JP6521196B1 - 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 - Google Patents
耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6521196B1 JP6521196B1 JP2018564870A JP2018564870A JP6521196B1 JP 6521196 B1 JP6521196 B1 JP 6521196B1 JP 2018564870 A JP2018564870 A JP 2018564870A JP 2018564870 A JP2018564870 A JP 2018564870A JP 6521196 B1 JP6521196 B1 JP 6521196B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel plate
- high strength
- less
- strength steel
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
- C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/021—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0226—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
- C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
- C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
- C21D2221/10—Differential treatment of inner with respect to outer regions, e.g. core and periphery, respectively
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Description
[1]質量%で、C:0.02〜0.08%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.50〜1.80%、P:0.001〜0.015%、S:0.0002〜0.0015%、Al:0.01〜0.08%およびCa:0.0005〜0.005%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚中央における水素拡散係数が5.0×10-6cm2/s以上であり、
鋼板表面下0.5mmにおけるビッカース硬さHV0.1の最大値が250以下であり、
520MPa以上の引張強さを有する
ことを特徴とする耐サワーラインパイプ用高強度鋼板。
その後前記鋼板に対して、
冷却開始時の鋼板表面温度:(Ar3−10℃)以上、
鋼板表面下0.5mmにおける鋼板温度で750℃から550℃までの平均冷却速度:100℃/s以下、
板厚中央における鋼板温度で750℃から550℃までの平均冷却速度:15℃/s以上60℃/s以下、および
板厚中央における鋼板温度で冷却停止温度:250〜550℃
の条件で制御冷却を行うことを特徴とする耐サワーラインパイプ用高強度鋼板の製造方法。
まず、本開示による高強度鋼板の成分組成とその限定理由について説明する。以下の説明において%で示す単位は全て質量%である。
Cは、強度の向上に有効に寄与するが、含有量が0.02%未満では十分な強度が確保できず、一方0.08%を超えると、加速冷却時に硬さが上昇する。また、マルテンサイトや島状マルテンサイト(MA)等の硬質相の生成が促進されるため、中心偏析部および表層部での耐HIC性が劣化する。さらに、靭性も劣化する。このため、C量は0.02〜0.08%の範囲に限定する。
Siは、脱酸のため添加するが、含有量が0.01%未満では脱酸効果が十分でなく、一方0.50%を超えると靭性や溶接性を劣化させるため、Si量は0.01〜0.50%の範囲に限定する。
Mnは、強度、靭性の向上に有効に寄与するが、含有量が0.50%未満ではその添加効果に乏しく、一方1.80%を超えると加速冷却時に硬さが上昇する。また、マルテンサイトや島状マルテンサイト(MA)等の硬質相の生成が促進されるため、中心偏析部および表層部での耐HIC性が劣化する。さらに、溶接性も劣化する。このため、Mn量は0.50〜1.80%の範囲に限定する。
Pは、不可避不純物元素であり、溶接性を劣化させるとともに、中心偏析部の硬さを上昇させることで中心偏析部での耐HIC性を劣化させる。0.015%を超えるとその傾向が顕著となるため、上限を0.015%に規定する。好ましくは0.008%以下である。含有量は低いほどよいが、精錬コストの観点から0.001%以上とする。
Sは、不可避不純物元素であり、鋼中においてはMnS介在物となり中心偏析部での耐HIC性を劣化させるため少ないことが好ましいが、0.0015%までは許容される。含有量は低いほどよいが、精錬コストの観点から0.0002%以上とする。
Alは、脱酸剤として添加するが、0.01%未満では添加効果がなく、一方、0.08%を超えると鋼の清浄度が低下し、靱性が劣化するため、Al量は0.01〜0.08%の範囲に限定する。
Caは、硫化物系介在物の形態制御による中心偏析部での耐HIC特性向上に有効な元素であるが、0.0005%未満ではその添加効果が十分でない。一方、0.005%を超えた場合、効果が飽和するだけでなく、鋼の清浄度の低下により表層での耐HIC特性を劣化させるので、Ca量は0.0005〜0.005%の範囲に限定する。
Cuは、靭性の改善と強度の上昇に有効な元素であり、この効果を得るには0.05%以上を含有することが好ましいが、含有量が多すぎると溶接性が劣化するため、Cuを添加する場合は0.50%を上限とする。
Niは、靭性の改善と強度の上昇に有効な元素であり、この効果を得るには0.05%以上を含有することが好ましいが、含有量が多すぎると経済的に不利なだけでなく、溶接熱影響部の靱性が劣化するため、Niを添加する場合は0.50%を上限とする。
Crは、Mnと同様、低Cでも十分な強度を得るために有効な元素であり、この効果を得るには0.05%以上を含有することが好ましいが、含有量が多すぎると溶接性が劣化するため、Crを添加する場合は0.50%を上限とする。
Moは、靭性の改善と強度の上昇に有効な元素であり、この効果を得るには0.05%以上を含有することが好ましいが、含有量が多すぎると溶接性が劣化するため、Moを添加する場合は0.50%を上限とする。
Nb,VおよびTiはいずれも、鋼板の強度および靭性を高めるために任意に添加することができる元素である。各元素とも、含有量が0.005%未満ではその添加効果に乏しく、一方0.1%を超えると溶接部の靭性が劣化するので、添加する場合はいずれも0.005〜0.1%の範囲とするのが好ましい。
CP=4.46[%C]+2.37[%Mn]/6+(1.74[%Cu]+1.7[%Ni])/15+(1.18[%Cr]+1.95[%Mo]+1.74[%V])/5+22.36[%P] ・・・(1)
ただし、[%X]はX元素の鋼中含有量(質量%)を示す。
本開示においては、板厚中央における水素拡散係数が5.0×10-6cm2/s以上であることが重要である。水素拡散係数が大きくなると、鋼中の水素量が低減できるため、サワー環境でのHICの発生を抑制することができる。すなわち、水素拡散係数が5.0×10-6cm2/s以上のベイナイト組織とすることで中心偏析部での耐HIC性向上の効果が得られる。
本開示においては、鋼板表面下0.5mmにおけるビッカース硬さHV0.1の最大値が250以下とすることが肝要である。これにより、表層部での耐HIC性を確保することができる。なお、本開示において「鋼板表面下0.5mmにおけるビッカース硬さHV0.1の最大値」は、鋼板表面下0.5mmにおける任意の100点以上において、HV0.1を測定し、その最大値を採用するものとする。
本開示の高強度鋼板は、API 5LのX60グレード以上の強度を有する鋼管用の鋼板であるので、520MPa以上の引張強さを有するものとする。
以下、上記耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を製造するための製造方法および製造条件について、具体的に説明する。本開示の製造方法は、上記成分組成を有する鋼片の加熱したのち、熱間圧延して鋼板とし、その後当該鋼板に対して所定条件下での制御冷却を行う。
スラブ加熱温度:1000〜1300℃
スラブ加熱温度が1000℃未満では、炭化物の固溶が不十分で必要な強度が得られず、一方1300℃を超えると靭性が劣化するため、スラブ加熱温度は1000〜1300℃とする。なお、この温度は加熱炉の炉内温度であり、スラブは中心部までこの温度に加熱されるものとする。
熱間圧延工程において、高い母材靱性を得るには、圧延終了温度は低いほどよいが、その反面、圧延能率が低下するため、鋼板表面温度における圧延終了温度は、必要な母材靱性と圧延能率を勘案して設定する必要がある。強度ならびに中心偏析部および表層部での耐HIC性を向上させる観点からは、圧延終了温度を、鋼板表面温度でAr3変態点以上とすることが好ましい。ここで、Ar3変態点とは、冷却中におけるフェライト変態開始温度を意味し、例えば、鋼の成分から以下の式で求めることができる。また、高い母材靱性を得るためにはオーステナイト未再結晶温度域に相当する950℃以下の温度域での圧下率を60%以上とすることが望ましい。なお、鋼板の表面温度は放射温度計等で測定することができる。
Ar3(℃)=910−310[%C]−80[%Mn]−20[%Cu]−15[%Cr]−55[%Ni]−80[%Mo]
ただし、[%X]はX元素の鋼中含有量(質量%)を示す。
冷却開始温度:鋼板表面温度で(Ar3−10℃)以上
冷却開始時の鋼板表面温度が低いと、制御冷却前のフェライト生成量が多くなり、特にAr3変態点からの温度降下量が10℃を超えると体積分率で5%を超えるフェライトが生成して、強度低下が大きくなると共に中心偏析部および表層部での耐HIC性が劣化するため、冷却開始時の鋼板表面温度は(Ar3−10℃)以上とする。
中心偏析部および表層部での耐HIC性を確保するべく、板厚中央における水素拡散係数を5.0×10-6cm2/s以上とし、かつ、鋼板表面下0.5mmの硬さの最大値をHV0.1で250以下とするためには、鋼板表面下0.5mmにおける冷却速度と、板厚中央における冷却速度を制御する必要がある。
鋼板表面下0.5mmにおける鋼板温度で750℃から550℃までの平均冷却速度が100℃/sを超えると、鋼板表面下0.5mmのHV0.1が250を超え、表層部の耐HIC性が劣化する。そのため、当該平均冷却速度は100℃/s以下とする。好ましくは80℃/s以下である。当該平均冷却速度の下限は特に限定されないが、冷却速度が過度に小さくなるとフェライトやパーライトが生成して強度不足となるため、これを防ぐ観点から、20℃/s以上とすることが好ましい。
板厚中央における鋼板温度で750℃から550℃までの平均冷却速度が15℃/s未満では、フェライトやパーライトが生成して強度低下が生じたり、水素拡散係数が低下して中心偏析部の耐HIC性の劣化が生じたりする。そのため、当該平均冷却速度は15℃/s以上とする。鋼板強度と硬さのばらつきの観点からは、当該平均冷却速度は20℃/s以上とすることが好ましい。一方、当該平均冷却速度が60℃/sを超える場合も、板厚中央における水素拡散係数が低下して中心偏析部の耐HIC性の劣化が生じる。そのため、当該平均冷却速度は60℃/s以下とする。好ましくは50℃/s以下である。
冷却停止温度:板厚中央における鋼板温度で250〜550℃
圧延終了後、制御冷却でベイナイト変態の温度域である250〜550℃まで急冷することにより、ベイナイト相を生成させる。板厚中央における冷却停止温度が550℃を超えると、十分な強度が得られない。さらに、ベイナイト変態が不完全であり、中心偏析部でMAやパーライトなどが生成し、水素拡散係数が低下することもあり、中心偏析部の耐HIC性が劣化する。また、板厚中央における冷却停止温度が250℃未満では、中心偏析部でマルテンサイトが生成するため、中心偏析部での耐HIC性が劣化する。そこで、中心偏析部での耐HIC性の劣化を抑制するため、制御冷却の冷却停止温度は、板厚中央における鋼板温度で250〜550℃とする。
本開示の高強度鋼板を、プレスベンド成形、ロール成形、UOE成形等で管状に成形した後、突き合わせ部を溶接することにより、原油や天然ガスの輸送に好適な鋼板内の材質均一性に優れた耐サワーラインパイプ用高強度鋼管(UOE鋼管、電縫鋼管、スパイラル鋼管等)を製造することができる。
得られた鋼板のミクロ組織を、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡により観察した。鋼板表面下0.5mmの位置での組織と、板厚中央(t/2位置)での組織を、表2に示す。
水素拡散係数は、図1に示すように板厚中央部から採取した、1×40×40mmの試験片を用いて評価した。試験片の片面にNiめっきを施し、Devanathan型のセルを用いて、Niめっきを施していない面を0.2%NaCl溶液に浸漬し、陰極水素チャージを行い、Niめっきを施している面を0.1N NaOH水溶液に浸漬し、引き抜き電位0Vとした。2回目の透過電流の立ち上がりである水素透過開始時間(2nd Build up)を理論曲線とフィッティングし、拡散係数を求めた。結果を表2に示す。
圧延方向に直角な断面について、JIS Z 2244に準拠して、鋼板表面下0.5mmの位置において100点のビッカース硬さ(HV0.1)を測定し、その最大値を求めた。結果を表2に示す。
圧延方向に直角な方向の全厚試験片を引張試験片として引張試験を行い、引張強度を測定した。結果を表2に示す。
耐HIC性は、NACE規格 TM00284に準拠した浸漬時間96時間のHIC試験を行い、表層およびt/2位置での割れ面積率(CAR、Cracking Area Ratio)を測定し、CARが3.0%以下の場合を耐HIC性が良好と判断して○、また3.0%を超えた場合を不良と判断して×とした。結果を表2に示す。
Claims (7)
- 質量%で、C:0.02〜0.08%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.50〜1.80%、P:0.001〜0.015%、S:0.0002〜0.0015%、Al:0.01〜0.08%およびCa:0.0005〜0.005%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚中央における水素拡散係数が5.0×10-6cm2/s以上であり、
鋼板表面下0.5mmにおけるビッカース硬さHV0.1の最大値が250以下であり、
520MPa以上の引張強さを有する
ことを特徴とする耐サワーラインパイプ用高強度鋼板。 - 前記成分組成が、さらに、質量%で、Cu:0.50%以下、Ni:0.50%以下、Cr:0.50%以下およびMo:0.50%以下のうちから選んだ1種又は2種以上を含有する、請求項1に記載の耐サワーラインパイプ用高強度鋼板。
- 前記成分組成が、さらに、質量%で、Nb:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%、およびTi:0.005〜0.1%のうちから選んだ1種又は2種以上を含有する、請求項1または2に記載の耐サワーラインパイプ用高強度鋼板。
- 質量%で、C:0.02〜0.08%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.50〜1.80%、P:0.001〜0.015%、S:0.0002〜0.0015%、Al:0.01〜0.08%およびCa:0.0005〜0.005%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物の成分組成を有する鋼片を、1000〜1300℃の温度に加熱したのち、熱間圧延して鋼板とし、
その後前記鋼板に対して、
冷却開始時の鋼板表面温度:(Ar3−10℃)以上、
鋼板表面下0.5mmにおける鋼板温度で750℃から550℃までの平均冷却速度:100℃/s以下、
板厚中央における鋼板温度で750℃から550℃までの平均冷却速度:15℃/s以上60℃/s以下、および
板厚中央における鋼板温度で冷却停止温度:250〜550℃
の条件で制御冷却を行って、板厚中央における水素拡散係数が5.0×10 -6 cm 2 /s以上であり、鋼板表面下0.5mmにおけるビッカース硬さHV0.1の最大値が250以下であり、520MPa以上の引張強さを有する高強度鋼板を製造することを特徴とする耐サワーラインパイプ用高強度鋼板の製造方法。 - 前記成分組成が、さらに、質量%で、Cu:0.50%以下、Ni:0.50%以下、Cr:0.50%以下およびMo:0.50%以下のうちから選んだ1種又は2種以上を含有する、請求項4に記載の耐サワーラインパイプ用高強度鋼板の製造方法。
- 前記成分組成が、さらに、質量%で、Nb:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%、およびTi:0.005〜0.1%のうちから選んだ1種又は2種以上を含有する、請求項4または5に記載の耐サワーラインパイプ用高強度鋼板の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/035330 WO2019064459A1 (ja) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6521196B1 true JP6521196B1 (ja) | 2019-05-29 |
JPWO2019064459A1 JPWO2019064459A1 (ja) | 2019-11-14 |
Family
ID=65901879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018564870A Active JP6521196B1 (ja) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3677698A4 (ja) |
JP (1) | JP6521196B1 (ja) |
KR (1) | KR20200051745A (ja) |
CN (1) | CN111183238A (ja) |
BR (1) | BR112020005756B1 (ja) |
RU (1) | RU2735605C1 (ja) |
WO (1) | WO2019064459A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220131992A (ko) * | 2020-03-04 | 2022-09-29 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 강관 및 강판 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006003775A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2006-01-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼 |
JP2012241270A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Jfe Steel Corp | 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプ及びその製造方法 |
JP2013139630A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-07-18 | Jfe Steel Corp | 鋼板内の材質均一性に優れた耐サワーラインパイプ用高強度鋼板とその製造方法 |
WO2014010150A1 (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Jfeスチール株式会社 | 厚肉高強度耐サワーラインパイプおよびその製造方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS607686B2 (ja) | 1978-02-16 | 1985-02-26 | 住友金属工業株式会社 | 耐水素誘起割れ性のすぐれたラインパイプ用鋼の製造法 |
JPS6160866A (ja) | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Kawasaki Steel Corp | 耐サワ−性に優れたラインパイプ用鋼材 |
JPS61165207A (ja) | 1985-01-14 | 1986-07-25 | Nippon Steel Corp | 耐サワ−特性の優れた非調質鋼板の製造方法 |
JP2647302B2 (ja) | 1992-03-30 | 1997-08-27 | 新日本製鐵株式会社 | 耐水素誘起割れ性の優れた高強度鋼板の製造方法 |
JPH07173536A (ja) | 1993-12-16 | 1995-07-11 | Nippon Steel Corp | 耐サワー性の優れた高強度ラインパイプ用鋼板の製造法 |
RU2136776C1 (ru) * | 1995-02-03 | 1999-09-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Высокопрочная сталь для магистральных трубопроводов, имеющая низкий коэффициент текучести и повышенную низкотемпературную вязкость |
JPH10237583A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力鋼およびその製造方法 |
JP3951429B2 (ja) | 1998-03-30 | 2007-08-01 | Jfeスチール株式会社 | 板厚方向材質差の小さい高張力鋼板の製造方法 |
JP3951428B2 (ja) | 1998-03-30 | 2007-08-01 | Jfeスチール株式会社 | 板厚方向材質差の小さい高張力鋼板の製造方法 |
JP2002327212A (ja) | 2001-02-28 | 2002-11-15 | Nkk Corp | 耐サワーラインパイプ用鋼板の製造方法 |
JP3711896B2 (ja) | 2001-06-26 | 2005-11-02 | Jfeスチール株式会社 | 高強度ラインパイプ用鋼板の製造方法 |
JP5343519B2 (ja) * | 2007-11-07 | 2013-11-13 | Jfeスチール株式会社 | ラインパイプ用鋼板および鋼管 |
JP5640614B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-12-17 | Jfeスチール株式会社 | ラインパイプ用高強度鋼板及びその製造方法並びにラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 |
JP5672916B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2015-02-18 | Jfeスチール株式会社 | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 |
JP5625694B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-11-19 | Jfeスチール株式会社 | 鋼板内の材質均一性に優れた高強度高靭性厚肉鋼板及びその製造方法 |
JP5991175B2 (ja) * | 2011-12-09 | 2016-09-14 | Jfeスチール株式会社 | 鋼板内の材質均一性に優れたラインパイプ用高強度鋼板とその製造方法 |
KR20150088320A (ko) * | 2013-01-24 | 2015-07-31 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 인장 강도 540 ㎫ 이상의 고강도 라인 파이프용 열연 강판 |
KR101709887B1 (ko) * | 2013-07-25 | 2017-02-23 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 라인 파이프용 강판 및 라인 파이프 |
-
2017
- 2017-09-28 RU RU2020113423A patent/RU2735605C1/ru active
- 2017-09-28 JP JP2018564870A patent/JP6521196B1/ja active Active
- 2017-09-28 BR BR112020005756-8A patent/BR112020005756B1/pt active IP Right Grant
- 2017-09-28 KR KR1020207010057A patent/KR20200051745A/ko not_active Application Discontinuation
- 2017-09-28 CN CN201780095297.6A patent/CN111183238A/zh active Pending
- 2017-09-28 EP EP17927364.4A patent/EP3677698A4/en active Pending
- 2017-09-28 WO PCT/JP2017/035330 patent/WO2019064459A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006003775A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2006-01-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 耐硫化物応力割れ性に優れた低合金油井管用鋼 |
JP2012241270A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Jfe Steel Corp | 耐圧潰性に優れた高強度耐サワーラインパイプ及びその製造方法 |
JP2013139630A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-07-18 | Jfe Steel Corp | 鋼板内の材質均一性に優れた耐サワーラインパイプ用高強度鋼板とその製造方法 |
WO2014010150A1 (ja) * | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Jfeスチール株式会社 | 厚肉高強度耐サワーラインパイプおよびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019064459A1 (ja) | 2019-04-04 |
EP3677698A1 (en) | 2020-07-08 |
CN111183238A (zh) | 2020-05-19 |
BR112020005756A2 (pt) | 2020-10-06 |
BR112020005756B1 (pt) | 2022-08-02 |
RU2735605C1 (ru) | 2020-11-05 |
KR20200051745A (ko) | 2020-05-13 |
EP3677698A4 (en) | 2020-07-08 |
JPWO2019064459A1 (ja) | 2019-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5672916B2 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP5900303B2 (ja) | 鋼板内の材質均一性に優れた耐サワーラインパイプ用高強度鋼板とその製造方法 | |
JP6521197B2 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP5141073B2 (ja) | X70グレード以下の低降伏比高強度高靱性鋼管およびその製造方法 | |
EP3859027A1 (en) | High-strength steel sheet for sour-resistant line pipe, method for producing same, and high-strength steel pipe using high-strength steel sheet for sour-resistant line pipe | |
JP6048615B2 (ja) | 耐歪時効特性及び耐hic特性に優れた高変形能ラインパイプ用鋼材およびその製造方法ならびに溶接鋼管 | |
JP2015190026A (ja) | ラインパイプ用厚肉高強度電縫鋼管およびその製造方法 | |
JPWO2018181564A1 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP6241570B2 (ja) | 高強度鋼及びその製造方法、並びに鋼管及びその鋼管の製造方法 | |
JP6288288B2 (ja) | ラインパイプ用鋼板及びその製造方法とラインパイプ用鋼管 | |
JP6825749B2 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP5640899B2 (ja) | ラインパイプ用鋼材 | |
JP2018168441A (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP6866855B2 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板の製造方法、及び耐サワーラインパイプ用高強度鋼板、並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP2005256037A (ja) | 高強度高靭性厚鋼板の製造方法 | |
JP7115200B2 (ja) | ラインパイプ用鋼板 | |
JP6241434B2 (ja) | ラインパイプ用鋼板、ラインパイプ用鋼管、およびその製造方法 | |
JP6521196B1 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板およびその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP7163777B2 (ja) | ラインパイプ用鋼板 | |
JP7396551B1 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板及びその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
JP7323088B1 (ja) | 鋼板およびその製造方法 | |
WO2023248638A1 (ja) | 耐サワーラインパイプ用高強度鋼板及びその製造方法並びに耐サワーラインパイプ用高強度鋼板を用いた高強度鋼管 | |
WO2023162571A1 (ja) | 鋼板およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181210 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20181210 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6521196 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |