JP7230454B2 - Steel materials for seamless steel pipes - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、油井管やラインパイプに用いられる継目無鋼管の素材として特に適した継目無鋼管用鋼材に関するものであり、特に、介在物が少なく、靭性に優れた継目無鋼管用鋼材に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel material for seamless steel pipes that is particularly suitable as a material for seamless steel pipes used, for example, for oil country tubular goods and line pipes. It is.

石油や天然ガス(以降、石油と記載)を生産するために、油井管やラインパイプが用いられる。油井管は、石油や天然ガスの井戸を掘削し、井戸を構成する鋼管であり、ラインパイプは、石油や天然ガスを輸送する、海底や海中、地上に敷設される鋼管である。
油田やガス田(以降、油田と記載)の開発が進展するに伴い、深度が深く高圧がかかる高深度油田、天然ガスの高圧輸送、HSガスを多く含有する高腐食性油田、海底や寒冷地域の油田など、条件が厳しい油田開発が増えており、鋼材に、高強度、高耐食性、高靭性が求められている。
Oil country tubular goods and line pipes are used to produce oil and natural gas (hereinafter referred to as oil). Oil country tubular goods are steel pipes that are used to drill wells for oil and natural gas, and line pipes are steel pipes that are laid on the seabed, under the sea, or on the ground to transport oil or natural gas.
As the development of oil fields and gas fields (hereafter referred to as oil fields) progresses, deep oil fields that are deep and subject to high pressure, high-pressure transportation of natural gas, highly corrosive oil fields containing a large amount of H 2 S gas, seabed and The development of oil fields with severe conditions, such as oil fields in cold regions, is increasing, and steel materials with high strength, high corrosion resistance, and high toughness are required.

これらの課題を解決するうえで、鋼材中に含まれる介在物は有害であり様々な問題を引き起こす。まず、非金属である介在物自体は破壊起点となりやすいので、粗大介在物が多い場合、鋼材の靭性、特に低温靭性が低下する。また、HSガスを多く含有するサワー環境下では、鋼材中の介在物を起点として、硫化物応力誘起割れ(SSC)や水素誘起割れ(HIC)が生じやすい。 In order to solve these problems, inclusions contained in steel materials are harmful and cause various problems. First, inclusions, which are non-metallic, tend to serve as starting points for fracture, so if there are many coarse inclusions, the toughness of the steel material, especially the low-temperature toughness, is lowered. In a sour environment containing a large amount of H 2 S gas, sulfide stress-induced cracking (SSC) and hydrogen-induced cracking (HIC) are likely to occur starting from inclusions in the steel material.

代表的な有害介在物は、MnSである。孔食発生起点となりSSCを引き起こすほか、圧延時に容易に延伸するので、HICや靭性低下の原因となる。MnSは鋳片のデンドライト樹間のミクロ偏析部や、中心偏析部に生じる。特に、中心偏析部に生成するMnSは粗大であり、そのため圧延時に延伸して、圧延方向長さが数百μm以上に達する場合があり、製品特性に大きく影響するので、従来から問題視されてきた。 A typical harmful inclusion is MnS. In addition to being a starting point for pitting corrosion and causing SSC, it is easily elongated during rolling, which causes HIC and a decrease in toughness. MnS is generated in the micro-segregation between the dendrite trees of the cast slab and the central segregation. In particular, the MnS generated in the center segregation part is coarse, so that it is stretched during rolling, and the length in the rolling direction may reach several hundred μm or more, which greatly affects the product characteristics. rice field.

そこで、例えば、低S化やCa処理によるMnS生成量の低減技術、連続鋳造時の凝固末期軽圧下による中心偏析防止技術などが開発されてきた。一方、デンドライト樹間のミクロ偏析は、従来はそれほど問題視されてこなかった。しかし、近年、強度や焼き入れ性を高めるために、Mn濃度が増えつつあるため、ミクロ偏析部のMnS対策も必要になってきている。 Therefore, for example, techniques for reducing the amount of MnS generated by reducing sulfur content and Ca treatment, techniques for preventing center segregation by light reduction at the final stage of solidification during continuous casting, and the like have been developed. On the other hand, microsegregation between dendrite trees has not been regarded as a problem so far. However, in recent years, since the Mn concentration has been increasing in order to increase the strength and hardenability, it has become necessary to take countermeasures against MnS in the micro-segregation part.

ところで、中心偏析部のMnSをはじめ、介在物の影響度合いは、鋼管の製造方法によって異なる。鋼管は、鋼材を筒状に成形し、軸方向の突合せ溶接(シーム溶接)により製造する溶接鋼管と、ビレットを素材として中心部に穴を開けて製造する継目無鋼管と、に大別される。溶接鋼管では、鋼材を素材とするので寸法精度が高い利点があるが、鋼材の中心偏析、特に中心偏析部に残存する延伸MnSが、鋼管特性に大きく影響する。一方、継目無鋼管では、ビレット中心部を穿孔するので、中心偏析は溶接鋼管に比べると問題にならず、HICやSSCの問題は相対的に小さい。また、一般に溶接鋼管の溶接部は、溶接部から押し出された鋼中介在物が内外表面に露出したり、溶接後の圧接時に延伸した鋼中介在物が残存したり、溶接部の金属組織が母材と異なる結果として、母材に比べて、耐食性や靭性が劣るなどの課題がある。一方、継目無鋼管にはシーム溶接部が無い。 By the way, the degree of influence of inclusions, including MnS in the center segregation, varies depending on the steel pipe manufacturing method. Steel pipes are broadly classified into welded steel pipes, which are manufactured by forming steel materials into a cylindrical shape and then butt-welding them in the axial direction (seam welding), and seamless steel pipes, which are manufactured by making a hole in the center of a billet. . Welded steel pipes have the advantage of high dimensional accuracy because they are made of steel, but the center segregation of the steel, especially the stretched MnS remaining in the center segregation, greatly affects the properties of the steel pipe. On the other hand, with seamless steel pipes, since the central portion of the billet is perforated, center segregation is less of a problem than with welded steel pipes, and the problems of HIC and SSC are relatively small. In general, the weld zone of a welded steel pipe has inclusions in the steel that are extruded from the weld zone exposed on the inner and outer surfaces, inclusions in the steel that are stretched out during pressure welding after welding, and the metal structure of the weld zone. As a result of being different from the base material, there are problems such as inferior corrosion resistance and toughness compared to the base material. On the other hand, seamless steel pipes have no seam welds.

このように、溶接鋼管に比べて継目無鋼管ではMnSをはじめとする介在物の影響度は低い。そのため、鋼中[S]は高めでも特性は良好であり、精錬時の脱S負荷は低い。
一方で、溶接鋼管では鋼材製造時に加工熱処理を行って材質作りこみが可能であるのに対し、継目無鋼管では、造管後に加工熱処理を行うことになるので、処理条件が制約される。その対策として、焼き入れ性を高めるため、例えば、CrやMoなどが多めに添加されることが多い。製造工程と介在物の影響度に差があるので、鋼材の介在物制御に関する技術において、溶接鋼管に用いる鋼材の技術を、そのまま継目無鋼管に用いる鋼材に適用することには課題がある。
Thus, seamless steel pipes are less affected by inclusions such as MnS than welded steel pipes. Therefore, even if the [S] in the steel is high, the properties are good, and the desulfurization load during refining is low.
On the other hand, in the case of welded steel pipes, it is possible to refine the quality of the material by performing heat treatment during steel production, whereas in the case of seamless steel pipes, heat treatment is performed after pipe making, so the treatment conditions are restricted. As a countermeasure, for example, a large amount of Cr, Mo, or the like is often added in order to improve hardenability. Since there is a difference in the manufacturing process and the degree of influence of inclusions, there is a problem in applying the technology for steel materials used for welded steel pipes to the steel materials used for seamless steel pipes as it is in the technology related to inclusion control of steel materials.

ここで、従来から、鋼材の清浄性を高め、材質特性を向上させるために、様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献1においては、Ca:0.001~0.030%および希土類元素:0.001~0.030%の1種以上、を含有して、S:0.010%以下とし、鋼中介在物を球状化して圧延方向と直角方向の靭性を向上させるとともに、硫化物応力腐食割れ感受性を低減する技術が提案されている。
また、特許文献2においては、Ca、MgおよびREMのうちの1種または2種以上を合計で0.0002~0.005%含有し、Sを0.005%以下とし、介在物の形態制御によって靭性、耐食性を改善する技術が提案されている。
さらに、特許文献3においては、Sが0.005%以下、Oが0.005%以下であり、CaおよびREMの1種または2種の合計:0.0002~0.007%を含有することにより、MnSの析出を防止し、介在物の形態制御により鋼の靭性、耐食性を改善する技術が提案されている。
Here, conventionally, various techniques have been proposed in order to improve the cleanliness of steel materials and improve their material properties.
For example, in Patent Document 1, Ca: 0.001 to 0.030% and one or more of rare earth elements: 0.001 to 0.030% are contained, S: 0.010% or less, steel Techniques have been proposed to improve the toughness in the direction perpendicular to the rolling direction by spheroidizing the inclusions and to reduce the susceptibility to sulfide stress corrosion cracking.
In addition, in Patent Document 2, one or more of Ca, Mg and REM are contained in a total of 0.0002 to 0.005%, S is 0.005% or less, and inclusion morphology control have proposed techniques for improving toughness and corrosion resistance.
Furthermore, in Patent Document 3, S is 0.005% or less, O is 0.005% or less, and the total of one or two types of Ca and REM: 0.0002 to 0.007% have proposed a technique for preventing the precipitation of MnS and improving the toughness and corrosion resistance of steel by controlling the morphology of inclusions.

特開昭62-010241号公報JP-A-62-010241 特開2010-242222号公報JP 2010-242222 A 再公表WO2007/023804号公報Republished WO2007/023804

ところで、CaやREMは、脱硫元素であると同時に、強力な脱酸元素である。したがって、酸素量t.[O]が高い場合、酸化物CaOやREMが優先的に形成されるので、硫化物CaSやREMS(または、酸硫化物REMS)としてSを十分に固定せず、その結果MnSが生成する可能性がある。介在物組成を制御し、ひいてはMnS生成を抑制するためには、t.[O]を規定することが必要である。
ここで、特許文献1及び特許文献2においては、t.[O]を規定していない。また、特許文献3においては、t.[O]≦0.005%として上限のみ規定しており、MnS抑制には不十分な場合がある。また、特許文献3においては、特に30mm以上の肉厚材を対象に想定しているため、Mn:1.5~3.0%と高めの濃度範囲に限定されており、中心偏析部だけでなく、ミクロ偏析部のMnSもが問題になる可能性がある。
By the way, Ca and REM are not only desulfurizing elements, but also strong deoxidizing elements. Therefore, the amount of oxygen t. When [O] is high, oxides CaO and REM 2 O 3 are preferentially formed, so S is not sufficiently fixed as sulfide CaS and REMS (or oxysulfide REM 2 O 2 S), As a result, MnS may be generated. In order to control the composition of inclusions and thus suppress MnS formation, t. It is necessary to define [O].
Here, in Patent Documents 1 and 2, t. [O] is not specified. Moreover, in Patent Document 3, t. Only the upper limit is defined as [O]≦0.005%, which may be insufficient for MnS suppression. In addition, in Patent Document 3, since it is assumed that a material with a thickness of 30 mm or more is targeted, the Mn is limited to a high concentration range of 1.5 to 3.0%, and only the central segregation part In addition, MnS in the micro-segregation part may also become a problem.

次に、MnS以外の低融点介在物が生成する懸念がある。上記特許文献1~3は、いずれも、CaとREMのうち少なくとも1種以上を含有させればよく、CaとREMを組み合わせた複合添加を必須としていない。そのため、Ca単独で含有した場合、CaO-Al系酸化物が生成するが、t.[O]によっては、低融点酸化物組成となり、圧延時に延伸する懸念がある。低融点CaO-Al系酸化物は圧延時に容易に延伸し、先端が鋭い切欠き状となるため、靭性が低下する。特許文献1及び特許文献2においては、t.[O]を規定していないため、t.[O]が高い場合、延伸し易い低融点酸化物が生成する可能性が高い。特許文献3は、t.[O]≦0.005%として上限を規定しているが、t.[O]に応じて、[Ca]や[REM]を規定しなければ、低融点酸化物の生成を十分に回避することができない。 Next, there is a concern that inclusions with a low melting point other than MnS may form. In any of the above Patent Documents 1 to 3, at least one of Ca and REM may be contained, and combined addition of Ca and REM is not essential. Therefore, when Ca alone is contained, a CaO—Al 2 O 3 -based oxide is produced, but t. Depending on [O], there is a concern that the composition may become a low-melting oxide composition and may be stretched during rolling. The low-melting point CaO--Al 2 O 3 -based oxide is easily elongated during rolling, and has a notch shape with a sharp tip, which lowers the toughness. In Patent Documents 1 and 2, t. Since [O] is not defined, t. When [O] is high, there is a high possibility that a low-melting-point oxide that is easily stretched will be formed. Patent document 3 discloses t. Although the upper limit is specified as [O]≤0.005%, t. Unless [Ca] and [REM] are specified according to [O], the generation of low-melting-point oxides cannot be sufficiently avoided.

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、MnS及び低融点酸化物の生成を抑制し、靭性に優れた継目無鋼管用鋼材を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a steel material for seamless steel pipes that suppresses the formation of MnS and low-melting-point oxides and has excellent toughness.

上述の課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
圧延方向に延伸した介在物は、先端が切欠き状であるため、特に有害である。また、非延伸介在物であっても、粗大なものは有害性が高く、低減することが重要である。ここで、延伸介在物としては、上述したMnSに加えて、低融点酸化物が挙げられる。
In order to solve the above-described problems, the present inventors have made intensive studies and obtained the following findings.
Inclusions extending in the rolling direction are particularly harmful because their tips are notched. Moreover, even non-stretchable inclusions are highly harmful if they are coarse, and it is important to reduce them. In addition to MnS described above, low-melting oxides can be used as elongated inclusions.

低融点酸化物は、一般には、溶鋼中(標準的には1600℃を想定)で液相である酸化物を指すことが多い。圧延温度では固相であるが、低融点であるために、容易に変形・延伸する。MnSに比べると延伸の程度(アスペクト比)は低いが、高強度の鋼材では問題視されるようになっている。例えば、Ca処理時に、低融点組成であるCaO-Al系酸化物が生じて、延伸する例が観察される。低融点組成を避ける手段として、t.[O]を規制・制御する、あるいはt.[O]に応じて、[Ca]を制御し、酸化物を高融点組成に制御することが有効である。 Low-melting-point oxides generally refer to oxides that are in a liquid phase in molten steel (normally assumed to be 1600° C.). Although it is in a solid phase at the rolling temperature, it easily deforms and stretches due to its low melting point. Although the degree of elongation (aspect ratio) is lower than that of MnS, it is regarded as a problem in high-strength steel materials. For example, a CaO—Al 2 O 3 -based oxide having a low melting point composition is generated during Ca treatment, and an example of stretching is observed. As a means of avoiding low melting point compositions, t. regulate and control [O], or t. It is effective to control [Ca] according to [O] to control the oxide to a high melting point composition.

また、非延伸介在物としては、鋼種によっては、TiSなど硫化物、Ti(C)Nなど(炭)窒化物が生成する場合もあるが、本発明では、主な介在物である酸化物を想定して説明する。従来、非延伸介在物については、まず、サイズが問題視され、粗大な介在物(酸化物)を除去する対策が重視されてきた。しかし、鋼材の高強度化や安全性重視を背景に、従来は問題視されていなかったサイズや個数(量)でも、一段と低減(清浄化)が要求されるようになっている。そこで、溶鋼中から酸化物を浮上除去するために、二次精錬撹拌時間を延長することが広く行われている。酸化物の総量は、鋼中のt.[O]が指標となる。例えば、高清浄度が特に求められる軸受鋼では、t.[O]が厳しく管理されており、撹拌時間延長により、t.[O]が着実に低減する。 As non-stretchable inclusions, sulfides such as TiS and (carbo)nitrides such as Ti(C)N may be generated depending on the steel type. I will assume and explain. Conventionally, the size of non-stretchable inclusions has been viewed as a problem, and emphasis has been placed on measures to remove coarse inclusions (oxides). However, against the background of increasing the strength of steel materials and emphasizing safety, further reduction (purification) of the size and number (quantity), which were not regarded as problems in the past, has come to be demanded. Therefore, in order to float and remove the oxides from the molten steel, it is widely practiced to extend the secondary refining stirring time. The total amount of oxides in the steel is t. [O] is an index. For example, in bearing steel that requires a high degree of cleanliness, t. [O] is strictly controlled, and by extending the stirring time, t. [O] steadily decreases.

本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る継目無鋼管用鋼材は、質量%で、
C:0.20%以上0.34%未満、
Si:0.15%以上0.40%以下、
Mn:0.30%以上1.50%未満、
Al:0.031%以上0.050%以下、
Ti:0.002%以上0.060%以下、
Cr:0.02%以上1.50%以下、
Mo:0%以上1.0%以下、
Ca:0.0003%以上0.0050%以下、
REM:0.0003%以上0.0050%以下、
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちP,S,O,Nを、
P:0.020%以下、
S:0.0050%以下、
O:0.0050%以下、
N:0.0075%以下、
に制限し、
鋼中の各成分元素Mの質量比を[M]で表示した場合に、[REM]を以下の(1)式で示す第1閾値[REM_1]、及び、(2)式で示す第2閾値[REM_2]によって3つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のCa量[Ca]が、以下の(3)式に示すa1、(4)式に示すb1、(5)式に示すa2、(6)式に示すb2、(7)式に示すb3を用いて、以下の(8)式、(9)式、(10)式を満足するとともに、
鋼管の圧延方向と鋼管肉厚方向とに平行な断面を観察面として、鋼中に含まれる円相当径が1.0μm以上であって、MnS、CaS、Al -CaO-REM 系酸化物の少なくともいずれか一種を含む介在物の個数密度が100個/mm以下であることを特徴とする。
(1)式:[REM_1]=0.400×[S]-0.0006
(2)式:[REM_2]=0.005×[Al]+0.300×[S]+1.590×[O]-0.0014
(3)式:a1=5.000×[Al]-35.714×[S]-29.870×[O]-0.0675
(4)式:b1=-0.005×[Al]+0.400×[S]+1.155×[O]-0.0007
(5)式:a2=2.143×[Al]+53.571×[S]+31.169×[O]-1.0471
(6)式:b2=-0.002×[Al]+0.618×[S]+1.100×[O]-0.0010
(7)式:b3=0.475×[S]-0.0005
(8)式:[REM]<[REM_1]の場合、[Ca]≧a1×[REM]+b1
(9)式:[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の場合、[Ca]≧a2×[REM]+b2
(10)式:[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の場合、[Ca]≧b3
The present invention has been made based on the above findings, and the steel material for seamless steel pipes according to the present invention contains, by mass%,
C: 0.20% or more and less than 0.34%,
Si: 0.15% or more and 0.40% or less,
Mn: 0.30% or more and less than 1.50%,
Al: 0.031% or more and 0.050% or less,
Ti: 0.002% or more and 0.060% or less,
Cr: 0.02% or more and 1.50% or less,
Mo: 0% or more and 1.0% or less,
Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
and the balance consists of iron and impurities, and among the impurities, P, S, O, and N,
P: 0.020% or less,
S: 0.0050% or less,
O: 0.0050% or less,
N: 0.0075% or less,
limited to
When the mass ratio of each component element M in the steel is represented by [M], [REM] is a first threshold value [REM_1] indicated by the following formula (1) and a second threshold value indicated by the following formula (2) [REM_2] is divided into three regions, and in each region, the amount of Ca [Ca] in the steel is a1 shown in the following formula (3), b1 shown in the following formula (4), and shown in the following formula (5) Using a2, b2 shown in formula (6), and b3 shown in formula (7), the following formulas (8), (9), and (10) are satisfied,
With a cross-section parallel to the rolling direction and the thickness direction of the steel pipe as an observation plane, MnS, CaS, Al 2 O 3 -CaO-REM 2 O having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more contained in the steel The number density of inclusions containing at least one of ternary oxides is 100/mm 2 or less.
(1) Formula: [REM_1] = 0.400 x [S] - 0.0006
(2) Formula: [REM_2] = 0.005 x [Al] + 0.300 x [S] + 1.590 x [O] - 0.0014
(3) Formula: a1 = 5.000 x [Al] -35.714 x [S] -29.870 x [O] -0.0675
(4) Formula: b1 = -0.005 x [Al] + 0.400 x [S] + 1.155 x [O] -0.0007
(5) Formula: a2 = 2.143 x [Al] + 53.571 x [S] + 31.169 x [O] - 1.0471
(6) Formula: b2 = -0.002 x [Al] + 0.618 x [S] + 1.100 x [O] -0.0010
(7) Formula: b3 = 0.475 × [S] - 0.0005
(8) Formula: When [REM] < [REM_1], [Ca] ≥ a1 × [REM] + b1
(9) Formula: If [REM_1] ≤ [REM] < [REM_2], [Ca] ≥ a2 × [REM] + b2
(10) Formula: When [REM_2] ≤ [REM] ≤ 0.0050%, [Ca] ≥ b3

このような構成の継目無鋼管用鋼材によれば、上述のように、t.[O]を考慮して、[REM]と[Ca]の関係を規定していることから、CaやREMが酸化物を形成しても、Sと結合するCaやREM量が確保され、MnS系介在物を低減することが可能となる。
また、鋼中の[Ca]、[REM]、t.[Al]、t.[O]、[S]の各量の関係を上述のように規定しているので、介在物中のAlの比率を低減でき、低融点酸化物の生成を抑制することが可能となる。さらに、CaとREMを複合添加し、酸化物の主要組成を、REMを含有する三元系、Al-CaO-REM系とすることで、圧延時の破砕性が増し、圧延後のサイズが微細化するので、有害性を低減できる。
さらに、円相当径1.0μm以上の介在物個数密度を100個/mm以下に規定しているので、破壊の起点となる介在物の個数が十分に低減されている。
よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な継目無鋼管用鋼材を提供することができる。
According to the steel material for seamless steel pipes having such a configuration, as described above, t. Since the relationship between [REM] and [Ca] is defined in consideration of [O], even if Ca and REM form oxides, the amount of Ca and REM that binds to S is secured, and MnS It becomes possible to reduce system inclusions.
In addition, [Ca], [REM], t. [Al], t. Since the relationship between the amounts of [O] and [S] is defined as described above, the ratio of Al 2 O 3 in the inclusions can be reduced, and the formation of low melting point oxides can be suppressed. Become. Furthermore, Ca and REM are added in combination, and the main composition of the oxide is a ternary system containing REM 2 O 3 , an Al 2 O 3 -CaO-REM 2 O 3 system, thereby improving the crushability during rolling. is increased, and the size after rolling becomes finer, so the harmfulness can be reduced.
Furthermore, since the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is specified to be 100/mm 2 or less, the number of inclusions that cause fracture is sufficiently reduced.
Therefore, it is possible to provide a high-quality steel material for seamless steel pipes in which the occurrence of cracks or the like during use or processing is suppressed.

ここで、本発明の継目無鋼管用鋼材においては、さらに、質量%で、
Cu:0%以上0.05%以下、
Nb:0%以上0.05%以下、
V:0%以上0.10%以下、
Ni:0%以上0.10%以下、
B:0%以上0.0050%以下、
からなる群から選択される一種又は二種以上を含む構成としてもよい。
この場合、上述の元素をさらに含有することで、継目無鋼管用鋼材の様々な特性を向上させることが可能となる。
Here, in the steel material for seamless steel pipes of the present invention, further, in mass %,
Cu: 0% or more and 0.05% or less,
Nb: 0% or more and 0.05% or less,
V: 0% or more and 0.10% or less,
Ni: 0% or more and 0.10% or less,
B: 0% or more and 0.0050% or less,
It is good also as a structure containing 1 type, or 2 or more types selected from the group which consists of.
In this case, it is possible to improve various properties of the steel material for seamless steel pipes by further including the above elements.

また、本発明の継目無鋼管用鋼材においては、前記鋼管中に存在する前記介在物の内、少なくともAl -CaO-REM 系酸化物を含む介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、以下の(11)式及び(12)式の両方を満足することが好ましい。
(11)式:(Al)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≦0.40
(12)式:(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.05
この場合、介在物の組成が上述のように規定されているので、介在物の融点が低下することを抑制でき、低融点酸化物に起因する延伸介在物の個数をさらに低減することが可能となる。
In the steel material for seamless steel pipes of the present invention, among the inclusions present in the steel pipe, the mass of each compound MX in inclusions containing at least Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxides When the ratio is (MX), it is preferable to satisfy both the following formulas (11) and (12).
(11) Formula: (Al 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≦0.40
(12) Formula: (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0.05
In this case, since the composition of the inclusions is defined as described above, it is possible to suppress a decrease in the melting point of the inclusions and further reduce the number of drawn inclusions caused by the low-melting-point oxide. Become.

上述のように、本発明によれば、MnS及び低融点酸化物の生成を抑制し、靭性に優れた継目無鋼管用鋼材を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the formation of MnS and low-melting-point oxides and to provide a steel material for seamless steel pipes with excellent toughness.

ラボ実験における延伸介在物の発生状況を示すグラフである。4 is a graph showing how stretched inclusions are generated in laboratory experiments. t.[O]によって層別した結果を示すグラフである。(a)がt.[O]:0.0005%以上0.0012%未満、(b)がt.[O]:0.0012%以上0.0017%未満、(c)がt.[O]:0.0017%以上0.0022%未満、(d)がt.[O]:0.0022%以上0.0030%未満。t. FIG. 10 is a graph showing the results stratified by [O]. FIG. (a) is t. [O]: 0.0005% or more and less than 0.0012%, (b) is t. [O]: 0.0012% or more and less than 0.0017%, (c) is t. [O]: 0.0017% or more and less than 0.0022%, (d) is t. [O]: 0.0022% or more and less than 0.0030%. ラボ実験における延伸介在物の生成を抑制する条件を示すグラフである。4 is a graph showing conditions for suppressing the formation of stretched inclusions in laboratory experiments. 延伸介在物の個数密度とシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the number density of stretched inclusions and the Charpy absorbed energy. 円相当径≧1.0μmの介在物の個数密度と延伸介在物の個数密度との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of ≧1.0 μm and the number density of stretched inclusions.

以下に、本発明の実施形態である継目無鋼管用鋼材について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
ここで、本実施形態である継目無鋼管用鋼材は、油井管やラインパイプに用いることができる継目無鋼管としての使用されるものである。さらに、本実施形態である継目無鋼管用鋼材は、ビレット等の鋳造材とされている。
Steel materials for seamless steel pipes according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
Here, the steel material for seamless steel pipes of the present embodiment is used as seamless steel pipes that can be used for oil well pipes and line pipes. Furthermore, the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment is a cast material such as a billet.

本実施形態である鋼材においては、質量%で、C:0.20%以上0.34%未満、Si:0.15%以上0.40%以下、Mn:0.30%以上1.50%未満、Al:0.003%以上0.050%以下、Ti:0%以上0.060%以下、Cr:0%以上1.50%以下、Mo:0%以上1.0%以下、Ca:0.0003%以上0.0050%以下、REM:0.0003%以上0.0050%以下、を含有し、残部が鉄及び不純物からなる組成を有し、さらに、前記不純物のうちP,S,O,Nを、P:0.020%以下、S:0.0050%以下、O:0.0050%以下、N:0.0075%以下、に制限している。 In the steel material of the present embodiment, in mass%, C: 0.20% or more and less than 0.34%, Si: 0.15% or more and 0.40% or less, Mn: 0.30% or more and 1.50% less than, Al: 0.003% to 0.050%, Ti: 0% to 0.060%, Cr: 0% to 1.50%, Mo: 0% to 1.0%, Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less, REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less, the balance being iron and impurities, and further, among the impurities, P, S, O and N are limited to P: 0.020% or less, S: 0.0050% or less, O: 0.0050% or less, and N: 0.0075% or less.

そして、鋼中の各成分元素Mの質量比を[M]で表示した場合に、[REM]を以下の(1)式で示す第1閾値[REM_1]、及び、(2)式で示す第2閾値[REM_2]によって3つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のCa量[Ca]が、以下の(3)式に示すa1、(4)式に示すb1、(5)式に示すa2、(6)式に示すb2、(7)式に示すb3を用いて、以下の(8)式、(9)式、(10)式を満足するように規定されている。
(1)式:[REM_1]=0.400×[S]-0.0006
(2)式:[REM_2]=0.005×[Al]+0.300×[S]+1.590×[O]-0.0014
(3)式:a1=5.000×[Al]-35.714×[S]-29.870×[O]-0.0675
(4)式:b1=-0.005×[Al]+0.400×[S]+1.155×[O]-0.0007
(5)式:a2=2.143×[Al]+53.571×[S]+31.169×[O]-1.0471
(6)式:b2=-0.002×[Al]+0.618×[S]+1.100×[O]-0.0010
(7)式:b3=0.475×[S]-0.0005
(8)式:[REM]<[REM_1]の場合、[Ca]≧a1×[REM]+b1
(9)式:[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の場合、[Ca]≧a2×[REM]+b2
(10)式:[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の場合、[Ca]≧b3
Then, when the mass ratio of each component element M in the steel is indicated by [M], [REM] is a first threshold value [REM_1] indicated by the following formula (1), and a first threshold value [REM_1] indicated by the following formula (2) Three regions are distinguished by two threshold values [REM_2], and in each region, the amount of Ca [Ca] in the steel is a1 shown in the following formula (3), b1 shown in the following formula (4), and formula (5) is defined to satisfy the following expressions (8), (9), and (10) using a2 shown in (6), b2 shown in expression (6), and b3 shown in expression (7).
(1) Formula: [REM_1] = 0.400 x [S] - 0.0006
(2) Formula: [REM_2] = 0.005 x [Al] + 0.300 x [S] + 1.590 x [O] - 0.0014
(3) Formula: a1 = 5.000 x [Al] -35.714 x [S] -29.870 x [O] -0.0675
(4) Formula: b1 = -0.005 x [Al] + 0.400 x [S] + 1.155 x [O] -0.0007
(5) Formula: a2 = 2.143 x [Al] + 53.571 x [S] + 31.169 x [O] - 1.0471
(6) Formula: b2 = -0.002 x [Al] + 0.618 x [S] + 1.100 x [O] -0.0010
(7) Formula: b3 = 0.475 × [S] - 0.0005
(8) Formula: When [REM] < [REM_1], [Ca] ≥ a1 × [REM] + b1
(9) Formula: If [REM_1] ≤ [REM] < [REM_2], [Ca] ≥ a2 × [REM] + b2
(10) Formula: When [REM_2] ≤ [REM] ≤ 0.0050%, [Ca] ≥ b3

さらに、本実施形態である鋼材においては、鋼中に含まれる円相当径が1.0μm以上の介在物の個数密度が100個/mm以下とされている。 Furthermore, in the steel material of the present embodiment, the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more contained in the steel is 100/mm 2 or less.

なお、本実施形態である鋼材においては、必要に応じて、さらに、質量%で、Cu:0%以上0.05%以下、Nb:0%以上0.05%以下、V:0%以上0.10%以下、Ni:0%以上0.10%以下、B:0%以上0.0050%以下、からなる群から選択される一種又は二種以上を含んでいてもよい。 In addition, in the steel material of the present embodiment, if necessary, in terms of mass%, Cu: 0% or more and 0.05% or less, Nb: 0% or more and 0.05% or less, V: 0% or more and 0% 10% or less, Ni: 0% or more and 0.10% or less, B: 0% or more and 0.0050% or less, one or more selected from the group consisting of 0% or more and 0.0050% or less.

さらに、本実施形態である鋼材においては、内部に存在する介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、以下の(11)式及び(12)式の両方を満足するものとしてもよい。
(11)式:(Al)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≦0.40
(12)式:(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.05
Furthermore, in the steel material of the present embodiment, where (MX) is the mass ratio of each compound MX in the inclusions present inside, both the following formulas (11) and (12) are satisfied: may be
(11) Formula: (Al 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≦0.40
(12) Formula: (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0.05

以下に、本実施形態である鋼材において、各成分を上述のように規定した理由について説明する。 In the following, the reasons for defining each component in the steel material of the present embodiment as described above will be described.

(C:0.20%以上0.34%未満)
C(炭素)は、鋼材の強度や焼入れ性を確保するうえで重要な元素である。C含有量を0.20%以上とすることにより、用途に十分な強度を確保する。一方、C含有量が0.34%以上になると、靭性が劣化する。よって、C含有量を0.20%超0.34%未満の範囲に制御する。
(C: 0.20% or more and less than 0.34%)
C (carbon) is an important element for ensuring the strength and hardenability of steel materials. By setting the C content to 0.20% or more, sufficient strength for the application is ensured. On the other hand, when the C content is 0.34% or more, the toughness deteriorates. Therefore, the C content is controlled within a range of more than 0.20% and less than 0.34%.

(Si:0.15%以上0.40%以下)
Si(ケイ素)は、脱酸剤として作用し、また、焼入れ性を高めて鋼材の強度を向上させるのに有効な元素である。一方、0.40%を超えると、靭性が劣化する。よって、Si含有量を0.15%以上0.40%以下の範囲に制御する。
(Si: 0.15% or more and 0.40% or less)
Si (silicon) is an element that acts as a deoxidizing agent and is effective in improving hardenability and strength of steel materials. On the other hand, if it exceeds 0.40%, the toughness deteriorates. Therefore, the Si content is controlled within the range of 0.15% to 0.40%.

(Mn:0.30%以上1.50%未満)
Mn(マンガン)は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、焼入れ性を高めて鋼材の強度、靭性を向上させるのに有効な元素である。焼入れ後の強度には、Mnをはじめとする合金元素量と共に、焼き入れ時の冷却速度が影響する。鋼材厚みが厚いほど、厚み中心の冷却速度は減少するので、厚肉材ほど焼き入れ性が低下する。したがって、焼き入れ性に影響する合金元素量は、鋼材の厚さによって変えることが好ましい。
本実施形態である鋼材は、一般的な肉厚の鋼管、おおよそ十数mm~二十数mm程度の鋼管の素材を想定して決定した。(したがって、この範囲を大きく超える、例えば30mm以上の極厚肉材では、Mnをはじめとする合金元素量を増やさなければ、厚み中心の焼き入れ性を確保できない。)
(Mn: 0.30% or more and less than 1.50%)
Mn (manganese) is an element that acts as a deoxidizing agent and is also an effective element for enhancing hardenability and improving the strength and toughness of steel materials. The strength after quenching is affected by the cooling rate during quenching as well as the amount of alloying elements such as Mn. The thicker the steel material, the lower the cooling rate at the center of the thickness, so the thicker the material, the lower the hardenability. Therefore, it is preferable to change the amount of alloying elements that affect hardenability depending on the thickness of the steel material.
The steel material of the present embodiment was determined by assuming a material for a general thick steel pipe, a steel pipe with a thickness of approximately ten and several mm to twenty and several mm. (Therefore, for extremely thick materials exceeding this range, for example, 30 mm or more, hardenability at the center of the thickness cannot be ensured unless the amount of alloying elements such as Mn is increased.)

本実施形態の場合、Mn含有量が0.30%未満では、強度や靭性を高めるその効果が十分得られない。一方、Mn含有量が1.50%以上では、上記の想定厚み十数mm~二十数mmの鋼材では、強度が高くなり過ぎて靭性が劣化するほか、偏析部に粗大なMnSが生成して、鋼材の耐HIC特性が劣化するおそれがある。よって、Mn含有量を0.30%以上1.50%未満の範囲に制御する。
なお、Mn含有量の下限は0.80%以上であることが好ましく、Mn含有量の上限は1.35%以下であることが好ましい。
In the case of this embodiment, if the Mn content is less than 0.30%, the effect of increasing strength and toughness cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Mn content is 1.50% or more, the steel material with the assumed thickness of 10 mm to 20 mm has an excessively high strength and deteriorates toughness, and coarse MnS is generated in the segregation part. As a result, the HIC resistance of the steel material may deteriorate. Therefore, the Mn content is controlled within the range of 0.30% or more and less than 1.50%.
The lower limit of the Mn content is preferably 0.80% or more, and the upper limit of the Mn content is preferably 1.35% or less.

(Al:0.003%以上0.050%以下)
Al(アルミニウム)は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、Nを固定することで鋼材の靭性を高めるのに有効な元素である。本実施形態においては、鋼マトリックスに固溶した、いわゆる酸可溶Alだけでなく、酸化物や窒化物を形成したAlをも合計した、トータルAl(以降、t.Alと記載する)を指す。Al含有量が0.003%未満では、上記含有効果が十分に得られないので、0.003%以上を含有させる必要がある。一方、Al含有量が0.050%を超えると、上記含有効果は飽和し、さらに、粗大な介在物が増加する。この粗大な介在物によって、靭性が劣化する、または鋼管の外面および内面に表面疵が発生し易くなる。よって、Al含有量を0.003%以上0.050%以下の範囲に制御する。
なお、Al含有量の下限は0.010%以上とすることが好ましく、Al含有量の上限は0.040%以下であることが好ましい。
(Al: 0.003% or more and 0.050% or less)
Al (aluminum) is an element that acts as a deoxidizing agent and is an element that is effective in improving the toughness of steel materials by fixing N. In the present embodiment, it refers to total Al (hereinafter referred to as t.Al), which is the sum of not only so-called acid-soluble Al that is dissolved in the steel matrix, but also Al that forms oxides and nitrides. . If the Al content is less than 0.003%, the above effects cannot be sufficiently obtained, so the Al content must be 0.003% or more. On the other hand, if the Al content exceeds 0.050%, the effect of the inclusion is saturated, and coarse inclusions increase. These coarse inclusions degrade the toughness or tend to cause surface flaws on the outer and inner surfaces of the steel pipe. Therefore, the Al content is controlled within the range of 0.003% or more and 0.050% or less.
The lower limit of the Al content is preferably 0.010% or more, and the upper limit of the Al content is preferably 0.040% or less.

(Ti:0%以上0.060%以下)
Ti(チタン)は、炭窒化物を形成することにより強度を高める効果のほか、結晶粒微細化作用があるので、必要に応じて、0.060%以下の範囲内で含有させても良い。一方、Ti含有量が0.060%を超えると、粗大な角状の炭窒化物が形成されやすくなり、靭性が劣化する。よって、Ti含有量を0.060%以下に制限する。Ti含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、Ti含有量の下限は0.0005%以上であってもよい。
(Ti: 0% or more and 0.060% or less)
Ti (titanium) has the effect of increasing the strength by forming carbonitrides and also has the effect of refining grains, so it may be contained within the range of 0.060% or less as necessary. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.060%, coarse and angular carbonitrides are likely to be formed, degrading the toughness. Therefore, the Ti content is limited to 0.060% or less. The lower limit of the Ti content may be 0%. Moreover, considering current general refining (including secondary refining), the lower limit of the Ti content may be 0.0005% or more.

(Cr:0%以上1.50%以下)
Cr(クロム)は、焼入れ性を高めて鋼材の強度を向上させるほか、耐食性向上に有効な元素である。そのため、必要に応じて、Crを1.50%以下の範囲内で含有させても良い。また、Cr含有量の下限値を0.40%とすると、好ましく上記効果を得ることができる。Cr含有量が1.50%を超えると、靭性が劣化する。さらに、コストが増える一方で、含有効果は飽和する。よって、Cr含有量を1.50%以下に制御する。
(Cr: 0% or more and 1.50% or less)
Cr (chromium) is an element effective in improving hardenability and strength of steel materials, as well as improving corrosion resistance. Therefore, if necessary, Cr may be contained within a range of 1.50% or less. Moreover, when the lower limit of the Cr content is set to 0.40%, the above effect can be preferably obtained. If the Cr content exceeds 1.50%, the toughness deteriorates. Furthermore, the inclusion effect saturates while the cost increases. Therefore, the Cr content is controlled to 1.50% or less.

(Mo:0%以上1.0%以下)
Mo(モリブデン)は、焼入れ性の向上と焼戻し軟化抵抗性の向上とにより、鋼材の強度を向上させる効果を有するほか、耐食性を向上させる効果がある元素である。そのため、必要に応じて、Moを1.0%以下の範囲内で含有させても良い。また、Mo含有量の下限を0.10%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Mo含有量が1.0%を超えると、コストが増加する一方で、含有効果は飽和する。さらに、Mo含有量が1.0%を超えると、鋼材の靭性が劣化する。以上の理由により、Mo含有量の上限を1.0%とする。なお、Mo含有量の好ましい範囲は0.30%以上0.80%以下である。
(Mo: 0% or more and 1.0% or less)
Mo (molybdenum) is an element that has the effect of improving the strength of steel materials by improving hardenability and temper softening resistance, and also has the effect of improving corrosion resistance. Therefore, Mo may be contained within the range of 1.0% or less as needed. Moreover, when the lower limit of the Mo content is 0.10% or more, the above effects can be preferably obtained. On the other hand, when the Mo content exceeds 1.0%, the cost increases, but the effect of containing Mo saturates. Furthermore, if the Mo content exceeds 1.0%, the toughness of the steel deteriorates. For the above reasons, the upper limit of Mo content is set to 1.0%. In addition, the preferable range of Mo content is 0.30% or more and 0.80% or less.

(Ca:0.0003%以上0.0050%以下)
Ca(カルシウム)は、MnSを低減して介在物の形態を制御し、これにより鋼材の靭性を向上させるために有効な元素である。Ca含有量が0.0003%未満では、上記効果が十分に得られない。一方、Ca含有量が0.0050%を超えると、酸化物、CaS系介在物などが粗大化し、これらによって鋼材の靭性が悪化するおそれがある。さらに、Ca含有量が0.0050%を超えると、ノズル耐火物が溶損しやすくなることにより連続鋳造の操業が安定しなくなるおそれがある。よって、Ca含有量を0.0003%以上0.0050%以下の範囲に制御する。
なお、Ca含有量の下限は0.0010%以上とすることが好ましく、Ca含有量の上限は0.0035%以下とすることが好ましい。
(Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less)
Ca (calcium) is an effective element for reducing MnS and controlling the morphology of inclusions, thereby improving the toughness of steel materials. If the Ca content is less than 0.0003%, the above effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Ca content exceeds 0.0050%, oxides, CaS-based inclusions, and the like become coarse, which may deteriorate the toughness of the steel material. Furthermore, when the Ca content exceeds 0.0050%, the nozzle refractory is likely to be eroded, and the continuous casting operation may become unstable. Therefore, the Ca content is controlled within the range of 0.0003% or more and 0.0050% or less.
The lower limit of the Ca content is preferably 0.0010% or more, and the upper limit of the Ca content is preferably 0.0035% or less.

(REM:0.0003%以上0.0050%以下)
REM(Rare Earth Metal)は希土類元素を意味し、スカンジウムSc(原子番号21)、イットリウムY(原子番号39)およびランタノイド(原子番号57のランタンから原子番号71のルテシウムまでの15元素)の17元素の総称である。本実施形態に係る鋼材では、これらのうちから選ばれる少なくとも1種以上の元素を含有する。一般的に、REMとして、入手のし易さから、Ce(セリウム)、La(ランタン)、Nd(ネオジム)、Pr(プラセオジム)などから選ばれることが多い。添加方法としては、例えば、鋼中にこれらの元素の混合物であるミッシュメタルとして添加することが広く行われている。ミッシュメタルの主成分はCe、La、Nd、およびPrである。本実施形態に係る鋼材では、鋼材に含有されるこれら希土類元素の合計量を、REM含有量とする。なお、本実施形態では、ミッシュメタルの平均原子量が約140であるので、REMの原子量を140としている。
(REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less)
REM (Rare Earth Metal) means rare earth elements, 17 elements of scandium Sc (atomic number 21), yttrium Y (atomic number 39) and lanthanoids (15 elements from lanthanum with atomic number 57 to lutecium with atomic number 71) is a generic term for The steel material according to the present embodiment contains at least one element selected from these elements. In general, REM is often selected from among Ce (cerium), La (lanthanum), Nd (neodymium), Pr (praseodymium), etc., because of its availability. As a method of addition, for example, adding misch metal, which is a mixture of these elements, to steel is widely practiced. The main components of misch metal are Ce, La, Nd, and Pr. In the steel material according to this embodiment, the total amount of these rare earth elements contained in the steel material is defined as the REM content. In this embodiment, since the average atomic weight of misch metal is about 140, the atomic weight of REM is set to 140.

REMは、MnSを低減して介在物の形態を制御し、鋼材の靭性を向上させるために有効な元素である。REM含有量が0.0003%未満では、上記効果が十分に得られない。一方、REM含有量が0.0050%を超えると、連続鋳造時のノズル詰まりが起こりやすくなる。また、REM含有量が0.0050%を超えると、生成するREM系介在物(酸化物やオキシサルファイド)の個数密度が比較的高くなるので、鋳片の連続鋳造時に湾曲する鋳片の下面側にこれらREM系介在物が堆積する。このことが、鋳片を圧延して得られた製品に内部欠陥を引き起こし、さらに、鋼材の靭性を悪化させるおそれがある。よって、REM含有量を0.0003%以上0.0050%以下の範囲に制御する。
なお、REM含有量の下限は0.0010%以上とすることが好ましく、REM含有量の上限を0.0030%以下とすることが好ましい。
REM is an element effective for reducing MnS, controlling the morphology of inclusions, and improving the toughness of steel materials. If the REM content is less than 0.0003%, the above effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the REM content exceeds 0.0050%, nozzle clogging tends to occur during continuous casting. In addition, when the REM content exceeds 0.0050%, the number density of the REM inclusions (oxides and oxysulfides) generated is relatively high, so the lower surface of the cast slab that is curved during continuous casting of the cast slab. These REM inclusions are deposited on the surface. This may cause internal defects in the product obtained by rolling the slab, and further deteriorate the toughness of the steel material. Therefore, the REM content is controlled within the range of 0.0003% or more and 0.0050% or less.
The lower limit of the REM content is preferably 0.0010% or more, and the upper limit of the REM content is preferably 0.0030% or less.

さらに、Ca及びREMの含有量を、S、t.O、t.Alの含有量に応じて、制御する必要がある。具体的には、化学成分中の各元素の質量%で示した含有量を、上述の(1)~(10)式によって表わされる範囲に制御する必要がある。この式(1)~(10)の理由については後述する。 Furthermore, the content of Ca and REM was determined by S, t. O, t. It is necessary to control according to the content of Al. Specifically, it is necessary to control the mass % content of each element in the chemical components within the range represented by the above formulas (1) to (10). The reasons for formulas (1) to (10) will be described later.

本実施形態に係る鋼材は、上記した基本成分の他に、不純物を含有する。ここで、不純物とは、スクラップ等の副原料や、製造工程からに混入する、P、S、O、N、Cd、Zn、Sb、W、Mg、Zr、As、Co、Sn、およびPb等の元素を意味する。これら元素の含有は必須ではないので、これら元素の含有量の下限値は0%である。この中で、P、S、O、及びNは、上記効果を好ましく発揮させるために、以下のように制限する。また、P、S、O、及びN以外の上記不純物は、それぞれ0.01%以下に制限することが好ましい。ただ、これらの不純物が、0.01%以下含まれても、上記効果を失するものではない。ここで、記載する%は、質量%である。 The steel material according to the present embodiment contains impurities in addition to the basic components described above. Here, the impurities refer to auxiliary raw materials such as scrap, P, S, O, N, Cd, Zn, Sb, W, Mg, Zr, As, Co, Sn, Pb, etc. mixed in from the manufacturing process. means an element of Since the content of these elements is not essential, the lower limit of the content of these elements is 0%. Among these, P, S, O, and N are restricted as follows in order to preferably exhibit the above effects. Moreover, it is preferable to limit the above impurities other than P, S, O, and N to 0.01% or less. However, even if these impurities are contained in an amount of 0.01% or less, the above effect is not lost. Here, % described is mass %.

(P:0.020%以下)
過剰な量のPを含有すると、鋼材の靭性が劣化する。よって、P含有量を0.020%以下に制限する。P含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、P含有量の下限は0.005%以上であってもよい。
(P: 0.020% or less)
An excessive amount of P deteriorates the toughness of the steel material. Therefore, the P content is limited to 0.020% or less. The lower limit of the P content may be 0%. Moreover, considering current general refining (including secondary refining), the lower limit of the P content may be 0.005% or more.

(S:0.0050%以下)
S(硫黄)は、MnSを主とする非金属介在物を形成することにより、継目無鋼管用鋼材の靭性を劣化させる不純物元素である。よって、S含有量を0.0050%以下に制限し、好ましくは、0.0040%以下に制限する。また、現行の一般的な精錬負荷(二次精錬を含む)を考慮すると、S含有量の下限は0.0020%以上であってもよく、特に製錬負荷を下げる場合には、S含有量の下限は0.0035%以上であってもよい。
(S: 0.0050% or less)
S (sulfur) is an impurity element that deteriorates the toughness of steel materials for seamless steel pipes by forming non-metallic inclusions mainly composed of MnS. Therefore, the S content is limited to 0.0050% or less, preferably 0.0040% or less. In addition, considering the current general refining load (including secondary refining), the lower limit of the S content may be 0.0020% or more. may be 0.0035% or more.

(O:0.0050%以下)
O(酸素)は、酸化物(非金属介在物)を形成し、この酸化物が凝集および粗大化することにより、そして、酸化物の組成によっては圧延時に延伸するので、継目無鋼管用鋼材の靭性を劣化させる不純物元素である。よって、O含有量を0.0050%以下に制限する。O含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、O含有量の下限は0.0005%以上であってもよい。本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材のO含有量は、鋼中に固溶しているOや、介在物中に存在するOなどの、すべてのO含有量を合計したトータルO含有量(t.O)を意味する。トータルO含有量(t.O)の分析は、一般的に行われている、JIS G 1239(2014年制定)に記載の「不活性ガス融解-赤外線吸収法」で分析した。
(O: 0.0050% or less)
O (oxygen) forms oxides (non-metallic inclusions), which agglomerates and coarsens, and depending on the composition of the oxides, elongates during rolling. It is an impurity element that deteriorates toughness. Therefore, the O content is limited to 0.0050% or less. The lower limit of the O content may be 0%. Moreover, considering current general refining (including secondary refining), the lower limit of the O content may be 0.0005% or more. The O content of the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment is the total O content ( t.O). The total O content (t.O) was analyzed by the commonly used “inert gas fusion-infrared absorption method” described in JIS G 1239 (established in 2014).

t.Oは、酸化物の組成、および酸化物の総量に大きく影響するので、制御することは非常に重要である。したがって、t.Oは、Ca及びREMの含有量を規定する上述の(1)~(10)式に、S、Alと共に含まれている。定性的には、延伸し易い低融点酸化物を低減するために、かつ、酸化物総量を低減するために、t.Oを低減することが好ましい。t.Oを低減するために、例えば、二次精錬の撹拌時間を延長して、介在物の浮上除去を促進することが行われている。 t. Controlling O is very important because it greatly affects the composition of the oxide and the total amount of oxide. Therefore, the t.c. O is included together with S and Al in the above formulas (1) to (10) defining the contents of Ca and REM. Qualitatively, in order to reduce low-melting-point oxides that are easily stretched and to reduce the total amount of oxides, t. It is preferable to reduce O. t. In order to reduce O, for example, the stirring time of secondary refining is extended to promote the removal of inclusions.

(N:0.0075%以下)
N(窒素)は、窒化物(非金属介在物)を形成し、継目無鋼管用鋼材の靭性を低下させる不純物元素である。よって、N含有量を0.0075%以下に制限する。N含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、N含有量の下限は0.0010%であってもよい。
(N: 0.0075% or less)
N (nitrogen) is an impurity element that forms nitrides (non-metallic inclusions) and reduces the toughness of steel materials for seamless steel pipes. Therefore, the N content is limited to 0.0075% or less. The lower limit of the N content may be 0%. Also, considering current general refining (including secondary refining), the lower limit of the N content may be 0.0010%.

本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材は、上記の基本成分が制御され、残部が鉄及び上記の不純物よりなる。しかし、本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材は、この基本成分に加えて、残部のFeの一部の代わりに、さらに必要に応じて以下の選択成分を鋼中に含有させてもよい。 The steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment has the above-described basic components controlled, and the remainder consists of iron and the above-described impurities. However, the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment may contain, in addition to these basic components, the following optional components in place of part of the remaining Fe, if necessary.

すなわち、本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材は、上記した基本成分及び不純物の他に、更に、選択成分として、Cu、Nb、V、Ni、Bのうちの1種以上を含有してもよい。以下に、選択成分の数値限定範囲とその限定理由とを説明する。ここで、記載する%は、質量%である。 That is, the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment may further contain one or more of Cu, Nb, V, Ni, and B as selective components in addition to the basic components and impurities described above. good. The numerical limitation ranges of the selected components and the reasons for the limitations will be described below. Here, % described is mass %.

(Cu:0%以上0.05%以下)
Cu(銅)は、継目無鋼管用鋼材の強度向上や、耐食性向上の効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Cuを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、Cu含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Cu含有量が0.05%を超えると、含有効果が飽和するほか、溶融金属脆化(Cu割れ)によって造管時に熱間加工割れが生じるおそれがある。なお、Cu含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.04%以下である。
(Cu: 0% or more and 0.05% or less)
Cu (copper) is a selective element that has effects of improving strength and corrosion resistance of steel materials for seamless steel pipes. Therefore, Cu may be contained within a range of 0.05% or less, if necessary. Moreover, when the lower limit of the Cu content is set to 0.01% or more, the above effects can be preferably obtained. On the other hand, when the Cu content exceeds 0.05%, the effect of the Cu content is saturated, and hot working cracks may occur during pipe making due to molten metal embrittlement (Cu cracks). In addition, the preferable range of Cu content is 0.02% or more and 0.04% or less.

(Nb:0%以上0.05%以下)
Nb(ニオブ)は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止および継目無鋼管用鋼材の靭性の改善に有効な選択元素である。そのため、必要に応じて、Nbを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、Nb含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Nb含有量が0.05%を超えると、粗大なNb炭窒化物が析出して継目無鋼管用鋼材の靭性の劣化を招くおそれがある。なお、Nb含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.04%以下である。
(Nb: 0% or more and 0.05% or less)
Nb (niobium) forms carbonitrides and is a selective element effective in preventing coarsening of crystal grains and improving the toughness of steel materials for seamless steel pipes. Therefore, Nb may be contained within a range of 0.05% or less, if necessary. Moreover, when the lower limit of the Nb content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the Nb content exceeds 0.05%, coarse Nb carbonitrides may be precipitated to deteriorate the toughness of the steel material for seamless steel pipes. In addition, the preferable range of Nb content is 0.02% or more and 0.04% or less.

(V:0%以上0.10以下)
V(バナジウム)は、Nbと同様に炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止や靭性の改善に有効な選択元素である。そのため、必要に応じて、Vを0.10%以下の範囲内で含有させても良い。また、V含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、V含有量が0.10%を超えると、粗大なV炭窒化物が生成して継目無鋼管用鋼材の靭性の劣化を招くおそれがある。なお、V含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.04%以下である。
(V: 0% or more and 0.10 or less)
V (vanadium), like Nb, forms carbonitrides and is a selective element effective in preventing grain coarsening and improving toughness. Therefore, V may be contained within the range of 0.10% or less, if necessary. Moreover, when the lower limit of the V content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the V content exceeds 0.10%, coarse V carbonitrides are formed, which may lead to deterioration of the toughness of the steel material for seamless steel pipes. In addition, the preferable range of V content is 0.02% or more and 0.04% or less.

(Ni:0%以上0.10%以下)
Ni(ニッケル)は、焼入れ性の向上による継目無鋼管用鋼材の強度の向上や、靭性の向上に有効な選択元素である。また、Cu含有時の溶融金属脆化(Cu割れ)を防止する効果も有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Niを0.10%以下の範囲内で含有させても良い。また、Ni含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ni含有量が0.10%を超えると、コストが増加する一方で、含有効果は飽和するので、Ni含有量の上限を0.10%以下とする。なお、Ni含有量の好ましい範囲は0.01%以上0.08%以下である。
(Ni: 0% or more and 0.10% or less)
Ni (nickel) is a selective element that is effective in improving the strength and toughness of steel materials for seamless steel pipes by improving hardenability. In addition, it is a selective element that also has the effect of preventing molten metal embrittlement (Cu cracking) when Cu is contained. Therefore, Ni may be contained within a range of 0.10% or less, if necessary. Moreover, when the lower limit of the Ni content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, when the Ni content exceeds 0.10%, the cost increases and the effect of the Ni content saturates, so the upper limit of the Ni content is made 0.10% or less. In addition, the preferable range of Ni content is 0.01% or more and 0.08% or less.

(B:0%以上0.0050%以下)
B(ホウ素)は、焼入れ性を高めて継目無鋼管用鋼材の強度を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Bを0.0050%以下の範囲内で含有させても良い。一方、B含有量が0.0050%を超えると、窒化物が生成して継目無鋼管用鋼材の靭性性が低下するので上限を0.0050%以下とする。なお、B含有量の上限を0.0020%以下とすることが好ましい。
(B: 0% or more and 0.0050% or less)
B (boron) is an optional element that has the effect of increasing the hardenability and improving the strength of steel materials for seamless steel pipes. Therefore, B may be contained within the range of 0.0050% or less as needed. On the other hand, if the B content exceeds 0.0050%, nitrides are formed and the toughness of the steel material for seamless steel pipes is lowered, so the upper limit is made 0.0050% or less. In addition, it is preferable to make the upper limit of B content into 0.0020% or less.

次に、介在物の個数、式(1)~(12)を、上述のように規定するための知見を得たラボ実験の結果について説明する。 Next, the results of laboratory experiments that provided knowledge for defining the number of inclusions and formulas (1) to (12) as described above will be described.

真空溶解炉で、質量%で、C:0.23%以上0.28%以下、Si:0.23%以上0.28%以下、Mn:0.90%以上1.00%以下、P:0.006%以上0.009%以下、S:0.0037%以上0.0043%以下、t.Al:0.027%以上0.033%以下、Cr:0.47%以上0.53%以下、Ti:0.004%以上0.007%以下、t.O:0.0012%以上0.0030%以下を含有する複数種類の溶鋼を溶製し、さらに、REMとCaのそれぞれの量を変えて添加して、50kgインゴットを作製した。REMは、Ce、La、Ndを含むミッシュメタルを添加した。
これらのインゴットを、仕上圧延温度920℃狙いで15mm厚に熱間圧延し、水冷した後、550℃で焼き戻し処理を行って、熱延鋼板を得た。なお、上記ならびに以降、本発明で記載した各成分値は、添加量ではなく、熱延鋼板の分析値(含有量)である。
In a vacuum melting furnace, in mass%, C: 0.23% to 0.28%, Si: 0.23% to 0.28%, Mn: 0.90% to 1.00%, P: 0.006% or more and 0.009% or less, S: 0.0037% or more and 0.0043% or less, t. Al: 0.027% or more and 0.033% or less, Cr: 0.47% or more and 0.53% or less, Ti: 0.004% or more and 0.007% or less, t. A plurality of types of molten steel containing O: 0.0012% or more and 0.0030% or less were melted, and REM and Ca were added in varying amounts to produce 50 kg ingots. REM added misch metal containing Ce, La and Nd.
These ingots were hot-rolled to a thickness of 15 mm at a final rolling temperature of 920°C, water-cooled, and then tempered at 550°C to obtain hot-rolled steel sheets. It should be noted that each component value described above and hereinafter in the present invention is not the added amount but the analytical value (content) of the hot-rolled steel sheet.

本実施形態においては、鋼中含有量や、介在物組成を記載するが、単位は全て質量%で表記する。そして、鋼中含有量を、元素記号Mを矩形の括弧で挟んで[M]と表記する。例えば、Caの鋼中含有量は[Ca]と表記する。なお、トータル酸素量t.Oについては、t.[O]と表記する
また、介在物中の化合物MXの含有量は、化合物MXを丸括弧で挟んで(MX)と表記する。例えば、介在物中のCaOの含有量は(CaO)と表記する。
In this embodiment, the content in steel and the composition of inclusions are described, but the units are all expressed in mass %. The content in steel is expressed as [M] with the element symbol M sandwiched between rectangular brackets. For example, the content of Ca in steel is expressed as [Ca]. It should be noted that the total oxygen amount t. O for t. Denoted as [O] Further, the content of the compound MX in the inclusion is denoted as (MX) by enclosing the compound MX in parentheses. For example, the content of CaO in inclusions is expressed as (CaO).

この熱延鋼板の圧延方向と板厚方向とに平行な断面(L断面)を観察面として、熱延鋼板中の介在物を、光学顕微鏡により倍率400倍(ただし、介在物形状を詳細に測定する際は倍率1000倍)で、合計60視野にて観察した。各観察視野で、粒径(形状が球状の介在物の場合)または長径(形状が球状でない介在物の場合)が1μm以上の介在物を観察し、それらの介在物を、(長径)/(短径)で計算されるアスペクト比が3.0以下のものと、3.0を超えるものに分類し、それらの個数密度を計測した。アスペクト比>3.0の介在物個数密度が、10個/mmを超えた試料を「劣位」、10個/mm以下を「良好」と評価した。 With a cross section (L cross section) parallel to the rolling direction and thickness direction of the hot-rolled steel sheet as an observation plane, inclusions in the hot-rolled steel sheet are observed with an optical microscope at a magnification of 400 (however, the shape of the inclusions is measured in detail. Observations were made at a total of 60 fields of view at a magnification of 1000 times. In each observation field, inclusions with a grain size (in the case of inclusions with a spherical shape) or major diameters (in the case of inclusions with a non-spherical shape) of 1 μm or more are observed. They were classified into those having an aspect ratio of 3.0 or less and those exceeding 3.0, and their number densities were measured. A sample with an inclusion number density of more than 10 inclusions/mm 2 with an aspect ratio of >3.0 was evaluated as “poor”, and a sample with an inclusion number density of 10 inclusions/mm 2 or less was evaluated as “good”.

また、EPMA(電子線マイクロ分析、Electron Probe Micro Analysis)、またはEDX(エネルギー分散型X線分析、Energy Dispersive X-Ray Analysis)を備えるSEM(走査型電子顕微鏡、Scanning Electron Microscope)を用いて熱延鋼板中の介在物を分析した。 In addition, EPMA (Electron Probe Micro Analysis), or EDX (Energy Dispersive X-ray Analysis, Energy Dispersive X-Ray Analysis) SEM (Scanning Electron Microscope) hot rolled using Inclusions in the steel plate were analyzed.

そして、上記で得られた熱延鋼板の靭性の指標として、室温(0℃)におけるシャルピー衝撃値を測定した。シャルピー試験片は、鋼板のC方向からフルサイズを採取した。すなわち、試験片長さ55mmを鋼板の幅方向から、試験片高さを鋼板長手(圧延)方向10mm、試験片幅を鋼板厚み方向10mmから採取した。55mm長さ×鋼板厚み方向10mmの面に、2mmVノッチを加工した。この方向で試験片を採取すると、鋼板のL断面が破断面となるので、延伸介在物の影響を評価し易い。 Then, the Charpy impact value at room temperature (0° C.) was measured as an index of the toughness of the hot-rolled steel sheets obtained above. A full-size Charpy test piece was taken from the C direction of the steel plate. That is, a test piece having a length of 55 mm in the width direction of the steel sheet, a height of 10 mm in the longitudinal (rolling) direction of the steel sheet, and a width of 10 mm in the thickness direction of the steel sheet was sampled. A 2 mm V notch was processed on a surface of 55 mm length×10 mm in the steel plate thickness direction. If the test piece is taken in this direction, the L cross section of the steel sheet becomes the fracture surface, so the influence of the stretched inclusions can be easily evaluated.

熱延鋼板中で観察される介在物組成は、MnS、CaS、Al-CaO-REM系酸化物である。上記3種類は、それぞれ単独で存在している場合のほか、例えば、Al-CaO-REM系酸化物の周囲の一部にMnSやCaSが付着する場合のように、複数の相が共存している場合が多い。 The composition of inclusions observed in hot-rolled steel sheets is MnS, CaS, Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxides. In addition to the case where each of the above three types exists alone, for example, when MnS or CaS adheres to a part around the Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 oxide, a plurality of types may exist. coexisting phases in many cases.

まず、熱延鋼板の清浄性の調査結果を説明する。図1に、CaとREMの鋳片含有量と延伸介在物の生成状況を示した。図1中の「○」は、アスペクト比>3.0の介在物個数が10個/mm以下の良好材を示し、図1中の「△」は10個/mmを超えた劣位材を示す。
ここで、全ての試料をプロットした図1では、良好材と劣位材が混在し、有害な延伸介在物の生成防止の境界条件は不明確であった。
First, the results of investigations on the cleanliness of hot-rolled steel sheets will be described. FIG. 1 shows the content of Ca and REM slabs and the formation of elongated inclusions. "○" in Fig. 1 indicates a good material with an aspect ratio > 3.0 and the number of inclusions is 10/mm 2 or less, and "△" in Fig. 1 indicates a poor material with more than 10/mm 2 . indicates
Here, in FIG. 1, in which all the samples are plotted, the good material and the inferior material are mixed, and the boundary conditions for preventing the generation of harmful stretched inclusions are unclear.

アスペクト比が3.0を超えて延伸した介在物組成をSEMに付属したEDSで分析した結果、(i)単独のMnSが延伸した場合と、(ii)Al-CaO-REM系酸化物で低融点組成である場合(周囲の一部にMnSやCaSが付着する場合もある。後述するように、EDS分析結果から、周囲に付着したMnSやCaSと、酸化物とを分けて、組成を計算できる。)であることが分かった。 As a result of analyzing the composition of inclusions stretched with an aspect ratio exceeding 3.0 by the EDS attached to the SEM, (i) the case where MnS alone is stretched and (ii) Al 2 O 3 --CaO-REM 2 O In the case of a ternary oxide with a low melting point composition (MnS and CaS may adhere to part of the surroundings. As will be described later, from the EDS analysis results, MnS and CaS adhering to the surroundings and oxides can be separated. It is possible to calculate the composition by dividing it.).

後者(ii)の組成を詳細解析した結果、(Al)/{(Al)+(CaO)+(REM)}>0.40である酸化物が、アスペクト比>3.0に延伸していることが分かった。
一方、(Al)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≦0.40であれば、酸化物のアスペクト比≦3.0であった。酸化物の融点が上昇し、圧延時に延伸しにくくなるためと考えられる。
As a result of detailed analysis of the composition of the latter (ii), an oxide with (Al 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}>0.40 has an aspect ratio of >3.0.
On the other hand, when (Al 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≦0.40, the oxide aspect ratio≦3.0. This is probably because the melting point of the oxide rises, making it difficult to stretch during rolling.

介在物の組成である(CaO)、(Al)、(REM)は、SEM付属EDSによる介在物分析結果を基に、元素のマスバランスを考慮して算出することができる。EDS分析結果は、元素別に質量%で出力される。以下の説明では、介在物から検出された元素Mの含有量を(M)と表記する。
(Ca)、(Al)、(REM)のそれぞれから、原子量を用いて、酸化物量を算出し、(11)式、(12)式を計算できる。例えば、(Al)は、Alの原子量27と酸素の原子量16を用いて、(27×2+16×3)/(27×2)×(Al)で計算できる。なお、介在物をSEMで観察して、介在物にAlNが生成していないことを確認した。AlNは、特徴的な角形状なので、SEM観察で容易に判別可能である。ここでは介在物組成の算出に影響するサブミクロンオーダー以上のサイズのAlNの生成を問題にしている。
同様の方法で、(Ca)から(CaO)を、(REM)から(REM)を求めることができる。ここで、(REM)は、検出された希土類元素の合計量、具体的には、本実験で検出されたCe、La、Ndの合計量である。
The compositions of inclusions (CaO), (Al 2 O 3 ), and (REM 2 O 3 ) can be calculated based on inclusion analysis results by EDS attached to SEM, taking into account the mass balance of the elements. . EDS analysis results are output in mass % for each element. In the following description, the content of the element M detected from inclusions is expressed as (M).
From each of (Ca), (Al), and (REM), the atomic weight is used to calculate the amount of oxides, and formulas (11) and (12) can be calculated. For example, (Al 2 O 3 ) can be calculated as (27×2+16×3)/(27×2)×(Al), using the atomic weight of 27 for Al and 16 for oxygen. The inclusions were observed with an SEM to confirm that AlN was not generated in the inclusions. Since AlN has a characteristic angular shape, it can be easily identified by SEM observation. Here, the problem is the generation of AlN having a size of submicron order or larger, which affects the calculation of the inclusion composition.
In a similar manner, (CaO) can be obtained from (Ca), and (REM 2 O 3 ) can be obtained from (REM). Here, (REM) is the total amount of rare earth elements detected, specifically the total amount of Ce, La, and Nd detected in this experiment.

なお、CaやREMは、酸化物のほか、硫化物を形成するので、Sのマスバランスを考慮して、Sと結合して硫化物を形成するCaやREMを差し引いて、酸化物を形成するCaとREMの量を求めることに注意する必要がある。
具体的には、まず、MnSを形成するS量を、MnとSの原子量を用いて、32/55×(Mn)から計算し、S総量から除く。本実験はAl脱酸鋼なので、介在物から検出されたMnはMnSから検出されたとみなせるからである。このS残量が、CaS、REMS(オキシサルファイド)、REMS(REM原子とS原子がモル比1:1で結合した硫化物)を形成しているS量である。熱力学的に、CaSが最も生成し易く、次にREMS、最後にREMSが生成すると考えられる。この順番で、Sのマスバランスを考慮して、硫化物やオキシサルファイドの生成量を計算すればよい。
こうして求めた硫化物やオキシサルファイドを形成するCaやREMを、それぞれの総量から差し引いた残量が、酸化物を形成しているCa、REM量である。Ca、REM、Oの原子量を用いて、(CaO)、(REM)を計算すればよい。多くの場合、SはMnSとCaSとして存在し、マスバランス上、REMと結合したものは少なかった。すなわち、CaはCaSとCaOとして、REMは酸化物として存在することが多かった。特にSが多量の場合は、REMSやREMSが生成した例があった。
In addition, since Ca and REM form sulfides in addition to oxides, considering the mass balance of S, Ca and REM that combine with S to form sulfides are subtracted to form oxides. Care should be taken in determining the amount of Ca and REM.
Specifically, first, the amount of S forming MnS is calculated from 32/55×(Mn) using the atomic weights of Mn and S, and is excluded from the total amount of S. This is because, since this experiment was performed on Al-deoxidized steel, Mn detected from inclusions can be considered to have been detected from MnS. This residual amount of S is the amount of S forming CaS, REM 2 O 2 S (oxysulfide), and REMS (sulfide in which REM atoms and S atoms are bonded at a molar ratio of 1:1). Thermodynamically, CaS is most likely to form, followed by REM 2 O 2 S, and finally REMS. In this order, the amounts of sulfides and oxysulfides produced can be calculated in consideration of the mass balance of S.
The amounts of Ca and REM that form oxides are obtained by subtracting the Ca and REM that form sulfides and oxysulfides thus obtained from the respective total amounts. Using the atomic weights of Ca, REM, and O, (CaO) and (REM 2 O 3 ) can be calculated. In many cases, S existed as MnS and CaS, and few were bound to REM in terms of mass balance. That is, Ca often existed as CaS and CaO, and REM as an oxide. In particular, when the amount of S was large, there were examples in which REM 2 O 2 S and REMS were generated.

酸化物組成は、鋼中のt.[O]によって変化する。そこで、t.[O]別にデータ整理すると、アスペクト比>3.0の延伸介在物個数を10個/mm以下に防止できる条件(以降、生成防止条件と記載)を明確化できることを見出した(図2)。図中記号は図1と同様、○:アスペクト比>3.0の延伸介在物個数≦10個/mm(生成防止範囲)、△:アスペクト比>3.0の延伸介在物個数>10個/mmを示す。生成防止条件(境界線)は、[REM]に応じて、領域I、領域II、領域IIIの3つの領域に分かれる(図3)。 The oxide composition is t. It changes with [O]. Therefore, t. [O] By organizing the data separately, it was found that the conditions (hereinafter referred to as generation prevention conditions) that can prevent the number of stretched inclusions with an aspect ratio > 3.0 from 10/mm 2 or less can be clarified (Fig. 2). . The symbols in the figure are the same as in FIG. 1, ○: number of drawn inclusions with aspect ratio >3.0 ≤ 10 / mm 2 (range of generation prevention), △: number of drawn inclusions with aspect ratio > 3.0 > 10 / mm2 . The generation prevention condition (boundary line) is divided into three areas, area I, area II, and area III, according to [REM] (FIG. 3).

(領域I)
領域Iは、[REM]<[REM_1]の、[REM]が低い領域である。
まず、[REM]を低い含有量に固定し、[Ca]を増やす場合を考える。当初は、[REM]も[Ca]も低いので、MnSが生成し、圧延時に延伸する。[Ca]の増加につれて、SがCaと結合して、MnSは減少する。一方、Al-CaO-REM系酸化物が生成するが、[REM]が低い場合はAl-CaO系主体である低融点酸化物であるので、圧延時に延伸する。MnSが減る一方、低融点酸化物が生成するので、[Ca]が低い場合は、延伸介在物の合計量は大きくは減少しない。[Ca]を更に増加すると酸化物融点が上昇して、酸化物の延伸度が次第に減少し、式で規定された下限[Ca]以上を含有すると延伸する酸化物数が基準以下となる。
次に、[REM]を上記よりも増やした場合を考える。[Ca]増加につれて、SがCaと結合して、MnSは減少する点は同様である。一方、Al-CaO-REM系酸化物の融点は、領域Iでは[REM]が増えても(したがって、Al-CaO-REM系酸化物に含まれる(REM)が増えても)、それほど変化しない。したがって、境界線の傾きは比較的小さい。
(Region I)
Region I is a region where [REM]<[REM_1] and [REM] is low.
First, consider the case where the content of [REM] is fixed at a low level and [Ca] is increased. Since both [REM] and [Ca] are low at the beginning, MnS is formed and elongated during rolling. As [Ca] increases, S binds to Ca and MnS decreases. On the other hand, an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxide is produced, but when [REM] is low, it is a low-melting-point oxide mainly composed of Al 2 O 3 —CaO, so it is stretched during rolling. . While MnS is reduced, low-melting-point oxides are formed, so when [Ca] is low, the total amount of stretched inclusions does not decrease significantly. If [Ca] is further increased, the melting point of the oxide rises, and the degree of drawing of the oxide gradually decreases.
Next, consider the case where [REM] is increased from the above. Similarly, as [Ca] increases, S binds to Ca and MnS decreases. On the other hand, the melting point of the Al 2 O 3 --CaO--REM 2 O 3 -based oxide is the (Even if REM 2 O 3 ) increases), it does not change much. Therefore, the slope of the boundary line is relatively small.

このようにして、領域Iでは、式(8)で規定される下限[Ca]以上を含有すると、MnSを十分に低減でき、かつ、酸化物の組成は、式(11)と式(12)を同時に満たしているので、低融点酸化物の組成となることを回避でき、圧延時の延伸を防止できる。
式(8)を満たさない場合、MnSを十分に低減できなかったり、式(11)、(12)の少なくとも一方を満たさないAl-CaO-REM系の低融点酸化物が生成したりするので、これらが圧延時に容易に延伸し、アスペクト比>3.0となる介在物が多く発生して、継目無鋼管用鋼材の靭性が劣位となる。
In this way, in region I, if it contains at least the lower limit [Ca] defined by formula (8), MnS can be sufficiently reduced, and the oxide composition is expressed by formula (11) and formula (12) are satisfied at the same time, it is possible to avoid forming a composition of a low-melting-point oxide and prevent stretching during rolling.
If the formula (8) is not satisfied, MnS cannot be sufficiently reduced, or an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based low-melting oxide that does not satisfy at least one of the formulas (11) and (12) is produced. These are easily elongated during rolling, and many inclusions having an aspect ratio of >3.0 are generated, resulting in poor toughness of the steel material for seamless steel pipes.

(領域II)
領域IIは、[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の範囲であり、式(9)で規定される下限[Ca]が、[REM]増加につれて低下する。低下する傾きは、領域Iより大きい。これは、[REM]が増えて、酸化物中の(REM)が増加するほど、Al-CaO-REM系酸化物の融点が比較的大きく上昇して、延伸しにくくなるためである。
領域IIで、式(9)で規定される下限[Ca]以上を含有すると、MnSを十分に低減でき、かつ、酸化物の組成は、式(11)、(12)を満たす。
式(9)を満たさない場合、MnSを十分に低減できなかったり、式(11)、(12)の少なくとも一方を満たさないAl-CaO-REM系の低融点酸化物が生成したりするので、これが圧延時に容易に延伸し、アスペクト比>3.0となる介在物が多く発生して、継目無鋼管用鋼材の靭性が劣位となる。
(Region II)
Region II is in the range of [REM_1]≦[REM]<[REM_2], and the lower limit [Ca] defined by Equation (9) decreases as [REM] increases. The decreasing slope is greater than region I. This is because as [REM] increases and (REM 2 O 3 ) in the oxide increases, the melting point of the Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxide rises relatively greatly, and stretching This is because it becomes difficult to
When region II contains at least the lower limit [Ca] defined by formula (9), MnS can be sufficiently reduced, and the composition of the oxide satisfies formulas (11) and (12).
If the formula (9) is not satisfied, MnS cannot be sufficiently reduced, or an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based low-melting oxide that does not satisfy at least one of the formulas (11) and (12) is produced. This easily elongates during rolling, and many inclusions having an aspect ratio of >3.0 are generated, resulting in poor toughness of the steel material for seamless steel pipes.

(領域III)
領域IIIは、[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の範囲であり、式(10)で規定される下限[Ca]が、領域Iや領域IIに比べて低位で、[REM]に依らずに一定した領域である。[REM_2]≦[REM]では、式(11)で計算されるAl-CaO-REM系酸化物中の(Al)が40%以下に低下するため、融点が高く、圧延時に延伸し難い。高[REM]なので、式(12)も同時に満たされる。そのため、MnS防止に必要な[Ca]が、この領域の下限[Ca]である。この領域では、高[REM]なので、鋼中のt.[O]は主にREM(およびAl)に結合し、Sと結合する有効[Ca]は十分なので、下限[Ca]は[REM]に依らず一定である。
領域IIIで、下限[Ca]以上を含有すると、MnSを十分に低減でき、かつ、酸化物の組成は、式(11)、(12)を満たすので、高融点であり、圧延時に延伸し難い。
領域IIIにおいて、式(10)を満たさない場合、MnSを十分に防止できないので、圧延時にアスペクト比>3.0に延伸したMnSが継目無鋼管用鋼材中に残存し、継目無鋼管用鋼材の靭性が劣位となる。
(Region III)
Region III is in the range of [REM_2] ≤ [REM] ≤ 0.0050%, and the lower limit [Ca] defined by formula (10) is lower than regions I and II, and is lower than [REM]. It is a constant area regardless of the When [REM_2] ≤ [REM], (Al 2 O 3 ) in the Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxide calculated by Equation (11) is reduced to 40% or less, so the melting point is High and difficult to stretch during rolling. Since it is high [REM], equation (12) is also satisfied at the same time. Therefore, [Ca] necessary for MnS prevention is the lower limit [Ca] of this region. In this region, the t.V in steel is high because of the high [REM]. Since [O] binds mainly to REM (and Al) and the available [Ca] to bind S is sufficient, the lower limit [Ca] is constant regardless of [REM].
In region III, when the content is at least the lower limit [Ca], MnS can be sufficiently reduced, and the composition of the oxide satisfies the formulas (11) and (12), so it has a high melting point and is difficult to stretch during rolling. .
In region III, if the formula (10) is not satisfied, MnS cannot be sufficiently prevented, so MnS that has been stretched to an aspect ratio of >3.0 during rolling remains in the steel material for seamless steel pipes, and the steel material for seamless steel pipes is reduced. The toughness is inferior.

図2(a)~(d)から、領域I~IIIを分ける[REM_1]、[REM_2]、各領域の境界(下限)[Ca]を、[Al]、[S]、t.[O]の回帰式を求め、上述の式(1)~(10)を規定した。 From FIGS. 2(a) to (d), [REM_1], [REM_2] dividing the regions I to III, and the boundary (lower limit) [Ca] of each region are represented by [Al], [S], t. A regression equation for [O] was obtained to define the above equations (1) to (10).

次に、アスペクト比>3.0である延伸介在物個数密度とシャルピー衝撃値の関係を、図4に示す。延伸介在物が10個/mmを超えると衝撃値が急激に低減し、基準値80(J/cm)を下回る。そして、延伸介在物個数は、図5に示すように、円相当径≧1.0μmの介在物個数と相関がある。これは、全ての介在物個数(の指数としての円相当径≧1.0μmの介在物個数)が少ない場合には、全体的に介在物サイズ分布が、小サイズ側にシフトするため、圧延時にアスペクト比>3.0を超えて延伸する低融点酸化物が減少するためと考えられる。圧延後に延伸した介在物を観察すると、介在物の円相当径、すなわち体積が小さいものは、体積が大きいものより、アスペクト比が小さい傾向がある。この理由は、圧延後の介在物の厚みが、無限に薄くなるのではなく、ある程度の厚み、例えば0.1μm程度に収束するためと考えられる。圧延後の厚みに下限があるので、体積保存を前提とすれば、体積が大きいものほど延伸し、アスペクト比が大きくなると考えられる。すなわち、低融点組成で、かつ、圧延前サイズが粗大なものほど、圧延時にアスペクト比>3.0となる介在物が増加すると解釈できる。
このように、介在物組成を制御し、介在物のサイズや個数を低減することによって、破壊起点となる有害なアスペクト比>3.0の延伸介在物を低減することができる。このため、本実施形態では、円相当径1.0μm以上の介在物個数密度を100個/mm以下に規定している。
Next, FIG. 4 shows the relationship between the number density of elongated inclusions with an aspect ratio>3.0 and the Charpy impact value. When the number of stretched inclusions exceeds 10/mm 2 , the impact value drops sharply and falls below the standard value of 80 (J/cm 2 ). As shown in FIG. 5, the number of drawn inclusions has a correlation with the number of inclusions having an equivalent circle diameter of ≧1.0 μm. This is because when the number of all inclusions (the number of inclusions with equivalent circle diameter ≥ 1.0 µm as an index) is small, the inclusion size distribution shifts to the small size side as a whole. This is thought to be due to the decrease in the low-melting-point oxide that stretches when the aspect ratio exceeds 3.0. When inclusions stretched after rolling are observed, inclusions with a smaller equivalent circle diameter, that is, inclusions with a smaller volume tend to have a smaller aspect ratio than inclusions with a larger volume. The reason for this is thought to be that the thickness of inclusions after rolling does not become infinitely thin, but converges to a certain thickness, for example, about 0.1 μm. Since there is a lower limit to the thickness after rolling, assuming that the volume is preserved, it is thought that the greater the volume, the greater the stretching and the greater the aspect ratio. That is, it can be interpreted that inclusions having an aspect ratio of >3.0 increase during rolling as the composition has a lower melting point and the size before rolling is coarser.
In this way, by controlling the composition of inclusions and reducing the size and number of inclusions, it is possible to reduce harmful stretched inclusions with an aspect ratio >3.0 that serve as starting points for fracture. For this reason, in the present embodiment, the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is specified to be 100/mm 2 or less.

なお、本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材では、粒径(形状が略球状の介在物の場合)または長径(球状でない介在物の場合)が1.0μm以上の介在物のみを考慮する。粒径または長径が1.0μm未満の介在物は、たとえ鋼中に含まれていても、継目無鋼管用鋼材の靭性に与える影響が小さいので、本実施形態ではこのような介在物を考慮しない。また、上記した長径とは、観察面上の介在物の断面輪郭での、隣り合わない各頂点を結ぶ線分のうちの最大長となる線分と定義する。同様に、上記した短径とは、観察面上の介在物の断面輪郭での、隣り合わない各頂点を結ぶ線分のうちの最小長となる線分と定義する。以降、「粒径(形状が略球状の介在物の場合)または長径(球状でない介在物の場合)」との記載を「粒径または長径」と略す場合がある。 In addition, in the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment, only inclusions with a grain size (in the case of substantially spherical inclusions) or major axis (in the case of non-spherical inclusions) of 1.0 μm or more are considered. Inclusions having a grain size or a major diameter of less than 1.0 μm, even if contained in the steel, have little effect on the toughness of the steel material for seamless steel pipes, so such inclusions are not considered in the present embodiment. . Further, the major axis is defined as a line segment having the maximum length among line segments connecting non-adjacent vertices in the cross-sectional profile of inclusions on the viewing surface. Similarly, the above minor axis is defined as a line segment having the minimum length among line segments connecting non-adjacent vertices in the cross-sectional profile of inclusions on the viewing surface. Hereinafter, the description of "particle size (in the case of substantially spherical inclusions) or long diameter (in the case of non-spherical inclusions)" may be abbreviated as "grain size or long diameter".

ここで、本実施形態では、特にt.[O]に応じて、[Ca]や[REM]をはじめとする鋼中成分を制御することにより、ひいては介在物組成を制御することを重要視している。
式(1)~(10)に示す通り、t.[O]をはじめ、t.[Al]、[S]に応じて、[REM]と下限[Ca]の適正な組み合わせ条件が決まる。したがって、[REM]と[Ca]を添加する以前に、t.[O]、t.[Al]、[S]が判明していれば、[REM]と[Ca]の目標範囲を正確に設定できる。しかし、数分を争う、効率的な操業が常に求められる製造現場では、必要な全ての成分、特にt.[O]が操業中に判明することは困難であることが多い。
Here, in this embodiment, in particular, t. It is important to control the composition of inclusions by controlling the components in steel such as [Ca] and [REM] according to [O].
As shown in formulas (1) to (10), t. including [O], t. Appropriate combination conditions of [REM] and the lower limit [Ca] are determined according to [Al] and [S]. Therefore, before adding [REM] and [Ca], t. [O], t. If [Al] and [S] are known, the target ranges of [REM] and [Ca] can be set accurately. However, in production sites where minutes are a matter of constant operation and efficient operation is required, all necessary ingredients, especially t. It is often difficult for [O] to be known during operation.

そこで、実操業で本発明を実施するための現実的な方策として、従来の操業結果に基づき、t.[O]をはじめとする成分の変動をあらかじめ考慮して、[REM]や[Ca]の目標範囲を設定することができる。可能な限り類似した鋼種で、できるだけ多くの既存の操業実績を集めることで、それぞれの成分範囲を、変動幅を含めて、予測することが現実に十分可能である。 Therefore, as a realistic measure for implementing the present invention in actual operation, based on the results of conventional operation, t. The target range of [REM] and [Ca] can be set in advance considering the variation of components including [O]. By collecting as many existing operating results as possible with steel grades as similar as possible, it is actually sufficiently possible to predict the range of each composition, including the range of variation.

以下では、t.[O]を例に説明する。ある鋼種で、かなり高い確率で、t.[O]=α~βの範囲に収まることが分かったとする。t.[O]=αの場合と、βの場合とで、[REM]と[Ca]の組合せ条件を、それぞれ計算できる。この二条件で共通する[REM]や[Ca]の範囲を、実操業の目標範囲とすれば良い。t.[O]の変動幅を広く想定するほど、すなわちαとβの差を大きく考えるほど、実際の濃度がα~βの間に収まる確率は高くなる。一方で、αとβの二条件で共通する、[REM]や[Ca]の範囲は狭まる。したがって、成分変動をあまりに広く想定すると、[REM]や[Ca]が目標範囲に的中しにくくなってしまう。このため、成分の変動幅を狭める対策は、[REM]や[Ca]の目標範囲を広げ、操業を容易にするために有効である。t.[O]の変動は、介在物浮上を促進するための二次精錬処理後の撹拌時間の延長や、溶鋼の静置時間の延長などが考えられる。
以上、t.[O]の変動を例に説明したが、他の成分でも変動範囲について同様に考えて、[REM]や[Ca]の目標範囲を設定することができる。
Below, t. [O] will be described as an example. In some steel grades, with a fairly high probability, t. Assume that [O] is found to fall within the range of α to β. t. The combination conditions of [REM] and [Ca] can be calculated for [O]=α and β respectively. The range of [REM] and [Ca] that are common to these two conditions may be set as the target range for actual operation. t. The wider the variation range of [O] is assumed, that is, the larger the difference between α and β, the higher the probability that the actual concentration will fall between α and β. On the other hand, the ranges of [REM] and [Ca], which are common to the two conditions α and β, are narrowed. Therefore, if the component variation is assumed to be too wide, it becomes difficult for [REM] and [Ca] to hit the target range. Therefore, measures for narrowing the range of variation of the components are effective in widening the target range of [REM] and [Ca] and facilitating the operation. t. The variation of [O] is considered to include the extension of the stirring time after the secondary refining treatment for promoting the floating of inclusions, the extension of the standing time of the molten steel, and the like.
above, t. Although the variation of [O] has been described as an example, the target ranges of [REM] and [Ca] can be set by similarly considering the variation ranges of other components.

次に、本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材の製造方法の一例について説明する。
本実施形態に係る継目無鋼管用鋼材は、一般的な鋼材と同様に、例えば高炉溶銑を原料とし、転炉精錬や二次精錬を行って製造した溶鋼を、連続鋳造によって鋳片とした後、中心部を穿孔し、必要に応じ熱処理を行って継目無鋼管を製造することができる。その際、転炉における脱炭処理の後、取鍋での二次精錬で、鋼の成分調整とともに、Ca及びREMの添加による介在物制御を行う。なお、高炉溶銑のほか、鉄スクラップを原料として電気炉で溶解した溶鋼を原料として用いても良い。
Next, an example of a method for manufacturing a steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment will be described.
The steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment uses, for example, molten iron from a blast furnace as a raw material, and is produced by performing converter refining and secondary refining, in the same manner as general steel materials. A seamless steel pipe can be manufactured by piercing the central part and performing heat treatment as necessary. At that time, after the decarburization treatment in the converter, secondary refining in the ladle is performed to adjust the composition of the steel and to control inclusions by adding Ca and REM. In addition to blast furnace molten iron, molten steel obtained by melting iron scrap as a raw material in an electric furnace may be used as the raw material.

CaおよびREMは、他の含有元素の成分を調整し、さらに、Al脱酸により生じるAlを溶鋼から浮上させてから、添加すると良い。Alが溶鋼中に多量に残存していると、CaやREMがAlを還元するので、その分、消費される。そのため、Sの固定に使われるCaおよびREMの含有量が減少し、MnSの生成を十分に防止出来なくなる。 Ca and REM are preferably added after adjusting the components of other contained elements and floating Al 2 O 3 generated by Al deoxidization from molten steel. If a large amount of Al 2 O 3 remains in the molten steel, Ca and REM will reduce the Al 2 O 3 , so that amount will be consumed. Therefore, the contents of Ca and REM used for fixing S are reduced, and the generation of MnS cannot be sufficiently prevented.

Caは、蒸気圧が高いので、歩留を上げるために、Ca-Si合金、Fe―Ca-Si合金、あるいはCa-Ni合金等として添加するのがよい。これらの合金添加のために、これら合金から構成される合金ワイヤーを用いてもよい。REMは、Fe-Si-REM合金、およびミッシュメタル等の形で添加すればよい。ミッシュメタルとは希土類元素の混合物であり、具体的には、Ceを40~50%程度、Laを20~40%程度含有することが多い。例えば、Ce45%、La35%、Nd9%、Pr6%、他不純物からなるミッシュメタルなどが入手できる。 Since Ca has a high vapor pressure, it is preferable to add Ca--Si alloy, Fe--Ca--Si alloy, Ca--Ni alloy, or the like in order to increase the yield. Alloy wires composed of these alloys may be used for these alloy additions. REM may be added in the form of Fe--Si--REM alloy, misch metal, or the like. A misch metal is a mixture of rare earth elements, and more specifically, it often contains about 40 to 50% Ce and about 20 to 40% La. For example, misch metal consisting of 45% Ce, 35% La, 9% Nd, 6% Pr, and other impurities can be obtained.

Ca及びREMの添加順序は特に制限されるものではない。しかし、REM添加後にCa添加すると、介在物のサイズが小さくなる傾向が見られる。従って、REM添加後にCaを添加するのが好ましい。 The addition order of Ca and REM is not particularly limited. However, when Ca is added after adding REM, the size of inclusions tends to decrease. Therefore, it is preferable to add Ca after adding REM.

Al脱酸後にAlが生成し、一部がクラスター化する。次に、REMあるいはCaを添加するが、REMをCaよりも先に添加すると、REM添加時にAlクラスターの一部が還元・分解され、クラスターのサイズを低減できる。一方、CaをREMよりも先に添加すると、AlがCaO-Al系介在物に改質され、この介在物は低融点であり、溶鋼中で液相なので容易に凝集して粗大なCaO-Al系介在物となってしまうおそれがある。このため、REM添加後にCa添加することが好ましい。 Al 2 O 3 is produced after Al deoxidation and partly clustered. Next, REM or Ca is added. If REM is added before Ca, some of the Al 2 O 3 clusters are reduced and decomposed during the addition of REM, and the size of the clusters can be reduced. On the other hand, when Ca is added before REM, Al 2 O 3 is reformed into CaO—Al 2 O 3 system inclusions, and these inclusions have a low melting point and are in liquid phase in molten steel, so they easily agglomerate. There is a risk that coarse CaO--Al 2 O 3- based inclusions may result. Therefore, it is preferable to add Ca after adding REM.

ここで、Alを添加した際に生成したAlを十分に浮上させるため、Al添加後に5分以上保持することが好ましい。次に、REMを添加する。このとき、REMが均一に混合するように3分以上保持することが好ましい。そして、REMが均一に混合した状態で、Caを添加することが好ましい。 Here, in order to sufficiently float Al 2 O 3 generated when Al is added, it is preferable to hold for 5 minutes or more after adding Al. Then REM is added. At this time, it is preferable to hold the mixture for 3 minutes or longer so that the REM is uniformly mixed. Then, it is preferable to add Ca while REM is uniformly mixed.

以上のようにして、本実施形態である継目無鋼管用鋼材が製造される。 As described above, the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment is manufactured.

以上のような構成とされた本実施形態である継目無鋼管用鋼材によれば、t.[O]を考慮して、REMとCaの関係を規定していることから、CaやREMが酸化物を形成しても、Sと結合するCaやREM量が確保され、MnS系介在物を低減することが可能となる。
また、鋼中の[Ca]、[REM]、t.[Al]、t.[O]、[S]の各量の関係を上述のように規定しているので、介在物中のAlの含有率を低減でき、低融点酸化物の生成を抑制することが可能となる。さらに、CaとREMを複合添加し、酸化物の主要組成を、REMを含有する三元系であるAl-CaO-REM系とすることで、圧延時の破砕性が増し、圧延後のサイズが微細化するので、有害性を低減できる。
さらに、円相当径1.0μm以上の介在物個数密度を100個/mm以下に規定しているので、破壊の起点となる介在物の個数が十分に低減されている。
よって、造管時ならびに使用時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な継目無鋼管として使用可能な、靭性に優れた継目無鋼管用鋼材を提供することができる。
According to the steel material for seamless steel pipes of the present embodiment configured as described above, t. Since the relationship between REM and Ca is defined in consideration of [O], even if Ca and REM form oxides, the amount of Ca and REM that bond with S is ensured, and MnS-based inclusions are formed. can be reduced.
In addition, [Ca], [REM], t. [Al], t. Since the relationship between the amounts of [O] and [S] is defined as described above, the content of Al 2 O 3 in the inclusions can be reduced, and the formation of low-melting oxides can be suppressed. becomes. Furthermore, Ca and REM are added in combination, and the main composition of the oxide is Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 system, which is a ternary system containing REM 2 O 3 , so that crushing during rolling is reduced. Since the hardness increases and the size after rolling becomes finer, the harmfulness can be reduced.
Furthermore, since the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is specified to be 100/mm 2 or less, the number of inclusions that cause fracture is sufficiently reduced.
Therefore, it is possible to provide a steel material for a seamless steel pipe excellent in toughness that can be used as a high-quality seamless steel pipe in which cracks or the like are suppressed during pipemaking and use.

また、本実施形態である継目無鋼管用鋼材において、Cu:0%以上0.05%以下、Nb:0%以上0.05%以下、V:0%以上0.10%以下、Ni:0%以上0.10%以下、B:0%以上0.0050%以下、からなる群から選択される一種又は二種以上を含む場合には、要求特性に応じて、継目無鋼管用鋼材の様々な特性を向上させることが可能となる。 Further, in the steel material for seamless steel pipe of the present embodiment, Cu: 0% or more and 0.05% or less, Nb: 0% or more and 0.05% or less, V: 0% or more and 0.10% or less, Ni: 0% % or more and 0.10% or less and B: 0% or more and 0.0050% or less. characteristics can be improved.

さらに、本実施形態である継目無鋼管用鋼材において、内部に存在する介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、上述の(11)式と(12)式を満足する場合には、延伸介在物の個数をさらに低減することが可能となる。 Furthermore, in the steel material for seamless steel pipes according to the present embodiment, when the mass ratio of each compound MX in the inclusions present inside is (MX), the above-mentioned formulas (11) and (12) are satisfied. In this case, it is possible to further reduce the number of elongated inclusions.

以上、本発明の実施形態である継目無鋼管用鋼材について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態では、本発明の継目無鋼管用鋼材を製造する継目無鋼管用鋼材の製造方法の一例を示したが、これに限定されることはなく、他の製造方法を適用してもよい。
Although the steel materials for seamless steel pipes, which are the embodiments of the present invention, have been specifically described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified without departing from the technical idea of the invention. .
For example, in the embodiments, an example of the method for manufacturing the steel material for seamless steel pipe of the present invention is shown, but the present invention is not limited to this, and other manufacturing methods may be applied. good.

また、本実施形態では、油井管やラインパイプに用いることができる継目無鋼管としての使用を想定したものとして説明したが、用途はこれらに限定するものではない。
さらに、本実施形態では、上述のように、継目無鋼管用鋼材に含有される成分と介在物を規定しているが、金属組織は特に規定しないので、適宜、加工熱処理して、金属組織を作り分けできる。その際、本実施形態で規定する介在物組成は変わらないため、加工熱処理したものであっても有効である。
Further, in the present embodiment, the use of seamless steel pipes that can be used for oil country tubular goods and line pipes is assumed, but the applications are not limited to these.
Furthermore, in the present embodiment, as described above, the components and inclusions contained in the steel material for seamless steel pipes are defined, but the metal structure is not particularly defined. Can be made separately. At that time, since the composition of inclusions defined in the present embodiment does not change, even those subjected to heat treatment are effective.

以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。 The results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be described below.

高炉溶銑を原料とし、溶銑予備処理、転炉における脱炭処理の後、取鍋精錬で成分調整を行って溶鋼250トンを溶製した。取鍋精錬では、まずAlを添加して脱酸を行い、次にTiなどのその他の元素の成分を調整した後、Al脱酸で生じたAlを浮上させるため5分間以上保持した後に、REMを添加し、均一に混合するために3分間保持してから、Caを添加した。REMはミッシュメタルを用いた。このミッシュメタルに含まれるREM元素は、Ce50%、La25%、Nd10%であり、残部が不純物であった。よって、得られる鋼板に含まれる各REM元素の比率は、上記した各REM元素の比率とほぼ同一となった。Caは蒸気圧が高いため、歩留を上げるためにCa-Si合金を添加した。 Using blast furnace molten iron as a raw material, 250 tons of molten steel was melted after preliminary treatment of molten iron and decarburization treatment in a converter, followed by component adjustment in ladle refining. In ladle refining, Al is first added for deoxidation, then after adjusting the components of other elements such as Ti, the ladle is held for 5 minutes or more to float Al 2 O 3 generated by Al deoxidization. Afterwards REM was added and held for 3 minutes to mix homogeneously before Ca was added. REM used misch metal. The REM elements contained in this misch metal were Ce 50%, La 25%, Nd 10%, and the remainder was impurities. Therefore, the ratio of each REM element contained in the obtained steel sheet was almost the same as the ratio of each REM element described above. Since Ca has a high vapor pressure, a Ca—Si alloy was added to increase the yield.

精錬後の上記溶鋼を、丸断面形状鋳型に注入して連続鋳造し、分塊圧延して、ビレット(圧延素材)を製造した。ビレットを加熱し、熱間での穿孔、延伸圧延による造管加工を行い、外径約340mm×肉厚約16mmの継目無鋼管を製造した。得られた鋼管を、950℃に加熱して水焼入れした後、成分に応じて550~650℃の範囲で焼き戻し処理して、鋼管の強度を揃えるようにした。 The molten steel after refining was poured into a mold having a round cross section, continuously cast, and bloomed to produce a billet (rolling material). The billet was heated, subjected to hot piercing, and pipe-making by drawing and rolling to produce a seamless steel pipe having an outer diameter of about 340 mm and a wall thickness of about 16 mm. The obtained steel pipe was heated to 950° C. and water quenched, and then tempered in the range of 550 to 650° C. depending on the composition to uniform the strength of the steel pipe.

得られた継目無鋼管用鋼材について、介在物の組成と変形挙動(圧延後の長径/短径の比;アスペクト比)とを調査した。光学顕微鏡を用いて、圧延方向と鋼管肉厚方向とに平行な断面を観察面として、光学顕微鏡により倍率400倍(ただし、介在物形状を詳細に測定する際は倍率1000倍)で60視野観察した。各観察視野で、粒径(形状が球状の介在物の場合)または長径(球状でない介在物の場合)が1.0μm以上の介在物を観察し、それらの介在物を、アスペクト比3.0を基準に分類した。アスペクト比>3.0の介在物個数密度が、10個/mmを超えた試料を「劣位」、10個/mm以下を「良好」と評価した。 The obtained steel materials for seamless steel pipes were examined for composition of inclusions and deformation behavior (ratio of major axis/minor axis after rolling; aspect ratio). Using an optical microscope, a cross section parallel to the rolling direction and the steel pipe thickness direction is used as an observation surface. bottom. In each observation field, inclusions with a grain size (in the case of spherical inclusions) or a major axis (in the case of non-spherical inclusions) of 1.0 μm or more are observed, and those inclusions are observed with an aspect ratio of 3.0. were classified according to the criteria. A sample with an inclusion number density of more than 10 inclusions/mm 2 with an aspect ratio of >3.0 was evaluated as “poor”, and a sample with an inclusion number density of 10 inclusions/mm 2 or less was evaluated as “good”.

また、粒径(形状が球状の介在物の場合)または長径(球状でない介在物の場合)が1.0μm以上である代表的な介在物10個をランダムに選択し、各介在物の断面全体の平均組成をSEMに付属したEDX装置を用いて分析し、10個の平均組成を求めた。
各介在物の組成として、例えば介在物中心部の組成で代表させるのではなく、断面全体の平均組成を測定したのは、例えば単独MnSの様に組成が均一な介在物より、Al-CaO-REM系酸化物の周囲の一部にMnSやCaSが付着する場合のように、複数の相が共存している場合が多いためである。この様な介在物の平均組成は、介在物全断面をEDX分析範囲に含めて分析すれば求めることができる。あるいは、それぞれの介在物相ごとに、点分析を行い、SEM像から求まるそれぞれの相の面積率を乗じて平均組成を算出しても良い。
In addition, 10 representative inclusions having a grain size (in the case of spherical inclusions) or a major diameter (in the case of non-spherical inclusions) of 1.0 μm or more were randomly selected, and the entire cross section of each inclusion was was analyzed using an EDX device attached to the SEM to determine the average composition of 10 samples.
As for the composition of each inclusion, the average composition of the entire cross section was measured instead of representing, for example, the composition at the center of the inclusion . This is because a plurality of phases coexist in many cases, such as when MnS or CaS adheres to a portion of the periphery of the -CaO-REM 2 O 3 oxide. The average composition of such inclusions can be obtained by analyzing the entire cross section of the inclusions within the range of EDX analysis. Alternatively, point analysis may be performed for each inclusion phase, and the average composition may be calculated by multiplying the area ratio of each phase obtained from the SEM image.

そして、上記で得られた継目無鋼管用鋼材の靭性の指標として、0℃におけるシャルピー衝撃値を測定した。フルサイズ試験片を、鋼管の長手(圧延)方向と直交する方向から採取した(T方向試験片)。すなわち、試験片長さ55mmを鋼管の周方向から、試験片高さを鋼管長手(圧延)方向に10mm、試験片幅を鋼管肉厚方向に10mmとして採取した。55mm長さ×肉厚方向10mm幅の面に、2mmVノッチを加工した。この方向で試験片を採取すると、鋼管のL断面(圧延方向と鋼管肉厚方向とに平行な断面)が破断面となるので、延伸介在物の影響を評価し易い。鋼板中に、割れ起点となる介在物、特に圧延方向に延伸した介在物が少ないほど、シャルピー吸収エネルギー(衝撃値)(J/cm)は向上する。 The Charpy impact value at 0°C was measured as an index of the toughness of the steel materials for seamless steel pipes obtained above. Full-size specimens were taken from the direction perpendicular to the longitudinal (rolling) direction of the steel pipe (T-direction specimens). That is, a test piece having a length of 55 mm was sampled from the circumferential direction of the steel pipe, a test piece having a height of 10 mm in the longitudinal (rolling) direction of the steel pipe, and a width of 10 mm in the wall thickness direction of the steel pipe. A 2 mm V notch was processed on a surface of 55 mm length x 10 mm width in the thickness direction. If a test piece is taken in this direction, the L cross section of the steel pipe (the cross section parallel to the rolling direction and the thickness direction of the steel pipe) becomes the fracture surface, so the influence of elongated inclusions can be easily evaluated. The Charpy absorbed energy (impact value) (J/cm 2 ) improves as the number of inclusions, which are crack initiation points, particularly those extending in the rolling direction, decreases in the steel sheet.

Figure 0007230454000001
Figure 0007230454000001

Figure 0007230454000002
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Figure 0007230454000003
Figure 0007230454000003

Figure 0007230454000004
Figure 0007230454000004

No.51~55は比較例である。
No.51は、式(1)から、[REM]<[REM_1]であり、領域Iであるが、[Ca]は式(8)を満たしていない。そのため、MnSを十分に低減できず、延伸介在物個数は10個/mmを超え、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mmを超え、衝撃値は基準値80J/cmに未達であった。
No. 51 to 55 are comparative examples.
No. From equation (1), 51 is [REM]<[REM_1] and is in region I, but [Ca] does not satisfy equation (8). Therefore, the MnS cannot be sufficiently reduced, the number of stretched inclusions exceeds 10/mm 2 , the number of inclusions with an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more exceeds 100/mm 2 , and the impact value is the standard value of 80 J/mm. cm 2 was not reached.

No.52は、式(1)および(2)から、[REM_1]≦[REM]<[REM_2]であり、領域IIであるが、[Ca]は式(9)を満たしていない。そのため、MnSが十分に低減せず、延伸介在物個数は10個/mmを超え、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mmを超え、衝撃値は基準値80J/cmに未達であった。 No. 52, from equations (1) and (2), [REM_1]≤[REM]<[REM_2] and is in region II, but [Ca] does not satisfy equation (9). Therefore, MnS is not sufficiently reduced, the number of stretched inclusions exceeds 10/mm 2 , the number of inclusions with an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more exceeds 100/mm 2 , and the impact value is the standard value of 80 J/mm. cm 2 was not reached.

No.53は、式(2)から、[REM_2]≦[REM]<0.0050%であり、領域IIIであるが、[Ca]は式(10)を満たしていない。そのため、MnSが十分に低減せず、延伸介在物個数は10個/mmを超え、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mmを超え、衝撃値は基準値80J/cmに未達であった。 No. 53 satisfies [REM_2]≦[REM]<0.0050% from equation (2) and is in region III, but [Ca] does not satisfy equation (10). Therefore, MnS is not sufficiently reduced, the number of stretched inclusions exceeds 10/mm 2 , the number of inclusions with an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more exceeds 100/mm 2 , and the impact value is the standard value of 80 J/mm. cm 2 was not reached.

No.54は、REMを添加せず、Caを単独添加した例である。介在物中にREMが含まれず式(12)を満たさなかったので、Al-CaO系の低融点酸化物が生成し、造管時に延伸した。その結果、延伸介在物個数は10個/mmを超えるとともに、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mmを超えており、衝撃値は基準値80J/cmに未達であった。 No. No. 54 is an example in which no REM was added and only Ca was added. Since the inclusions did not contain REM 2 O 3 and did not satisfy the formula (12), an Al 2 O 3 —CaO-based low-melting-point oxide was generated and elongated during pipe making. As a result, the number of stretched inclusions exceeded 10/ mm2 , the number of inclusions with an equivalent circle diameter of 1.0 µm or more exceeded 100/ mm2 , and the impact value was below the standard value of 80 J/ cm2 . It was

No.55は、[REM]=0.0002%であり、下限値0.0003%未満である。そのため、介在物中の(REM)が少なく、式(12)を満たさなかったので、延伸介在物個数は10個/mmを超えるとともに、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mmを超えており、衝撃値は基準値80J/cmに未達であった。 No. 55 has [REM]=0.0002%, which is less than the lower limit of 0.0003%. Therefore, the amount of (REM 2 O 3 ) in the inclusions was small, and the formula ( 12 ) was not satisfied. was over 100/mm 2 , and the impact value did not reach the standard value of 80 J/cm 2 .

これに対して、式(1)~(10)で規定される成分条件を満たした本発明例No.1,6,7,18~22,26~29、参考例2~5,8~17,23~25は、延伸介在物個数が10個/mm以下であり、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mm以下であった。そして、介在物の平均組成は、式(11)と(12)を満たしていた。その結果、衝撃値(シャルピー吸収エネルギー)は基準値80J/cm以上であり、良好な材質であった。 On the other hand, Example No. of the present invention, which satisfies the component conditions defined by formulas (1) to (10). 1, 6, 7, 18 to 22, 26 to 29, and Reference Examples 2 to 5, 8 to 17, 23 to 25 , the number of stretched inclusions is 10/mm 2 or less, and the equivalent circle diameter is 1.0 μm or more. The number of inclusions was 100/mm 2 or less. The average composition of inclusions satisfied the formulas (11) and (12). As a result, the impact value (Charpy absorbed energy) was above the standard value of 80 J/cm 2 , indicating that the material was good.

以上のことから、本発明によれば、MnS、および低融点酸化物のいずれも含めて、延伸介在物の生成を防止でき、かつ、円相当径が1.0μm以上である介在物の個数密度が100個/mm以下である、清浄性や靭性に優れた継目無鋼管として使用できる継目無鋼管用鋼材を製造することができた。 From the above, according to the present invention, it is possible to prevent the formation of elongated inclusions, including both MnS and low melting point oxides, and the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more was 100/mm 2 or less, and steel materials for seamless steel pipes that could be used as seamless steel pipes with excellent cleanliness and toughness could be produced.

Claims (3)

質量%で、
C:0.20%以上0.34%未満、
Si:0.15%以上0.40%以下、
Mn:0.30%以上1.50%未満、
Al:0.031%以上0.050%以下、
Ti:0.002%以上0.060%以下、
Cr:0.02%以上1.50%以下、
Mo:0%以上1.0%以下、
Ca:0.0003%以上0.0050%以下、
REM:0.0003%以上0.0050%以下、
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちP,S,O,Nを、
P:0.020%以下、
S:0.0050%以下、
O:0.0050%以下、
N:0.0075%以下、
に制限し、
鋼中の各成分元素Mの質量比を[M]で表示した場合に、[REM]を以下の(1)式で示す第1閾値[REM_1]、及び、(2)式で示す第2閾値[REM_2]によって3つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のCa量[Ca]が、以下の(3)式に示すa1、(4)式に示すb1、(5)式に示すa2、(6)式に示すb2、(7)式に示すb3を用いて、以下の(8)式、(9)式、(10)式を満足するとともに、
鋼管の圧延方向と鋼管肉厚方向とに平行な断面を観察面として、鋼中に含まれる円相当径が1.0μm以上であって、MnS、CaS、Al -CaO-REM 系酸化物の少なくともいずれか一種を含む介在物の個数密度が100個/mm以下であることを特徴とする継目無鋼管用鋼材。
(1)式:[REM_1]=0.400×[S]-0.0006
(2)式:[REM_2]=0.005×[Al]+0.300×[S]+1.590×[O]-0.0014
(3)式:a1=5.000×[Al]-35.714×[S]-29.870×[O]-0.0675
(4)式:b1=-0.005×[Al]+0.400×[S]+1.155×[O]-0.0007
(5)式:a2=2.143×[Al]+53.571×[S]+31.169×[O]-1.0471
(6)式:b2=-0.002×[Al]+0.618×[S]+1.100×[O]-0.0010
(7)式:b3=0.475×[S]-0.0005
(8)式:[REM]<[REM_1]の場合、[Ca]≧a1×[REM]+b1
(9)式:[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の場合、[Ca]≧a2×[REM]+b2
(10)式:[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の場合、[Ca]≧b3
in % by mass,
C: 0.20% or more and less than 0.34%,
Si: 0.15% or more and 0.40% or less,
Mn: 0.30% or more and less than 1.50%,
Al: 0.031% or more and 0.050% or less,
Ti: 0.002% or more and 0.060% or less,
Cr: 0.02% or more and 1.50% or less,
Mo: 0% or more and 1.0% or less,
Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
and the balance consists of iron and impurities, and among the impurities, P, S, O, and N,
P: 0.020% or less,
S: 0.0050% or less,
O: 0.0050% or less,
N: 0.0075% or less,
limited to
When the mass ratio of each component element M in the steel is represented by [M], [REM] is a first threshold value [REM_1] indicated by the following formula (1) and a second threshold value indicated by the following formula (2) [REM_2] is divided into three regions, and in each region, the amount of Ca [Ca] in the steel is a1 shown in the following formula (3), b1 shown in the following formula (4), and shown in the following formula (5) Using a2, b2 shown in formula (6), and b3 shown in formula (7), the following formulas (8), (9), and (10) are satisfied,
With a cross-section parallel to the rolling direction and the thickness direction of the steel pipe as an observation plane, MnS, CaS, Al 2 O 3 -CaO-REM 2 O having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more contained in the steel A steel material for a seamless steel pipe, characterized in that the number density of inclusions containing at least one of tri- based oxides is 100/mm 2 or less.
(1) Formula: [REM_1] = 0.400 x [S] - 0.0006
(2) Formula: [REM_2] = 0.005 x [Al] + 0.300 x [S] + 1.590 x [O] - 0.0014
(3) Formula: a1 = 5.000 x [Al] -35.714 x [S] -29.870 x [O] -0.0675
(4) Formula: b1 = -0.005 x [Al] + 0.400 x [S] + 1.155 x [O] -0.0007
(5) Formula: a2 = 2.143 x [Al] + 53.571 x [S] + 31.169 x [O] - 1.0471
(6) Formula: b2 = -0.002 x [Al] + 0.618 x [S] + 1.100 x [O] -0.0010
(7) Formula: b3 = 0.475 × [S] - 0.0005
(8) Formula: When [REM] < [REM_1], [Ca] ≥ a1 × [REM] + b1
(9) Formula: If [REM_1] ≤ [REM] < [REM_2], [Ca] ≥ a2 × [REM] + b2
(10) Formula: When [REM_2] ≤ [REM] ≤ 0.0050%, [Ca] ≥ b3
さらに、質量%で、
Cu:0%以上0.05%以下、
Nb:0%以上0.05%以下、
V:0%以上0.10%以下、
Ni:0%以上0.10%以下、
B:0%以上0.0050%以下、
からなる群から選択される一種又は二種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の継目無鋼管用鋼材。
Furthermore, in mass %,
Cu: 0% or more and 0.05% or less,
Nb: 0% or more and 0.05% or less,
V: 0% or more and 0.10% or less,
Ni: 0% or more and 0.10% or less,
B: 0% or more and 0.0050% or less,
The steel material for a seamless steel pipe according to claim 1, characterized by containing one or more selected from the group consisting of:
前記鋼管中に存在する前記介在物の内、少なくともAl -CaO-REM 系酸化物を含む介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、以下の(11)式及び(12)式の両方を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の継目無鋼管用鋼材。
(11)式:(Al)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≦0.40
(12)式:(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.05
Among the inclusions present in the steel pipe , the following ( 11) The steel material for seamless steel pipes according to claim 1 or 2, which satisfies both equations (11) and (12).
(11) Formula: (Al 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≦0.40
(12) Formula: (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0.05
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