JPH04143015A - 溶接部靭性の優れた高張力電縫鋼管の製造法 - Google Patents
溶接部靭性の優れた高張力電縫鋼管の製造法Info
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- JPH04143015A JPH04143015A JP26791190A JP26791190A JPH04143015A JP H04143015 A JPH04143015 A JP H04143015A JP 26791190 A JP26791190 A JP 26791190A JP 26791190 A JP26791190 A JP 26791190A JP H04143015 A JPH04143015 A JP H04143015A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
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〉
この発明は、溶接部靭性の優れた高張力電縫鋼管の製造
方法に関する。
方法に関する。
〈従来技術とその課題〉
近年、電縫鋼管製造技術の目覚ましい進展を背景として
、油井管、ラインパイプ、機械・建築物等の構造用材料
に電縫鋼管を適用する割合が著しい伸びを見せている。
、油井管、ラインパイプ、機械・建築物等の構造用材料
に電縫鋼管を適用する割合が著しい伸びを見せている。
しかし、他方でそれらの使用環境も次第に厳しさを増し
つつあり、そのため前記構造材に対しては一段と高強度
化、高靭性化が要求されるようになって、高張力電縫鋼
管にも更なる靭性向上が強く望まれるようになってきた
。
つつあり、そのため前記構造材に対しては一段と高強度
化、高靭性化が要求されるようになって、高張力電縫鋼
管にも更なる靭性向上が強く望まれるようになってきた
。
しかし、電縫鋼管の素材板については熱間圧延時の制御
圧延や加速冷却の適用により比較的容易に高靭性化が達
成できるものの、電縫溶接部については、母材組織が消
失して粗大な組織となるのを免れ得ないことから、母材
部に比べて靭性が劣った製品しか得られないと言う問題
があった。
圧延や加速冷却の適用により比較的容易に高靭性化が達
成できるものの、電縫溶接部については、母材組織が消
失して粗大な組織となるのを免れ得ないことから、母材
部に比べて靭性が劣った製品しか得られないと言う問題
があった。
そこで、こうした電縫溶接部の靭性向上を目指した電縫
鋼管の製造手段も幾つか提案されており、その代表例と
して ａ）電縫鋼管の溶接部を７９０〜１０５０℃の温度に５
秒間以上加熱した後、７５０〜９５０℃の温度域から冷
却速度：３０〜ｂ 冷して該電縫溶接部を細粒アシキュラーフェライト組織
とする方法（特開昭５９−３５６２９号）。
鋼管の製造手段も幾つか提案されており、その代表例と
して ａ）電縫鋼管の溶接部を７９０〜１０５０℃の温度に５
秒間以上加熱した後、７５０〜９５０℃の温度域から冷
却速度：３０〜ｂ 冷して該電縫溶接部を細粒アシキュラーフェライト組織
とする方法（特開昭５９−３５６２９号）。
ｂ）電縫溶接部ボストアニール後の冷却前に、温間又は
熱間でボストアニール部を圧延する方法（特開昭５８−
１８１４２３号） が挙げられる。
熱間でボストアニール部を圧延する方法（特開昭５８−
１８１４２３号） が挙げられる。
ところが、前記特開昭５９−３５６２９号に係わる方法
では、鋼管成分や熱処理条件によっては微細なフェライ
ト粒を得ることができないばかりか、鋼管の材質が高強
度成分系であるほど靭性劣化を促進する粗大ベイナイト
が生成しやすいとの不都合が指摘された。
では、鋼管成分や熱処理条件によっては微細なフェライ
ト粒を得ることができないばかりか、鋼管の材質が高強
度成分系であるほど靭性劣化を促進する粗大ベイナイト
が生成しやすいとの不都合が指摘された。
一方、前記特開昭５８−１８１４２３号に係わる方法も
、熱間圧延が適正であれば成る程度の組織微細化が期待
できるもののその効果は十分ではなく、圧延温度域によ
っては溶接部の硬化が生じてしまい却って靭性劣化を招
いてしまう場合があった。また、電縫溶接部に残存する
溶接欠陥やメタルフローに由来する靭性低下についても
改善効果は期待できない上、この方法ではＮｂ等の合金
元素の添加効果が大きく減少してしまって十分な高張力
が得られないと言う問題を残すものであった。
、熱間圧延が適正であれば成る程度の組織微細化が期待
できるもののその効果は十分ではなく、圧延温度域によ
っては溶接部の硬化が生じてしまい却って靭性劣化を招
いてしまう場合があった。また、電縫溶接部に残存する
溶接欠陥やメタルフローに由来する靭性低下についても
改善効果は期待できない上、この方法ではＮｂ等の合金
元素の添加効果が大きく減少してしまって十分な高張力
が得られないと言う問題を残すものであった。
このような事情を踏まえ、本発明が目的としたのは、高
張力電縫鋼管に指摘される上記問題点を解消し、十分な
強度と低温靭性を有する高張力電縫銅管を工業的に安定
生産し得る手段を提供することであった。
張力電縫鋼管に指摘される上記問題点を解消し、十分な
強度と低温靭性を有する高張力電縫銅管を工業的に安定
生産し得る手段を提供することであった。
く課題を解決するだめの手段〉
本発明者等は、上記目的を達成すべ（数多くの実験を繰
り返しながら検討を行い、特に、電縫溶接部の“結晶粒
の大きさ”及び“硬さ”と“メタルフロー”及び“特に
接合部に散在する欠陥（介在物も含む）”の形状が電縫
溶接部の靭性に最も影響を与えるので、高靭性高張力電
縫鋼管の実現にはこれらの適正コントロールが欠かせな
いとの観点に立って研究を重ねた結果、「まず常法通り
に電縫鋼管を製造した後、得られた電縫銅管の溶接部を
Ａｃ＋変態点直上の温度域に加熱してから該接合部の圧
延を行い、引き続いて急冷処理及び特定温度での焼戻し
処理を実施すると、溶接部の組織が従来法では得られな
かった“極めて微細なフェライト組織”となり、これに
より非常に優れた低温靭性を有する高張力電縫鋼管が実
現される」との知見を得るに至ったのである。
り返しながら検討を行い、特に、電縫溶接部の“結晶粒
の大きさ”及び“硬さ”と“メタルフロー”及び“特に
接合部に散在する欠陥（介在物も含む）”の形状が電縫
溶接部の靭性に最も影響を与えるので、高靭性高張力電
縫鋼管の実現にはこれらの適正コントロールが欠かせな
いとの観点に立って研究を重ねた結果、「まず常法通り
に電縫鋼管を製造した後、得られた電縫銅管の溶接部を
Ａｃ＋変態点直上の温度域に加熱してから該接合部の圧
延を行い、引き続いて急冷処理及び特定温度での焼戻し
処理を実施すると、溶接部の組織が従来法では得られな
かった“極めて微細なフェライト組織”となり、これに
より非常に優れた低温靭性を有する高張力電縫鋼管が実
現される」との知見を得るに至ったのである。
本発明は、上記知見事項等に基づいてなされたもので、
［電縫鋼管の製造工程において、溶接終了後の鋼管の電
縫溶接部を（Ａｃ＊変態点］〜（Ａ Ｃ３変態点＋２０
０℃〕の温度範囲に加熱してから９５０〜６５０℃の温
度域にて圧下率：５％以上で圧延し、続いて ６００℃
以下の温度域まで１０〜ｂ／Ｓの冷却速度にて強制冷却
し、次いで該溶接部を３００℃〜Ａｃ、変態点の温度に
加熱することにより、溶接部靭性に優れた高張力電縫鋼
管を安定して製造し得るようにした点」 に大きな特徴を有している。
縫溶接部を（Ａｃ＊変態点］〜（Ａ Ｃ３変態点＋２０
０℃〕の温度範囲に加熱してから９５０〜６５０℃の温
度域にて圧下率：５％以上で圧延し、続いて ６００℃
以下の温度域まで１０〜ｂ／Ｓの冷却速度にて強制冷却
し、次いで該溶接部を３００℃〜Ａｃ、変態点の温度に
加熱することにより、溶接部靭性に優れた高張力電縫鋼
管を安定して製造し得るようにした点」 に大きな特徴を有している。
なお、本発明法に適用される素材鋼の鋼種は格別に制限
されるものではなく、これまで高張力電縫鋼管の製造に
適用されてきたところの例えばＣ： ０．０１”０．１
０ｗｔ％、Ｍｎ：２．０％以下、Ｓ：：０．６％以下を
含み、更にＴｉ ： Ｏ，’０６％以下、 Ｎｂ ：
０．０６％以下Ｖ：０．０６％以下、Ｎ：０．０１％以
下等を含有する鋼等、何れを用いても良い。
されるものではなく、これまで高張力電縫鋼管の製造に
適用されてきたところの例えばＣ： ０．０１”０．１
０ｗｔ％、Ｍｎ：２．０％以下、Ｓ：：０．６％以下を
含み、更にＴｉ ： Ｏ，’０６％以下、 Ｎｂ ：
０．０６％以下Ｖ：０．０６％以下、Ｎ：０．０１％以
下等を含有する鋼等、何れを用いても良い。
次に、本発明において、電縫鋼管の製造条件を前記の如
くに限定した理由を、それによる作用と共に説明する。
くに限定した理由を、それによる作用と共に説明する。
〈作用〉
（八）ＣＡＣ３Ａｃ３変態点以上３変態点＋２００℃〕
への加熱 電気抵抗溶接された鋼管の溶接部は靭性が劣った凝固・
急冷組織となっているので、これを消去するためにＡｃ
３変態点以上に加熱して一旦オーステナイト組織にする
必要がある。しかし、（Ａｃ。
への加熱 電気抵抗溶接された鋼管の溶接部は靭性が劣った凝固・
急冷組織となっているので、これを消去するためにＡｃ
３変態点以上に加熱して一旦オーステナイト組織にする
必要がある。しかし、（Ａｃ。
変態点＋２００℃〕を超える温度まで上昇すると粒が粗
大化し、その後の加工熱処理によっても靭性が改善しな
くなる。
大化し、その後の加工熱処理によっても靭性が改善しな
くなる。
（Ｂ）圧延圧下率及び圧延温度域
溶接部の熱間圧延は、凝固組織に由来する靭性低下を取
り除くと共に、更に次工程の強制冷却との組み合わせに
よって従来方法では得られない微細な組織を溶接部にも
たらし、靭性を飛躍的に向上させる。また、熱間圧延と
強制冷却の組み合わせは、溶接時のアプセットによって
生した“溶接部靭性に不利なメタルフロー”を破壊する
と共に、溶接部に度々出現して低靭性の原因となる溶接
欠陥を形態を改善することにも寄与するが、これにより
靭性は更に大幅に改善される。
り除くと共に、更に次工程の強制冷却との組み合わせに
よって従来方法では得られない微細な組織を溶接部にも
たらし、靭性を飛躍的に向上させる。また、熱間圧延と
強制冷却の組み合わせは、溶接時のアプセットによって
生した“溶接部靭性に不利なメタルフロー”を破壊する
と共に、溶接部に度々出現して低靭性の原因となる溶接
欠陥を形態を改善することにも寄与するが、これにより
靭性は更に大幅に改善される。
ここで、熱間圧延を実施する温度が９５０℃を超えると
、微細化効果と溶接欠陥の形態改善が十分でなくなり、
また６５０℃未満の加工では上記効果が十分でないばか
りでなく、組織の硬化が生じて靭性低下を引き起こす。
、微細化効果と溶接欠陥の形態改善が十分でなくなり、
また６５０℃未満の加工では上記効果が十分でないばか
りでなく、組織の硬化が生じて靭性低下を引き起こす。
また、この時の圧延圧下率が５％未満であると所望の良
好な靭性を確保することができない。なお、圧延圧下率
は大きいほど靭性向上効果が大きく、格別に上限が規制
される理由は見当たらない。
好な靭性を確保することができない。なお、圧延圧下率
は大きいほど靭性向上効果が大きく、格別に上限が規制
される理由は見当たらない。
（Ｃ）強制冷却での冷却速度及び停止温度熱間圧延後の
急冷は、加工組織の軟化や粒成長を抑えることによって
熱間加工後の効果を促進すると同時に、析出するフェラ
イトを微細にして細粒組織を確保するために必須であっ
て、熱間圧延と共に本発明の根幹を成すものである。
急冷は、加工組織の軟化や粒成長を抑えることによって
熱間加工後の効果を促進すると同時に、析出するフェラ
イトを微細にして細粒組織を確保するために必須であっ
て、熱間圧延と共に本発明の根幹を成すものである。
この際、冷却速度が１０℃／Ｃ未満であると効果が不十
分で所望の靭性を確保することができない。
分で所望の靭性を確保することができない。
一方、冷却速度が１００℃／Ｃを超えると硬質相か生成
し、次工程の短時間熱処理では十分な硬化・焼戻し効果
が得られない。従って、熱間圧延後は冷却速度＝１０〜
１００℃／Ｃで強制冷却することと定めた。
し、次工程の短時間熱処理では十分な硬化・焼戻し効果
が得られない。従って、熱間圧延後は冷却速度＝１０〜
１００℃／Ｃで強制冷却することと定めた。
また、６００℃を上回る温度で上記強制冷却を停止する
と、組織の微細化効果が十分でなくて高靭性が得られな
くなる。なお、強制冷却停止温度の下限については格別
な規制はないが、次工程の加熱時における負担を軽減し
ようとの観点からは、３００℃程度に至るまでに強制冷
却を停止するのが良い。
と、組織の微細化効果が十分でなくて高靭性が得られな
くなる。なお、強制冷却停止温度の下限については格別
な規制はないが、次工程の加熱時における負担を軽減し
ようとの観点からは、３００℃程度に至るまでに強制冷
却を停止するのが良い。
（Ｄ）再加熱温度
熱間圧延後に急冷したままでは硬質のマルテンサイト及
び高炭素ベイナイトが析出していることがあり、十分な
靭性の安定確保に難があることから、強制冷却後に焼戻
し処理を施す必要かある。
び高炭素ベイナイトが析出していることがあり、十分な
靭性の安定確保に難があることから、強制冷却後に焼戻
し処理を施す必要かある。
この再、加熱温度が３００°Ｃ未満では十分な焼戻し・
軟化効果か得られず、一方、Ａｃ＋変態点を超えて加熱
すると、オーステナイトが析出し始めて靭性改善効果が
減少してしまうことから、再加熱温度は３００℃以上Ａ
ｃ、変態点以下と定めた。
軟化効果か得られず、一方、Ａｃ＋変態点を超えて加熱
すると、オーステナイトが析出し始めて靭性改善効果が
減少してしまうことから、再加熱温度は３００℃以上Ａ
ｃ、変態点以下と定めた。
続いて、本発明を実施例によって更に具体的に説明する
。
。
〈実施例）
まず、第１図に示すレイアウトの電縫鋼管製造設備を準
備した。
備した。
即ち、この電縫鋼管製造設備は、上流側は従来通り、帯
鋼（］）をロール成形機（２）で連続的に成形し、その
接合部をスクイズロールスタンド（４）で拘束しなから
電縫溶接機（３）で連続的に溶接する如くに構成されて
いる。そして、これに続く下流側には、接合部（シーム
部）を高周波加熱装置（５）で加熱してから、ビード研
削機蓋シーム部圧延機（６）でビード部を研削しながら
圧延を行い、その直後にスプレ冷却装置（７）でシーム
部の強制冷却を実施した後、更に高周波加熱装置（８）
で再加熱し、溶接部に所望の強度と高靭性を付与させる
設備が付加されている。
鋼（］）をロール成形機（２）で連続的に成形し、その
接合部をスクイズロールスタンド（４）で拘束しなから
電縫溶接機（３）で連続的に溶接する如くに構成されて
いる。そして、これに続く下流側には、接合部（シーム
部）を高周波加熱装置（５）で加熱してから、ビード研
削機蓋シーム部圧延機（６）でビード部を研削しながら
圧延を行い、その直後にスプレ冷却装置（７）でシーム
部の強制冷却を実施した後、更に高周波加熱装置（８）
で再加熱し、溶接部に所望の強度と高靭性を付与させる
設備が付加されている。
次に、第１表に示した成分系の帯鋼を用い、前記第１図
に示した電縫鋼管製造設備の上流側で常法に従い外径：
４０６．４ｍ、肉厚：１２．７ｍの電縫鋼管を造管し、
引き続いてその下流側にて第２表に示す加熱、圧延、冷
却条件で電縫鋼管の溶接部を加工・熱処理した。
に示した電縫鋼管製造設備の上流側で常法に従い外径：
４０６．４ｍ、肉厚：１２．７ｍの電縫鋼管を造管し、
引き続いてその下流側にて第２表に示す加熱、圧延、冷
却条件で電縫鋼管の溶接部を加工・熱処理した。
このようにして製造された各電縫鋼管の溶接部からシャ
ルピー衝撃試験片を切り出し、−５０℃における吸収エ
ネルギーを測定した。
ルピー衝撃試験片を切り出し、−５０℃における吸収エ
ネルギーを測定した。
これらの測定結果を第２表に示す。
第２表に示される結果からも明らかなように、本発明に
従うと、従来法では得られない優れた溶接部靭性を示す
高張力電縫鋼管が安定して得られることが分かる。
従うと、従来法では得られない優れた溶接部靭性を示す
高張力電縫鋼管が安定して得られることが分かる。
く効果の総括〉
以上に説明した如く、この発明によれば、溶接部靭性の
優れた高張力電縫鋼管を安定かつ高能率で量産すること
が可能となるなど、産業上極めてを用な効果がもたらさ
れる。
優れた高張力電縫鋼管を安定かつ高能率で量産すること
が可能となるなど、産業上極めてを用な効果がもたらさ
れる。
第１図は、本発明を実施するための電縫鋼管製造設備例
のレイアウトである。 図面において、 １・・・帯鋼、 ２・・・ロール成形機。 ３・・・電縫溶接機。 ４・・・スクイズロールスタンド ５．８・・・高周波加熱装置。 ６・・・ビード研削蓋シーム部圧延機。 ７・・・スプレー冷却装置。
のレイアウトである。 図面において、 １・・・帯鋼、 ２・・・ロール成形機。 ３・・・電縫溶接機。 ４・・・スクイズロールスタンド ５．８・・・高周波加熱装置。 ６・・・ビード研削蓋シーム部圧延機。 ７・・・スプレー冷却装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電縫鋼管の製造工程において、溶接終了後の鋼管の電縫
溶接部を〔Ａｃ＿３変態点〕〜〔Ａｃ＿３変態点＋２０
０℃〕の温度範囲に加熱してから９５０〜６５０℃の温
度域にて圧下率：５％以上で圧延し、続いて６００℃以
下の温度域まで１０〜１００℃／ｓの冷却速度にて強制
冷却し、次いで該溶接部を３００℃〜Ａｃ＿１変態点の
温度に加熱することを特徴とする、溶接部靭性に優れた
高張力電縫鋼管の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26791190A JPH04143015A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 溶接部靭性の優れた高張力電縫鋼管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26791190A JPH04143015A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 溶接部靭性の優れた高張力電縫鋼管の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04143015A true JPH04143015A (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=17451333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26791190A Pending JPH04143015A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 溶接部靭性の優れた高張力電縫鋼管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04143015A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1437422A4 (en) * | 2001-06-14 | 2006-08-23 | Jfe Steel Corp | EASILY DEFORMABLE STEEL TUBE AND METHOD OF MANUFACTURE. |
| US7591914B2 (en) * | 2000-01-28 | 2009-09-22 | Jfe Steel Corporation | High-workability steel pipe and method of producing same |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP26791190A patent/JPH04143015A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7591914B2 (en) * | 2000-01-28 | 2009-09-22 | Jfe Steel Corporation | High-workability steel pipe and method of producing same |
| EP1437422A4 (en) * | 2001-06-14 | 2006-08-23 | Jfe Steel Corp | EASILY DEFORMABLE STEEL TUBE AND METHOD OF MANUFACTURE. |
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