JPH01172520A - 低温靱性にすぐれた８０Ｋｇｆ／ｍｍ↑２級低降伏比電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、熱処理を施さない低温靭性にすぐれた８０ｋ
ｇｆ／ｄ級低降伏比電縫鋼管の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 近年、ラインパイプなどの安全性、信頼性のために低降
伏比高張力電縫鋼管の需要家要求が増加している。特に
、極寒冷地に使用されるラインパイプとか、構造用鋼管
には低温靭性を兼ね備えたものが要求される。

低降伏比高張力型ｈ！鋼管の製造方法に関しては、例え
ば特公昭６０−７００７号公報をはじめとして多くの提
案がなされている。この特公昭６０−７００７号の内容
は、Ｃ：　０．１０〜０．２０％、　Ｍｎ：　　０．７
〜１．５％。

Ｓｉ　：　０．１０〜０．３０％を基本成分として、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を熱間圧延して
７００〜８２０℃の温度で圧延終了し、核熱間圧延の終
了温度から１秒以上３０秒以内は無注水で放冷し、その
後巻き取りまでの平均冷却速度を５℃／ｓ以上とし、５
００’Ｃ以下で巻き取り、その後のパイプ成形時の材料
幅−０をパイプの長手方向伸びε３が１．５％以下にな
るようにパイプ成形するもので、熱処理を施さなくても
抗張力５５〜６０ｋｇｆ／ｍＪ、降伏比０．６以下の電
縫鋼管を得るものである。

また、低温靭性にすぐれた電縫鋼管の製造方法も、例え
ば特開昭５９−１５３８３９号公報をはじめとして、数
多く提案されている。この特開昭５９−１５３８３９号
の内容は、Ｃ：　０．０１〜０．０８％、　ＭｎＳ２．
５％、　ＳｉＳ２．５％を基本成分とした母材で製管し
、電縫鋼管特有の溶接部の靭性が母材部にほぼ等しくな
るよう熱処理を施すものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、低温靭性にすぐれ、かつ降伏比が低いと
いう双方の特性を満足させる高張力電縫鋼管の製造方法
に関しては、まだ確立された技術が開発されていないの
が現状である。

すなわち、一般に、低降伏比高張力鋼を得ようとすれば
０％を高くする必要があり、一方、低温靭性を得ようと
すれば０％を低くする必要があるので、この相反性を克
服することが困難であることによる。

例えば、前者の特公昭６０−７００７号では、Ｃ：０．
１０〜０．２０％、　Ｍｎ　：　０．７〜１．５％、　
Ｓｉ　：　０．１〜０．３％を基本成分として低降伏比
高張力を得ようとしているが、低温靭性に劣る欠点を有
する。また、後昔の特開昭５９−１５３８３９号によれ
ば、低／ｌ！！靭性にはすぐれるが低降伏比にはならな
い欠点を有する。

本発明は、上記のような問題点を解決するべくなされた
ものであって、低温靭性にすぐれ、かつ低降伏比を有す
る高張力電縫鋼管の製造方法を提供することを目的とす
るものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、前記課題について鋭意研究を重ねた結果
、Ｃ：０．０５〜０．１０％（重量％、以下同じ）とす
ることにより低温靭性を高め、一方高抗張力を出すため
にＣｒを添加し、かつ）Ｊｌ織を上部ベイナイト化する
処理を施して細粒化を図ることにより低降伏比を得るこ
とができることを見出し、この知見に基づいて本発明を
完成させるに至った。

すなわち、本発明は、重量％で、ｃ　：　ｏ、ｏｓ〜０
．１０％、　Ｓｉ　：　０．１０〜０．４０％、　Ｍｎ
　：　１．３０〜１．７０％。

Ａ７　：　　０．０１０〜０．０６０％、　Ｃｒ　：　
０．３０〜０．８０％、Ｎｂ：０．０２０〜０．０６０
％、　　Ｖ　：　０．０２０−０．０６０％を基本成分
とし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を熱間
圧延して８００〜８８０℃の温度で圧延終了し、３５０
〜５００℃で巻き取り、その後パイプ成形することを特
徴とする低温靭性にすぐれた８０ｋｇｆ／−級低降伏比
電縫鋼管の製造方法である。

く作　用〉 以下に、化学成分の限定理由を説明する。

Ｃ： Ｃが、０．０５％以下では８０ｋｇｆ／−の強度が得ら
れないので、０．０５％以上とする。また、０．１０％
を超えると靭性が劣化し、かつ溶接性に悪影Ｃを与える
ので、０．１０％以下とする。

Ｓｌ　： Ｓｉは、脱酸剤として、および強度を上げるため、さら
にベイナイトｍ織を得るためには、０．１０％以上必要
である。また、０．４０％を超えると低温靭性および溶
接性が悪くなるので、０．４０％以下とする。

門ｎ　： Ｍｎは、８０ｋｇｆ＃ｊの強度を出すために、およびベ
イナイト組織を得るには、１．３０％以上必要である。

しかし、１．７０％を超えると延性、低温靭性が悪化す
るので、１．７０％以下とする。

Ａ１： Ｍは、脱酸剤としておよび結晶粒を細粒化するためには
０．０１０％以上必要とする。しかし、０．０６０％を
趙えると低温靭性が劣化するので、０．０６０％以下と
する。

Ｎｂ　： Ｎｂは、結晶粒の細粒化および低温靭性の向上ならびに
析出硬化による強度向上のためには、０．０２０％以上
を必要とする。しかし、０．０６０％を超えると降伏比
が高くなるので、０．０６０％以下とする。

■＝ ■は、結晶粒を細粒化し、ベイナイト組織を得るには０
．０２０％以上を必要とする。しかし０．０６０％を超
えると降伏比が高くるので、０．０６０％以下とする。

Ｃｒ： Ｃｒは、本発明の核心をなすもので、低降伏比と強度の
向上を図る元素である。以下に、第１図と第２図により
低降伏比を向上させる原理を説明する。

第１図は、連続冷却変態（ＣＣＴ曲線）図であり、Ｃ「
の添加によりパーライト生成領域が長時間側（図中右側
）へ移行するので、ベイナイト生成が促進する。ここで
、０．３０％以下であるとパーライト生成領域の長時間
側移行が十分でなく、ベイナイトが十分生成されないの
で、０，３０％以上とする。

第２図は、ひずみ量（伸び）と応力の曲線であり、曲線
ａは従来鋼のパーライト素地１曲線すは本発明鋼のベイ
ナイト素地である０曲線すのベイナイト素地が図示のよ
うにラウンドタイプになるのは、ベイナイトを生成する
ときに低温変態相の周辺のフェライト相に自由転位が導
入されるからであり、このようなラウンドタイプの曲線
になることにより低降伏比が得られるのである。また、
結晶粒の粗大化を抑止するためにも、Ｃｒは０．３％が
必要である。しかし、０．８０％を超えると、電縫溶接
時に空気中の０！とＣｒが結びついてクロム酸化物が生
成して？′８接品質をｆｉｔなうので、上限を０．８０
％以下とする必要がある。

つぎに、圧延条件の制限理由を説明する。

仕上圧延温度を８００〜８８０℃とすること：第３図（
ａ）は、第１表に示す化学成分を有する鋼を熱間圧延し
て、厚さ１２ｏｕｎの鋼板としたときの仕上圧延温度と
この鋼板を電縫溶接して５０８ｍｍφの鋼管としたとき
の降伏比（降伏強度／引張強さ）の関係を示す特性図で
あり、第３図（ｂ）は仕上圧延温度とν”５（ａＢ層温
度の関係を示す特性図であ第３図（ａ）から明らかなよ
うに、仕上圧延温度が８００℃以上で降伏比が約７２％
と低い値で推移しているのがわかる。すなわち、８００
’Ｃ未満では上部ベイナイト生成のための冷却速度が十
分確保できず、フェライト−パーライト組織となるから
降伏比が上昇するのである。しかし、第３図（＋））に
示すように、仕上圧延温度が８８０℃を超えるとｖＴｒ
ｓが急激に低下するので、上限を８８０’Ｃとする必要
がある。

したがって、仕上圧延温度を８００〜８８０℃に限定す
る必要がある。

巻き取り温度を３５０〜５００℃にすること：第４図（
ａ）は、第１表に示す化学成分の鋼を厚さ１２叩に熱間
圧延して１２ｍｍの鋼板として巻き取り機で巻き取ると
きの巻き取り温度とこの鋼板を電縫溶接して５０８　ｆ
ｆｎφの鋼管としたときの降伏比の関係を示す特性図で
あり、第４図０））は巻き取り温度とｖＴｒｓの関係を
示す特性図である。

第４図（ａ）から明らかなように、巻き取り温度がｓｏ
ｏ　’ｃ以下になると降伏比が約７０％と低く推移する
のがわかる。すなわち、巻き取り温度が５００’Ｃを超
えると、パーライト生成となり降伏比が高くなる。した
がって、上部ベイナイト変態を生じさせるためには５０
０℃以下にする必要がある。しかし、第４図（ｂ）に示
すように、巻き取り温度が３５０℃未満の頭載ではｖＴ
ｒｓが急激に低下するので、下限を３５０’Ｃに限定す
る必要がある。このことは、３５０℃未満で巻き取ると
、下部ベイナイトあるいはマルテンサイトが生成し、延
性、低温靭性が低下するものと考えられる。

〈実施例〉 本発明の実施例を第２表に示す。

この表から明らかなように、本発明の条件をすべて満た
している供試材ＮＣＬ１．２．３の本発明例は、いずれ
も降伏比ＹＲが７５％以下、引張強さＴＳが８０ｋｇｆ
／ｍシ以上で、かつ遷移温度ｖＴｒｓが一６０℃以下を
満足している。

比較例である供試材Ｎα４は、本発明の基本成分である
Ｃｒを無添加としたものであるが、引張強さＴＳが低下
し、降伏比ＹＲが上昇した。これは、ベイナイトｔｌｌ
織が得られなかったからである。また、供試材Ｎα５は
、ＣＩを０，１６％と高めにしたものであるが、ｖＴｒ
ｓが高温側に移動した。供試材Ｎα６は、熱間圧延時の
仕上圧延温度を７２０℃と低くしたものであるが、降伏
比ＹＲが上昇した。供試材Ｎα７は、巻き取り温度を高
くしたものであるが、降伏比ＹＲが上昇し、ｖＴｒｓが
高温側に移動した。

供試材Ｎα８は、基本成分よりＭｎを低くしたものであ
るが、強度（ＹＲ，ＴＳ）が低下した。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、特別に高価な元
素を添加することもなく、鋼管の熱処理を行わなくても
、低温靭性にすぐれた８０ｋｇｆ／ｍシ級低降伏比電縫
鋼管を安価に安定的に製造することができるから、その
工業的価値は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋼の連続冷却変態を示す特性図、第２図は、
ひずみ量（伸び）と応力の関係を示す特性図、第３図（
ａ）は、仕上圧延温度と降伏比の関係を示す特性図、第
３図（ｂ）は、仕上圧延温度と靭性の関係を示す特性図
、第４図（ａ）は、巻き取り温度と降伏比の関係を示す
特性図、第４図（ｂ）は、巻き取り温度と靭性の関係を
示す特性図である。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　重量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．１
   ０〜０．４０％、Ｍｎ：１．３０〜１．７０％、Ａｌ：
   ０．０１０〜０．０６０％、Ｃｒ：０．３０〜０．８０
   ％、Ｎｂ：０．０２０〜０．０６０％、Ｖ：０．０２０
   〜０．０６０％を基本成分とし、残部Ｆｅおよび不可避
   的不純物からなる鋼を熱間圧延して８００〜８８０℃の
   温度で圧延終了し、３５０〜５００℃で巻き取り、その
   後パイプ成形することを特徴とする低温靭性にすぐれた
   ８０ｋｇｆ／ｍｍ＾２級低降伏比電縫鋼管の製造方法