JPH05255745A - 耐サワー性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
耐サワー性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法Info
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- JPH05255745A JPH05255745A JP4055758A JP5575892A JPH05255745A JP H05255745 A JPH05255745 A JP H05255745A JP 4055758 A JP4055758 A JP 4055758A JP 5575892 A JP5575892 A JP 5575892A JP H05255745 A JPH05255745 A JP H05255745A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は耐水素誘起膨れ性と耐水素誘起割れ
性を飛躍的に改善した引張強さ５０〜７５キロ級高強度
高靱性鋼管用熱延鋼板を確実且つ容易に製造し得る方法
を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，
Ｃｒの含有量を特定して、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃａを添加しな
い連鋳製鋼片を７２０℃以上で圧延を終了し、捲取り迄
の平均冷却速度５〜２０℃／sec.で冷却して、４５０〜
５７０℃で捲取り、その後、５００〜７００℃焼戻しす
ることを特徴とする耐水素誘起膨れ性および耐水素誘起
割れ性の優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法。 【効果】 従来法に比して、格段に優れた性能の高強度
鋼管用鋼板を、高度な精錬・鋳造技術を要せず容易で経
済性阻害も伴わずに製造し得る方法を提供できる。
性を飛躍的に改善した引張強さ５０〜７５キロ級高強度
高靱性鋼管用熱延鋼板を確実且つ容易に製造し得る方法
を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，
Ｃｒの含有量を特定して、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃａを添加しな
い連鋳製鋼片を７２０℃以上で圧延を終了し、捲取り迄
の平均冷却速度５〜２０℃／sec.で冷却して、４５０〜
５７０℃で捲取り、その後、５００〜７００℃焼戻しす
ることを特徴とする耐水素誘起膨れ性および耐水素誘起
割れ性の優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法。 【効果】 従来法に比して、格段に優れた性能の高強度
鋼管用鋼板を、高度な精錬・鋳造技術を要せず容易で経
済性阻害も伴わずに製造し得る方法を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐水素誘起膨れ性およ
び耐水素誘起割れ性に優れた鋼管用鋼材の製造方法に関
し、特に硫化水素を含む湿潤環境（以下サワー環境と言
う）および寒冷地で使用される石油・天然ガス輸送パイ
プライン等の鋼管用素材に適した引張強さ５０〜７５kg
f/mm2 の耐サワー低温靭性用熱延鋼板の製造方法に係る
ものである。
び耐水素誘起割れ性に優れた鋼管用鋼材の製造方法に関
し、特に硫化水素を含む湿潤環境（以下サワー環境と言
う）および寒冷地で使用される石油・天然ガス輸送パイ
プライン等の鋼管用素材に適した引張強さ５０〜７５kg
f/mm2 の耐サワー低温靭性用熱延鋼板の製造方法に係る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、サワー環境および寒冷地に於ける
石油・天然ガスの採掘・輸送が増加している。このよう
な環境で使用されるパイプライン等に於いては、鋼材表
面で水素誘起膨れが、鋼材内部で水素誘起割れが発生す
ることがあり、低温での脆性破壊が生じることもある。
パイプラインの大規模化・高圧輸送化の進展に伴い、よ
り大きな被害を招くこれらの問題に対して、膨れおよび
割れ等の破壊抵抗性に優れた鋼材の開発が益々重要とな
っている。
石油・天然ガスの採掘・輸送が増加している。このよう
な環境で使用されるパイプライン等に於いては、鋼材表
面で水素誘起膨れが、鋼材内部で水素誘起割れが発生す
ることがあり、低温での脆性破壊が生じることもある。
パイプラインの大規模化・高圧輸送化の進展に伴い、よ
り大きな被害を招くこれらの問題に対して、膨れおよび
割れ等の破壊抵抗性に優れた鋼材の開発が益々重要とな
っている。
【０００３】水素誘起膨れおよび水素誘起割れの割れ原
因と防止方法については、従来から多くの研究開発が進
められており、次のことが知られている。サワー環境で
の膨れおよび割れに関しては、鋼材表面の腐食反応で発
生した水素が鋼中に侵入して、介在物と地鉄との界面で
集積し、そのガス圧力が駆動力となって膨れおよび割れ
を形成し、鋼材表面近傍では水素誘起膨れとなり、鋼材
内部では中心偏析部（最終凝固部での成分元素濃化部）
に生じやすいバンド状硬化組織等に沿って伝播・拡大し
て、水素誘起割れとなる。
因と防止方法については、従来から多くの研究開発が進
められており、次のことが知られている。サワー環境で
の膨れおよび割れに関しては、鋼材表面の腐食反応で発
生した水素が鋼中に侵入して、介在物と地鉄との界面で
集積し、そのガス圧力が駆動力となって膨れおよび割れ
を形成し、鋼材表面近傍では水素誘起膨れとなり、鋼材
内部では中心偏析部（最終凝固部での成分元素濃化部）
に生じやすいバンド状硬化組織等に沿って伝播・拡大し
て、水素誘起割れとなる。
【０００４】これらの知見を踏まえて従来、水素誘起膨
れおよび割れ防止のために以下のような手段が用いられ
ている。 (1) Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ等を添加して鋼の腐食を抑制或い
は水素侵入を抑制する方法（例えば特開昭５０−９７５
１５号公報参照）。 (2) Ｃａ，ＲＥＭ等を添加して、割れの起点となるＭｎ
Ｓ・非金属介在物を球状に形態制御する方法（例えば特
開昭５３−１４６０６号公報、および特開昭５４−３８
２１４号公報参照）。 (3) Ｍｎ，Ｐ等の含有量を低減し、或いは圧延用鋳片の
均熱拡散処理を施すことによって中心偏析部の偏析度を
低減する方法（例えば特開昭５２−１１１８１５号公
報、および特開昭５０−９７５１７号公報参照）。 (4) 圧延後、再加熱を行い、焼入れ、焼戻し又は焼なら
しを施し、主として中心偏析部のミクロ組織を改善する
ことによって割れ感受性を低減する方法（例えば特公昭
５８−１８９６７号公報参照）。 (5) 特に、鋼材表面の水素誘起膨れを抑制するため、Ｓ
含有量低減とＣａ，ＲＥＭ等の添加で、鋼材の表層部を
含む単位重量当たりの介在物の大きさと個数を小さく制
限した鋼材（例えば特開昭５８−２２１２６１号公報参
照）。
れおよび割れ防止のために以下のような手段が用いられ
ている。 (1) Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ等を添加して鋼の腐食を抑制或い
は水素侵入を抑制する方法（例えば特開昭５０−９７５
１５号公報参照）。 (2) Ｃａ，ＲＥＭ等を添加して、割れの起点となるＭｎ
Ｓ・非金属介在物を球状に形態制御する方法（例えば特
開昭５３−１４６０６号公報、および特開昭５４−３８
２１４号公報参照）。 (3) Ｍｎ，Ｐ等の含有量を低減し、或いは圧延用鋳片の
均熱拡散処理を施すことによって中心偏析部の偏析度を
低減する方法（例えば特開昭５２−１１１８１５号公
報、および特開昭５０−９７５１７号公報参照）。 (4) 圧延後、再加熱を行い、焼入れ、焼戻し又は焼なら
しを施し、主として中心偏析部のミクロ組織を改善する
ことによって割れ感受性を低減する方法（例えば特公昭
５８−１８９６７号公報参照）。 (5) 特に、鋼材表面の水素誘起膨れを抑制するため、Ｓ
含有量低減とＣａ，ＲＥＭ等の添加で、鋼材の表層部を
含む単位重量当たりの介在物の大きさと個数を小さく制
限した鋼材（例えば特開昭５８−２２１２６１号公報参
照）。
【０００５】又、低温靭性を改善する手段としては、成
分の規制（Ｃ含有量等）と圧延条件の規則（温度、圧下
率等）による方法が一般に知られている。
分の規制（Ｃ含有量等）と圧延条件の規則（温度、圧下
率等）による方法が一般に知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
方法に於いては、次のような問題点を有している。(1)
の方法についてはｐＨが低い厳しいサワー環境では、Ｃ
ｕ，Ｎｉ等の添加による水素の侵入を抑制する効果が損
なわれ、水素誘起膨れおよび割れを抑制するに十分な効
果を発揮し得ない。又、該合金添加コストの経済的損失
も大きい。そのため、係る鋼材の製造に於いては、 (2)
および(3) の両手段を必須として、環境条件に応じた水
素侵入抑制効果を有する元素を添加する (1)の手段を併
用しているのが一般的な方法である。
方法に於いては、次のような問題点を有している。(1)
の方法についてはｐＨが低い厳しいサワー環境では、Ｃ
ｕ，Ｎｉ等の添加による水素の侵入を抑制する効果が損
なわれ、水素誘起膨れおよび割れを抑制するに十分な効
果を発揮し得ない。又、該合金添加コストの経済的損失
も大きい。そのため、係る鋼材の製造に於いては、 (2)
および(3) の両手段を必須として、環境条件に応じた水
素侵入抑制効果を有する元素を添加する (1)の手段を併
用しているのが一般的な方法である。
【０００７】しかしながら、それらの従来方法によって
も、劣悪な石油・天然ガス採掘および寒冷地での高圧輸
送パイプライン敷設の進展等に伴う鋼材所要性能の高度
化（例えば、低ｐＨ≦３の厳しいサワー環境でも鋼材表
面の水素誘起膨れが発生せず、且つ耐水素誘起割れ性お
よび低温靭性の優れたＡＰＩ規格Ｘ８０級高強度鋼管）
に対して、未だ十分な信頼性をもって応えることができ
ず、これを確実に提供し得る製造技術を完成するに至っ
ていないのが実情である。
も、劣悪な石油・天然ガス採掘および寒冷地での高圧輸
送パイプライン敷設の進展等に伴う鋼材所要性能の高度
化（例えば、低ｐＨ≦３の厳しいサワー環境でも鋼材表
面の水素誘起膨れが発生せず、且つ耐水素誘起割れ性お
よび低温靭性の優れたＡＰＩ規格Ｘ８０級高強度鋼管）
に対して、未だ十分な信頼性をもって応えることができ
ず、これを確実に提供し得る製造技術を完成するに至っ
ていないのが実情である。
【０００８】又、 (4)の方法についても焼入れ、焼戻し
処理による工業生産上の経済的損失が大きいため、広範
な実用には供し難く、該法採用に於いては鋼材の生産工
程全体を通した経済性阻害を減少もしくは向上させる必
要がある。更に、 (5)の方法の如く、Ｓ含有量の低減と
Ｃａ，ＲＥＭ等の添加で鋼材中心部のＭｎＳ（硫化物系
介在物）を抑制又は形態制御して、水素誘起割れを防止
し、且つ、鋼材表面の水素誘起膨れを実質的に消滅させ
るに必要な大きさと個数まで表面近傍の微小な介在物を
無くすことは、連鋳法による現在の工業的生産に於いて
は、極めて高度な操業技術を必要とし、生産性の阻害も
大きく、これらの特性の安全確保と経済性の観点から大
きな問題を残している。
処理による工業生産上の経済的損失が大きいため、広範
な実用には供し難く、該法採用に於いては鋼材の生産工
程全体を通した経済性阻害を減少もしくは向上させる必
要がある。更に、 (5)の方法の如く、Ｓ含有量の低減と
Ｃａ，ＲＥＭ等の添加で鋼材中心部のＭｎＳ（硫化物系
介在物）を抑制又は形態制御して、水素誘起割れを防止
し、且つ、鋼材表面の水素誘起膨れを実質的に消滅させ
るに必要な大きさと個数まで表面近傍の微小な介在物を
無くすことは、連鋳法による現在の工業的生産に於いて
は、極めて高度な操業技術を必要とし、生産性の阻害も
大きく、これらの特性の安全確保と経済性の観点から大
きな問題を残している。
【０００９】本発明は、このような背景に於いて確立さ
れたものであり、前記問題点を解消して、厳しいサワー
環境に於いても優れた耐水素誘起膨れ性と耐水素誘起割
れ性を有し、且つ高強度と低温高靭性を共に具備した鋼
材の製造方法を提供することを目的とするものである。
れたものであり、前記問題点を解消して、厳しいサワー
環境に於いても優れた耐水素誘起膨れ性と耐水素誘起割
れ性を有し、且つ高強度と低温高靭性を共に具備した鋼
材の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために以下の構成とする。即ち、重量％で、Ｃ：
０．０４〜０．２０％、Ｍｎ：０．６〜２．０％、Ｐ≦
０．０２０％、Ｓ≦０．００４％であって、Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｃａを実質的に添加していない基本成分と、更にＮ
ｂ≦０．０６％、Ｖ≦０．０７％、Ｔｉ≦０．０３％、
Ｍｏ≦０．５０％、Ｃｒ≦０．５０％の１種又は２種以
上を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる
連続鋳造材を、７２０℃以上の温度で熱間圧延を終了
し、ホットランテーブル上で捲取までの平均冷却速度５
〜２０℃／sec.で冷却して、４５０〜５７０℃の温度で
捲取り、その後、５００〜７００℃の温度で焼戻しする
ことを特徴とする耐水素誘起膨れ性および耐水素誘起割
れ性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法である。
するために以下の構成とする。即ち、重量％で、Ｃ：
０．０４〜０．２０％、Ｍｎ：０．６〜２．０％、Ｐ≦
０．０２０％、Ｓ≦０．００４％であって、Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｃａを実質的に添加していない基本成分と、更にＮ
ｂ≦０．０６％、Ｖ≦０．０７％、Ｔｉ≦０．０３％、
Ｍｏ≦０．５０％、Ｃｒ≦０．５０％の１種又は２種以
上を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる
連続鋳造材を、７２０℃以上の温度で熱間圧延を終了
し、ホットランテーブル上で捲取までの平均冷却速度５
〜２０℃／sec.で冷却して、４５０〜５７０℃の温度で
捲取り、その後、５００〜７００℃の温度で焼戻しする
ことを特徴とする耐水素誘起膨れ性および耐水素誘起割
れ性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法である。
【００１１】
【作用】以下に上記手段の作用について詳細に説明す
る。水素誘起膨れおよび水素誘起割れを防止する手段と
して、水素侵入の抑制、侵入水素が集積して割れの
発生起源となる介在物の抑制、割れ伝播経路となる中
心偏析の抑制、等が重要である。特に高強度鋼では強度
を確保する目的から、Ｃ，Ｍｎ等の強化成分元素を多く
含有させるため、連鋳材の中心偏析部に硬化組織が発生
し易く、該部の水素誘起割れを防止する上で、該部の介
在物抑制と共に、硬化組織を完全に消滅させ得る確実な
手段が不可欠であり、更に、表面の水素誘起膨れを防止
する上での、より確実で、しかも工業的生産に於けるコ
スト・生産性の阻害を極力軽減した手段を探求する必要
があるとの考え方から、本発明者等は種々の実験検討を
重ねた結果、その解決手段となる以下の知見を得た。
る。水素誘起膨れおよび水素誘起割れを防止する手段と
して、水素侵入の抑制、侵入水素が集積して割れの
発生起源となる介在物の抑制、割れ伝播経路となる中
心偏析の抑制、等が重要である。特に高強度鋼では強度
を確保する目的から、Ｃ，Ｍｎ等の強化成分元素を多く
含有させるため、連鋳材の中心偏析部に硬化組織が発生
し易く、該部の水素誘起割れを防止する上で、該部の介
在物抑制と共に、硬化組織を完全に消滅させ得る確実な
手段が不可欠であり、更に、表面の水素誘起膨れを防止
する上での、より確実で、しかも工業的生産に於けるコ
スト・生産性の阻害を極力軽減した手段を探求する必要
があるとの考え方から、本発明者等は種々の実験検討を
重ねた結果、その解決手段となる以下の知見を得た。
【００１２】本発明は主として石油・天然ガスパイプラ
イン用のＡＰＩ規格Ｘ５２〜Ｘ８０クラス耐サワー環境
用鋼管等に用いられる熱延鋼板を対象としたものであ
り、本発明に於ける各成分元素の限定理由を以下に示
す。Ｃは、母材および溶接部の強度を確保するため０．
０４％以上とし、内質、溶接性、溶接熱影響部の靭性等
の劣化を防止するため０．２０％以下とする。Ｍｎは、
母材の強度と靭性を確保し、中心偏析の悪化を抑制して
水素誘起割れの伝播停止能力を向上させ、更には、溶接
熱影響部の靭性を維持するため０．６％以上２．０％以
下とした。Ｐは、中心偏析の悪化を避けるため０．０２
０％以下としている。Ｓは、非金属介在物の増大を避け
るため０．００４％とした。Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃａを実質的
に添加しない理由は、後述する圧延および捲戻しを実施
することにより、これらの成分元素を添加することなく
水素誘起膨れおよび割れを防止できるためと経済性の理
由からである。即ち、捲戻しを行うことによって、Ｎ
ｉ，Ｃｕを添加することなく水素侵入が抑制され、且
つ、Ｃａを添加しないことにより微小な酸化物系介在物
の増加が抑制される効果もあって、水素誘起膨れおよび
割れを共に防止できることから、これらの成分元素添加
を積極的に回避できることを見出したものである。
イン用のＡＰＩ規格Ｘ５２〜Ｘ８０クラス耐サワー環境
用鋼管等に用いられる熱延鋼板を対象としたものであ
り、本発明に於ける各成分元素の限定理由を以下に示
す。Ｃは、母材および溶接部の強度を確保するため０．
０４％以上とし、内質、溶接性、溶接熱影響部の靭性等
の劣化を防止するため０．２０％以下とする。Ｍｎは、
母材の強度と靭性を確保し、中心偏析の悪化を抑制して
水素誘起割れの伝播停止能力を向上させ、更には、溶接
熱影響部の靭性を維持するため０．６％以上２．０％以
下とした。Ｐは、中心偏析の悪化を避けるため０．０２
０％以下としている。Ｓは、非金属介在物の増大を避け
るため０．００４％とした。Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃａを実質的
に添加しない理由は、後述する圧延および捲戻しを実施
することにより、これらの成分元素を添加することなく
水素誘起膨れおよび割れを防止できるためと経済性の理
由からである。即ち、捲戻しを行うことによって、Ｎ
ｉ，Ｃｕを添加することなく水素侵入が抑制され、且
つ、Ｃａを添加しないことにより微小な酸化物系介在物
の増加が抑制される効果もあって、水素誘起膨れおよび
割れを共に防止できることから、これらの成分元素添加
を積極的に回避できることを見出したものである。
【００１３】Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｃｒはそれぞれ、
強度、靭性を確保する目的から必要に応じて１種又は２
種以上を添加するが、その添加量が過大になると、靭性
劣化や水素誘起膨れおよび割れ発生につながる粗大な析
出物が増加するのみならず、コスト面の不利益ともなる
ため各々、Ｎｂ０．０６％、Ｖ０．０７％、Ｔｉ０．０
３％、Ｍｏ０．５０％、Ｃｒ０．５０％としている。
強度、靭性を確保する目的から必要に応じて１種又は２
種以上を添加するが、その添加量が過大になると、靭性
劣化や水素誘起膨れおよび割れ発生につながる粗大な析
出物が増加するのみならず、コスト面の不利益ともなる
ため各々、Ｎｂ０．０６％、Ｖ０．０７％、Ｔｉ０．０
３％、Ｍｏ０．５０％、Ｃｒ０．５０％としている。
【００１４】次に、７２０℃以上の温度で熱間圧延を終
了し、ホットランテーブル上で平均冷却速度５〜３０℃
／sec.で冷却して、４５０〜５７０℃の温度で捲取る理
由は、７２０℃未満の温度で熱間圧延を終了した場合に
は、鋼材の厚み中心部に圧延で延伸されたＭｎＳ介在物
が存在して水素誘起割れが発生することがあり、また平
均冷却速度が５℃／sec.未満ではパーライトバンド組織
が現われ、３０℃／sec.超では中間組織が現出するから
である。更に捲取温度が５７０℃超ではパーライトバン
ド組織が現れ、耐水素誘起割れ性が劣化することから規
定したものであり、捲取温度４５０℃以上としたのは、
工業的生産規模の一般的能力を有する冷却設備に於い
て、より低い捲取温度を確保するために通板速度を減じ
て生産性を低下させる弊害を起すことがなく、しかも、
該温度から５７０℃の温度範囲では鋼材全体の捲取温度
の均一性が良好に得られ易いこと等から規定したもので
ある。
了し、ホットランテーブル上で平均冷却速度５〜３０℃
／sec.で冷却して、４５０〜５７０℃の温度で捲取る理
由は、７２０℃未満の温度で熱間圧延を終了した場合に
は、鋼材の厚み中心部に圧延で延伸されたＭｎＳ介在物
が存在して水素誘起割れが発生することがあり、また平
均冷却速度が５℃／sec.未満ではパーライトバンド組織
が現われ、３０℃／sec.超では中間組織が現出するから
である。更に捲取温度が５７０℃超ではパーライトバン
ド組織が現れ、耐水素誘起割れ性が劣化することから規
定したものであり、捲取温度４５０℃以上としたのは、
工業的生産規模の一般的能力を有する冷却設備に於い
て、より低い捲取温度を確保するために通板速度を減じ
て生産性を低下させる弊害を起すことがなく、しかも、
該温度から５７０℃の温度範囲では鋼材全体の捲取温度
の均一性が良好に得られ易いこと等から規定したもので
ある。
【００１５】しかしながら、以上の条件を適用しても、
特にＭｎ含有量の高い高強度鋼（例えばＭｎ≧１．０％
の引張強さ≧７０kgf/mm2 鋼）等では工業的生産規模の
連続鋳造法に於いて、鋼材全体の中心偏析を必要十分に
軽減するには極めて高度な設備と操業技術を要し、部分
的に偏析レベルが劣り、該部に硬化マルテンサイトが発
生して水素誘起割れを生じることがあり、又、表面近傍
の介在物も十分に微小化・減少させて表面の水素誘起膨
れを完全に防止することは非常に困難なことが分かっ
た。しかるに、連続鋳造までの工程に於いて超高度な操
業技術と生産性およびコスト面の過大な負荷をかけるこ
となく、介在物と偏析を完全に消滅乃至軽減できない場
合でも、前記条件で圧延した後に５００〜７００℃の温
度で焼戻しを行うことにより、水素誘起割れの防止に加
えて、図１に示すように、表面の水素誘起膨れの防止効
果が大きいことを見出した。即ち、５００℃以上の温度
で焼戻しを行うことにより、水素が集積し易い介在物や
異常硬化マルテンサイト近傍の圧延および冷却時の歪が
除去され、硬化マルテンサイトが消滅し、水素の集積量
が減じると共に膨れと割れに対する抵抗性が高まり、鋼
材全体にわたって容易に、水素誘起膨れと水素誘起割れ
を共に防止することができることを確認したものであ
り、７００℃を超える温度で焼戻しすると鋼材の軟化が
著しく、所要の強度が得られないばかりでなく、経済性
の面でも不利益となるため、焼戻し温度範囲を５００〜
７００℃に限定したものである。
特にＭｎ含有量の高い高強度鋼（例えばＭｎ≧１．０％
の引張強さ≧７０kgf/mm2 鋼）等では工業的生産規模の
連続鋳造法に於いて、鋼材全体の中心偏析を必要十分に
軽減するには極めて高度な設備と操業技術を要し、部分
的に偏析レベルが劣り、該部に硬化マルテンサイトが発
生して水素誘起割れを生じることがあり、又、表面近傍
の介在物も十分に微小化・減少させて表面の水素誘起膨
れを完全に防止することは非常に困難なことが分かっ
た。しかるに、連続鋳造までの工程に於いて超高度な操
業技術と生産性およびコスト面の過大な負荷をかけるこ
となく、介在物と偏析を完全に消滅乃至軽減できない場
合でも、前記条件で圧延した後に５００〜７００℃の温
度で焼戻しを行うことにより、水素誘起割れの防止に加
えて、図１に示すように、表面の水素誘起膨れの防止効
果が大きいことを見出した。即ち、５００℃以上の温度
で焼戻しを行うことにより、水素が集積し易い介在物や
異常硬化マルテンサイト近傍の圧延および冷却時の歪が
除去され、硬化マルテンサイトが消滅し、水素の集積量
が減じると共に膨れと割れに対する抵抗性が高まり、鋼
材全体にわたって容易に、水素誘起膨れと水素誘起割れ
を共に防止することができることを確認したものであ
り、７００℃を超える温度で焼戻しすると鋼材の軟化が
著しく、所要の強度が得られないばかりでなく、経済性
の面でも不利益となるため、焼戻し温度範囲を５００〜
７００℃に限定したものである。
【００１６】この焼戻しを行うことにより、水素侵入抑
制を目的とするＮｉ，Ｃｕの添加も必要とせず、介在物
と偏析を抑制する目的からのＳ，Ｐの低減に要するコス
トも軽くてすみ、ＭｎＳ介在物の形態抑制のためのＣａ
添加も不要となる等の利益が得られ、熱処理コストによ
る経済性阻害を大幅に減少し、ｐＨ約３の厳しいサワー
環境（ｐＨ値が小さいほど割れが発生し易い）でも水素
誘起膨れと水素誘起割れが全く発生しない、信頼性の高
い耐サワー環境用鋼材を得ることができた。しかも高強
度と低温高靭性等の所要性能も十分容易に備えることも
でき、該鋼材から水素誘起膨れおよび水素誘起割れを完
全に防止した、高強度・低温高靭性の電縫鋼管が得ら
れ、耐サワー・寒冷地環境での高圧輸送パイプライン用
鋼管として、高い信頼性をもって利用できることを知得
したものである。
制を目的とするＮｉ，Ｃｕの添加も必要とせず、介在物
と偏析を抑制する目的からのＳ，Ｐの低減に要するコス
トも軽くてすみ、ＭｎＳ介在物の形態抑制のためのＣａ
添加も不要となる等の利益が得られ、熱処理コストによ
る経済性阻害を大幅に減少し、ｐＨ約３の厳しいサワー
環境（ｐＨ値が小さいほど割れが発生し易い）でも水素
誘起膨れと水素誘起割れが全く発生しない、信頼性の高
い耐サワー環境用鋼材を得ることができた。しかも高強
度と低温高靭性等の所要性能も十分容易に備えることも
でき、該鋼材から水素誘起膨れおよび水素誘起割れを完
全に防止した、高強度・低温高靭性の電縫鋼管が得ら
れ、耐サワー・寒冷地環境での高圧輸送パイプライン用
鋼管として、高い信頼性をもって利用できることを知得
したものである。
【００１７】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。ＡＰ
Ｉ規格Ｘ５２〜Ｘ８０相当の耐サワーラインパイプ用鋼
管用の熱延鋼板を主対象として、転炉−連鋳工程で製造
した表１の化学成分から成る鋳片を用いて、加熱−連続
熱間圧延−冷却−捲取プロセスにより板厚５〜１９mmの
鋼板を製造した後、焼戻しを行ったものであり、表２に
加熱−圧延−冷却−焼戻しの条件並びに鋼板の機械的性
質と耐水素誘起膨れおよび割れ性を示す。
Ｉ規格Ｘ５２〜Ｘ８０相当の耐サワーラインパイプ用鋼
管用の熱延鋼板を主対象として、転炉−連鋳工程で製造
した表１の化学成分から成る鋳片を用いて、加熱−連続
熱間圧延−冷却−捲取プロセスにより板厚５〜１９mmの
鋼板を製造した後、焼戻しを行ったものであり、表２に
加熱−圧延−冷却−焼戻しの条件並びに鋼板の機械的性
質と耐水素誘起膨れおよび割れ性を示す。
【００１８】水素誘起膨れおよび割れ試験は鋼板（又は
鋼管）の表裏面を各１mm切削した厚さで、幅２０mm×長
さ１００ｍの試験片を、温度２５℃でＨ2 Ｓを飽和させ
た０．５％ＣＨ3 ＣＯＯＨ−５％ＮａＣｌ水溶液（ｐＨ
約３）に４日間浸漬した後、超音波探傷を行い、検出さ
れた割れの面積率をもって耐水素誘起割れ性の評価指標
とし、耐水素誘起膨れ性は目視で観察される表面の膨れ
（直径１mm以上を対象とした）の有無と個数で評価し
た。
鋼管）の表裏面を各１mm切削した厚さで、幅２０mm×長
さ１００ｍの試験片を、温度２５℃でＨ2 Ｓを飽和させ
た０．５％ＣＨ3 ＣＯＯＨ−５％ＮａＣｌ水溶液（ｐＨ
約３）に４日間浸漬した後、超音波探傷を行い、検出さ
れた割れの面積率をもって耐水素誘起割れ性の評価指標
とし、耐水素誘起膨れ性は目視で観察される表面の膨れ
（直径１mm以上を対象とした）の有無と個数で評価し
た。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】鋼番１〜９は引張強さ約５０〜７５kgf/mm
2 を対象とした本発明例である。鋼番１０〜２０は比較
鋼の例である。本発明鋼の鋼番１〜９は水素誘起割れが
無く、表面の水素誘起膨れも皆無で且つ、優れた低温靭
性を得ている。
2 を対象とした本発明例である。鋼番１０〜２０は比較
鋼の例である。本発明鋼の鋼番１〜９は水素誘起割れが
無く、表面の水素誘起膨れも皆無で且つ、優れた低温靭
性を得ている。
【００２２】比較鋼中、鋼番１０〜１１は焼戻していな
いため、鋼番１２は焼戻し温度が低過ぎるため、一部に
水素誘起割れが発生し、水素誘起膨れも発生している。
鋼番１３は焼戻し温度が高過ぎるため、強度が低下して
所要強度を確保する上で好ましくない例である。鋼番１
４は捲取温度が高過ぎるため、その他の条件が適正条件
範囲にあるにもかかわらず、一部に水素誘起割れが発生
した例である。鋼番１５は平均冷却速度が低過ぎ、鋼番
１６は平均冷却速度が高過ぎたため、その他の条件が適
正条件範囲であっても、水素誘起割れが一部に発生し
た。鋼番１７は圧延終了温度が低過ぎたため、同様に水
素誘起割れが発生した。鋼番１８〜２０はＭｎ，Ｐ，Ｓ
がそれぞれ高過ぎるため、水素誘起割れが発生した例で
ある。
いため、鋼番１２は焼戻し温度が低過ぎるため、一部に
水素誘起割れが発生し、水素誘起膨れも発生している。
鋼番１３は焼戻し温度が高過ぎるため、強度が低下して
所要強度を確保する上で好ましくない例である。鋼番１
４は捲取温度が高過ぎるため、その他の条件が適正条件
範囲にあるにもかかわらず、一部に水素誘起割れが発生
した例である。鋼番１５は平均冷却速度が低過ぎ、鋼番
１６は平均冷却速度が高過ぎたため、その他の条件が適
正条件範囲であっても、水素誘起割れが一部に発生し
た。鋼番１７は圧延終了温度が低過ぎたため、同様に水
素誘起割れが発生した。鋼番１８〜２０はＭｎ，Ｐ，Ｓ
がそれぞれ高過ぎるため、水素誘起割れが発生した例で
ある。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明した本発明は、極めて厳しい
サワー環境下でも優れた耐水素誘起膨れ性および耐水素
誘起割れ性を発揮して、鋼材表面の水素誘起膨れと鋼材
内部の水素誘起割れを防止した、高強度と低温靭性等の
所要性能を共に備えた鋼材を、信頼性高く製造する方法
であり、これを苛酷なサワー環境および寒冷地での高圧
操業に耐え得る石油・天然ガス輸送用パイプラインに使
用する鋼管等の製造に供すことができて、その工業的な
効果は極めて大きい。
サワー環境下でも優れた耐水素誘起膨れ性および耐水素
誘起割れ性を発揮して、鋼材表面の水素誘起膨れと鋼材
内部の水素誘起割れを防止した、高強度と低温靭性等の
所要性能を共に備えた鋼材を、信頼性高く製造する方法
であり、これを苛酷なサワー環境および寒冷地での高圧
操業に耐え得る石油・天然ガス輸送用パイプラインに使
用する鋼管等の製造に供すことができて、その工業的な
効果は極めて大きい。
【図１】水素誘起膨れの発生に及ぼす焼戻し処理の影響
を示す。
を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０４〜０．２０％、
Ｍｎ：０．６〜２．０％、Ｐ≦０．０２０％、Ｓ≦０．
００４％であって、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃａを実質的に添加し
ていない基本成分と、更にＮｂ≦０．０６％、Ｖ≦０．
０７％、Ｔｉ≦０．０３％、Ｍｏ≦０．５０％、Ｃｒ≦
０．５０％の１種又は２種以上を含有し、残部はＦｅお
よび不可避的不純物からなる連続鋳造材を、７２０℃以
上の温度で熱間圧延を終了し、ホットランテーブル上で
捲取までの平均冷却速度５〜２０℃／sec.で冷却して、
４５０〜５７０℃の温度で捲取り、その後、５００〜７
００℃の温度で焼戻しすることを特徴とする耐水素誘起
膨れおよび耐水素誘起割れ性の優れた鋼管用熱延鋼板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4055758A JPH05255745A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 耐サワー性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4055758A JPH05255745A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 耐サワー性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05255745A true JPH05255745A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13007748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4055758A Withdrawn JPH05255745A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 耐サワー性に優れた鋼管用熱延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05255745A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113046638A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-29 | 山西建龙实业有限公司 | 一种煤气管道用sns耐酸钢优质铸坯及其生产方法 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP4055758A patent/JPH05255745A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113046638A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-29 | 山西建龙实业有限公司 | 一种煤气管道用sns耐酸钢优质铸坯及其生产方法 |
| CN113046638B (zh) * | 2021-03-09 | 2022-07-12 | 山西建龙实业有限公司 | 一种煤气管道用sns耐酸钢优质铸坯及其生产方法 |
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