JP3228051B2 - 耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法Info
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的確に向上せしめることにより、耐摩耗性が要求される
用途に用いることが可能な耐摩耗性に優れる電縫鋼管の
製造方法に関する。
石スラリー等のスラリー状物質等の硬質物を含む物質の
輸送管として電縫鋼管が使用されている。この用途に使
用される電縫鋼管には優れた耐摩耗性が要求される。
とが知られている。多量の合金元素を含む鋼を用いて電
縫溶接し、電縫鋼管とした後に管全体を熱処理して高硬
度とすることにより耐摩耗性を向上させることが行われ
ているが、添加する合金元素が高価であり、あるいは管
全体を加熱するための熱処理設備が大規模となり設備費
用、熱処理費用が高価であるという問題点がある(特開
平5−98351号公報等)。
織とし、内面以外の部位に変形性能をもたせた技術が開
示されている。例えば、特公昭61−3374号公報に
は、製管後管体を加熱して管内面のみを焼き入れる技
術、特開平3−267315号公報には、素材鋼板を熱
間圧延し製造する段階で、管内面となる片面のみを焼き
入れる技術が開示されている。しかし、これらの技術に
よるものは硬化層の厚さが薄いことから、硬化層が摩耗
により減少するような環境では、長期間使用できないと
いう問題点がある。
開平6−17188号公報に開示される技術がある。こ
の技術は鋼組織を、軟質な地組織中に硬質の組織を分散
させた複合組織とすることにより、耐摩耗性と加工性を
両立させたものであり、特定の組成の成分を含む鋼につ
いて、フェライトあるいはベイナイトからなる地組織中
に硬質の島状マルテンサイトを5%以上の面積分率で分
散した組織の鋼材とすることにより加工性と耐摩耗性を
両立させたものであり、耐摩耗性の優れた安価な溶接鋼
管用素材として好適である。
に開示されている鋼材を用いて電縫溶接鋼管を製造し
た。その結果、溶接ままの鋼管は溶接部の靱性が劣って
おり、また溶接後電縫溶接部に常用される熱処理を施し
たものは、溶接部の硬度が母材に比べて大幅に低下し、
母材の持つ優れた耐摩耗性を十分に生かすことができな
いため、この電縫鋼管を耐摩耗性が要求される用途に使
用出来ないことがわかった。本発明は、かかる点を勘案
してなされたものであり、耐摩耗性に優れた溶接鋼管を
安価に得ることのできる電縫溶接鋼管の製造方法を提供
することを目的とする。
点を改善するために電縫溶接鋼管の熱処理条件について
詳細に検討した。その結果、電縫溶接部を常用される熱
処理温度よりも大幅に高い温度域で熱処理することによ
り、電縫溶接部について、靱性を損なうことなく、その
硬度を母材と同等にすることが可能であることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づいてなされたもので
あり、その特徴とする構成は次のとおりである。
%、Si:0.50〜2.00%、Mn:0.50〜
2.50%を含有し、フェライトまたはベイナイトから
なる地組織中に面積分率で5%以上の島状マルテンサイ
トを分散した組織の鋼材を用いて電縫溶接後、引続き電
縫溶接部を1000〜1150℃の温度に加熱して熱処
理する耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法。
%、Si:0.50〜2.00%、Mn:0.50〜
2.50%、さらにCu:0.05〜1.00%、N
i:0.05〜2.00%、Cr:0.05〜0.5
%、Mo:0.05〜0.5%、Nb:0.005〜
0.10%、V:0.005〜0.10%、Ti:0.
005〜0.10%、B:3〜20ppmの内から選ば
れた一種以上を含有し、フェライトまたはベイナイトか
らなる地組織中に面積分率で5%以上の島状マルテンサ
イトを分散した組織の鋼材を用いて電縫溶接後、引続き
電縫溶接部を1000〜1150℃の温度に加熱して熱
処理する耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法。
には、電縫溶接後に、オンラインで溶接部を含む鋼管の
一部分について熱処理することが有利であり、かつ短時
間の熱処理を可能とすることがオンラインの熱処理に不
可欠であると考えて、常用の熱処理温度よりも高温域に
おける熱処理を検討した。その結果、常用の熱処理温度
より大幅に高い温度で熱処理することにより溶接部の硬
度を母材と同等にできるのみならず、その靱性が母材と
同等以上にすることができることを見出した。
780℃に再加熱後、20℃/秒で冷却して、硬度がH
v253、島状マルテンサイトの面積分率が21%の電
縫鋼管用の素材鋼材を製造した。この鋼材を用いて溶接
速度10.0m/分、入力175kwの条件で電縫溶接
をして電縫鋼管を製造した。この電縫鋼管の溶接部を誘
導加熱による熱処理シュミレーターにより、表2に記載
の熱処理条件により熱処理した。熱処理後の鋼管の母
材、溶接部の硬度、靱性を調査した。硬度はHv(荷重
500g)により測定した。靱性はシャルピー試験によ
り、0℃におけるシャルピー吸収エネルギーを測定し
た。調査結果を図1に示す。
部の靱性が優れるが硬度は著しく低下する。加熱温度が
低いために、焼き入れ性が不十分となり、フェライトと
パーライトの軟化組織が生成され、フェライトの存在に
より靱性が優れるが、硬質な島状マルテンサイトが生成
されないので硬度が著しく低下したと考えられる。
溶接部の硬度は母材と同等のHv240以上になり、靱
性も優れる。加熱後の焼き入れ性が十分であるので、フ
ェライトに加えて島状マルテンサイトが生成されてい
る。硬質の島状マルテンサイトが生成されているので硬
度は母材と同等になり、また、軟質なフェライトが形成
されていることに加えて熱処理時に生成した島状マルテ
ンサイトが焼き戻りにより軟化したために母材と同等以
上の靱性を示したと考えられる。
電縫溶接部の硬度がさらに高くなり、靱性が著しく低下
する。これはオーステナイト粒径の粗大化により焼き入
れ性が増大したため、熱処理前の電縫鋼管溶接ままの組
織と同等の組織となり、電縫溶接部を熱処理した効果が
発揮できないことによると考えられる。
と同等の硬度を得るには熱処理温度を1000℃以上と
することが有効である。しかし、加熱温度は1150℃
を超えると電縫溶接部の硬度が過度に高くまた靱性が低
下するので、熱処理温度は1150℃以下とするのが望
ましい。
る。本発明では、電縫鋼管の素材鋼材の組織はフェライ
トまたはベイナイトからなる地組織中に面積分率で5%
以上の島状マルテンサイトが分散した組織であることが
必要である。素材鋼材の前記組織は電縫溶接後も鋼管の
母材部に残り、電縫鋼管として必要な耐摩耗性と加工性
を確保できる。地組織がフェライトまたはベイナイトで
あるので加工性が優れ、また、地組織中に分散した面積
分率で5%以上の島状マルテンサイトは高硬度であるの
で図2、図3に示す如く耐摩耗性が優れる。
中の基本成分として下記の含有量のC、Si、Mnを含
有することが不可欠である。
必要がある。高い耐摩耗性を得るために不可欠な島状マ
ルテンサイトを生成させるための必須の成分である。含
有量が0.05%未満では、面積分率で5%以上の島状
マルテンサイトを生成することができない。また、その
量が0.20%を超えると溶接性が劣化する。
る必要がある。オーステナイトの焼き入れ性を向上し、
島状マルテンサイトを生成するための必須の成分であ
る。Cの第2相への濃縮を助長し、第2相にパーライト
の生成を防ぎ、ベイナイトの生成を遅らせる作用があ
る。0.50%未満では、面積分率で5%以上の島状マ
ルテンサイトを生成することができない。また、その量
が2.00%を超えると溶接性が劣化する。
る必要がある。オーステナイトの焼き入れ性を上げて、
島状マルテンサイトを生成させるための必須の成分であ
る。0.50%未満では焼き入れ効果が小さく、面積分
率で5%以上の島状マルテンサイトを生成することがで
きない。また、その量が2.50%を超えると溶接性が
劣化する。
前記した基本の3成分に加えてさらに以下の成分元素か
ら選ばれた1種以上を鋼中に含有することができる。C
u:0.05〜1.00%、Ni:0.05〜2.00
%、Cr:0.05〜0.5%、Mo:0.05〜0.
5%、Nb:0.005〜0.10%、V:0.005
〜0.10%、Ti:0.005〜0.10%、B:3
〜20ppm
ーステナイトの焼き入れ性が向上し、よって、島状マル
テンサイトの面積分率があがることに加えて、固溶強
化、析出強化により、地組織および第2相の硬度が上が
り、耐摩耗性の向上に寄与する。
の含有量が下限未満では、島状マルテンサイトの面積分
率の向上あるいは固溶強化、析出強化による地組織およ
び第2相の硬度上昇による耐摩耗性の向上への効果を発
揮せず、また、上限を超えると溶接性が劣化することに
よる。
はベイナイトからなる地組織中に面積分率で5%以上の
島状マルテンサイトの組織を得るための鋼材の製造方法
は特に限定しないが、例えば、熱間圧延した鋼材をAc
1 〜Ac3 温度のフェライトとオーステナイトの2相域
に加熱後冷却する方法や、鋼の母組織がアッパーベイナ
イトとなるような熱処理が例示できる。
ライトあるいはベイナイトからなるので加工性に優れて
いる。
なる地組織中に面積分率で5%以上の島状マルテンサイ
トを含む組織をもつ鋼材を素材として、電縫溶接を施し
た後、電縫溶接部を加熱して熱処理を施して電縫溶接鋼
管とする。
る方法によることができる。また、電縫溶接部の熱処理
は常用される熱処理装置を用いて、1000〜1150
℃の温度に加熱して熱処理をする必要がある。加熱温度
が1000℃未満では溶接部の硬度が低く、母材と同等
の耐摩耗性を確保できない。また、1150℃を超える
と溶接部の靱性が低下する。
は、母材がフェライトまたはベイナイトからなる地組織
中に面積分率で5%以上の島状のマルテンサイトを含む
組織からなっているので、耐摩耗性、加工性に優れる。
また、溶接部の硬度は母材と同等であり、さらに靱性は
母材と同等以上である。熱処理後の電縫鋼管を耐摩耗用
途に使用した場合、鋼管全体として優れた耐摩耗性を発
揮することができる。
てフェライトまたはベイナイトの地組織中に面積分率で
11〜24%の島状マルテンサイトが分散した組織の鋼
材を準備した。この鋼材を用いて溶接速度10.0m/
分、入力175kwの条件で電縫溶接をして電縫鋼管を
製造した。この電縫管の溶接部を誘導加熱による熱処理
シュミレーターにより、急速加熱によって熱処理温度ま
で加熱した後、引続き空冷相当の冷却速度で冷却して電
縫鋼管を得た。この電縫鋼管の熱処理後の母材、溶接部
の硬度、靱性を調査した。硬度はHv(荷重500g)
により測定した。また、靱性はシャルピー試験により、
0℃におけるシャルピー吸収エネルギーを調査した。熱
処理条件、調査結果を表2、表3に示す。
同等であり、また吸収エネルギー値は母材より幾分優れ
る。一方、比較例については硬度が母材と比較して著し
く劣化していたり、吸収エネルギー値が低い。
材と同等であり、また靱性が母材と同等以上であり、耐
摩耗性に優れた電縫鋼管を安価に製造することができ
る。
との関係を示す図。
性能に及ぼす影響について示す図。
響について示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 wt%で、C:0.05〜0.20%、
Si:0.50〜2.00%、Mn:0.50〜2.5
0%を含有し、フェライトまたはベイナイトからなる地
組織中に面積分率で5%以上の島状マルテンサイトを分
散した組織の鋼材を用いて電縫溶接後、引続き電縫溶接
部を1000〜1150℃の温度に加熱して熱処理する
ことを特徴とする耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方
法。 - 【請求項2】 wt%で、C:0.05〜0.20%、
Si:0.50〜2.00%、Mn:0.50〜2.5
0%、さらにCu:0.05〜1.00%、Ni:0.
05〜2.00%、Cr:0.05〜0.5%、Mo:
0.05〜0.5%、Nb:0.005〜0.10%、
V:0.005〜0.10%、Ti:0.005〜0.
10%、B:3〜20ppmの内から選ばれた一種以上
を含有し、フェライトまたはベイナイトからなる地組織
中に面積分率で5%以上の島状マルテンサイトを分散し
た組織の鋼材を用いて電縫溶接後、引続き電縫溶接部を
1000〜1150℃の温度に加熱して熱処理すること
を特徴とする耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04295895A JP3228051B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08239732A JPH08239732A (ja) | 1996-09-17 |
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JP04295895A Expired - Fee Related JP3228051B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 耐摩耗性に優れた電縫鋼管の製造方法 |
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JP (1) | JP3228051B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102421943B1 (ko) * | 2020-12-03 | 2022-07-15 | 장진호 | 손 소독제 용기의 토출밸브 누름장치 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009014238A1 (ja) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Nippon Steel Corporation | 変形特性に優れた鋼管及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP04295895A patent/JP3228051B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR102421943B1 (ko) * | 2020-12-03 | 2022-07-15 | 장진호 | 손 소독제 용기의 토출밸브 누름장치 |
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