JP5472071B2 - Steel for line pipe - Google Patents

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本発明は、API 5L X60〜70グレード(引張強度が520MPa以上760MPa以下、降伏強度が415MPa以上635MPa以下)に相当するラインパイプ用鋼材に関し、特に歪時効後においても優れた変形性能を備えたラインパイプ用鋼材に関する。     The present invention relates to a steel for line pipes corresponding to API 5L X60-70 grade (tensile strength is 520 MPa to 760 MPa and yield strength is 415 MPa to 635 MPa), and particularly a line having excellent deformation performance even after strain aging. It relates to steel for pipes.

天然ガス、原油等を長距離輸送するときには、大径のラインパイプが用いられる。ラインパイプ用鋼材には、高い強度および靭性が求められるとともに、地震時、凍土融解/凍結時などの地盤移動によるパイプラインの破壊防止のため、歪に基づいた設計(Strain−Based Design)がされたもの、すなわち、高い変形性能を有するものであることが求められている。   Large diameter line pipes are used when transporting natural gas, crude oil, etc. over long distances. Steels for line pipes are required to have high strength and toughness, and are designed based on strain (Strain-Based Design) to prevent damage to the pipeline due to ground movement during earthquakes, thawing / freezing of frozen soil, etc. In other words, it is required to have a high deformation performance.

特に、母材に対しては局部座屈を防止するために変形性能および耐歪時効特性の向上が要望されている。変形性能は、降伏比(以下「YR」という。)が低く、かつ高い一様伸び(以下「U.El」という。)を有する場合などに向上する。変形性能は、製管加工による歪とコーティング時の加熱を受けて、鋼管が歪時効硬化し劣化する。また、一般に、高強度になるほど、歪時効後に高い変形性能を確保することが困難であると言われている。   In particular, the base material is required to be improved in deformation performance and strain aging resistance in order to prevent local buckling. Deformation performance is improved when the yield ratio (hereinafter referred to as “YR”) is low and has a high uniform elongation (hereinafter referred to as “U.El”). Deformation performance deteriorates due to strain aging hardening of steel pipes due to strain caused by pipe making and heating during coating. In general, it is said that the higher the strength, the more difficult it is to secure high deformation performance after strain aging.

こうした要求に対して、従来、化学組成および組織を制御して鋼材の耐歪時効特性を高める技術が開示されている。例えば、特許文献1および2には、フェライト、ベイナイトおよび島状マルテンサイトの3相組織からなる鋼が開示されている。   In response to such demands, techniques for improving the strain aging resistance of steel materials by controlling the chemical composition and structure have been disclosed. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose steels having a three-phase structure of ferrite, bainite, and island martensite.

特開2008−248328号公報JP 2008-248328 A 特開2008−248330号公報JP 2008-248330 A

一般に低降伏比で、かつ高一様伸びを有する鋼を得るには軟質相と硬質相を含んだ組織にするのが有効であることが知られている。特許文献1および2では、フェライトと3%以上の島状マルテンサイトを含むことで低い降伏比が得られるとされているが、その実施例では、降伏比80%以下を基準としており、実際、特許文献1および2の発明例における降伏比は75%以上である。   In general, it is known that a structure including a soft phase and a hard phase is effective for obtaining a steel having a low yield ratio and a high uniform elongation. In Patent Documents 1 and 2, it is said that a low yield ratio is obtained by including ferrite and 3% or more of island-like martensite, but in that example, the yield ratio is 80% or less as a standard. The yield ratio in the invention examples of Patent Documents 1 and 2 is 75% or more.

ここで、歪時効を受けた後の高変形性能を実現するためには歪時効前のYRを低くする必要がある。歪時効によるYRの上昇はミクロ組織に大きく依存し、低YR化は特に耐座屈性能の向上に効果を発揮する。歪時効後のYRは歪時効前のYRが低いほど低くなるため、歪時効前の低YR化を実現することが必要である。具体的には、歪時効前、すなわちラインパイプ製管前の鋼板の状態でYRを0.75未満とすることが重要である。歪時効前のYRを0.75未満とすることによって安定的に歪時効後の高い変形性能を確保できる。一方、歪時効前のYRが0.75以上の場合、成分・製造条件・ミクロ組織によっては、歪時効後の高い変形性能を達成することができなくなる。   Here, in order to realize high deformation performance after being subjected to strain aging, it is necessary to lower YR before strain aging. The increase in YR due to strain aging largely depends on the microstructure, and the reduction in YR is particularly effective in improving the buckling resistance. Since the YR after strain aging becomes lower as the YR before strain aging becomes lower, it is necessary to realize a low YR before strain aging. Specifically, it is important that the YR is less than 0.75 in the state of the steel plate before strain aging, that is, before the line pipe production. By setting YR before strain aging to less than 0.75, high deformation performance after strain aging can be stably secured. On the other hand, when the YR before strain aging is 0.75 or more, high deformation performance after strain aging cannot be achieved depending on the components, production conditions, and microstructure.

さらに、特許文献1および2で開示された技術では、最大で87%のフェライトを含むことができるとされている。しかし、フェライトの増加は、強度確保に不利であり、必ずしもAPI 5L X60〜70グレードに相当する強度を満足できるとは限らない。   Furthermore, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is said that a maximum of 87% ferrite can be included. However, the increase in ferrite is disadvantageous for securing the strength, and the strength corresponding to the API 5L X60-70 grade is not always satisfied.

よって、本発明は、ラインパイプの素材としてX60〜70グレードを満足する鋼材、すなわち、降伏強度が415〜635MPaで、引張強度が520〜760MPaである鋼材において優れた変形性能(具体的には、降伏比が0.75未満)を備えたラインパイプ用鋼材を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention is excellent in deformation performance (specifically, steel materials satisfying the X60 to 70 grade as the material of the line pipe, that is, steel materials having a yield strength of 415 to 635 MPa and a tensile strength of 520 to 760 MPa (specifically, It is an object to provide a steel material for a line pipe having a yield ratio of less than 0.75).

なお、ラインパイプ材の強度を規定したAPI 5L/ISO 3183 によれば、X60とは降伏強度:415〜565MPa、引張強度:520〜760MPaのもの、X70とは降伏強度:485〜635MPa、引張強度:570〜760MPaのものである。   In addition, according to API 5L / ISO 3183 which prescribed | regulated the intensity | strength of a line pipe material, X60 is a yield strength: 415-565MPa, tensile strength: 520-760MPa, X70 is a yield strength: 485-635MPa, tensile strength : 570 to 760 MPa.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、種々の検討を行った結果、次の(a)〜(e)に示す知見を得た。   As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors have obtained knowledge shown in the following (a) to (e).

(a)歪時効後に高い変形性能を得る、すなわち、低YRおよび高U.Elを両立するためには、それぞれの特性に有利なミクロ組織を有する複合組織とする必要がある。実質的にフェライト、ベイナイトおよび島状マルテンサイト(以下、「MA」という。)からなる複合組織とする。 (A) obtaining high deformation performance after strain aging, ie low YR and high U.D. In order to make El compatible, it is necessary to make it the composite structure which has the microstructure advantageous for each characteristic. The composite structure is substantially composed of ferrite, bainite, and island martensite (hereinafter referred to as “MA”).

(b)軟質相と硬質相の強度差が大きいほど、低YRおよび高U.Elの両立に有効であり、そのためには、MA量を増加させる必要がある。 (B) The greater the difference in strength between the soft phase and the hard phase, the lower the YR and the higher the U.V. This is effective in achieving both El and it is necessary to increase the amount of MA.

(c)フェライト占有面積率の増加は、変形性能の向上に有利であるが、強度の向上には不利である。よって、フェライト占有面積率は、これらの性能のバランスから設定する必要がある。また、フェライトの結晶粒径は、微細であるほど強度確保に有利であるため、一定値以下とする必要がある。 (C) The increase in the ferrite occupation area ratio is advantageous for improving the deformation performance, but it is disadvantageous for improving the strength. Therefore, it is necessary to set the ferrite occupation area ratio from the balance of these performances. Further, the finer the crystal grain size of ferrite, the more advantageous it is to ensure the strength.

したがって、高い強度および変形性能を両立するためには、フェライト組織の占有面積率および平均結晶粒径の調整が必要不可欠となる。   Accordingly, in order to achieve both high strength and deformation performance, it is essential to adjust the area ratio of the ferrite structure and the average crystal grain size.

(d)ベイナイト占有面積率の増加は、強度確保には有利であるが、変形性能の低下を招く。よって、フェライト占有面積率についても、強度および変形性能のバランスから設定する必要がある。 (D) An increase in the area ratio occupied by bainite is advantageous for securing the strength, but causes a decrease in deformation performance. Therefore, the ferrite occupation area ratio also needs to be set from the balance between strength and deformation performance.

(e)MA占有面積率の増加は、変形性能の向上、強度の上昇に有利であるが、MA占有面積率の過剰な増加は、変形特性が飽和する一方、母材靭性の低下を引き起こす。さらに、目標とする強度を超える場合がある。したがって、MA占有面積率は、変形性能と、強度および靭性とのバランスから設定する必要がある。 (E) An increase in the MA occupation area ratio is advantageous in improving the deformation performance and the strength, but an excessive increase in the MA occupation area ratio saturates the deformation characteristics while causing a decrease in the base material toughness. Furthermore, the target strength may be exceeded. Therefore, it is necessary to set the MA occupation area ratio from the balance between deformation performance, strength and toughness.

本発明者らは、上記の知見に基づき、鋭意研究を重ね、本発明を完成した。本発明は、下記の(1)〜(3)に示すラインパイプ用鋼材を要旨とする。   Based on the above findings, the present inventors have made extensive studies and completed the present invention. The gist of the present invention is a steel material for a line pipe shown in the following (1) to (3).

(1)520〜760MPaの引張強度と、415〜635MPaの降伏強度と、0.75未満の降伏比を有するラインパイプ用鋼材であって、質量%で、C:0.04〜0.10%、Si:0.05〜0.60%、Mn:1.3〜1.9%、Cr:0.01〜0.60%、V:0.01〜0.09%、Nb:0.001〜0.09%、Ti:0.005〜0.040%およびsol.Al:0.005〜0.060%を含有し、残部はFeおよび不純物からなり、不純物としてのP、S、NおよびOがそれぞれP:0.02%以下、S:0.005%以下、N:0.010%以下およびO:0.005%以下である化学組成を有し、かつ面積率で、平均結晶粒径が10μm以下のフェライト:40〜80%、ベイナイト:20〜60%、島状マルテンサイト:1.0〜5.0%からなるミクロ組織を有するラインパイプ用鋼材。   (1) A steel product for a line pipe having a tensile strength of 520 to 760 MPa, a yield strength of 415 to 635 MPa, and a yield ratio of less than 0.75, and in mass%, C: 0.04 to 0.10% , Si: 0.05 to 0.60%, Mn: 1.3 to 1.9%, Cr: 0.01 to 0.60%, V: 0.01 to 0.09%, Nb: 0.001 -0.09%, Ti: 0.005-0.040% and sol. Al: 0.005 to 0.060% is contained, the balance is made of Fe and impurities, and P, S, N and O as impurities are respectively P: 0.02% or less, S: 0.005% or less, Ferrite having a chemical composition of N: 0.010% or less and O: 0.005% or less and having an area ratio and an average crystal grain size of 10 μm or less: 40 to 80%, bainite: 20 to 60%, Island-like martensite: Steel for line pipes having a microstructure composed of 1.0 to 5.0%.

(2)Feの一部に代えて、さらに質量%で、Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Mo:0.5%以下およびB:0.01%以下から選択される1種以上を含有する上記(1)のラインパイプ用鋼材。   (2) In place of a part of Fe, further selected by mass%, Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Mo: 0.5% or less, and B: 0.01% or less (1) The steel material for line pipes of the above (1) containing 1 or more types.

(3)Feの一部に代えて、さらに質量%で、Ca:0.01%以下、REM:0.02%以下およびMg:0.008%以下から選択される1種以上を含有する上記(1)または(2)のラインパイプ用鋼材。   (3) In place of a part of Fe, further containing at least one selected from mass%, Ca: 0.01% or less, REM: 0.02% or less, and Mg: 0.008% or less (1) or (2) line pipe steel.

本発明によれば、X60〜70グレードを満足する鋼材でありながら、優れた変形性能を有するラインパイプ用鋼材を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, although it is steel materials which satisfy X60-70 grade, the steel material for line pipes which has the outstanding deformation | transformation performance can be provided.

以下、本発明の実施形態を説明する。以下の説明において、各元素の含有量についての「%」は「質量%」を意味し、ミクロ組織についての「%」は「面積率(面積%)」を意味する。   Embodiments of the present invention will be described below. In the following description, “%” for the content of each element means “mass%”, and “%” for the microstructure means “area ratio (area%)”.

(A)化学組成について
C:0.04〜0.10%
Cは、鋼材の強度を高めるために必要な元素である。520〜760MPaの引張強度を安定して得るために、Cは0.04%以上の含有量とする必要がある。またCはSiとの相互作用によりMA生成を促進させる効果がある。一方、Cの含有量が大きくなり過ぎると、母材の靭性および溶接性、さらにはその溶接熱影響部(以下、「HAZ」という。)の靭性が低下するだけでなく、耐歪時効特性の劣化が生ずる。したがって、Cの含有量を0.04〜0.10%とした。Cは0.05%を超えて含有させるのが好ましく、0.06%を超えて含有させるのがより好ましい。また、C含有量の好ましい上限は0.08%である。
(A) Chemical composition C: 0.04 to 0.10%
C is an element necessary for increasing the strength of the steel material. In order to stably obtain a tensile strength of 520 to 760 MPa, C needs to be a content of 0.04% or more. C also has an effect of promoting MA generation by interaction with Si. On the other hand, if the content of C becomes too large, not only the toughness and weldability of the base metal, but also the toughness of the weld heat affected zone (hereinafter referred to as “HAZ”) is deteriorated, as well as the resistance to strain aging. Degradation occurs. Therefore, the content of C is set to 0.04 to 0.10%. C is preferably contained in an amount exceeding 0.05%, and more preferably contained in an amount exceeding 0.06%. Moreover, the upper limit with preferable C content is 0.08%.

Si:0.05〜0.60%
Siは、セメンタイトの析出を抑制し、MAの生成を促進させる効果があり、歪時効前後で良好な変形性能、すなわち低YRおよび高U.Elを得るのに効果がある。これらの効果を得るために、Siを0.05%以上含有させる。しかしながら、Siの含有量が大きくなりすぎると、母材およびHAZの靱性の悪化が著しくなる。したがって、Siの含有量を0.05〜0.60%とした。Siは0.20%を超えて含有させるのが好ましい。また、Si含有量の好ましい上限は0.50%である。
Si: 0.05-0.60%
Si has the effect of suppressing the precipitation of cementite and promoting the formation of MA, and has good deformation performance before and after strain aging, that is, low YR and high U.V. Effective for obtaining El. In order to obtain these effects, 0.05% or more of Si is contained. However, when the Si content is too large, the deterioration of the toughness of the base material and the HAZ becomes significant. Therefore, the Si content is set to 0.05 to 0.60%. Si is preferably contained in an amount exceeding 0.20%. Moreover, the upper limit with preferable Si content is 0.50%.

Mn:1.3〜1.9%
Mnは、鋼材の強度を高める作用を有する。この効果を充分に得るためにMnを1.3%以上含有させる。一方、その含有量が過大となると溶接割れが起こりやすくなる。また、Mn含有量が過剰な場合には、良好な変形特性、すなわち、低YRおよび高U.Elを得ることが難しくなる。したがって、Mnの含有量を1.3〜1.9%とした。Mn含有量の好ましい下限は1.4%であり、より好ましい下限は1.5%である。また、Mn含有量の好ましい上限は1.8%であり、より好ましい上限1.7%である。
Mn: 1.3 to 1.9%
Mn has the effect | action which raises the intensity | strength of steel materials. In order to sufficiently obtain this effect, 1.3% or more of Mn is contained. On the other hand, if the content is excessive, weld cracks are likely to occur. Also, if the Mn content is excessive, good deformation characteristics, ie, low YR and high U.D. It becomes difficult to obtain El. Therefore, the Mn content is set to 1.3 to 1.9%. The minimum with preferable Mn content is 1.4%, and a more preferable minimum is 1.5%. Moreover, the upper limit with preferable Mn content is 1.8%, and a more preferable upper limit is 1.7%.

Cr:0.01〜0.60%
Crは、鋼材の強度を向上させるのに有効な元素であるので含有させる。この効果を得るにはCrを0.01%以上含有する必要である。一方、Cr含有量が過剰な場合、溶接割れが起こりやすくなる。したがって、Cr含有量は0.01〜0.60%とする。Cr含有量の好ましい下限は0.04%であり、より好ましい下限は0.08%である。一方、Crの含有量の好ましい上限は0.50%である。
Cr: 0.01-0.60%
Cr is contained because it is an effective element for improving the strength of the steel material. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.01% or more of Cr. On the other hand, if the Cr content is excessive, weld cracks are likely to occur. Therefore, the Cr content is set to 0.01 to 0.60%. The minimum with preferable Cr content is 0.04%, and a more preferable minimum is 0.08%. On the other hand, the preferable upper limit of the Cr content is 0.50%.

V:0.01〜0.09%
Vは、鋼材の強度を向上させるのに有効な元素である。この効果を得るにはVを0.01%以上含有させる必要がある。一方、V含有量が過剰な場合、延性および靱性が悪化する。したがって、V含有量は0.01〜0.09%とした。Vの含有量の好ましい下限は0.02%であり、より好ましい下限は0.03%である。一方、Vの含有量の好ましい上限は0.08%である。
V: 0.01 to 0.09%
V is an element effective for improving the strength of the steel material. In order to acquire this effect, it is necessary to contain V 0.01% or more. On the other hand, when the V content is excessive, ductility and toughness deteriorate. Therefore, the V content is set to 0.01 to 0.09%. The minimum with preferable content of V is 0.02%, and a more preferable minimum is 0.03%. On the other hand, the upper limit with preferable V content is 0.08%.

Nb:0.001〜0.09%
Nbは、鋼材の強度を向上させる効果を有するとともに、適切な圧延条件と組合せることにより、母材靱性を高める作用もある。このため、Nbは、0.001%以上含有させる必要がある。しかしながら、その含有量が多すぎると、母材とHAZの靱性が悪化する。したがって、Nbの含有量を0.001〜0.09%とした。好ましい下限は0.01%であり、より好ましい下限はである。また、好ましい上限は0.08%であり、より好ましい上限は0.07%である。
Nb: 0.001 to 0.09%
Nb has the effect of improving the strength of the steel material, and also has the effect of increasing the base material toughness by combining with appropriate rolling conditions. For this reason, Nb needs to be contained by 0.001% or more. However, when there is too much the content, the toughness of a base material and HAZ will deteriorate. Therefore, the Nb content is set to 0.001 to 0.09%. A preferred lower limit is 0.01%, and a more preferred lower limit is. Moreover, a preferable upper limit is 0.08% and a more preferable upper limit is 0.07%.

Ti:0.005〜0.040%
Tiは、耐歪時効特性に有害な元素のNと共に析出物(TiN)を形成し、N原子を安定化させ、耐歪時効特性を大幅に向上させるだけでなく、母材およびHAZの組織を微細化させて高強度鋼の母材とHAZの低温靭性を向上させる効果がある。しかし、その含有量が0.005%未満では前記の効果が得られず、逆に0.040%を超えて含有させると母材およびHAZの靭性が悪化する。よって、Ti含有量は0.005〜0.040%とした。好ましい下限は0.010%であり、好ましい上限は0.030%である。さらにTiとNの含有量の比(Ti/N)を4.0以上とすることが好ましい。
Ti: 0.005-0.040%
Ti forms precipitates (TiN) together with N, an element harmful to the strain aging resistance, stabilizes N atoms, greatly improves the strain aging resistance, and improves the base metal and HAZ structure. There is an effect of improving the low-temperature toughness of the high-strength steel base material and HAZ by refining. However, if the content is less than 0.005%, the above effect cannot be obtained. Conversely, if the content exceeds 0.040%, the toughness of the base material and the HAZ deteriorates. Therefore, the Ti content is set to 0.005 to 0.040%. A preferred lower limit is 0.010% and a preferred upper limit is 0.030%. Furthermore, the ratio of Ti and N content (Ti / N) is preferably 4.0 or more.

sol.Al:0.005〜0.060%
Alは、脱酸作用を有する元素であり、またU.Elの改善にも効果があるので、sol.Al(酸可溶Al)として0.005%以上含有させる。しかしながら、sol.Alの含有量が大きくなり過ぎると、HAZの靱性が悪化する。したがって、sol.Alの含有量を0.005〜0.060%とした。なお、sol.Alの含有量は下限を0.010%とするのが好ましく、上限を0.050%とすることが好ましい。
sol. Al: 0.005-0.060%
Al is an element having a deoxidizing action. Since it is effective in improving El, sol. It is contained 0.005% or more as Al (acid-soluble Al). However, sol. If the Al content becomes too large, the toughness of the HAZ will deteriorate. Therefore, sol. The Al content was 0.005 to 0.060%. Note that sol. The lower limit of the Al content is preferably 0.010%, and the upper limit is preferably 0.050%.

本発明に係るラインパイプ用鋼材の化学組成は、上記の各元素を含有し、残部はFeおよび不純物からなるものである。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分を意味する。不純物としてのP、S、NおよびOは、それぞれ下記の範囲まで許容できる。   The chemical composition of the steel product for line pipes according to the present invention contains each of the above elements, and the balance consists of Fe and impurities. An impurity means the component mixed by raw materials and other factors, such as an ore and a scrap, when manufacturing steel materials industrially. P, S, N and O as impurities can be allowed to the following ranges.

P:0.02%以下
Pは、靱性悪化の原因となる元素で、その含有量が多くなり、特に、0.02%を超えると、靱性の悪化が著しくなり易い。したがって、Pの含有量を0.02%以下とした。なお、Pの含有量は少ないほうがよく、0.01%以下とすることが好ましい。
P: 0.02% or less P is an element that causes deterioration of toughness, and its content increases. In particular, when it exceeds 0.02%, the deterioration of toughness tends to be remarkable. Therefore, the content of P is set to 0.02% or less. In addition, it is better that the content of P is small, and it is preferably 0.01% or less.

S:0.005%以下
Sは、含有量が多くなると延性または靱性に有害な介在物を多く生成する。特に、0.005%を超えると、介在物が多くなって延性の低下や靱性の悪化が著しくなる。したがって、Sの含有量を0.005%以下とした。なお、Sの含有量は少ないほうがよく、0.003%以下とすることが好ましい。
S: 0.005% or less S increases the content of inclusions that are harmful to ductility or toughness. In particular, when it exceeds 0.005%, inclusions increase and the ductility and the toughness deteriorate significantly. Therefore, the content of S is set to 0.005% or less. In addition, it is better that the content of S is small, and it is preferable that the content is 0.003% or less.

N:0.010%以下
Nは、耐歪時効特性に極めて有害な不純物元素であり、その含有量が0.010%を超えると、母材およびその溶接部の靭性低下が著しくなるだけでなく、他の耐歪時効特性向上対策を講じても良好な耐歪時効特性が得られなくなる。よって、N含有量は0.010%以下とした。なお、N含有量は少ないほうがよく、好ましい上限は0.005%である。
N: 0.010% or less N is an impurity element that is extremely harmful to the strain aging resistance characteristics. If its content exceeds 0.010%, not only the toughness of the base metal and its welded part is significantly reduced, but also N Even if other measures for improving anti-strain aging characteristics are taken, good anti-strain aging characteristics cannot be obtained. Therefore, the N content is set to 0.010% or less. In addition, it is better that the N content is small, and the preferable upper limit is 0.005%.

O:0.005%以下
Oは、含有量が微量であればフェライト生成核となる酸化物の生成に有効である場合があるものの、上記のNと同様に、耐歪時効特性に極めて有害な不純物元素であり、その含有量が多くなると母材およびその溶接部の靭性低下が著しくなるだけでなく、他の耐歪時効特性向上対策を講じても良好な耐歪時効特性が得られなくなる。したがって、Oの含有量を0.005%以下とした。なお、O含有量は少ないほうがよく、好ましい上限は0.0020%、より好ましい上限は0.0015%である。
O: 0.005% or less O may be effective for the formation of oxides that form ferrite nuclei if the content is very small, but is extremely detrimental to the strain aging resistance characteristics as in the case of N described above. If it is an impurity element and its content increases, not only will the toughness of the base metal and its weld be significantly reduced, but it will not be possible to obtain good strain aging characteristics even if other measures for improving strain aging characteristics are taken. Therefore, the content of O is set to 0.005% or less. In addition, it is better that the O content is small, and the preferable upper limit is 0.0020%, and the more preferable upper limit is 0.0015%.

本発明に係るラインパイプ用鋼材には、Feの一部に代えて、下記の元素を含有させてもよい。   The steel material for line pipes according to the present invention may contain the following elements instead of a part of Fe.

Cu:1.0%以下
Cuは、鋼材の強度を向上させる効果を有するので、必要に応じて含有させてもよいが、その含有量が大きいと、鋼材の表面性状や靱性が顕著に悪化する。したがって、Cuを含有させる場合の含有量を1.0%以下とした。上記の効果は0.05%以上含有させた場合に顕著となる。Cu含有量の好ましい下限は0.1%であり、より好ましい下限は0.2%である。また、好ましい上限は0.6%であり、より好ましい上限は0.5%である。
Cu: 1.0% or less Cu has an effect of improving the strength of the steel material, so it may be contained as necessary. However, if the content is large, the surface properties and toughness of the steel material are significantly deteriorated. . Therefore, the content when Cu is contained is set to 1.0% or less. The above effect becomes remarkable when 0.05% or more is contained. The minimum with preferable Cu content is 0.1%, and a more preferable minimum is 0.2%. Moreover, a preferable upper limit is 0.6% and a more preferable upper limit is 0.5%.

Ni:1.0%以下
Niは、鋼材の強度を向上させる作用があり、また、靱性を改善する作用もあるので、必要に応じて含有させてもよいが、Niの含有量が1.0%を超えると、コストアップに見合う効果が得られない。よって、Niを含有させる場合の含有量を1.5%以下とした。上記の効果は0.05%以上含有させた場合に顕著となる。Ni含有量の好ましい下限は0.1%であり、より好ましい下限は0.2%である。また、好ましい上限は0.8%であり、より好ましい上限は0.6%である。
Ni: 1.0% or less Ni has an effect of improving the strength of the steel material, and also has an effect of improving toughness. Therefore, Ni may be contained if necessary, but the Ni content is 1.0. If it exceeds%, an effect commensurate with the cost increase cannot be obtained. Therefore, the content when Ni is contained is set to 1.5% or less. The above effect becomes remarkable when 0.05% or more is contained. The minimum with preferable Ni content is 0.1%, and a more preferable minimum is 0.2%. Moreover, a preferable upper limit is 0.8% and a more preferable upper limit is 0.6%.

Mo:0.5%以下
Moは、鋼材の強度を向上させる効果を有し、さらにMA生成を促進する効果があるので、必要に応じて含有させてもよいが、その含有量が過大であると、歪時効による降伏強度の増加が大きくなり、変形特性が損なわれる。また、HAZの靱性悪化および溶接割れが発生し易くなる。そのため、Moを含有させる場合の含有量を0.50%以下とした。この効果が顕著となるのは0.04%以上含有させた場合である。Mo含有量の好ましい下限は0.05%であり、より好ましい下限は0.07%である。また、好ましい上限は0.4%であり、より好ましい上限は0.3%である。
Mo: 0.5% or less Mo has an effect of improving the strength of the steel material, and further has an effect of accelerating the formation of MA. Therefore, Mo may be contained as necessary, but its content is excessive. As a result, the increase in yield strength due to strain aging increases and the deformation characteristics are impaired. Moreover, it becomes easy to generate | occur | produce the toughness deterioration and weld crack of HAZ. Therefore, the content when Mo is contained is set to 0.50% or less. This effect becomes remarkable when the content is 0.04% or more. The minimum with preferable Mo content is 0.05%, and a more preferable minimum is 0.07%. Moreover, a preferable upper limit is 0.4% and a more preferable upper limit is 0.3%.

B:0.01%以下
Bは、鋼材の強度を向上させるのに有効な元素であるので、必要に応じて含有させてもよいが、その含有量が過剰な場合、延性および靱性が悪化するおそれがある。したがって、Bを含有させる場合には、その含有量を0.01%以下とする。上記の効果が顕著となるのは0.0004%以上含有させた場合である。B含有量の好ましい下限は0.0008%である。また、好ましい上限は0.002%である。
B: 0.01% or less B is an element effective for improving the strength of a steel material, and may be contained as necessary. However, when the content is excessive, ductility and toughness deteriorate. There is a fear. Therefore, when B is contained, the content is set to 0.01% or less. The above effect becomes remarkable when the content is 0.0004% or more. A preferable lower limit of the B content is 0.0008%. A preferred upper limit is 0.002%.

Ca:0.01%以下、
REM:0.02%以下
CaおよびREMは、硫化物(特にMnS)の形態を制御し、低温靱性を向上させるのに有効な元素であるので、必要に応じて含有させてもよいが、Caが0.01%を超える場合、または、REMが0.02%を超える場合には、CaおよびREMを含む介在物が粗大化し、クラスター化することがあり、鋼材の清浄度を害し、溶接性にも悪影響を及ぼすことがある。このため、CaおよびREMを含有させる場合の含有量をそれぞれ0.01%以下および0.02%以下とする。。上記の効果が顕著となるのは、Caは0.0005%以上、REMは0.001%以上含有させた場合である。特に溶接性の観点よりCaの含有量の上限は0.006%にすることが好ましい。なお、REMとは、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素の総称であり、これらの元素から選択される1種以上を含有させることができる。REMの含有量は上記元素の合計量を意味する。
Ca: 0.01% or less,
REM: 0.02% or less Ca and REM are effective elements for controlling the form of sulfide (especially MnS) and improving low-temperature toughness. Therefore, Ca and REM may be contained as necessary. Is over 0.01%, or when REM is over 0.02%, inclusions containing Ca and REM may be coarsened and clustered, impairing the cleanliness of the steel material, and weldability May also be adversely affected. For this reason, content in the case of containing Ca and REM shall be 0.01% or less and 0.02% or less, respectively. . The above-mentioned effects become remarkable when Ca is contained in an amount of 0.0005% or more and REM is contained in an amount of 0.001% or more. In particular, the upper limit of the Ca content is preferably 0.006% from the viewpoint of weldability. Note that REM is a generic name for a total of 17 elements of Sc, Y, and lanthanoid, and can contain one or more selected from these elements. The content of REM means the total amount of the above elements.

Mg:0.008%以下
Mgは、微細に分散した酸化物を形成し、HAZの粒径の粗大化を抑制して低温靭性を向上させる効果を発揮するので、必要に応じて含有させてもよいが、その含有量が過大であると、粗大な酸化物を生成し靭性を劣化させることがある。このため、Mgを含有させる場合には、その含有量を0.008%以下とする。上記の効果が顕著となるのはMgを0.0005%以上含有させた場合である。
Mg: 0.008% or less Mg forms an oxide finely dispersed and suppresses the coarsening of the particle size of HAZ and exhibits the effect of improving low-temperature toughness. However, if the content is excessive, a coarse oxide may be generated and the toughness may be deteriorated. For this reason, when it contains Mg, the content shall be 0.008% or less. The above effect becomes remarkable when Mg is contained in an amount of 0.0005% or more.

(B)ミクロ組織について
本発明に係るラインパイプ用鋼材は、ミクロ組織をフェライト、ベイナイトおよびMA(島状マルテンサイト)で構成される複合組織とし、しかも組織の構成比を最適化することで、高強度で高い変形性能、すなわち低YRで、かつ高U.Elを有するものである。本発明のラインパイプ用鋼材(鋼板)を使用し、鋼管を製造した場合には、予めの鋼板が高い変形性能を有することから、製管の製造の際、時効処理を行ったとしても、YRおよびU.Elが悪化することが少ない。
(B) About microstructure The steel for line pipes according to the present invention has a microstructure composed of ferrite, bainite and MA (island martensite), and by optimizing the composition ratio of the structure, High strength and high deformation performance, that is, low YR and high U.D. It has El. When a steel pipe is manufactured using the steel material for steel pipe (steel plate) of the present invention, the pre-formed steel plate has a high deformation performance. And U.S. El hardly deteriorates.

平均結晶粒径が10μm以下のフェライト:40〜80%
フェライトは、低YRおよび高U.Elを実現するために有効であるが、フェライト組織の増加は鋼材の強度を低下させる。よって、上記複合組織におけるフェライト占有面積率を40〜80%とした。フェライト占有面積率の好ましい上限は70%である。また、フェライト占有面積率の好ましい下限は50%である。
Ferrite having an average grain size of 10 μm or less: 40 to 80%
Ferrites are low YR and high U.V. Although effective for realizing El, an increase in the ferrite structure decreases the strength of the steel material. Therefore, the ferrite occupation area ratio in the composite structure is set to 40 to 80%. A preferable upper limit of the ferrite occupation area ratio is 70%. Moreover, the minimum with a preferable ferrite occupation area rate is 50%.

上記のように、フェライト組織を増加させると鋼材の強度が低下するが、フェライト組織を微細化すると強度低下を抑制できる。よって、フェライト組織の平均結晶粒径を10μm以下とした。フェライト平均結晶粒径は、小さいほど強度向上に有効であるため、特に下限は定めない。ただし、後述の製造方法によれば、フェライトの平均結晶粒径は小さくても5.0μmとなる。   As described above, when the ferrite structure is increased, the strength of the steel material is reduced, but when the ferrite structure is refined, the strength reduction can be suppressed. Therefore, the average crystal grain size of the ferrite structure is set to 10 μm or less. The lower the ferrite average crystal grain size, the more effective the strength improvement, so no lower limit is particularly defined. However, according to the manufacturing method described later, the average crystal grain size of ferrite is 5.0 μm even if it is small.

ベイナイト:20〜60%
上記のように、フェライト組織を増加させると鋼材の強度が低下するし、API 5L X60〜70グレードの鋼材が得られにくくなるが、ベイナイトはこの強度低下を補償する作用を有する。この効果を得るためには、ベイナイト占有面積率を20%以上とする必要がある。しかし、ベイナイト占有面積率が60%を超えると、X70グレードを超えるほど強度が過剰に上昇する場合がある。よって、上記複合組織におけるベイナイト占有面積率を20〜60%とした。ベイナイト占有面積率は50%未満とするのが好ましい。
Bainite: 20-60%
As described above, when the ferrite structure is increased, the strength of the steel material is reduced, and it becomes difficult to obtain a steel material of API 5L X60-70 grade. In order to obtain this effect, the bainite occupation area ratio needs to be 20% or more. However, when the bainite occupation area ratio exceeds 60%, the strength may increase excessively as the X70 grade is exceeded. Therefore, the bainite occupation area ratio in the composite structure is set to 20 to 60%. The bainite occupation area ratio is preferably less than 50%.

MA:1.0〜5.0%
MA占有面積率の増加は、引張強度を増加させるとともに、低YRおよび高U.Elを得るのに有効である。この効果は、MA占有面積率が1.0%以上の場合に発揮される。一方、MA占有面積率が5.0%を超えると変形性能の向上効果はやや飽和し、母材靱性を劣化させる。また、引張強度が増加して、X70グレードを超えるほど強度が過剰に上昇する場合がある。よって、MA占有面積率は、1.0〜5.0%とした。MA占有面積率の好ましい下限は1.5%である。MA占有面積率は3.0%未満とするのが好ましい。
MA: 1.0-5.0%
The increase in the area occupied by the MA increases the tensile strength, as well as the low YR and high U.D. It is effective for obtaining El. This effect is exhibited when the MA occupation area ratio is 1.0% or more. On the other hand, when the MA occupation area ratio exceeds 5.0%, the effect of improving the deformation performance is slightly saturated, and the base material toughness is deteriorated. In addition, the tensile strength may increase, and the strength may increase excessively as it exceeds the X70 grade. Therefore, the MA occupation area ratio is set to 1.0 to 5.0%. A preferable lower limit of the MA occupation area ratio is 1.5%. The MA occupation area ratio is preferably less than 3.0%.

本発明に係るラインパイプ用鋼材は、上記のフェライト、ベイナイトおよびMAで構成されるミクロ組織を有するものであるが、一部に、パーライトおよび/またはセメンタイトなどの異なるミクロ組織が存在していてもよい。ただし、フェライト、ベイナイトおよびMA以外の組織が存在する場合は、強度と変形性能の両立が困難になるため、フェライト、ベイナイトおよびMA以外の組織の占有面積率は、少ないほど好ましく、それらの占有面積率の上限は、3%とするのが好ましい。   The steel material for line pipes according to the present invention has a microstructure composed of the above ferrite, bainite and MA, but some of them may have different microstructures such as pearlite and / or cementite. Good. However, when a structure other than ferrite, bainite, and MA is present, it is difficult to achieve both strength and deformation performance. Therefore, the occupied area ratio of the structure other than ferrite, bainite, and MA is preferably as small as possible. The upper limit of the rate is preferably 3%.

(C)製造条件について
本発明に係るラインパイプ用鋼材の製造方法には制約はないが、例えば下記の方法を採用できる。
(C) Manufacturing conditions Although there is no restriction | limiting in the manufacturing method of the steel material for line pipes which concerns on this invention, For example, the following method is employable.

圧延前の加熱温度は、1100℃以上とするのが好ましい。スラブの化学組成にNbが含まれているので、スラブの加熱によってマトリックス中で固溶Nbとして存在させておけば、Nbの効果を確実に得ることができるためである。また、このような温度にスラブを加熱することによって鋼材の熱間圧延が容易となる。なお、スラブの加熱温度が高すぎるとオーステナイト結晶粒が粗大化して低温靱性が劣化することがあるので、加熱温度は1200℃以下であることが望ましい。   The heating temperature before rolling is preferably 1100 ° C. or higher. This is because Nb is contained in the chemical composition of the slab, so that the effect of Nb can be obtained with certainty if it is present as solid solution Nb in the matrix by heating the slab. Moreover, hot rolling of steel materials becomes easy by heating a slab to such temperature. Note that if the heating temperature of the slab is too high, the austenite crystal grains may become coarse and the low temperature toughness may deteriorate, so the heating temperature is desirably 1200 ° C. or lower.

圧延は、900℃以下の温度域における合計圧下率が50%以上となる条件で行うことが好ましい。また、圧延仕上温度は、800〜650℃とすることが望ましい。   Rolling is preferably performed under the condition that the total rolling reduction in a temperature range of 900 ° C. or lower is 50% or more. The rolling finishing temperature is desirably 800 to 650 ° C.

900℃以下の温度域における合計圧下率を50%以上とすることによって、オーステナイトに残留歪を確実に与えることができ、良好な靱性を確保することが容易になる。900℃以下の温度域における合計圧下率は75%以上であればより好ましい。ここで、「900℃以下の温度域における合計圧下率」とは、{(900℃に達した時点の厚さ)−(最終厚さ)}/(900℃に達した時点の厚さ)×100(%)を意味する。   By setting the total rolling reduction in the temperature range of 900 ° C. or less to 50% or more, residual strain can be reliably imparted to austenite, and it becomes easy to ensure good toughness. The total rolling reduction in the temperature range of 900 ° C. or lower is more preferably 75% or higher. Here, the “total rolling reduction in a temperature range of 900 ° C. or lower” is {(thickness when reaching 900 ° C.) − (Final thickness)} / (thickness when reaching 900 ° C.) × 100 (%) is meant.

さらに、圧延仕上温度を750〜650℃とすることによって、良好な強度および靱性がより確実に得られる。圧延仕上温度が650℃未満の場合には、鋼板の強度が不足することや加工フェライトが生成し著しく靭性が劣化する。   Furthermore, favorable intensity | strength and toughness are obtained more reliably by making rolling finishing temperature into 750-650 degreeC. When the rolling finishing temperature is less than 650 ° C., the strength of the steel sheet is insufficient and processed ferrite is generated, and the toughness is remarkably deteriorated.

圧延後の加速冷却(単に「冷却」ともいう。)は、冷却開始温度を700〜630℃とすることが好ましい。圧延後の加速冷却は、所定の引張強度を得るために行うものである。冷却開始温度が630℃未満では、この効果が小さくなることがある。冷却開始温度の下限は650℃とするのがより好ましい。一方、冷却開始温度の上限は680℃とするのがより好ましい。圧延後の加速冷却は、冷却速度を10℃/s以上とすることが好ましい。冷却速度が10℃/s未満では、所定の引張強度を確保するのが難しい場合がある。所定の引張強度をより確実に得るためには、冷却速度を20℃/s以上とするのが好ましい。鋼板の良好な延性を確保するためには、冷却速度を70℃/s以下とするのが好ましい。   In accelerated cooling after rolling (also simply referred to as “cooling”), the cooling start temperature is preferably set to 700 to 630 ° C. The accelerated cooling after rolling is performed in order to obtain a predetermined tensile strength. If the cooling start temperature is less than 630 ° C., this effect may be reduced. The lower limit of the cooling start temperature is more preferably 650 ° C. On the other hand, the upper limit of the cooling start temperature is more preferably 680 ° C. In accelerated cooling after rolling, the cooling rate is preferably 10 ° C./s or more. If the cooling rate is less than 10 ° C./s, it may be difficult to ensure a predetermined tensile strength. In order to obtain a predetermined tensile strength more reliably, the cooling rate is preferably 20 ° C./s or more. In order to ensure good ductility of the steel sheet, the cooling rate is preferably 70 ° C./s or less.

圧延後の加速冷却は、良好な変形性能を確保するため、冷却停止温度は500〜300℃とする必要がある。冷却停止温度を500℃以下とすることによって、低YRを得ることも容易になる。冷却停止温度を300℃以下とすると強度を適正に確保することが難しくなる。なお、水素割れの発生を抑止するためには、加速冷却を途中で止めることが有効であり、冷却停止温度は300℃以上とするのが好ましい。また、冷却停止後は、放冷または徐冷することが好ましい。   The accelerated cooling after rolling requires a cooling stop temperature of 500 to 300 ° C. in order to ensure good deformation performance. By setting the cooling stop temperature to 500 ° C. or lower, it becomes easy to obtain a low YR. If the cooling stop temperature is 300 ° C. or less, it is difficult to ensure the strength properly. In order to suppress the occurrence of hydrogen cracking, it is effective to stop the accelerated cooling halfway, and the cooling stop temperature is preferably set to 300 ° C. or higher. In addition, it is preferable to cool or slowly cool after stopping the cooling.

なお、上述の各温度は、被圧延材の表面部における平均温度を指し、「冷却速度」は、冷却の開始時と停止時における当該材の表面部の温度差を冷却時間で除した値を指す。ここで、冷却停止時における温度とは、復熱後の最大到達温度を意味する。   Each temperature mentioned above refers to the average temperature in the surface portion of the material to be rolled, and the “cooling rate” is a value obtained by dividing the temperature difference of the surface portion of the material at the start and stop of cooling by the cooling time. Point to. Here, the temperature when cooling is stopped means the maximum temperature reached after recuperation.

本発明で製造された鋼板を管状に成形し、突合せ部を接合し、必要に応じて、拡管および防食のためのコーティングを施すことによって、ラインパイプを製造することができる。   A line pipe can be produced by forming the steel plate produced in the present invention into a tubular shape, joining the butt portions, and applying a coating for expanding the tube and preventing corrosion as necessary.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.

表1に示す化学組成を有する厚さが140mmの鋼片を用いて、表2に示す製造条件で加熱、圧延および加速冷却(水冷)を行い厚さ26mmの鋼板を得た。圧延は、いずれの供試片も、各パス出側の鋼板の厚さを、1パス目:130mm、2パス目:110mm、3パス目:92mm、4パス目:76mm、5パス目:64mm、6パス目:54mm、7パス目:45mm、8パス目:38mm、9パス目:32mm、10パス目:28mm、11パス目:26mmとした。なお、表2に示した各温度は、放射温度計を用いて測定した被圧延材の表面温度である。   Using a steel piece having a chemical composition shown in Table 1 having a thickness of 140 mm, heating, rolling and accelerated cooling (water cooling) were performed under the production conditions shown in Table 2 to obtain a steel plate having a thickness of 26 mm. In rolling, the thickness of the steel sheet on the exit side of each pass is set to the thickness of the first pass: 130 mm, the second pass: 110 mm, the third pass: 92 mm, the fourth pass: 76 mm, and the fifth pass: 64 mm. The sixth pass: 54 mm, the seventh pass: 45 mm, the eighth pass: 38 mm, the ninth pass: 32 mm, the tenth pass: 28 mm, and the eleventh pass: 26 mm. In addition, each temperature shown in Table 2 is the surface temperature of the to-be-rolled material measured using the radiation thermometer.

得られた各鋼板については、組織観察をすると共に、引張特性の調査を行った。   About each obtained steel plate, while observing a structure | tissue, investigation of the tensile characteristic was performed.

組織観察において、フェライト(α)およびベイナイト(B)の占有面積率は、圧延方向に平行な板厚断面のミクロ組織をナイタールで現出し、光学顕微鏡を用いて500倍で板厚中央部を観察し、画像解析を行った。MA占有面積率は、圧延方向に平行な板厚断面をレペラ腐食によりMAを現出し、光学顕微鏡を用いて1000倍で板厚中央部を観察し、画像解析を行った。その結果を表2に併記した。   In the structure observation, the occupied area ratio of ferrite (α) and bainite (B) shows the microstructure of the plate thickness cross section parallel to the rolling direction in nital, and observes the center of the plate thickness at 500 times using an optical microscope Then, image analysis was performed. For the MA occupation area ratio, MA was revealed by repeller corrosion on a plate thickness section parallel to the rolling direction, and the center of the plate thickness was observed 1000 times using an optical microscope, and image analysis was performed. The results are also shown in Table 2.

引張試験は、時効処理前後の鋼板の板厚中央部から、平行部の直径が8.5mm、標点距離42.5mmの丸棒引張試験片を採取し、室温で実施した。本引張試験では、圧延方向に対して垂直方向(C方向)から採取した引張試験片では、0.5%耐力、引張強度を求めた。圧延方向に対して平行方向(L方向)から採取した引張試験片では、鋼板ままと時効後の0.5%耐力、引張強度、一様伸びおよび全伸び、YR(0.5%耐力/引張強度)を求めた。その結果を表3に示す。   The tensile test was performed at room temperature by collecting a round bar tensile test piece having a parallel part diameter of 8.5 mm and a gauge distance of 42.5 mm from the center of the thickness of the steel sheet before and after the aging treatment. In this tensile test, 0.5% yield strength and tensile strength were determined for tensile test specimens taken from the direction perpendicular to the rolling direction (C direction). In tensile test specimens taken from the direction parallel to the rolling direction (L direction), 0.5% proof stress, tensile strength, uniform elongation and total elongation after aging, YR (0.5% proof stress / tensile) Strength). The results are shown in Table 3.

なお、時効条件は、0.3%のL方向引張予歪(公称歪)を与えた後、ソルトバスにて250℃で5分間の熱処理を行った。本条件は、通常の製管、コーティングにより生じる歪時効硬化現象よりも厳しい(すなわち、歪時効の程度が大きく、変形性能が損なわれやすい)条件である。   As for aging conditions, 0.3% L-direction tensile prestrain (nominal strain) was applied, and then heat treatment was performed at 250 ° C. for 5 minutes in a salt bath. This condition is a condition that is severer than the strain age hardening phenomenon caused by normal pipe making and coating (that is, the degree of strain aging is large and the deformation performance is easily impaired).

得られた各鋼板の歪時効前後における変形性能は、YRおよびU.Elを基準として評価した。また、製管前(歪時効前)のC方向の強度がAPIグレードの判断基準となることから、X60〜X70グレードに相当するかの評価は鋼板ままの試験片の引張強度、降伏強度で評価した。   The deformation performance of each obtained steel sheet before and after strain aging is YR and U.S. Evaluation was based on El. In addition, since the strength in the C direction before pipe making (before strain aging) is a criterion for determining API grades, the evaluation of whether it corresponds to X60 to X70 grades is based on the tensile strength and yield strength of the test piece as it is. did.

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表3に示すように、本発明で規定される条件を満足するNo.3〜10は、L方向のYRが、模擬時効処理(以下、単に「時効」という。)前で0.75未満、時効後でも0.80以下という優れた変形性能を有していた。また、これらは、X60〜70グレードの引張強度、降伏強度を有している。さらに、U.Elも時効処理前後で11.0%以上と大きな値であり、高変形性能を備える。   As shown in Table 3, No. 1 satisfying the conditions defined in the present invention. Nos. 3 to 10 had excellent deformation performance in which the YR in the L direction was less than 0.75 before simulated aging treatment (hereinafter simply referred to as “aging”) and 0.80 or less even after aging. Moreover, these have the tensile strength and yield strength of X60-70 grade. In addition, U.I. El is also a large value of 11.0% or more before and after the aging treatment, and has high deformation performance.

本発明で規定される化学組成を満足しないNo.1では、X60〜70グレードの引張強度、降伏強度を有しているものの、島状マルテンサイトの生成量が少なく、時効前L方向YRが大きくなり、結果として時効後のYRも0.82と大きくなった。また、U.Elも比較的小さい値となったため、高い変形性能が得られていない。   No. which does not satisfy the chemical composition defined in the present invention. 1 has a tensile strength and a yield strength of X60 to 70 grade, but the amount of island-like martensite produced is small, the L direction YR before aging is large, and as a result, the YR after aging is 0.82. It became bigger. In addition, U.S. Since El is also a relatively small value, high deformation performance is not obtained.

本発明で規定される化学組成を満足しないNo.2では、成分だけでなく、冷却停止温度も低いため、島状マルテンサイトの生成量が多く、C方向時効前の引張強度が規定のグレード強度を超えている。   No. which does not satisfy the chemical composition defined in the present invention. In No. 2, since not only the component but also the cooling stop temperature is low, the amount of island martensite produced is large, and the tensile strength before aging in the C direction exceeds the specified grade strength.

No.11は、本発明で規定される化学組成を満足するが、冷却開始温度が低く、フェライトおよびベイナイトの占有面積率が本発明で規定される範囲を外れており、またフェライト粒成長が進んでフェライト平均結晶粒径が10μmを超えた。このため、C方向時効前の降伏強度が規定のグレード強度を下回った。   No. No. 11 satisfies the chemical composition defined in the present invention, but the cooling start temperature is low, the occupied area ratio of ferrite and bainite is outside the range defined in the present invention, and the ferrite grain growth progresses and the ferrite The average crystal grain size exceeded 10 μm. For this reason, the yield strength before aging in the C direction was lower than the prescribed grade strength.

No.12も本発明で規定される化学組成を満足するが、仕上温度、冷却開始温度が高いく、フェライトおよびベイナイトの占有面積率が本発明で規定される範囲を外れており、C方向時効前の引張強度が規定のグレード強度を超えた。MA生成量は、本発明で規定される範囲内であるため、YRは満足するが、強度の増加によりU.Elは低く、伸びバランスに優れた変形性能を有していない。   No. 12 also satisfies the chemical composition defined in the present invention, but the finishing temperature and the cooling start temperature are high, and the occupied area ratio of ferrite and bainite is out of the range defined in the present invention. The tensile strength exceeded the specified grade strength. Since the amount of MA produced is within the range defined by the present invention, YR is satisfactory, but the U.S. El is low and does not have deformation performance with excellent elongation balance.

No.13も本発明で規定される化学組成を満足するが、冷却停止温度が高いため、島状マルテンサイトの生成量が少なかった。このため、低いYRを得ることができなかった。   No. 13 also satisfied the chemical composition defined in the present invention, but because the cooling stop temperature was high, the amount of island martensite produced was small. For this reason, a low YR could not be obtained.

本発明によれば、耐歪時効特性に優れれ、引張強度が520〜760MPa、降伏強度が415〜635MPa、降伏比が0.75未満のラインパイプ用鋼材を提供することが可能である。この鋼材は、天然ガスや原油を大量に輸送するパイプラインに使用される大径の高強度高靱性ラインパイプの素材として好適である。   According to the present invention, it is possible to provide a steel material for a line pipe having excellent strain aging resistance, a tensile strength of 520 to 760 MPa, a yield strength of 415 to 635 MPa, and a yield ratio of less than 0.75. This steel material is suitable as a material for a large-diameter, high-strength, high-toughness line pipe used for pipelines that transport natural gas and crude oil in large quantities.

Claims (3)

520〜760MPaの引張強度と、415〜635MPaの降伏強度と、0.75未満の降伏比を有するラインパイプ用鋼材であって、
質量%で、C:0.04〜0.10%、Si:0.05〜0.60%、Mn:1.3〜1.9%、Cr:0.01〜0.60%、V:0.01〜0.09%、Nb:0.001〜0.09%、Ti:0.005〜0.040%およびsol.Al:0.005〜0.060%を含有し、残部はFeおよび不純物からなり、不純物としてのP、S、NおよびOがそれぞれP:0.02%以下、S:0.005%以下、N:0.010%以下およびO:0.005%以下である化学組成を有し、かつ
面積率で、平均結晶粒径が10μm以下のフェライト:40〜80%、ベイナイト:20〜60%、島状マルテンサイト:1.0〜5.0%で構成されるミクロ組織を有することを特徴とするラインパイプ用鋼材。
A steel for line pipes having a tensile strength of 520 to 760 MPa, a yield strength of 415 to 635 MPa, and a yield ratio of less than 0.75,
In mass%, C: 0.04 to 0.10%, Si: 0.05 to 0.60%, Mn: 1.3 to 1.9%, Cr: 0.01 to 0.60%, V: 0.01-0.09%, Nb: 0.001-0.09%, Ti: 0.005-0.040% and sol. Al: 0.005 to 0.060% is contained, the balance is made of Fe and impurities, and P, S, N and O as impurities are respectively P: 0.02% or less, S: 0.005% or less, N: 0.010% or less and O: 0.005% or less of the chemical composition, and the area ratio of ferrite having an average crystal grain size of 10 μm or less: 40-80%, bainite: 20-60%, Island-like martensite: A steel material for line pipes having a microstructure composed of 1.0 to 5.0%.
Feの一部に代えて、さらに質量%で、Cu:1.0%以下、Ni:1.0%以下、Mo:0.5%以下およびB:0.01%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のラインパイプ用鋼材。   In place of a part of Fe, in addition to 1% by mass, Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Mo: 0.5% or less, and B: 0.01% or less The steel material for line pipes according to claim 1 containing the above. Feの一部に代えて、さらに質量%で、Ca:0.01%以下、REM:0.02%以下およびMg:0.008%以下から選択される1種以上を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のラインパイプ用鋼材。   Instead of a part of Fe, it is further characterized by containing at least one selected from Ca: 0.01% or less, REM: 0.02% or less, and Mg: 0.008% or less in mass%. The steel material for line pipes according to claim 1 or 2.
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