JPH04224653A - 耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼 - Google Patents

耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼

Info

Publication number
JPH04224653A
JPH04224653A JP41438090A JP41438090A JPH04224653A JP H04224653 A JPH04224653 A JP H04224653A JP 41438090 A JP41438090 A JP 41438090A JP 41438090 A JP41438090 A JP 41438090A JP H04224653 A JPH04224653 A JP H04224653A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
induced cracking
hydrogen
cracking resistance
segregation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP41438090A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Iki
壱岐 浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP41438090A priority Critical patent/JPH04224653A/ja
Publication of JPH04224653A publication Critical patent/JPH04224653A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐水素誘起割れ性に優
れた高張力鋼、特に原油あるいは天然ガスの移送に使用
するラインパイプ用にに適し、移送物中に含まれる湿っ
た硫化水素により引き起こされる水素誘起割れに対する
抵抗性が高く、加工性に優れた高張力鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に湿った硫化水素が存在する環境下
で使用する、例えば原油、天然ガス等のラインパイプ用
鋼においては、硫化水素による鋼の腐食で発生した水素
が、鋼中に侵入拡散し、水素脆化を生ずること、あるい
は非金属介在物が存在する部分でガス化して生成した水
素の内圧による割れ (以下水素誘起割れという) が
発生することが知られている (特開昭59−5365
6 号公報) 。 ラインパイプを構成する鋼組織中において、このような
割れが幾つか隣接する場合、割れ相互が連結して成長し
、ラインパイプの大規模な破損など大事故につながり問
題となる。
【0003】前記のような環境腐食により発生した水素
は、鋼中の非金属介在物と金属マトリックスの境界にた
まり、ガス圧が高まって水素誘起割れを発生するため、
その防止対策として、次のような手段がとられてきた。 (1) スラブソーキング、分塊一次圧延により偏析を
軽減する。 (2) Pの低減により偏析を軽減する。 (3) Ca、希土類元素の添加により非金属介在物の
形態を制御する。上記(1) 、(2) は、非常に大
幅な鋼の製造コスト上昇を招くため実用的でない。(3
) については、近年著しい脱硫技術の進歩もあり、特
開昭55−113861号公報、特公昭60−7686
号公報にみられるように現実に役立っていることは事実
である。
【0004】しかしながら、前記のように脱硫操作で鋼
中の硫黄を低減した上に、さらにCaあるいは希土類金
属を添加しても、鋼の偏析位置 (鋼塊のVまたは逆V
偏析や連続鋳造スラブの中心偏析位置、以下偏析帯とい
う) には、偏析率の大きいMnとSが富化することは
避けられないため、この偏析を極力避けるようにMn含
有量を0.10〜0.50%と低下した耐水素誘起割れ
性にすぐれた高張力ラインパイプ用鋼が提案されている
 (特開昭59−53656 号公報) 。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、現在の製鋼
技術では鋼の偏析帯におけるMnS の生成を皆無とす
ることは不可能であるものの、他方、鋼の製造上、一定
量のMnの添加は必要であり、鋼の強度もMn含有量に
より大きく影響される。そこで強度を高めるためにMn
含有量が増加すると、それにつれて偏析帯におけるMn
量も高くなり、この部分のMnS量が増すことの他に、
焼入性が向上し、偏析帯の鋼の硬度が異常に高くなる。 一般に鋼はその硬さが高くなるほど水素脆化感受性も鋭
くなる。したがって、前記のような鋼材にあっては、偏
析帯においてMnS を起点として水素脆化を伴いなが
ら水素誘起割れが容易に発生し、伝播することになる。 本発明は、前記した従来技術の問題点を解消し、偏析帯
での異常な硬さ上昇を抑えると共に、MnS 量も低減
することにより、耐水素誘起割れ性が著しく改善され、
ラインパイプ用等に適する高張力鋼を提供することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、偏析し易いMnを
Crと一定の比率となるように配合すると共に、Tiを
強化成分として鋼に添加することにより偏析帯における
MnS 量の低下をはかることができ、また異常な硬さ
の上昇が抑制されることを知見し、本発明を完成するに
至った。 上記知見に基づいてなされた本発明は、重量%でC: 
0.01〜0.15%、Si:0.03〜0.50%、
Mn:0.50 〜1.00%、P:0.025%以下
、S:0.003%以下、Cr:0.4〜2.0 %、
Mn(%)/Cr(%):0.5 〜1.25、Ti:
0.005〜0.15%、残部: Feおよび不可避不
純物よりなる優れた耐水素誘起割れ性を有する高張力鋼
を要旨とする。本発明にかかる高張力鋼は、さらに下記
群のいずれかの一種以上を含有するものであってもよい
。 第一群: Cu:0.05 〜0.50%、第二群: 
Ca:0.0005 〜0.0050%、希土類元素:
0.0005 〜0.01%、 第三群: Ni:0.05 〜0.50%、Mo:0.
05 〜0.50%、Nb:0.01 〜0.15%、 V:0.01 〜0.15%
【0007】
【作用】本発明において、合金成分組成を限定した理由
を説明する。 C: 0.01〜0.15% 母材の強度を確保するために不可欠の成分である。0.
01%未満では、強度確保が不十分となり、Tiを添加
したことによる効果が発揮されない。0.15%を超え
る添加は鋼の靱性と溶接性を低下させる。 Si: 0.03〜0.5 % 脱酸剤として添加される。0.03%未満では十分な脱
酸が行われず、0.5 %を超える添加は、鋼の靱性を
劣化させるため、0.03〜0.5 %を添加する。
【0008】Mn: 0.50〜1.0 %従来、鋼の
脱酸と強度向上のため相当多量の添加を行うのが普通で
あったが、本発明ではMn濃度が1.3 %を超えると
焼入性が著しく高くなることが見出され、偏析帯へのM
nの富化を1.3 %以下に抑制するためには、平均的
なMn添加量の上限は1.0 %とすることが必要であ
る。また、0.50%未満では十分な脱酸効果を期待す
ることができない。好ましくは、0.6 〜1.0 で
ある。図1は、後述する実施例の鋼No.1を基本組成
としてMn量を変化させた場合の焼き入れ性、つまり焼
き入れ後の中心偏析部最高硬さに及ぼす影響をグラフで
示したものである。グラフからも上述の関係が理解され
る。
【0009】P: 0.025 %以下積極的に添加す
る成分ではなく、鋼製造原料中に混入する不純物である
。0.025 %を超える存在は、鋼の靱性を著しく劣
化する。 S: 0.003 %以下 Pと同様の不純物である。水素誘起割れを生成させる成
分であるため、その存在量は少ないほど望ましいが、製
鋼上のコスト的見地からその上限を0.003 %と定
めた。
【0010】Cr: 0.4 〜2.0 %、Mn/C
r: 0.5〜1.25Mn量との関連で最も重要な成
分である。この範囲を外れると必要強度が達成されなか
ったり、偏析帯にビッカース硬度350 以上の異常組
織が生成し、所望の耐水素誘起割れ性を得ることができ
ない。図2および図3はMn/Cr の変化による中心
偏析部硬さの変動、ならびに最大Mn偏析度およびCス
キャン割れ面積率の関係を示すグラフであり、各グラフ
は後述する実施例の鋼No.3を基本組成としてMn/
Cr を変化させた各供試鋼についてそれぞれの特性を
評価したものである。中心偏析部硬さの変動、ならびに
最大Mn偏析度およびCスキャン割れ面積率のいずれに
ついてもMn/Cr 比が0.5 〜1.25の範囲内
のときに特にその改善が見られるのが分かる。
【0011】Ti: 0.005 〜0.15%Mn含
有量を制限したことによる鋼の強度、靱性の低下を補足
するために0.005 %以上の添加を必要とする。0
.15%を超える添加は靱性が著しく損なわれるため好
ましくない。本発明にあっては上述の配合元素とともに
必要に応じて以下の群のうちの少なくとも一種の元素を
配合してもよい。 第一群: Cu:0.05 〜0.50%、第二群: 
Ca:0.0005 〜0.0050%、希土類元素:
0.0005 〜0.01%、 第三群: Ni:0.05 〜0.50%、Mo:0.
05 〜0.50%、Nb:0.01 〜0.15%、 V:0.01 〜0.15% 次にこれらの合金成分の組成限定理由を述べる。
【0012】Cu: 0.05〜0.50%鋼に耐食性
を付与する場合0.05%以上を添加する。一方0.5
0%を超える添加は溶接性を劣化させる。 Ca: 0.0005〜0.0050%CaはSとの親
和力が大であるとともに生成したCaS は圧延により
変形されることがないので、MnS のように水素誘起
割れの原因となることはない。0.0005%未満の添
加では十分な脱硫効果がなく、他方0.0050%を超
える添加はCa酸化物が増加し、鋼の強度を低下する。
【0013】希土類元素: 0.0005〜0.01%
Caと同様にMnS の形態を抑制するために、Ce、
Y 、Ne、Laなどの希土類元素(REM) が添加
される。下限未満ではその制御効果が少なく、上限を超
えると耐水素誘起割れ性が劣化する。 Ni: 0.05〜0.50%、Mo: 0.05〜0
.50%、Nb: 0.01〜0.15%、V: 0.
01〜0.15% これらの成分は鋼の強度、靱性を確保するために添加さ
れる。それぞれ下限未満では添加の目的が十分達成され
ず、上限を超える場合は逆に靱性が劣化すると共に耐水
素誘起割れ性も悪化する。
【0014】
【実施例】本発明を実施例によって具体的に説明するが
、これによって本発明は不当に限定されるものではない
。表1および表2に示す組成を有する本発明鋼3種類と
従来鋼3種類について圧延製品 (板厚35mm) の
水素誘起割れ試験を行い、その結果を比較した。なお、
これら圧延製品のスラブ製造工程はいずれも転炉溶製→
連続鋳造によるものであり、圧延工程は常法に従った。
【0015】水素誘起割れ試験方法は、連続鋳造法の製
造履歴を経た鋼板が通常板幅方向の中央部で最も水素誘
起割れを起こし易いことから、板の両面を1mm深さで
切削除去した後20×100 mmの試験片を採取し、
この試験片を5%食塩水+0.73%酢酸ナトリウムに
H2S を1気圧で飽和させた溶液(ISIJ 溶液)
 中、応力無負荷状態に96時間浸漬する要領で行った
。水素誘起割れの検出は水浸式垂直超音波探傷連続走査
(Cスキャン) 装置を用い圧延面に平行な面を全面走
査して行った。水素誘起割れの数量化は圧延面と平行な
面に投影されたクラックを走査面積で除すことによって
行った。この値をCスキャン割れ面積率と呼ぶ。表1お
よび表2に本発明鋼と比較鋼の化学成分と機械的性質、
中心偏析部の硬さおよびCスキャン割れ面積率を示し、
表3に本例における熱間圧延および調質の製造条件をま
とめて示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】本発明の各鋼は、API 規格X70の強
度レベルを有し、それにもかかわらずCスキャン割れ面
積率は、X 70 のグレードの従来鋼に比べて著しく
小さく、水素誘起割れをほとんど起こさないと評定され
得る好成績を示している。本発明に従う成分系の鋼の耐
水素誘起割れ性は熱間圧延のままでもまた加速冷却を行
った場合でも製造方法の如何に左右されない。次に、表
4に示す成分組成を有する各鋼を表3の製造条件Aによ
って熱間圧延し、得られた圧延鋼材の特性評価を行った
。試験要領は前述の表1および表2の場合と同様であっ
た。結果は表5にまとめて示す。
【0020】
【表4】
【0021】
【表5】
【0022】表5に示すように本発明の成分系鋼( 鋼
No.7〜17) では、API 規格X70の強度レ
ベルを有し、中心偏析部硬度、Cスキャン割れ面積率と
も従来鋼に比べ良好であり、それぞれ中心偏析部硬度≦
250(Hv) 、Cスキャン割れ面積率(%) ≦1
0の目標値を満足しており、従来鋼の中心偏析部硬度≧
300(Hv) 、Cスキャン割れ率>10と比較して
 (表5の鋼No.18−22参照) に比べ非常に良
好である。本発明成分系よりMnレベルの高い鋼No.
18 ではMnの偏析により中心部に異常組織が見られ
、中心偏析部の硬度は340(Hv) と高く、Cスキ
ャン割れ面積率も15と非常に大きい。またMnレベル
の低い場合 (鋼No.19)は引張強度が低くAPI
 規格X70を満たさない。また、Mn/Cr の比が
本発明において規定する範囲を外れる場合(鋼No.1
9 、20) では、引張強度不足、異常に高い中心偏
析部硬度、Cスキャン割れ面積率が大きい等、大きな不
具合を生じている。また微量Tiを添加してない(鋼N
o.22)の場合も引張強度が規格値を満足していない
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているから、本成分系鋼より成分がはずれる場合、十分
な強度、耐水素誘起割れ性が得られないが、本発明鋼に
よりAPI 規格X70グレードの強度と耐水素誘起割
れ性に優れる鋼材が得られることが明らかとなり、産業
上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼の中心偏析部におけるMn量( wt%) 
と硬度(Hv 1kg)の関係を示すグラフである。
【図2】鋼のMn/Cr 比の変化と中心偏析部最高硬
さの関係を示すグラフである。
【図3】鋼のMn/Cr 比が最大Mn偏析度およびC
スキャン割れ面積率に及ぼす影響を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  重量%で、C: 0.01〜0.15
    %、Si:0.03 〜0.5 %、Mn:0.50 
    〜1.00%、P:0.025%以下、S:0.003
    %以下、Cr:0.4〜2.0 %、Mn(%)/Cr
    (%):0.5 〜1.25、Ti:0.005〜0.
    15%、残部: Feおよび不可避不純物から成る鋼組
    成を有する耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼。
  2. 【請求項2】  重量%でさらに、Cu:0.05 〜
    0.50%を含有する請求項1記載の耐水素誘起割れ性
    に優れた高張力鋼。
  3. 【請求項3】  重量%でさらに、Ca:0.0005
     〜0.0050%および/または希土類元素:0.0
    005 〜0.01%を含有する請求項1または2記載
    の耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼。
  4. 【請求項4】  重量%でさらに、Ni:0.05 〜
    0.50%、Mo:0.05 〜0.50%、Nb:0
    .01 〜0.15%およびV:0.01 〜0.15
    %の1種以上を含有する請求項1もしくは3のいずれか
    に記載の耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼。
JP41438090A 1990-12-26 1990-12-26 耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼 Withdrawn JPH04224653A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41438090A JPH04224653A (ja) 1990-12-26 1990-12-26 耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP41438090A JPH04224653A (ja) 1990-12-26 1990-12-26 耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04224653A true JPH04224653A (ja) 1992-08-13

Family

ID=18522866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP41438090A Withdrawn JPH04224653A (ja) 1990-12-26 1990-12-26 耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04224653A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100711362B1 (ko) * 2005-12-07 2007-04-27 주식회사 포스코 도금특성 및 연신특성이 우수한 고강도 박강판 및 그제조방법
JP2007271267A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumiju Shiken Kensa Kk 水素に起因する損傷及び腐食減肉現象の検査方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100711362B1 (ko) * 2005-12-07 2007-04-27 주식회사 포스코 도금특성 및 연신특성이 우수한 고강도 박강판 및 그제조방법
JP2007271267A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumiju Shiken Kensa Kk 水素に起因する損傷及び腐食減肉現象の検査方法
JP4511487B2 (ja) * 2006-03-30 2010-07-28 住重試験検査株式会社 水素に起因する損傷及び腐食減肉現象の検査方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1546417B1 (en) High strength seamless steel pipe excellent in hydrogen-induced cracking resistance and its production method
JP4997805B2 (ja) 高強度厚鋼板およびその製造方法、ならびに高強度鋼管
KR20030081050A (ko) 변형 성능이 우수한 고강도 강판, 고강도 강관 및 제조 방법
EP0949340B1 (en) Steel having excellent outer surface scc resistance for pipeline
WO2005075694A1 (ja) 耐hic性に優れたラインパイプ用鋼材及びその鋼材を用いて製造されるラインパイプ
US20080283161A1 (en) High strength seamless steel pipe excellent in hydrogen-induced cracking resistance and its production method
JPH10121202A (ja) 耐硫化物応力割れ性を必要とする環境で使用される高強度鋼材およびその製造方法
JP2655911B2 (ja) 耐水素誘起割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性に優れるラインパイプ用鋼
EP0735154A1 (en) Austenitic stainless steels for press forming
JPH05271766A (ja) 耐水素誘起割れ性の優れた高強度鋼板の製造方法
JP2914138B2 (ja) 高耐食性電縫鋼管用鋼の製造方法
JP2770718B2 (ja) 耐hic性に優れた高強度熱延鋼帯とその製造方法
JP3526722B2 (ja) 低温靭性に優れた超高強度鋼管
JPH0371506B2 (ja)
JP2541070B2 (ja) 母材の脆性破壊伝播停止特性に優れた高ニッケル合金クラッド鋼板の製造方法
JP3009569B2 (ja) 低温靭性の優れた耐co2腐食性耐サワー鋼板の製造法
JPH0995731A (ja) 低温用建築向け鋼材の製造方法
JPH04224653A (ja) 耐水素誘起割れ性に優れた高張力鋼
JPH08246094A (ja) 低温用建築鋼材
JPH08232042A (ja) 耐食性電縫溶接鋼管用鋼
JPH0368101B2 (ja)
JP2721420B2 (ja) 耐サワー電縫鋼管用鋼
JPH06293914A (ja) 耐co2 腐食性、haz靱性に優れた低合金ラインパイプ用鋼板の製造方法
JPH0995730A (ja) 低温用建築向け鋼材の製造方法
KR20200047081A (ko) 황화물 응력부식 균열 저항성이 우수한 고강도 강재의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980312