JP2001158939A - 耐ｓｒ特性に優れた高強度高靭性鋼管 - Google Patents
耐ｓｒ特性に優れた高強度高靭性鋼管Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 母材及び溶接金属の降伏強さが５５１ＭＰａ
以上で、且つ、溶接部のＳＲ前後の靭性に優れた高強度
高靭性溶接鋼管を提供する。 【解決手段】 本発明の耐ＳＲ特性に優れた高強度高靭
性鋼管は、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．０５
〜０．２０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：０．０２
０％以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｎｂ：０．００５〜
０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：
０．０１％未満を含有する母材部と、Ｃ：０．０３〜
０．０７％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％、Ｍｎ：１．
２〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５
％以下、Ｎｉ：０．５〜２．５％、Ｍｏ：０．３〜１．
０％、Ｏ：０．０１５〜０．０３５％を含有し、更に、
Ｃｕ：０．５０％以下、Ｃｒ：１．０％以下、Ｖ：０．
１０％以下、Ｔｉ：０．０３％未満のうち１種以上を含
有する溶接金属とからなる。
以上で、且つ、溶接部のＳＲ前後の靭性に優れた高強度
高靭性溶接鋼管を提供する。 【解決手段】 本発明の耐ＳＲ特性に優れた高強度高靭
性鋼管は、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．０５
〜０．２０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：０．０２
０％以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｎｂ：０．００５〜
０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：
０．０１％未満を含有する母材部と、Ｃ：０．０３〜
０．０７％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％、Ｍｎ：１．
２〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５
％以下、Ｎｉ：０．５〜２．５％、Ｍｏ：０．３〜１．
０％、Ｏ：０．０１５〜０．０３５％を含有し、更に、
Ｃｕ：０．５０％以下、Ｃｒ：１．０％以下、Ｖ：０．
１０％以下、Ｔｉ：０．０３％未満のうち１種以上を含
有する溶接金属とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、母材及び溶接金属
の降伏強さが５５１ＭＰａ以上であり、且つ、耐ＳＲ特
性に優れた高強度高靭性溶接鋼管に関するものである。
の降伏強さが５５１ＭＰａ以上であり、且つ、耐ＳＲ特
性に優れた高強度高靭性溶接鋼管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パイプラインの敷設において、ライザー
等の溶接鋼管と多量の合金元素を含む鍛造品とを現地円
周溶接にて接続する場合、溶接に起因する鍛造品の残留
応力の除去を目的として、ＳＲ（応力除去焼鈍）が行わ
れる。このＳＲにより溶接鋼管のシーム溶接部の特性、
特に靭性が劣化するため、ＳＲが施される溶接鋼管には
ＳＲ前後での溶接部特性の劣化が小さいこと、つまり耐
ＳＲ特性が高いことが要求される。
等の溶接鋼管と多量の合金元素を含む鍛造品とを現地円
周溶接にて接続する場合、溶接に起因する鍛造品の残留
応力の除去を目的として、ＳＲ（応力除去焼鈍）が行わ
れる。このＳＲにより溶接鋼管のシーム溶接部の特性、
特に靭性が劣化するため、ＳＲが施される溶接鋼管には
ＳＲ前後での溶接部特性の劣化が小さいこと、つまり耐
ＳＲ特性が高いことが要求される。
【０００３】又、近年溶接鋼管においては薄肉化に伴う
高強度化の傾向があり、ライザー等の溶接鋼管において
もＸ８０グレード以上の需要が増加している。このよう
な耐ＳＲ特性を有する高強度溶接鋼管の製造技術に関し
て、特公昭５７−２９５４０号公報、特開平１１−５０
１８８号公報等が開示されているが、前者は主にＸ７０
グレードの鋼板に関する技術であり、シーム溶接部の組
成については言及しておらず、又、後者はＸ８０グレー
ド鋼管用鋼板に関する技術であるが、ＳＲ後の靭性劣化
が問題となるシーム溶接部の組成、特性については検討
していない。
高強度化の傾向があり、ライザー等の溶接鋼管において
もＸ８０グレード以上の需要が増加している。このよう
な耐ＳＲ特性を有する高強度溶接鋼管の製造技術に関し
て、特公昭５７−２９５４０号公報、特開平１１−５０
１８８号公報等が開示されているが、前者は主にＸ７０
グレードの鋼板に関する技術であり、シーム溶接部の組
成については言及しておらず、又、後者はＸ８０グレー
ド鋼管用鋼板に関する技術であるが、ＳＲ後の靭性劣化
が問題となるシーム溶接部の組成、特性については検討
していない。
【０００４】高強度鋼管のシーム溶接に関しては、特公
昭５７−２７８００号公報、特開平９−４９０５５号公
報に、溶接金属の良好な低温靭性を得るため、Ｔｉ、Ｂ
を含有した溶接金属を形成させる技術が記載されてお
り、特に特公昭５７−２７８００号公報には耐ＳＲ脆性
に優れた溶接金属に関する技術が記載されている。しか
し、Ｘ８０グレード以上の溶接金属のように焼入れ性が
十分確保されている場合には、Ｔｉ及びＢの添加による
溶接部の靭性改善効果は小さい。又、特開平９−３１４
３７９号公報には、高強度鋼管のシーム溶接に関してＮ
ｉを４．０〜６．５ｗｔ％含んだ溶接ワイヤを用いる技
術が開示されているが、ＳＲ後の溶接部の特性について
は言及していない。
昭５７−２７８００号公報、特開平９−４９０５５号公
報に、溶接金属の良好な低温靭性を得るため、Ｔｉ、Ｂ
を含有した溶接金属を形成させる技術が記載されてお
り、特に特公昭５７−２７８００号公報には耐ＳＲ脆性
に優れた溶接金属に関する技術が記載されている。しか
し、Ｘ８０グレード以上の溶接金属のように焼入れ性が
十分確保されている場合には、Ｔｉ及びＢの添加による
溶接部の靭性改善効果は小さい。又、特開平９−３１４
３７９号公報には、高強度鋼管のシーム溶接に関してＮ
ｉを４．０〜６．５ｗｔ％含んだ溶接ワイヤを用いる技
術が開示されているが、ＳＲ後の溶接部の特性について
は言及していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、母材及び
溶接金属の降伏強さが５５１ＭＰａ以上であり、且つ、
母材及び溶接金属を含む溶接部のＳＲ前後の靭性に優れ
た高強度高靭性溶接鋼管を提供することである。
みなされたもので、その目的とするところは、母材及び
溶接金属の降伏強さが５５１ＭＰａ以上であり、且つ、
母材及び溶接金属を含む溶接部のＳＲ前後の靭性に優れ
た高強度高靭性溶接鋼管を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者等は、母材及び溶接金属の化学成分組成を
変化させ、溶接まま並びにＳＲ前後での強度及び靭性を
調査した試験を行い、高強度高靭性溶接鋼管の母材部及
びシーム溶接部における耐ＳＲ特性について検討した。
その結果、母材中のＳｉ、Ａｌを低減し且つＶフリーと
することで、母材及び熱影響部のＳＲ前後における靭性
を確保することができ、又、溶接金属中のＣ、Ｏを低減
し且つＮｉを高めると共にＢをフリーとすることで、溶
接金属のＳＲ前後における靭性を確保することができる
との知見を得た。
に、本発明者等は、母材及び溶接金属の化学成分組成を
変化させ、溶接まま並びにＳＲ前後での強度及び靭性を
調査した試験を行い、高強度高靭性溶接鋼管の母材部及
びシーム溶接部における耐ＳＲ特性について検討した。
その結果、母材中のＳｉ、Ａｌを低減し且つＶフリーと
することで、母材及び熱影響部のＳＲ前後における靭性
を確保することができ、又、溶接金属中のＣ、Ｏを低減
し且つＮｉを高めると共にＢをフリーとすることで、溶
接金属のＳＲ前後における靭性を確保することができる
との知見を得た。
【０００７】本発明は上記知見に基づきなされたもの
で、第１の発明による耐ＳＲ特性に優れた高強度高靭性
鋼管は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：
０．０５〜０．２０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：
０．０２０％以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｎｂ：０．
００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、
Ａｌ：０．０１％未満を含有し、残部が実質的にＦｅ及
び不可避的不純物からなる降伏強さ５５１ＭＰａ以上の
母材部と、Ｃ：０．０３〜０．０７％、Ｓｉ：０．０５
〜０．３０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：０．０２
０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：０．５〜２．
５％、Ｍｏ：０．３〜１．０％、Ｏ：０．０１５〜０．
０３５％を含有し、更に、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｃ
ｒ：１．０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．０
３％未満のうち１種又は２種以上を含有し、残部が実質
的にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ５５１Ｍ
Ｐａ以上の溶接金属と、を有することを特徴とするもの
である。
で、第１の発明による耐ＳＲ特性に優れた高強度高靭性
鋼管は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：
０．０５〜０．２０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：
０．０２０％以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｎｂ：０．
００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、
Ａｌ：０．０１％未満を含有し、残部が実質的にＦｅ及
び不可避的不純物からなる降伏強さ５５１ＭＰａ以上の
母材部と、Ｃ：０．０３〜０．０７％、Ｓｉ：０．０５
〜０．３０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：０．０２
０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：０．５〜２．
５％、Ｍｏ：０．３〜１．０％、Ｏ：０．０１５〜０．
０３５％を含有し、更に、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｃ
ｒ：１．０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｔｉ：０．０
３％未満のうち１種又は２種以上を含有し、残部が実質
的にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ５５１Ｍ
Ｐａ以上の溶接金属と、を有することを特徴とするもの
である。
【０００８】第２の発明による耐ＳＲ特性に優れた高強
度高靭性鋼管は、第１の発明に記載の高強度高靭性鋼管
が、その母材部に、更に重量％で、Ｃｕ：０．５０％以
下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｍ
ｏ：０．３０％未満、Ｃａ：０．０００５〜０．００２
５％のうち１種又は２種以上を含有することを特徴とす
るものである。
度高靭性鋼管は、第１の発明に記載の高強度高靭性鋼管
が、その母材部に、更に重量％で、Ｃｕ：０．５０％以
下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｍ
ｏ：０．３０％未満、Ｃａ：０．０００５〜０．００２
５％のうち１種又は２種以上を含有することを特徴とす
るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明において、母材及び
溶接金属の降伏強さが５５１ＭＰａ以上の高強度を有
し、母材並びに溶接金属を含んだ溶接部のＳＲ前後の靭
性に優れた高強度高靭性鋼管の化学成分組成を上述した
ように限定した理由を、それぞれの作用と共に説明す
る。
溶接金属の降伏強さが５５１ＭＰａ以上の高強度を有
し、母材並びに溶接金属を含んだ溶接部のＳＲ前後の靭
性に優れた高強度高靭性鋼管の化学成分組成を上述した
ように限定した理由を、それぞれの作用と共に説明す
る。
【００１０】先ず、母材添加元素の成分範囲及び限定理
由を示す。
由を示す。
【００１１】Ｃ：０．０９ｗｔ％（以下、「％」と記
す）を超える過剰なＣの添加は、鋼板並びに溶接熱影響
部の靭性の劣化を招くので、添加量の上限を０．０９％
とする必要があり、又、溶接性及び溶接金属の耐ＳＲ特
性の観点からもＣ量の低減が望ましい。そのため、上限
を０．０９％とする。一方、０．０３％未満ではＸ８０
の所定の強度を確保することが難しくなる。従って、Ｃ
含有量は０．０３〜０．０９％の範囲内に限定しなけれ
ばならない。
す）を超える過剰なＣの添加は、鋼板並びに溶接熱影響
部の靭性の劣化を招くので、添加量の上限を０．０９％
とする必要があり、又、溶接性及び溶接金属の耐ＳＲ特
性の観点からもＣ量の低減が望ましい。そのため、上限
を０．０９％とする。一方、０．０３％未満ではＸ８０
の所定の強度を確保することが難しくなる。従って、Ｃ
含有量は０．０３〜０．０９％の範囲内に限定しなけれ
ばならない。
【００１２】Ｓｉ：Ｓｉは脱酸のために添加されるが、
０．０５％未満では充分な脱酸効果が得られず、一方、
０．２０％を越えると溶接熱影響部の靱性及び溶接性の
劣化を引き起こす。従って、Ｓｉ含有量は０．０５〜
０．２０％の範囲内に限定しなければならない。
０．０５％未満では充分な脱酸効果が得られず、一方、
０．２０％を越えると溶接熱影響部の靱性及び溶接性の
劣化を引き起こす。従って、Ｓｉ含有量は０．０５〜
０．２０％の範囲内に限定しなければならない。
【００１３】Ｍｎ：Ｍｎは鋼板の強度及び靱性の向上に
有効な元素であるが、１．２％未満ではその効果が小さ
い。一方、２．０％を越えると溶接熱影響部の靱性、溶
接性、及び、溶接金属の耐ＳＲ特性が著しく劣化する。
従って、Ｍｎ含有量は１．２〜２．０％の範囲内に限定
しなければならない。
有効な元素であるが、１．２％未満ではその効果が小さ
い。一方、２．０％を越えると溶接熱影響部の靱性、溶
接性、及び、溶接金属の耐ＳＲ特性が著しく劣化する。
従って、Ｍｎ含有量は１．２〜２．０％の範囲内に限定
しなければならない。
【００１４】Ｐ：Ｐは不純物として含まれ、溶接鋼管に
おいて母材並びに溶接熱影響部の靱性を確保するために
は、Ｐを極力低減することが望ましい。しかしながら、
製鋼工程における過度の脱Ｐはコスト上昇を招く。従っ
て、Ｐ含有量は０．０２０％以下に限定しなければなら
ない。
おいて母材並びに溶接熱影響部の靱性を確保するために
は、Ｐを極力低減することが望ましい。しかしながら、
製鋼工程における過度の脱Ｐはコスト上昇を招く。従っ
て、Ｐ含有量は０．０２０％以下に限定しなければなら
ない。
【００１５】Ｓ：Ｃａを添加してＭｎＳからＣａＳ系の
介在物に硫化物の形態制御を行ったとしても、Ｘ８０グ
レードの高強度鋼の場合には微細に分散したＣａＳ系介
在物も靱性低下の要因となり得る。従って、Ｓ含有量は
０．００２％以下に限定しなければならない。
介在物に硫化物の形態制御を行ったとしても、Ｘ８０グ
レードの高強度鋼の場合には微細に分散したＣａＳ系介
在物も靱性低下の要因となり得る。従って、Ｓ含有量は
０．００２％以下に限定しなければならない。
【００１６】Ｎｂ：Ｎｂはスラブの加熱時及び圧延時の
結晶粒の成長を抑制してミクロ組織を微細化し、充分な
靱性を付与する元素であり、高靭性鋼には必要な成分で
ある。そして、その効果は０．００５％以上で顕著であ
り、一方、０．０５％を超えるとその効果がほぼ飽和す
ると共に、溶接熱影響部の靱性並びに溶接金属の耐ＳＲ
特性を劣化させる。従って、Ｎｂ含有量は０．００５〜
０．０５％の範囲内に限定しなければならない。
結晶粒の成長を抑制してミクロ組織を微細化し、充分な
靱性を付与する元素であり、高靭性鋼には必要な成分で
ある。そして、その効果は０．００５％以上で顕著であ
り、一方、０．０５％を超えるとその効果がほぼ飽和す
ると共に、溶接熱影響部の靱性並びに溶接金属の耐ＳＲ
特性を劣化させる。従って、Ｎｂ含有量は０．００５〜
０．０５％の範囲内に限定しなければならない。
【００１７】Ｔｉ：ＴｉはＴｉＮを形成してスラブ加熱
時や溶接熱影響部の粒成長を抑制し、結果としてミクロ
組織の微細化をもたらし、靱性を改善する効果がある。
その効果は０．００５％以上で顕著で、０．０２％を越
えると逆に靱性の劣化を引き起こす。従って、Ｔｉ含有
量は０．００５〜０．０２％の範囲内に限定しなければ
ならない。
時や溶接熱影響部の粒成長を抑制し、結果としてミクロ
組織の微細化をもたらし、靱性を改善する効果がある。
その効果は０．００５％以上で顕著で、０．０２％を越
えると逆に靱性の劣化を引き起こす。従って、Ｔｉ含有
量は０．００５〜０．０２％の範囲内に限定しなければ
ならない。
【００１８】Ａｌ：Ａｌは脱酸剤として添加されるが、
０．０１％以上の添加は溶接熱影響部の靭性を劣化させ
る。従って、Ａｌ含有量は０．０１％未満に限定しなけ
ればならない。
０．０１％以上の添加は溶接熱影響部の靭性を劣化させ
る。従って、Ａｌ含有量は０．０１％未満に限定しなけ
ればならない。
【００１９】母材の任意添加元素の成分範囲と限定理由
を以下に示す。 Ｃｕ：Ｃｕは靭性の改善と強度の上昇に有効な元素の１
つであるが、０．５０％を超えると溶接性を阻害する。
従って、添加する場合にはＣｕ含有量を０．５０％以下
に限定しなければならない。
を以下に示す。 Ｃｕ：Ｃｕは靭性の改善と強度の上昇に有効な元素の１
つであるが、０．５０％を超えると溶接性を阻害する。
従って、添加する場合にはＣｕ含有量を０．５０％以下
に限定しなければならない。
【００２０】Ｎｉ：Ｎｉは靭性の改善と強度の上昇に有
効な元素の１つであるが、０．５０％を超えると効果が
飽和する。又、添加元素としては高価であり、必要以上
の添加は経済的にも好ましくない。従って、添加する場
合にはＮｉ含有量を０．５０％以下に限定しなければな
らない。
効な元素の１つであるが、０．５０％を超えると効果が
飽和する。又、添加元素としては高価であり、必要以上
の添加は経済的にも好ましくない。従って、添加する場
合にはＮｉ含有量を０．５０％以下に限定しなければな
らない。
【００２１】Ｃｒ：ＣｒはＭｎと共に低Ｃでも充分な強
度を得るために有効な元素であるが、０．５０％を超え
て添加すると溶接性に悪影響を与える。従って、添加す
る場合にはＣｒ含有量を０．５０％以下に限定しなけれ
ばならない。
度を得るために有効な元素であるが、０．５０％を超え
て添加すると溶接性に悪影響を与える。従って、添加す
る場合にはＣｒ含有量を０．５０％以下に限定しなけれ
ばならない。
【００２２】Ｍｏ：Ｍｏは靭性の改善と強度の上昇に有
効な元素の１つであるが、０．３０％以上添加すると効
果が飽和すると共に、溶接性や耐ＨＩＣ性を阻害する。
従って、添加する場合にはＭｏ含有量を０．３０％未満
に限定しなければならない。
効な元素の１つであるが、０．３０％以上添加すると効
果が飽和すると共に、溶接性や耐ＨＩＣ性を阻害する。
従って、添加する場合にはＭｏ含有量を０．３０％未満
に限定しなければならない。
【００２３】Ｃａ：Ｃａは硫化物系介在物の形態を制御
して溶接熱影響部の靱性を改善する。この効果は０．０
００５％以上の添加で現われ、０．００２５％を超える
と効果が飽和し、逆に清浄度を低下させて溶接熱影響部
の靱性を劣化させる。従って、添加する場合にはＣａ含
有量を０．０００５〜０．００２５％の範囲内に限定し
なければならない。
して溶接熱影響部の靱性を改善する。この効果は０．０
００５％以上の添加で現われ、０．００２５％を超える
と効果が飽和し、逆に清浄度を低下させて溶接熱影響部
の靱性を劣化させる。従って、添加する場合にはＣａ含
有量を０．０００５〜０．００２５％の範囲内に限定し
なければならない。
【００２４】次に、溶接金属の添加元素の成分範囲と限
定理由を以下に示す。 Ｃ：０．０７％を超えるＣの添加は溶接金属の靭性並び
に耐ＳＲ特性の劣化を招くので０．０７％以下とする必
要があり、又、溶接性の観点からもＣ量の低減が望まし
く、上限を０．０７％とする。一方、０．０３％未満で
はＸ８０以上の所定の強度を確保することが難しくな
る。従って、Ｃ含有量は０．０３〜０．０７％の範囲内
に限定しなければならない。
定理由を以下に示す。 Ｃ：０．０７％を超えるＣの添加は溶接金属の靭性並び
に耐ＳＲ特性の劣化を招くので０．０７％以下とする必
要があり、又、溶接性の観点からもＣ量の低減が望まし
く、上限を０．０７％とする。一方、０．０３％未満で
はＸ８０以上の所定の強度を確保することが難しくな
る。従って、Ｃ含有量は０．０３〜０．０７％の範囲内
に限定しなければならない。
【００２５】Ｓｉ：Ｓｉは溶接金属の脱酸並びに良好な
作業性を確保するために必要であり、０．０５％未満で
は充分な脱酸効果が得られず、一方０．３０％を越える
と靱性や溶接性の劣化を引き起こす。従って、Ｓｉ含有
量は０．０５〜０．３０％の範囲内に限定しなければな
らない。
作業性を確保するために必要であり、０．０５％未満で
は充分な脱酸効果が得られず、一方０．３０％を越える
と靱性や溶接性の劣化を引き起こす。従って、Ｓｉ含有
量は０．０５〜０．３０％の範囲内に限定しなければな
らない。
【００２６】Ｍｎ：Ｍｎは溶接金属の強度及び靱性の向
上に有効な元素として添加されるが、１．２％未満では
Ｘ８０以上の所定の強度を確保することが難しくなり、
一方、２．０％を越えると靱性並びに耐ＳＲ特性、更に
溶接性を著しく劣化させる。従って、Ｍｎ含有量は１．
２〜２．０％の範囲内に限定しなければならない。
上に有効な元素として添加されるが、１．２％未満では
Ｘ８０以上の所定の強度を確保することが難しくなり、
一方、２．０％を越えると靱性並びに耐ＳＲ特性、更に
溶接性を著しく劣化させる。従って、Ｍｎ含有量は１．
２〜２．０％の範囲内に限定しなければならない。
【００２７】Ｐ：Ｐは溶接金属中では、粒界に偏析して
その靱性を劣下させる。従って、Ｐ含有量は０．０２０
％以下に限定しなければならない。
その靱性を劣下させる。従って、Ｐ含有量は０．０２０
％以下に限定しなければならない。
【００２８】Ｓ：Ｓは溶接金属中では、粒界に偏析して
その靱性を劣下させる。従って、Ｓ含有量は０．００５
％以下に限定しなければならない。
その靱性を劣下させる。従って、Ｓ含有量は０．００５
％以下に限定しなければならない。
【００２９】Ｎｉ：Ｎｉは靭性改善及び強度の上昇に有
効な元素であり、特にＳＲ後の靭性に有効である。しか
し、０．５％未満ではその効果が発揮されず、溶接金属
の耐ＳＲ特性が劣化する。一方、２．５％を超えて添加
しても耐ＳＲ特性に対する効果が飽和する。従って、Ｎ
ｉ含有量は０．５〜２．５％の範囲内に限定しなければ
ならない。
効な元素であり、特にＳＲ後の靭性に有効である。しか
し、０．５％未満ではその効果が発揮されず、溶接金属
の耐ＳＲ特性が劣化する。一方、２．５％を超えて添加
しても耐ＳＲ特性に対する効果が飽和する。従って、Ｎ
ｉ含有量は０．５〜２．５％の範囲内に限定しなければ
ならない。
【００３０】Ｍｏ：Ｍｏは焼戻し軟化抵抗が高く、ＳＲ
前後での強度の両立に非常に有効な元素であるが、０．
３％未満ではＳＲ前後での強度が得られず、１．０％を
超えると効果が飽和し溶接性を阻害する。従って、Ｍｏ
含有量は０．３〜１．０％の範囲内に限定しなければな
らない。
前後での強度の両立に非常に有効な元素であるが、０．
３％未満ではＳＲ前後での強度が得られず、１．０％を
超えると効果が飽和し溶接性を阻害する。従って、Ｍｏ
含有量は０．３〜１．０％の範囲内に限定しなければな
らない。
【００３１】Ｏ：Ｏを低減すると靭性が改善される傾向
にあるが、Ｏを０．０１５％より低下させると靭性は劣
化する傾向を示す。一方、０．０３５％を越えると靭性
が劣化する。従って、Ｏ含有量は０．０１５〜０．０３
５％の範囲内に限定しなければならない。
にあるが、Ｏを０．０１５％より低下させると靭性は劣
化する傾向を示す。一方、０．０３５％を越えると靭性
が劣化する。従って、Ｏ含有量は０．０１５〜０．０３
５％の範囲内に限定しなければならない。
【００３２】溶接金属の任意添加元素の成分範囲と限定
理由を以下に示す。 Ｃｕ：Ｃｕは靭性の改善と強度の上昇に有効な元素の１
つであるが、０．５０％を超えるＣｕの添加は溶接性を
阻害する。従って、添加する場合にはＣｕ含有量を０．
５０％以下に限定しなければならない。
理由を以下に示す。 Ｃｕ：Ｃｕは靭性の改善と強度の上昇に有効な元素の１
つであるが、０．５０％を超えるＣｕの添加は溶接性を
阻害する。従って、添加する場合にはＣｕ含有量を０．
５０％以下に限定しなければならない。
【００３３】Ｃｒ：Ｃｒは低Ｃでも充分な強度を得るた
めに有効な元素であるが、１．０％を超えて添加すると
溶接性に悪影響を与える。従って、添加する場合にはＣ
ｒ含有量を１．０％以下に限定しなければならない。
めに有効な元素であるが、１．０％を超えて添加すると
溶接性に悪影響を与える。従って、添加する場合にはＣ
ｒ含有量を１．０％以下に限定しなければならない。
【００３４】Ｖ：Ｖは靱性及び溶接性を劣化させずに強
度を高める元素であり、充分な強度を得るために有効な
添加元素であるが、０．１０％を越えると溶接性並びに
耐ＳＲ特性を著しく損なう。従って、添加する場合には
Ｖ含有量を０．１０％以下に限定しなければならない。
度を高める元素であり、充分な強度を得るために有効な
添加元素であるが、０．１０％を越えると溶接性並びに
耐ＳＲ特性を著しく損なう。従って、添加する場合には
Ｖ含有量を０．１０％以下に限定しなければならない。
【００３５】Ｔｉ：一般にＴｉはＢとの共存下で溶接金
属の焼き入れ性を増して靭性の改善効果をもたらすが、
降伏強さが５５１ＭＰａを越える高強度の溶接金属では
過度のＴｉ添加は靭性の劣化をもたらす。従って、添加
する場合にはＴｉ含有量を０．０３％未満に限定しなけ
ればならない。
属の焼き入れ性を増して靭性の改善効果をもたらすが、
降伏強さが５５１ＭＰａを越える高強度の溶接金属では
過度のＴｉ添加は靭性の劣化をもたらす。従って、添加
する場合にはＴｉ含有量を０．０３％未満に限定しなけ
ればならない。
【００３６】以上のような本発明の成分範囲内の母材を
用い、本発明の成分範囲内の溶接金属を形成させて溶接
鋼管を製造することにより、ＳＲ前後において母材部及
び溶接部共に高強度で且つ高靭性である溶接鋼管を製造
することができる。尚、本発明の溶接鋼管は、例えば、
溶接鋼管の母材となる鋼板を厚板ミルや熱延ミルにて製
造し、この鋼板をＵＯＥ成形、プレスベンド成形、ロー
ル成形等により成形し、その後、サブマージドアーク溶
接により溶接・接合して製造されるが、本発明におい
て、鋼板製造方法は特に限定されるものではなく、又、
鋼管の製造方法も冷間である限り特に限定されるもので
はない。
用い、本発明の成分範囲内の溶接金属を形成させて溶接
鋼管を製造することにより、ＳＲ前後において母材部及
び溶接部共に高強度で且つ高靭性である溶接鋼管を製造
することができる。尚、本発明の溶接鋼管は、例えば、
溶接鋼管の母材となる鋼板を厚板ミルや熱延ミルにて製
造し、この鋼板をＵＯＥ成形、プレスベンド成形、ロー
ル成形等により成形し、その後、サブマージドアーク溶
接により溶接・接合して製造されるが、本発明におい
て、鋼板製造方法は特に限定されるものではなく、又、
鋼管の製造方法も冷間である限り特に限定されるもので
はない。
【００３７】
【実施例】表１に示すＡ〜Ｊの化学成分組成の鋼を用
い、冷間成形シーム溶接により鋼管とし、溶接まま並び
にＳＲ（６００℃×２ｈｒ）後の母材の強度、靱性，並
びにシーム溶接熱影響部（ＨＡＺ）の靱性を調査した。
母材の降伏強さ（「ＹＳ」と記し、単位はＭＰａ）、引
張強さ（「ＴＳ」と記し、単位はＭＰａ）と、母材並び
に溶接熱影響部の−２０℃でのシャルピー吸収エネルギ
ー（「ｖＥ−２０」と記し、単位はＪ）を表２に示す。
い、冷間成形シーム溶接により鋼管とし、溶接まま並び
にＳＲ（６００℃×２ｈｒ）後の母材の強度、靱性，並
びにシーム溶接熱影響部（ＨＡＺ）の靱性を調査した。
母材の降伏強さ（「ＹＳ」と記し、単位はＭＰａ）、引
張強さ（「ＴＳ」と記し、単位はＭＰａ）と、母材並び
に溶接熱影響部の−２０℃でのシャルピー吸収エネルギ
ー（「ｖＥ−２０」と記し、単位はＪ）を表２に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】母材の強度は、溶接まま及びＳＲ後とも降
伏強さが５５１ＭＰａ以上、引張強さが６２０ＭＰａ以
上で良好と判定した。母材の靭性は、溶接まま及びＳＲ
後とも吸収エネルギーが１００Ｊ以上で良好とし、溶接
熱影響部の靭性は、溶接まま及びＳＲ後とも吸収エネル
ギーが８０Ｊ以上で良好と判定した。表２に示すよう
に、本発明の範囲内の化学成分組成の鋼では、充分な強
度と良好な靱性並びに優れた耐ＳＲ特性が得られた。一
方、本発明の範囲外の化学成分組成の鋼では、母材の強
度が充分でなかったり（鋼Ｉ）、ＳＲ前後における母材
あるいは溶接熱影響部の靱性が充分でなかった（鋼Ｇ、
鋼Ｈ、鋼Ｉ、鋼Ｊ）。
伏強さが５５１ＭＰａ以上、引張強さが６２０ＭＰａ以
上で良好と判定した。母材の靭性は、溶接まま及びＳＲ
後とも吸収エネルギーが１００Ｊ以上で良好とし、溶接
熱影響部の靭性は、溶接まま及びＳＲ後とも吸収エネル
ギーが８０Ｊ以上で良好と判定した。表２に示すよう
に、本発明の範囲内の化学成分組成の鋼では、充分な強
度と良好な靱性並びに優れた耐ＳＲ特性が得られた。一
方、本発明の範囲外の化学成分組成の鋼では、母材の強
度が充分でなかったり（鋼Ｉ）、ＳＲ前後における母材
あるいは溶接熱影響部の靱性が充分でなかった（鋼Ｇ、
鋼Ｈ、鋼Ｉ、鋼Ｊ）。
【００４１】表１の鋼Ａ、Ｆ、Ｈと、表３に示す１２種
類の溶接金属（Ｎo.Ａ−１〜Ｈ−３）との組み合わせに
より１２本の鋼管（Ｎo.１〜１２）を製造し、溶接まま
並びにＳＲ（６００℃×２ｈｒ）後での溶接金属の強度
及び靱性を調べた。溶接金属の降伏強さ（「ＹＳ」と記
し、単位はＭＰａ）、引張強さ（「ＴＳ」と記し、単位
はＭＰａ）、及び−２０℃でのシャルピー吸収エネルギ
ー（「ｖＥ−２０」と記し、単位はＪ）を表４に示す。
類の溶接金属（Ｎo.Ａ−１〜Ｈ−３）との組み合わせに
より１２本の鋼管（Ｎo.１〜１２）を製造し、溶接まま
並びにＳＲ（６００℃×２ｈｒ）後での溶接金属の強度
及び靱性を調べた。溶接金属の降伏強さ（「ＹＳ」と記
し、単位はＭＰａ）、引張強さ（「ＴＳ」と記し、単位
はＭＰａ）、及び−２０℃でのシャルピー吸収エネルギ
ー（「ｖＥ−２０」と記し、単位はＪ）を表４に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【００４４】溶接金属の強度は、溶接まま及びＳＲ後と
も降伏強さが５５１ＭＰａ以上、引張強さが６２０ＭＰ
ａ以上で良好と判定し、靭性は、溶接まま及びＳＲ後と
も吸収エネルギーが８０Ｊ以上で良好と判定した。表４
に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を有する
溶接金属では、いずれも充分な強度と靱性が得られてい
た（溶接金属Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ｆ−
１、Ｆ−２）。一方、本発明の範囲外の化学成分組成の
溶接金属では、ＳＲ前後における強度が充分でなかった
り（溶接金属Ｆ−４、Ｆ−５）、或いは靱性が充分でな
かった（溶接金属Ｆ−３、Ｆ−４，Ｆ−５、Ｈ−１、Ｈ
−２、Ｈ−３）。
も降伏強さが５５１ＭＰａ以上、引張強さが６２０ＭＰ
ａ以上で良好と判定し、靭性は、溶接まま及びＳＲ後と
も吸収エネルギーが８０Ｊ以上で良好と判定した。表４
に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を有する
溶接金属では、いずれも充分な強度と靱性が得られてい
た（溶接金属Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ｆ−
１、Ｆ−２）。一方、本発明の範囲外の化学成分組成の
溶接金属では、ＳＲ前後における強度が充分でなかった
り（溶接金属Ｆ−４、Ｆ−５）、或いは靱性が充分でな
かった（溶接金属Ｆ−３、Ｆ−４，Ｆ−５、Ｈ−１、Ｈ
−２、Ｈ−３）。
【００４５】このように、母材並びに溶接金属が本発明
の化学成分組成内の鋼管において、初めて母材部、溶接
部共に良好な性能が得られることが分かった（鋼管１〜
６）。母材組成が本発明の成分組成範囲内でも溶接金属
が本発明の成分組成の範囲にない鋼管（鋼管７〜９）及
び母材、溶接金属共に本発明の化学成分組成の範囲にな
い鋼管（鋼管１０〜１２）では充分な機械的性質が得ら
れなかった。尚、表４の備考欄には、母材及び溶接金属
の化学成分組成が本発明の範囲内の鋼管を本発明鋼管と
表示し、それ以外の鋼管を比較鋼管と表示した。
の化学成分組成内の鋼管において、初めて母材部、溶接
部共に良好な性能が得られることが分かった（鋼管１〜
６）。母材組成が本発明の成分組成範囲内でも溶接金属
が本発明の成分組成の範囲にない鋼管（鋼管７〜９）及
び母材、溶接金属共に本発明の化学成分組成の範囲にな
い鋼管（鋼管１０〜１２）では充分な機械的性質が得ら
れなかった。尚、表４の備考欄には、母材及び溶接金属
の化学成分組成が本発明の範囲内の鋼管を本発明鋼管と
表示し、それ以外の鋼管を比較鋼管と表示した。
【００４６】
【発明の効果】本発明により、母材部及び溶接部とも耐
ＳＲ特性に優れた、降伏強さ５５１ＭＰａ以上の高強度
高靭性鋼管を製造することが可能となり、工業上有益な
効果がもたらされる。
ＳＲ特性に優れた、降伏強さ５５１ＭＰａ以上の高強度
高靭性鋼管を製造することが可能となり、工業上有益な
効果がもたらされる。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、
Ｓｉ：０．０５〜０．２０％、Ｍｎ：１．２〜２．０
％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．
０２％、Ａｌ：０．０１％未満を含有し、残部が実質的
にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ５５１ＭＰ
ａ以上の母材部と、Ｃ：０．０３〜０．０７％、Ｓｉ：
０．０５〜０．３０％、Ｍｎ：１．２〜２．０％、Ｐ：
０．０２０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：０．
５〜２．５％、Ｍｏ：０．３〜１．０％、Ｏ：０．０１
５〜０．０３５％を含有し、更に、Ｃｕ：０．５０％以
下、Ｃｒ：１．０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｔｉ：
０．０３％未満のうち１種又は２種以上を含有し、残部
が実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ５
５１ＭＰａ以上の溶接金属と、を有することを特徴とす
る耐ＳＲ特性に優れた高強度高靭性鋼管。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高強度高靭性鋼管が、
その母材部に、更に重量％で、Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｍｏ：
０．３０％未満、Ｃａ：０．０００５〜０．００２５％
のうち１種又は２種以上を含有することを特徴とする耐
ＳＲ特性に優れた高強度高靭性鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34420499A JP2001158939A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 耐ｓｒ特性に優れた高強度高靭性鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34420499A JP2001158939A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 耐ｓｒ特性に優れた高強度高靭性鋼管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001158939A true JP2001158939A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18367444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34420499A Pending JP2001158939A (ja) | 1999-12-03 | 1999-12-03 | 耐ｓｒ特性に優れた高強度高靭性鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001158939A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104694820A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-10 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带及其制备方法 |
| CN104947000A (zh) * | 2015-06-14 | 2015-09-30 | 秦皇岛首秦金属材料有限公司 | 屈服强度700MPa级高强钢及TMCP制造方法 |
| JP2016151052A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | 耐ｓｒ特性に優れた高強度ｕｏｅ鋼管のサブマージアーク溶接金属 |
| CN105925883A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-09-07 | 宝鸡石油钢管有限责任公司 | 一种高强高韧n80q石油套管及其制造方法 |
| KR20170128570A (ko) | 2015-03-26 | 2017-11-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구조관용 후육 강판, 구조관용 후육 강판의 제조 방법 및, 구조관 |
| KR20170128574A (ko) | 2015-03-26 | 2017-11-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구조관용 후육 강판, 구조관용 후육 강판의 제조 방법, 및 구조관 |
| KR20170130484A (ko) | 2015-03-26 | 2017-11-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구조관용 강판, 구조관용 강판의 제조 방법 및, 구조관 |
-
1999
- 1999-12-03 JP JP34420499A patent/JP2001158939A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016151052A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | 耐ｓｒ特性に優れた高強度ｕｏｅ鋼管のサブマージアーク溶接金属 |
| CN104694820A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-10 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带及其制备方法 |
| KR20170128570A (ko) | 2015-03-26 | 2017-11-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구조관용 후육 강판, 구조관용 후육 강판의 제조 방법 및, 구조관 |
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| KR20170130484A (ko) | 2015-03-26 | 2017-11-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구조관용 강판, 구조관용 강판의 제조 방법 및, 구조관 |
| US10767250B2 (en) | 2015-03-26 | 2020-09-08 | Jfe Steel Corporation | Thick steel plate for structural pipes or tubes, method of producing thick steel plate for structural pipes or tubes, and structural pipes and tubes |
| US11555233B2 (en) | 2015-03-26 | 2023-01-17 | Jfe Steel Corporation | Thick steel plate for structural pipes or tubes, method of producing thick steel plate for structural pipes or tubes, and structural pipes and tubes |
| CN104947000A (zh) * | 2015-06-14 | 2015-09-30 | 秦皇岛首秦金属材料有限公司 | 屈服强度700MPa级高强钢及TMCP制造方法 |
| CN105925883A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-09-07 | 宝鸡石油钢管有限责任公司 | 一种高强高韧n80q石油套管及其制造方法 |
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|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
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