JP2019112705A - Seamless steel tube and manufacturing method of seamless steel tube - Google Patents

Seamless steel tube and manufacturing method of seamless steel tube Download PDF

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健史 三木
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正弘 山崎
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Abstract

To provide a seamless steel tube having high strength, high toughness and excellent processability.SOLUTION: A seamless steel tube has a chemical composition containing, by mass%, C:0.11 to 0.20%, Si:0.15 to 0.35%, Mn:1.25 to 1.50%, P:0.030% or less, S:0.020% or less, Cr:0.10 to 0.25%, V:0.01 to 0.10%, Cu:0.10% or less, Ni:0.10% or less, Mo:0.10% or less, B:0.0020% or less, Ti:0 to 0.03%, and the balance Fe with impurities, a structure with carbon equivalent CEV obtained by substituting the chemical composition into the following formula of 0.36 to 0.43, and size of oil austenite particle of 9.0 or more by crystal particle size number according to ASTM E112-13, tensile strength of 700 MPa or more, and elongation of 25% or more. CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15. Contents of each element is substituted into each element symbol in the above formula by mass%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、継目無鋼管及び継目無鋼管の製造方法に関する。   The present invention relates to a seamless steel pipe and a method of manufacturing a seamless steel pipe.

機械構造用部材として用いられる継目無鋼管には、高強度と高靱性とが求められる。   High strength and high toughness are required for a seamless steel pipe used as a machine structural member.

特開2015−127444号公報には、降伏強さが325MPa以上であり、シャルピー衝撃試験の破面遷移温度vTrsが−20℃以下である、耐疲労き裂伝播特性に優れた高強度鋼材が開示されている。特開2015−206113号公報には、炭素当量Ceqが0.45%以下であり、溶接割れ感受性組成Pcmが0.28以下である、耐疲労き裂伝播特性に優れた高強度鋼材が開示されている。   JP-A-2015-127444 discloses a high strength steel material excellent in fatigue crack propagation characteristics, having a yield strength of 325 MPa or more and a fracture transition temperature vTrs in a Charpy impact test of -20 ° C. or less. It is done. JP-A-2015-206113 discloses a high strength steel material excellent in fatigue crack propagation characteristics, having a carbon equivalent Ceq of 0.45% or less and a weld cracking sensitive composition Pcm of 0.28 or less ing.

特開2015−127444号公報JP, 2015-127444, A 特開2015−206113号公報JP, 2015-206113, A

鋼材の強度を向上させる手段として、炭素当量を大きくする、焼戻し温度を低くする等が考えられる。しかし、炭素当量を大きくすると鋼材の伸びが低下して加工性が悪化するという問題があり、焼戻し温度を低くすると靱性が低下するという問題がある。   As means for improving the strength of steel materials, it is conceivable to increase the carbon equivalent, to lower the tempering temperature, and the like. However, when the carbon equivalent is increased, there is a problem that the elongation of the steel material is reduced to deteriorate the workability, and when the tempering temperature is lowered, there is a problem that the toughness is reduced.

特開2015−127444号公報では、引張強さTSが700MPa以上の鋼材は、伸びELが22%又は23%である(表3を参照。)。特開2015−206113号公報では、引張強さTSが700MPa以上の鋼材は、伸びELが16.9〜20.2%である(表4を参照)。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-127444, a steel material having a tensile strength TS of 700 MPa or more has an elongation EL of 22% or 23% (see Table 3). In Unexamined-Japanese-Patent No. 2015-206113, elongation EL is 16.9-20.2% for steel materials whose tensile strength TS is 700 Mpa or more (refer Table 4).

本発明の目的は、高強度、高靱性、及び優れた加工性を有する継目無鋼管及びその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a seamless steel pipe having high strength, high toughness, and excellent workability, and a method for producing the same.

本発明の一実施形態による継目無鋼管は、化学組成が、質量%で、C:0.11〜0.20%、Si:0.15〜0.35%、Mn:1.25〜1.50%、P:0.030%以下、S:0.020%以下、Cr:0.10〜0.25%、V:0.01〜0.10%、Cu:0.10%以下、Ni:0.10%以下、Mo:0.10%以下、B:0.0020%以下、Ti:0〜0.03%、残部:Fe及び不純物であり、前記化学組成を下記の式に代入して得られる炭素当量CEVが0.36〜0.43であり、旧オーステナイト粒の大きさが、ASTM E112−13に準拠した結晶粒度番号で9.0以上である組織を有し、引張強さが、700MPa以上であり、伸びが、25%以上である。
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15
上式の元素記号には、それぞれの元素の含有量が質量%で代入される。
The seamless steel pipe according to one embodiment of the present invention has the following chemical composition: C: 0.11 to 0.20%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 1.25 to 1. 50%, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Cr: 0.10 to 0.25%, V: 0.01 to 0.10%, Cu: 0.10% or less, Ni : 0.10% or less, Mo: 0.10% or less, B: 0.0020% or less, Ti: 0 to 0.03%, balance: Fe and impurities, the above chemical composition is substituted into the following formula, Carbon equivalent CEV obtained is 0.36 to 0.43, and the austenite grain size has a grain size of 9.0 or more in grain size number according to ASTM E112-13, and tensile strength Is 700 MPa or more, and the elongation is 25% or more.
CEV = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15
The content of each element is substituted in mass% for the element symbol of the above formula.

本発明の一実施形態による継目無鋼管の製造方法は、化学組成が、質量%で、C:0.11〜0.20%、Si:0.15〜0.35%、Mn:1.25〜1.50%、P:0.030%以下、S:0.020%以下、Cr:0.10〜0.25%、V:0.01〜0.10%、Cu:0.10%以下、Ni:0.10%以下、Mo:0.10%以下、B:0.0020%以下、Ti:0〜0.03%、残部:Fe及び不純物である素管を準備する工程と、前記素管を、50℃/秒以上の昇温速度でAc点以上の温度に加熱した後、少なくとも850〜500℃の温度範囲の冷却速度が50℃/秒以上になるように冷却して焼入れする工程と、前記焼入れした素管を、引張強さが700MPa以上になるように焼戻しする工程とを備え、前記化学組成を下記の式に代入して得られる炭素当量CEVが0.36〜0.43である。
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15
上式の元素記号には、それぞれの元素の含有量が質量%で代入される。
In the method for producing a seamless steel pipe according to one embodiment of the present invention, the chemical composition is, by mass, C: 0.11 to 0.20%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 1.25 -1.50%, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Cr: 0.10 to 0.25%, V: 0.01 to 0.10%, Cu: 0.10% Hereinafter, Ni: 0.10% or less, Mo: 0.10% or less, B: 0.0020% or less, Ti: 0 to 0.03%, balance: Fe and a step of preparing a raw pipe which is an impurity, After heating the raw tube to a temperature of Ac 3 point or more at a temperature rising rate of 50 ° C./sec or more, it is cooled so that the cooling rate in a temperature range of at least 850 to 500 ° C. becomes 50 ° C./sec or more. And a step of tempering the quenched base pipe to a tensile strength of 700 MPa or more, The carbon equivalent CEV obtained by substituting the chemical composition into the following formula is 0.36 to 0.43.
CEV = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15
The content of each element is substituted in mass% for the element symbol of the above formula.

本発明によれば、高強度、高靱性、及び優れた加工性を有する継目無鋼管が得られる。   According to the present invention, a seamless steel pipe having high strength, high toughness and excellent workability is obtained.

図1は、本発明の一実施形態による継目無鋼管の製造方法のフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram of a method of manufacturing a seamless steel pipe according to an embodiment of the present invention. 図2は、焼入れに用いる設備の一例の模式図である。FIG. 2: is a schematic diagram of an example of the installation used for hardening.

本発明者らは、上記課題を解決するため、種々の検討を行った。その結果、炭素当量を所定の範囲に制限した上で、旧オーステナイト粒の大きさが結晶粒度番号で9.0以上である組織とすれば、焼戻しの条件を調整することによって、高強度、高靱性、及び優れた加工性の3つを同時に満たせることを見出した。   The present inventors made various studies in order to solve the above problems. As a result, if the structure in which the size of the prior austenite grains is 9.0 or more in the grain size number while limiting the carbon equivalent to a predetermined range, high strength, high by adjusting the conditions of tempering It has been found that the toughness and the excellent processability can be simultaneously satisfied.

本発明者らはまた、所定の化学組成を有する素管を、50℃/秒以上の昇温速度でAc点以上の温度に加熱した後、少なくとも850〜500℃の温度範囲の冷却速度が50℃/秒以上になるように冷却して焼入れすれば、旧オーステナイト粒の大きさが結晶粒度番号で9.0以上である組織が得られることを明らかにした。 The present inventors also have a cooling rate of at least a temperature range of 850 to 500 ° C. after heating a raw pipe having a predetermined chemical composition to a temperature of Ac 3 point or more at a temperature rising rate of 50 ° C./sec or more. It was revealed that a structure in which the size of the prior austenite grain is 9.0 or more in grain size number can be obtained by cooling and quenching so as to be 50 ° C./sec or more.

以上の知見に基づいて、本発明は完成された。以下、本発明の一実施形態による継目無鋼管及びその製造方法を詳述する。   The present invention has been completed based on the above findings. Hereinafter, a seamless steel pipe and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

[化学組成]
本実施形態による継目無鋼管は、以下に説明する化学組成を有する。以下の説明において、元素の含有量の「%」は、質量%を意味する。
[Chemical composition]
The seamless steel pipe according to the present embodiment has the chemical composition described below. In the following description, “%” of the content of the element means mass%.

C:0.11〜0.20%
炭素(C)は、鋼の強度を向上させる。C含有量が低すぎると、所望の強度を得るために低温での焼戻しが必要になり、その結果として靱性の低下を招く。一方、C含有量が高すぎると、鋼の加工性及び溶接性が低下する。したがって、C含有量は0.11〜0.20%である。C含有量の下限は、好ましくは0.12%である。C含有量の上限は、好ましくは0.19%であり、さらに好ましくは0.18%である。
C: 0.11 to 0.20%
Carbon (C) improves the strength of the steel. If the C content is too low, tempering at low temperatures is required to obtain the desired strength, which results in a decrease in toughness. On the other hand, when the C content is too high, the workability and weldability of the steel are reduced. Therefore, the C content is 0.11 to 0.20%. The lower limit of the C content is preferably 0.12%. The upper limit of the C content is preferably 0.19%, more preferably 0.18%.

Si:0.15〜0.35%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Siはさらに、鋼の焼入れ性を高めて強度を向上させる。Si含有量が低すぎると、これらの効果が十分に得られない。一方、Si含有量が高すぎると、鋼の靱性が低下する。したがって、Si含有量は0.15〜0.35%である。Si含有量の下限は、好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.23%である。Si含有量の上限は、好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.28%である。
Si: 0.15 to 0.35%
Silicon (Si) deoxidizes the steel. Si further enhances the hardenability of the steel and improves the strength. If the Si content is too low, these effects can not be obtained sufficiently. On the other hand, if the Si content is too high, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Si content is 0.15 to 0.35%. The lower limit of the Si content is preferably 0.20%, more preferably 0.23%. The upper limit of the Si content is preferably 0.30%, more preferably 0.28%.

Mn:1.25〜1.50%
マンガン(Mn)は、鋼を脱酸する。Mnはさらに、鋼の焼入れ性を高めて強度を向上させる。Mn含有量が低すぎると、これらの効果が十分に得られない。一方、Mn含有量が高すぎると、MnSの粗大化が起こり鋼の靱性が低下する。したがって、Mn含有量は1.25〜1.50%である。Mn含有量の下限は、好ましくは1.30%であり、さらに好ましくは1.35%である。Mn含有量の上限は、好ましくは1.45%であり、さらに好ましくは1.40%である。
Mn: 1.25 to 1.50%
Manganese (Mn) deoxidizes the steel. Mn further enhances the hardenability of the steel and improves the strength. If the Mn content is too low, these effects can not be obtained sufficiently. On the other hand, if the Mn content is too high, coarsening of MnS occurs to lower the toughness of the steel. Therefore, the Mn content is 1.25 to 1.50%. The lower limit of the Mn content is preferably 1.30%, more preferably 1.35%. The upper limit of the Mn content is preferably 1.45%, more preferably 1.40%.

P:0.030%以下
燐(P)は不純物である。Pは粒界に偏析して鋼の靱性を低下させる。したがって、P含有量は0.030%以下である。P含有量は、好ましく0.025%以下であり、さらに好ましくは0.020%以下である。
P: 0.030% or less Phosphorus (P) is an impurity. P segregates at grain boundaries to lower the toughness of the steel. Therefore, the P content is 0.030% or less. The P content is preferably 0.025% or less, more preferably 0.020% or less.

S:0.020%以下
硫黄(S)は不純物である。S含有量が高すぎると、MnSの粗大化が起こり、鋼の靱性が低下する。したがって、S含有量は0.020%以下である。S含有量は、好ましくは0.015%以下であり、さらに好ましくは0.010%以下である。
S: 0.020% or less Sulfur (S) is an impurity. When the S content is too high, coarsening of MnS occurs and the toughness of the steel decreases. Therefore, the S content is 0.020% or less. The S content is preferably 0.015% or less, more preferably 0.010% or less.

Cr:0.10〜0.25%
クロム(Cr)は、鋼の焼入れ性及び焼戻し軟化抵抗を高め、鋼の強度と靱性とを向上させる。Cr含有量が低すぎると、これらの効果が十分に得られない。一方、Cr含有量が高すぎると、鋼の加工性及び溶接性が低下する。したがって、Cr含有量は0.10〜0.25%である。Cr含有量の下限は、好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.15%である。Cr含有量の上限は、好ましくは0.22%であり、さらに好ましくは0.20%である。
Cr: 0.10 to 0.25%
Chromium (Cr) increases the hardenability and temper softening resistance of the steel and improves the strength and toughness of the steel. If the Cr content is too low, these effects can not be obtained sufficiently. On the other hand, if the Cr content is too high, the workability and weldability of the steel will be reduced. Therefore, the Cr content is 0.10 to 0.25%. The lower limit of the Cr content is preferably 0.12%, more preferably 0.15%. The upper limit of the Cr content is preferably 0.22%, more preferably 0.20%.

V:0.01〜0.10%
バナジウム(V)は、析出強化によって鋼の強度を高める。V含有量が低すぎると、この効果が十分に得られない。一方、V含有量が高すぎると、鋼の加工性及び靱性が低下する。したがって、V含有量は0.01〜0.10%である。V含有量の下限は、好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.05%である。V含有量の上限は、好ましくは0.08%である。
V: 0.01 to 0.10%
Vanadium (V) enhances the strength of the steel by precipitation strengthening. If the V content is too low, this effect can not be obtained sufficiently. On the other hand, when the V content is too high, the workability and toughness of the steel are reduced. Therefore, the V content is 0.01 to 0.10%. The lower limit of the V content is preferably 0.03%, and more preferably 0.05%. The upper limit of the V content is preferably 0.08%.

Cu:0.10%以下
銅(Cu)は不純物である。Cuは鋼の熱間加工性を低下させる。Cu含有量は0.10%以下である。Cu含有量は、好ましくは0.05%以下であり、さらに好ましくは002%以下である。
Cu: 0.10% or less Copper (Cu) is an impurity. Cu reduces the hot workability of steel. The Cu content is 0.10% or less. The Cu content is preferably 0.05% or less, more preferably 002% or less.

Ni:0.10%以下
ニッケル(Ni)は不純物である。Ni含有量は0.10%以下である。Ni含有量は、さらに好ましくは0.05%以下であり、さらに好ましくは0.02%以下である。
Ni: 0.10% or less Nickel (Ni) is an impurity. The Ni content is 0.10% or less. The Ni content is more preferably 0.05% or less, still more preferably 0.02% or less.

Mo:0.10%以下
モリブデン(Mo)は不純物である。Mo含有量が高すぎると、鋼の溶接性及び靱性が低下する。したがって、Mo含有量は0.10%以下である。Mo含有量は、好ましくは0.05%以下であり、さらに好ましくは0.02%以下である。
Mo: 0.10% or less Molybdenum (Mo) is an impurity. If the Mo content is too high, the weldability and toughness of the steel will be reduced. Therefore, the Mo content is 0.10% or less. The Mo content is preferably 0.05% or less, more preferably 0.02% or less.

B:0.0020%以下
ボロン(B)は不純物である。B含有量が高すぎると、靱性及び溶接性が低下する。したがって、B含有量は0.0020%以下である。B含有量は、好ましくは0.0018%以下であり、さらに好ましくは0.0015%以下である。
B: 0.0020% or less Boron (B) is an impurity. When the B content is too high, the toughness and the weldability decrease. Therefore, the B content is 0.0020% or less. The B content is preferably 0.00118% or less, more preferably 0.0015% or less.

本実施形態による継目無鋼管の化学組成の残部は、Fe及び不純物である。ここでいう不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップから混入される元素、あるいは製造過程の環境等から混入される元素をいう。   The balance of the chemical composition of the seamless steel pipe according to the present embodiment is Fe and impurities. The term "impurity" as used herein refers to an element mixed from ore or scrap used as a raw material of steel, or an element mixed from an environment of a manufacturing process or the like.

本実施形態による継目無鋼管の化学組成は、Feの一部に代えて、Tiを含有してもよい。Tiは選択元素である。すなわち、本実施形態による継目無鋼管の化学組成は、Tiを含有していなくてもよい。   The chemical composition of the seamless steel pipe according to the present embodiment may contain Ti instead of a part of Fe. Ti is a selective element. That is, the chemical composition of the seamless steel pipe according to the present embodiment may not contain Ti.

Ti:0〜0.03%
チタン(Ti)は、窒化物のピン止め効果によって結晶粒を微細化する。Tiが少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、Ti含有量が高すぎると、窒化物が粗大化して靱性が低下する。したがって、Ti含有量は0〜0.03%である。Ti含有量の下限は、好ましくは0.01%であり、さらに好ましくは0.015%である。Ti含有量の上限は、好ましくは0.028%であり、さらに好ましくは0.025%である。
Ti: 0 to 0.03%
Titanium (Ti) refines crystal grains by the pinning effect of nitride. This effect is obtained as long as Ti is contained. On the other hand, when the Ti content is too high, the nitride is coarsened to lower the toughness. Therefore, the Ti content is 0 to 0.03%. The lower limit of the Ti content is preferably 0.01%, and more preferably 0.015%. The upper limit of the Ti content is preferably 0.028%, more preferably 0.025%.

[炭素当量CEV]
本実施形態による継目無鋼管は、化学組成を下記の式に代入して得られる炭素当量CEVが0.36〜0.43である。
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15
上記の式の元素記号には、それぞれの元素の含有量が質量%で代入される。
[Carbon equivalent CEV]
The seamless steel pipe according to the present embodiment has a carbon equivalent CEV of 0.36 to 0.43 obtained by substituting the chemical composition into the following equation.
CEV = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15
The content of each element is substituted in mass% for the element symbol of the above-mentioned formula.

炭素当量CEVが小さいと、高強度を得るために焼戻し温度を低くするか、焼戻しの保持時間を短くする必要がある。しかし、焼戻し温度を低くしたり焼戻しの保持時間を短くしたりすると、靱性が低下する。炭素当量CEVが0.36よりも小さいと、700MPa以上の高強度と必要な靱性とを両立することができない。一方、炭素当量CEVが0.43よりも大きいと、必要な加工性が得られない。具体的には、25%以上の伸びが得られない。炭素当量CEVの下限は、好ましくは0.38であり、さらに好ましくは0.39である。炭素当量CEVの上限は、好ましくは0.41であり、さらに好ましくは0.40である。   When the carbon equivalent CEV is small, it is necessary to lower the tempering temperature or to shorten the tempering holding time in order to obtain high strength. However, if the tempering temperature is lowered or the tempering holding time is shortened, the toughness is lowered. If the carbon equivalent CEV is less than 0.36, it is not possible to simultaneously achieve high strength of 700 MPa or more and necessary toughness. On the other hand, when the carbon equivalent CEV is larger than 0.43, the required processability can not be obtained. Specifically, an increase of 25% or more can not be obtained. The lower limit of the carbon equivalent CEV is preferably 0.38, and more preferably 0.39. The upper limit of the carbon equivalent CEV is preferably 0.41, and more preferably 0.40.

[組織]
本実施形態による継目無鋼管は、焼戻しマルテンサイトを主相とする組織を有する。本実施形態による継目無鋼管は、焼戻しマルテンサイトの面積率が好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。
[Organization]
The seamless steel pipe according to the present embodiment has a structure having tempered martensite as a main phase. In the seamless steel pipe according to the present embodiment, the area ratio of tempered martensite is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.

本実施形態による継目無鋼管は、旧オーステナイト粒の大きさが、ASTM E112−13に準拠した結晶粒度番号(以下、単に「結晶粒度番号」という。)で9.0以上である。旧オーステナイト粒の大きさが結晶粒度番号で9.0よりも小さければ、焼戻し条件を調整しても、700MPa以上の高強度と必要な靱性とを両立することができない。旧オーステナイト粒の大きさは、好ましくは結晶粒度番号で10.0以上であり、さらに好ましくは10.5以上である。   In the seamless steel pipe according to the present embodiment, the size of the prior austenite grain is 9.0 or more in the grain size number (hereinafter, simply referred to as “grain size number”) in accordance with ASTM E112-13. If the size of the prior austenite grain is smaller than 9.0 in the grain size number, the high strength of 700 MPa or more and the necessary toughness can not be simultaneously achieved even if the tempering conditions are adjusted. The size of prior austenite grains is preferably 10.0 or more, more preferably 10.5 or more in terms of grain size number.

旧オーステナイト粒の結晶粒度番号は、圧延方向と垂直な断面が被検面になるように、各鋼管から試験片を切り出して樹脂に埋め込み、ピクリン酸飽和水溶液で腐食するBechet-Beaujard法によって旧オーステナイト粒界を現出させ、ASTM E112−13に準じて測定する。   The grain size number of the prior austenite grain is obtained by cutting the test specimen from each steel pipe and embedding it in the resin so that the cross section perpendicular to the rolling direction becomes the test surface and corroding with picric acid saturated aqueous solution Grain boundaries are revealed and measured according to ASTM E112-13.

旧オーステナイト粒の結晶粒度番号は、焼入れ後、焼戻し前の鋼材(いわゆる焼入れまま材)を用いて測定してもよいし、焼戻しされた鋼材を用いて測定してもよい。いずれの鋼材を用いても、旧オーステナイト粒の結晶粒度番号はほとんど変わらない。   The grain size number of prior austenite grains may be measured using a steel before quenching (so-called as-quenched material) after quenching, or may be measured using a tempered steel. The grain size number of the prior austenite grains hardly changes even if any steel material is used.

なお、焼戻し後の鋼材に対しては、電子線後方散乱回折法(EBSD)等の方法を用いて、結晶の方位関係から旧オーステナイト結晶粒のASTM粒度番号を求めることもできる。この場合、焼戻し後の継目無鋼管の金属組織をEBSDによって、次のように測定する。焼戻し後の継目無鋼管の横断面(圧延方向と垂直な断面)の肉厚中央位置からサンプルを採取する。採取したサンプルを用いて500×500μmの観察範囲でEBSDによって結晶方位解析を行い、Misorientation Angleが15〜51°の範囲にある粒同士の境界を旧オーステナイト粒界と定義して、線描画させ、その描画図を元に、ASTM E112−13に準拠して結晶粒度番号を求める。 In addition, for steel materials after tempering, it is also possible to determine the ASTM grain size number of the prior austenite crystal grains from the orientation relationship of crystals using a method such as electron beam backscattering diffraction (EBSD). In this case, the metal structure of the seamless steel pipe after tempering is measured by EBSD as follows. A sample is taken from the thick center position of the cross section (cross section perpendicular to the rolling direction) of the seamless steel pipe after tempering. Crystallographic orientation analysis is performed by EBSD in the observation area of 500 × 500 μm 2 using the collected sample, and the boundary between particles with a Misorientation Angle in the range of 15 to 51 ° is defined as a prior austenite grain boundary, and line drawing is performed. Based on the drawing, the grain size number is determined in accordance with ASTM E112-13.

[機械的特性]
本実施形態による継目無鋼管は、引張強さが700MPa以上であり、伸びが25%以上である。
[Mechanical Properties]
The seamless steel pipe according to the present embodiment has a tensile strength of 700 MPa or more and an elongation of 25% or more.

引張強さ及び伸びは、次のように測定する。試験片の長手方向が継目無鋼管の圧延方向と平行になるように、JIS Z 2241に準拠した管状引張試験片(標点間距離50mm)を採取する。この試験片を用いて、常温(25℃)、大気中で引張試験を実施して引張強さと伸びを測定する。なお、伸びは破断伸びを意味する。   Tensile strength and elongation are measured as follows. A tubular tensile test piece (distance between marks 50 mm) conforming to JIS Z 2241 is collected so that the longitudinal direction of the test piece is parallel to the rolling direction of the seamless steel pipe. Using this test piece, a tensile test is carried out at room temperature (25 ° C.) in air to measure tensile strength and elongation. In addition, elongation means breaking elongation.

引張強さは、成分及び焼戻し条件によって調整することができる。すなわち、炭素当量CEVを大きくするか、焼戻し温度を低くするか、あるいは焼戻しの保持時間を短くすることで、引張強さを大きくすることができる。継目無鋼管の引張強さは、好ましくは720MPa以上であり、さらに好ましくは740MPa以上である。   The tensile strength can be adjusted by the composition and tempering conditions. That is, the tensile strength can be increased by increasing the carbon equivalent CEV, lowering the tempering temperature, or shortening the tempering holding time. The tensile strength of the seamless steel pipe is preferably 720 MPa or more, more preferably 740 MPa or more.

伸びは、成分及び焼戻し条件によって調整することができる。すなわち、炭素当量CEVを小さくするか、焼戻し温度を高くすることで、伸びを大きくすることができる。継目無鋼管の伸びは、好ましくは28%以上であり、さらに好ましくは30%以上である。   The elongation can be adjusted by the composition and tempering conditions. That is, the elongation can be increased by decreasing the carbon equivalent CEV or raising the tempering temperature. The elongation of the seamless steel pipe is preferably 28% or more, more preferably 30% or more.

本実施形態による継目無鋼管は、好ましくは、シャルピー衝撃試験によって得られる破面遷移温度vTrsが−40℃以下である。本実施形態による継目無鋼管は、さらに好ましくは、破面遷移温度vTrsが−50℃以下であり、さらに好ましくは−60℃以下である。   The seamless steel pipe according to the present embodiment preferably has a fracture surface transition temperature vTrs obtained by Charpy impact test of -40 ° C or less. The seamless steel pipe according to the present embodiment more preferably has a fracture surface transition temperature vTrs of −50 ° C. or less, and more preferably −60 ° C. or less.

破面遷移温度vTrsは、次のように測定する。試験片の長手方向が継目無鋼管の圧延方向と平行になるように、JIS Z 2242に規定されたVノッチ試験片(幅2.5mm、高さ10mm、長さ55mm、ノッチ深さ2mm)を採取する。ただし、継目無鋼管の肉厚が薄く幅2.5mmの試験片が採取できない場合、肉厚と同じ幅の試験片とする。それ以外はJIS Z 2242に準拠して、破面遷移温度vTrsを求める。   The fracture transition temperature vTrs is measured as follows. V-notch test piece (width 2.5 mm, height 10 mm, length 55 mm, notch depth 2 mm) specified in JIS Z 2242 so that the longitudinal direction of the test piece is parallel to the rolling direction of seamless steel pipe To collect. However, when the thickness of a seamless steel pipe is thin and a test piece with a width of 2.5 mm can not be collected, the test piece shall have the same width as the thickness. Otherwise, the fracture surface transition temperature vTrs is determined in accordance with JIS Z 2242.

本実施形態による継目無鋼管は、好ましくは、−40℃におけるシャルピー衝撃試験によって得られる吸収エネルギーが180J/cm以上である。本実施形態による継目無鋼管は、さらに好ましくは、−40℃におけるシャルピー衝撃試験によって得られる吸収エネルギーが200J/cm以上である。 The seamless steel pipe according to the present embodiment preferably has an absorbed energy of 180 J / cm 2 or more obtained by Charpy impact test at -40 ° C. More preferably, in the seamless steel pipe according to the present embodiment, the absorbed energy obtained by the Charpy impact test at −40 ° C. is 200 J / cm 2 or more.

[製造方法]
以下、本発明の一実施形態による継目無鋼管の製造方法を説明する。図1は、本実施形態による継目無鋼管の製造方法のフロー図である。本実施形態による継目無鋼管の製造方法は、素管を準備する工程(ステップS1)、素管を焼入れする工程(ステップS2)、及び焼入れした素管を焼戻しする工程(ステップS3)を備えている。
[Production method]
Hereinafter, a method of manufacturing a seamless steel pipe according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a flow diagram of a method of manufacturing a seamless steel pipe according to the present embodiment. The method for manufacturing a seamless steel pipe according to the present embodiment includes a step of preparing a blank (step S1), a step of quenching the blank (step S2), and a step of tempering the quenched blank (step S3). There is.

[素管を準備する工程(ステップS1)]
上述した化学組成を有する素管を準備する。素管(継目無鋼管)は例えば、マンネスマン−マンドレル法や、ユジーン−セジュルネ法によって製造されたものを用いることができる。
[Step of preparing a raw pipe (step S1)]
A tube having the above-described chemical composition is prepared. As the base pipe (seamless steel pipe), for example, one manufactured by the Mannesmann-Morddle method or the Eugene-Sejourne method can be used.

[素管を焼入れする工程(ステップS2)]
上記で準備した素管を焼入れする。素管を焼入れする工程は、加熱工程(ステップS2−1)と、冷却工程(ステップS2−2)とを含んでいる。
[Step of quenching the raw pipe (step S2)]
Quench the hollow tube prepared above. The step of quenching the raw pipe includes a heating step (step S2-1) and a cooling step (step S2-2).

加熱工程(ステップS2−1)では、素管を50℃/秒以上の昇温速度でAc点以上の温度に加熱する。加熱温度がAc点未満では、均一な組織が得られない。加熱温度の下限は、好ましくはAc点+50℃である。一方、加熱温度が高すぎると、オーステナイト粒が粗大化する。加熱温度の上限は、好ましくは1050℃である。 In the heating step (step S2-1), the raw pipe is heated to a temperature of Ac 3 points or more at a temperature rising rate of 50 ° C./second or more. If the heating temperature is less than Ac 3 , a uniform texture can not be obtained. The lower limit of the heating temperature is preferably Ac 3 point + 50 ° C. On the other hand, when the heating temperature is too high, the austenite grains become coarse. The upper limit of the heating temperature is preferably 1050 ° C.

加熱工程の昇温速度を50℃/秒以上とすることで、オーステナイト粒の成長を抑制することができる。これによって、熱処理後の組織の旧オーステナイト粒を微細化することができる。加熱工程の昇温速度が50℃/秒未満では、熱処理後の組織の旧オーステナイト粒を9.0以上にすることが困難になる。加熱工程の昇温速度は、好ましくは80℃/秒以上であり、さらに好ましくは100℃/秒以上である。   The growth rate of austenite grains can be suppressed by setting the heating rate in the heating step to 50 ° C./sec or more. By this, the prior-austenite grain of the structure after heat treatment can be refined. When the temperature rising rate in the heating step is less than 50 ° C./sec, it becomes difficult to make the prior austenite grains of the structure after heat treatment 9.0 or more. The heating rate in the heating step is preferably 80 ° C./second or more, and more preferably 100 ° C./second or more.

Ac点以上の温度での保持時間は、好ましくは0.5〜8秒であり、さらに好ましくは1〜4秒である。保持時間が短すぎると、均一な組織が得られない場合がある。一方、保持時間が長すぎると、特に加熱温度が高い場合、オーステナイト粒が粗大化する可能性がある。 The holding time at a temperature of Ac 3 points or higher is preferably 0.5 to 8 seconds, more preferably 1 to 4 seconds. If the retention time is too short, uniform tissue may not be obtained. On the other hand, when the holding time is too long, especially when the heating temperature is high, the austenite grains may be coarsened.

冷却工程(ステップS2−2)では、加熱した素管を冷却する。このとき、少なくとも850〜500℃の温度範囲の冷却速度が50℃/秒以上になるように冷却する。この温度領域の冷却速度が50℃/秒よりも小さいと、マルテンサイトの比率が低下し、十分な強度が得られなくなる。850〜500℃の温度範囲の冷却速度は、好ましくは80℃/秒以上であり、より好ましくは100℃/秒以上である。   In the cooling step (step S2-2), the heated raw pipe is cooled. At this time, cooling is performed so that the cooling rate in the temperature range of at least 850 to 500 ° C. is 50 ° C./sec or more. If the cooling rate in this temperature range is less than 50 ° C./sec, the proportion of martensite decreases, and sufficient strength can not be obtained. The cooling rate in the temperature range of 850 to 500 ° C. is preferably 80 ° C./sec or more, more preferably 100 ° C./sec or more.

冷却工程(ステップS2−2)は例えば、素管にノズルから冷媒を噴射することによって行うことができる。冷媒は、例えば水である。   The cooling step (step S2-2) can be performed, for example, by injecting a refrigerant from the nozzle into the raw pipe. The refrigerant is, for example, water.

このような焼入れ工程(ステップS2)は、例えば図2のような高周波誘導加熱方法を採用した設備で行うことができる。図2の設備では、素管Pは長手方向に送られながら、高周波誘導加熱コイル10によってAc点以上に加熱される。加熱された部位は、高周波誘導加熱コイル10の下流側に近接して設けられた冷却装置20(例えばスプレーで冷却水を噴射する冷却装置)により冷却される。この場合、昇温速度や温度は、素管Pのサイズに応じて、高周波誘導加熱コイル10の出力、高周波誘導加熱コイル10内を通過させるときの素管Pの送り速度等によって調整することができる。 Such a hardening process (step S2) can be performed, for example by the installation which adopted the high frequency induction heating method like FIG. In the installation of FIG. 2, the raw pipe P is heated by the high frequency induction heating coil 10 to Ac 3 or more while being fed in the longitudinal direction. The heated portion is cooled by a cooling device 20 (for example, a cooling device that sprays cooling water) provided close to the downstream side of the high frequency induction heating coil 10. In this case, the temperature rise rate and temperature may be adjusted by the output of the high frequency induction heating coil 10 and the feed rate of the raw tube P when passing through the high frequency induction heating coil 10 according to the size of the raw tube P it can.

上述した化学組成の素管に、上述した焼入れ工程(ステップS2)を実施すれば、旧オーステナイト粒の大きさが結晶粒度番号で9.0以上である組織が得られる。   If the above-described quenching step (step S2) is performed on the raw pipe having the above-described chemical composition, a structure in which the size of the prior austenite grains is 9.0 or more in grain size number can be obtained.

また、上述した焼入れ工程(ステップS2)によれば、脱炭層深さを小さくできる。具体的には、脱炭層深さを0.1mm以下にすることができる。   Moreover, according to the hardening process (step S2) mentioned above, decarburized layer depth can be made small. Specifically, the decarburized layer depth can be made 0.1 mm or less.

[素管を焼戻しする工程(ステップS3)]
焼入れした素管を、引張強さが700MPa以上になるように焼戻しする。既述のように、引張強さを大きくするには、焼戻し温度を低くするか、あるいは保持時間を短くすればよい。一方、焼戻し温度を低くしたり、保持時間を短くしたりすると、靱性が低下する。そのため、700MPa以上の強度を確保した上で、要求される引張強さと靱性の程度に応じて、焼戻し条件を調整する。
[Step of tempering raw pipe (step S3)]
The quenched base pipe is tempered so as to have a tensile strength of 700 MPa or more. As described above, in order to increase the tensile strength, the tempering temperature may be lowered or the holding time may be shortened. On the other hand, if the tempering temperature is lowered or the holding time is shortened, the toughness is lowered. Therefore, after securing a strength of 700 MPa or more, tempering conditions are adjusted in accordance with the required degree of tensile strength and toughness.

焼戻し温度がAc点を超えると、強度が急激に低下する。そのため、焼戻し温度は、好ましくはAc点以下である。焼戻しの温度の下限は、これに限定されないが、好ましくは550℃であり、さらに好ましくは600℃である。保持時間は、これに限定されないが、好ましくは10分〜2時間であり、さらに好ましくは20分〜1時間である。なお、焼戻しの条件を変えても、旧オーステナイト粒の大きさはほとんど変化しない。 When the tempering temperature exceeds the Ac 1 point, the strength rapidly decreases. Therefore, the tempering temperature is preferably not more than Ac 1 point. The lower limit of the tempering temperature is not limited to this, but is preferably 550 ° C., more preferably 600 ° C. The holding time is not limited to this, but is preferably 10 minutes to 2 hours, and more preferably 20 minutes to 1 hour. The size of the prior austenite grains hardly changes even if the condition of tempering is changed.

以上の工程によって、継目無鋼管が製造される。本実施形態によって製造された継目無鋼管は、700MPa以上の引張強さと、25%以上の伸びと、優れた靱性と有する。   A seamless steel pipe is manufactured by the above process. The seamless steel pipe manufactured according to this embodiment has a tensile strength of 700 MPa or more, an elongation of 25% or more, and an excellent toughness.

なお、製造する継目無鋼管の寸法等を調整するため、冷間加工を実施してもよい。冷間加工は、焼入れ工程(ステップS2)の前、及び焼戻し工程(ステップS3)の後のいずれのタイミングで実施してもよい。ただし、焼戻し工程(ステップS3)の後に実施する場合、冷間加工後に、冷間加工によって導入された応力を除去するための熱処理を実施することが好ましい。一方、焼入れ工程(ステップS2)の前に冷間加工を実施すれば、応力除去のための熱処理を省略することができる。そのため、冷間加工を実施する場合には、焼入れ工程(ステップS2)の前に実施することが好ましい。   In addition, in order to adjust the dimension etc. of the seamless steel pipe to manufacture, you may implement cold processing. The cold working may be performed at any timing before the quenching step (step S2) and after the tempering step (step S3). However, when implementing after a tempering process (step S3), it is preferable to implement the heat processing for removing the stress introduced by cold working after cold working. On the other hand, if cold working is performed before the quenching step (step S2), the heat treatment for stress removal can be omitted. Therefore, when carrying out cold working, it is preferable to carry out before the quenching step (step S2).

以上、本実施形態による継目無鋼管及びその製造方法を説明した。従来、700MPa以上の引張強さと優れた靱性とを両立しようとすると、炭素当量を大きくする必要があり、25%以上の伸びを達成することができなかった。反対に、炭素当量を小さくすると、焼戻し条件を調整しても、700MPa以上の引張強さと優れた靱性とを両立することができなかった。本実施形態では、炭素当量を所定の範囲に限定した上で、旧オーステナイト粒が結晶粒度番号で9.0以上である組織とする。これによって、700MPa以上の引張強さと、25%以上の伸びと、優れた靱性とを同時に達成することができる。   In the above, the seamless steel pipe by this embodiment and its manufacturing method were explained. Conventionally, in order to simultaneously achieve a tensile strength of 700 MPa or more and an excellent toughness, it is necessary to increase the carbon equivalent, and an elongation of 25% or more can not be achieved. On the other hand, when the carbon equivalent was reduced, even if the tempering conditions were adjusted, it was not possible to achieve both of the tensile strength of 700 MPa or more and the excellent toughness. In the present embodiment, the carbon equivalent is limited to a predetermined range, and the austenite grains have a grain size number of 9.0 or more. By this, tensile strength of 700 MPa or more, elongation of 25% or more, and excellent toughness can be simultaneously achieved.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples. The present invention is not limited to these examples.

マンネスマン−マンドレル法により、表1に示す化学組成を有する、外径63.5mm×肉厚5.1mm、及び外径50.8mm×肉厚4.1mmの素管を製造した。   By the Mannesmann-mandrel method, a raw tube having an outer diameter of 63.5 mm × thickness 5.1 mm and an outer diameter of 50.8 mm × thickness 4.1 mm, having the chemical composition shown in Table 1, was produced.

上記の素管に対し、表2に示す条件で冷間抽伸及び熱処理を実施して、継目無鋼管を製造した。   Cold drawing and heat treatment were performed on the above raw pipe under the conditions shown in Table 2 to produce a seamless steel pipe.

No.1〜4、9〜13では、素管を冷間抽伸によって外径54.0mm×肉厚4.5mmに加工した後、焼入れ焼戻しの熱処理を実施して継目無鋼管を製造した。焼入れは、素管を高周波誘導加熱コイルで表2の「焼入れ温度」の欄に記載の温度まで加熱した後、シャワー水冷をすることで行った。昇温速度は、約150℃/秒であり、加熱温度での保持時間は2秒であり、850〜500℃の温度範囲の冷却速度は約150℃/秒であった。その後、表2の「焼戻し温度」の欄に記載された温度で30分間保持する焼戻しを実施した。   No. In Nos. 1 to 4 and 9 to 13, after the raw pipe was processed into an outer diameter of 54.0 mm and a thickness of 4.5 mm by cold drawing, a heat treatment of hardening and tempering was performed to manufacture a seamless steel pipe. Quenching was performed by heating the raw pipe with a high frequency induction heating coil to the temperature described in the column of “quenching temperature” in Table 2, and then performing shower water cooling. The heating rate was about 150 ° C./second, the holding time at the heating temperature was 2 seconds, and the cooling rate in the temperature range of 850 to 500 ° C. was about 150 ° C./second. Thereafter, tempering was performed by holding for 30 minutes at the temperature described in the column of “tempering temperature” in Table 2.

No.5〜8、14及び15では、焼入れ焼戻しの熱処理を実施してから、冷間抽伸によって外径42.7mm×肉厚3.5mmに加工し、その後、応力除去のための熱処理を実施して継目無鋼管を製造した。焼入れは、素管を加熱炉で表2の「焼入れ温度」の欄に記載の温度まで加熱した後、シャワー水冷をすることで行った。昇温速度は、約15℃/秒であり、加熱温度での保持時間は30分であり、850〜500℃の温度範囲の冷却速度は約20℃/秒であった。その後、表2の「焼戻し温度」の欄に記載された温度で30分間保持する焼戻しを実施した。応力除去の熱処理は、580℃で20分間保持することで行った。   No. In 5 to 8, 14 and 15, heat treatment for quenching and tempering is performed, and then cold drawing is performed to an outer diameter of 42.7 mm × thickness 3.5 mm, and then heat treatment for stress removal is performed. A seamless steel pipe was manufactured. Quenching was performed by heating the raw pipe in the heating furnace to the temperature described in the column of "quenching temperature" in Table 2, and then performing shower water cooling. The heating rate was about 15 ° C./sec, the holding time at the heating temperature was 30 minutes, and the cooling rate in the temperature range of 850 to 500 ° C. was about 20 ° C./sec. Thereafter, tempering was performed by holding for 30 minutes at the temperature described in the column of “tempering temperature” in Table 2. The heat treatment for stress relief was performed by holding at 580 ° C. for 20 minutes.

各継目無鋼管について、内外面及び肉厚方向の中心部において焼入れ後焼戻し前のミクロ組織を測定し、全領域でマルテンサイトの面積率が95%以上であることを確認した。具体的には圧延方向に垂直な横断面が被検面となるように樹脂に埋め込んで鏡面研磨した後、ナイタールエッチング溶液でエッチングして、倍率500倍で観察した。また、焼入れ後焼戻し前の素管から試験片を切り出し、実施形態で説明したBechet-Beaujard法によって結晶粒度番号を測定した。また、全ての熱処理完了後、脱炭層深さを測定した。   For each seamless steel pipe, the microstructure before quenching and tempering was measured at the inner and outer surfaces and at the center in the thickness direction, and it was confirmed that the area ratio of martensite was 95% or more in the entire region. Specifically, after embedding in resin and mirror-polishing so that the cross section perpendicular | vertical to a rolling direction might become a to-be-tested surface, it etched by nital etching solution, and observed by magnification 500 times. In addition, test pieces were cut out from the blank after tempering and after quenching, and the grain size number was measured by the Bechet-Beaujard method described in the embodiment. In addition, after completion of all heat treatment, the decarburized layer depth was measured.

各継目無鋼管の機械的特性(降伏強さYS、引張強さTS、伸びEL、降伏比YR、−40℃でのシャルピー衝撃値vE−40、破面遷移温度vTrs)を、実施形態で説明した方法によって測定した。なお、降伏強さYSは、引張試験で得られた0.2%伸び時の応力とした。また、シャルピー試験は、幅2.5mmの試験片で測定し、吸収エネルギーを断面積で規格化した値をシャルピー衝撃値(J/cm)とした。また、−40℃でのシャルピー衝撃値vE−40は、3つの試験片で測定した平均値を使用した。 The mechanical properties (yield strength YS, tensile strength TS, elongation EL, yield ratio YR, Charpy impact value vE- 40 at -40 ° C, fracture surface transition temperature vTrs) of each seamless steel pipe are described in the embodiment. It measured by the method. The yield strength YS was taken as the stress at 0.2% elongation obtained in the tensile test. In addition, the Charpy test was performed using a test piece having a width of 2.5 mm, and the value obtained by standardizing the absorbed energy by the cross-sectional area was taken as the Charpy impact value (J / cm 2 ). Moreover, the Charpy impact value vE- 40 in -40 degreeC used the average value measured with three test pieces.

結果を表3に示す。   The results are shown in Table 3.

表3に示すように、No.1及び2の継目無鋼管は、700MPa以上の引張強さと、25%以上の伸びとを有し、さらに破面遷移温度vTrsが−40℃以下であった。これに対し、No.3〜15の継目無鋼管は、引張強さ、伸び、及び破面遷移温度のいずれかが不芳であった。   As shown in Table 3, no. The seamless steel pipe of 1 and 2 had a tensile strength of 700 MPa or more, an elongation of 25% or more, and a fracture surface transition temperature vTrs of −40 ° C. or less. On the other hand, no. The 3 to 15 seamless steel pipe was poor in any of the tensile strength, the elongation and the fracture transition temperature.

No.9の継目無鋼管は、伸びELが25%以上であり、破面遷移温度vTrsが−40℃以下であったが、引張強さTSが700MPa未満であった。これは、鋼JのMn含有量が低すぎたためと考えられる。   No. The seamless steel pipe of No. 9 had an elongation EL of 25% or more, a fracture surface transition temperature vTrs of −40 ° C. or less, and a tensile strength TS of less than 700 MPa. This is considered to be because the Mn content of steel J was too low.

No.10の継目無鋼管は、引張強さTSが700MPa以上であり、破面遷移温度vTrsが−40℃以下であったが、伸びELが25%未満であった。これは、鋼KのCr含有量が低すぎたためと考えられる。   No. The 10 seamless steel pipe had a tensile strength TS of 700 MPa or more and a fracture surface transition temperature vTrs of -40 ° C. or less, but the elongation EL was less than 25%. This is considered to be because the Cr content of the steel K was too low.

No.11の継目無鋼管は、破面遷移温度vTrsが−40℃以下であったが、引張強さTSが700MPa未満でかつ、延びELが25%未満であった。これは、鋼LのV含有量が低すぎたためと考えられる。   No. The 11 seamless steel pipe had a fracture surface transition temperature vTrs of -40 ° C or less, but had a tensile strength TS of less than 700 MPa and an elongation EL of less than 25%. This is considered to be because the V content of the steel L was too low.

No.12の継目無鋼管は、引張強さTSが700MPa以上であり、破面遷移温度vTrsが−40℃以下であったが、伸びELが25%未満であった。これは、鋼Mの炭素当量CEVが高すぎたためと考えられる。   No. The 12 seamless steel pipes had a tensile strength TS of 700 MPa or more and a fracture surface transition temperature vTrs of -40 ° C. or less, but the elongation EL was less than 25%. This is considered to be because the carbon equivalent CEV of the steel M was too high.

No.13の継目無鋼管は、伸びELが25%以上であり、破面遷移温度vTrsが−40℃以下であったが、引張強さTSが700MPa未満であった。これは、鋼Nの炭素当量CEVが低すぎたためと考えられる。   No. The seamless steel pipe of No. 13 had an elongation EL of 25% or more, a fracture surface transition temperature vTrs of −40 ° C. or less, and a tensile strength TS of less than 700 MPa. This is considered to be because the carbon equivalent CEV of steel N was too low.

No.14の継目無鋼管は、引張強さTSが700MPa未満であった。No.15の継目無鋼管は、焼戻し温度を低くして引張強さTSを700MPa以上に調整したものであるが、破面遷移温度vTrsが−40℃よりも高かった。このように、No.14及び15の継目無鋼管では、高強度と高靱性とを両立できる焼戻し条件が存在しなかった。これは、No.14及び15の継目無鋼管の組織の旧オーステナイト粒が大きかったためと考えられる。   No. The 14 seamless steel pipes had a tensile strength TS of less than 700 MPa. No. The seamless steel pipe of No. 15 had a low tempering temperature and adjusted the tensile strength TS to 700 MPa or more, but the fracture surface transition temperature vTrs was higher than -40 ° C. Thus, no. In the 14 and 15 seamless steel pipe, there was no tempering condition which could make high strength and high toughness compatible. This is no. It is considered that the prior austenite grains of the 14 and 15 seamless steel pipe structures were large.

以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。   The embodiment of the present invention has been described above. The embodiments described above are merely examples for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiment described above, and the embodiment described above can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

本発明は、高強度、高靱性及び優れた加工性を有する継目無鋼管として、産業上利用することができる。本発明の継目無鋼管は、クレーンブーム等の高強度、高靱性、及び優れた加工性が要求される機械構造用部材の素材として、特に好適に用いることができる。   The present invention can be used industrially as a seamless steel pipe having high strength, high toughness and excellent processability. The seamless steel pipe of the present invention can be particularly suitably used as a material of a machine structural member such as a crane boom which requires high strength, high toughness, and excellent processability.

Claims (6)

化学組成が、質量%で、
C :0.11〜0.20%、
Si:0.15〜0.35%、
Mn:1.25〜1.50%、
P :0.030%以下、
S :0.020%以下、
Cr:0.10〜0.25%、
V :0.01〜0.10%、
Cu:0.10%以下、
Ni:0.10%以下、
Mo:0.10%以下、
B :0.0020%以下、
Ti:0〜0.03%、
残部:Fe及び不純物であり、
前記化学組成を下記の式に代入して得られる炭素当量CEVが0.36〜0.43であり、
旧オーステナイト粒の大きさが、ASTM E112−13に準拠した結晶粒度番号で9.0以上である組織を有し、
引張強さが、700MPa以上であり、
伸びが、25%以上である、継目無鋼管。
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15
上式の元素記号には、それぞれの元素の含有量が質量%で代入される。
The chemical composition is in mass%,
C: 0.11 to 0.20%,
Si: 0.15 to 0.35%,
Mn: 1.25 to 1.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.020% or less,
Cr: 0.10 to 0.25%,
V: 0.01 to 0.10%,
Cu: 0.10% or less,
Ni: 0.10% or less,
Mo: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
Ti: 0 to 0.03%,
Remainder: Fe and impurities,
The carbon equivalent CEV obtained by substituting the chemical composition into the following formula is 0.36 to 0.43,
The prior austenite grain has a structure in which the size of the grain size number is 9.0 or more in accordance with ASTM E112-13,
Tensile strength is 700MPa or more,
Seamless steel pipe with an elongation of 25% or more.
CEV = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15
The content of each element is substituted in mass% for the element symbol of the above formula.
請求項1に記載の継目無鋼管であって、
前記化学組成が、質量%で、
Ti:0.01〜0.03%、
を含む、継目無鋼管。
The seamless steel pipe according to claim 1,
The chemical composition is, in mass%,
Ti: 0.01 to 0.03%,
Containing, seamless steel pipe.
請求項1又は2に記載の継目無鋼管であって、
シャルピー衝撃試験によって得られる破面遷移温度vTrsが、−40℃以下である、継目無鋼管。
The seamless steel pipe according to claim 1 or 2, wherein
The seamless steel pipe whose fracture surface transition temperature vTrs obtained by a Charpy impact test is -40 degrees C or less.
化学組成が、質量%で、C:0.11〜0.20%、Si:0.15〜0.35%、Mn:1.25〜1.50%、P:0.030%以下、S:0.020%以下、Cr:0.10〜0.25%、V:0.01〜0.10%、Cu:0.10%以下、Ni:0.10%以下、Mo:0.10%以下、B:0.0020%以下、Ti:0〜0.03%、残部:Fe及び不純物である素管を準備する工程と、
前記素管を、50℃/秒以上の昇温速度でAc点以上の温度に加熱した後、少なくとも850〜500℃の温度範囲の冷却速度が50℃/秒以上になるように冷却して焼入れする工程と、
前記焼入れした素管を、引張強さが700MPa以上になるように焼戻しする工程とを備え、
前記化学組成を下記の式に代入して得られる炭素当量CEVが0.36〜0.43である、継目無鋼管の製造方法。
CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15
上式の元素記号には、それぞれの元素の含有量が質量%で代入される。
Chemical composition is, in mass%, C: 0.11 to 0.20%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 1.25 to 1.50%, P: 0.030% or less, S : 0.020% or less, Cr: 0.10 to 0.25%, V: 0.01 to 0.10%, Cu: 0.10% or less, Ni: 0.10% or less, Mo: 0.10 % Or less, B: 0.0020% or less, Ti: 0 to 0.03%, balance: Fe and a step of preparing a raw pipe which is an impurity,
After heating the raw tube to a temperature of Ac 3 point or more at a temperature rising rate of 50 ° C./sec or more, it is cooled so that the cooling rate in a temperature range of at least 850 to 500 ° C. becomes 50 ° C./sec or more. Hardening process,
Tempering the quenched base pipe so as to have a tensile strength of 700 MPa or more;
The manufacturing method of the seamless steel pipe whose carbon equivalent CEV obtained by substituting the said chemical composition in a following formula is 0.36-0.43.
CEV = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15
The content of each element is substituted in mass% for the element symbol of the above formula.
請求項4に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
前記化学組成が、質量%で、
Ti:0.01〜0.03%、
を含む、継目無鋼管の製造方法。
It is a manufacturing method of the seamless steel pipe of Claim 4, Comprising:
The chemical composition is, in mass%,
Ti: 0.01 to 0.03%,
A method of producing a seamless steel pipe, including:
請求項4又は5に記載の継目無鋼管の製造方法であって、
シャルピー衝撃試験によって得られる破面遷移温度vTrsが、−40℃以下である、継目無鋼管の製造方法。
It is a manufacturing method of the seamless steel pipe of Claim 4 or 5, Comprising:
The manufacturing method of the seamless steel pipe whose fracture surface transition temperature vTrs obtained by a Charpy impact test is -40 degrees C or less.
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