JP7211168B2 - ERW steel pipe - Google Patents

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Description

本発明は、電縫鋼管に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric resistance welded steel pipe.

近年、原油・天然ガスの長距離輸送方法として、パイプラインの重要性がますます高まっている。現在、長距離輸送用の幹線ラインパイプとしては米国石油協会(API)規格が設計の基本になっている。 BACKGROUND ART In recent years, pipelines are becoming more and more important as a long-distance transportation method for crude oil and natural gas. At present, trunk line pipes for long-distance transportation are designed according to the standards of the American Petroleum Institute (API).

特に、寒冷地で使用されるラインパイプには、強度のみならず優れた低温靱性が要求される。従来このような用途には、UOE鋼管が用いられるのが一般的であったが、より安価な電縫鋼管の適用が求められている。 In particular, line pipes used in cold regions require not only strength but also excellent low-temperature toughness. Conventionally, UOE steel pipes have generally been used for such applications, but application of less expensive electric resistance welded steel pipes is desired.

例えば、特許文献1および2には、板厚18mm以上の厚手材において、X56級の電縫溶接鋼管用として好適な、母材および溶接部靱性に優れた高強度熱延鋼板が開示されている。 For example, Patent Literatures 1 and 2 disclose high-strength hot-rolled steel sheets having excellent base material and weld zone toughness, which are suitable for X56 class electric resistance welded steel pipes in thick materials having a thickness of 18 mm or more. .

特開2007-138289号公報JP 2007-138289 A 特開2007-138290号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-138290

しかしながら、特許文献1および2においては、溶接部の組織制御について検討がなされておらず、低温靱性はシャルピー衝撃試験で評価されている。寒冷地で使用するに際して、信頼性を確保するためには、シャルピー衝撃試験ではなく、最低使用温度でのCTOD(Crack Tip Opening Displacement)試験による評価が不可欠である。 However, Patent Literatures 1 and 2 do not consider the structure control of the weld zone, and the low temperature toughness is evaluated by the Charpy impact test. In order to ensure reliability when used in cold regions, it is essential to evaluate not by the Charpy impact test but by the CTOD (Crack Tip Opening Displacement) test at the lowest operating temperature.

本発明は、高い強度と優れた低温靱性とを有する電縫鋼管を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electric resistance welded steel pipe having high strength and excellent low temperature toughness.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記の電縫鋼管を要旨とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is the following electric resistance welded steel pipe.

(1)母材とシーム熱処理部とを有する電縫鋼管であって、
前記母材の化学組成が、質量%で、
C:0.03~0.09%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.80~1.60%、
P:0.020%以下、
S:0.003%以下、
Al:0.060%以下、
Ti:0.001~0.030%、
Nb:0.01~0.04%、
N:0.001~0.008%、
O:0.005%以下、
Cu:0~0.80%、
Ni:0~0.80%、
Cr:0~0.80%、
Mo:0~0.80%、
V:0~0.10%、
B:0~0.0020%、
Ca:0~0.0050%、
REM:0~0.010%、
Sb:0~0.10%、
Sn:0~0.10%、
Co:0~0.10%、
As:0~0.10%、
Pb:0~0.005%、
Bi:0~0.005%、
H:0~0.0005%、
残部:Feおよび不純物であり、
下記(i)式で表わされるCeqが0.20~0.53であり、
下記(ii)式で表わされるPcmが0.150~0.250であり、
前記母材の肉厚をtとすると、前記母材の外表面から厚さ方向に1mmの位置および前記母材の外表面から厚さ方向に1/2tの位置における金属組織が、面積%で0%以上50%以下のフェライトを含み、残部がベイナイトであり、15μm以下の平均結晶粒径を有し、
前記母材において、外表面から厚さ方向に1mmの位置の硬さと外表面から厚さ方向に1/2tの位置の硬さとの差が30HV10以下であり、
前記シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置における金属組織が、面積%で20%を超えるフェライトを含み、残部がベイナイトであり、20μm以下の平均結晶粒径を有し、
前記シーム熱処理部の肉厚をtとすると、前記シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に1/2tの位置における金属組織が、面積%で50%を超えるフェライトを含み、残部がベイナイトであり、15μm以下の平均結晶粒径を有し、
前記シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置の硬さの最大値Hvmaxが220HV10以下であり、
前記シーム熱処理部の-20℃におけるCTOD値が0.40mm以上である、
電縫鋼管。
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 ・・・(i)
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5×B ・・・(ii)
但し、式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
(1) An electric resistance welded steel pipe having a base material and a heat-treated seam portion,
The chemical composition of the base material is, in mass%,
C: 0.03 to 0.09%,
Si: 0.01 to 0.50%,
Mn: 0.80-1.60%,
P: 0.020% or less,
S: 0.003% or less,
Al: 0.060% or less,
Ti: 0.001 to 0.030%,
Nb: 0.01 to 0.04%,
N: 0.001 to 0.008%,
O: 0.005% or less,
Cu: 0-0.80%,
Ni: 0 to 0.80%,
Cr: 0 to 0.80%,
Mo: 0-0.80%,
V: 0 to 0.10%,
B: 0 to 0.0020%,
Ca: 0 to 0.0050%,
REM: 0-0.010%,
Sb: 0 to 0.10%,
Sn: 0-0.10%,
Co: 0-0.10%,
As: 0 to 0.10%,
Pb: 0 to 0.005%,
Bi: 0 to 0.005%,
H: 0 to 0.0005%,
balance: Fe and impurities,
Ceq represented by the following formula (i) is 0.20 to 0.53,
Pcm represented by the following formula (ii) is 0.150 to 0.250,
When the thickness of the base material is t B , the metal structure at a position 1 mm in the thickness direction from the outer surface of the base material and at a position 1/2 t B in the thickness direction from the outer surface of the base material has an area % contains 0% or more and 50% or less of ferrite, the balance is bainite, and has an average grain size of 15 μm or less,
In the base material, the difference between the hardness at a position 1 mm in the thickness direction from the outer surface and the hardness at a position 1/2 t B in the thickness direction from the outer surface is 30 HV10 or less,
The metal structure at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion contains more than 20% ferrite in terms of area%, the balance being bainite, and having an average grain size of 20 μm or less,
Assuming that the thickness of the heat-treated seam portion is tS , the metal structure at a position 1/ 2tS in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion contains more than 50% ferrite in terms of area%, and the balance is bainite. and has an average crystal grain size of 15 μm or less,
The maximum hardness Hvmax at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion is 220HV10 or less,
The CTOD value at −20° C. of the seam heat-treated portion is 0.40 mm or more,
ERW steel pipe.
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 (i)
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5×B (ii)
However, each element symbol in the formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel, and is zero when not contained.

(2)前記母材の化学組成が、質量%で、
Cu:0.01~0.80%、
Ni:0.01~0.80%、
Cr:0.01~0.80%、
Mo:0.01~0.80%、
V:0.001~0.10%、
B:0.0001~0.0020%、
Ca:0.0001~0.0050%、および、
REM:0.0001~0.010%、
から選択される1種以上を含有する、上記(1)に記載の電縫鋼管。
(2) the chemical composition of the base material, in mass %,
Cu: 0.01 to 0.80%,
Ni: 0.01 to 0.80%,
Cr: 0.01 to 0.80%,
Mo: 0.01 to 0.80%,
V: 0.001 to 0.10%,
B: 0.0001 to 0.0020%,
Ca: 0.0001 to 0.0050%, and
REM: 0.0001 to 0.010%,
The electric resistance welded steel pipe according to (1) above, containing one or more selected from.

(3)前記母材の肉厚が25.4mm以下である、
上記(1)または(2)に記載の電縫鋼管。
(3) the thickness of the base material is 25.4 mm or less,
The electric resistance welded steel pipe according to (1) or (2) above.

本発明によれば、高い強度と優れた低温靱性とを有する電縫鋼管を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain an electric resistance welded steel pipe having high strength and excellent low temperature toughness.

本発明者らは、高い強度と優れた低温靱性とを有する電縫鋼管を得る方法について検討を行い、以下の知見を得るに至った。 The present inventors have studied a method for obtaining an electric resistance welded steel pipe having high strength and excellent low-temperature toughness, and have obtained the following findings.

電縫鋼管は、一般的に鋼板をロール成形しながら、該鋼板の両端を高周波誘導加熱して衝合溶接することによって製造される。そしてその後、溶接部(衝合面)を含む所定の範囲に対して所定の条件で熱処理を施す。そのため、溶接部と溶接部を挟んだ両側の母材には、熱処理が施された領域が形成される。なお、本願明細書においては、上記の処理をシーム熱処理といい、シーム熱処理が施され、Ac点以上の温度域まで加熱された領域をシーム熱処理部という。 An electric resistance welded steel pipe is generally manufactured by roll-forming a steel plate, heating both ends of the steel plate by high-frequency induction heating, and performing butt welding. After that, heat treatment is applied under predetermined conditions to a predetermined range including the welded portion (matching surface). Therefore, a heat-treated region is formed in the welded portion and the base material on both sides of the welded portion. In the specification of the present application, the above treatment is referred to as seam heat treatment, and a region subjected to seam heat treatment and heated to a temperature range of Ac 3 or higher is referred to as a seam heat treatment portion.

高い強度と優れた低温靱性とを両立するためには、鋼管の化学組成を調整することに加えて、母材およびシーム熱処理部における金属組織を、それぞれ制御することが重要となる。 In order to achieve both high strength and excellent low-temperature toughness, it is important to control the metallographic structures of the base metal and the seam heat-treated portion, in addition to adjusting the chemical composition of the steel pipe.

特に、シーム熱処理部の金属組織の制御は、外表面側から加熱する熱処理を施した後に外表面側から水冷することにより行う。そのため、シーム熱処理部の外表面側と肉厚中央部とでは冷却速度に差が生じ、組織にばらつきが生じる。 In particular, the metallographic structure of the heat-treated seam portion is controlled by performing heat treatment for heating from the outer surface side and then cooling with water from the outer surface side. Therefore, a difference in cooling rate occurs between the outer surface side of the heat-treated seam portion and the center portion of the wall thickness, resulting in variations in structure.

組織のばらつきにより、シーム熱処理部の外表面側と肉厚中央部とで硬さに大きな差が生じると、低温靱性を確保することはできない。したがって、シーム熱処理部に対する熱処理および冷却の条件を厳密に管理することにより、シーム熱処理部全体での硬さのばらつきを極力低減する必要がある。 If there is a large difference in hardness between the outer surface side of the heat-treated seam portion and the thickness central portion due to variations in the structure, low-temperature toughness cannot be ensured. Therefore, it is necessary to reduce variations in hardness over the entire heat-treated seam portion by strictly controlling the heat treatment and cooling conditions for the heat-treated seam portion.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものである。 The present invention has been made based on the above findings.

本発明に係る電縫鋼管は、母材と、熱処理が施された状態の母材および溶接部を含むシーム熱処理部とを有する。母材は円筒状であり、溶接部は鋼管の軸方向に平行な方向に延在している。また、上述のように、シーム熱処理部は、電縫鋼管の周方向において、溶接部を挟んで両側に熱処理が施された母材を含んでいる。すなわち、シーム熱処理部は熱処理が施された状態の母材を含んでいるが、以下の説明において、単に「母材」といった場合には、溶接部およびシーム熱処理部を除く部分を指すものとする。 An electric resistance welded steel pipe according to the present invention has a base material, and a heat-treated seam portion including the heat-treated base material and a welded portion. The base material is cylindrical, and the weld extends parallel to the axial direction of the steel pipe. Further, as described above, the heat-treated seam portion includes the base material heat-treated on both sides of the welded portion in the circumferential direction of the electric resistance welded steel pipe. In other words, the heat-treated seam portion includes the base material that has been subjected to heat treatment, but in the following description, simply referring to the "base material" refers to the portion excluding the welded portion and the heat-treated seam portion. .

本発明においては、母材およびシーム熱処理部の化学組成の調整および金属組織の制御が重要となる。なお、鋼板を電縫溶接して電縫鋼管とする際には、溶接材料等を用いないため、実質的に、母材と溶接部との化学組成は同一となる。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 In the present invention, it is important to adjust the chemical composition of the base material and seam heat-treated portion and to control the metal structure. When steel plates are electric resistance welded to form an electric resistance welded steel pipe, no welding material or the like is used, so that the chemical composition of the base material and the weld zone are substantially the same. Each requirement of the present invention will be described in detail below.

1.母材の化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
1. Chemical Composition of Base Material The reasons for limiting each element are as follows. In addition, "%" about content in the following description means "mass %."

C:0.03~0.09%
Cは、鋼における母材強度を向上させる元素である。上記の効果を得るためには、Cを0.03%以上含有させる必要がある。一方、C含有量が0.09%を超えると、鋼の溶接性および低温靱性の低下を招く。そのため、C含有量は0.03~0.09%とする。C含有量は0.035%以上であるのが好ましく、0.04%以上であるのがより好ましい。また、C含有量は0.08%以下であるのが好ましく、0.075%以下であるのがより好ましい。
C: 0.03-0.09%
C is an element that improves the base material strength of steel. In order to obtain the above effect, it is necessary to contain 0.03% or more of C. On the other hand, when the C content exceeds 0.09%, the weldability and low-temperature toughness of the steel are deteriorated. Therefore, the C content should be 0.03 to 0.09%. The C content is preferably 0.035% or more, more preferably 0.04% or more. Also, the C content is preferably 0.08% or less, more preferably 0.075% or less.

Si:0.01~0.50%
Siは、製鋼上、脱酸元素として必要な元素である。上記の効果を得るためには、Siを0.01%以上含有させる必要がある。一方、Si含有量が0.50%を超えると、シーム熱処理部の靱性の低下を招く。そのため、Si含有量は0.01~0.50%とする。Si含有量は0.015%以上であるのが好ましい。また、Si含有量は0.40%以下であるのが好ましく、0.30%以下であるのがより好ましい。
Si: 0.01-0.50%
Si is an element necessary as a deoxidizing element in steelmaking. In order to obtain the above effects, it is necessary to contain 0.01% or more of Si. On the other hand, when the Si content exceeds 0.50%, the toughness of the heat-treated seam portion is lowered. Therefore, the Si content should be 0.01 to 0.50%. The Si content is preferably 0.015% or more. Also, the Si content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less.

Mn:0.80~1.60%
Mnは、母材の強度および低温靱性の確保に必要な元素である。上記の効果を得るためには、Mnを0.80%以上含有させる必要がある。一方、Mn含有量が1.60%を超えると、シーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、Mn含有量は0.80~1.60%とする。Mn含有量は1.00%以上であるのが好ましく、1.50%以下であるのが好ましい。
Mn: 0.80-1.60%
Mn is an element necessary for ensuring the strength and low-temperature toughness of the base material. In order to obtain the above effect, it is necessary to contain 0.80% or more of Mn. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.60%, the toughness of the heat-treated seam portion is significantly impaired. Therefore, the Mn content should be 0.80 to 1.60%. The Mn content is preferably 1.00% or more and preferably 1.50% or less.

P:0.020%以下
Pは、不純物として含まれ、鋼の低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.020%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、P含有量は0.020%以下とする。P含有量は0.018%以下であるのが好ましい。P含有量は少ない方が好ましいが、製造コストの観点から0.001%以上とすることができる。
P: 0.020% or less P is an element that is contained as an impurity and affects the low-temperature toughness of steel. significantly impede. Therefore, the P content is set to 0.020% or less. The P content is preferably 0.018% or less. Although the P content is preferably as small as possible, it can be made 0.001% or more from the viewpoint of manufacturing cost.

S:0.003%以下
Sは、不純物として含まれる元素であり、その含有量が0.003%を超えると、粗大な硫化物の生成の原因となり、低温靱性を阻害する。そのため、S含有量は0.003%以下とする。S含有量は0.002%以下であるのが好ましい。S含有量は少ない方が好ましいが、製造コストの観点から0.0001%以上とすることができる。
S: 0.003% or less S is an element contained as an impurity, and if the content exceeds 0.003%, it causes the formation of coarse sulfides and impairs low-temperature toughness. Therefore, the S content is made 0.003% or less. The S content is preferably 0.002% or less. Although the S content is preferably as small as possible, it can be made 0.0001% or more from the viewpoint of manufacturing cost.

Al:0.060%以下
Alは、通常脱酸材として添加される元素である。しかしながら、Al含有量が0.060%を超えると、母材およびシーム熱処理部の靱性が劣化する。そのため、Al含有量は0.060%以下とする。Al含有量は0.030%以下であるのが好ましい。Al含有量の下限に制限はなく、0%であってもよい。脱酸の効果を高めるために、Al含有量は0.001%以上とすることが好ましい。
Al: 0.060% or less Al is an element usually added as a deoxidizer. However, when the Al content exceeds 0.060%, the toughness of the base material and the heat-treated seam portion deteriorates. Therefore, the Al content is set to 0.060% or less. The Al content is preferably 0.030% or less. There is no lower limit to the Al content, and it may be 0%. In order to enhance the deoxidizing effect, the Al content is preferably 0.001% or more.

Ti:0.001~0.030%
Tiは、窒化物形成元素として、結晶粒の細粒化に効果を発揮する元素である。上記の効果を得るためには、Tiを0.001%以上含有させる必要がある。一方、Ti含有量が0.030%を超えると、炭化物の形成による低温靱性の著しい低下を招く。そのため、Ti含有量は0.001~0.030%とする。Ti含有量は0.003%以上であるのが好ましく、0.005%以上であるのがより好ましく、0.025%以下であるのが好ましい。
Ti: 0.001-0.030%
Ti is an element that exerts an effect of refining crystal grains as a nitride-forming element. In order to obtain the above effect, it is necessary to contain 0.001% or more of Ti. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.030%, the formation of carbides causes a significant decrease in low temperature toughness. Therefore, the Ti content should be 0.001 to 0.030%. The Ti content is preferably 0.003% or more, more preferably 0.005% or more, and preferably 0.025% or less.

Nb:0.01~0.04%
Nbは、炭化物および/または窒化物を形成し、強度の向上に寄与する元素である。加えて、オーステナイト域の再結晶を抑制して、未再結晶圧延温度域を拡大し、さらにオーステナイトの焼き入れ性を向上させることによって、圧延後およびシーム熱処理後の加速冷却中に生成するフェライトおよびベイナイトなどの組織を微細均一化し、鋼管母材部およびシーム熱処理部の靭性を向上させる効果を有する。上記の効果を得るためには、Nbを0.01%以上含有させる必要がある。一方、Nb含有量が0.04%を超えると、低温靱性の低下を招く。そのため、Nb含有量は0.01~0.04%とする。Nb含有量は0.015%以上であるのが好ましく、0.03%以下であるのが好ましい。
Nb: 0.01-0.04%
Nb is an element that forms carbides and/or nitrides and contributes to strength improvement. In addition, by suppressing recrystallization in the austenite region, expanding the non-recrystallized rolling temperature region, and further improving the hardenability of austenite, ferrite generated during accelerated cooling after rolling and after seam heat treatment It has the effect of finely homogenizing the structure of bainite, etc., and improving the toughness of the steel pipe base material part and the seam heat treatment part. In order to obtain the above effect, it is necessary to contain 0.01% or more of Nb. On the other hand, when the Nb content exceeds 0.04%, the low temperature toughness is lowered. Therefore, the Nb content is set to 0.01 to 0.04%. The Nb content is preferably 0.015% or more and preferably 0.03% or less.

N:0.001~0.008%
Nは、鋼の低温靱性に影響を与える元素である。窒化物を形成して、結晶粒を細粒化し、低温靭性を向上させるために、N含有量を0.001%以上とする。一方、N含有量が0.008%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、N含有量は0.001~0.008%とする。N含有量は0.006%以下であるのが好ましい。
N: 0.001 to 0.008%
N is an element that affects the low temperature toughness of steel. The N content is set to 0.001% or more in order to form nitrides, refine crystal grains, and improve low-temperature toughness. On the other hand, if the N content exceeds 0.008%, the toughness of not only the base material but also the heat-treated seam portion is significantly impaired. Therefore, the N content is set to 0.001 to 0.008%. The N content is preferably 0.006% or less.

O:0.005%以下
Oは、不純物として含まれ、鋼の低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.005%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、O含有量は0.005%以下とする。O含有量は0.003%以下であるのが好ましい。O含有量は少ない方が好ましいが、製造コストの観点から0.001%以上とすることができる。
O: 0.005% or less O is an element that is contained as an impurity and affects the low-temperature toughness of steel. significantly impede. Therefore, the O content is set to 0.005% or less. The O content is preferably 0.003% or less. Although the O content is preferably as small as possible, it can be 0.001% or more from the viewpoint of production costs.

Cu:0~0.80%
Cuは、低温靱性を低下させずに強度の上昇に有効な元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.80%を超えると、鋼片加熱時および溶接時に割れが生じやすくなる。そのため、Cu含有量は0.80%以下とする。Cu含有量は0.50%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Cu含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましい。
Cu: 0-0.80%
Cu is an element effective in increasing the strength without lowering the low-temperature toughness, so it may be contained as necessary. However, if the content exceeds 0.80%, cracks tend to occur during billet heating and welding. Therefore, the Cu content is set to 0.80% or less. The Cu content is preferably 0.50% or less. In order to obtain the above effects, the Cu content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.10% or more.

Ni:0~0.80%
Niは、低温靱性および強度の改善に有効な元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.80%を超えると、溶接性が低下する。そのため、Ni含有量は0.80%以下とする。Ni含有量は0.50%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ni含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましい。
Ni: 0-0.80%
Ni is an element effective in improving low-temperature toughness and strength, so it may be contained as necessary. However, when the content exceeds 0.80%, the weldability deteriorates. Therefore, the Ni content is set to 0.80% or less. The Ni content is preferably 0.50% or less. In order to obtain the above effects, the Ni content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.10% or more.

Cr:0~0.80%
Crは、析出強化による鋼の強度を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.80%を超えると、焼入れ性を上昇させ、ベイナイト組織を生じさせ、低温靱性を低下させる。そのため、Cr含有量は0.80%以下とする。Cr含有量は0.50%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Cr含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.10%以上であるのがより好ましい。
Cr: 0-0.80%
Cr is an element that improves the strength of steel by precipitation strengthening, so it may be contained as necessary. However, if its content exceeds 0.80%, it increases the hardenability, produces a bainite structure, and lowers the low temperature toughness. Therefore, the Cr content is set to 0.80% or less. The Cr content is preferably 0.50% or less. To obtain the above effects, the Cr content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.10% or more.

Mo:0~0.80%
Moは、焼入れ性を向上させると同時に、炭窒化物を形成し、強度を改善する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。加えて、Nbと複合的に含有させることで、オーステナイト域の再結晶を抑制して、未再結晶圧延温度域を拡大し、さらにオーステナイトの焼き入れ性を向上させることによって、圧延後およびシーム熱処理後の加速冷却中に生成するフェライトおよびベイナイトなどの組織を微細均一化し、鋼管母材部およびシーム熱処理部の靭性を向上させる効果を有する。しかしながら、その含有量が0.80%を超えると、必要以上の強化とともに、低温靱性の著しい低下を招く。そのため、Mo含有量は0.80%以下とする。Mo含有量は0.50%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Mo含有量は0.01%以上であるのが好ましく、0.05%以上であるのがより好ましい。
Mo: 0-0.80%
Mo is an element that improves hardenability and at the same time forms carbonitrides to improve strength, so it may be contained as necessary. In addition, by containing Nb in a composite manner, recrystallization in the austenite region is suppressed, the non-recrystallization rolling temperature range is expanded, and the hardenability of austenite is improved. It has the effect of finely homogenizing the structure of ferrite, bainite, etc., which are generated during subsequent accelerated cooling, and improving the toughness of the steel pipe base metal portion and seam heat treated portion. However, if the content exceeds 0.80%, excessive strengthening and a significant decrease in low-temperature toughness are caused. Therefore, Mo content shall be 0.80% or less. Mo content is preferably 0.50% or less. In order to obtain the above effects, the Mo content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more.

V:0~0.10%
Vは、炭化物および/または窒化物を形成し、強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.10%を超えると、低温靱性の低下を招く。そのため、V含有量は0.10%以下とする。V含有量は0.060%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、V含有量は0.001%以上であるのが好ましく、0.010%以上であるのがより好ましい。
V: 0-0.10%
V is an element that forms carbides and/or nitrides and contributes to the improvement of strength, so it may be contained as necessary. However, when the content exceeds 0.10%, the low temperature toughness is lowered. Therefore, the V content is set to 0.10% or less. The V content is preferably 0.060% or less. To obtain the above effect, the V content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.010% or more.

B:0~0.0020%
Bは、焼入れ性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.0020%を超えると、Bの析出物が生成し、低温靱性を劣化させる。そのため、B含有量は0.0020%以下とする。B含有量は0.0015%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、B含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0003%以上であるのがより好ましい。
B: 0 to 0.0020%
B is an element that improves hardenability, so it may be contained as necessary. However, when the content exceeds 0.0020%, precipitates of B are formed, deteriorating the low temperature toughness. Therefore, the B content is set to 0.0020% or less. The B content is preferably 0.0015% or less. In order to obtain the above effects, the B content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0003% or more.

Ca:0~0.0050%
Caは、硫化物を生成することにより、伸長MnSの生成を抑制し、鋼材の板厚方向の特性、特に耐ラメラティアー性を改善するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.0050%を超えると、母材およびシーム熱処理部のCaの酸化物の個数が増加する。その結果、Ca酸化物が破壊の起点となり、低温靱性が大きく低下する。そのため、Ca含有量は0.0050%以下とする。Ca含有量は0.0040%以下であるのが好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、Ca含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0010%以上であるのがより好ましい。
Ca: 0-0.0050%
Ca suppresses the formation of elongated MnS by forming sulfides and improves the properties of the steel material in the plate thickness direction, particularly lamellar tear resistance, so that it may be contained as necessary. However, when the content exceeds 0.0050%, the number of Ca oxides in the base material and seam heat-treated portion increases. As a result, the Ca oxide becomes the starting point of fracture, and the low temperature toughness is greatly reduced. Therefore, the Ca content is set to 0.0050% or less. The Ca content is preferably 0.0040% or less. In order to obtain the above effect, the Ca content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0010% or more.

REM:0~0.0100%
REMは、Caと同様に、硫化物を生成することにより、伸長MnSの生成を抑制し、鋼材の板厚方向の特性、特に耐ラメラティアー性を改善するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、その含有量が0.0100%を超えると、REMの酸化物の個数が増加し、低温靱性が低下する。そのため、REM含有量は0.0100%以下とする。REM含有量は0.0050%以下であるのが好ましく、0.0040%以下であるのがより好ましい。なお、上記の効果を得たい場合には、REM含有量は0.0001%以上であるのが好ましく、0.0010%以上であるのがより好ましい。
REM: 0-0.0100%
Like Ca, REM suppresses the formation of elongated MnS by forming sulfides and improves the properties of the steel material in the plate thickness direction, especially the lamellar tear resistance. good. However, when the content exceeds 0.0100%, the number of REM oxides increases and the low temperature toughness decreases. Therefore, the REM content is set to 0.0100% or less. The REM content is preferably 0.0050% or less, more preferably 0.0040% or less. To obtain the above effect, the REM content is preferably 0.0001% or more, more preferably 0.0010% or more.

ここで、REMは、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素を指し、前記REMの含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。 Here, REM refers to a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoids, and the REM content means the total content of these elements.

Sb:0~0.10%
Sbは、不純物として含まれることがある。Sbは、鋼の強度および低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.10%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、Sb含有量は0~0.10%とする。Sb含有量は0~0.01%であるのが好ましい。
Sb: 0-0.10%
Sb may be included as an impurity. Sb is an element that affects the strength and low-temperature toughness of steel, and if its content exceeds 0.10%, it significantly impairs not only the toughness of the base metal but also the toughness of the heat-treated seam portion. Therefore, the Sb content is set to 0 to 0.10%. The Sb content is preferably 0-0.01%.

Sn:0~0.10%
Snは、不純物として含まれることがある。Snは、鋼の強度および低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.10%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、Sn含有量は0~0.10%とする。Sn含有量は0~0.01%であるのが好ましい。
Sn: 0-0.10%
Sn may be included as an impurity. Sn is an element that affects the strength and low-temperature toughness of steel, and if its content exceeds 0.10%, it significantly impairs not only the toughness of the base metal but also the toughness of the heat-treated seam portion. Therefore, the Sn content is set to 0 to 0.10%. The Sn content is preferably 0-0.01%.

Co:0~0.10%
Coは、不純物として含まれ、鋼の強度および低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.10%を超えると、溶接性が低下する。そのため、Co含有量は0.10%以下とする。Co含有量は0~0.07%であるのが好ましい。
Co: 0-0.10%
Co is an element that is contained as an impurity and affects the strength and low-temperature toughness of steel, and if its content exceeds 0.10%, weldability deteriorates. Therefore, the Co content is set to 0.10% or less. The Co content is preferably 0-0.07%.

As:0~0.10%
Asは、不純物として含まれ、鋼の強度および低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.10%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、As含有量は0~0.10%とする。As含有量は0~0.01%であるのが好ましい。
As: 0-0.10%
As is contained as an impurity and is an element that affects the strength and low-temperature toughness of steel. When the content exceeds 0.10%, the toughness of not only the base material but also the heat-treated seam portion is significantly impaired. Therefore, the As content is set to 0 to 0.10%. The As content is preferably 0-0.01%.

Pb:0~0.005%
Pbは、不純物として含まれることがある。Pbは、鋼の低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.005%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、Pb含有量は0~0.005%とする。Pb含有量は0~0.001%であるのが好ましい。
Pb: 0-0.005%
Pb may be included as an impurity. Pb is an element that affects the low-temperature toughness of steel, and when its content exceeds 0.005%, it significantly impairs the toughness not only of the base metal but also of the heat-treated seam portion. Therefore, the Pb content should be 0 to 0.005%. The Pb content is preferably 0-0.001%.

Bi:0~0.005%
Biは、不純物として含まれることがある。Biは、鋼の低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.005%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、Bi含有量は0~0.005%とする。Bi含有量は0~0.001%であるのが好ましい。
Bi: 0-0.005%
Bi may be contained as an impurity. Bi is an element that affects the low-temperature toughness of steel, and when its content exceeds 0.005%, it significantly impairs the toughness of not only the base metal but also the heat-treated seam portion. Therefore, the Bi content should be 0 to 0.005%. The Bi content is preferably 0-0.001%.

H:0~0.0005%
Hは、不純物として含まれることがある。Hは、鋼の低温靱性に影響を与える元素であり、その含有量が0.0005%を超えると、母材だけでなくシーム熱処理部の靱性を著しく阻害する。そのため、H含有量は0~0.0005%とする。H含有量は0~0.0001%であるのが好ましい。
H: 0-0.0005%
H may be included as an impurity. H is an element that affects the low-temperature toughness of steel, and if its content exceeds 0.0005%, the toughness of not only the base metal but also the heat-treated seam portion is significantly impaired. Therefore, the H content should be 0 to 0.0005%. The H content is preferably 0-0.0001%.

上記の化学組成において、残部はFeおよび不純物である。ここで「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。なお、P、S、O、Sb、Sn、Co、As、Pb、Bi、Hについては、上述のように含有量を制限することが必要である。 In the above chemical composition, the balance is Fe and impurities. Here, the term "impurities" refers to components mixed in by various factors in raw materials such as ores, scraps, etc., and in the manufacturing process when steel is manufactured industrially. means something As for P, S, O, Sb, Sn, Co, As, Pb, Bi, and H, it is necessary to limit the contents as described above.

Ceq:0.20~0.53
Ceqは、焼入れ性の指標となる値であり、下記(i)式で表わされる。Ceqが0.20未満では、必要な強度が得られない。一方、Ceqが0.53を超えると、低温靱性が劣化する。したがって、Ceqは0.20~0.53とする。Ceqは0.30以上であるのが好ましく、0.50以下であるのが好ましい。
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 ・・・(i)
但し、式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Ceq: 0.20-0.53
Ceq is a value that serves as an index of hardenability and is represented by the following formula (i). If the Ceq is less than 0.20, the required strength cannot be obtained. On the other hand, when the Ceq exceeds 0.53, the low temperature toughness deteriorates. Therefore, Ceq is set to 0.20 to 0.53. Ceq is preferably 0.30 or more and preferably 0.50 or less.
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 (i)
However, each element symbol in the formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel, and is zero when not contained.

Pcm:0.150~0.250
Pcmは、溶接性の指標となる値であり、下記(ii)式で表わされる。また、Pcmの右辺の各元素は、鋼の強度を向上させる効果があるので、Pcmが小さいと、必要な強度が得られない場合がある。特に、Pcmが0.150未満では、必要な強度が得られない。一方、Pcmが0.250を超えると、低温靱性が劣化する。したがって、Pcmは0.150~0.250とする。Pcmは0.152以上であるのが好ましく、0.245以下であるのが好ましい。
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5×B ・・・(ii)
但し、式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Pcm: 0.150-0.250
Pcm is a value that serves as an index of weldability and is represented by the following formula (ii). In addition, each element on the right side of Pcm has the effect of improving the strength of steel, so if Pcm is small, the required strength may not be obtained. In particular, when Pcm is less than 0.150, the required strength cannot be obtained. On the other hand, when Pcm exceeds 0.250, the low temperature toughness deteriorates. Therefore, Pcm is set to 0.150 to 0.250. Pcm is preferably 0.152 or more and preferably 0.245 or less.
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5×B (ii)
However, each element symbol in the formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel, and is zero when not contained.

2.金属組織
上述のように、鋼管の強度および低温靱性を向上させるためには、母材およびシーム熱処理部における金属組織の制御が重要となる。母材およびシーム熱処理部のそれぞれについて、以下に詳しく説明する。
2. Metallographic structure As described above, in order to improve the strength and low-temperature toughness of a steel pipe, it is important to control the metallographic structure in the base metal and the seam heat-treated portion. Each of the base material and the seam heat treated portion will be described in detail below.

鋼管の強度および低温靱性を担保するため、母材の金属組織の制御が重要となる。具体的には、母材の肉厚をtとしたときに、母材の外表層部および1/2t部の金属組織を、面積%で、0~50%のフェライトを含み、残部がベイナイトとする必要がある。母材中に含まれるフェライトの面積率が50%を超えると、強度が低下するおそれがある。 In order to ensure the strength and low-temperature toughness of steel pipes, it is important to control the metallographic structure of the base material. Specifically, when the thickness of the base material is t B , the metal structure of the outer surface layer part and 1/2t B part of the base material contains 0 to 50% ferrite in terms of area%, and the balance is It must be bainite. If the area ratio of ferrite contained in the base material exceeds 50%, the strength may decrease.

ここで、本発明におけるフェライトには、ポリゴナルフェライトだけでなく、アシキュラーフェライトも含まれるものとする。アシキュラーフェライトは、旧オーステナイト粒界が不明瞭で、粒内は、塊状または針状のフェライトを指すものとする。また、ベイナイトには、ラス状のフェライトと炭化物との混合組織だけではなく、組織中にパーライトおよびMA(Martensite-Austenite Constituent)から選択される1種または2種を含む混合組織も含まれ、さらにラス状形態が崩れているグラニュラーベイナイトも含まれるものとする。 Here, ferrite in the present invention includes not only polygonal ferrite but also acicular ferrite. The acicular ferrite refers to ferrite in which the prior austenite grain boundaries are unclear and the grain interiors are in the form of lumps or needles. In addition, bainite includes not only a mixed structure of lath-like ferrite and carbide, but also a mixed structure containing one or two selected from pearlite and MA (Martensite-Austenite Constituent) in the structure. Granular bainite in which the lath-like morphology is broken is also included.

なお、本発明において、母材の外表層部および1/2t部とは、それぞれ、母材の外表面から厚さ方向に1mmの深さ位置および1/2tの深さ位置を意味する。 In the present invention, the outer surface layer portion and the 1/2t B portion of the base material mean a depth position of 1 mm and a depth position of 1/2t B in the thickness direction from the outer surface of the base material, respectively. .

良好な低温靱性を確保するためには、母材の外表層部および1/2t部における平均結晶粒径を15μm以下とする必要がある。上記の平均結晶粒径は13μm以下とすることが好ましい。単に、母材の金属組織、母材のフェライトの面積率、母材の平均結晶粒径という場合は、母材の表層部および1/2t部の両方の金属組織、フェライトの面積率、平均結晶粒径を意味する。 In order to ensure good low-temperature toughness, it is necessary to set the average crystal grain size in the outer surface layer portion and 1/2t B portion of the base material to 15 μm or less. The average crystal grain size is preferably 13 μm or less. When simply referring to the metal structure of the base material, the area ratio of the ferrite of the base material, and the average crystal grain size of the base material, the metal structure of both the surface layer portion and the 1/2t B portion of the base material, the area ratio of ferrite, the average It means grain size.

また、シーム熱処理部における低温靱性を確保する観点から、シーム熱処理部の金属組織は、所定の面積率のフェライトと残部がベイナイトである必要がある。ここで、本発明におけるフェライトには、ポリゴナルフェライトだけでなく、アシキュラーフェライトも含まれるものとする。アシキュラーフェライトは、旧オーステナイト粒界が不明瞭で、粒内は、塊状または針状のフェライトを指すものとする。また、ベイナイトは、ラス状フェライト(グラニュラーベイナイトも含む)と炭化物、パーライトから選択される1種以上を含む組織をいう。 In addition, from the viewpoint of ensuring low-temperature toughness in the heat-treated seam portion, the metallographic structure of the heat-treated seam portion needs to be composed of a predetermined area ratio of ferrite and the balance of bainite. Here, ferrite in the present invention includes not only polygonal ferrite but also acicular ferrite. The acicular ferrite refers to ferrite in which the prior austenite grain boundaries are unclear and the grain interiors are in the form of lumps or needles. Also, bainite refers to a structure containing at least one selected from lath-like ferrite (including granular bainite), carbide, and pearlite.

後述するように、シーム熱処理部の金属組織の制御は、外表面側から熱処理を施した後に水冷することにより行う。そのため、シーム熱処理部の外表面側の肉厚中央部とでは冷却速度に差が生じ、組織にばらつきが生じる。したがって、フェライトの面積率は深さごとに異なる。 As will be described later, the metallographic structure of the heat treated seam portion is controlled by water cooling after heat treatment from the outer surface side. Therefore, a difference occurs in the cooling rate between the heat-treated seam portion and the center portion of the thickness on the outer surface side, resulting in variation in the structure. Therefore, the ferrite area ratio differs depending on the depth.

具体的には、シーム熱処理部の肉厚をtとしたときに、シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置においては、フェライトの面積率は、20%超とする。また、シーム熱処理部の表面から1/2tの位置においては、フェライトの面積率は、50%超とする。また、いずれの部位においても、フェライト以外の残部はベイナイトである。フェライトの面積率について特に上限は規定しないが、シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置においては、40%未満であることが好ましく、シーム熱処理部の表面から1/2tの位置においては、80%未満であることが好ましい。 Specifically, when the thickness of the heat-treated seam portion is tS , the area ratio of ferrite is more than 20% at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion. In addition, the area ratio of ferrite shall be more than 50% at the position of 1/ 2tS from the surface of the heat-treated seam portion. Moreover, the balance other than ferrite is bainite in any part. Although no particular upper limit is defined for the area ratio of ferrite, it is preferably less than 40% at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion, and at a position 1/2 tS from the surface of the heat-treated seam portion. is preferably less than 80%.

なお、本発明において、シーム熱処理部の外表面から3mmの深さ位置および1/2tの深さ位置を、それぞれ、シーム熱処理部の外表層部および1/2t部という場合がある。 In the present invention, the depth position of 3 mm and the depth position of 1/2t S from the outer surface of the heat treated seam portion may be referred to as the outer surface layer portion and the 1/2t S portion of the heat treated seam portion, respectively.

また、良好な低温靱性を確保するためには、結晶の細粒化が重要であり、シーム熱処理部の外表層部では平均結晶粒径を20μm以下に、1/2t部においては平均結晶粒径を15μm以下に制御する必要がある。平均結晶粒径は、いずれの位置でも、13μm以下であるのが好ましい。 In order to ensure good low-temperature toughness, it is important to refine the crystal grains. It is necessary to control the diameter to 15 μm or less. The average grain size is preferably 13 μm or less at any position.

本発明において、金属組織は以下のように求めるものとする。まず、母材およびシーム熱処理部の厚さ方向断面からそれぞれ2つずつ試験片を切り出し、組織観察用および粒径測定用に供する。 In the present invention, the metal structure is obtained as follows. First, two test pieces are cut out from each of the base material and the heat-treated seam section in the thickness direction, and used for structure observation and grain size measurement.

なお、本発明において、母材の厚さ方向断面とは、溶接部から鋼管の周方向に180°離れた位置であって、鋼管の長さ方向および厚さ方向に平行な断面のことである。また、シーム熱処理部の厚さ方向断面とは、溶接部を含むシーム熱処理部を通り、かつ、鋼管の長さ方向に垂直な断面のことである。溶接部は電縫溶接の衝合面であり、メタルフローから鋼管の周方向における位置を特定することができる。 In the present invention, the thickness direction cross section of the base material is a cross section parallel to the length direction and thickness direction of the steel pipe at a position 180° away from the welded portion in the circumferential direction of the steel pipe. . Further, the thickness direction cross section of the heat-treated seam portion is a cross-section that passes through the heat-treated seam portion including the welded portion and is perpendicular to the length direction of the steel pipe. The welded portion is the contact surface of electric resistance welding, and the position in the circumferential direction of the steel pipe can be specified from the metal flow.

また、本発明において、フェライトの面積率は、次の方法で測定される。採取された組織観察用の試料をコロイダルシリカ研磨剤で30~60分研磨する。研磨された試料をEBSP-OIMを用いて解析し、フェライトの面積率を求める。視野範囲は、200μm(母材:長さ方向、シーム熱処理部:周方向)×500μm(厚さ方向)とする。観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとする。 Moreover, in the present invention, the area ratio of ferrite is measured by the following method. The collected sample for tissue observation is polished with a colloidal silica abrasive for 30 to 60 minutes. The polished sample is analyzed using EBSP-OIM to determine the area ratio of ferrite. The visual field range is 200 μm (base material: length direction, seam heat-treated portion: circumferential direction)×500 μm (thickness direction). The observation magnification is 400 times and the measurement step is 0.3 μm.

具体的には、EBSP-OIMに装備されているKAM(Kernel Average Misorientation)法にてフェライトの面積率を求める。 Specifically, the area ratio of ferrite is obtained by the KAM (Kernel Average Misorientation) method provided in EBSP-OIM.

KAM法では、測定データのうち、任意のひとつの正六角形のピクセルを中心のピクセルとする。この中心のピクセルに隣り合う6個のピクセルを用いた第一近似(全7ピクセル)、もしくはこれらの6個のピクセルのさらにその外側の12個のピクセルも用いた第二近似(全19ピクセル)、もしくはこれら12個のピクセルのさらに外側の18個のピクセルも用いた第三近似(全37ピクセル)について、各ピクセル間の方位差を求める。求めた方位差を平均し、得られた平均値をその中心のピクセルの値とする。この操作をピクセル全体に対して行う。 In the KAM method, any one regular hexagonal pixel in the measurement data is taken as the central pixel. First approximation using 6 pixels adjacent to this central pixel (7 pixels in total), or second approximation using 12 pixels outside of these 6 pixels (19 pixels in total) , or the third approximation (total 37 pixels) using 18 pixels further outside of these 12 pixels, obtain the orientation difference between each pixel. The obtained orientation differences are averaged, and the obtained average value is taken as the value of the central pixel. This operation is performed for all pixels.

本実施の形態では、第三近似により隣接するピクセル間の方位差5°以下となるものを表示させる。本実施の形態では、視野範囲の全面積に対する、方位差第三近似1°以下と算出されたピクセルの面積率をフェライトの面積率と定義する。方位差第三近似1°を超えるものは、ベイナイト等のフェライト以外の組織とする。 In the present embodiment, pixels with an orientation difference of 5° or less between adjacent pixels by the third approximation are displayed. In this embodiment, the ferrite area ratio is defined as the area ratio of pixels calculated to have a misorientation of 1° or less in the third approximation with respect to the entire area of the viewing range. A structure other than ferrite such as bainite has a misorientation exceeding 1° in the third approximation.

そして、母材部のフェライトの面積率は、外表層部および1/2t部の各板厚位置において、長さ方向に0.5mmピッチで7か所測定したフェライトの面積率の平均値である。また、シーム熱処理部のフェライトの面積率は、溶接部中心位置と、中心位置から周方向に両側0.5mmピッチで各3点ずつ、計7か所測定したフェライトの面積率の平均値であり、外表層部および1/2t部の各板厚位置で測定する。ここで、溶接部中心位置は上述の溶接部(電縫溶接の衝合面)であり、コロイダルシリカ研磨剤で研磨する前に、例えば、ビッカース硬度計の圧痕を残して位置を特定しておくことが好ましい。 The area ratio of ferrite in the base material portion is the average value of the area ratio of ferrite measured at 7 locations at intervals of 0.5 mm in the length direction at each plate thickness position of the outer surface layer portion and 1/2t B portion. be. In addition, the ferrite area ratio of the heat-treated seam portion is the average value of the ferrite area ratios measured at a total of 7 points, including the center position of the welded part and three points on each side of the center position in the circumferential direction at a pitch of 0.5 mm. , outer surface layer and 1/2t S section. Here, the center position of the welded part is the above-mentioned welded part (contact surface of electric resistance welding), and the position is specified by leaving an impression of a Vickers hardness tester, for example, before polishing with a colloidal silica abrasive. is preferred.

また、平均結晶粒径は、EBSP-OIMを用いて測定する。具体的には、フェライトの面積率の測定と同様に、試料を採取および研磨する。研磨された試料をEBSP-OIMを用いて解析する。より具体的には、一定測定ステップごとの方位測定で、隣り合う測定点の方位差が、15°を超えた位置を粒界とする。15°は大傾角粒界の閾値であり、一般的に結晶粒界として認識されている。 Also, the average crystal grain size is measured using EBSP-OIM. Specifically, a sample is taken and polished in the same manner as in the measurement of the area ratio of ferrite. Polished samples are analyzed using EBSP-OIM. More specifically, the grain boundary is defined as a position where the orientation difference between adjacent measurement points exceeds 15° in the orientation measurement at each fixed measurement step. 15° is the threshold value of the large tilt angle grain boundary, which is generally recognized as the grain boundary.

金属組織がフェライトであるか、フェライト以外の組織であるかを特定せずに、大傾角粒界に囲まれた領域を結晶粒として、その粒径および結晶粒の表面積を求める。得られた粒径および表面積からエリア平均粒径を求める。本明細書中において、求めたエリア平均粒径を平均結晶粒径とする。なお、視野範囲は、200μm(母材:長さ方向、シーム熱処理部:周方向)×500μm(厚さ方向)とする。観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとする。 Without specifying whether the metal structure is ferrite or a structure other than ferrite, the grain size and the surface area of the crystal grain are obtained by regarding the region surrounded by the high-angle grain boundary as the crystal grain. The area-average particle size is determined from the obtained particle size and surface area. In this specification, the determined area average grain size is defined as the average crystal grain size. The visual field range is 200 μm (base material: longitudinal direction, heat-treated seam portion: circumferential direction)×500 μm (thickness direction). The observation magnification is 400 times and the measurement step is 0.3 μm.

母材部の平均結晶粒径は、外表層部および1/2t部の各板厚位置で、圧延方向に0.5mmピッチで7か所測定した平均結晶粒径の平均値である。また、シーム熱処理部の平均結晶粒径は、溶接部中心位置と、中心位置から周方向に両側0.5mmピッチで各3点ずつ、計7か所測定した平均結晶粒径の平均値であり、外表層部および1/2t部の各板厚位置で測定する。 The average crystal grain size of the base material is the average value of the average crystal grain sizes measured at 7 points in the rolling direction at a pitch of 0.5 mm at each plate thickness position of the outer surface layer portion and the 1/2t B portion. The average crystal grain size of the seam heat-treated part is the average value of the average crystal grain sizes measured at a total of 7 points, ie, the central position of the welded part and three points on each side in the circumferential direction with a pitch of 0.5 mm from the central position. , outer surface layer and 1/2t S section.

3.機械的性質
母材における硬さのばらつきが大きいと、低温靱性が劣化する。そのため、母材の厚さ方向断面における外表層部と1/2t部との硬さの差は30HV10以下とする。
3. Mechanical Properties A large variation in hardness in the base metal degrades the low temperature toughness. Therefore, the difference in hardness between the outer surface layer portion and the 1/2t B portion in the cross section in the thickness direction of the base material is set to 30HV10 or less.

シーム熱処理部は、熱処理後の冷却速度が大きい外表面側の硬さが上昇すると、低温靱性が劣化する。後述するCTOD試験では、試験片の表面から中心方向に3mmの位置が最も応力状態が厳しくなるため、シーム熱処理部においては、外表面から厚さ方向に3mmの位置の硬さの最大値Hvmaxが220HV10を超えると、低温靱性が劣化する。そのため、シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置の硬さの最大値Hvmaxを220HV10以下とする。なお、「HV10」は、試験力を98N(10kgf)として、ビッカース硬さ試験を実施した場合の「硬さ記号」を意味する(JIS Z 2244:2009を参照)。 In the heat-treated seam portion, the low-temperature toughness deteriorates when the hardness of the outer surface side, which has a high cooling rate after the heat treatment, increases. In the CTOD test, which will be described later, the stress condition is the most severe at a position 3 mm from the surface of the test piece in the center direction. exceeds 220HV10, the low temperature toughness deteriorates. Therefore, the maximum hardness Hv max at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion is set to 220HV10 or less. "HV10" means a "hardness symbol" when a Vickers hardness test is performed with a test force of 98 N (10 kgf) (see JIS Z 2244:2009).

なお、母材部の硬さは、各板厚位置で、圧延方向に0.5mmピッチで7か所測定した硬さの平均値である。また、シーム熱処理部の硬さは、溶接部中心位置と、中心位置から周方向に両側0.5mmピッチで各3点ずつ、計7か所測定した硬さの平均値である。 The hardness of the base material portion is the average value of the hardness measured at 7 locations in the rolling direction at a pitch of 0.5 mm at each plate thickness position. The hardness of the heat-treated seam portion is the average value of hardness measured at a total of 7 points, ie, the central position of the welded part and three points on both sides of the central position in the circumferential direction at a pitch of 0.5 mm.

本発明において、上記の硬さの差は以下のように求めるものとする。まず、母材の厚さ方向断面からそれぞれ試験片を切り出し、硬さ測定用に供する。そして、母材の厚さ方向断面において、外表層部、および、1/2t部で硬さ測定を行い、その差を算出する。 In the present invention, the difference in hardness is determined as follows. First, a test piece is cut out from each cross section of the base material in the thickness direction, and used for hardness measurement. Then, in the cross section in the thickness direction of the base material, the hardness is measured at the outer surface layer portion and the 1/2t B portion, and the difference is calculated.

寒冷地で使用するに際して、信頼性を確保するためには、シーム熱処理部のCTOD値を0.40mm以上にすることが必要である。CTOD試験は、シーム熱処理部を含んで長手方向に300mm、円周方向に300mmの長さに切断し、シーム熱処理部を含んだCTOD試験片を用いて行う。シーム熱処理部のCTOD値は、試験温度-20℃におけるCTOD試験を、BS7448の規格に準拠して実施し、測定すればよい。 In order to ensure reliability when used in cold regions, it is necessary to set the CTOD value of the heat-treated seam portion to 0.40 mm or more. The CTOD test is performed using a CTOD test piece that includes the heat treated seam portion and is cut to a length of 300 mm in the longitudinal direction and 300 mm in the circumferential direction including the heat treated seam portion. The CTOD value of the heat-treated seam portion may be measured by conducting a CTOD test at a test temperature of -20°C in accordance with the BS7448 standard.

本発明の電縫鋼管において、それ以外の機械的性質については特に制限は設けない。しかしながら、ラインパイプとして使用する場合には、降伏応力は440MPa以上、引張強さは500~700MPaであることが好ましい。 In the electric resistance welded steel pipe of the present invention, other mechanical properties are not particularly limited. However, when used as a line pipe, it is preferable that the yield stress is 440 MPa or more and the tensile strength is 500-700 MPa.

4.肉厚
本発明の電縫鋼管の肉厚について特に制限は設けない。しかしながら、ラインパイプとして使用する場合には、管内を通過する流体の輸送効率向上の観点から、肉厚は10.0mm以上であるのが好ましく、15.0mm以上であるのがより好ましい。一方、電縫鋼管の肉厚は、一般的に25.4mmが上限となる。
4. Thickness There is no particular limitation on the thickness of the electric resistance welded steel pipe of the present invention. However, when used as a line pipe, the wall thickness is preferably 10.0 mm or more, more preferably 15.0 mm or more, from the viewpoint of improving the transportation efficiency of fluid passing through the pipe. On the other hand, the upper limit of the thickness of the electric resistance welded steel pipe is generally 25.4 mm.

5.製造方法
本発明に係る電縫鋼管は、例えば、以下の方法により製造することができるが、この方法には限定されない。
5. Manufacturing Method The electric resistance welded steel pipe according to the present invention can be manufactured, for example, by the following method, but is not limited to this method.

上述の化学組成を有する鋼を炉で溶製した後、鋳造によってスラブを作製する。その後、上記のスラブを1000℃以上の温度域まで加熱して熱間圧延を施す。1000℃未満の加熱温度では圧延機の荷重負担が高くなり、圧延効率が著しく低下する。一方、上記加熱温度が1200℃を超えると、オーステナイト粒の粗大化が生じ、微細な組織が得られなくなるおそれがあるため、1200℃以下とするのが好ましい。より好ましくは1150℃以下とする。 After the steel having the chemical composition described above is melted in a furnace, a slab is produced by casting. After that, the slab is heated to a temperature range of 1000° C. or higher and hot rolled. If the heating temperature is less than 1000° C., the load on the rolling mill becomes high and the rolling efficiency is remarkably lowered. On the other hand, if the heating temperature exceeds 1200° C., the austenite grains become coarse and a fine structure may not be obtained. More preferably, the temperature is 1150° C. or lower.

また、母材の金属組織を微細化するために、熱間圧延時には、再結晶域での圧下比を2以上とし、未再結晶域での圧下比を3以上にすることが好ましい。特に未再結晶域での圧下比を3以上にすることで、母材の平均結晶粒径を15μm以下にすることが可能になる。未再結晶域での圧下比は4以上とするのが好ましい。再結晶域と未再結晶域との境界は、鋼の組成に依存するが、900~950℃程度となる。 In order to refine the metal structure of the base material, it is preferable to set the rolling reduction ratio in the recrystallized region to 2 or more and the rolling reduction ratio in the non-recrystallized region to 3 or more during hot rolling. In particular, by setting the reduction ratio in the non-recrystallized region to 3 or more, it is possible to make the average crystal grain size of the base metal 15 μm or less. The reduction ratio in the non-recrystallized region is preferably 4 or more. The boundary between the recrystallized region and the non-recrystallized region is approximately 900 to 950° C., although it depends on the composition of the steel.

さらに、仕上げ圧延では、オーステナイト域での圧延を1パス以上でかつ1パスの圧下率を20%以下とすることが好ましい。また、仕上げ圧延終了温度は、770℃以上とすることが好ましい。仕上げ圧延後には、450~550℃の温度範囲まで水冷し、当該温度範囲で巻き取る。 Furthermore, in the finish rolling, it is preferable that the rolling in the austenite region is performed in one pass or more and the rolling reduction in one pass is 20% or less. Moreover, it is preferable that finish rolling finish temperature shall be 770 degreeC or more. After finishing rolling, it is water-cooled to a temperature range of 450 to 550° C. and wound up within the temperature range.

そして、得られた熱延鋼板に対して、ロール成形し、高周波溶接により電縫鋼管とすることで電縫鋼管を製造する。続いて、溶接部およびその周辺に対して、シーム熱処理を施す。 Then, the obtained hot-rolled steel sheet is roll-formed and high-frequency welding is performed to form an electric resistance welded steel pipe, thereby manufacturing an electric resistance welded steel pipe. Subsequently, seam heat treatment is applied to the welded portion and its surroundings.

シーム熱処理においては、外表面側から熱処理を行い900~1000℃の温度範囲まで加熱した後、600℃以下まで水冷を行う。熱処理は例えば、高周波誘導加熱、バーナー加熱または電気抵抗加熱等により行うことができるが、加熱の応答性および均一性に優れる高周波誘導加熱を採用することが好ましい。 In the seam heat treatment, heat treatment is performed from the outer surface side, heating to a temperature range of 900 to 1000° C., and then water cooling to 600° C. or less. The heat treatment can be performed by, for example, high-frequency induction heating, burner heating, or electric resistance heating. High-frequency induction heating, which is excellent in heating responsiveness and uniformity, is preferably employed.

この時、一般的に外面部から加熱されることが多いが、外面部と内面部との加熱時の温度差または冷却時の外面部と内面部との冷却速度差等に起因して、熱処理後の冷却中にシーム熱処理部の組織中に硬質のマルテンサイトが生成し、溶接部靭性を低下させる場合がある。 At this time, the outer surface portion is generally heated in many cases. Hard martensite forms in the structure of the seam heat treated zone during subsequent cooling, which may reduce weld zone toughness.

加えて、シーム熱処理部における最高硬さを低減し、良好な低温靱性を確保するためには、ベイナイトの生成量も制限し、所定量以上のフェライトを確保する必要がある。 In addition, in order to reduce the maximum hardness in the heat-treated seam portion and ensure good low-temperature toughness, it is necessary to limit the amount of bainite produced and ensure a predetermined amount or more of ferrite.

これら硬質のマルテンサイトの生成を抑制するとともに、フェライトの生成を促進するためには、熱処理後の冷却過程において、多段加速冷却を行うのが有効である。多段加速冷却とは、加速冷却における水量密度を減らして、冷却時間を短くし、加速冷却を2回または3回以上に分ける方法である。 In order to suppress the formation of these hard martensite and promote the formation of ferrite, it is effective to perform multistage accelerated cooling in the cooling process after the heat treatment. Multi-stage accelerated cooling is a method of reducing the water density in accelerated cooling, shortening the cooling time, and dividing the accelerated cooling into two or three or more times.

特に、ベイナイトの生成量を制限するためには、1回目の冷却停止温度がBs点を下回らないことが重要である。その後、復熱により表面温度が750℃以上まで上昇した後、2回目の冷却を開始する。そして、多段加速冷却後の水冷停止温度を600℃以下にすることにより、硬質のマルテンサイトの生成が抑制され、溶接部の外表層の硬さの上昇が抑制され、低温靭性を確保することができる。なお、2回目以降の加速冷却における冷却停止温度および復熱後の温度については特に制限はない。 In particular, in order to limit the amount of bainite produced, it is important that the first cooling stop temperature does not fall below the Bs point. After that, after the surface temperature rises to 750° C. or more by reheating, the second cooling is started. By setting the water cooling stop temperature after multistage accelerated cooling to 600°C or less, the formation of hard martensite is suppressed, the increase in hardness of the outer surface layer of the weld zone is suppressed, and low-temperature toughness can be secured. can. There are no particular restrictions on the cooling stop temperature and the temperature after reheating in the accelerated cooling after the second time.

ここで、Bs点(℃)は下記(iii)式で表わされ、ベイナイトの生成温度を意味する。
Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo ・・・(iii)
但し、式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
Here, the Bs point (°C) is represented by the following formula (iii) and means the temperature at which bainite is formed.
Bs=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo (iii)
However, each element symbol in the formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel, and is zero when not contained.

以上の処理を行うことにより、シーム熱処理部の金属組織および硬さを上述した範囲に制御することが可能になる。 By performing the above processes, it is possible to control the metal structure and hardness of the heat-treated seam portion within the ranges described above.

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 The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

表1に示す化学組成を有する厚さ240mmの鋼塊を、表2に示す温度まで加熱した。そして、55~100mmの厚さまで、再結晶域で熱間圧延を行った。その後、表2に示す開始温度から800℃までの未再結晶域において、表2に示す厚さまで熱間圧延を行った。続いて、表2に示す条件で水冷を行った。 A 240 mm thick steel ingot having the chemical composition shown in Table 1 was heated to the temperature shown in Table 2. Then, hot rolling was performed in the recrystallized zone to a thickness of 55 to 100 mm. After that, hot rolling was performed to the thickness shown in Table 2 in the non-recrystallized region from the starting temperature shown in Table 2 to 800°C. Subsequently, water cooling was performed under the conditions shown in Table 2.

その後、上記の熱延鋼板をスリット切断して、コイルを造管して、電縫溶接を行った。そして、表2に示す条件で、高周波誘導加熱により溶接部およびその周辺を加熱した後、水冷した。 After that, the hot-rolled steel sheet was cut into slits to form a coil, and electric resistance welding was performed. Then, under the conditions shown in Table 2, the welded portion and its periphery were heated by high-frequency induction heating, and then cooled with water.

Figure 0007211168000001
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Figure 0007211168000002
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得られた各電縫鋼管の母材およびシーム熱処理部の厚さ方向断面からそれぞれ3つずつ試験片を切り出し、組織観察用、粒径測定用および硬さ測定用に供した。 Three test pieces were cut out from each of the thickness direction cross-sections of the base material and the heat-treated seam portion of each of the obtained electric resistance welded steel pipes, and used for structure observation, grain size measurement, and hardness measurement.

採取された組織観察用の試料をコロイダルシリカ研磨剤で30~60分研磨した後、EBSP-OIMを用いて解析し、フェライトの面積率を求めた。視野範囲は、200μm(母材:圧延方向、シーム熱処理部:周方向)×500μm(厚さ方向)、観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとした。 After polishing the collected sample for structural observation with a colloidal silica abrasive for 30 to 60 minutes, it was analyzed using EBSP-OIM to determine the area ratio of ferrite. The field of view was 200 μm (base material: rolling direction, seam heat-treated portion: circumferential direction)×500 μm (thickness direction), the observation magnification was 400, and the measurement step was 0.3 μm.

具体的には、EBSP-OIMに装備されているKAM(Kernel Average Misorientation)法にてフェライトの面積率を求めた。 Specifically, the area ratio of ferrite was determined by the KAM (Kernel Average Misorientation) method provided in EBSP-OIM.

KAM法では、測定データのうち、任意のひとつの正六角形のピクセルを中心のピクセルとする。この中心のピクセルに隣り合う6個のピクセルを用いた第一近似(全7ピクセル)、もしくはこれらの6個のピクセルのさらにその外側の12個のピクセルも用いた第二近似(全19ピクセル)、もしくはこれら12個のピクセルのさらに外側の18個のピクセルも用いた第三近似(全37ピクセル)について、各ピクセル間の方位差を求める。求めた方位差を平均し、得られた平均値をその中心のピクセルの値とする。この操作をピクセル全体に対して行う。 In the KAM method, any one regular hexagonal pixel in the measurement data is taken as the central pixel. First approximation using 6 pixels adjacent to this central pixel (7 pixels in total), or second approximation using 12 pixels outside of these 6 pixels (19 pixels in total) , or the third approximation (total 37 pixels) using 18 pixels further outside of these 12 pixels, obtain the orientation difference between each pixel. The obtained orientation differences are averaged, and the obtained average value is taken as the value of the central pixel. This operation is performed for all pixels.

本実施例においては、第三近似により隣接するピクセル間の方位差5°以下となるものを表示させた。そして、視野範囲の全面積に対する、方位差第三近似1°以下と算出されたピクセルの面積率をフェライトの面積率と定義した。一方、方位差第三近似1°を超えるものは、ベイナイト等のフェライト以外の組織とした。 In this embodiment, the third approximation is used to display the orientation difference of 5° or less between adjacent pixels. Then, the area ratio of pixels calculated to have an orientation difference of 1° or less in the third approximation with respect to the entire area of the viewing range was defined as the area ratio of ferrite. On the other hand, those with a misorientation exceeding 1° in the third approximation were treated as structures other than ferrite such as bainite.

そして、母材部のフェライトの面積率は、外表層部および1/2t部の各板厚位置において、圧延方向に0.5mmピッチで7か所測定したフェライトの面積率の平均値とした。また、シーム熱処理部のフェライトの面積率は、外表層部および1/2t部の各板厚位置において、溶接部中心位置と、中心位置から周方向に両側0.5mmピッチで各3点ずつ、計7か所測定したフェライトの面積率の平均値とした。 Then, the area ratio of ferrite in the base material portion was the average value of the area ratios of ferrite measured at 7 locations at a pitch of 0.5 mm in the rolling direction at each plate thickness position of the outer surface layer portion and the 1/2t B portion. . In addition, the area ratio of ferrite in the seam heat treatment part is, at each plate thickness position of the outer surface layer part and the 1/2t S part, the center position of the welded part and three points each in the circumferential direction at a pitch of 0.5 mm on both sides from the center position. , and the average value of the area ratio of ferrite measured at a total of seven locations.

また、平均結晶粒径は、EBSP-OIMを用いて測定した。具体的には、フェライトの面積率の測定と同様に、試料を採取および研磨し、EBSP-OIMを用いて解析した。より具体的には、一定測定ステップごとの方位測定で、隣り合う測定点の方位差が、15°を超えた位置を粒界とした。 Also, the average grain size was measured using EBSP-OIM. Specifically, samples were taken, polished, and analyzed using EBSP-OIM in the same manner as in the measurement of the area ratio of ferrite. More specifically, the position where the orientation difference between adjacent measurement points exceeded 15° in the orientation measurement at each fixed measurement step was defined as the grain boundary.

そして、粒界に囲まれた領域を結晶粒として、その粒径および結晶粒の表面積を求めた。得られた粒径および表面積からエリア平均粒径を求めた。本実施例においては、求めたエリア平均粒径を平均結晶粒径とした。なお、視野範囲は、200μm(母材:圧延方向、シーム熱処理部:周方向)×500μm(厚さ方向)、観察倍率は400倍とし、測定ステップは0.3μmとした。 Then, the grain size and the surface area of the crystal grains were obtained by using the region surrounded by the grain boundaries as the crystal grains. The area-average particle size was obtained from the obtained particle size and surface area. In this example, the obtained area average grain size was used as the average crystal grain size. The visual field range was 200 μm (base material: rolling direction, seam heat-treated portion: circumferential direction)×500 μm (thickness direction), the observation magnification was 400 times, and the measurement step was 0.3 μm.

母材部の平均結晶粒径は、外表層部および1/2t部の各板厚位置で、圧延方向に0.5mmピッチで7か所測定した平均結晶粒径の平均値とした。また、シーム熱処理部の平均結晶粒径は、外表層部および1/2t部の各板厚位置において、溶接部中心位置と、中心位置から周方向に両側0.5mmピッチで各3点ずつ、計7か所測定した平均結晶粒径の平均値とした。 The average crystal grain size of the base metal portion was the average value of the average crystal grain sizes measured at 7 locations at 0.5 mm intervals in the rolling direction at each plate thickness position of the outer surface layer portion and the 1/2t B portion. In addition, the average crystal grain size of the seam heat treated part is three points each at the center position of the welded part and at a pitch of 0.5 mm on both sides in the circumferential direction from the center position at each plate thickness position of the outer surface layer part and 1/2t S part. , and the average value of the average crystal grain size measured at a total of seven locations.

さらに、硬さ測定用の試験片については、母材およびシーム熱処理部のそれぞれの厚さ方向断面において、母材の外表層部および1/2t部、シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置の硬さを測定した。そして、母材の外表層部および1/2t部の硬さの差、シーム熱処理部の外表層部の硬さの最大値Hvmaxを算出した。ビッカース硬さは、JIS Z 2244:2009に準拠し、試験力を98N(10kgf)として測定した。 Furthermore, for the test piece for hardness measurement, in the thickness direction cross section of the base material and the seam heat treatment part, the thickness direction from the outer surface layer part of the base material and the 1/2t B part, The hardness at a position of 3 mm was measured. Then, the difference in hardness between the outer surface layer portion of the base material and the 1/2t B portion and the maximum hardness value Hv max of the outer surface layer portion of the heat-treated seam portion were calculated. The Vickers hardness was measured according to JIS Z 2244:2009 with a test force of 98 N (10 kgf).

母材についての測定結果を表3に、シーム熱処理部についての測定結果を表4にそれぞれ示す。 Table 3 shows the measurement results for the base material, and Table 4 shows the measurement results for the heat-treated seam portion.

Figure 0007211168000003
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Figure 0007211168000004
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さらに、溶接部から鋼管の周方向に180°離れた位置において、API5L規格に準拠した全厚試験片を円周方向に2本ずつ採取した。そして、常温にて引張試験を行い、降伏応力(YS)および引張強さ(TS)を測定した。引張試験は、API規格に準拠して行った。 Furthermore, two full-thickness test pieces conforming to the API5L standard were sampled in the circumferential direction at a position 180° away from the welded portion in the circumferential direction of the steel pipe. Then, a tensile test was performed at room temperature to measure yield stress (YS) and tensile strength (TS). Tensile tests were performed according to API standards.

次に、溶接部から鋼管の周方向に90°離れた位置において、試験片の長手方向が鋼管の円周方向と一致するように、DWTT試験片を採取した。そして、試験温度-20℃でのDWTT試験を行い、DWTT延性破面率を測定した。DWTT試験は、ASTM E436に準拠して行った。 Next, a DWTT test piece was taken at a position 90° away from the welded portion in the circumferential direction of the steel pipe so that the longitudinal direction of the test piece coincided with the circumferential direction of the steel pipe. Then, a DWTT test was performed at a test temperature of -20°C to measure the DWTT ductile fracture surface ratio. DWTT testing was performed according to ASTM E436.

さらに、シーム熱処理部を含んで長手方向に300mm、円周方向に300mmの長さに切断し、シーム熱処理部を含んだCTOD試験片を採取した。そして、試験温度-20℃におけるCTOD試験を実施し、シーム熱処理部のCTOD値を測定した。CTOD試験は、BS7448の規格に準拠して実施した。 Furthermore, a CTOD test piece including the heat-treated seam portion was obtained by cutting it into a length of 300 mm in the longitudinal direction and a length of 300 mm in the circumferential direction including the heat-treated seam portion. Then, a CTOD test was performed at a test temperature of −20° C., and the CTOD value of the heat-treated seam portion was measured. The CTOD test was performed according to the BS7448 standard.

それらの結果を表5にまとめて示す。なお、本発明においては、降伏応力が440MPa以上でかつ引張強さが500MPa以上である場合に、高い強度を有すると判断することとする。また、-10℃での母材のDWTTが85%以上でかつ-20℃でのシーム熱処理部のCTOD値が0.40mm以上である場合に、低温靱性に優れると判断することとする。 These results are summarized in Table 5. In the present invention, when the yield stress is 440 MPa or more and the tensile strength is 500 MPa or more, it is judged to have high strength. Also, when the DWTT of the base material at -10°C is 85% or more and the CTOD value of the seam heat-treated portion at -20°C is 0.40 mm or more, the low temperature toughness is judged to be excellent.

Figure 0007211168000005
Figure 0007211168000005

表5の結果から明らかなように、本発明の規定を満足する試験No.1~21は、高い強度と優れた低温靱性とを有することが分かる。一方、試験No.22~34は、鋼の化学組成が本発明の規定を満足しないため、強度または低温靱性が劣る結果となった。また、試験No.35~42では、製造条件が不適切であることに起因して、強度および低温靱性の少なくとも一方が劣る結果となった。 As is clear from the results in Table 5, Test No. 1 satisfies the provisions of the present invention. 1-21 are found to have high strength and excellent low temperature toughness. On the other hand, Test No. In Nos. 22 to 34, the chemical composition of the steel did not satisfy the requirements of the present invention, resulting in poor strength or low temperature toughness. Also, test no. In Nos. 35 to 42, at least one of strength and low temperature toughness was inferior due to inappropriate manufacturing conditions.

本発明によれば、高い強度と優れた低温靱性とを有する電縫鋼管を得ることが可能となる。したがって、本発明に係る電縫鋼管は、寒冷地に敷設されるラインパイプとして好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an electric resistance welded steel pipe having high strength and excellent low temperature toughness. Therefore, the electric resistance welded steel pipe according to the present invention can be suitably used as a line pipe laid in cold regions.

Claims (3)

母材とシーム熱処理部とを有する電縫鋼管であって、
前記母材の化学組成が、質量%で、
C:0.03~0.09%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.80~1.60%、
P:0.020%以下、
S:0.003%以下、
Al:0.060%以下、
Ti:0.001~0.030%、
Nb:0.01~0.04%、
N:0.001~0.008%、
O:0.005%以下、
Cu:0~0.80%、
Ni:0~0.80%、
Cr:0~0.80%、
Mo:0~0.80%、
V:0~0.10%、
B:0~0.0020%、
Ca:0~0.0050%、
REM:0~0.010%、
Sb:0~0.10%、
Sn:0~0.10%、
Co:0~0.10%、
As:0~0.10%、
Pb:0~0.005%、
Bi:0~0.005%、
H:0~0.0005%、
残部:Feおよび不純物であり、
下記(i)式で表わされるCeqが0.20~0.53であり、
下記(ii)式で表わされるPcmが0.150~0.250であり、
前記母材の肉厚をtとすると、前記母材の外表面から厚さ方向に1mmの位置および前記母材の外表面から厚さ方向に1/2tの位置における金属組織が、面積%で0%以上50%以下のフェライトを含み、残部がベイナイトであり、15μm以下の平均結晶粒径を有し、
前記母材において、外表面から厚さ方向に1mmの位置の硬さと外表面から厚さ方向に1/2tの位置の硬さとの差が30HV10以下であり、
前記シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置における金属組織が、面積%で20%を超えるフェライトを含み、残部がベイナイトであり、20μm以下の平均結晶粒径を有し、
前記シーム熱処理部の肉厚をtとすると、前記シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に1/2tの位置における金属組織が、面積%で50%を超えるフェライトを含み、残部がベイナイトであり、15μm以下の平均結晶粒径を有し、
前記シーム熱処理部の外表面から厚さ方向に3mmの位置の硬さの最大値Hvmaxが220HV10以下であり、
前記シーム熱処理部の-20℃におけるCTOD値が0.40mm以上である、
電縫鋼管。
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 ・・・(i)
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5×B ・・・(ii)
但し、式中の各元素記号は、鋼中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合はゼロとする。
An electric resistance welded steel pipe having a base material and a heat-treated seam portion,
The chemical composition of the base material is, in mass%,
C: 0.03 to 0.09%,
Si: 0.01 to 0.50%,
Mn: 0.80-1.60%,
P: 0.020% or less,
S: 0.003% or less,
Al: 0.060% or less,
Ti: 0.001 to 0.030%,
Nb: 0.01 to 0.04%,
N: 0.001 to 0.008%,
O: 0.005% or less,
Cu: 0-0.80%,
Ni: 0 to 0.80%,
Cr: 0 to 0.80%,
Mo: 0-0.80%,
V: 0 to 0.10%,
B: 0 to 0.0020%,
Ca: 0 to 0.0050%,
REM: 0-0.010%,
Sb: 0 to 0.10%,
Sn: 0-0.10%,
Co: 0-0.10%,
As: 0 to 0.10%,
Pb: 0 to 0.005%,
Bi: 0 to 0.005%,
H: 0 to 0.0005%,
balance: Fe and impurities,
Ceq represented by the following formula (i) is 0.20 to 0.53,
Pcm represented by the following formula (ii) is 0.150 to 0.250,
When the thickness of the base material is t B , the metal structure at a position 1 mm in the thickness direction from the outer surface of the base material and at a position 1/2 t B in the thickness direction from the outer surface of the base material has an area % contains 0% or more and 50% or less of ferrite, the balance is bainite, and has an average grain size of 15 μm or less,
In the base material, the difference between the hardness at a position 1 mm in the thickness direction from the outer surface and the hardness at a position 1/2 t B in the thickness direction from the outer surface is 30 HV10 or less,
The metal structure at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion contains more than 20% ferrite in terms of area%, the balance being bainite, and having an average grain size of 20 μm or less,
Assuming that the thickness of the heat-treated seam portion is tS , the metal structure at a position 1/ 2tS in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion contains more than 50% ferrite in terms of area%, and the balance is bainite. and has an average crystal grain size of 15 μm or less,
The maximum hardness Hvmax at a position 3 mm in the thickness direction from the outer surface of the heat-treated seam portion is 220HV10 or less,
The CTOD value at −20° C. of the seam heat-treated portion is 0.40 mm or more,
ERW steel pipe.
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 (i)
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5×B (ii)
However, each element symbol in the formula represents the content (% by mass) of each element contained in the steel, and is zero when not contained.
前記母材の化学組成が、質量%で、
Cu:0.01~0.80%、
Ni:0.01~0.80%、
Cr:0.01~0.80%、
Mo:0.01~0.80%、
V:0.001~0.10%、
B:0.0001~0.0020%、
Ca:0.0001~0.0050%、および、
REM:0.0001~0.010%、
から選択される1種以上を含有する、
請求項1に記載の電縫鋼管。
The chemical composition of the base material is, in mass%,
Cu: 0.01 to 0.80%,
Ni: 0.01 to 0.80%,
Cr: 0.01 to 0.80%,
Mo: 0.01 to 0.80%,
V: 0.001 to 0.10%,
B: 0.0001 to 0.0020%,
Ca: 0.0001 to 0.0050%, and
REM: 0.0001 to 0.010%,
containing one or more selected from
The electric resistance welded steel pipe according to claim 1.
前記母材の肉厚が25.4mm以下である、
請求項1または請求項2に記載の電縫鋼管。
The thickness of the base material is 25.4 mm or less,
The electric resistance welded steel pipe according to claim 1 or 2.
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