JP7485920B2 - Intermediate bending roll steel pipe - Google Patents

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Description

本発明は中継ぎベンディングロール鋼管に関し、特に、板厚が40mm以上で、3パス以上の多層溶接で円周溶接された、円周溶接金属靭性に優れた中継ぎベンディングロール鋼管に関する。 The present invention relates to intermediate bending roll steel pipes, and in particular to intermediate bending roll steel pipes with excellent circumferential weld metal toughness, which have a plate thickness of 40 mm or more and are circumferentially welded with three or more multi-pass welding.

ベンディングロール鋼管は、従来から、土木・建築分野で鋼管杭や鋼管矢板として用いられている。 Bending roll steel pipes have traditionally been used as steel pipe piles and steel pipe sheet piles in the civil engineering and construction fields.

近年、強度とともに優れた靭性を有するベンディングロール鋼管が要求されている。具体的には、たとえば、シャルピー衝撃試験における0℃での靭性が27J等の値が要求されている。 In recent years, there has been a demand for bending roll steel pipes that have excellent toughness as well as strength. Specifically, for example, a toughness value of 27 J at 0°C in the Charpy impact test is required.

ベンディングロール鋼管は鋼板をロール成型し、突合せ部分を仮付け溶接した後、長手方向に溶接する。さらに、中継ぎ円周溶接をすることで、所望の鋼管長さに製造する。そのため、円周溶接金属の靭性を確保することも非常に重要となる。 Bending roll steel pipes are made by roll forming steel plates, tack welding the butt joints, and then welding them in the longitudinal direction. The pipes are then manufactured to the desired length by performing intermediate circumferential welding. Therefore, it is also very important to ensure the toughness of the circumferential weld metal.

特許文献1には、ベイニティックフェライト相を主相とし、第二相としてマルテンサイト相、ベイナイト相、パーライトのうちの1種または2種以上を合計で、体積率で10%以上50%未満含む組織と、を有し、管軸方向の降伏強さYS:450MPa以上、引張強さTS:570MPa以上、降伏比YR:90%以下の低降伏比高強度で、かつシャルピー衝撃試験の試験温度:0℃の吸収エネルギーvE0:27J以上の高靭性を有する高強度スパイラル鋼管杭が開示されている。 Patent Document 1 discloses a high-strength spiral steel pipe pile having a structure in which the main phase is a bainitic ferrite phase and a secondary phase containing one or more of the following phases in a volume fraction of 10% to less than 50% in total: martensite phase, bainite phase, and pearlite; a low yield ratio high strength of axial yield strength YS of 450 MPa or more, tensile strength TS of 570 MPa or more, and yield ratio YR of 90% or less; and a high toughness of absorbed energy vE0 of 27 J or more at a test temperature of 0°C in a Charpy impact test.

特許文献2には、溶接金属部の組織が焼き戻しマルテンサイトとベイナイト組織とを合わせた分率が80%以上であるスパイラル鋼管が開示されている。 Patent Document 2 discloses a spiral steel pipe in which the combined ratio of tempered martensite and bainite in the weld metal structure is 80% or more.

特開2016-47956号公報JP 2016-47956 A 特開2011-161500号公報JP 2011-161500 A

鋼管杭に一般的に用いられるSM570材では、靭性の指標として、-5℃におけるシャルピー吸収エネルギーが規定されている。しかしながら、円周溶接金属の靭性が母材靭性よりも劣位になることがある。 For SM570 material, which is commonly used for steel pipe piles, the Charpy absorbed energy at -5°C is specified as an index of toughness. However, the toughness of the circumferential weld metal can sometimes be inferior to the toughness of the base material.

本発明は、円周溶接における溶接金属の靭性に優れた中継ぎベンディングロール鋼管を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a joint bending roll steel pipe with excellent toughness of the weld metal in circumferential welding.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、粒界フェライトを抑制し、アシキュラーフェライト主体の溶接金属組織を形成することで、溶接金属の靭性を向上させることができることを見出した。本発明は、さらに検討を進めてなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。 The inventors conducted extensive research to solve the above problems and discovered that it is possible to improve the toughness of the weld metal by suppressing grain boundary ferrite and forming a weld metal structure that is mainly composed of acicular ferrite. The present invention was made as a result of further research, and the gist of the invention is as follows.



(1)2つの母材、及び前記2つの母材を中継ぎする円周溶接部を有する中継ぎベンディングロール鋼管であって、前記母材は板厚40mm以上のベンディングロール鋼管であり、前記円周溶接部の溶接金属の成分が、質量%で、C:0.030~0.150%、Si:0.50%以下、Mn:0.50~2.00%、P:0.020%以下、S:0.010%以下、Cu:0%超、0.50%以下、Al:0.0010~0.0500%、Ti:0.0020%~0.0500%、N:0.0100%以下、O:0.0150~0.0600%、を含有し、残部がFe及び不純物であり、0.300≦Al/O≦1.000を満たし、α´=(1.5×(O-0.89Al)+3.4×N-Ti)×1000で定義されるα’が0%以上、60.0%以下であり、Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15で定義されるCeqが0.350%以上、0.500%以下であり、Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5Bで定義されるPcmが0.30%以下であることを特徴する中継ぎベンディングロール鋼管。ここで、上記の式中の元素記号は、各元素の含有量(質量%)である。


(1) A joint bending roll steel pipe having two base materials and a circumferential welded portion that joints the two base materials, the base material being a bending roll steel pipe having a plate thickness of 40 mm or more, the components of the weld metal of the circumferential welded portion are, in mass%, C: 0.030 to 0.150%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, Cu: more than 0.50% and 0.0010 to 0.0500%, Ti: 0.0020% to 0.0500%, N: 0.0100% or less, and O: 0.0150 to 0.0600%. A joint bending roll steel pipe characterized in that it contains Al/O, with the balance being Fe and impurities, satisfies 0.300≦Al/O≦1.000, α′ defined by α′=(1.5×(O−0.89Al)+3.4×N-Ti)×1000 is 0% or more and 60.0% or less, Ceq defined by Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 is 0.350% or more and 0.500% or less, and Pcm defined by Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B is 0.30% or less. Here, the element symbols in the above formulas indicate the content (mass%) of each element.

(2)前記溶接金属の組織が、面積率で、アシキュラーフェライト:75.0%以上、粒界フェライト:15.0%以下、島状マルテンサイト:3.0%以下を含有し、EBSD粒径が10.0μm以下であることを特徴とする前記(1)の中継ぎベンディングロール鋼管。 (2) The intermediate bending roll steel pipe of (1) characterized in that the structure of the weld metal contains, by area ratio, acicular ferrite: 75.0% or more, grain boundary ferrite: 15.0% or less, and island martensite: 3.0% or less, and the EBSD grain size is 10.0 μm or less.

(3)前記溶接金属の成分が、前記Feの一部に代えて、Ni:0~0.50%、Cr:0~0.50%、Mo:0~0.50%、V:0~0.050%、Nb:0~0.050%、B:0~0.0100%、Mg:0~0.010%、及びCa:0~0.0060%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする前記(1)又は(2)の中継ぎベンディングロール鋼管。 (3) The intermediate bending roll steel pipe according to (1) or (2), characterized in that the components of the weld metal contain, in place of a portion of the Fe, one or more elements selected from the group consisting of Ni: 0-0.50%, Cr: 0-0.50%, Mo: 0-0.50%, V: 0-0.050%, Nb: 0-0.050%, B: 0-0.0100%, Mg: 0-0.010%, and Ca: 0-0.0060%.

(4)前記円周溶接部におけるシャルピー衝撃試験における-5℃での靭性が100J以上であることを特徴とする前記(1)~(3)のいずれかの中継ぎベンディングロール鋼管。 (4) A bending roll steel pipe according to any one of (1) to (3), characterized in that the toughness of the circumferential weld at -5°C in a Charpy impact test is 100 J or more.

(5)前記母材の成分が、質量%で、C:0.030~0.150%、Si:0.55%以下、Mn:0.50~2.00%、P:0.020%以下、S:0.010%以下、Al:0.100%以下、Ti:0.005~0.030%、N:0.0020~0.0060%、O:0.0050%以下、を含有し、残部がFe及び不純物であることを特徴とする前記(1)~(4)のいずれかの中継ぎベンディングロール鋼管。 (5) A joint bending roll steel pipe according to any one of (1) to (4), characterized in that the components of the base material are, by mass%, C: 0.030 to 0.150%, Si: 0.55% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, Al: 0.100% or less, Ti: 0.005 to 0.030%, N: 0.0020 to 0.0060%, O: 0.0050% or less, with the balance being Fe and impurities.

(6)前記母材の成分が、前記Feの一部に代えて、Ca:0~0.0050%、Ni:0~0.50%、Cr:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Mo:0~0.50%、Nb:0~0.100%、B:0~0.0020%、V:0~0.060%、及びMg:0~0.0100%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする前記(5)の中継ぎベンディングロール鋼管。 (6) The intermediate bending roll steel pipe according to (5), characterized in that the components of the base material contain, in place of a portion of the Fe, one or more selected from the group consisting of Ca: 0-0.0050%, Ni: 0-0.50%, Cr: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Mo: 0-0.50%, Nb: 0-0.100%, B: 0-0.0020%, V: 0-0.060%, and Mg: 0-0.0100%.

本発明によれば、円周溶接金属の靭性に優れた中継ぎベンディングロール鋼管を得ることができる。より具体的には、溶接金属の-5℃におけるシャルピー吸収エネルギーが好ましくは100J以上となる中継ぎベンディングロール鋼管を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a joint bending roll steel pipe having excellent toughness of the circumferential weld metal. More specifically, it is possible to obtain a joint bending roll steel pipe having a weld metal Charpy absorbed energy of preferably 100 J or more at -5°C.

シャルピー試験片の採取位置を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the positions at which Charpy test pieces were taken.

以下、本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明は、2つの母材が円周溶接部で中継ぎされた中継ぎベンディングロール鋼管である。2つの母材の板厚は40mm以上、好ましくは60mm以上である、円周溶接部は3層以上の多層であることが好ましい。なお、板厚の上限は特に規定しないが、100mm程度までの板厚が好適である。 The present invention is a joint bending roll steel pipe in which two base materials are joined at a circumferential weld. The plate thickness of the two base materials is 40 mm or more, preferably 60 mm or more, and the circumferential weld is preferably multi-layered with three or more layers. There is no particular upper limit to the plate thickness, but a plate thickness of up to about 100 mm is preferable.

本発明の中継ぎしたベンディングロール鋼管は、ベンディングロール鋼管の突合せ部分に開先加工を施し、鋼管を回転させながらサブマージアーク溶接することで製造できる。 The jointed bending roll steel pipe of the present invention can be manufactured by groove-cutting the butt joint of the bending roll steel pipe and then submerged arc welding while rotating the steel pipe.

はじめに、溶接金属部の化学成分について説明する。 First, we will explain the chemical composition of the weld metal parts.

C :0.030~0.150%
Cの含有量が0.030%未満であると、焼き入れ性が低く、溶接金属が十分な焼入れ組織とならないため、粒界フェライトが多く形成される。また、高温割れの感受性が高くなる。特に、円周溶接は多層溶接するため、予熱効果により冷却速度が遅くなるため、高温割れが発生する可能性が高い。また、Cの含有量が0.150%を超えると、焼入れ性が過剰となり、冷却工程における冷却時に割れる危険性が高くなる。また、C量が高い場合も高温割れが懸念される。したがって、Cの含有量は0.030%以上、0.150%以下とする。
C: 0.030 to 0.150%
If the C content is less than 0.030%, the hardenability is low and the weld metal does not become a sufficiently hardened structure, so that a large amount of grain boundary ferrite is formed. In addition, the susceptibility to hot cracking is high. In particular, since circumferential welding is a multi-layer welding, the cooling rate is slowed down due to the preheating effect, so there is a high possibility of hot cracking. In addition, if the C content exceeds 0.150%, the hardenability becomes excessive, and the risk of cracking during cooling in the cooling process increases. In addition, if the C content is high, hot cracking is also a concern. Therefore, the C content is set to 0.030% or more and 0.150% or less.

Si:0.50%以下
Siは母材、溶接ワイヤおよびフラックスの希釈により含まれる。Siの含有量が0.50%を超えると、粗大な島状マルテンサイト(MA)が形成し、その結果、溶接金属の靭性が低下する。したがって、Siの含有量は0.50%以下とする。
Si: 0.50% or less Si is contained due to dilution of the base metal, welding wire, and flux. If the Si content exceeds 0.50%, coarse island martensite (MA) is formed, resulting in a decrease in the toughness of the weld metal. Therefore, the Si content is set to 0.50% or less.

Mn:0.50~2.00%
Mnは焼入れ性を確保する上で必要な元素である。Mnの含有量が0.50%未満であると、焼入れ性が不足する。Mnの含有量が2.00%を超えると、焼入れ性が過剰となり、冷却工程における冷却時に割れる危険性がある。また、焼入れ後の溶接金属部の靭性の回復も困難となる。さらに粗大なMnSが形成し破壊の起点となり靭性が低下する。したがって、Mnの含有量は0.50%以上、2.00%以下とする。
Mn: 0.50 to 2.00%
Mn is an element necessary to ensure hardenability. If the Mn content is less than 0.50%, the hardenability is insufficient. If the Mn content exceeds 2.00%, the hardenability becomes excessive, and there is a risk of cracking during cooling in the cooling process. In addition, it becomes difficult to recover the toughness of the weld metal part after hardening. Furthermore, coarse MnS is formed, which becomes the starting point of fracture and reduces the toughness. Therefore, the Mn content is set to 0.50% or more and 2.00% or less.

P :0.020%以下、
Pは不純物であり、その含有量は0.020%以下とする。含有量は0であってもよい。Pは凝固割れを助長する元素である。Pの含有量が0.020%を超えると、凝固割れの危険性が高くなるので、精錬コストを考慮し、含有量を低減する。
P: 0.020% or less,
P is an impurity, and its content is set to 0.020% or less. The content may be 0. P is an element that promotes solidification cracking. If the P content exceeds 0.020%, the risk of solidification cracking increases, so the content is reduced in consideration of refining costs.

S :0.010%以下
Sは不純物であり、その含有量は0.010%以下とする。含有量は0であってもよい。SはPとともに凝固割れを助長する元素である。Sの含有量が0.010%を超えると、凝固割れの危険性が高くなるので、精錬コストを考慮し、含有量を低減する。
S: 0.010% or less S is an impurity, and its content is set to 0.010% or less. The content may be 0. S is an element that promotes solidification cracking together with P. If the S content exceeds 0.010%, the risk of solidification cracking increases, so the content is reduced in consideration of refining costs.

Cu:0%超、0.50%以下
Cuは溶接金属の強度を向上することのできる元素である。含有量は0%超、0.50%以下とすることが好ましい。
Cu: more than 0% and 0.50% or less Cu is an element that can improve the strength of the weld metal. The Cu content is preferably more than 0% and 0.50% or less.

Ni:0~0.50%
Niは靭性を低下させることなく、溶接金属の強度を向上することのでき、また、焼入れ性を高める元素である。必須ではないが、0~0.50%の範囲で含有させることが好ましい。
Ni: 0 to 0.50%
Ni is an element that can improve the strength of the weld metal without reducing the toughness, and also improves the hardenability. Although not essential, it is preferable to include Ni in the range of 0 to 0.50%.

Cr:0~0.50%
Crは溶接金属の強度を向上させることができ、溶接金属の強度を向上することのでき、また、焼入れ性を高める元素である。必須ではないが、0~0.50%以下の範囲で含有させることが好ましい。
Cr: 0 to 0.50%
Cr is an element that can improve the strength of the weld metal and also improve the hardenability. Although not essential, it is preferable to include 0 to 0.50%.

Mo:0~0.50%
Moは溶接金属の強度を向上させることができ、溶接金属の強度を向上することのでき、また、焼入れ性を高める元素である。必須ではないが、0~0.50%以下の範囲で含有させることが好ましい。
Mo: 0 to 0.50%
Mo is an element that can improve the strength of the weld metal and also improve the hardenability. Although not essential, it is preferable to include Mo in the range of 0 to 0.50%.

V :0~0.050%
Vは溶接金属の強度を向上することのできる元素である。必須ではないが、0~0.050%の範囲で含有させることが好ましい。
V: 0 to 0.050%
V is an element that can improve the strength of the weld metal. Although not essential, it is preferable that V is contained in the range of 0 to 0.050%.

Nb:0~0.050%
Nbは強度向上、粒界フェライト抑制に有効な固溶Bを存在させるために有効な元素である。Nbの含有は必須ではない。島状マルテンサイトの形成による靭性の低下を防ぐため、0~0.050%とするのが好ましい。
Nb: 0 to 0.050%
Nb is an effective element for improving strength and for providing dissolved B, which is effective in suppressing grain boundary ferrite. The inclusion of Nb is not essential. In order to prevent a decrease in toughness due to the formation of island martensite, the content is preferably 0 to 0.050%.

Al:0.0010~0.0500%以下
Alはアシキュラーフェライト生成サイトとなる酸化物を溶接金属中に多数分散させるための酸素量制御に必要な元素である。Alは母材、溶接ワイヤ―およびフラックスから含有される。Alの含有量が0.0010%未満では上記酸化物がほとんど得られない。Alの含有量が0.0500%を超えると、そだいなAlが形成され、破壊の起点となり靭性が低下する。したがって、Alの含有量は0.0010%以上、0.0500%以下とする。
Al: 0.0010 to 0.0500% Al is an element necessary for controlling the amount of oxygen in order to disperse a large number of oxides that become acicular ferrite formation sites in the weld metal. Al is contained in the base metal, welding wire, and flux. If the Al content is less than 0.0010%, the above oxides are hardly obtained. If the Al content exceeds 0.0500%, large amounts of Al 2 O 3 are formed, which become the starting points of fracture and reduce toughness. Therefore, the Al content is set to 0.0010% or more and 0.0500% or less.

Ti:0.0020%~0.0500%
Tiはアシキュラーフェライト生成サイトとなる酸化物の構成元素の1つで溶接金属組織の微細化を促す。Tiの含有量が0.0020%未満では上記の効果が得られない。Tiの含有量が0.0500%を超えると、固溶Tiが増加して、焼き戻し工程において炭化物を形成し、溶接金属部の靭性が低下する。したがって、Tiの含有量は0.0020%以上、0.0500%以下とする。
Ti: 0.0020% to 0.0500%
Ti is one of the constituent elements of oxides that become acicular ferrite formation sites, and promotes refinement of the weld metal structure. If the Ti content is less than 0.0020%, the above effect cannot be obtained. If the Ti content exceeds 0.0500%, the amount of dissolved Ti increases, forming carbides in the tempering process, and the toughness of the weld metal part decreases. Therefore, the Ti content is set to 0.0020% or more and 0.0500% or less.

B :0~0.0100%
Bは、固溶状態のBが、溶接金属の粒界フェライト形成を抑制することにより、アシキュラーフェライトの形成を促進する効果を有する。Bは含有しなくてもよいが、この効果を得るためには0.0001%以上の含有が好ましい。強度が高くなりすぎることによる靭性の低下を防ぐために、0.0100%以下とする。
B: 0 to 0.0100%
B has the effect of promoting the formation of acicular ferrite by suppressing the formation of grain boundary ferrite in the weld metal when in a solid solution state. Although B does not have to be contained, it is preferable to contain 0.0001% or more to obtain this effect. In order to prevent a decrease in toughness due to excessive strength, the content is set to 0.0100% or less.

N :0.0100%以下
Nは不純物であり、Tiと反応せずに残った固溶Nが靭性を低下させるのを防ぐため、0.0100%以下とする。
N: 0.0100% or less N is an impurity. In order to prevent dissolved N that does not react with Ti and remains there, from reducing toughness, the content is set to 0.0100% or less.

O :0.0150~0.0600%
Oはアシキュラーフェライトの核となる酸化物形成のため、0.0150%以上とし、酸化物の過剰形成、凝集・粗大化による靭性の低下を抑えるため、0.0600%以下とする。
O: 0.0150 to 0.0600%
O is to be 0.0150% or more in order to form oxides that become the nuclei of acicular ferrite, and is to be 0.0600% or less in order to suppress a decrease in toughness due to excessive formation, aggregation and coarsening of oxides.

Mg:0~0.010%、
Mgは、脱酸剤として働き溶接金属の酸素量を低減し、靭性を向上させる元素である。必須ではないが、0~0.010%の範囲で含有させることが好ましい。
Mg: 0 to 0.010%,
Mg is an element that acts as a deoxidizer to reduce the amount of oxygen in the weld metal and improve toughness. Although not essential, it is preferable to include it in the range of 0 to 0.010%.

Ca:0~0.0060%、
Caは形態制御による延性の改善や組織微細化に有効な元素である。Caの含有は必須ではない。硫化物や酸化物の粗大化による延性や靭性の低下を防ぐため、0.0060%以下とするのが好ましい。
Ca: 0 to 0.0060%,
Ca is an element effective for improving ductility and refining the structure by morphology control. The inclusion of Ca is not essential. In order to prevent a decrease in ductility and toughness due to coarsening of sulfides and oxides, the Ca content is preferably 0.0060% or less.

溶接金属の残部はFe及び不純物である。不純物とは、溶接の過程で、溶接ワイヤ、フラックス、鋼板、周辺雰囲気等から混入する成分であり、意図的に含有させたものではない成分のことをいう。 The remainder of the weld metal is Fe and impurities. Impurities are components that are mixed in during the welding process from the welding wire, flux, steel plate, surrounding atmosphere, etc., and are not intentionally included.

具体的には、P、S、N、Sb、Sn、W、Co、As、Pb、Bi、及びHがあげられる。このうち、P、S、及びNは、上述のとおり、それぞれ、P:0.020%以下、S:0.010%以下、N:0.0100%以下となるように制御する必要がある。 Specific examples include P, S, N, Sb, Sn, W, Co, As, Pb, Bi, and H. Of these, P, S, and N must be controlled to P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, and N: 0.0100% or less, as described above.

その他の元素については、通常、Sb、Sn、W、Co、及びAsは0.1%以下、Pb及びBiは0.005%以下、Hは0.0005%以下の不可避的不純物としての混入があり得るが、通常の範囲であれば、特に制御する必要はない。 As for other elements, Sb, Sn, W, Co, and As may be present as unavoidable impurities at levels of 0.1% or less, Pb and Bi at levels of 0.005% or less, and H at levels of 0.0005% or less. However, within normal ranges, there is no need to control them.

以下の説明では、式中の「%X」は、元素Xの溶接金属中の含有量(質量%)を意味する。また、溶接金属に添加されない元素はゼロとして計算する。 In the following explanation, "%X" in the formula means the content (mass%) of element X in the weld metal. Also, elements that are not added to the weld metal are calculated as zero.

%Al/%O:0.300~1.000
%Al/%Oは、Al量とO量の比であり、アルミ脱酸終了後の酸素ポテンシャルを示す指標である。%Al/%Oを0.300~1.000に制御することで、アシキュラーフェライトの生成量を向上できる。
%Al/%O: 0.300-1.000
%Al/%O is the ratio of the amount of Al to the amount of O, and is an index showing the oxygen potential after the completion of aluminum deoxidation. By controlling %Al/%O to 0.300 to 1.000, the amount of acicular ferrite produced can be improved.

%Al/%O比が0.300未満の場合、O量が過多となり、Ti酸化物を形成しなかった溶存酸素が鋼の清浄度を下げるため靭性が低下する。一方、%Al/%Oが1.000超の場合、Al量が過多となり、Tiと結合するO量が低減し、アシキュラーフェライト核となるTi酸化物が減少し、靭性が低下する。よって、%Al/%Oは、0.300~1.000とする。 If the %Al/%O ratio is less than 0.300, the amount of O will be excessive, and the dissolved oxygen that did not form Ti oxides will reduce the cleanliness of the steel, resulting in reduced toughness. On the other hand, if the %Al/%O ratio is more than 1.000, the amount of Al will be excessive, reducing the amount of O that bonds with Ti, decreasing the amount of Ti oxides that become acicular ferrite nuclei, and reducing toughness. Therefore, the %Al/%O ratio should be between 0.300 and 1.000.

α´:0~60.0%
α´はAl、O及びTi、Nの化学量論比に基づいて、有効なアシキュラーフェライト生成能を示したパラメーターであり、α´=(1.5×(%O-0.89%Al)+3.4×%N-%Ti)×1000で定義される。α´を0~60の範囲に制御することによりアシキュラーフェライト核生成能が向上する。
α': 0-60.0%
α' is a parameter that indicates the effective acicular ferrite formation ability based on the stoichiometric ratio of Al, O, and Ti, N, and is defined as α' = (1.5 x (%O - 0.89%Al) + 3.4 x %N - %Ti) x 1000. By controlling α' within the range of 0 to 60, the acicular ferrite nucleation ability is improved.

α´が0%未満の場合、Al、Ti量がいずれかが過多、あるいはN、O量が過少となるため、著しくアシキュラーフェライト核生成能が減少する。α´が60.0%超の場合、Al、Ti量がいずれかが過少、あるいはN、O量が過多となるため、著しくアシキュラーフェライト核生成能が減少する。 When α' is less than 0%, either the amount of Al or Ti is excessive, or the amount of N and O is insufficient, so the nucleation ability of acicular ferrite is significantly reduced. When α' is more than 60.0%, either the amount of Al or Ti is insufficient, or the amount of N and O is excessive, so the nucleation ability of acicular ferrite is significantly reduced.

Ceq:0.350~0.500%
溶接金属の成分組成は、Ceq=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15で定義されるCeqが0.350~0.500%となる必要がある。
Ceq: 0.350 to 0.500%
The chemical composition of the weld metal needs to have a Ceq of 0.350 to 0.500%, defined as Ceq = %C + %Mn/6 + (%Cr + %Mo + %V)/5 + (%Ni + %Cu)/15.

Ceqは母材の溶接熱影響による硬化能について、各合金元素の硬化能をそれぞれC量に換算して合計したものである。溶接金属が所望の引張り強さを達成するために、Ceqを0.350~0.500%に制御する。好ましくはCeqを0.400~0.430%とする。 Ceq is the sum of the hardening ability of each alloy element converted into the amount of C for the base metal due to the welding heat effect. In order for the weld metal to achieve the desired tensile strength, Ceq is controlled to 0.350-0.500%. Preferably, Ceq is 0.400-0.430%.

Pcm:0.30%以下
溶接金属の成分組成は、Pcm=%C+%Si/30+(%Mn+%Cu+%Cr)/20+%Ni/60+%Mo/15+%V/10+5%Bで定義されるPcmが0.30%以下となる必要がある。
Pcm: 0.30% or less The chemical composition of the weld metal must be such that Pcm, defined as %C + %Si/30 + (%Mn + %Cu + %Cr)/20 + %Ni/60 + %Mo/15 + %V/10 + 5%B, is 0.30% or less.

Pcmは溶接感受性と呼ばれ、低温割れに対する鋼材の化学成分の影響を定量的に評価したものである。Pcmが0.30%を超えると低温割れが発生しやすくなるので、上限は0.30%とする。 Pcm is called weld sensitivity, and is a quantitative evaluation of the effect of the chemical components of steel on cold cracking. If Pcm exceeds 0.30%, cold cracking becomes more likely to occur, so the upper limit is set at 0.30%.

次に、溶接金属の組織について説明する。以下の説明で、組織の割合は面積率である。 Next, we will explain the structure of the weld metal. In the following explanation, the structure ratio is the area ratio.

アシキュラーフェライト:75.0%以上
アシキュラーフェライトはTi系酸化物を核とした針状のフェライト組織であり、その割合が大きいほど、溶接金属部の破壊単位が微細化する。その効果を得るためには、アシキュラーフェライトを75.0%以上とすることが好ましい。最も好ましくはアシキュラーフェライトの割合が100%である。
Acicular ferrite: 75.0% or more Acicular ferrite is an acicular ferrite structure with Ti-based oxides as its nucleus, and the greater the proportion of acicular ferrite, the finer the fracture units of the weld metal part. To obtain this effect, it is preferable that the acicular ferrite content is 75.0% or more. Most preferably, the proportion of acicular ferrite is 100%.

粒界フェライト:15.0%以下
粒界フェライトは脆化相の1つで、破壊の起点となり、靭性低下要因となる。そのため、粒界フェライトは15.0%以下とする。
Grain boundary ferrite: 15.0% or less Grain boundary ferrite is one of the embrittlement phases, which becomes the starting point of fracture and causes a decrease in toughness. Therefore, the grain boundary ferrite content is set to 15.0% or less.

島状マルテンサイト:3.0%以下
島状マルテンサイト脆化相の1つで、非常に硬度が高いため破壊の起点となり、靭性低下要因となる。そのため、島状マルテンサイトは3.0%以下とする。
Island martensite: 3.0% or less
Island martensite is one of the embrittling phases, and because it has a very high hardness, it can become the starting point of fracture and cause a decrease in toughness. Therefore, the island martensite content is set to 3.0% or less.

組織の残部として、粒内フェライト、フェライトサイドプレート、上部ベイナイトを含んでもよい。これらの組織は破壊の起点となり、靭性の低下の原因となる組織であるので、上述したとおり、アシキュラーフェライトにより破壊単位が微細化されていることが好ましい。 The remainder of the structure may include intragranular ferrite, ferrite side plates, and upper bainite. These structures are the starting points of fracture and cause a decrease in toughness, so as mentioned above, it is preferable that the fracture units are refined by acicular ferrite.

溶接金属の組織の面積率は、以下のように測定する。 The area ratio of the weld metal structure is measured as follows:

溶接金属の表層から肉厚t/4位置の溶接ビード幅の1/2部を試験片採取し、研磨後、ナイタル腐食及びレペラ腐食を行い、現出した組織を光学顕微鏡にて、1000μm×1000μmの範囲で観察される組織を対象に10視野測定する。得られた像を画像解析し、各組織の平均面積率を算出してする。 A test piece is taken from the surface of the weld metal, half the width of the weld bead at t/4 of the wall thickness, and after polishing, it is subjected to nital etching and Repera etching. The exposed structure is measured with an optical microscope in 10 fields of view, focusing on the structure observed in an area of 1000 μm x 1000 μm. The obtained image is subjected to image analysis, and the average area ratio of each structure is calculated.

EBSD粒径:10.0μm以下
さらに、溶接金属組織においては、EBSD粒径が10.0μm以下である必要がある。EBSD(Electron Back Scatter Diffraction)粒径は破壊単位の目安となる結晶粒径サイズである。EBSD粒径が10.0μm以下であれば破壊単位が微細であり、低温での靭性を確保できる。
EBSD grain size: 10.0 μm or less Furthermore, in the weld metal structure, the EBSD grain size must be 10.0 μm or less. The EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) grain size is a crystal grain size that serves as a guide for fracture units. If the EBSD grain size is 10.0 μm or less, the fracture units are fine, and toughness at low temperatures can be ensured.

本発明においてEBSD粒径は、500μm×500μmの範囲で20視野EBSD解析し、結晶方位差15°で区切ったときの結晶粒サイズの平均とする。 In the present invention, the EBSD grain size is the average grain size measured by EBSD analysis of 20 fields of view in an area of 500 μm x 500 μm, and divided into sections with a crystal orientation difference of 15°.

本発明のベンディングロール鋼管の中継ぎ溶接金属部では、適切なフラックスとワイヤを組み合わせることにより上述のとおり溶接金属の成分を制御し、さらに、溶接入熱を適切に制御することで、上述の組織を得ることができる。具体的には、溶接電極の数、予熱温度、入熱を適宜調整することにより、上述の組織を得ることができる。 In the intermediate weld metal part of the bending roll steel pipe of the present invention, the composition of the weld metal can be controlled as described above by combining an appropriate flux and wire, and the welding heat input can be appropriately controlled to obtain the above-mentioned structure. Specifically, the above-mentioned structure can be obtained by appropriately adjusting the number of welding electrodes, preheat temperature, and heat input.

また、溶接方法についても、サブマージアーク溶接、ガスシールドアーク溶接、あるいはその両方で実施してもよい。 The welding method may be submerged arc welding, gas shielded arc welding, or both.

これにより、溶接金属部においても優れた靭性を有するスパイラル鋼管を得ることができる。具体的には、溶接金属部の-5℃におけるシャルピー吸収エネルギーが、好ましくは100J以上となる中継ぎベンディングロール鋼管を得ることができる。 This makes it possible to obtain a spiral steel pipe with excellent toughness even in the weld metal zone. Specifically, it is possible to obtain a joint bending roll steel pipe in which the Charpy absorbed energy of the weld metal zone at -5°C is preferably 100 J or more.

次に、母材の化学成分について説明する。本発明の中継ぎベンディングロール鋼管において、母材の成分は一般的なベンディングロール鋼管の成分であれば特に限定されない。以下に示すのは、本発明の中継ぎベンディングロール鋼管の母材として好適な化学成分の一例である。 Next, the chemical composition of the base material will be described. In the intermediate bending roll steel pipe of the present invention, the composition of the base material is not particularly limited as long as it is the composition of a general bending roll steel pipe. The following is an example of a chemical composition suitable for the base material of the intermediate bending roll steel pipe of the present invention.

C:0.030~0.150%
Cは鋼の強度向上に有効であり、所望の強度を得るために0.030%以上含有させる。C量が多すぎると焼き入れ性が向上しすぎて母材の靭性が低下するため、C量は0.150%とする。好ましくは0.060~0.080%である。
C: 0.030 to 0.150%
C is effective in improving the strength of steel, and is contained at 0.030% or more in order to obtain the desired strength. If the C content is too high, the hardenability improves too much and the toughness of the base material decreases, so the C content is set to 0.150%, and preferably 0.060 to 0.080%.

Si:0.55%以下
Siは脱酸に必要な元素である。Si量が多いと島状マルテンサイトを形成しやすくなり、低温靱性を著しく劣化させるので、Si量は0.55%未満とする。好ましくは0.35%未満である。脱酸は、Al、Tiでも行えるのでSiの添加は必須ではない。
Si: 0.55% or less Si is an element necessary for deoxidation. If the amount of Si is large, island martensite is easily formed, and low-temperature toughness is significantly deteriorated, so the amount of Si is less than 0.55%. It is preferably less than 0.35%. Since deoxidation can be performed with Al and Ti, the addition of Si is not essential.

Mn:0.50~2.00%
Mnは焼入れ性向上元素として作用し、その効果を得るために0.50%以上含有させる。Mn量が多いと鋼の焼入れ性が増して、HAZ靱性、溶接性を劣化し、さらに、連続鋳造鋼片の中心偏析を助長し、母材の低温靱性が劣化するので、Mn量は2.00%以下とする。好ましくは、1.00~1.80%である。
Mn: 0.50 to 2.00%
Mn acts as an element for improving hardenability, and is contained in an amount of 0.50% or more to obtain this effect. If the Mn content is too high, the hardenability of the steel increases, deteriorating the HAZ toughness and weldability, and further promoting central segregation of continuously cast steel slabs and deteriorating the low-temperature toughness of the base material, so the Mn content is set to 2.00% or less, and preferably 1.00 to 1.80%.

P :0.020%以下
S :0.010%以下
P、Sは、いずれも不純物であり、継手の靭性を悪化させる元素である。これらの含有量はなるべく低い方が好ましく、Pは0.020%以下、Sは0.010%以下とする。好ましくは、Pは0.010%以下である。好ましくは、Sは0.003%以下である。
P: 0.020% or less S: 0.010% or less Both P and S are impurities and are elements that deteriorate the toughness of joints. It is preferable that their contents are as low as possible, with P being 0.020% or less and S being 0.010% or less. Preferably, P is 0.010% or less. Preferably, S is 0.003% or less.

Al:0.100%以下
Alは通常脱酸剤として用いられ、鋼材中に含まれる元素である。Al量が多くなると、Al系非金属介在物が増加し、鋼材の清浄度が低下し、靭性が劣化するので、0.100%以下とする。
Al: 0.100% or less Al is usually used as a deoxidizer and is an element contained in steel materials. If the Al content is too high, the amount of Al-based nonmetallic inclusions increases, the cleanliness of the steel material decreases, and the toughness deteriorates, so the content is set to 0.100% or less.

Ti:0.005~0.030%
Tiは、鋼中で微細なTiNを形成し、その単体、あるいはMg(MgAl)酸化物との複合介在物がピニング粒子として作用する。その結果、HAZのオーステナイト粒の粗大化が抑制されミクロ組織が微細化し、低温靱性が改善する。この効果を得るために、Tiは0.005%以上含有させる。Ti量が多くなると、Ti酸化物が凝集・粗大化し、靭性が劣化するので、Ti量は0.030%以下とする。好ましくは、0.008~0.020%である。
Ti: 0.005 to 0.030%
Ti forms fine TiN in steel, and the TiN alone or in combination with Mg (MgAl 2 O 4 ) oxide acts as pinning particles. As a result, the coarsening of austenite grains in the HAZ is suppressed, the microstructure is refined, and low-temperature toughness is improved. To achieve this effect, Ti is contained at 0.005% or more. If the Ti content is too high, Ti oxides will aggregate and coarsen, deteriorating toughness, so the Ti content is set to 0.030% or less. The Ti content is preferably 0.008 to 0.020%.

N :0.0020~0.0060%
NはTiと結合してTiNを形成する元素であり、0.0020%以上含有させる。N量が多いと、Tiと結合しなかった固溶Nが靭性を低下させるので、N量は0.0060%以下とする。好ましくは、0.0030~0.0050%である。
N: 0.0020 to 0.0060%
N is an element that combines with Ti to form TiN, and is contained at 0.0020% or more. If the N content is large, the dissolved N that does not combine with Ti reduces toughness, so the N content is set to 0.0060% or less, preferably 0.0030 to 0.0050%.

O :0.0050%以下
Oはピニング粒子を形成する元素である。しかしながら、Oを含有すると鋼の清浄度が低下するので少ない方が好ましく、0.0050%以下とする。好ましくは0.0030%以下である。
O: 0.0050% or less O is an element that forms pinning particles. However, since the cleanliness of the steel decreases when O is contained, the less O the better, and the content is set to 0.0050% or less. Preferably, the content is 0.0030% or less.

Ca:0~0.0050%
Caは、硫化物系介在物の形態を制御し、低温靱性を向上させる元素である。Ca量が多いと、CaO-CaSが大型のクラスターや介在物となり、靱性に悪影響を及ぼすおそれがある。Caは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なCa量は0~0.0050%である。
Ca: 0 to 0.0050%
Ca is an element that controls the morphology of sulfide-based inclusions and improves low-temperature toughness. If the Ca content is large, CaO-CaS may become large clusters or inclusions, which may adversely affect toughness. Ca does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable Ca content is 0 to 0.0050%.

Ni:0~0.50%
Niは靭性を低下させることなく、母材の強度を向上することのできる元素である。Ni量が多くなると、効果は飽和する。Niは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なNi量は0~0.50%である。
Ni: 0 to 0.50%
Ni is an element that can improve the strength of the base material without reducing the toughness. When the Ni content is large, the effect is saturated. Ni does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable Ni content is 0 to 0.50%.

Cr:0~0.50%
Crは母材の強度を向上することのできる元素である。Cr量が多くなると、効果は飽和する。Crは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なCr量は0~0.50%である。
Cr: 0 to 0.50%
Cr is an element that can improve the strength of the base material. When the Cr content is large, the effect is saturated. Cr does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable Cr content is 0 to 0.50%.

Cu:0~0.50%
Cuは母材の強度を向上することのできる元素である。Cu量が多くなると、効果は飽和する。Cuは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なCu量は0~0.50%である。
Cu: 0 to 0.50%
Cu is an element that can improve the strength of the base material. When the Cu content is large, the effect is saturated. Cu does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable Cu content is 0 to 0.50%.

Mo:0~0.50%
Moは母材の強度を向上することのできる元素である。Mo量が多くなると、効果は飽和し、さらに、靭性が低下する。Moは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なMo量は0~0.50%である。
Mo: 0 to 0.50%
Mo is an element that can improve the strength of the base material. If the amount of Mo increases, the effect becomes saturated and furthermore, the toughness decreases. Mo does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of Mo is 0 to 0.50%.

Nb:0~0.100%
Nbは母材強度を向上させる元素である。Nb量が多くなると、島状マルテンサイトが形成しやすくなり、靭性が低下する。Nbは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なNb量は0~0.100%である。
Nb: 0 to 0.100%
Nb is an element that improves the strength of the base material. If the Nb content is large, island martensite is easily formed, and the toughness decreases. Nb does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable Nb content is 0 to 0.100%.

B :0~0.0020%
Bは母材の焼入れ性向上、粒界フェライト形成抑制に有効な元素である。B量が多くなると、効果は飽和する。Bは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なB量は0~0.0020%である。
B: 0 to 0.0020%
B is an element effective in improving the hardenability of the base material and suppressing the formation of grain boundary ferrite. When the amount of B increases, the effect becomes saturated. B does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable amount of B is 0 to 0.0020%.

V :0~0.060%
Vは母材強度を向上させる元素である。V量が大きくなると、析出硬化によって降伏比が上昇することがある。Vは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なV量は0~0.060%である。
V: 0 to 0.060%
V is an element that improves the strength of the base material. If the V content is large, the yield ratio may increase due to precipitation hardening. V does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable V content is 0 to 0.060%.

Mg:0~0.0100%
MgはMgAl、MgSのような介在物を形成する元素である。MgAlはTiN上に析出する。これらの介在物はピニング粒子として作用し、HAZのオーステナイト粒の粗大化を抑制してミクロ組織を微細化し、低温靱性を改善する。Mg量が多くなると、効果は飽和する。Mgは中継ぎベンディングロール鋼管の母材には必ずしも含有される必要はなく、好適なMg量は0~0.0100%である。
Mg: 0 to 0.0100%
Mg is an element that forms inclusions such as MgAl 2 O 4 and MgS. MgAl 2 O 4 precipitates on TiN. These inclusions act as pinning particles, suppressing the coarsening of austenite grains in the HAZ, refining the microstructure, and improving low-temperature toughness. When the Mg content increases, the effect saturates. Mg does not necessarily need to be contained in the base material of the intermediate bending roll steel pipe, and the suitable Mg content is 0 to 0.0100%.

以上説明した以外の残部は、Fe及び不純物である。不純物とは、原材料に含まれる、あるいは製造の過程で混入する成分であり、意図的に鋼に含有させたものではない成分のことをいう。 The remainder, other than what has been explained above, is Fe and impurities. Impurities are components that are contained in the raw materials or mixed in during the manufacturing process, and are not intentionally included in the steel.

具体的には、P、S、O、Sb、Sn、W、Co、As、Pb、Bi、及びHがあげられる。このうち、P、S、及びOは、上述の好適な範囲となるように制御されることが好ましい。 Specific examples include P, S, O, Sb, Sn, W, Co, As, Pb, Bi, and H. Of these, it is preferable that P, S, and O are controlled to be within the preferred ranges described above.

その他の元素については、通常、Sb、Sn、W、Co、及びAsは0.1%以下、Pb及びBiは0.005%以下、Hは0.0005%以下の不可避的不純物としての混入があり得るが、通常の範囲であれば、特に制御する必要はない。 As for other elements, Sb, Sn, W, Co, and As may be present as unavoidable impurities at levels of 0.1% or less, Pb and Bi at levels of 0.005% or less, and H at levels of 0.0005% or less. However, within normal ranges, there is no need to control them.

本発明の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 An embodiment of the present invention will be described. The conditions in the embodiment are an example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to this example of conditions. Various conditions can be adopted in the present invention as long as they do not deviate from the gist of the present invention and achieve the object of the present invention.

種々の成分組成の鋼材を溶製し、精錬された溶鋼を連続鋳造法によりスラブにし、1200℃に加熱後、熱間圧延を行い、熱延仕上げ前温度を1000℃、巻取り温度を500~700℃として板厚40~100mmの鋼板を作製した。表1に鋼板の板厚、成分組成、及び引張強さを示す。 Steel materials with various chemical compositions were melted, and the refined molten steel was turned into slabs using the continuous casting method. After heating to 1200°C, the slabs were hot-rolled to produce steel plates with thicknesses of 40 to 100 mm, with a pre-hot-rolling finish temperature of 1000°C and a coiling temperature of 500 to 700°C. Table 1 shows the thickness, chemical composition, and tensile strength of the steel plates.

Figure 0007485920000001
Figure 0007485920000001

次に、鋼板をロール成型し、突合せ部分を仮付け溶接した後、長手方向に溶接した。さらに、入熱5~60kJ/mmの範囲で単電極あるいは2電極で中継ぎ円周溶接した。円周溶接はVあるいはK形状の開先加工を施した鋼管を突合せた部分に、単電極のサブマージアーク溶接を行った。パス間温度は100~250℃の範囲で制御した。表2に得られた溶接金属の成分を示す。 Next, the steel plates were roll-formed, the butt joints were tack welded, and then welded in the longitudinal direction. Then, intermediate circumferential welding was performed with a single electrode or two electrodes with a heat input in the range of 5-60 kJ/mm. For circumferential welding, single-electrode submerged arc welding was performed on the butt joints of steel pipes with V- or K-shaped grooves. The interpass temperature was controlled in the range of 100-250°C. The composition of the obtained weld metal is shown in Table 2.

Figure 0007485920000002
Figure 0007485920000002

サブマージアーク溶接後、溶接金属組織(アシキュラーフェライト、粒界フェライトと島状マルテンサイトの合計)の面積率(%)、溶接金属部のEBSD粒径、溶接金属の引張強さ及びシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーを測定した。 After submerged arc welding, the area ratio (%) of the weld metal structure (total of acicular ferrite, grain boundary ferrite and island martensite), the EBSD grain size of the weld metal, the tensile strength of the weld metal, and the absorbed energy in the Charpy impact test were measured.

表3に、その結果を示す。表3におけるAF率、GBF率、MA率はそれぞれ、溶接金属組織におけるアシキュラーフェライト、粒界フェライト、島状マルテンサイトの面積率を示す。 The results are shown in Table 3. The AF rate, GBF rate, and MA rate in Table 3 respectively indicate the area ratios of acicular ferrite, grain boundary ferrite, and island martensite in the weld metal structure.

Figure 0007485920000003
Figure 0007485920000003

シャルピー衝撃試験の吸収エネルギーは、次のように測定した。 The absorbed energy in the Charpy impact test was measured as follows:

図1に示すように、鋼板の表層から1/4mmt位置の溶接金属部中央からシャルピー試験片を採取し、JIS Z2242に従って、-5℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギーを測定した。吸収エネルギーは、シャルピー衝撃試験を3回行い、その平均値とし、100J未満のものを靭性が不良と判断した。 As shown in Figure 1, a Charpy test piece was taken from the center of the weld metal part at a position 1/4 mmt from the surface of the steel plate, and a Charpy impact test was performed at -5°C in accordance with JIS Z2242 to measure the absorbed energy. The absorbed energy was calculated by averaging the results of three Charpy impact tests, and values less than 100 J were judged to have poor toughness.

組織の面積率は、次のように測定した。 The tissue area ratio was measured as follows:

2パス目の表層から肉厚t/4位置の溶接ビード幅の1/2部を試験片採取し、研磨後、ナイタル腐食及びレペラ腐食を行い、現出した組織を光学顕微鏡にて、1000μm×1000μmの範囲で観察される組織を対象に10視野測定し、得られた像を画像解析し、各組織の平均面積率を算出して求めた。 A test piece was taken from the surface of the second pass, half the width of the weld bead at the t/4 position of the wall thickness, and after polishing, it was subjected to nital etching and Repera etching. The exposed structure was measured with an optical microscope in 10 fields of view for the structure observed in an area of 1000 μm x 1000 μm, and the obtained images were subjected to image analysis, and the average area ratio of each structure was calculated.

EBSD粒径は500μm×500μmの範囲で20視野EBSD解析し、結晶方位差15°で区切ったときの結晶粒サイズの平均とした。 The EBSD grain size was calculated by EBSD analysis of 20 fields of view in an area of 500 μm x 500 μm, and the average grain size was calculated when the crystal orientation difference was divided by 15°.

表3に示すように、本発明の溶接継手成分組成を満足する発明例は、いずれも、-5℃におけるシャルピー吸収エネルギーが100J以上であり、優れた溶接金属部靱性を有するものであった。 As shown in Table 3, all of the invention examples that satisfied the weld joint composition of the present invention had a Charpy absorbed energy of 100 J or more at -5°C and had excellent weld metal toughness.

Claims (4)

2つの母材、及び前記2つの母材を中継ぎする円周溶接部を有する中継ぎベンディングロール鋼管であって、
前記母材は板厚40mm以上のベンディングロール鋼管であり、
前記円周溶接部の溶接金属の成分が、質量%で、
C :0.030~0.150%、
Si:0.50%以下、
Mn:0.50~2.00%、
P :0.020%以下、
S :0.010%以下、
Cu:0%超、0.50%以下、
Al:0.0010~0.0500%、
Ti:0.0020%~0.0500%、
N :0.0100%以下、
O :0.0150~0.0600%、
を含有し、さらに、
Ni:0~0.50%、
Cr:0~0.50%、
Mo:0~0.50%、
V :0~0.050%、
Nb:0~0.050%、
B :0~0.0100%、
Mg:0~0.010%、及び
Ca:0~0.0060%
からなる群から選択される1種又は2種以上(ただし、Ni、Cr、Mo、V、Nb、B、Mg、及びCaの含有量がすべて0である場合を除く)を含有し、残部がFe及び不純物であり、
0.300≦Al/O≦1.000を満たし、
α´=(1.5×(O-0.89Al)+3.4×N-Ti)×1000で定義されるα’が0%以上、60.0%以下であり、
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15で定義されるCeqが0.350%以上、0.500%以下であり、
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5Bで定義されるPcmが0.30%以下である
ことを特徴する中継ぎベンディングロール鋼管。
ここで、上記の式中の元素記号は、各元素の含有量(質量%)である。
A joint bending roll steel pipe having two base materials and a circumferential welded portion that joints the two base materials,
The base material is a bending roll steel pipe having a plate thickness of 40 mm or more,
The composition of the weld metal of the circumferential weld is, in mass%,
C: 0.030 to 0.150%,
Si: 0.50% or less,
Mn: 0.50 to 2.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cu: more than 0% and 0.50% or less,
Al: 0.0010 to 0.0500%,
Ti: 0.0020% to 0.0500%,
N: 0.0100% or less,
O: 0.0150 to 0.0600%,
and further comprising
Ni: 0 to 0.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 0 to 0.50%,
V: 0 to 0.050%,
Nb: 0 to 0.050%,
B: 0 to 0.0100%,
Mg: 0 to 0.010%, and
Ca: 0 to 0.0060%
(excluding the case where the contents of Ni, Cr, Mo, V, Nb, B, Mg, and Ca are all 0), with the balance being Fe and impurities;
0.300≦Al/O≦1.000 is satisfied,
α' defined as α' = (1.5 × (O-0.89Al) + 3.4 × N-Ti) × 1000 is 0% or more and 60.0% or less,
Ceq defined as C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 is 0.350% or more and 0.500% or less,
A joint bending roll steel pipe characterized in that Pcm, defined as Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B, is 0.30% or less.
Here, the element symbols in the above formula indicate the content (mass %) of each element.
前記溶接金属の組織が、面積率で、アシキュラーフェライト:75.0%以上、粒界フェライト:15.0%以下、島状マルテンサイト:3.0%以下を含有し、500μm×500μmの範囲で20視野EBSD解析し、結晶方位差15°で区切ったときの結晶粒サイズの平均であるEBSD粒径が10.0μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の中継ぎベンディングロール鋼管。 The intermediate bending roll steel pipe according to claim 1, characterized in that the structure of the weld metal contains, in terms of area ratio, acicular ferrite: 75.0% or more, grain boundary ferrite: 15.0% or less, and island martensite: 3.0% or less , and an EBSD grain size, which is the average of crystal grain sizes when divided at crystal orientation differences of 15° in 20 fields of view EBSD analysis in an area of 500 μm × 500 μm, is 10.0 μm or less. 前記円周溶接部におけるシャルピー衝撃試験における-5℃での靭性が100J以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の中継ぎベンディングロール鋼管。 The intermediate bending roll steel pipe according to claim 1 or 2 , characterized in that the toughness of the circumferential welded portion at -5°C in a Charpy impact test is 100 J or more. 前記母材の成分が、質量%で、
C :0.030~0.150%、
Si:0.55%以下、
Mn:0.50~2.00%、
P :0.020%以下、
S :0.010%以下、
Al:0.100%以下、
Ti:0.005~0.030%、
N :0.0020~0.0060%、
O :0.0050%以下、さらに、
Ca:0~0.0050%、
Ni:0~0.50%、
Cr:0~0.50%、
Cu:0~0.50%、
Mo:0~0.50%、
Nb:0~0.100%、
B :0~0.0020%、
V :0~0.060%、及び
Mg:0~0.0100%
からなる群から選択される1種又は2種以上(ただし、Ca、Ni、Cr、Cu、Mo、Nb、B、V、及びMgの含有量がすべて0である場合を除く)を含有し、
を含有し、残部がFe及び不純物であることを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載の中継ぎベンディングロール鋼管。
The composition of the base material is, in mass%,
C: 0.030 to 0.150%,
Si: 0.55% or less,
Mn: 0.50 to 2.00%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Al: 0.100% or less,
Ti: 0.005 to 0.030%,
N: 0.0020 to 0.0060%,
O: 0.0050% or less, and further,
Ca: 0 to 0.0050%,
Ni: 0 to 0.50%,
Cr: 0 to 0.50%,
Cu: 0 to 0.50%,
Mo: 0 to 0.50%,
Nb: 0 to 0.100%,
B: 0 to 0.0020%,
V: 0 to 0.060%, and
Mg: 0 to 0.0100%
Contains one or more selected from the group consisting of (excluding the case where the contents of Ca, Ni, Cr, Cu, Mo, Nb, B, V, and Mg are all 0);
The intermediate bending roll steel pipe according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that it contains 0.05% by weight of the steel, and the balance is Fe and impurities.
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