱性を低下させる
ためこの値を上限とする。好ましくは、0.3 〜1.5 ％で
ある。
保に有効な成分である。0.1 ％未満では焼入性の不足に
よって強度、靱性ともに低下する。一方で、2.5 ％を越
えて含有させる場合は、偏析を増し、靱性を低下させる
ためこの値を上限とする。好ましくは、0.3 〜1.5 ％で
ある。
【００２８】Ｐ：Ｐは不純物として鋼中に不可避的に存
在する。0.03％を越えると、粒界に偏析して靱性を低下
させるので0.03％以下とした。
在する。0.03％を越えると、粒界に偏析して靱性を低下
させるので0.03％以下とした。
【００２９】Ｓ：ＳはMnS またはCaと結合し介在物を形
成して熱間圧延で延伸する。その含有量が多いと靱性が
低下するので、0.005 ％以下とした。
成して熱間圧延で延伸する。その含有量が多いと靱性が
低下するので、0.005 ％以下とした。
【００３０】sol.Al：Alは脱酸のために必要な元素であ
り、sol.Alで0.001 ％以下の含有量では、脱酸不足によ
って鋼質が劣化し、靱性が低下する。しかし、0.1 ％を
越えて含有させると、かえって靱性の低下を招くため好
ましくない。従って、0.001 〜0.1 ％とした。好ましく
は、0.010 〜0.050 ％である。
り、sol.Alで0.001 ％以下の含有量では、脱酸不足によ
って鋼質が劣化し、靱性が低下する。しかし、0.1 ％を
越えて含有させると、かえって靱性の低下を招くため好
ましくない。従って、0.001 〜0.1 ％とした。好ましく
は、0.010 〜0.050 ％である。
【００３１】Cr：Crは焼入性を高めるのに有用な元素で
ある。より肉厚の厚い鋼管を製造する場合に添加すると
有利である。添加する場合、Cr含有量を0.1 ％以上にす
ると焼入性、および焼戻軟化抵抗を高める効果がある。
また、1.5 ％を超える量を添加した場合、靱性が劣化す
る。よってCrの添加量を0.1 〜1.5 ％とした。好ましく
は、0.15〜1.1 ％である。
ある。より肉厚の厚い鋼管を製造する場合に添加すると
有利である。添加する場合、Cr含有量を0.1 ％以上にす
ると焼入性、および焼戻軟化抵抗を高める効果がある。
また、1.5 ％を超える量を添加した場合、靱性が劣化す
る。よってCrの添加量を0.1 〜1.5 ％とした。好ましく
は、0.15〜1.1 ％である。
【００３２】Mo：Moは添加しなくてもよい。しかし、厚
肉の鋼管 (例えば、20mm以上) を製造する場合、焼入性
および焼戻軟化抵抗を高めることを目的として使用す
る。また、耐サワー性能を向上させる効果もある。添加
する場合、0.10％未満では効果が現れないので、0.10％
以上添加することが望ましい。また、1.0 ％を超えると
靱性が悪化するため1.0 ％以下とした。
肉の鋼管 (例えば、20mm以上) を製造する場合、焼入性
および焼戻軟化抵抗を高めることを目的として使用す
る。また、耐サワー性能を向上させる効果もある。添加
する場合、0.10％未満では効果が現れないので、0.10％
以上添加することが望ましい。また、1.0 ％を超えると
靱性が悪化するため1.0 ％以下とした。
【００３３】Ｎ：Ｎは不可避的に鋼中に存在する。Ｎは
Al、TiやNbと結合して窒化物を形成する。特に、AlN や
TiN が多量に析出すると、靱性や耐SSC(耐硫化物応力腐
食割れ)性、耐HIC(耐水素誘起割れ) 性に悪影響を及ぼ
すため、0.0070％以下とした。
Al、TiやNbと結合して窒化物を形成する。特に、AlN や
TiN が多量に析出すると、靱性や耐SSC(耐硫化物応力腐
食割れ)性、耐HIC(耐水素誘起割れ) 性に悪影響を及ぼ
すため、0.0070％以下とした。
【００３４】Ｖ：Ｖは添加しなくてもよい。ＶはNbやTi
と同様に二次析出強化により強度を高める効果がある。
また、オーステナイト領域でのVCの溶解度が大きいた
め、インラインでの焼入時に全て固溶しており、強度バ
ラツキの原因にならない。
と同様に二次析出強化により強度を高める効果がある。
また、オーステナイト領域でのVCの溶解度が大きいた
め、インラインでの焼入時に全て固溶しており、強度バ
ラツキの原因にならない。
【００３５】添加する場合は、その含有量を0.01％以上
にすると、強度を高める効果が現れる。0.15％を超えて
添加すると靱性が大きく劣化する。よって0.01〜0.15％
とする。
にすると、強度を高める効果が現れる。0.15％を超えて
添加すると靱性が大きく劣化する。よって0.01〜0.15％
とする。
【００３６】Ｂ：Ｂは添加しなくてもよい。Ｂを添加す
ると著しく焼入性を向上できるので、厚肉の鋼管を製造
する際に添加することにより、要求強度を確保できる、
添加する場合は、0.0030％超添加すると、粒界に炭窒化
物が析出しやすくなり、靱性劣化の原因となるため、上
限を0.0030％とした。
ると著しく焼入性を向上できるので、厚肉の鋼管を製造
する際に添加することにより、要求強度を確保できる、
添加する場合は、0.0030％超添加すると、粒界に炭窒化
物が析出しやすくなり、靱性劣化の原因となるため、上
限を0.0030％とした。
【００３７】Ti：Tiは添加しなくてもよい。Tiを添加す
るとＮとの結合力が強く、高温から安定なTiN を形成
し、Ｎを固定する効果がある。しかし、多量に添加して
TiC が析出すると、最終圧延温度域で析出し始めるた
め、Nbと同様に強度バラツキの原因となる。よってTi＝
０〜Ａ％とした。ここでＡ＝3.4 ×Ｎである。
るとＮとの結合力が強く、高温から安定なTiN を形成
し、Ｎを固定する効果がある。しかし、多量に添加して
TiC が析出すると、最終圧延温度域で析出し始めるた
め、Nbと同様に強度バラツキの原因となる。よってTi＝
０〜Ａ％とした。ここでＡ＝3.4 ×Ｎである。
【００３８】
【実施例】表１に本発明鋼と比較鋼の化学成分を、表２
に各鋼のAr3 点を示す。鋼Ａ〜Ｄは本発明の範囲内の
鋼、鋼Ｅ〜ＨはNbまたはTiが本発明で規定した値から外
れている鋼である。
に各鋼のAr3 点を示す。鋼Ａ〜Ｄは本発明の範囲内の
鋼、鋼Ｅ〜ＨはNbまたはTiが本発明で規定した値から外
れている鋼である。
【００３９】これらの鋼のビレットをマンネスマンマン
ドレルミルで圧延温度条件を変化させて製管し、その
後、Ar3 点を下回ることなく950 ℃×５分の均熱加熱
後、水焼入れした。また別に、製管後、Ar3 点を下回る
ことなく、そのまま水焼入れもした。
ドレルミルで圧延温度条件を変化させて製管し、その
後、Ar3 点を下回ることなく950 ℃×５分の均熱加熱
後、水焼入れした。また別に、製管後、Ar3 点を下回る
ことなく、そのまま水焼入れもした。
【００４０】さらにインラインで650 ℃×15分均熱を行
い焼戻しを実施し、外径244.5 mm、肉厚13.8mmの継目無
鋼管を製造した。焼戻しを行った継目無鋼管からは硬度
試験用としてリング状のサンプルを採取して、円周４ヶ
所 (０°、90°、 180°、 270°) の位置で外面部、肉
厚中央部、内面部のそれぞれ３点でHRC 硬度試験を実施
した。
い焼戻しを実施し、外径244.5 mm、肉厚13.8mmの継目無
鋼管を製造した。焼戻しを行った継目無鋼管からは硬度
試験用としてリング状のサンプルを採取して、円周４ヶ
所 (０°、90°、 180°、 270°) の位置で外面部、肉
厚中央部、内面部のそれぞれ３点でHRC 硬度試験を実施
した。
【００４１】表３に950 ℃×５分の均熱加熱を行った場
合の本発明例と比較例の結果を示す。表４に圧延後その
まま水焼入れした場合の本発明例と比較例の結果を示
す。これらの結果からも分かるように、本発明例では、
いずれもオーステナイト粒度がASTM規格No.6以上の細粒
鋼が得られ、また、硬度差も0.6 以内と小さい。
合の本発明例と比較例の結果を示す。表４に圧延後その
まま水焼入れした場合の本発明例と比較例の結果を示
す。これらの結果からも分かるように、本発明例では、
いずれもオーステナイト粒度がASTM規格No.6以上の細粒
鋼が得られ、また、硬度差も0.6 以内と小さい。
【００４２】しかし、比較例では、鋼組成が本発明の範
囲内でも (鋼Ａ〜Ｄ) 、最終圧延温度が900 ℃未満であ
ると硬度差が大きくなり、また、延伸粒組織を呈するよ
うになり、継目無鋼管が異方性を持ち好ましくない。さ
らに、最終圧延温度が1100℃を超えると、本発明鋼を用
いても、オーステナイト粒度がASTMNo.6以上の細粒鋼を
得ることができない。
囲内でも (鋼Ａ〜Ｄ) 、最終圧延温度が900 ℃未満であ
ると硬度差が大きくなり、また、延伸粒組織を呈するよ
うになり、継目無鋼管が異方性を持ち好ましくない。さ
らに、最終圧延温度が1100℃を超えると、本発明鋼を用
いても、オーステナイト粒度がASTMNo.6以上の細粒鋼を
得ることができない。
【００４３】一方、比較鋼を用いると、0.005 ％以上の
Nbを添加していない鋼Ｇでは、最終圧延温度に関わらず
オーステナイト粒度な６を満足しない。0.012 ％を超え
てNbを添加した鋼Ｅ、Ｆでは硬度差が大きく、強度バラ
ツキが発生している。さらに、Ａ値以上のTiを添加した
Ｅ、Ｈでも硬度差が大きく、強度バラツキが発生してい
る。さらに、Ａ値以上のTiを添加したＥ、Ｈでも硬度差
が大きく、強度バラツキが発生している。
Nbを添加していない鋼Ｇでは、最終圧延温度に関わらず
オーステナイト粒度な６を満足しない。0.012 ％を超え
てNbを添加した鋼Ｅ、Ｆでは硬度差が大きく、強度バラ
ツキが発生している。さらに、Ａ値以上のTiを添加した
Ｅ、Ｈでも硬度差が大きく、強度バラツキが発生してい
る。さらに、Ａ値以上のTiを添加したＥ、Ｈでも硬度差
が大きく、強度バラツキが発生している。
【００４４】さらに表４を見ると、製管後、Ar3 点を下
回ることなくそのまま水焼入れするプロセスにおいても
同じ条件下で本発明鋼は優れた特性を示している。ま
た、本発明条件外においては、製管後、一旦均熱するプ
ロセスに比べ、そのまま水焼入れするプロセスは伸延粒
組織を有する場合が多いことが分かる。
回ることなくそのまま水焼入れするプロセスにおいても
同じ条件下で本発明鋼は優れた特性を示している。ま
た、本発明条件外においては、製管後、一旦均熱するプ
ロセスに比べ、そのまま水焼入れするプロセスは伸延粒
組織を有する場合が多いことが分かる。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
【表３】
【００４８】
【表４】
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明は、鋼の成分、最
終圧延温度を規定することにより、細粒組織を有し、か
つ硬度差で1.0 以下となる強度バラツキの小さい継目無
鋼管を製造することができる。
終圧延温度を規定することにより、細粒組織を有し、か
つ硬度差で1.0 以下となる強度バラツキの小さい継目無
鋼管を製造することができる。
【図１】焼入れ後固溶率について0.025 ％Nbを添加した
Nb添加鋼とNb無添加鋼を比較したグラフである。
Nb添加鋼とNb無添加鋼を比較したグラフである。
【図２】図１に示した各鋼を650 ℃×15分均熱処理で焼
戻しを行った後の硬度分布を比較したグラフである。
戻しを行った後の硬度分布を比較したグラフである。
【図３】最終圧延温度と焼入れ時のNb固溶率の関係を示
したグラフである。
したグラフである。
【図４】オーステナイト粒度と最終圧延温度の関係を示
したグラフである。
したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 俊治 和歌山市湊1850番地 住友金属工業株式会 社和歌山製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K032 AA01 AA02 AA05 AA11 AA12 AA16 AA17 AA19 AA21 AA22 AA27 AA29 AA31 AA32 AA35 AA36 BA03 CC04 CD06 CF01 CF02
Claims (4)
- 【請求項１】 重量割合にて、 Ｃ：0.15〜0.35％、Si：0.1 〜1.5 ％、Mn：0.1 〜2.5
％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001
〜0.1 ％、 Cr：0.1 〜1.5 ％、Mo：０〜1.0 ％、 Ｎ：0.0070％以
下、 Ｖ：０〜0.15％、 Ｂ：０〜0.0030％、 Ti：０〜Ａ％、ここでＡ＝3.4 ×Ｎ(%) さらに、Nb：0.005 〜0.012 ％、 残部Feおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有するビ
レットに、熱間で穿孔、圧延を行い、最終圧延温度900
〜1100℃の条件で製管した継目無鋼管を、Ar3 点以上の
温度域のまま焼入れを行い、その後焼戻しをすることに
より得られる、強度バラツキが小さく、オーステナイト
粒度が ASTM 規格No.6以上の細粒組織を有することを特
徴とする継目無鋼管。 - 【請求項２】 前記焼入れに先立って、製管された前記
継目無鋼管を、Ar3点以上の温度域のまま再加熱または
保熱した後、焼入れを行う、請求項１記載の継目無鋼
管。 - 【請求項３】 重量割合にて、 Ｃ：0.20％超、0.35％以下、Si：0.1 〜1.5 ％、 Mn：0.1 〜2.5 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、sol.Al：0.001 〜0.1 ％、 Cr：0.1 〜1.5 ％、 Mo：０〜1.0 ％、 Ｎ：0.0070％以下、 Ｖ：０〜0.15％、 Ｂ：０〜0.0030％、 Ti：０〜Ａ％、ここでＡ＝3.4 ×Ｎ(%) さらに、Nb：0.005 〜0.012 ％、 残部Feおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有するイ
ンライン熱処理による継目無鋼管用鋼。 - 【請求項４】重量割合にて、Ｃ：0.15〜0.35％、Nb：0.
005 〜0.012 ％に調整した鋼組成を有するビレットから
最終圧延温度900 〜1100℃の条件で製管した継目無鋼管
を、Ar3 点以上の温度域のまま焼入れを行い、あるいは
Ar3 点以上の温度域のまま再加熱または保熱した後、焼
入れを行い、その後焼戻しをすることを特徴とする強度
バラツキが小さく、オーステナイト粒度が ASTM 規格N
o.6以上の細粒組織を有する継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02212299A JP3620326B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 細粒組織で強度バラツキの小さい継目無鋼管 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02212299A JP3620326B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 細粒組織で強度バラツキの小さい継目無鋼管 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000219914A true JP2000219914A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3620326B2 JP3620326B2 (ja) | 2005-02-16 |
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|---|---|---|---|
| JP02212299A Expired - Fee Related JP3620326B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 細粒組織で強度バラツキの小さい継目無鋼管 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3620326B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1785501A1 (en) * | 2004-06-14 | 2007-05-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Low alloy steel for oil well pipe having excellent sulfide stress cracking resistance |
| JP2010535636A (ja) * | 2007-08-15 | 2010-11-25 | コラス・スタール・ベー・ブイ | 熱機械的成形に適したテーラードブランクを製造するための被覆鋼ストリップの製造方法、それにより製造されたストリップ、及びそのような被覆ストリップの使用 |
| US8361256B2 (en) | 2005-07-25 | 2013-01-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for producing seamless steel pipe |
| WO2013094179A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用高強度継目無鋼管およびその製造方法 |
| WO2013161567A1 (ja) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 新日鐵住金株式会社 | 継目無鋼管及びその製造方法 |
| CN105441801A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高强度超高韧性石油套管及其tmcp制造方法 |
| CN105861932A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高强度超高韧性钻杆接头及其制造方法 |
| JP6112267B1 (ja) * | 2016-02-16 | 2017-04-12 | 新日鐵住金株式会社 | 継目無鋼管及びその製造方法 |
| CN112281084A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-01-29 | 河北恒通管件集团有限公司 | 一种临氢高压大口径厚壁不锈钢管件的加工工艺 |
| CN115747635A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-03-07 | 天津钢管制造有限公司 | 一种经济型高强度旋挖钻杆内层杆用调质态薄壁无缝钢管 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP02212299A patent/JP3620326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| EP1785501A1 (en) * | 2004-06-14 | 2007-05-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Low alloy steel for oil well pipe having excellent sulfide stress cracking resistance |
| EP1785501A4 (en) * | 2004-06-14 | 2010-04-14 | Sumitomo Metal Ind | LOW-LAYERED STEEL FOR OIL BORE TUBE WITH EXCELLENT SULFID TENSION RISK RESISTANCE |
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| US9708681B2 (en) | 2011-12-22 | 2017-07-18 | Jfe Steel Corporation | High-strength seamless steel pipe for oil well use having excellent resistance to sulfide stress cracking |
| WO2013094179A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用高強度継目無鋼管およびその製造方法 |
| WO2013161567A1 (ja) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 新日鐵住金株式会社 | 継目無鋼管及びその製造方法 |
| AU2013253775B2 (en) * | 2012-04-27 | 2015-10-15 | Nippon Steel Corporation | Seamless steel pipe and method for producing the same |
| EP2843072A4 (en) * | 2012-04-27 | 2016-05-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | SOLDERED STEEL PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| CN105441801A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高强度超高韧性石油套管及其tmcp制造方法 |
| CN105441801B (zh) * | 2015-11-27 | 2017-07-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高强度超高韧性石油套管及其tmcp制造方法 |
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| CN112281084A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-01-29 | 河北恒通管件集团有限公司 | 一种临氢高压大口径厚壁不锈钢管件的加工工艺 |
| CN112281084B (zh) * | 2020-11-06 | 2022-02-08 | 河北恒通管件集团有限公司 | 一种临氢高压大口径厚壁不锈钢管件的加工工艺 |
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