JPH0567699B2 - - Google Patents
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- JPH0567699B2 JPH0567699B2 JP60290755A JP29075585A JPH0567699B2 JP H0567699 B2 JPH0567699 B2 JP H0567699B2 JP 60290755 A JP60290755 A JP 60290755A JP 29075585 A JP29075585 A JP 29075585A JP H0567699 B2 JPH0567699 B2 JP H0567699B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
石油、ガス輸送用パイプラインの曲り部や分岐
部に利用される厚肉高強度曲管に用いる鋼管につ
いて、誘導加熱成形後にもX60グレード（Y.S
42.7〜52.7Kgｆ／mm2、T.S 52.8〜65.9Kgｆ／mm2）
相当の高強度高靭性を維持できる厚肉高強度低
Pcn曲管とその製造法を提案しようとするもので
ある。 一般に石油、ガス輸送用ラインパイプの曲り部
や分岐部に使用される曲管は、鋳造、鍛造または
溶接組み立て法によつて製造されて来た。 これに対して近年、高周波の利用が工業的に盛
んとなり、この種の曲管の製造においても、
UOE鋼管、電縫鋼管やシムーレス鋼管などの直
管を高周波加熱の熱間曲げ加工で曲管にするとい
う経済的な成形法が採用されるようになりつつあ
り、その一方で、曲管使用環境もか酷なものとな
つて、冷寒地、深海使用などから曲管に高靭性で
高強度厚肉化が要求されるようになつてきた。 加えて、溶接性の良好な低PCM曲管が求められ
ることは言うまでもない。 ここで、成形時の高周波加熱は、管表面からの
加熱であるため、外表面と内表面とで温度差が生
じ、管の肉厚が厚くなる程、この温度差は大きく
なることが推定される。 さらに、加熱曲げ直後、水冷されるが、肉厚が
厚くなるほど冷却能は小さくなり、冷却速度が小
さくなるとともに、表面と板厚中心（１／2t部）
の冷却速度差も大きくなると推定される。 このように高周波加熱による曲管成形に際して
は、鋼管厚み方向の部位により種々の曲げ加熱温
度と冷却速度となるため、厚肉になるほど材質不
均一が大となり、鋼管各部位でその機械的性質が
異なる不均質曲管となつてしまう。 加えて、厚肉になるほど冷却速度が小さくなる
ため、高強度化のためには、添加合金元素量を増
加しなければならず、溶接性の低下をもたらす。 （従来の技術） これら曲管材質の不均一性を軽減するため、下
記のような操業的な工夫も考慮されている。すな
わち、加熱温度差を小さくする目的から、加熱浸
透深さを増すよう加熱周波数を下げた加工がなさ
れる。しかし、これにより加熱帯の幅も広がり曲
げ成形時に大変形となり真円度などの面から新た
な問題点も生じてしまい、本質的には加熱温度差
はなくならない。 また、冷却能の向上を狙い水量密度を上げた
り、管の内外面同時冷却もなされるが、誘導加熱
曲げ装置では、冷却ゾーンと加熱ゾーンが隣接し
ているため、加熱ゾーンへの冷却効果も大きくな
り所定の加熱温度が得られにくくなるという問題
も派生してくることとなる。 さらに、材質不均一性をなくすため、誘導加熱
曲げ成形後の曲管を大型熱処理炉に入れ、均一加
熱し、大型水槽に焼入れるという後工程も取られ
ることがあるが、コスト面から不利なこと、ま
た、寸法変化も生じるため所定形状の曲管が得ら
れにくい。 なお、曲管成形時における種々の加熱−冷却後
にも常に安定した靭性を有する鋼としてさきに発
明者らの一部は特願昭59−248190号（特開昭61−
127849号公報所載）の発明を提起したが、これは
薄肉管の靭性に着目しているのみで、その他この
発明のように厚肉低PCMで、高強度高靭性曲管用
鋼についての先行技術は見当らない。 （発明が解決しようとする問題点） 以上のように、厚肉高強度低PCM曲管の成形に
は、特別の配慮を必要としていたのに対し、曲管
用鋼自体に、熱間曲げ加工後にも高強度高靭性で
均質性の優れる性質を付与できれば、上述の特別
な配慮を必要としなくて済み、またその性質を組
合わせることでより一層高品質の曲管製造が可能
となる。 従つて溶接性の優れた厚肉高強度曲管を誘導加
熱曲げ成形法で製造する場合、特別なプロセス上
の配慮をしなくても成形後常に安定した強度、靭
性を有する曲管を提供することがこの発明の目的
とするところである。 この発明の具体的な目標は、主に、板厚1.5イ
ンチ以上であつて、PCMは0.19％以下、強度は
X60グレード以上さらにVE-20が20Kgｆｍ以上の
厚肉低PCM高強度高靭性曲管を与えようとするも
のである。 （問題点を解決するための手段） この発明は Ｃ：0.04〜0.12wt％、Si：0.20〜0.60wt％ Mn：0.80〜1.60wt％、Ni：0.05〜0.50wt％ Mo：0.10〜0.25wt％、Ｖ：0.030〜0.100wt％ Ti：0.005〜0.050wt％ Nb：0.020〜0.080wt％ Cu：0.05〜0.50wt％ Al：0.010〜0.100wt％ Ｎ：0.0020〜0.0060wt％ を、下記式で与えられるPCM値0.19％以下で含み、
残部鉄及び不純物から成る厚肉高強度低PCM曲
管。 記 PCM＝Ｃ＋Si／30＋１／20（Mn＋Cu）＋Ni／60＋Mo／15 ＋Ｖ／10（％） ならびに、 Ｃ：0.04〜0.12wt％、Si：0.20〜0.60wt％ Mn：0.80〜1.60wt％、Ni：0.05〜0.50wt％ Mo：0.10〜0.25wt％、Ｖ：0.030〜0.100wt％ Ti：0.005〜0.050wt％ Nb：0.020〜0.080wt％ Cu：0.05〜0.50wt％ Al：0.010〜0.100wt％及 Ｎ：0.0020〜0.0060wt％ を下記式で与えられるPCM値0.19％以下で含有す
る組成になる厚肉鋼管をAC3点温度以上で1100℃
以下に加熱し、該温度で曲げ加工した後、冷却
し、550〜650℃で焼もどしを施すことを特徴とす
る厚肉高強度低PCM曲管の製造方法。 記 PCM＝Ｃ＋Si／30＋１／20（Mn＋Cu）＋Ni／60＋Mo／15 ＋Ｖ／10（％） である。 この発明では加熱温度の変化によるオーステナ
イト粒径変化を少なくする。ここに第１図のよう
に、加熱温度の上昇に伴うオーステナイト粒成長
をできるだけ少なくすることで、曲管製造加熱時
の鋼管板厚方向でのオーステナイト粒径差が少な
くなり、材質均質性に優れるようになる。 このため、Ｃ、Mn、Cu、Ni、Nb添加でAc3点
（加熱下限）を下げ、またNb、Ti、ZrとREM添
加で加熱温度が高くなつても細粒を維持できる成
分系とすることが必要である。一方、低Pcnの低
冷却速度で強度確保のため、Ｃの有効利用から
Nb、Mo添加、焼きもどし析出強化からNb、Ｖ、
Mo、Ti添加を考慮することも必要である。 さて従来の技術における問題点として、20mm厚
を超える厚肉鋼管を誘導加熱法で加熱し、曲管加
工を施す場合、板厚方向で材質がバラつくこと、
また、冷却速度が遅くなるため低PCM成分で高強
度曲管を製造する事に困難さが伴つていた。 発明者らは、多数の鋼種について850〜1150℃
の種々の温度に加熱後、800〜400℃間の冷却速度
を２〜15℃／secで冷却する、いう実験で鋼管板
厚各部位の熱履歴を再現し、材質調査を行つた。
また、焼きもどし温度についても400℃〜700℃で
90分処理し、その影響を調査した。 その結果、AC3点温度以下の二相域加熱では、
靭性が低く、また、材質がバラついてしまうこ
と、また、加熱の限界温度は鋼種にもよるが高温
加熱によりオーステナイト粒の粗大化と添加各元
素の固溶量の増加等により強度が上昇し、靭性が
劣化することがわかつた。 一例として、Ｃ／0.08、Si／0.25、Mn／1.45、
Nb／0.030、Ｖ／0.029、Al／0.030、Pcn＝0.16％
の鋼についての、加熱温度による材質変化を第２
図に示す。加熱時の保持時間は約10秒であり、冷
却速度は15℃／ｓ、焼きもどし温度は600℃であ
る。 第２図からわかるように、850〜950℃の加熱温
度範囲で強度・靭性が安定しているが、なお目標
とするX60グレード材とはならないことがわか
る。 次に第３図は、PCM値と強度、靭性の関係を示
したものであるが、PCM値が0.19％以下（950℃加
熱−10℃／ｓ冷却−600℃焼きもどし条件）で
X60グレードを製造するのにはかなり困難を要す
ることがわかる。 高強度化のため、加熱温度をあげた場合、前述
のように材質バラつきが大きくなること、また、
溶接部の靭性が劣化するため単純にあげられない
ことは言うまでもない。 発明者らは、これら多大の実験から、低PCM化
をはかりつつ高強度化のためのＣの有効利用から
MoとNb、また、高温加熱による強度の大きな上
昇を抑える点からTiとNb、さらに、焼きもどし
時の析出強度の点からNbとＶに着目し適正バラ
ンスに成分設計することで上記の各課題を克服で
きるとの知見を得、この発明にいたつたものであ
る。 （作用） まず各成分の限定理由を説明する。 Ｃは最も簡便に鋼の強度を高めるのに役立つ成
分であるが、0.04％未満では所定の強度が得られ
にくくまた、製鋼コストが割高となる一方、0.12
％を超えると焼入れ性が上がつて靭性が劣化する
と共に溶接性も低下（PCM値の上昇）するため
0.04〜0.12％の範囲とする。 Siは脱酸作用の利用と焼入れ強化の点から0.20
％以上を必要とするが、0.60％を超えると焼入れ
性が上がつて低温靭性が劣化するため0.20〜0.60
％の範囲とする。 Mnは、所定の強度確保のため0.80％以上が必
要であるが、1.60％を超えると焼入れ時の靭性劣
化が大きく、さらに溶接性や加工性、低PCM化を
害するので0.80％〜1.60％の範囲とする。 Niは、靭性の向上とAC3点の低下から0.05％以
上必要であるが0.50％以上では効果の顕著な差が
なくなり、また、経済性の面でも不利となるため
0.05〜0.50％の範囲とする。 Moは、焼入れ性の向上や整粒化効果の点から
0.10％以上が必要であるが、0.25％以上では靭性
劣化が大きく、また、経済性の点から0.10〜0.25
％の範囲とする。この成分は低PCM鋼で所定の強
度を確保すべくとくに重要な元素である。 Ｖは少量で強化の得られる元素であり、0.030
％以上必要であるが、0.100％を超えると溶接性
の低下を招くので0.030〜0.100％の範囲とする。 Tiは窒化物となつて粒成長を抑制し、さらに、
鋼中窒素を低減することによつて靭性を向上させ
ることから0.005％以上が必要であるが、0.050％
を超えると効果が飽和すると共に多すぎると靭性
が劣化することより0.005〜0.050％の範囲とす
る。 Nbは、Nb炭窒化物となつて高温加熱時の粒成
長を抑制し、靭性向上をもたらすため0.020％以
上が必要であるが、0.080％を超えると溶接性が
低下すると共に焼入れ性の向上による靭性の劣化
を招くので、0.020〜0.080％の範囲とする。 Cuは、強度上昇効果とAC3点の低下から0.05％
以上必要であるが、0.50％をこえると効果が飽和
すると共に、溶接性、熱間加工性が低下すること
より、0.05〜0.50％の範囲とする。 Alは、脱酸作用があり、0.010％以上が必要で
あるが、0.100％を超えると溶接性、靭性が劣化
するため0.010〜0.100％の範囲とする。 Ｎは、製鋼時に不可避的に混入する元素であ
り、靭性を向上させるためには少ない方が好まし
く、上限を0.0060％とする。 次に、PCM値については0.19％を超えてもX60
グレードの強度確保は比較的容易であり特別な配
慮も必要ないが、本発明鋼のようにPCMが0.19％
以下であるときその有意性が発揮されると共に溶
接性靭性向上もめざましいためこの発明ではPCM
値を0.19％以下とする。 すなわち、0.19％以下のPCMではこの発明によ
る特別な配慮なくしてはX60グレードの高強度、
高靭性化がはかれない。 さらに、加熱温度による材質バラつきについて
は、発明鋼は細粒化効果や低成分系であることか
らAC3温度以上から1100℃の加熱範囲で強度、靭
性が安定である。加熱温度が1100℃を超えると粒
粗大化により強度上昇、靭性低下が余儀なくされ
る。なお、実プロセスにおいては950℃前後の加
熱温度が目安となることが多く、110℃まで材質
が安定であることは操業上有利な要因となる。 また、低PCM鋼で強度、特にY.S.（降伏応力）
を確保するためには焼きもどし処理が必要であ
り、Nb、Ｖ、Mo、Tiによる析出強化を有効に
引出すために550℃〜650℃の温度が最適である。 ここで、550℃未満ではY.S.上昇が少なく、ま
た、靭性向上効果も少ない。一方、650℃をこえ
ると材料の軟化が生じ、強度が所定の値を満足し
なくなる恐れがあることより、焼きもどし温度と
して550〜650℃とする。 （実施例） 表１に示す科学成分を含有する比較鋼１〜６、
並びに発明鋼７〜10を真空溶解によりそれぞれ
100Kg鋼塊に溶製し、110mm厚のスラブ鋼片を切出
し、次いで1150℃に加熱後、制御圧延により730
℃の仕上げ温度で15mm厚の圧延鋼板とした。
部に利用される厚肉高強度曲管に用いる鋼管につ
いて、誘導加熱成形後にもX60グレード（Y.S
42.7〜52.7Kgｆ／mm2、T.S 52.8〜65.9Kgｆ／mm2）
相当の高強度高靭性を維持できる厚肉高強度低
Pcn曲管とその製造法を提案しようとするもので
ある。 一般に石油、ガス輸送用ラインパイプの曲り部
や分岐部に使用される曲管は、鋳造、鍛造または
溶接組み立て法によつて製造されて来た。 これに対して近年、高周波の利用が工業的に盛
んとなり、この種の曲管の製造においても、
UOE鋼管、電縫鋼管やシムーレス鋼管などの直
管を高周波加熱の熱間曲げ加工で曲管にするとい
う経済的な成形法が採用されるようになりつつあ
り、その一方で、曲管使用環境もか酷なものとな
つて、冷寒地、深海使用などから曲管に高靭性で
高強度厚肉化が要求されるようになつてきた。 加えて、溶接性の良好な低PCM曲管が求められ
ることは言うまでもない。 ここで、成形時の高周波加熱は、管表面からの
加熱であるため、外表面と内表面とで温度差が生
じ、管の肉厚が厚くなる程、この温度差は大きく
なることが推定される。 さらに、加熱曲げ直後、水冷されるが、肉厚が
厚くなるほど冷却能は小さくなり、冷却速度が小
さくなるとともに、表面と板厚中心（１／2t部）
の冷却速度差も大きくなると推定される。 このように高周波加熱による曲管成形に際して
は、鋼管厚み方向の部位により種々の曲げ加熱温
度と冷却速度となるため、厚肉になるほど材質不
均一が大となり、鋼管各部位でその機械的性質が
異なる不均質曲管となつてしまう。 加えて、厚肉になるほど冷却速度が小さくなる
ため、高強度化のためには、添加合金元素量を増
加しなければならず、溶接性の低下をもたらす。 （従来の技術） これら曲管材質の不均一性を軽減するため、下
記のような操業的な工夫も考慮されている。すな
わち、加熱温度差を小さくする目的から、加熱浸
透深さを増すよう加熱周波数を下げた加工がなさ
れる。しかし、これにより加熱帯の幅も広がり曲
げ成形時に大変形となり真円度などの面から新た
な問題点も生じてしまい、本質的には加熱温度差
はなくならない。 また、冷却能の向上を狙い水量密度を上げた
り、管の内外面同時冷却もなされるが、誘導加熱
曲げ装置では、冷却ゾーンと加熱ゾーンが隣接し
ているため、加熱ゾーンへの冷却効果も大きくな
り所定の加熱温度が得られにくくなるという問題
も派生してくることとなる。 さらに、材質不均一性をなくすため、誘導加熱
曲げ成形後の曲管を大型熱処理炉に入れ、均一加
熱し、大型水槽に焼入れるという後工程も取られ
ることがあるが、コスト面から不利なこと、ま
た、寸法変化も生じるため所定形状の曲管が得ら
れにくい。 なお、曲管成形時における種々の加熱−冷却後
にも常に安定した靭性を有する鋼としてさきに発
明者らの一部は特願昭59−248190号（特開昭61−
127849号公報所載）の発明を提起したが、これは
薄肉管の靭性に着目しているのみで、その他この
発明のように厚肉低PCMで、高強度高靭性曲管用
鋼についての先行技術は見当らない。 （発明が解決しようとする問題点） 以上のように、厚肉高強度低PCM曲管の成形に
は、特別の配慮を必要としていたのに対し、曲管
用鋼自体に、熱間曲げ加工後にも高強度高靭性で
均質性の優れる性質を付与できれば、上述の特別
な配慮を必要としなくて済み、またその性質を組
合わせることでより一層高品質の曲管製造が可能
となる。 従つて溶接性の優れた厚肉高強度曲管を誘導加
熱曲げ成形法で製造する場合、特別なプロセス上
の配慮をしなくても成形後常に安定した強度、靭
性を有する曲管を提供することがこの発明の目的
とするところである。 この発明の具体的な目標は、主に、板厚1.5イ
ンチ以上であつて、PCMは0.19％以下、強度は
X60グレード以上さらにVE-20が20Kgｆｍ以上の
厚肉低PCM高強度高靭性曲管を与えようとするも
のである。 （問題点を解決するための手段） この発明は Ｃ：0.04〜0.12wt％、Si：0.20〜0.60wt％ Mn：0.80〜1.60wt％、Ni：0.05〜0.50wt％ Mo：0.10〜0.25wt％、Ｖ：0.030〜0.100wt％ Ti：0.005〜0.050wt％ Nb：0.020〜0.080wt％ Cu：0.05〜0.50wt％ Al：0.010〜0.100wt％ Ｎ：0.0020〜0.0060wt％ を、下記式で与えられるPCM値0.19％以下で含み、
残部鉄及び不純物から成る厚肉高強度低PCM曲
管。 記 PCM＝Ｃ＋Si／30＋１／20（Mn＋Cu）＋Ni／60＋Mo／15 ＋Ｖ／10（％） ならびに、 Ｃ：0.04〜0.12wt％、Si：0.20〜0.60wt％ Mn：0.80〜1.60wt％、Ni：0.05〜0.50wt％ Mo：0.10〜0.25wt％、Ｖ：0.030〜0.100wt％ Ti：0.005〜0.050wt％ Nb：0.020〜0.080wt％ Cu：0.05〜0.50wt％ Al：0.010〜0.100wt％及 Ｎ：0.0020〜0.0060wt％ を下記式で与えられるPCM値0.19％以下で含有す
る組成になる厚肉鋼管をAC3点温度以上で1100℃
以下に加熱し、該温度で曲げ加工した後、冷却
し、550〜650℃で焼もどしを施すことを特徴とす
る厚肉高強度低PCM曲管の製造方法。 記 PCM＝Ｃ＋Si／30＋１／20（Mn＋Cu）＋Ni／60＋Mo／15 ＋Ｖ／10（％） である。 この発明では加熱温度の変化によるオーステナ
イト粒径変化を少なくする。ここに第１図のよう
に、加熱温度の上昇に伴うオーステナイト粒成長
をできるだけ少なくすることで、曲管製造加熱時
の鋼管板厚方向でのオーステナイト粒径差が少な
くなり、材質均質性に優れるようになる。 このため、Ｃ、Mn、Cu、Ni、Nb添加でAc3点
（加熱下限）を下げ、またNb、Ti、ZrとREM添
加で加熱温度が高くなつても細粒を維持できる成
分系とすることが必要である。一方、低Pcnの低
冷却速度で強度確保のため、Ｃの有効利用から
Nb、Mo添加、焼きもどし析出強化からNb、Ｖ、
Mo、Ti添加を考慮することも必要である。 さて従来の技術における問題点として、20mm厚
を超える厚肉鋼管を誘導加熱法で加熱し、曲管加
工を施す場合、板厚方向で材質がバラつくこと、
また、冷却速度が遅くなるため低PCM成分で高強
度曲管を製造する事に困難さが伴つていた。 発明者らは、多数の鋼種について850〜1150℃
の種々の温度に加熱後、800〜400℃間の冷却速度
を２〜15℃／secで冷却する、いう実験で鋼管板
厚各部位の熱履歴を再現し、材質調査を行つた。
また、焼きもどし温度についても400℃〜700℃で
90分処理し、その影響を調査した。 その結果、AC3点温度以下の二相域加熱では、
靭性が低く、また、材質がバラついてしまうこ
と、また、加熱の限界温度は鋼種にもよるが高温
加熱によりオーステナイト粒の粗大化と添加各元
素の固溶量の増加等により強度が上昇し、靭性が
劣化することがわかつた。 一例として、Ｃ／0.08、Si／0.25、Mn／1.45、
Nb／0.030、Ｖ／0.029、Al／0.030、Pcn＝0.16％
の鋼についての、加熱温度による材質変化を第２
図に示す。加熱時の保持時間は約10秒であり、冷
却速度は15℃／ｓ、焼きもどし温度は600℃であ
る。 第２図からわかるように、850〜950℃の加熱温
度範囲で強度・靭性が安定しているが、なお目標
とするX60グレード材とはならないことがわか
る。 次に第３図は、PCM値と強度、靭性の関係を示
したものであるが、PCM値が0.19％以下（950℃加
熱−10℃／ｓ冷却−600℃焼きもどし条件）で
X60グレードを製造するのにはかなり困難を要す
ることがわかる。 高強度化のため、加熱温度をあげた場合、前述
のように材質バラつきが大きくなること、また、
溶接部の靭性が劣化するため単純にあげられない
ことは言うまでもない。 発明者らは、これら多大の実験から、低PCM化
をはかりつつ高強度化のためのＣの有効利用から
MoとNb、また、高温加熱による強度の大きな上
昇を抑える点からTiとNb、さらに、焼きもどし
時の析出強度の点からNbとＶに着目し適正バラ
ンスに成分設計することで上記の各課題を克服で
きるとの知見を得、この発明にいたつたものであ
る。 （作用） まず各成分の限定理由を説明する。 Ｃは最も簡便に鋼の強度を高めるのに役立つ成
分であるが、0.04％未満では所定の強度が得られ
にくくまた、製鋼コストが割高となる一方、0.12
％を超えると焼入れ性が上がつて靭性が劣化する
と共に溶接性も低下（PCM値の上昇）するため
0.04〜0.12％の範囲とする。 Siは脱酸作用の利用と焼入れ強化の点から0.20
％以上を必要とするが、0.60％を超えると焼入れ
性が上がつて低温靭性が劣化するため0.20〜0.60
％の範囲とする。 Mnは、所定の強度確保のため0.80％以上が必
要であるが、1.60％を超えると焼入れ時の靭性劣
化が大きく、さらに溶接性や加工性、低PCM化を
害するので0.80％〜1.60％の範囲とする。 Niは、靭性の向上とAC3点の低下から0.05％以
上必要であるが0.50％以上では効果の顕著な差が
なくなり、また、経済性の面でも不利となるため
0.05〜0.50％の範囲とする。 Moは、焼入れ性の向上や整粒化効果の点から
0.10％以上が必要であるが、0.25％以上では靭性
劣化が大きく、また、経済性の点から0.10〜0.25
％の範囲とする。この成分は低PCM鋼で所定の強
度を確保すべくとくに重要な元素である。 Ｖは少量で強化の得られる元素であり、0.030
％以上必要であるが、0.100％を超えると溶接性
の低下を招くので0.030〜0.100％の範囲とする。 Tiは窒化物となつて粒成長を抑制し、さらに、
鋼中窒素を低減することによつて靭性を向上させ
ることから0.005％以上が必要であるが、0.050％
を超えると効果が飽和すると共に多すぎると靭性
が劣化することより0.005〜0.050％の範囲とす
る。 Nbは、Nb炭窒化物となつて高温加熱時の粒成
長を抑制し、靭性向上をもたらすため0.020％以
上が必要であるが、0.080％を超えると溶接性が
低下すると共に焼入れ性の向上による靭性の劣化
を招くので、0.020〜0.080％の範囲とする。 Cuは、強度上昇効果とAC3点の低下から0.05％
以上必要であるが、0.50％をこえると効果が飽和
すると共に、溶接性、熱間加工性が低下すること
より、0.05〜0.50％の範囲とする。 Alは、脱酸作用があり、0.010％以上が必要で
あるが、0.100％を超えると溶接性、靭性が劣化
するため0.010〜0.100％の範囲とする。 Ｎは、製鋼時に不可避的に混入する元素であ
り、靭性を向上させるためには少ない方が好まし
く、上限を0.0060％とする。 次に、PCM値については0.19％を超えてもX60
グレードの強度確保は比較的容易であり特別な配
慮も必要ないが、本発明鋼のようにPCMが0.19％
以下であるときその有意性が発揮されると共に溶
接性靭性向上もめざましいためこの発明ではPCM
値を0.19％以下とする。 すなわち、0.19％以下のPCMではこの発明によ
る特別な配慮なくしてはX60グレードの高強度、
高靭性化がはかれない。 さらに、加熱温度による材質バラつきについて
は、発明鋼は細粒化効果や低成分系であることか
らAC3温度以上から1100℃の加熱範囲で強度、靭
性が安定である。加熱温度が1100℃を超えると粒
粗大化により強度上昇、靭性低下が余儀なくされ
る。なお、実プロセスにおいては950℃前後の加
熱温度が目安となることが多く、110℃まで材質
が安定であることは操業上有利な要因となる。 また、低PCM鋼で強度、特にY.S.（降伏応力）
を確保するためには焼きもどし処理が必要であ
り、Nb、Ｖ、Mo、Tiによる析出強化を有効に
引出すために550℃〜650℃の温度が最適である。 ここで、550℃未満ではY.S.上昇が少なく、ま
た、靭性向上効果も少ない。一方、650℃をこえ
ると材料の軟化が生じ、強度が所定の値を満足し
なくなる恐れがあることより、焼きもどし温度と
して550〜650℃とする。 （実施例） 表１に示す科学成分を含有する比較鋼１〜６、
並びに発明鋼７〜10を真空溶解によりそれぞれ
100Kg鋼塊に溶製し、110mm厚のスラブ鋼片を切出
し、次いで1150℃に加熱後、制御圧延により730
℃の仕上げ温度で15mm厚の圧延鋼板とした。
【表】
この圧延鋼板を供試材として950℃、1100℃に
加熱後、直ちに800〜400℃の冷却速度が３℃／
ｓ、10℃となる冷却を施した。これは38mm厚鋼管
を外面冷却した時の管内表面と外表面の冷却速度
に相当する冷却である。 その後500℃、600℃で40分間の焼きもどし処理
を行つた。この誘導加熱曲げ成形を想定した熱サ
イクル付与の鋼板から、丸棒引張試験片とシヤル
ピー衝撃試験片を採取し材質比較を行つた。 この確性試験結果を表２に示す。
加熱後、直ちに800〜400℃の冷却速度が３℃／
ｓ、10℃となる冷却を施した。これは38mm厚鋼管
を外面冷却した時の管内表面と外表面の冷却速度
に相当する冷却である。 その後500℃、600℃で40分間の焼きもどし処理
を行つた。この誘導加熱曲げ成形を想定した熱サ
イクル付与の鋼板から、丸棒引張試験片とシヤル
ピー衝撃試験片を採取し材質比較を行つた。 この確性試験結果を表２に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
比較鋼１は、Ｃ量が低すぎるため所定の強度が
確保できない。比較鋼２、３、４、６はこの発明
の成分系でないため950℃と1100℃との双方の加
熱温度で強度、靭性の変化が大きくなつているこ
とがわかる。さらに、比較鋼５は、この発明の成
分範囲ではあるがPCM値を高めにしたものである
ため、発明鋼に比べて靭性値が低く、また、PCM
が高いため溶接性も低下している。ただし各熱処
理間による材質変動は他の比較鋼に比べて小さ
く、この発明による成分系の特色の一部があらわ
れている。 これらに対して発明鋼７〜10は、添加合金の元
素量の変動に拘らずいずれもX60グレードで高溶
接性、高靭性を、各熱処理後に具備していること
がわかる。なお、500℃焼きもどしではY.S.が所
定の強度（42.7Kgｆ／mm2）ギリギリの値となるこ
とがあり、焼きもどし温度は550℃〜650℃とする
ことの必要性が明らかである。 さらに、PCM値がほぼ同等な比較鋼４と発明鋼
９を用いて曲管製造材質調査を行つた。 両鋼とも通常の熱間圧延法により、1.5インチ
厚鋼板とし、UOE製造法にて外直径22インチ長
さ６ｍのUOE鋼管をつくつた。この鋼管を誘導
加熱法で加熱し曲げ加工して曲管を製造した。な
お、この加熱温度はパイロメータで測温し、管外
表面で1100℃とした。 その後、630℃で焼きもどし処理を行つたのち、
曲管の各部位から試験片を採取し材料試験を行つ
た。その結果を表３に示す。
確保できない。比較鋼２、３、４、６はこの発明
の成分系でないため950℃と1100℃との双方の加
熱温度で強度、靭性の変化が大きくなつているこ
とがわかる。さらに、比較鋼５は、この発明の成
分範囲ではあるがPCM値を高めにしたものである
ため、発明鋼に比べて靭性値が低く、また、PCM
が高いため溶接性も低下している。ただし各熱処
理間による材質変動は他の比較鋼に比べて小さ
く、この発明による成分系の特色の一部があらわ
れている。 これらに対して発明鋼７〜10は、添加合金の元
素量の変動に拘らずいずれもX60グレードで高溶
接性、高靭性を、各熱処理後に具備していること
がわかる。なお、500℃焼きもどしではY.S.が所
定の強度（42.7Kgｆ／mm2）ギリギリの値となるこ
とがあり、焼きもどし温度は550℃〜650℃とする
ことの必要性が明らかである。 さらに、PCM値がほぼ同等な比較鋼４と発明鋼
９を用いて曲管製造材質調査を行つた。 両鋼とも通常の熱間圧延法により、1.5インチ
厚鋼板とし、UOE製造法にて外直径22インチ長
さ６ｍのUOE鋼管をつくつた。この鋼管を誘導
加熱法で加熱し曲げ加工して曲管を製造した。な
お、この加熱温度はパイロメータで測温し、管外
表面で1100℃とした。 その後、630℃で焼きもどし処理を行つたのち、
曲管の各部位から試験片を採取し材料試験を行つ
た。その結果を表３に示す。
【表】
【表】
比較鋼に比べ、発明鋼は各部位による材質変動
が少なく高強度靭性曲管となることがわかる。 表３の試験片採取位置Ａ〜ＣとＤ〜Ｆとで、曲
げ加工の外側と内側を区別し、Ａ、Ｆは曲管の外
表面、Ｃ、Ｄが同じく内表面、そしてＢ、Ｅが肉
厚中心からの採取試験片を示している。 （発明の効果） この発明の厚肉高強度低PCM曲管は熱間曲げ加
工で特別の配慮を必要とせずして曲げ加工後の材
料の均質性に優れまた溶接性も良好で実地溶接の
実施工時におけるメリツトも大きい。 またこの発明の方法は厳密な加熱温度制御、温
度ばらつきに対する配慮が不要なため、作業性の
向上、生産性の向上がもたらされる。
が少なく高強度靭性曲管となることがわかる。 表３の試験片採取位置Ａ〜ＣとＤ〜Ｆとで、曲
げ加工の外側と内側を区別し、Ａ、Ｆは曲管の外
表面、Ｃ、Ｄが同じく内表面、そしてＢ、Ｅが肉
厚中心からの採取試験片を示している。 （発明の効果） この発明の厚肉高強度低PCM曲管は熱間曲げ加
工で特別の配慮を必要とせずして曲げ加工後の材
料の均質性に優れまた溶接性も良好で実地溶接の
実施工時におけるメリツトも大きい。 またこの発明の方法は厳密な加熱温度制御、温
度ばらつきに対する配慮が不要なため、作業性の
向上、生産性の向上がもたらされる。
第１図はオーステナイト粒径と加熱温度線図、
第２図は加熱温度による材質変化線図、第３図は
誘導加熱曲げ想定実験によるPCMと材質の関係グ
ラフである。
第２図は加熱温度による材質変化線図、第３図は
誘導加熱曲げ想定実験によるPCMと材質の関係グ
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.04〜0.12wt％、Si：0.20〜0.60wt％ Mn：0.80〜1.60wt％、Ni：0.05〜0.50wt％ Mo：0.10〜0.25wt％、Ｖ：0.030〜0.100wt％ Ti：0.005〜0.050wt％ Nb：0.020〜0.080wt％ Cu：0.05〜0.50wt％ Al：0.010〜0.100wt％及び Ｎ：0.0020〜0.0060wt％ を、下記式で与えられるPCM値0.19％以下で含み、
残部鉄及び不純物から成る厚肉高強度低PCM曲
管。 記 PCM ＝Ｃ＋Si／30＋１／20（Mn＋Cu）＋Ni／60＋Mo／15 ＋Ｖ／10（％） ２ Ｃ：0.04〜0.12wt％、Si：0.20〜0.60wt％ Mn：0.80〜1.60wt％、Ni：0.05〜0.50wt％ Mo：0.10〜0.25wt％、Ｖ：0.030〜0.100wt％ Ti：0.005〜0.050wt％ Nb：0.020〜0.080wt％ Cu：0.05〜0.50wt％ Al：0.010〜0.100wt％及び Ｎ：0.0020〜0.0060wt％ を下記式で与えられるPCM値0.19％以下で含有す
る組成になる厚肉鋼管をAC3点温度以上で1100℃
以下に加熱し、該温度で曲げ加工した後、冷却
し、550〜650℃で焼もどしを施すことを特徴とす
る厚肉高強度低PCM曲管の製造方法。 記 PCM＝Ｃ＋Si／30＋１／20（Mn＋Cu）＋Ni／60＋Mo／15 ＋Ｖ／10（％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29075585A JPS62151545A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 厚肉高強度低ＰｃＭ曲管とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29075585A JPS62151545A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 厚肉高強度低ＰｃＭ曲管とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62151545A JPS62151545A (ja) | 1987-07-06 |
| JPH0567699B2 true JPH0567699B2 (ja) | 1993-09-27 |
Family
ID=17760112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29075585A Granted JPS62151545A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 厚肉高強度低ＰｃＭ曲管とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62151545A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008007737A1 (fr) | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Tuyau coudé et son procédé de fabrication |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0586703A1 (en) * | 1992-02-21 | 1994-03-16 | Nkk Corporation | Method of manufacturing bent pipe of high tensile steel |
| JP2827839B2 (ja) * | 1993-09-28 | 1998-11-25 | 住友金属工業株式会社 | 高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法 |
| JP5119574B2 (ja) * | 2005-04-26 | 2013-01-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｔｉ添加系低炭素鋼からなる継目無鋼管の熱処理方法 |
| JP5000447B2 (ja) * | 2007-02-13 | 2012-08-15 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度電縫ラインパイプ |
| DE102008011856A1 (de) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | V&M Deutschland Gmbh | Hochfester niedriglegierter Stahl für nahtlose Rohre mit hervorragender Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit |
| CN103388110A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-11-13 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种提高较厚规格x60管线钢落锤性能的方法 |
| MX2019013699A (es) * | 2017-05-22 | 2020-01-15 | Nippon Steel Corp | Tubo de acero curvo y metodo para producir el mismo. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59232225A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-27 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高張力高靭性曲り管の製造方法 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP29075585A patent/JPS62151545A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59232225A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-27 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高張力高靭性曲り管の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008007737A1 (fr) | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Tuyau coudé et son procédé de fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62151545A (ja) | 1987-07-06 |
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|---|---|---|---|
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