JP2021169641A - Joint bending roll steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は中継ぎベンディングロール鋼管に関し、特に、板厚が４０ｍｍ以上で、３パス以上の多層溶接で円周溶接された、円周溶接金属靭性に優れた中継ぎベンディングロール鋼管に関する。 The present invention relates to a relay bending roll steel pipe, and more particularly to a relay bending roll steel pipe having a plate thickness of 40 mm or more and which is circumferentially welded by multi-layer welding of 3 passes or more and has excellent circumferential weld metal toughness.
ベンディングロール鋼管は、従来から、土木・建築分野で鋼管杭や鋼管矢板として用いられている。 Bending roll steel pipes have been conventionally used as steel pipe piles and steel pipe sheet piles in the fields of civil engineering and construction.
近年、強度とともに優れた靭性を有するベンディングロール鋼管が要求されている。具体的には、たとえば、シャルピー衝撃試験における０℃での靭性が２７Ｊ等の値が要求されている。 In recent years, a bending roll steel pipe having excellent toughness as well as strength has been demanded. Specifically, for example, a value such as 27J for toughness at 0 ° C. in the Charpy impact test is required.
ベンディングロール鋼管は鋼板をロール成型し、突合せ部分を仮付け溶接した後、長手方向に溶接する。さらに、中継ぎ円周溶接をすることで、所望の鋼管長さに製造する。そのため、円周溶接金属の靭性を確保することも非常に重要となる。 For the bending roll steel pipe, a steel plate is roll-formed, the butt portion is temporarily attached and welded, and then welded in the longitudinal direction. Further, it is manufactured to a desired steel pipe length by performing circumferential welding of the middle joint. Therefore, it is very important to secure the toughness of the circumferential weld metal.
特許文献１には、ベイニティックフェライト相を主相とし、第二相としてマルテンサイト相、ベイナイト相、パーライトのうちの１種または２種以上を合計で、体積率で１０％以上５０％未満含む組織と、を有し、管軸方向の降伏強さＹＳ：４５０ＭＰａ以上、引張強さＴＳ：５７０ＭＰａ以上、降伏比ＹＲ：９０％以下の低降伏比高強度で、かつシャルピー衝撃試験の試験温度：０℃の吸収エネルギーｖＥ０：２７Ｊ以上の高靭性を有する高強度スパイラル鋼管杭が開示されている。
In
特許文献２には、溶接金属部の組織が焼き戻しマルテンサイトとベイナイト組織とを合わせた分率が８０％以上であるスパイラル鋼管が開示されている。 Patent Document 2 discloses a spiral steel pipe in which the structure of the weld metal portion is 80% or more, which is the sum of the tempered martensite and the bainite structure.
鋼管杭に一般的に用いられるＳＭ５７０材では、靭性の指標として、−５℃におけるシャルピー吸収エネルギーが規定されている。しかしながら、円周溶接金属の靭性が母材靭性よりも劣位になることがある。 In the SM570 material generally used for steel pipe piles, the Charpy absorption energy at −5 ° C. is specified as an index of toughness. However, the toughness of the circumferential weld metal may be inferior to the toughness of the base metal.
本発明は、円周溶接における溶接金属の靭性に優れた中継ぎベンディングロール鋼管を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a relay bending roll steel pipe having excellent toughness of a weld metal in circumferential welding.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、粒界フェライトを抑制し、アシキュラーフェライト主体の溶接金属組織を形成することで、溶接金属の靭性を向上させることができることを見出した。本発明は、さらに検討を進めてなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。 The present inventors have diligently studied in order to solve the above problems, and have found that the toughness of the weld metal can be improved by suppressing grain boundary ferrite and forming a weld metal structure mainly composed of acicular ferrite. rice field. The present invention has been further studied, and the gist thereof is as follows.
（１）２つの母材、及び前記２つの母材を中継ぎする円周溶接部を有する中継ぎベンディングロール鋼管であって、前記母材は板厚４０ｍｍ以上のベンディングロール鋼管であり、前記円周溶接部の溶接金属の成分が、質量％で、Ｃ：０．０３０〜０．１５０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｃｕ：０％超、０．５０％以下、Ａｌ：０．００１０〜０．０５００％、Ｔｉ：０．００２０％〜０．０５００％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．０１５０〜０．０６００％、を含有し、残部がＦｅ及び不純物であり、０．３００≦Ａｌ／Ｏ≦１．０００を満たし、α´＝（１．５×（Ｏ−０．８９Ａｌ）＋３．４×Ｎ−Ｔｉ）×１０００で定義されるα’が０％以上、６０．０％以下であり、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５で定義されるＣｅｑが０．３５０％以上、０．５００％以下であり、Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋（Ｍｎ＋Ｃｕ＋Ｃｒ）／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂで定義されるＰｃｍが０．３０％以下であることを特徴する中継ぎベンディングロール鋼管。ここで、上記の式中の元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。
(1) An intermediate bending roll steel pipe having two base materials and a circumferential welded portion that intermediates the two base materials. The base material is a bending roll steel pipe having a plate thickness of 40 mm or more, and the circumferential welding The component of the weld metal in the part is C: 0.030 to 0.150%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020% or less, in mass%. S: 0.010% or less, Cu: more than 0%, 0.50% or less, Al: 0.0010 to 0.0500%, Ti: 0.0020% to 0.0500%, N: 0.0100% or less , O: 0.0150 to 0.0600%, the balance being Fe and impurities, satisfying 0.300 ≦ Al / O ≦ 1.000, α ′ = (1.5 × (O-0). Α'defined by .89Al) +3.4 × N—Ti) × 1000 is 0% or more and 60.0% or less, and is defined by Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5+ (Ni + Cu) / 15. Ceq is 0.350% or more and 0.500% or less, and Pcm defined by Pcm = C + Si / 30 + (Mn + Cu + Cr) / 20 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5B is 0.30% or less. Intermediate bending roll steel pipe. Here, the element symbol in the above formula is the content (mass%) of each element.
（２）前記溶接金属の組織が、面積率で、アシキュラーフェライト：７５．０％以上、粒界フェライト：１５．０％以下、島状マルテンサイト：３．０％以下を含有し、ＥＢＳＤ粒径が１０．０μｍ以下であることを特徴とする前記（１）の中継ぎベンディングロール鋼管。 (2) The structure of the weld metal contains acicular ferrite: 75.0% or more, grain boundary ferrite: 15.0% or less, island-shaped martensite: 3.0% or less in terms of area ratio, and EBSD grains. The intermediate bending roll steel pipe according to (1) above, wherein the diameter is 10.0 μm or less.
（３）前記溶接金属の成分が、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｎｉ：０〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．５０％、Ｍｏ：０〜０．５０％、Ｖ：０〜０．０５０％、Ｎｂ：０〜０．０５０％、Ｂ：０〜０．０１００％、Ｍｇ：０〜０．０１０％、及びＣａ：０〜０．００６０％からなる群から選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）の中継ぎベンディングロール鋼管。 (3) The component of the weld metal replaces a part of the Fe with Ni: 0 to 0.50%, Cr: 0 to 0.50%, Mo: 0 to 0.50%, V: 0 to 0. One selected from the group consisting of 0.050%, Nb: 0 to 0.050%, B: 0 to 0.0100%, Mg: 0 to 0.010%, and Ca: 0 to 0.0060%. Alternatively, the intermediate bending roll steel pipe according to (1) or (2) above, which contains two or more types.
（４）前記円周溶接部におけるシャルピー衝撃試験における−５℃での靭性が１００Ｊ以上であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかの中継ぎベンディングロール鋼管。 (4) The intermediate bending roll steel pipe according to any one of (1) to (3) above, wherein the toughness at −5 ° C. in the Charpy impact test of the circumferential welded portion is 100 J or more.
（５）前記母材の成分が、質量％で、Ｃ：０．０３０〜０．１５０％、Ｓｉ：０．５５％以下、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１００％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％、Ｎ：０．００２０〜０．００６０％、Ｏ：０．００５０％以下、を含有し、残部がＦｅ及び不純物であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかの中継ぎベンディングロール鋼管。 (5) The components of the base material are, in mass%, C: 0.030 to 0.150%, Si: 0.55% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020%. Hereinafter, S: 0.010% or less, Al: 0.100% or less, Ti: 0.005 to 0.030%, N: 0.0020 to 0.0060%, O: 0.0050% or less. The intermediate bending roll steel pipe according to any one of (1) to (4) above, wherein the balance is Fe and impurities.
（６）前記母材の成分が、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０〜０．００５０％、Ｎｉ：０〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．５０％、Ｃｕ：０〜０．５０％、Ｍｏ：０〜０．５０％、Ｎｂ：０〜０．１００％、Ｂ：０〜０．００２０％、Ｖ：０〜０．０６０％、及びＭｇ：０〜０．０１００％からなる群から選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする前記（５）の中継ぎベンディングロール鋼管。 (6) The component of the base material is Ca: 0 to 0.0050%, Ni: 0 to 0.50%, Cr: 0 to 0.50%, Cu: 0 to 0, instead of a part of the Fe. 0.50%, Mo: 0 to 0.50%, Nb: 0 to 0.100%, B: 0 to 0.0020%, V: 0 to 0.060%, and Mg: 0 to 0.0100% The intermediate bending roll steel pipe according to (5) above, which contains one kind or two or more kinds selected from the group consisting of.
本発明によれば、円周溶接金属の靭性に優れた中継ぎベンディングロール鋼管を得ることができる。より具体的には、溶接金属の−５℃におけるシャルピー吸収エネルギーが好ましくは１００Ｊ以上となる中継ぎベンディングロール鋼管を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a middle-joint bending roll steel pipe having excellent toughness of a circumferential weld metal. More specifically, it is possible to obtain a middle-relief bending roll steel pipe in which the Charpy absorption energy of the weld metal at −5 ° C. is preferably 100 J or more.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明は、２つの母材が円周溶接部で中継ぎされた中継ぎベンディングロール鋼管である。２つの母材の板厚は４０ｍｍ以上、好ましくは６０ｍｍ以上である、円周溶接部は３層以上の多層であることが好ましい。なお、板厚の上限は特に規定しないが、１００mm程度までの板厚が好適である。 The present invention is a middle-joint bending roll steel pipe in which two base materials are joined at a circumferential weld. The plate thickness of the two base materials is 40 mm or more, preferably 60 mm or more, and the circumferential welded portion preferably has three or more layers. The upper limit of the plate thickness is not particularly specified, but a plate thickness of up to about 100 mm is preferable.
本発明の中継ぎしたベンディングロール鋼管は、ベンディングロール鋼管の突合せ部分に開先加工を施し、鋼管を回転させながらサブマージアーク溶接することで製造できる。 The intermediate roll steel pipe of the present invention can be manufactured by performing groove processing on the butt portion of the bending roll steel pipe and submerged arc welding while rotating the steel pipe.
はじめに、溶接金属部の化学成分について説明する。 First, the chemical composition of the weld metal part will be described.
Ｃ ：０．０３０〜０．１５０％
Ｃの含有量が０．０３０％未満であると、焼き入れ性が低く、溶接金属が十分な焼入れ組織とならないため、粒界フェライトが多く形成される。また、高温割れの感受性が高くなる。特に、円周溶接は多層溶接するため、予熱効果により冷却速度が遅くなるため、高温割れが発生する可能性が高い。また、Ｃの含有量が０．１５０％を超えると、焼入れ性が過剰となり、冷却工程における冷却時に割れる危険性が高くなる。また、C量が高い場合も高温割れが懸念される。したがって、Ｃの含有量は０．０３０％以上、０．１５０％以下とする。
C: 0.030 to 0.150%
If the C content is less than 0.030%, the hardenability is low and the weld metal does not have a sufficient hardened structure, so that a large amount of grain boundary ferrite is formed. In addition, the sensitivity to high temperature cracking increases. In particular, since circumferential welding is multi-layer welding, the cooling rate slows down due to the preheating effect, so there is a high possibility that high-temperature cracking will occur. On the other hand, if the C content exceeds 0.150%, the hardenability becomes excessive and the risk of cracking during cooling in the cooling step increases. Also, when the amount of C is high, there is a concern about high temperature cracking. Therefore, the C content is 0.030% or more and 0.150% or less.
Ｓｉ：０．５０％以下
Ｓｉは母材、溶接ワイヤおよびフラックスの希釈により含まれる。Ｓｉの含有量が０．５０％を超えると、粗大な島状マルテンサイト（ＭＡ）が形成し、その結果、溶接金属の靭性が低下する。したがって、Ｓｉの含有量は０．５０％以下とする。
Si: 0.50% or less Si is contained by diluting the base metal, welding wire and flux. When the Si content exceeds 0.50%, coarse island-shaped martensite (MA) is formed, and as a result, the toughness of the weld metal is reduced. Therefore, the Si content is set to 0.50% or less.
Ｍｎ：０．５０〜２．００％
Ｍｎは焼入れ性を確保する上で必要な元素である。Ｍｎの含有量が０．５０％未満であると、焼入れ性が不足する。Ｍｎの含有量が２．００％を超えると、焼入れ性が過剰となり、冷却工程における冷却時に割れる危険性がある。また、焼入れ後の溶接金属部の靭性の回復も困難となる。さらに粗大なＭｎＳが形成し破壊の起点となり靭性が低下する。したがって、Ｍｎの含有量は０．５０％以上、２．００％以下とする。
Mn: 0.50 to 2.00%
Mn is an element necessary for ensuring hardenability. If the Mn content is less than 0.50%, the hardenability is insufficient. If the Mn content exceeds 2.00%, the hardenability becomes excessive and there is a risk of cracking during cooling in the cooling step. In addition, it becomes difficult to restore the toughness of the weld metal portion after quenching. Further, coarse MnS is formed, which becomes a starting point of fracture and the toughness is lowered. Therefore, the Mn content is 0.50% or more and 2.00% or less.
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｐは不純物であり、その含有量は０．０２０％以下とする。含有量は０であってもよい。Ｐは凝固割れを助長する元素である。Ｐの含有量が０．０２０％を超えると、凝固割れの危険性が高くなるので、精錬コストを考慮し、含有量を低減する。
P: 0.020% or less,
P is an impurity, and its content is 0.020% or less. The content may be 0. P is an element that promotes solidification cracking. If the content of P exceeds 0.020%, the risk of solidification cracking increases, so the content is reduced in consideration of the refining cost.
Ｓ ：０．０１０％以下
Ｓは不純物であり、その含有量は０．０１０％以下とする。含有量は０であってもよい。ＳはＰとともに凝固割れを助長する元素である。Ｓの含有量が０．０１０％を超えると、凝固割れの危険性が高くなるので、精錬コストを考慮し、含有量を低減する。
S: 0.010% or less S is an impurity, and its content is 0.010% or less. The content may be 0. S is an element that promotes solidification cracking together with P. If the S content exceeds 0.010%, the risk of solidification cracking increases, so the content is reduced in consideration of refining costs.
Ｃｕ：０％超、０．５０％以下
Ｃｕは溶接金属の強度を向上することのできる元素である。含有量は０％超、０．５０％以下とすることが好ましい。
Cu: More than 0%, 0.50% or less Cu is an element that can improve the strength of weld metal. The content is preferably more than 0% and 0.50% or less.
Ｎｉ：０〜０．５０％
Ｎｉは靭性を低下させることなく、溶接金属の強度を向上することのでき、また、焼入れ性を高める元素である。必須ではないが、０〜０．５０％の範囲で含有させることが好ましい。
Ni: 0 to 0.50%
Ni is an element that can improve the strength of the weld metal without lowering the toughness and also enhance the hardenability. Although not essential, it is preferably contained in the range of 0 to 0.50%.
Ｃｒ：０〜０．５０％
Ｃｒは溶接金属の強度を向上させることができ、溶接金属の強度を向上することのでき、また、焼入れ性を高める元素である。必須ではないが、０〜０．５０％以下の範囲で含有させることが好ましい。
Cr: 0 to 0.50%
Cr is an element that can improve the strength of the weld metal, can improve the strength of the weld metal, and enhance the hardenability. Although it is not essential, it is preferably contained in the range of 0 to 0.50% or less.
Ｍｏ：０〜０．５０％
Ｍｏは溶接金属の強度を向上させることができ、溶接金属の強度を向上することのでき、また、焼入れ性を高める元素である。必須ではないが、０〜０．５０％以下の範囲で含有させることが好ましい。
Mo: 0 to 0.50%
Mo is an element that can improve the strength of the weld metal, can improve the strength of the weld metal, and enhance the hardenability. Although it is not essential, it is preferably contained in the range of 0 to 0.50% or less.
Ｖ ：０〜０．０５０％
Ｖは溶接金属の強度を向上することのできる元素である。必須ではないが、０〜０．０５０％の範囲で含有させることが好ましい。
V: 0 to 0.050%
V is an element that can improve the strength of the weld metal. Although not essential, it is preferably contained in the range of 0 to 0.050%.
Ｎｂ：０〜０．０５０％
Ｎｂは強度向上、粒界フェライト抑制に有効な固溶Ｂを存在させるために有効な元素である。Ｎｂの含有は必須ではない。島状マルテンサイトの形成による靭性の低下を防ぐため、０〜０．０５０％とするのが好ましい。
Nb: 0 to 0.050%
Nb is an element effective for the presence of a solid solution B that is effective for improving strength and suppressing grain boundary ferrite. The inclusion of Nb is not essential. It is preferably 0 to 0.050% in order to prevent a decrease in toughness due to the formation of island-shaped martensite.
Ａｌ：０．００１０〜０．０５００％以下
Ａｌはアシキュラーフェライト生成サイトとなる酸化物を溶接金属中に多数分散させるための酸素量制御に必要な元素である。Ａｌは母材、溶接ワイヤ―およびフラックスから含有される。Ａｌの含有量が０．００１０％未満では上記酸化物がほとんど得られない。Ａｌの含有量が０．０５００％を超えると、そだいなＡｌ２Ｏ３が形成され、破壊の起点となり靭性が低下する。したがって、Ａｌの含有量は０．００１０％以上、０．０５００％以下とする。
Al: 0.0010 to 0.0500% or less Al is an element necessary for controlling the amount of oxygen for dispersing a large number of oxides that are acicular ferrite formation sites in the weld metal. Al is contained from the base metal, welding wire and flux. If the Al content is less than 0.0010%, the above oxide is hardly obtained. When the Al content exceeds 0.0500%, a large amount of Al 2 O 3 is formed, which becomes a starting point of fracture and the toughness is lowered. Therefore, the Al content is 0.0010% or more and 0.0500% or less.
Ｔｉ：０．００２０％〜０．０５００％
Ｔｉはアシキュラーフェライト生成サイトとなる酸化物の構成元素の１つで溶接金属組織の微細化を促す。Ｔｉの含有量が０．００２０％未満では上記の効果が得られない。Ｔｉの含有量が０．０５００％を超えると、固溶Ｔｉが増加して、焼き戻し工程において炭化物を形成し、溶接金属部の靭性が低下する。したがって、Ｔｉの含有量は０．００２０％以上、０．０５００％以下とする。
Ti: 0.0020% -0.0500%
Ti is one of the constituent elements of the oxide that becomes the acicular ferrite formation site and promotes the miniaturization of the weld metal structure. If the Ti content is less than 0.0020%, the above effect cannot be obtained. When the Ti content exceeds 0.0500%, the solid-dissolved Ti increases, carbides are formed in the tempering step, and the toughness of the weld metal portion decreases. Therefore, the Ti content is set to 0.0020% or more and 0.0500% or less.
Ｂ ：０〜０．０１００％
Ｂは、固溶状態のＢが、溶接金属の粒界フェライト形成を抑制することにより、アシキュラーフェライトの形成を促進する効果を有する。Ｂは含有しなくてもよいが、この効果を得るためには０．０００１％以上の含有が好ましい。強度が高くなりすぎることによる靭性の低下を防ぐために、０．０１００％以下とする。
B: 0 to 0.0100%
B has the effect of promoting the formation of acicular ferrite by suppressing the formation of grain boundary ferrite in the weld metal by B in the solid solution state. B may not be contained, but it is preferably contained in an amount of 0.0001% or more in order to obtain this effect. To prevent a decrease in toughness due to excessive strength, the content should be 0.0100% or less.
Ｎ ：０．０１００％以下
Ｎは不純物であり、Ｔｉと反応せずに残った固溶Ｎが靭性を低下させるのを防ぐため、０．０１００％以下とする。
N: 0.0100% or less N is an impurity, and it is set to 0.0100% or less in order to prevent the solid solution N remaining without reacting with Ti from lowering the toughness.
Ｏ ：０．０１５０〜０．０６００％
Ｏはアシキュラーフェライトの核となる酸化物形成のため、０．０１５０％以上とし、酸化物の過剰形成、凝集・粗大化による靭性の低下を抑えるため、０．０６００％以下とする。
O: 0.0150 to 0.0600%
O is 0.0150% or more because of oxide formation which is the core of acicular ferrite, and 0.0600% or less in order to suppress deterioration of toughness due to overformation of oxide and aggregation / coarsening.
Ｍｇ：０〜０．０１０％、
Ｍｇは、脱酸剤として働き溶接金属の酸素量を低減し、靭性を向上させる元素である。必須ではないが、０〜０．０１０％の範囲で含有させることが好ましい。
Mg: 0-0.010%,
Mg is an element that acts as a deoxidizer, reduces the amount of oxygen in the weld metal, and improves toughness. Although not essential, it is preferably contained in the range of 0 to 0.010%.
Ｃａ：０〜０．００６０％、
Ｃａは形態制御による延性の改善や組織微細化に有効な元素である。Ｃａの含有は必須ではない。硫化物や酸化物の粗大化による延性や靭性の低下を防ぐため、０．００６０％以下とするのが好ましい。
Ca: 0-0.0060%,
Ca is an element effective for improving ductility and microstructuring by morphological control. The inclusion of Ca is not essential. It is preferably 0.0060% or less in order to prevent a decrease in ductility and toughness due to coarsening of sulfides and oxides.
溶接金属の残部はＦｅ及び不純物である。不純物とは、溶接の過程で、溶接ワイヤ、フラックス、鋼板、周辺雰囲気等から混入する成分であり、意図的に含有させたものではない成分のことをいう。 The balance of the weld metal is Fe and impurities. Impurities are components that are mixed in from welding wires, flux, steel plates, ambient atmosphere, etc. in the process of welding, and are components that are not intentionally contained.
具体的には、Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｏ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｂｉ、及びＨがあげられる。このうち、Ｐ、Ｓ、及びＮは、上述のとおり、それぞれ、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０１００％以下となるように制御する必要がある。 Specific examples thereof include P, S, N, Sb, Sn, W, Co, As, Pb, Bi, and H. Of these, P, S, and N need to be controlled to be P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, and N: 0.0100% or less, respectively, as described above.
その他の元素については、通常、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｏ、及びＡｓは０．１％以下、Ｐｂ及びＢｉは０．００５％以下、Ｈは０．０００５％以下の不可避的不純物としての混入があり得るが、通常の範囲であれば、特に制御する必要はない。 For other elements, Sb, Sn, W, Co, and As are usually mixed in as unavoidable impurities of 0.1% or less, Pb and Bi in 0.005% or less, and H in 0.0005% or less. It is possible, but if it is in the normal range, there is no need to control it.
以下の説明では、式中の「％Ｘ」は、元素Ｘの溶接金属中の含有量（質量％）を意味する。また、溶接金属に添加されない元素はゼロとして計算する。 In the following description, "% X" in the formula means the content (mass%) of the element X in the weld metal. In addition, the elements that are not added to the weld metal are calculated as zero.
％Ａｌ／％Ｏ：０．３００〜１．０００
％Ａｌ／％Ｏは、Ａｌ量とＯ量の比であり、アルミ脱酸終了後の酸素ポテンシャルを示す指標である。％Ａｌ／％Ｏを０．３００〜１．０００に制御することで、アシキュラーフェライトの生成量を向上できる。
% Al /% O: 0.300 to 1.000
% Al /% O is the ratio of the amount of Al to the amount of O, and is an index showing the oxygen potential after the completion of aluminum deoxidation. By controlling% Al /% O to 0.300 to 1.000, the amount of acicular ferrite produced can be improved.
％Ａｌ／％Ｏ比が０．３００未満の場合、Ｏ量が過多となり、Ｔｉ酸化物を形成しなかった溶存酸素が鋼の清浄度を下げるため靭性が低下する。一方、％Ａｌ／％Ｏが１．０００超の場合、Ａｌ量が過多となり、Ｔｉと結合するＯ量が低減し、アシキュラーフェライト核となるＴｉ酸化物が減少し、靭性が低下する。よって、％Ａｌ／％Ｏは、０．３００〜１．０００とする。 When the% Al /% O ratio is less than 0.300, the amount of O is excessive, and the dissolved oxygen that does not form the Ti oxide lowers the cleanliness of the steel, resulting in lower toughness. On the other hand, when% Al /% O exceeds 1.000, the amount of Al becomes excessive, the amount of O bonded to Ti decreases, the amount of Ti oxide serving as an acicular ferrite nucleus decreases, and the toughness decreases. Therefore,% Al /% O is set to 0.300 to 1.000.
α´：０〜６０．０％
α´はＡｌ、Ｏ及びＴｉ、Ｎの化学量論比に基づいて、有効なアシキュラーフェライト生成能を示したパラメーターであり、α´＝（１．５×（％Ｏ−０．８９％Ａｌ）＋３．４×％Ｎ−％Ｔｉ）×１０００で定義される。α´を０〜６０の範囲に制御することによりアシキュラーフェライト核生成能が向上する。
α': 0 to 60.0%
α'is a parameter showing an effective acylular ferrite forming ability based on the stoichiometric ratio of Al, O and Ti, N, and α'= (1.5 × (% O−0.89% Al) ) +3.4 ×% N−% Ti) × 1000. By controlling α'in the range of 0 to 60, the acicular ferrite nucleation ability is improved.
α´が０％未満の場合、Ａｌ、Ｔｉ量がいずれかが過多、あるいはＮ、Ｏ量が過少となるため、著しくアシキュラーフェライト核生成能が減少する。α´が６０．０％超の場合、Ａｌ、Ｔｉ量がいずれかが過少、あるいはＮ、Ｏ量が過多となるため、著しくアシキュラーフェライト核生成能が減少する。 When α'is less than 0%, either the amount of Al or Ti is excessive, or the amount of N or O is too small, so that the ability to generate acicular ferrite nucleation is significantly reduced. When α'is more than 60.0%, either the amount of Al or Ti is too small, or the amount of N or O is too large, so that the acicular ferrite nucleation ability is remarkably reduced.
Ｃｅｑ：０．３５０〜０．５００％
溶接金属の成分組成は、Ｃｅｑ＝％Ｃ＋％Ｍｎ／６＋（％Ｃｒ＋％Ｍｏ＋％Ｖ）／５＋（％Ｎｉ＋％Ｃｕ）／１５で定義されるＣｅｑが０．３５０〜０．５００％となる必要がある。
Ceq: 0.350 to 0.500%
The composition of the weld metal requires that the Ceq defined by Ceq =% C +% Mn / 6 + (% Cr +% Mo +% V) / 5+ (% Ni +% Cu) / 15 be 0.350 to 0.500%. There is.
Ｃｅｑは母材の溶接熱影響による硬化能について、各合金元素の硬化能をそれぞれＣ量に換算して合計したものである。溶接金属が所望の引張り強さを達成するために、Ｃｅｑを０．３５０〜０．５００％に制御する。好ましくはＣｅｑを０．４００〜０．４３０％とする。 Ceq is the sum of the curing ability of each alloy element converted into the amount of C for the curing ability due to the influence of welding heat of the base material. Ceq is controlled to 0.350 to 0.500% in order for the weld metal to achieve the desired tensile strength. Preferably, Ceq is 0.400 to 0.430%.
Ｐｃｍ：０．３０％以下
溶接金属の成分組成は、Ｐｃｍ＝％Ｃ＋％Ｓｉ／３０＋（％Ｍｎ＋％Ｃｕ＋％Ｃｒ）／２０＋％Ｎｉ／６０＋％Ｍｏ／１５＋％Ｖ／１０＋５％Ｂで定義されるＰｃｍが０．３０％以下となる必要がある。
Pcm: 0.30% or less The composition of the weld metal is defined as Pcm =% C +% Si / 30+ (% Mn +% Cu +% Cr) / 20 +% Ni / 60 +% Mo / 15 +% V / 10 + 5% B. Pcm needs to be 0.30% or less.
Ｐｃｍは溶接感受性と呼ばれ、低温割れに対する鋼材の化学成分の影響を定量的に評価したものである。Ｐｃｍが０．３０％を超えると低温割れが発生しやすくなるので、上限は０．３０％とする。 Pcm is called welding sensitivity and is a quantitative evaluation of the effect of chemical composition of steel materials on low temperature cracks. If Pcm exceeds 0.30%, low temperature cracking is likely to occur, so the upper limit is set to 0.30%.
次に、溶接金属の組織について説明する。以下の説明で、組織の割合は面積率である。 Next, the structure of the weld metal will be described. In the following description, the percentage of tissue is the area percentage.
アシキュラーフェライト：７５．０％以上
アシキュラーフェライトはＴｉ系酸化物を核とした針状のフェライト組織であり、その割合が大きいほど、溶接金属部の破壊単位が微細化する。その効果を得るためには、アシキュラーフェライトを７５．０％以上とすることが好ましい。最も好ましくはアシキュラーフェライトの割合が１００％である。
Accular ferrite: 75.0% or more Acicular ferrite is a needle-shaped ferrite structure with Ti oxide as the core, and the larger the ratio, the finer the fracture unit of the weld metal part. In order to obtain the effect, it is preferable that the amount of acicular ferrite is 75.0% or more. Most preferably, the proportion of acicular ferrite is 100%.
粒界フェライト：１５．０％以下
粒界フェライトは脆化相の１つで、破壊の起点となり、靭性低下要因となる。そのため、粒界フェライトは１５．０％以下とする。
Grain boundary ferrite: 15.0% or less Grain boundary ferrite is one of the embrittlement phases, which is a starting point of fracture and a factor of reducing toughness. Therefore, the grain boundary ferrite is set to 15.0% or less.
島状マルテンサイト：３．０％以下
島状マルテンサイト脆化相の１つで、非常に硬度が高いため破壊の起点となり、靭性低下要因となる。そのため、島状マルテンサイトは３．０％以下とする。
Island-shaped martensite: 3.0% or less
It is one of the island-shaped martensite embrittlement phases, and because of its extremely high hardness, it becomes the starting point of fracture and causes a decrease in toughness. Therefore, the island-shaped martensite should be 3.0% or less.
組織の残部として、粒内フェライト、フェライトサイドプレート、上部ベイナイトを含んでもよい。これらの組織は破壊の起点となり、靭性の低下の原因となる組織であるので、上述したとおり、アシキュラーフェライトにより破壊単位が微細化されていることが好ましい。 Intragranular ferrite, ferrite side plates, and upper bainite may be included as the rest of the structure. Since these structures are the starting points of fracture and cause a decrease in toughness, it is preferable that the fracture unit is made finer by acicular ferrite as described above.
溶接金属の組織の面積率は、以下のように測定する。 The area ratio of the weld metal structure is measured as follows.
溶接金属の表層から肉厚ｔ／４位置の溶接ビード幅の１／２部を試験片採取し、研磨後、ナイタル腐食及びレペラ腐食を行い、現出した組織を光学顕微鏡にて、１０００μｍ×１０００μｍの範囲で観察される組織を対象に１０視野測定する。得られた像を画像解析し、各組織の平均面積率を算出してする。 A test piece was taken from the surface layer of the weld metal at 1/2 of the weld bead width at the wall thickness of t / 4, and after polishing, it was subjected to nital corrosion and repeller corrosion. 10-field measurement is performed on the tissue observed in the range of. The obtained image is image-analyzed and the average area ratio of each tissue is calculated.
ＥＢＳＤ粒径：１０．０μｍ以下
さらに、溶接金属組織においては、ＥＢＳＤ粒径が１０．０μｍ以下である必要がある。ＥＢＳＤ（Electron Back Scatter Diffraction）粒径は破壊単位の目安となる結晶粒径サイズである。ＥＢＳＤ粒径が１０．０μｍ以下であれば破壊単位が微細であり、低温での靭性を確保できる。
EBSD particle size: 10.0 μm or less Further, in the weld metal structure, the EBSD particle size needs to be 10.0 μm or less. The EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) particle size is a crystal particle size that serves as a guideline for the fracture unit. When the EBSD particle size is 10.0 μm or less, the fracture unit is fine and toughness at low temperature can be ensured.
本発明においてＥＢＳＤ粒径は、５００μｍ×５００μｍの範囲で２０視野ＥＢＳＤ解析し、結晶方位差１５°で区切ったときの結晶粒サイズの平均とする。 In the present invention, the EBSD particle size is taken as the average of the crystal grain sizes when 20-field EBSD analysis is performed in the range of 500 μm × 500 μm and the crystal orientation difference is separated by 15 °.
本発明のベンディングロール鋼管の中継ぎ溶接金属部では、適切なフラックスとワイヤを組み合わせることにより上述のとおり溶接金属の成分を制御し、さらに、溶接入熱を適切に制御することで、上述の組織を得ることができる。具体的には、溶接電極の数、予熱温度、入熱を適宜調整することにより、上述の組織を得ることができる。 In the intermediate weld metal portion of the bending roll steel pipe of the present invention, the above-mentioned structure is obtained by controlling the components of the weld metal as described above by combining an appropriate flux and wire, and further appropriately controlling the welding heat input. Obtainable. Specifically, the above-mentioned structure can be obtained by appropriately adjusting the number of welding electrodes, the preheating temperature, and the heat input.
また、溶接方法についても、サブマージアーク溶接、ガスシールドアーク溶接、あるいはその両方で実施してもよい。 Further, the welding method may be submerged arc welding, gas shielded arc welding, or both.
これにより、溶接金属部においても優れた靭性を有するスパイラル鋼管を得ることができる。具体的には、溶接金属部の−５℃におけるシャルピー吸収エネルギーが、好ましくは１００Ｊ以上となる中継ぎベンディングロール鋼管を得ることができる。 As a result, a spiral steel pipe having excellent toughness can be obtained even in the weld metal portion. Specifically, it is possible to obtain a middle-relief bending roll steel pipe in which the Charpy absorption energy of the weld metal portion at −5 ° C. is preferably 100 J or more.
次に、母材の化学成分について説明する。本発明の中継ぎベンディングロール鋼管において、母材の成分は一般的なベンディングロール鋼管の成分であれば特に限定されない。以下に示すのは、本発明の中継ぎベンディングロール鋼管の母材として好適な化学成分の一例である。 Next, the chemical composition of the base material will be described. In the intermediate bending roll steel pipe of the present invention, the component of the base material is not particularly limited as long as it is a component of a general bending roll steel pipe. The following is an example of a chemical composition suitable as a base material for the intermediate bending roll steel pipe of the present invention.
Ｃ：０．０３０〜０．１５０％
Ｃは鋼の強度向上に有効であり、所望の強度を得るために０．０３０％以上含有させる。Ｃ量が多すぎると焼き入れ性が向上しすぎて母材の靭性が低下するため、Ｃ量は０．１５０％とする。好ましくは０．０６０〜０．０８０％である。
C: 0.030 to 0.150%
C is effective in improving the strength of steel, and is contained in an amount of 0.030% or more in order to obtain a desired strength. If the amount of C is too large, the hardenability is improved too much and the toughness of the base metal is lowered. Therefore, the amount of C is set to 0.150%. It is preferably 0.060 to 0.080%.
Ｓｉ：０．５５％以下
Ｓｉは脱酸に必要な元素である。Ｓｉ量が多いと島状マルテンサイトを形成しやすくなり、低温靱性を著しく劣化させるので、Ｓｉ量は０．５５％未満とする。好ましくは０．３５％未満である。脱酸は、Ａｌ、Ｔｉでも行えるのでＳｉの添加は必須ではない。
Si: 0.55% or less Si is an element required for deoxidation. If the amount of Si is large, island-shaped martensite is likely to be formed and the low temperature toughness is significantly deteriorated. Therefore, the amount of Si is set to less than 0.55%. It is preferably less than 0.35%. Deoxidation can also be performed with Al and Ti, so the addition of Si is not essential.
Ｍｎ：０．５０〜２．００％
Ｍｎは焼入れ性向上元素として作用し、その効果を得るために０．５０％以上含有させる。Ｍｎ量が多いと鋼の焼入れ性が増して、ＨＡＺ靱性、溶接性を劣化し、さらに、連続鋳造鋼片の中心偏析を助長し、母材の低温靱性が劣化するので、Ｍｎ量は２．００％以下とする。好ましくは、１．００〜１．８０％である。
Mn: 0.50 to 2.00%
Mn acts as an element for improving hardenability, and is contained in an amount of 0.50% or more in order to obtain the effect. If the amount of Mn is large, the hardenability of the steel is increased, the HAZ toughness and weldability are deteriorated, and further, the central segregation of the continuously cast steel pieces is promoted, and the low temperature toughness of the base metal is deteriorated. It shall be 00% or less. Preferably, it is 1.00 to 1.80%.
Ｐ ：０．０２０％以下
Ｓ ：０．０１０％以下
Ｐ、Ｓは、いずれも不純物であり、継手の靭性を悪化させる元素である。これらの含有量はなるべく低い方が好ましく、Ｐは０．０２０％以下、Ｓは０．０１０％以下とする。好ましくは、Ｐは０．０１０％以下である。好ましくは、Ｓは０．００３％以下である。
P: 0.020% or less S: 0.010% or less P and S are both impurities and elements that deteriorate the toughness of the joint. The content thereof is preferably as low as possible, with P being 0.020% or less and S being 0.010% or less. Preferably, P is 0.010% or less. Preferably, S is 0.003% or less.
Ａｌ：０．１００％以下
Ａｌは通常脱酸剤として用いられ、鋼材中に含まれる元素である。Ａｌ量が多くなると、Ａｌ系非金属介在物が増加し、鋼材の清浄度が低下し、靭性が劣化するので、０．１００％以下とする。
Al: 0.100% or less Al is usually used as a deoxidizer and is an element contained in steel materials. When the amount of Al increases, the amount of Al-based non-metal inclusions increases, the cleanliness of the steel material decreases, and the toughness deteriorates. Therefore, the content is set to 0.100% or less.
Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％
Ｔｉは、鋼中で微細なＴｉＮを形成し、その単体、あるいはＭｇ（ＭｇＡｌ２Ｏ４）酸化物との複合介在物がピニング粒子として作用する。その結果、ＨＡＺのオーステナイト粒の粗大化が抑制されミクロ組織が微細化し、低温靱性が改善する。この効果を得るために、Ｔｉは０．００５％以上含有させる。Ｔｉ量が多くなると、Ｔｉ酸化物が凝集・粗大化し、靭性が劣化するので、Ｔｉ量は０．０３０％以下とする。好ましくは、０．００８〜０．０２０％である。
Ti: 0.005 to 0.030%
Ti forms fine TiN in steel, and a simple substance thereof or a composite inclusion with Mg (MgAl 2 O 4 ) oxide acts as pinning particles. As a result, the coarsening of the austenite grains of HAZ is suppressed, the microstructure becomes finer, and the low temperature toughness is improved. In order to obtain this effect, Ti is contained in an amount of 0.005% or more. When the amount of Ti increases, the Ti oxide aggregates and coarsens, and the toughness deteriorates. Therefore, the amount of Ti is set to 0.030% or less. Preferably, it is 0.008 to 0.020%.
Ｎ ：０．００２０〜０．００６０％
ＮはＴｉと結合してＴｉＮを形成する元素であり、０．００２０％以上含有させる。Ｎ量が多いと、Ｔｉと結合しなかった固溶Ｎが靭性を低下させるので、Ｎ量は０．００６０％以下とする。好ましくは、０．００３０〜０．００５０％である。
N: 0.0020 to 0.0060%
N is an element that combines with Ti to form TiN, and contains 0.0020% or more. If the amount of N is large, the solid solution N that does not bind to Ti lowers the toughness, so the amount of N is set to 0.0060% or less. Preferably, it is 0.0030 to 0.0050%.
Ｏ ：０．００５０％以下
Ｏはピニング粒子を形成する元素である。しかしながら、Ｏを含有すると鋼の清浄度が低下するので少ない方が好ましく、０．００５０％以下とする。好ましくは０．００３０％以下である。
O: 0.0050% or less O is an element that forms pinning particles. However, if O is contained, the cleanliness of the steel is lowered, so a small amount is preferable, and the content is 0.0050% or less. It is preferably 0.0030% or less.
Ｃａ：０〜０．００５０％
Ｃａは、硫化物系介在物の形態を制御し、低温靱性を向上させる元素である。Ｃａ量が多いと、ＣａＯ−ＣａＳが大型のクラスターや介在物となり、靱性に悪影響を及ぼすおそれがある。Ｃａは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＣａ量は０〜０．００５０％である。
Ca: 0 to 0.0050%
Ca is an element that controls the morphology of sulfide-based inclusions and improves low temperature toughness. When the amount of Ca is large, CaO-CaS becomes large clusters and inclusions, which may adversely affect the toughness. Ca does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Ca is 0 to 0.0050%.
Ｎｉ：０〜０．５０％
Ｎｉは靭性を低下させることなく、母材の強度を向上することのできる元素である。Ｎｉ量が多くなると、効果は飽和する。Ｎｉは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＮｉ量は０〜０．５０％である。
Ni: 0 to 0.50%
Ni is an element that can improve the strength of the base metal without lowering the toughness. As the amount of Ni increases, the effect saturates. Ni does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Ni is 0 to 0.50%.
Ｃｒ：０〜０．５０％
Ｃｒは母材の強度を向上することのできる元素である。Ｃｒ量が多くなると、効果は飽和する。Ｃｒは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＣｒ量は０〜０．５０％である。
Cr: 0 to 0.50%
Cr is an element that can improve the strength of the base metal. As the amount of Cr increases, the effect saturates. Cr does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Cr is 0 to 0.50%.
Ｃｕ：０〜０．５０％
Ｃｕは母材の強度を向上することのできる元素である。Ｃｕ量が多くなると、効果は飽和する。Ｃｕは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＣｕ量は０〜０．５０％である。
Cu: 0-0.50%
Cu is an element that can improve the strength of the base material. As the amount of Cu increases, the effect saturates. Cu does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Cu is 0 to 0.50%.
Ｍｏ：０〜０．５０％
Ｍｏは母材の強度を向上することのできる元素である。Ｍｏ量が多くなると、効果は飽和し、さらに、靭性が低下する。Ｍｏは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＭｏ量は０〜０．５０％である。
Mo: 0 to 0.50%
Mo is an element that can improve the strength of the base metal. As the amount of Mo increases, the effect saturates and the toughness decreases. Mo does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Mo is 0 to 0.50%.
Ｎｂ：０〜０．１００％
Ｎｂは母材強度を向上させる元素である。Ｎｂ量が多くなると、島状マルテンサイトが形成しやすくなり、靭性が低下する。Ｎｂは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＮｂ量は０〜０．１００％である。
Nb: 0 to 0.100%
Nb is an element that improves the strength of the base metal. When the amount of Nb is large, island-shaped martensite is likely to be formed, and the toughness is lowered. Nb does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Nb is 0 to 0.100%.
Ｂ ：０〜０．００２０％
Ｂは母材の焼入れ性向上、粒界フェライト形成抑制に有効な元素である。Ｂ量が多くなると、効果は飽和する。Ｂは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＢ量は０〜０．００２０％である。
B: 0 to 0.0020%
B is an element effective for improving the hardenability of the base material and suppressing the formation of intergranular ferrite. As the amount of B increases, the effect saturates. B does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and a suitable amount of B is 0 to 0.0020%.
Ｖ ：０〜０．０６０％
Ｖは母材強度を向上させる元素である。Ｖ量が大きくなると、析出硬化によって降伏比が上昇することがある。Ｖは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＶ量は０〜０．０６０％である。
V: 0 to 0.060%
V is an element that improves the strength of the base metal. As the amount of V increases, the yield ratio may increase due to precipitation hardening. V does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and a suitable amount of V is 0 to 0.060%.
Ｍｇ：０〜０．０１００％
ＭｇはＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＳのような介在物を形成する元素である。ＭｇＡｌ２Ｏ４はＴｉＮ上に析出する。これらの介在物はピニング粒子として作用し、ＨＡＺのオーステナイト粒の粗大化を抑制してミクロ組織を微細化し、低温靱性を改善する。Ｍｇ量が多くなると、効果は飽和する。Ｍｇは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なＭｇ量は０〜０．０１００％である。
Mg: 0 to 0.0100%
Mg is an element that forms inclusions such as MgAl 2 O 4 and MgS. MgAl 2 O 4 precipitates on TiN. These inclusions act as pinning particles, suppress the coarsening of austenite particles in HAZ, refine the microstructure, and improve low temperature toughness. As the amount of Mg increases, the effect saturates. Mg does not necessarily have to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the preferable amount of Mg is 0 to 0.0100%.
以上説明した以外の残部は、Ｆｅ及び不純物である。不純物とは、原材料に含まれる、あるいは製造の過程で混入する成分であり、意図的に鋼に含有させたものではない成分のことをいう。 The rest other than those described above are Fe and impurities. Impurities are components contained in raw materials or mixed in during the manufacturing process, and are components not intentionally contained in steel.
具体的には、Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｏ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｂｉ、及びＨがあげられる。このうち、Ｐ、Ｓ、及びＯは、上述の好適な範囲となるように制御されることが好ましい。 Specific examples thereof include P, S, O, Sb, Sn, W, Co, As, Pb, Bi, and H. Of these, P, S, and O are preferably controlled so as to be in the above-mentioned preferable range.
その他の元素については、通常、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｏ、及びＡｓは０．１％以下、Ｐｂ及びＢｉは０．００５％以下、Ｈは０．０００５％以下の不可避的不純物としての混入があり得るが、通常の範囲であれば、特に制御する必要はない。 For other elements, Sb, Sn, W, Co, and As are usually mixed in as unavoidable impurities of 0.1% or less, Pb and Bi in 0.005% or less, and H in 0.0005% or less. It is possible, but if it is in the normal range, there is no need to control it.
本発明の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Examples of the present invention will be described. The conditions in the examples are one condition example adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this one condition example. In the present invention, various conditions can be adopted as long as the gist of the present invention is not deviated and the object of the present invention is achieved.
種々の成分組成の鋼材を溶製し、精錬された溶鋼を連続鋳造法によりスラブにし、１２００℃に加熱後、熱間圧延を行い、熱延仕上げ前温度を１０００℃、巻取り温度を５００〜７００℃として板厚４０〜１００ｍｍの鋼板を作製した。表１に鋼板の板厚、成分組成、及び引張強さを示す。 Steel materials with various composition compositions are melted, refined molten steel is made into slabs by a continuous casting method, heated to 1200 ° C, and then hot rolled, the temperature before hot rolling finish is 1000 ° C, and the winding temperature is 500 to 500. A steel plate having a plate thickness of 40 to 100 mm was produced at 700 ° C. Table 1 shows the thickness, composition, and tensile strength of the steel sheet.
次に、鋼板をロール成型し、突合せ部分を仮付け溶接した後、長手方向に溶接した。さらに、入熱５〜６０ｋＪ／ｍｍの範囲で単電極あるいは２電極で中継ぎ円周溶接した。円周溶接はVあるいはK形状の開先加工を施した鋼管を突合せた部分に、単電極のサブマージアーク溶接を行った。パス間温度は１００〜２５０℃の範囲で制御した。表２に得られた溶接金属の成分を示す。 Next, the steel sheet was roll-molded, the butt portion was temporarily attached and welded, and then welded in the longitudinal direction. Further, the relay circumference was welded with a single electrode or two electrodes in a heat input range of 5 to 60 kJ / mm. Circumferential welding was performed by submerged arc welding of a single electrode on the abutted portion of the V or K-shaped grooved steel pipe. The temperature between passes was controlled in the range of 100 to 250 ° C. Table 2 shows the components of the obtained weld metal.
サブマージアーク溶接後、溶接金属組織（アシキュラーフェライト、粒界フェライトと島状マルテンサイトの合計）の面積率（％）、溶接金属部のＥＢＳＤ粒径、溶接金属の引張強さ及びシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーを測定した。 After submerged arc welding, the area ratio (%) of the weld metal structure (total of acylular ferrite, grain boundary ferrite and island-like martensite), EBSD particle size of the weld metal part, tensile strength of the weld metal and Charpy impact test The absorbed energy was measured.
表３に、その結果を示す。表３におけるＡＦ率、ＧＢＦ率、ＭＡ率はそれぞれ、溶接金属組織におけるアシキュラーフェライト、粒界フェライト、島状マルテンサイトの面積率を示す。 The results are shown in Table 3. The AF rate, GBF rate, and MA rate in Table 3 show the area ratios of acicular ferrite, grain boundary ferrite, and island martensite in the weld metal structure, respectively.
シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーは、次のように測定した。 The absorbed energy of the Charpy impact test was measured as follows.
図１に示すように、鋼板の表層から１／４ｍｍｔ位置の溶接金属部中央からシャルピー試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ２２４２に従って、−５℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギーを測定した。吸収エネルギーは、シャルピー衝撃試験を３回行い、その平均値とし、１００Ｊ未満のものを靭性が不良と判断した。
As shown in FIG. 1, a Charpy test piece was taken from the center of the weld metal portion at a
組織の面積率は、次のように測定した。 The area ratio of the tissue was measured as follows.
２パス目の表層から肉厚ｔ／４位置の溶接ビード幅の１／２部を試験片採取し、研磨後、ナイタル腐食及びレペラ腐食を行い、現出した組織を光学顕微鏡にて、１０００μｍ×１０００μｍの範囲で観察される組織を対象に１０視野測定し、得られた像を画像解析し、各組織の平均面積率を算出して求めた。 From the surface layer of the second pass, 1/2 part of the weld bead width at the wall thickness t / 4 position was sampled, and after polishing, nightal corrosion and repera corrosion were performed, and the exposed structure was examined with an optical microscope at 1000 μm ×. Ten fields of measurement were performed on the tissues observed in the range of 1000 μm, the obtained images were image-analyzed, and the average area ratio of each tissue was calculated and obtained.
ＥＢＳＤ粒径は５００μｍ×５００μｍの範囲で２０視野ＥＢＳＤ解析し、結晶方位差１５°で区切ったときの結晶粒サイズの平均とした。 The EBSD particle size was analyzed by 20-field EBSD in the range of 500 μm × 500 μm, and was taken as the average of the crystal grain sizes when separated by a crystal orientation difference of 15 °.
表３に示すように、本発明の溶接継手成分組成を満足する発明例は、いずれも、−５℃におけるシャルピー吸収エネルギーが１００Ｊ以上であり、優れた溶接金属部靱性を有するものであった。 As shown in Table 3, all of the invention examples satisfying the welded joint component composition of the present invention had a Charpy absorption energy of 100 J or more at −5 ° C. and had excellent weld metal part toughness.
Claims (6)
前記母材は板厚４０ｍｍ以上のベンディングロール鋼管であり、
前記円周溶接部の溶接金属の成分が、質量％で、
Ｃ ：０．０３０〜０．１５０％、
Ｓｉ：０．５０％以下、
Ｍｎ：０．５０〜２．００％、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．０１０％以下、
Ｃｕ：０％超、０．５０％以下、
Ａｌ：０．００１０〜０．０５００％、
Ｔｉ：０．００２０％〜０．０５００％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
Ｏ ：０．０１５０〜０．０６００％、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物であり、
０．３００≦Ａｌ／Ｏ≦１．０００を満たし、
α´＝（１．５×（Ｏ−０．８９Ａｌ）＋３．４×Ｎ−Ｔｉ）×１０００で定義されるα’が０％以上、６０．０％以下であり、
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５で定義されるＣｅｑが０．３５０％以上、０．５００％以下であり、
Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋（Ｍｎ＋Ｃｕ＋Ｃｒ）／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂで定義されるＰｃｍが０．３０％以下である
ことを特徴する中継ぎベンディングロール鋼管。
ここで、上記の式中の元素記号は、各元素の含有量（質量％）である。 A middle-joint bending roll steel pipe having two base materials and a circumferential weld that relays the two base materials.
The base material is a bending roll steel pipe having a plate thickness of 40 mm or more.
The component of the weld metal in the circumferential weld is mass%.
C: 0.030 to 0.150%,
Si: 0.50% or less,
Mn: 0.50 to 2.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cu: Over 0%, 0.50% or less,
Al: 0.0010 to 0.0500%,
Ti: 0.0020% to 0.0500%,
N: 0.0100% or less,
O: 0.0150 to 0.0600%,
Is contained, and the balance is Fe and impurities.
Satisfy 0.300 ≤ Al / O ≤ 1.000,
α'defined by α'= (1.5 x (O-0.89 Al) + 3.4 x N-Ti) x 1000 is 0% or more and 60.0% or less.
The Ceq defined by Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5+ (Ni + Cu) / 15 is 0.350% or more and 0.500% or less.
A middle-relief bending roll steel pipe characterized in that Pcm defined by Pcm = C + Si / 30 + (Mn + Cu + Cr) / 20 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5B is 0.30% or less.
Here, the element symbol in the above formula is the content (mass%) of each element.
Ｎｉ：０〜０．５０％、
Ｃｒ：０〜０．５０％、
Ｍｏ：０〜０．５０％、
Ｖ ：０〜０．０５０％、
Ｎｂ：０〜０．０５０％、
Ｂ ：０〜０．０１００％、
Ｍｇ：０〜０．０１０％、及び
Ｃａ：０〜０．００６０％
からなる群から選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の中継ぎベンディングロール鋼管。 The component of the weld metal replaces a part of the Fe.
Ni: 0 to 0.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 0-0.50%,
V: 0 to 0.050%,
Nb: 0 to 0.050%,
B: 0 to 0.0100%,
Mg: 0 to 0.010% and Ca: 0 to 0.0060%
The relay bending roll steel pipe according to claim 1 or 2, which contains one kind or two or more kinds selected from the group consisting of.
Ｃ ：０．０３０〜０．１５０％、
Ｓｉ：０．５５％以下、
Ｍｎ：０．５０〜２．００％、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％、
Ｎ ：０．００２０〜０．００６０％、
Ｏ ：０．００５０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の中継ぎベンディングロール鋼管。 The component of the base material is mass%,
C: 0.030 to 0.150%,
Si: 0.55% or less,
Mn: 0.50 to 2.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Al: 0.100% or less,
Ti: 0.005 to 0.030%,
N: 0.0020 to 0.0060%,
O: 0.0050% or less,
The intermediate bending roll steel pipe according to any one of claims 1 to 4, wherein the intermediate bending roll steel pipe contains Fe and impurities as a balance.
Ｃａ：０〜０．００５０％、
Ｎｉ：０〜０．５０％、
Ｃｒ：０〜０．５０％、
Ｃｕ：０〜０．５０％、
Ｍｏ：０〜０．５０％、
Ｎｂ：０〜０．１００％、
Ｂ ：０〜０．００２０％、
Ｖ ：０〜０．０６０％、及び
Ｍｇ：０〜０．０１００％
からなる群から選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項５に記載の中継ぎベンディングロール鋼管。 The component of the base material replaces a part of the Fe,
Ca: 0-0.0050%,
Ni: 0 to 0.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Cu: 0-0.50%,
Mo: 0-0.50%,
Nb: 0 to 0.100%,
B: 0 to 0.0020%,
V: 0 to 0.060%, and Mg: 0 to 0.0100%
The relay bending roll steel pipe according to claim 5, further comprising one or more selected from the group consisting of.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024057534A1 (en) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 日本製鉄株式会社 | Baked flux, method for manufacturing submerged-arc-welded joint, and submerged-arc-welded joint |
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2020
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