JPH0250912A - 細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法 - Google Patents

細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法

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JPH0250912A
JPH0250912A JP19882488A JP19882488A JPH0250912A JP H0250912 A JPH0250912 A JP H0250912A JP 19882488 A JP19882488 A JP 19882488A JP 19882488 A JP19882488 A JP 19882488A JP H0250912 A JPH0250912 A JP H0250912A
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temperature
rolling
steel pipe
heated
points
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JP19882488A
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Akira Yagi
明 八木
Hitoshi Asahi
均 朝日
Masakatsu Ueno
正勝 上野
Tomio Terasawa
寺沢 富雄
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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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、細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の
製造法に関するものである。
[従来の技術] 熱延シームレス鋼管で細粒化組織の低合金高張力シーム
レス鋼管を得るには、例えば特開昭5277813号公
報のように熱間粗圧延した中空素管を強制的に一旦鋼の
温度をArn点以下に下げて再度オーステナイト化温度
に加熱し、引続き行う仕上圧延を終了後直ちに急冷焼入
し一焼戻するか、或いは通常の仕上圧延終了後再加熱焼
入−焼戻する方法がありだ。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記のような工程はいずれも熱効率上の
問題のほかに製造工程が煩雑となる欠点があった。一方
、これまでの熱延シームレス圧延後の直接焼入処理ては
オーステナイト結晶粒度か八STM No、 1〜6と
粗粒であり、且つバラツキが大きいため細粒化組織の低
合金高張力シームレス鋼管が得られない問題があフた。
[課題を解決するだめの手段] 本発明者らは、細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼
管さらには硫化物応力割れ(以下、SSCと記す。)性
の優れたSML(シームレス)鋼管を製造することを目
的に多くの実験を行い検月した結果、鋼成分、熱間圧延
条件を制御することによって細粒化組織の低合金高張力
シームレス鋼管が製造されることを知見した。
本発明は、この知見に基ついて構成したものて、その要
旨は、 温度1200℃以上に加熱された C・0.05〜035%、 Si : 0.01〜05%、 Mn : 0.15〜15%、 S : O’、01%以下、 P : 0.02%以下、 Mo : 0.05〜0.4%、 Al : 0.005〜0.1% を含有し、さらに必要によっては Cr: 0.1〜15%、Ni : 0.1〜2.0%
、■001〜01%、Ti : 0.01〜01%、B
oo。0003〜0.003%の1種または2種以上と 希土類元素: 0.001〜0.05%、Ca : 0
.001〜0.02%、Go : 0.05〜0.5%
、(:u : 0.1〜0.5%の1種または2種以上
を含有し残部が実質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔
連続圧延の最終過程て圧下率2〜3%または7〜15%
の圧延を施して△r3〜Δr1点の温度に降下した中空
素管を900〜1000℃に加熱して仕上温度がAr3
点+50℃以」−の熱間仕上圧延を施して得られた仕上
鋼管をAr3点以上の温度から急冷する焼入処理を施し
、続いてAc、意思下の温度に加熱して冷却する焼戻処
理を施す細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製
造法である。
[作用] 以下本発明の製造方法について詳細に説明する。
先ず、木発明において上記の様な鋼成分に限定した理由
について説明する。
CおよびMnは、焼入効果を増して強度を高め降伏点6
0〜80kgf/mm2の高張力鋼を安定して得るため
および細粒化を図るため重要である。少な過ぎるとその
効果がなく、多過ぎると焼割れを誘発する原因となるた
め、それぞれ005〜0.35%、015〜15%とし
た。
Siは、脱酸剤か残存したもので強度を高める有効な成
分である。少な過ぎるとその効果かなく、多過ぎると介
在物を増加して鋼の性質を脆化するため0.01〜0.
5%とした。
Pは、粒界偏析を起こして加工の際き裂を生じ易く有害
な成分としてその含有量を0.02%以下とした。
SはMnS系介在物を形成して熱間圧延て延伸し低温靭
性に有害な成分としてその含有量を0.02%以下とし
た。
Moは、強度の上昇、靭性の改善等に有効である。少な
過ぎるとその効果がなく、多過きてもその効果が飽和し
、しかも非常に高価であるため005〜0,4*とじた
A1は、Siと同様脱酸剤が残存したもので、鋼中の不
純物成分として含まれるNと結合して結晶粒の成長を抑
えて鋼の遷移温度を低下させて低温靭性を改善する。少
な過ぎるとその効果がなく、多過ぎると介在物を増加し
て鋼の性質を脆化するため0005〜0.1*とじた。
上記の成分組成の鋼てさらに鋼の強度を高める場合Or
等の成分を必要に応じて選択的に添加する。C1、Ni
、Vは、鋼の焼入性を増して、強度を高めるために添加
するものである。少な過きるとその効果がなく、多過ぎ
てもその効果が飽和し、しかも非常に高価であるためそ
れぞれ0601〜15%、0.1〜2.0%、0.01
〜01%とした。
Tiは、鋼中の不純物成分として含まれるNと結合して
結晶粒の成長を抑えて強度を高めると共に、脱酸、脱窒
の作用からBによる焼入性を発揮させる。少な過ぎると
その効果がなく、多過ぎるとTjCを析出して鋼を脆化
し、また介在物を増加し鋼の性質を脆化するため001
〜01%とした。
Bは、焼入性を著しく向上せしめて強度を高める。少な
過ぎるとその効果がなく、多過ぎても効果は変わらず、
靭性や熱間加工性を劣化させるので0.0003〜00
03%とした。
さらに木発明は、近年のシームレス鋼管の使用環境を鑑
み、上記の成分組成で構成される鋼のSSCを改善する
ために、希土類元素等の成分を必要に応じて選択的に添
加する。希土類元素、Caは、介在物の形態を球状化さ
せて無害化する有効な成分である。少な過ぎるとその効
果がなく、多過ぎると介在物を増加して耐SSC性を低
下させるのでそれぞれ0.001〜0.05%、0.0
01〜0.02%とした。
Go、 Cuは、鋼中への水素侵入抑制効果があり耐S
SC性に有効に働く。少な過ぎるとその効果がなく、多
過ぎるとその効果が飽和するためそれぞれ0.05〜0
.5%、0.1〜05%とした。
次に熱間穿孔連続圧延の最終過程の圧延条件を上記のよ
うに限定した理由について説明する。
上記の様な成分組成の鋼は転炉、電気炉等の溶解炉であ
るいはさらに真空脱ガス処理を経て溶製され、連続鋳造
法または造塊分塊法で鋼片を製造する。鋼片は、直ちに
あるいは一旦冷却された後1200℃以上の温度に加熱
する。加熱温度は、熱間穿孔連続圧延の前にほとんとの
C,C1、 V、Ti等を固溶させておくために十分高
くしておかねばならない。この温度は本発明の成分範囲
内であれば1200℃以上の温度で全て固溶し、また熱
間成形加工能率上なんら支障を生じないのでその加熱温
度は1200℃以上とした。
高温度に加熱された鋼片は熱間穿孔連続圧延機に搬送さ
れ、目標の外径、肉厚に圧延されて中空素管に粗成形す
る。この圧延は製造された鋼管の制質に大きな影響を及
ぼすもので、図は直接焼入処理後のオーステナイト(以
下、γと記す。)粒度に及ぼず熱間穿孔連続圧延の最終
過程ての圧下量の影響を示したものである。直接焼入処
理後のγ粒度は、圧下量4〜6%て最も粗大化しAST
MNo、1程度となる。従ってγ粒の粗大化を防止する
には圧下量3%以下または7%以上か必要である。この
ような圧下量の影響については、現在の熱間穿孔連続圧
延工程ではやむをえず該素管の温度が降温し低温仕上と
なり、Ar3〜A1、点のα十γの二相状態から熱間最
終仕上圧延前の再加熱炉でAC3点以上に加熱された場
合、熱間穿孔連続圧延の最終工程における圧下量の大小
によっては再加熱時の再結晶挙動が全く異なる。
すなわち、圧下量が大きい場合はAr3〜A1、点でγ
→α変態しないままの状態て再加熱された未変態γ粒か
らはγ中に蓄えられたびずみエネルキーが大きいため全
くひずみのない新しいγ粒が多く生成され細粒子組織と
なるが、比較的小さい圧下量ではγ粒の核生成には到ら
ず、−旦へr3〜A1、点てγ→α変態しその後の再加
熱で逆変態するとひずみをほとんど持たないγ粒が核と
なり、周辺のひずみの影響か残ったままの未変態γ粒へ
粒界移動が起こり、γ粒が粗大化するものと考えられる
。また、ひずみが小さすぎると再結晶そのものか起こり
にくいためγ粒は粗大化しない。熱間穿孔連続圧延の最
終過程で圧下率4〜6%付近で再加熱時のγの再結晶粗
大化が最も著しくなり、圧下率2〜3%および7%以上
ではγの細粒化は全く起こらず細粒子か得られることを
知見した。
以上から、熱間穿孔連続圧延の最終過程での圧下量は、
圧下量2%以下では圧延の効果がなく、15%以上では
鋼の温度低下による変形抵抗の増大等で圧延用プラクが
焼き付くなどの問題を生じるため、2〜3%または7〜
15%とした。
次にこのような圧下量で圧延されへr3〜へ1、点の温
度に硬化した中空素管を900〜1000℃に加熱する
。この加熱温度は900℃以下では熱間最終仕上圧延後
の焼入温度が確保できず、また1000℃以上では鋼表
面に多量の酸化スケールが生じ鋼管の形状精度の確保に
悪影響を及ぼすため900〜1000℃の温度に限定し
た。
また、熱間最終仕上温度についてもあまり低くなると高
強度を得るために必要とされる焼入時の完全γの状態が
確保できないためAr3点+50℃とした。焼入処理開
始温度は、十分な焼入組織を確保し必要とする強度を得
るためへr3点以上とした。焼入時の冷却速度は特に限
定しないが空冷より速い速度とする。焼戻温度は、強度
および靭性の安定化を確保する必要からAc、意思下と
した。
その加熱方法については特に限定しない。
以上の製造条件て得られる鋼は粗大粒を含むことなく細
粒化組織の高張力シームレス鋼管の製造に有効である。
[実施例] 次に本発明の実施例について説明する。
第1表は転炉で溶製し連続鋳造を経て製造された鋼片を
、熱間穿孔連続圧延後再加熱してその後熱間最終仕上圧
延を行って直接焼入−焼戻した鋼管の強度、靭性、γ粒
度および耐SSC性を示す。
尚、耐SSC性はNACE TMO+−77に従って定
荷重方式によりσth(Threshold 5tre
ss)を求めて評価した。
本発明によって製造された鋼管は、高強度を有しかつ従
来法に比しγ粒度は微細てあり、高靭性か得られ耐SS
C性はσthで0.20y以上向上することがわかる。
「発明の効果コ 」−記のような本発明法によって製造された鋼管は、高
強度を有しざらに細粒であるため、低温靭性および耐S
SC性か優れ、極北の寒冷地や硫化物応力腐食環境にお
いて使用される。
【図面の簡単な説明】
図は、直接焼入処理後のγ粒度に及ぼす熱間穿孔連続圧
延の最終過程での圧下量の影響を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%(重量%、以下同じ)、Si
    :0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有して残部が実質的にFeからなる鋼片を、熱間穿
    孔連続圧延の最終過程で圧下率2〜3%または7〜15
    %の圧延を施してAr_3〜Ar_1点の温度に降下し
    た中空素管を900〜1000℃に加熱して仕上温度が
    Ar_3点+50℃以上の熱間仕上圧延を施して得られ
    た仕上鋼管をAr_3点以上の温度から急冷する焼入処
    理を施し、続いてAc_1点以下の温度に加熱して冷却
    する焼戻処理を施すことを特徴とする細粒化組織の低合
    金高張力シームレス鋼管の製造法。 2、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有しさらに Cr:0.1〜1.5%、Ni:0.1〜2.0%、V
    :0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.1%、B
    :0.0003〜0.003%の1種または2種以上を
    含有し残部が実質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔連
    続圧延の最終過程で圧下率2〜3%または7〜15%の
    圧延を施してAr_3〜Ar_1点の温度に降下した中
    空素管を900〜1000℃に加熱して仕上温度がAr
    _3点+50℃以上の熱間仕上圧延を施して得られた仕
    上鋼管をAr_3点以上の温度から急冷する焼入処理を
    施し、続いてAc_1点以下の温度に加熱して冷却する
    焼戻処理を施すことを特徴とする細粒化組織の低合金高
    張力シームレス鋼管の製造法。 3、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有しさらに、 希土類元素:0.001〜0.05%、Ca:0.00
    1〜0.02%、Co:0.05〜0.5%、Cu:0
    .1〜0.5%の1種または2種以上を含有し残部が実
    質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔連続圧延の最終過
    程で圧下率2〜3%または7〜15%の圧延を施してA
    r_3〜Ar_1点の温度に降下した中空素管を900
    〜1000℃に加熱して仕上温度がAr_3点+50℃
    以上の熱間仕上圧延を施して得られた仕上鋼管をAr_
    3点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いてA
    c_1点以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を施す
    ことを特徴とする細粒化組織の低合金高張力シームレス
    鋼管の製造法。 4、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有しさらに、 Cr:0.1〜15%、Ni:0.1〜2.0%、V:
    0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.1%、B:
    0.0003〜0.003%の1種または2種以上と、 希土類元素:0.001〜0.05%、Ca:0.00
    1〜0.02%、Co:0.05〜0.5%、Cu:0
    .1〜0.5%の1種または2種以上を含有し残部が実
    質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔連続圧延の最終過
    程で圧下率2〜3%または7〜15%の圧延を施してA
    r_3〜A_1、点の温度に降下した中空素管を900
    〜1000℃に加熱して仕上温度がAr_3点+50℃
    以上の熱間仕上圧延を施して選られた仕上鋼管をAr_
    3点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いてA
    c_1点以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を施す
    ことを特徴とする細粒化組織の低合金高張力シームレス
    鋼管の製造法。
JP19882488A 1988-08-11 1988-08-11 細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法 Pending JPH0250912A (ja)

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Cited By (5)

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