JP2002348609A - 耐hic性に優れた高強度ラインパイプ用鋼の製造方法 - Google Patents
耐hic性に優れた高強度ラインパイプ用鋼の製造方法Info
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Abstract
イプ用鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】取鍋精錬時のスラグ酸化度を0.5〜3.
0%とする溶鋼より、質量%で、C:0.03〜0.0
6%、Si:0.05〜0.5%、Mn:1.0〜1.
8%、P:0.01%以下、S:0.002%以下、N
b:0.02〜0.05%、Ti:0.005〜0.0
2%、Al:0.01〜0.07%、Ca:0.000
5〜0.0025%、Mg:0.0001〜0.002
5%、O:0.003%以下、Cu,Ni,Mo.Cr
の一種又は二種以上を含有し、且つ(1)式及び(2)
式を満足する鋼スラブを製造し、加熱後、熱間圧延し、
600℃以下まで加速冷却する。 0.76([S]−0.8[Ca]+0.1[O])/[Mg]≦1 (1) 0.28≦Ceq≦0.45 (2)
Description
たラインパイプ用鋼の製造方法に関し、特にAPI規格
X65以上の高強度を有するものの製造方法に関するも
のである。
用いられるラインパイプには、強度・靭性・溶接性など
の特性の他に、耐水素誘起割れ性(耐HIC性)や耐硫
化物応力腐食割れ性(耐SSCC性)などの耐サワー性
能が要求される。
ものが開示されている。
gやREMなどの添加により伸展した形態のMnSの生
成を抑制して、応力集中の小さい微細に分散した球状の
介在物とし、割れの発生・伝播を抑制する。(特開昭5
4−110119号公報、特開昭61−124555号
公報、特開平11−302776号公報等) 2.中心偏析部での割れを防止するため、起点となる島
状マルテンサイトの生成を抑制し、割れの伝播経路とな
りやすいマルテンサイトやベイナイトなどの硬化組織の
生成を抑制する。そのため、C,Mn,Pなど偏析しや
すい元素の含有量を低減し、圧延前のスラブ加熱段階
で、合金元素の偏析を解消する均熱処理を行なう。
拡散による硬化組織の生成を防ぐため、加速冷却を行
う。(特開昭61−60866号公報、特開昭61−1
65207号公報等)これらの方法により耐HIC性を
向上させたAPI規格X65グレードのラインパイプが
大量生産されるようになってきているが、最近、更に高
強度のAPI規格X70,X80グレードのラインパイ
プにおいても、耐サワー性が要求されるようになり、耐
HIC性をより向上させることが必要となっている。
中央偏析対策が基本であり、低S,Ca添加により介在
物の形態制御を行いつつ、低C,低Mnとして中央偏析
を抑制し、それによる強度低下をCr添加、Cr−Mo
の複合添加、およびNi−Crの複合添加、また、圧延
後の加速冷却で抑制する技術が開示されている。(特開
平5−9575号公報、特開平5−271766号公
報、特開平7−109519号公報、特開平7−173
536号公報等)
ンパイプでは、母材自体のHIC感受性が上昇し、特
に、高強度化のための加速冷却により表面近くが硬化す
るため、上述した先行技術では、中央偏析部はもちろん
中央偏析部以外の部分においても割れの発生する場合が
あった。
で、その目的は、耐HIC性に優れたX80グレードの
ラインパイプ用鋼の製造方法を提供することにある。
分組成、ミクロ組織の鋼を製造し、耐HIC性とともに
強度、靭性について検討を行った。その結果、X65以
上の高強度材では、Ca添加によりMnSの形態制御を
行った鋼においてもAl2O3クラスターやCaO,Ca
Sを起点とし、表層近傍でHICを発生するが、Mgを
添加し、且つMg,Ca,S,O量の規制により、Al
2O3クラスターやCaO,CaSを微細化した場合、強
度、靭性を損なわずに耐HIC性が向上することを見出
した。
えてなされたものである。すなわち、本発明は、 1. 質量%で、C:0.03〜0.06%、Si:
0.05〜0.5%、Mn:1.0〜1.8%、P:
0.01%以下、S:0.002%以下、Nb:0.0
2〜0.05%、Ti:0.005〜0.02%、A
l:0.01〜0.07%、Ca:0.0005〜0.
0025%、Mg:0.0001〜0.0025%、
O:0.003%以下を含有し、且つ(1)式及び
(2)式を満足する鋼を、1000〜1200℃に加熱
後、圧延終了温度Ar3以上で熱間圧延し、平均冷却速
度3℃/秒以上、50℃/秒以下で600℃以下まで加
速冷却することを特徴とする耐HIC性に優れた高強度
ラインパイプ用鋼の製造方法。
(Cr+Mo+V)/5 2. 鋼組成として、更に質量%で、Cu:0.5%以
下、Ni:0.3〜1%、Cr:0.5%以下、Mo:
0.5%以下、V:0.1%以下の一種または二種以上
を含有することを特徴とする請求項1記載の耐HIC性
に優れた高強度ラインパイプ用鋼の製造方法。
0.5〜3.0%とすることを特徴とする1又は2記載
の耐HIC性に優れた高強度ラインパイプ用鋼の製造方
法。
限定理由について説明する。
0の強度を満足させるため、0.03%以上添加する。
一方、0.06%を超えると耐HIC性、耐サワー性、
靭性および溶接性を劣化させるため、0.03〜0.0
6%(0.03%以上、0.06%以下)とする。
0.5%を超えると靭性や溶接性を劣化させるため、
0.05〜0.5%とする。
1.0%未満ではその効果が十分でなく、1.8%を超
えると溶接性と耐HIC性が著しく劣化するため、1.
0〜1.8%とする。
とするが、生産コストを上昇させない範囲で極力低減さ
せることが望ましい。
りMnSからCaS系の介在物に形態制御しても、高強
度材では割れの起点となるため、0.002%以下とす
るが、生産コストを上昇させない範囲で極力低減させる
ことが望ましい。
織を微細化し、ラインパイプとして必要な靭性を得るた
め添加する。その効果は0.02%以上で得られ、0.
05%を超えると飽和し、溶接熱影響部の靭性を劣化さ
せるため、0.02〜0.05%とする。
を抑制し、ミクロ組織を微細化する。その効果は0.0
05%以上で得られ、0.02%を超えると靭性を劣化
させるため、0.005〜0.02%とする。
7%を超えると清浄度が低下し、耐HIC性が劣化する
ため、0.01〜0.07%とする。
得るため、0.0005%以上添加する。0.0025
%を超えるとその効果が飽和し、清浄度を低下させ、耐
HIC性を劣化させるため、0.0005〜0.002
5%とする。
るため添加する。
MnSの発生を抑制する。
なる粗大化したCaS,CaOなどCa系介在物を微細
なCa・Al・Mg系酸化物、MgSとし分散させる。
ーを微細なAl・Mg酸化物とし、分散させる。
の高強度材においても良好なHIC性能が得られるが、
0.0001%未満ではその効果が十分でなく、0.0
025%を超えると飽和し、Mg酸化物の増加により靭
性が劣化するため、0.0001〜0.0025%とす
る。
やAl2O3クラスターが生成し、耐HIC性が著しく低
下するため、0.003%以下とする。
1[O])/[Mg] 本パラメータは、耐HIC性を劣化させる粗大なCa系
介在物、Al2O3クラスター、MnSの生成量を規定す
るものであり、良好な耐HIC性を得るため、0.76
([S]−0.8[Ca]+0.1[O])/[Mg]
≦1とする。但し、[S]、[O]は鋼中含有量、[C
a]、[Mg]は添加量とする。
28%以上必要であり、0.45%を超えると溶接部が
効果し、低温割れが発生するため、0.28%以上、
0.45%以下とする。但し、Ceq=C+Mn/6+
(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 以上が本発明の基本成分組成およびその構成であり、十
分な特性が得られるが、更にその特性を優れたものとす
るため、Cu,Ni、Cr,Mo、Vの一種又は二種以
上を添加することが可能である。
5%を超えると溶接性を阻害するため、0.5%以下と
する。
加する。1%を超えるとその効果は飽和し、応力腐食割
れが発生しやすくなるため、0.3〜1%とする。
を超えると溶接性を劣化させるため、0.5%以下とす
る。
0.5%を超えると溶接性、耐HIC性を劣化させるた
め、0.5%以下とする。
超えると溶接性を劣化させるため、0.1%以下とす
る。
+MnOとして定義される。スラグ酸化度が3.0%を
超えると、鋼板表面の近傍においてAl2O3クラスタが
生成し、HICを生ずるようになり、一方、0.5%未
満とすると経済性を損なうようになるため、0.5〜
3.0%とする。
一方、1200℃を超えると靭性が劣化するので、10
00〜1200℃とする。
圧延を終了することが望ましい。
と、安定して十分な強度が得られないため600℃以下
とする。
十分な強度が得られず、50℃/秒を超えると強度が過
剰となり、耐HIC性が劣化するため、3〜50℃/秒
とする。
に規定しない。
用いて鋼板に製造した。表2に得られた鋼板の機械的性
質と耐HIC性をあわせて示す。
和させた5%NaCl+0.5%CH3COOH水溶液
(通称NACE溶液)中で行い、割れ長さ率(CLR)
が15%以下を良好とした。
温度がー60℃以下、強度は降伏強さ448MPa以上
を良好とした。また、溶接性は実鋼管のシーム溶接に相
当するサブマージアーク溶接を行い、高温割れ、低温割
れについて溶接部の断面観察により調査し、割れのない
ものを良好とした。
は優れた特性が得られている。
5以上の高強度ラインパイプ用鋼が得られ、産業上極め
て有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 質量%で、C:0.03〜0.06%、
Si:0.05〜0.5%、Mn:1.0〜1.8%、
P:0.01%以下、S:0.002%以下、Nb:
0.02〜0.05%、Ti:0.005〜0.02
%、Al:0.01〜0.07%、Ca:0.0005
〜0.0025%、Mg:0.0001〜0.0025
%、O:0.003%以下を含有し、且つ(1)式及び
(2)式を満足する鋼を、1000〜1200℃に加熱
後、圧延終了温度Ar3以上で熱間圧延し、平均冷却速
度3℃/秒以上、50℃/秒以下で600℃以下まで加
速冷却することを特徴とする耐HIC性に優れた高強度
ラインパイプ用鋼の製造方法。 0.76([S]−0.8[Ca]+0.1[O])/[Mg]≦1 (1) 0.28≦Ceq≦0.45 (2) 但し、Ceq=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+
(Cr+Mo+V)/5 - 【請求項2】 鋼組成として、更に質量%で、Cu:
0.5%以下、Ni:0.3〜1%、Cr:0.5%以
下、Mo:0.5%以下、V:0.1%以下の一種また
は二種以上を含有することを特徴とする請求項1記載の
耐HIC性に優れた高強度ラインパイプ用鋼の製造方
法。 - 【請求項3】 溶鋼の取鍋精錬時のスラグ酸化度を0.
5〜3.0%とすることを特徴とする請求項1又は2記
載の耐HIC性に優れた高強度ラインパイプ用鋼の製造
方法。
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