JPH06220535A - 冷間加工性の優れたコイル状鋼管の製造方法 - Google Patents

冷間加工性の優れたコイル状鋼管の製造方法

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JPH06220535A
JPH06220535A JP2713593A JP2713593A JPH06220535A JP H06220535 A JPH06220535 A JP H06220535A JP 2713593 A JP2713593 A JP 2713593A JP 2713593 A JP2713593 A JP 2713593A JP H06220535 A JPH06220535 A JP H06220535A
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義広 渡部
Hideki Kashiwamura
英樹 柏村
Naoki Takasugi
直樹 高杉
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、熱間絞り圧延してコイル状鋼管を製
造する際に、コイル状鋼管の金属組織をインラインで球
状化処理を施すことにより冷間加工性の優れたコイル状
鋼管の製造方法を提供する。 【構成】 熱間絞り圧延用素管を900〜1100°C
に加熱し、該素管のAr3点以下、(Ar3−100℃)以
上の温度で熱管絞り圧延を終了し、続いて(Ar1−20
0℃)以下まで10°〜40℃/sec の冷却速度で冷却
し、続いてAc1点以下、(Ac1−50℃)以上の温度域
に再加熱し、続いてコイル状に巻き取る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車または産業機械
部品用、地熱用、化学プラント用、石油または天然ガス
用油井管、一般配管用などに使用するコイル状鋼管の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コイル状鋼管は、鍛接鋼管、電縫溶接鋼
管、シームレス鋼管等を素管として熱間ストレッチレデ
ューサーにより絞り圧延した後、コイル状に巻き取り製
造されている。その後、該コイル状鋼管は、引き抜き加
工、転造加工、ネジ切削加工等の二次加工処理し、各種
配管及び機械部品等に使用されている。
【0003】該コイル状鋼管の金属組織は、特開昭50
−16657号、特開昭60−125326号、及び特
開昭60−137510号公報に記載されている如くフ
ェライト+パーライトを有する焼鈍組織である。該フェ
ライト+パーライト組織を有する材料は耐冷間加工性が
悪い。そのため高度の冷間加工性が要求される自動車、
産業機械部品用等の材料は、通常球状化焼鈍処理材料が
使用されている。
【0004】該球状化処理法としてAc1点以上に加熱し
たのち徐冷する方法や、Ac1点上下の温度に加熱冷却を
繰り返す方法が実施されている。しかし、前記の球状化
焼鈍処理は数10時間の長い処理時間を要し、熱処理コ
ストの増大や脱炭、酸化の品質課題があり、従来から焼
鈍前に冷間引抜加工を施して焼鈍時間の短縮を図ってい
るが、満足な効果が得られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決するために、コイル状鋼管の金属組織を球状化
して冷間加工性を向上させ、かつ、前記処理を効率よく
低コストで得ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段・作用】本発明は、熱間絞
り圧延して得られたコイル状鋼管の金属組織が球状化組
織を呈し、且つ該球状化処理コストが安価であることを
特徴とする冷間加工性の優れたコイル状鋼管の製造方法
を提供することを目的とするものである。
【0007】本発明のコイル状鋼管は、圧延終了温度、
圧延終了後の冷却温度を特定の範囲に制御することによ
り微細パーラメント、微細ベイナイト若しくはこれらの
混合組織とし、微細組織は再加熱炉4で熱処理する際、
該微細処理組織中の炭化物が球状化組織の核となり短時
間で容易に球状化組織となる。そのため球状化熱処理コ
ストが低減し、更に冷間加工性等の材質特性が著しく優
れている。
【0008】本発明の要旨とするところは、熱間絞り圧
延してコイル状鋼管を製造する際に、熱間絞り圧延用素
管を900〜1100℃に加熱し、続いて該素管のAr3
点以下(以下単にAr3点以下と称する)、(Ar3−10
0℃)以上の温度域で熱間絞り圧延を行い、続いて熱間
絞り圧延終了温度からAr1−200℃の温度範囲を10
〜40℃/sec の冷却速度で冷却し、続いてAc1以下、
(Ac1−50℃)以上の温度域に再加熱してコイル状に
巻き取ることを特徴とする冷間加工性の優れたコイル状
鋼管の製造方法である。
【0009】以下に本発明の製造方法及び設備構成につ
いて述べる。本発明のコイル状鋼管の製造方法は、図1
に一例を示すように圧延用素管11を900〜1100
℃に加熱炉1で加熱し、該圧延用素管11の熱間絞り圧
延をAr3点以下、(Ar3−100℃)以上の温度域で終
了させる。
【0010】その際、Ar3点で初析フェライト粒が析出
する。該初析フェライト粒は、(Ar3−100℃)間で
熱間絞り圧延で内部に歪が蓄積された延伸フェライト粒
になる。延伸フェライト粒は、未変態オーステナイト相
がAr1変態する際、変態生成核となり、微細な析出物状
及び微細なパーライト組織が得られる。続いて該圧延管
12を冷却装置3で熱間絞り圧延終了温度からAr1−2
00℃の温度範囲を10〜40℃/sec の冷却速度で冷
却し、該強制冷却した圧延管12を再加熱炉4でAc1
以下、(Ac1−50℃)以上の温度域に再加熱してコイ
ル状に巻き取ることによりコイル状鋼管を製造する。
【0011】該Ar3、およびAr1点に関して、本発明者
らは数多くの実験を重ねた結果、式(1)及び式(2)
に示すように鋼中の化学成分組成とAr3、Ar1点の関係
を求めた。 Ar3=827−64C−33Si−19Mn+17Cr−48Mo・・・・(1)式 Ar1=686−2C−0.4Si−30Mn+40Cr−85Mo・・・・(2)式 Ac1=723 ・・・・(3)式
【0012】圧延素管11は炭素鋼からなる鋼管であ
り、マンネスマン各種方式によって製造されたシームレ
ス鋼管、熱間押出鋼管、電縫溶接鋼管、鍛接鋼管等を用
いることができる。圧延素管11を加熱する加熱炉1と
しては、バレル炉、ウォーキングビーム炉及び誘導加熱
炉等を用いることができる。熱間絞り加工された管を加
熱して鋼中炭化物を凝集させる再加熱炉4としては、誘
導加熱炉等を用いることができる。
【0013】ストレッチレデューサー2は、2ロール又
は3ロールのロールハウジングを連続的に10〜30ス
タンド配列した圧延機であり、素管11は外径が順次圧
延されながら相隣するスタンド間の周速の差によって軸
方向に延伸されて、所望の外径、肉厚となった圧延管1
2は、冷却装置3で強制冷却され、続いて強制冷却され
た圧延管12は再加熱炉4で再加熱され、ピンチローラ
ー5で誘導され、巻取機6で巻き取られてコイル状鋼管
13となる。
【0014】本発明の構成の限定理由は以下の通りであ
る。熱間圧延用鋼管を熱間圧延絞り圧延してコイル状鋼
管を製造する際に、圧延用素管を900〜1100℃に
加熱し、続いて熱間絞り圧延する際、該熱間絞り圧延終
了温度をAr3点以下、(Ar3−100℃)以上に限定し
たのは、図2に熱間絞り圧延パターンを示す如く、熱間
絞り圧延終了がAr3点以上では再結晶した整粒のオース
テナイト相となり、その後Ar3、Ar1変態で粗粒のフェ
ライト組織とパーライト組織に変態し、以後の鋼中炭化
物を凝集させる再加熱炉4で熱処理しても目的とする球
状化組織が得られない。
【0015】また(Ar3−100℃)以上に限定したの
は、熱間絞り圧延終了温度が(Ar3−100℃)以下に
なると熱間絞り圧延中または熱間絞り圧延後冷却中にオ
ーステナイト相がマルテンサイト組織叉はベイナイト組
織に変態し、変態抵抗が大きくなり熱間絞り圧延に支障
を来す。前記理由により熱間絞り圧延終了温度を(Ar3
−100℃)以上に限定した。
【0016】次に熱間圧延管を冷却する過冷オーステナ
イト温度に関し、発明者等は数多くの実験を行った結
果、次工程での球状化処理が容易な微細パーライト組
織、微細ベイナイト組織の混合組織(ツビィッセン組
織)を得るには、熱間絞り圧延終了温度から(Ar1−2
00℃)の温度範囲を10℃/sec 〜40℃/sec 以下
の冷却速度で冷却することであることを見いだした。
【0017】即ち、該冷却終了温度が(Ar1−200
℃)を超える温度から40℃/sec を超える冷却速度で
冷却すると未変態オーステナイト相がマルテンサイト相
組織に変態し、一方、10℃/sec 未満の冷却速度では
粗粒パーライトに変態するため微細パーライト、微細ベ
イナイトあるいはこれらの混合組織が得られない。この
理由により熱間圧延管を強制冷却する際、冷却速度は1
0℃/sec から40℃/sec 以下、冷却終了温度は(A
r1−200℃)以下の範囲に限定した。
【0018】次に熱間絞り圧延後、強制冷却した圧延鋼
管を再加熱する温度領域をAc1点以下、(Ac1−50
℃)以上までに限定したのは、Ac1点以上に加熱すると
鋼中の炭化物は分解固溶して球状化の効果をもたらさな
い。また(Ac1−50℃)以下の温度では鋼中の炭素の
拡散が充分におこらないため炭化物の凝集が行われない
ため加熱温度をAc1点以下、(Ac1−50℃)以上に限
定した。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例についてその効果を
述べる。表1に示す各種組成の炭素鋼を用いて、熱間圧
延温度、圧延終了温度、圧延終了後の冷却温度及び再加
熱温度をかえて製造したコイル状鋼管の品質特性、即ち
金属組織、圧縮加工特性を評価した結果を示す。本発明
による製造方法によれば、球状化組織は従来法の如き長
時間処理を必要とせず短時間処理ですみ且つ得られたコ
イル状鋼管の限界圧縮率は高く、従来の該コイル状鋼管
に比して大幅に冷間加工性が向上する。
【0020】
【発明の効果】本発明により製造されたコイル状鋼管
は、短時間で球状化処理が可能であり、該球状化処理コ
ストが低廉する。且つ優れた冷間加工性を有し、更に該
コイル状鋼管の長手方向および円周方向の材質特性は均
質であり、従来の該コイル状鋼管に比し、品質特性を飛
躍的に向上させるものであり、工業的価値は絶大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコイル状鋼管の製造設備の一例を示す
図である。
【図2】本発明と従来例の熱間絞圧延パターンを示す図
である。
【符号の説明】
1 加熱炉 2 ストレッチレデューサー 3 冷却装置 4 再加熱炉 5 ピンチロール 6 巻取機 11 圧延用素管 12 圧延管 13 コイル状鋼管
【表1】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例についてその効果を
述べる。表1に示す各種組成の炭素鋼を用いて、熱間圧
延温度、圧延終了温度、圧延終了後の冷却温度及び再加
熱温度をかえて製造したコイル状鋼管の品質特性、即ち
金属組織、圧縮加工特性を評価した結果を示す。
【表1】 本発明による製造方法によれば、球状化組織は
従来法の如き長時間処理を必要とせず短時間処理ですみ
且つ得られたコイル状鋼管の限界圧縮率は高く、従来の
該コイル状鋼管に比して大幅に冷間加工性が向上する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱間絞り圧延してコイル状鋼管を製造する
    際に、熱間絞り圧延用素管を900〜1100℃に加熱
    し、続いて該素管のAr3点以下、(Ar3−100℃)以
    上の温度で熱管絞り圧延を終了し、続いて熱管絞り圧延
    終了温度からAr1−200℃の温度範囲を10〜40℃
    /sec の冷却速度で冷却し、続いてAc1点以下、(Ac1
    −50℃)以上の温度域に再加熱し、続いてコイル状に
    巻き取ることを特徴とする冷間加工性の優れたコイル状
    鋼管の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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