JPH06100931A - マルテンサイト系ステンレス継目無管製造用丸ビレットの製造方法 - Google Patents

マルテンサイト系ステンレス継目無管製造用丸ビレットの製造方法

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JPH06100931A
JPH06100931A JP24770692A JP24770692A JPH06100931A JP H06100931 A JPH06100931 A JP H06100931A JP 24770692 A JP24770692 A JP 24770692A JP 24770692 A JP24770692 A JP 24770692A JP H06100931 A JPH06100931 A JP H06100931A
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rolling
round billet
ferrite
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austenite
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JP24770692A
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Tetsuo Shimizu
哲雄 清水
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】油井管やラインパイプ等に用いられるマルテン
サイト系ステンレス継目無管の製造に素材として用いら
れる丸ビレットを適切に製造し、穿孔圧延時の内面欠陥
の発生率を低減し、手入れ工数の減少、生産性の向上、
コストの削減を図る。 【構成】1250〜1430℃の範囲でオーステナイト
−フェライト2相組織、950〜1250℃の範囲でオ
ーステナイト単相組織となる。13%Cr鋼を分塊圧延
機4を経て、鋳片5となる。加熱炉6で加熱された鋳片
5は分塊圧延機7で分塊圧延後、再加熱炉8で再加熱さ
れ、ビレット圧延機9で丸ビレット10に圧延される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油井管やラインパイプ
等に用いられるマルテンサイト系ステンレス継目無管の
製造に素材として用いられる丸ビレットの製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】SUS420鋼種で代表されるマルテン
サイト系ステンレス鋼は、CO2 を含む腐食環境下で優
れた耐食性を示すことから、油井管等の材料として多用
されている。ステンレス継目無管製造時には鋳型、もし
くは連続鋳造機にて鋳造された鋳片を加熱し、分塊圧延
さらには孔型圧延によって所定の径に仕上げられた中実
丸ビレットを素材としてマンネスマンピアサに代表され
る傾斜圧延方式によって穿孔圧延されるのが一般的であ
る。
【0003】しかし、マルテンサイト系ステンレス鋼は
熱間加工性が悪く、そのため材料にとって苛酷な変形を
強いるマンネスマンピアサでの穿孔圧延過程で内表面に
割れやヘゲ等の圧延欠陥が発生し、歩留り生産性を著し
く阻害していた。このようなマルテンサイト系ステンレ
ス鋼のマンネスマンピアサ穿孔圧延時に発生する内表面
の割れやヘゲ等の圧延欠陥は穿孔圧延時に丸ビレット中
に存在するδフェライトが熱間加工性を低下させること
により発生することが知られている。
【0004】穿孔圧延時の内面の欠陥発生を防止するこ
とを目的として、例えば特開昭63−134630号公
報に開示されているように、穿孔圧延前の丸ビレットを
950℃から1150℃での温度範囲で30分以上均熱
保持、好ましくは1000℃〜1100℃の温度範囲で
1時間以上均熱保持して丸ビレット中のδフェライトを
消失させる方法が提案されている。
【0005】しかしながら、上記のような穿孔圧延前の
丸ビレットを高温で長時間均熱する方法では、製管ライ
ンの加熱炉での材炉時間が長くなって製管での生産性が
低下し、スケールロスや燃料原単位が上昇するばかりで
なく、丸ビレット外表面の脱炭が進行し、かえって外表
面へのδフェライトの析出が促進されて熱間加工性が低
下し、外表面へのへげや割れ等の圧延欠陥の発生により
大幅に歩留りが低下するという問題点を有している。
【0006】そこで本発明者等は、マンネスマンピアサ
穿孔圧延時の内表面の欠陥の発生を完全に回避し、高い
生産性、低コスト、かつ高歩留りで製造し得るマルテン
サイト系ステンレス鋼丸ビレットの製造方法を提供する
ことを目的として、特開平2−182825号公報に開
示される方法、即ち丸ビレットの素材である鋳片を分塊
圧延等の一次圧延によって、中心部を圧延組織にした
後、再び平衡状態図上のδフェライト析出温度以下で均
熱保持し、通常のビレット圧延で丸ビレットに仕上げる
ことにより、効果的にδフェライトを消去する方法を提
案した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、ビレット中のδフェライトを皆無にすること
が不可能なため、造管時のストレッチレデューサでの絞
り変形量が大きいサイズの製品では、極微量のδフェラ
イトの残存量でも内面欠陥につながる。さらに丸ビレッ
トの素材である鋳片のCr、P等の中心偏析が顕著な場
合、効果的にδフェライトを消失するためには再加熱時
の均熱保持時間を長時間にする必要があり、丸ビレット
製造時の生産性を低下させるという問題点を有してい
た。本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもの
であって、マンネスマンピアサ穿孔圧延時の内表面の欠
陥の発生を完全に回避し、高い生産性、低コスト、かつ
高歩留りで製造し得るマルテンサイト系ステンレス鋼丸
ビレットを生産性を損ねることなく製造する方法を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、マルテンサ
イト系ステンレス鋼のビレット圧延後の丸ビレット中に
残存するδフェライト量と鋳片の中心偏析量、一次圧延
・仕上げ圧延条件との関係を鋭意調査・研究を重ねた結
果、δフェライトの消失には鋼中に偏析した主にCr、
Pのフェライトフォーマー元素の拡散・均質化が重要で
あることを見出した。さらに一次圧延で中心部を圧延組
織にした素材(ブルーム)を、オーステナイト−フェラ
イト2相領域となる高温の温度に加熱し、偏析元素であ
るCr、Pの拡散を進行させ、その後にオーステナイト
単相となる温度領域で加熱保持し、ビレット圧延によっ
て丸ビレットに仕上げることにより、鋳片の中心偏析が
顕著であっても効果的にδフェライトを消去できること
を見出し本発明をなすに至ったのである。
【0009】すなわち、本発明は、マルテンサイト系ス
テンレス鋼の鋳片を素材として継目無管製造用の丸ビレ
ットを製造するに際し、次の(イ)〜(ニ)の工程を取
ることを特徴とするマルテンサイト系ステンレス継目無
管製造用丸ビレットの製造方法である。 (イ)鋳片を圧下比1.3以上にて圧延して中間断面の
素材とし、中心部の鋳込み組織を圧延組織に変化させ
る。 (ロ)この素材をオーステナイト−フェライト2相領域
となる温度に加熱し、この温度に30分以上保持してC
r、Pを拡散させる。 (ハ)引き続き、オーステナイト単相となる温度範囲ま
で温度を低下させ、この温度範囲に30分以上保持す
る。 (ニ)その後、ビレット圧延にて所定の外径の丸ビレッ
トに仕上げ圧延する。
【0010】
【作用】以下、本発明における加熱条件、加工条件を前
述の通り限定した理由について説明する。 (一次圧延条件)一次加熱後の鋳片を圧下比1.3以上
に一次圧延して中間断面の素材(ブルーム)とすること
は以下の理由による。一次圧延後の再加熱時に平衡状態
図上でオーステナイト−フェライト2相領域となる温度
範囲に保持したときに、一次圧延によって鋳片中心部が
鋳込み組織から圧延歪みの加わった圧延組織へと変化し
た部分が再結晶を開始し、この再結晶によりCr、Pの
拡散が促進される。
【0011】ここで、一次圧延材の中心部が圧延組織と
なり、その後の再加熱で容易に再結晶するためには、素
材である鋳片から一次圧延材に分塊圧延する際の圧下比
は1.3以上が必要であり、好ましくは2.0以上とす
ると効果的である。しかし、圧下比をあまり大きくする
と、圧延での負荷が増大してバス数が増え、かえって一
次圧延での表面欠陥が多発するので圧下比10以下が現
実的である。
【0012】(再加熱条件)一次圧延後の素材(ブルー
ム)を先ずオーステナイト−フェライト2相領域となる
温度に加熱・均熱し、その後オーステナイト単相となる
温度範囲までブルームの温度を低下させ均熱保持するこ
とは以下の理由による。図2はFe−Cr−Cの三元系
平衡状態図の0.2重量%Cの切断図である。例えばマ
ルテンサイト系ステンレス鋼の代表的鋼種であるSUS
420J1、13%Cr−0.2%C鋼では1250℃
以上でオーステナイト−フェライト2相領域が現れ初
め、950℃から1250℃の温度範囲ではオーステナ
イト単相領域である。しかしながら、一次圧延後の素材
の中心偏析部では部分的にフェライトフォーマーである
Cr、P濃度が高い領域が存在し、平衡状態図上でオー
ステナイト単相領域となる温度に保持しても、これら偏
析したCr、Pの拡散速度が非常に遅いため局部的にフ
ェライトが析出する。これら析出フェライトを消失する
ためには偏析したCr、Pを高温で長時間保持しながら
拡散させることが必要であるが、これら元素の拡散は保
持温度が高い程速く、さらにオーステナイト中よりもフ
ェライト中の方が速い。そこで、偏析元素の拡散を促進
するために、より高温であるオーステナイト−フェライ
ト2相領域となる温度に加熱・均熱し、Cr、P濃度が
高い偏析部をまずフェライトに変態させる。
【0013】偏析が拡散するためには少なくとも1時間
以上、好ましくは2時間以上の均熱・保持が必要である
が、10時間を過ぎるとかえって表面の脱炭が起こり、
ビレット圧延時の表面欠陥が発生する恐れがあるので、
上限を10時間とすることが望ましい。引き続きオース
テナイト−フェライト2相領域となる温度に加熱・均熱
したときに析出したものも含めて析出しているすべての
フェライトをオーステナイトへ変態させるためには、新
たにフェライトが析出しない温度で、かつオーステナイ
トが安定して存在する温度領域に均熱・保持することが
必要である。
【0014】オーステナイト単相となる温度範囲で再加
熱・均熱保持することにより析出しているフェライトを
容易にオーステナイトに変態させることができる。フェ
ライトをオーステナイトに変態させるためには少なくと
も30分以上、好ましくは1時間以上の均熱・保持が必
要であるが、10時間を過ぎるとかえって表面の脱炭が
起こり、ビレット圧延時の表面欠陥が発生する恐れがあ
るため、上限を10時間とすることが望ましい。
【0015】
【実施例】図1はマルテンサイト系ステンレス鋼継目無
管の素材である丸ビレットを圧延するための本発明の製
造工程を模式的に示す概念図である。転炉1で精錬され
たステンレス鋼は連続鋳造機2で連続鋳造されるか、又
はインゴット3に鋳造され分塊圧延機4を経て、鋳片5
となる。加熱炉6で加熱された鋳片5は分塊圧延機7で
分塊圧延後、再加熱炉8で再加熱され、ビレット圧延機
9で丸ビレット10に圧延される。
【0016】表1に示す成分組成を有する13%Cr鋼
を表2に示す鋳片寸法断面の鋳片素材に製造した。本成
分の鋼は図2に示すように、1250〜1430℃の範
囲でオーステナイト−フェライト2相組織、950〜1
250℃の範囲でオーステナイト単相組織となる。この
鋳片を図1に示す製造工程にしたがって、表2、表3に
示す条件にてそれぞれ175mmφのビレットに仕上
げ、マンネスマン−マンドレルミル方式によりストレッ
チレデューサでの絞り変形量が比較的大きい73.0m
mφ×5.51mmtの継目無管に製造した。
【0017】この管を目視検査及び超音波探傷検査を実
施して内面欠陥の発生率を調査した結果を表3に示す。
比較例の内、No.7は拡散熱処理後にオーステナイト
単相組織ではなく、オーステナイト−フェライト2相組
織領域である1260℃に加熱保持したもの、No.8
は拡散熱処理、再加熱処理なしで一次圧延後直ちにビレ
ット圧延を続行したもの、No.9、No.10は、一
次圧延をせずに鋳片をそのまま拡散熱処理、再加熱処理
を実施し、そのままビレット圧延したもの、No.11
は一次圧延時の圧下比を1.18としたものである。
【0018】この表から明らかなように、本発明法によ
り製造された丸ビレットを使用した管は、従来法により
製造された丸ビレットを使用した管に比べて内面欠陥の
発生が大幅に減少していることがわかる。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば穿孔圧延
時の内面欠陥の発生率を低減し、手入れ工数の減少、生
産性の向上、コストの削減が可能となり、良質なマルテ
ンサイト系ステンレス継目無管を安価に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の素材
である丸ビレットを圧延するための本発明の製造工程を
模式的に示す概念図である。
【図2】Fe−Cr−Cの三元系平衡状態図の0.2%
C切断面を示す特性図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 連続鋳造機 3 インゴット 4 分塊圧延機 5 鋳片 6 加熱炉 7 分塊圧延機 8 再加熱炉 9 ビレット圧延機 10 丸ビレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/40

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マルテンサイト系ステンレス鋼の鋳片を
    素材として継目無管製造用の丸ビレットを製造するに際
    し、鋳片を圧下比1.3以上に圧延して中間断面の素材
    とし、次いで該素材をオーステナイト−フェライト2相
    領域となる温度に加熱し、該温度に30分以上保持した
    後、オーステナイト単相となる温度範囲まで該素材の温
    度を低下させ、該温度範囲に30分以上保持した後、丸
    ビレットに圧延することを特徴とするマルテンサイト系
    ステンレス継目無管製造用丸ビレットの製造方法。
JP24770692A 1992-09-17 1992-09-17 マルテンサイト系ステンレス継目無管製造用丸ビレットの製造方法 Withdrawn JPH06100931A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004103589A1 (ja) * 2003-05-22 2004-12-02 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Fe-Cr合金ビレットおよびその製造方法
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US10023932B2 (en) 2012-12-28 2018-07-17 Posco Grain-oriented electrical steel sheet, and method for manufacturing the same

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