JP2001247933A - 鋼 - Google Patents

鋼

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JP2001247933A
JP2001247933A JP2001030903A JP2001030903A JP2001247933A JP 2001247933 A JP2001247933 A JP 2001247933A JP 2001030903 A JP2001030903 A JP 2001030903A JP 2001030903 A JP2001030903 A JP 2001030903A JP 2001247933 A JP2001247933 A JP 2001247933A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チェーン型鋼であって、直径最高約１６０ｍ
ｍの棒材の生産に適し、例えば、重いアンカーチェーン
の製造に用いられるチェーン型鋼を提供することを目的
とする。 【解決手段】 下記のものを重量パーセントで含むこと
を特徴とするチェーン型鋼： Ｃ ０．１５〜０．２３ Ｓｉ ０．１０〜０．４０ Ｍｎ １．００〜１．５０ Ｐ ０．０２５以下 Ｓ ０．０２５以下 Ｃｒ １．５０〜２．２０ Ｎｉ ０．８０〜１．５０ Ｍｏ ０．３０〜０．６０ Ｃｕ ０．３０以下 Ａｌ ＜ ０．２ Ｖ ＜ ０．２ Ｎｂ ＜ ０．２ Ｔｉ ＜ ０．２ 残りは、Ｆｅ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の製造に、より
詳しくは、例えば、重いアンカーチェーンの製造に使用
される直径最高約１６０ｍｍの棒材の生産に適したチェ
ーン型鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】出願者
は、多年、主として石油リグの固着に使用される重いア
ンカーチェーンを製造するための棒材を納入してきた。
直径１５５ｍｍまでの棒材を納入してきた。このような
大直径では、非常な低炭素鋼が使用されてきたが、これ
は、融解装置に対して、非常に攻撃的であるため、製鋼
所で多数の問題を引き起こしている。より小さな直径の
アンカーチェーンに使用される種類の鋼は、低合金鋼で
あるが、これは、より大きな直径のアンカーチェーンの
場合、すなわち、棒材直径約１３０ｍｍ以上の場合、機
械的性質が不満足になる。
【０００３】したがって、重いアンカーチェーンを作る
ための鋼を改良して、製鋼所での挙動を改善する必要が
ある。
【０００４】例えば、ＧＢ ２ １１０ ２３９ Ａで
は、下記の組成を有するアンカーチェーン製造用の鋼が
開示されている。すなわち、重量パーセント単位で、Ｃ
０．０３〜０．０７、Ｓｉ ０．１０〜１、Ｍｎ
１．２〜２．５、Ｃｒ １．８〜３、Ｎｉ １．５〜
３、Ｍｏ ≦０．５、Ｎｉ １．５〜３、Ｎｂ、Ｖ、Ｔ
ｉ合計０〜０．１０。この鋼は、少なくとも６００Ｍｐ
ａの降伏点、室温で少なくとも９００Ｍｐａの破断限
度、および−２０℃で少なくとも４０ジュールの衝撃靭
性を有する、と主張されている。海洋中での石油リグ用
アンカー鋼の制限は、さらに厳しくなりつつあり、特性
が改良された鋼が求められている。
【０００５】ＪＰ−６１２７６９５６により、焼戻しマ
ルテンサイト組織が得られるよう処理されたクロムおよ
びニッケルを含む低合金チェーンリンク鋼が既知となっ
ている。この鋼は、下記のものを含んでいる（単位は重
量パーセント）。Ｃ ０．２０〜０．３０、Ｓｉ ０．
１０〜０．３０、Ｍｎ ０．７０〜１．７０、Ｃｒ０．
４０〜０．７０、Ｎｉ ０．７５〜２．００、Ａｌ
０．０１〜０．０５、Ｐ ≦０．０３、Ｓ ≦０．０３
０。この鋼は、急冷または浸炭による肌焼き後に焼戻し
て、ミクロ組織をマルテンサイトに焼戻す。炭素含有量
範囲の上側領域では、溶接性並びに靭性が損なわれ、焼
入れ割れの危険が有る。Ｍｏがないことは、焼戻し脆化
の危険が有ることを意味する。Ｎｉは、明らかに低Ｃｒ
含有量を補償するために使われており、そのため、この
鋼は、非常に高価になっている。
【０００６】ＪＰ−５２００６８４７Ｂにより、下記の
ものを含む鋼棒材から製造された高力低合金鋼チェーン
が既知となっている。すなわち（単位は重量パーセント
である）、Ｃ ０．１〜０．２、Ｓｉ ０．１〜０．
５、Ｍｎ １．０〜１．６、Ｃｕ ０．１〜０．５、Ｎ
ｉ ０．５〜１．５、Ｃｒ ０．３〜１．０、Ｍｏ
０．２〜０．８、Ｐ ＜ ０．０２、Ｓ＞０．０１５、
および酸性溶液Ａｌ ０．０２〜０．１。出発鋼棒は、
高い引張り強さ、改良された溶接性および良好な加工性
を有し、製造された鋼チェーンは、５５０〜６８０℃で
焼戻される。低Ｃｒ、および低Ｃは、共に焼入性に影響
し、これは、大直径のアンカーチェーンの場合に有害で
ある。
【０００７】本発明は、機械的特性が向上し、製鋼所で
の挙動が改善された鋼を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】上記目的は、下記のも
のを含む本発明による鋼で達成される。すなわち（単位
は重量パーセント）、 Ｃ ０．１５〜０．２３ Ｓｉ ０．１０〜０．４０ Ｍｎ １．００〜１．５０ Ｐ ０．０２５以下 Ｓ ０．０２５以下 Ｃｒ １．５０〜２．２０ Ｎｉ ０．８０〜１．５０ Ｍｏ ０．３０〜０．６０ Ｃｕ ０．３０以下 Ａｌ ＜ ０．２ Ｖ ＜ ０．２ Ｎｂ ＜ ０．２ Ｔｉ ＜ ０．２ 残りは、Ｆｅ。
【０００９】本発明による鋼の実施例は、請求項２以下
の請求項に示されるごとくである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明による鋼種は、直径最高約
１６０ｍｍの、融解装置に対して攻撃的でない、いわゆ
るK４チェーンの製造を意図したものであり、該鋼によ
れば、仕上がりチェーンの品質が非常に高くなる。
【００１１】研究のため、試料材料を、インゴット寸法
２２５×２２５ｍｍの研究室融解物として製造した。各
インゴットは、直径１４０ｍｍの棒材に鍛造した。これ
で、約３の断面縮小率が得られるが、これは、一般の生
産では不十分な値である。これは、一般の生産から得ら
れる結果が、以下の説明で論ずる試験結果よりも相当よ
いことを意味している。
【００１２】試験試料は、２種類の分析結果を有するも
の、すなわち、ＭｎＣｒＮｉＭｏ変異体とＭｎＣｒＮｉ
ＭｏＶ変異体を作った。
【００１３】本発明による鋼は、無心焼入れ後、表面硬
さと中心部の硬さの間に、極めて小さな差しか生じな
い。
【００１４】表１に、２種類の鋼試料についての分析結
果を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】これら２種類の試料鋼は、下記により分析
した。 １．焼戻し 図１は、焼戻し温度の関数としての硬さを示すものであ
る（焼戻し時間１時間）。各溶融物の焼入れ温度は、溶
融物No.１２９の場合、８５０℃、No.１３１の場合、８
９０℃である。試料のサイズは、２５×２５×２５ｍｍ
である。
【００１７】図１から分かるように、溶融物No.１２９
は、急変点のない平坦な曲線を示すが、これは、焼戻し
温度の変動、変化に対する感度がより低いためである。
溶融物No.１３１の場合は、６３０℃までは、バナジン
が強い焼戻し抵抗を示すが、より高い温度では、温度の
変化に対する感度が増大して、曲線は険しくなる。 ２．無心焼入れ 図２は、焼入れしてあるが焼戻ししていない、直径１４
０ｍｍの試料について、表面下の深さの関数としての硬
さを示す。
【００１８】図３は、溶融物No.１２９については６１
５℃で、また、溶融物No.１３１については６４５℃
で、それぞれ焼戻しした後の硬さを示す。
【００１９】溶融物No.１２９の焼入れ温度は、８５０
℃、また、溶融物Ｎｏ．１３１のそれは、８９０℃であ
り、それぞれ、水で急冷した。
【００２０】図から明らかなように、溶融物Ｎｏ．１２
９は、焼戻ししていない試料でも、また、焼戻ししてあ
るものでも、最良の無心焼入れ結果を示す。表面と中心
部の硬さの差は、非常に小さい。 ３．ジョミニー 図４は、ジョミニー試験の結果を示す。オーステナイト
化温度は、上記の第２項による無心焼入れ試験の場合と
同じであった。
【００２１】ジョミニー試験の結果は、第２項による無
心焼入れの結果とよく一致する。溶融物Ｎｏ．１２９
は、最良の焼入性を有している。 ４．機械的性質 下記の表２は、直径１４０ｍｍの焼入れおよび焼戻しを
施した棒材試料の機械的性質を示す。試料の熱処理およ
び粘さ戻しは、チェーン材料に対する通常の慣行に従っ
て行った。焼入性試験および焼戻し試験で最良の結果を
示した溶融物Ｎｏ．１２９を、３種類の焼戻し温度で調
べた。
【００２２】
【表２】
【００２３】２種類の溶融物試料は、どちらかと言え
ば、同様の結果を示す。チェーンＫ４に対する最低許容
焼戻し温度は、ＤＮＶ（Det Norske Veritas）によれ
ば、５７０℃である。表２から明らかなように、この要
求は、いかなる問題も引き起こさないであろうが、同時
に、合金要素のいかなる大幅な低減も許さない。
【００２４】−２０℃での衝撃靭性は、ＤＮＶによる要
求に近いが、該溶融物試料では、僅か３の断面縮小率し
か得られず、一方、生産における鋳造品は、約１２の断
面縮小率を有し、したがって、この特徴は、大幅に改善
されるであろう。 ５．全面生産溶融物のＤＮＶ承認ルールによる試験 直径１６０ｍｍの棒材の生産のための装入物分析：
【００２５】熱処理感度の分析 各種オーステナイト化温度 オーステナイト化３０分、焼入れ時水冷 焼戻し６１０℃、６０分、焼戻し後水冷
【００２６】*試験装置の最大力 熱処理感度の分析 各種焼戻し温度 オーステナイト化８７０℃、３０分、焼入れ時水冷 焼戻し６０分、焼戻し後水冷
【００２７】*試験装置の最大力 熱処理感度の分析 各種焼戻し時間 オーステナイト化８７０℃、３０分、焼入れ時水冷 焼戻し６０分、焼戻し後水冷
【００２８】*試験装置の最大力 焼戻し脆化の試験 焼戻し後各種冷却速度 オーステナイト化８７０℃、３０分、焼入れ時水冷 焼戻し６１０℃、６０分
【００２９】*試験装置の最大力 断面縮小率は、約１２倍であり、この事実は、僅か３倍
の断面縮小率しかない（しかしそれでも従来の技術に比
べて改善されている）研究室試験材料に比べて、性能に
大きな差が有ることを説明するものである。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、製造時には、融解装置
に対して攻撃的でなく、又、製品については、仕上がり
チェーンの品質が非常に高くなるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】研究室溶融試料材料について、焼戻し温度の関
数としての硬さを示すグラフである。
【図２】前記研究室溶融試料材料の、焼入れしてあるが
焼戻ししていないものについて、表面下の深さの関数と
しての硬さを示すグラフである。
【図３】前記研究室溶融試料材料の、焼入れ焼戻しした
ものについて、表面下の深さの関数としての硬さを示す
グラフである。
【図４】前記研究室溶融試料材料の、焼入れ焼戻しした
ものについて、ジョミニー焼入性を示すグラフである。
【図５】全面生産溶融材料について、ジョミニー焼入性
を示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】チェーン型鋼であって、直径最高約１６０
    ｍｍの棒材の生産に適し、例えば、重いアンカーチェー
    ンの製造に用いられるチェーン型鋼において、下記のも
    のを重量パーセントで含むことを特徴とするチェーン型
    鋼： Ｃ ０．１５〜０．２３ Ｓｉ ０．１０〜０．４０ Ｍｎ １．００〜１．５０ Ｐ ０．０２５以下 Ｓ ０．０２５以下 Ｃｒ １．５０〜２．２０ Ｎｉ ０．８０〜１．５０ Ｍｏ ０．３０〜０．６０ Ｃｕ ０．３０以下 Ａｌ ＜ ０．２ Ｖ ＜ ０．２ Ｎｂ ＜ ０．２ Ｔｉ ＜ ０．２ 残りは、Ｆｅ。
  2. 【請求項２】チェーン型鋼であって、下記のものを重量
    パーセントで含むこととする請求項１に記載のチェーン
    型鋼： Ｃ ０．１９〜０．２１ Ｓｉ ０．２０〜０．３０ Ｍｎ １．１５〜１．２５ Ｐ ０．０１５以下 Ｓ ０．０２０以下 Ｃｒ １．６５〜１．７５ Ｎｉ １．１５〜１．２５ Ｍｏ ０．４２〜０．４８ Ｃｕ ０．２５以下 Ａｌ ＜ ０．２ Ｖ ＜ ０．２ Ｎｂ ＜ ０．２ Ｔｉ ＜ ０．２ 残りは、Ｆｅ。
  3. 【請求項３】チェーン型鋼であって、下記のものを重量
    パーセントで含むこととする請求項２に記載のチェーン
    型鋼： Ｃ ０．１８〜０．２０ Ｓｉ ０．２０〜０．３０ Ｍｎ １．１５〜１．２５ Ｐ ０．０１５以下 Ｓ ０．０２０以下 Ｃｒ １．６５〜１．７５ Ｎｉ １．１５〜１．２５ Ｍｏ ０．３０〜０．３６ Ｃｕ ０．２５以下 Ｖ ０．１０〜０．１４ Ａｌ ＜ ０．２ Ｎｂ ＜ ０．２ Ｔｉ ＜ ０．２ 残りは、Ｆｅ。
  4. 【請求項４】チェーン型鋼であって、８５０℃で焼入れ
    され、６１５℃で焼戻しされることとする請求項２に記
    載のチェーン型鋼。
  5. 【請求項５】チェーン型鋼であって、８９０℃で焼入れ
    され、６３０℃で、望ましくは６４５℃で焼戻しされる
    こととする請求項３に記載のチェーン型鋼。
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