JP5056990B2 - 高Cr−高Ni合金からなる継目無管用丸鋼片の製造方法、およびその丸鋼片を用いた継目無管の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)穿孔機(ピアサ)により、所定温度に加熱された丸ビレットを穿孔圧延し、中空素管(ホローシェル)に成形する;
(2)延伸圧延機(例:マンドレルミル、プラグミル)により、中空素管を延伸圧延する;
(3)定径圧延機(例:サイザ、ストレッチレデューサ)により、延伸圧延された素管を所定の外径と肉厚に定径圧延し、製品管に仕上げる。
(1)穿孔圧延時に管端割れの発生を防止すること;
(2)継目無管を歩留り良く製造すること。
当該継目無管用丸鋼片の製造方法は、
鋳片の横断面の短辺長さをH(mm)、および丸鋼片の直径をD(mm)とした場合に、1.3≦H/D≦1.8の関係を満足する条件で分塊圧延する
ことを特徴とする継目無管用丸鋼片の製造方法。
ことを特徴とするマンネスマン製管法による継目無管の製造方法。
(1)高Cr−高Ni合金の継目無管を製造する場合であっても、穿孔圧延時に管端割れの発生を防止できること;
(2)管端割れの発生に伴う不良部のロスを抑制し、高Cr−高Ni合金の継目無管を歩留り良く製造できること。
本発明の継目無管用丸鋼片の製造方法の優れた効果は、本発明の継目無管の製造方法によって十分に発揮させることができる。
本発明で採用する高Cr−高Ni合金の具体的な組成は、以下の通りである。以下の記述において、成分含有量の「%」は「質量%」を意味する。
Crは、Niとの共存下において、耐応力腐食割れ性に代表される耐硫化水素腐食性を向上させるのに有効な元素である。しかし、その含有量が20%未満では、その効果が得られない。一方、その含有量が30%を超えると、上記の効果は飽和し、熱間加工性の観点からも好ましくない。そこで、Cr含有量の適正範囲は20〜30%とする。
Niは、耐硫化水素腐食性を向上させる作用を有する元素である。しかし、その含有量が30%未満では、合金の外表面にNi硫化物皮膜が十分に生成しないため、Niを含有させる効果が得られない。一方、50%を超えるNiを含有させても、その効果は飽和するため、合金コストに見合った効果が得られずに経済性を損なう。そこで、Ni含有量の適正範囲は30〜50%とする。
MoおよびWは、ともに耐孔食性を改善する作用を有する元素であり、いずれか一方または両方を添加することができる。しかし、その含有量が「Mo+0.5W」で1.5%未満では、その効果が得られないので、「Mo+0.5W」で1.5%以上とする。また、これらの元素は必要以上に含有させてもその効果が飽和するだけであり、過度の含有は熱間加工性を低下させる。したがって、「Mo+0.5W」の値が10%以下の範囲内で含有させる。
Cは、Cr、Mo、Feなどと炭化物を形成するが、その含有量が増加すると延性値と靱性値が低下する。このため、Cの含有量は0.04%以下に制限するのが好ましい。
Siは、σ相の生成を防止し、延性および靱性の低下を抑制するために、できるだけ含有量を少なくする方がよい。したがって、Siの含有量は0.5%以下に制限するのが好ましい。
Mnは、熱間加工性の向上に寄与する。このため、Mnを0.01%以上含有させるのが好ましい。しかし、その含有量が過剰になると、耐食性が劣化する場合があるので、3.0%以下とするのが好ましい。したがって、Mnを含有させる場合には、その含有量を0.01〜3.0%の範囲とするのがよい。特に、σ相の生成が問題となる場合には、その含有量を0.01〜1.0%とするのがより好ましい。
Pは、通常は不純物として合金中に含まれるが、熱間加工性などに悪影響を及ぼす元素である。また、Pは、結晶粒界に集積し、程度によっては管端割れを助長することから、その含有量を少なくする方がよい。このため、Pの含有量は0.03%以下に制限するのが好ましい。
Sも不純物として合金中に含まれるが、靱性などに悪影響を及ぼす元素である。また、Sも、結晶粒界に集積し、程度によっては管端割れを助長することから、その含有量を少なくする方がよい。このため、Sの含有量は0.03%以下に制限するのが好ましい。
Cuは、クリープ破断強度を向上させるのに有効な元素であり、0.01%以上含有させるのが好ましい。しかし、その含有量が1.5%を超えると、合金の延性が低下する場合がある。したがって、Cuの含有量は0.01〜1.5%の範囲とするのが好ましい。
Alは、脱酸剤として有効であるが、σ相等の金属間化合物の生成を助長する。このため、Alの含有量は0.20%以下に制限するのが好ましい。
Nは、固溶強化元素であり、高強度化に寄与するとともに、σ相等の金属間化合物の生成を抑制して、靱性の向上に寄与する。このため、Nは0.0005%以上含有させるのが好ましい。しかし、その含有量が0.2%を超えると、耐孔食性が劣化するおそれがある。このため、Nの含有量は0.0005〜0.2%の範囲とするのが好ましい。
Caは、熱間加工性を阻害するSを硫化物として固着するが、その含有量が過剰な場合、かえって熱間加工性を劣化させる。このため、Caの含有量は0.005%以下に制限するのが好ましい。
本発明において、高Cr−高Ni合金の継目無管は、上記の必須含有元素を含有し、さらに必要に応じて任意含有元素を含有し、残部がFeおよび不純物からなる高合金により製造される管であり、工業的に慣用される製造設備および製造方法により製造することができる。例えば、高合金の溶製には、電気炉、アルゴン−酸素混合ガス底吹き脱炭炉(AOD炉)や真空脱炭炉(VOD炉)などを利用することができる。
○:良。管端割れが認められなかったことを示す。
×:不可。管端割れが認められたことを示す。
Claims (2)
- Crを20〜30質量%、Niを30〜50質量%、ならびにMoおよびWの1種以上をMo+0.5Wで1.5〜10質量%含有する高Cr−高Ni合金からなり、横断面が矩形の連続鋳造鋳片を分塊圧延し、マンネスマン製管法による継目無管の素材となる直径が150〜400mmの丸鋼片を製造する方法であって、
当該継目無管用丸鋼片の製造方法は、
鋳片の横断面の短辺長さをH(mm)、および丸鋼片の直径をD(mm)とした場合に、1.3≦H/D≦1.8の関係を満足する条件で分塊圧延する
ことを特徴とする継目無管用丸鋼片の製造方法。 - 請求項1に記載の丸鋼片を穿孔機により穿孔圧延して中空素管に成形し、この中空素管を延伸圧延機により延伸圧延し定径圧延機により定径圧延する
ことを特徴とするマンネスマン製管法による継目無管の製造方法。
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