JPH0726323A - 耐ｓｓｃ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法 - Google Patents
耐ｓｓｃ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法Info
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- JPH0726323A JPH0726323A JP17073493A JP17073493A JPH0726323A JP H0726323 A JPH0726323 A JP H0726323A JP 17073493 A JP17073493 A JP 17073493A JP 17073493 A JP17073493 A JP 17073493A JP H0726323 A JPH0726323 A JP H0726323A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐ＳＳＣ性に優れた低硬度シームレス鋼管の
製造法を提供する。 【構成】 鋼を１０００〜１２５０℃に加熱後穿孔し、
最終段の傾斜圧延機前で素管内面側より強制冷却しＡｒ
3 〜１１００℃の均一化処理を行い２０〜７０％の加工
を行う。その後形状矯正のための連続圧延後Ａｒ3 〜９
００℃に再加熱しＡｒ3 ＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延
を施す。仕上げ圧延後パイプ焼入れ側１〜２のmm点をＡ
ｒ1 以下の温度まで１５０℃/s以下の温度で冷却し、パ
イプの自己保有熱で４００〜６００℃まで復熱する温度
まで冷却後、放冷処理を行うことを特徴とする耐ＳＳＣ
性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法を要旨
とする。
製造法を提供する。 【構成】 鋼を１０００〜１２５０℃に加熱後穿孔し、
最終段の傾斜圧延機前で素管内面側より強制冷却しＡｒ
3 〜１１００℃の均一化処理を行い２０〜７０％の加工
を行う。その後形状矯正のための連続圧延後Ａｒ3 〜９
００℃に再加熱しＡｒ3 ＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延
を施す。仕上げ圧延後パイプ焼入れ側１〜２のmm点をＡ
ｒ1 以下の温度まで１５０℃/s以下の温度で冷却し、パ
イプの自己保有熱で４００〜６００℃まで復熱する温度
まで冷却後、放冷処理を行うことを特徴とする耐ＳＳＣ
性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法を要旨
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐ＳＳＣ性に優れた低
硬度高靭性シームレス鋼管の製造法に関するものであ
る。
硬度高靭性シームレス鋼管の製造法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、エネルギー資源としてのガス井、
油井開発は硫化水素濃度の高い環境で且つ極北化する傾
向にあり、開発機材として使用されるシームレス鋼管に
対しては、耐水素割れ性を保つため低硬度で且つ高靭性
を兼ね備えた性質が要求されている。従来より、このよ
うな諸特性を満足するにはＡＳＴＭ No．６以下の結晶
粒度では困難であることが本発明者等によって確かめら
れている。
油井開発は硫化水素濃度の高い環境で且つ極北化する傾
向にあり、開発機材として使用されるシームレス鋼管に
対しては、耐水素割れ性を保つため低硬度で且つ高靭性
を兼ね備えた性質が要求されている。従来より、このよ
うな諸特性を満足するにはＡＳＴＭ No．６以下の結晶
粒度では困難であることが本発明者等によって確かめら
れている。
【０００３】一方、熱間シームレス鋼管の圧延は、鋳造
鋼片の穿孔圧延、延伸圧延、仕上げ圧延工程に分けられ
るが、成形性および表面品位の確保から通常１１００℃
以上の高温域で行われる。よって、再結晶粒の粒成長は
著しく速く、その結晶粒度はＡＳＴＭ No．６以下の粗
粒となる。すなわち、近年の油井用機材として要求され
る特性を満足するにはＡＳＴＭ No．６以上の微細化且
つ整粒組織を安定して得る必要があるが、ＡＳＴＭ N
o．６以上の微細化組織を得るには熱間シームレス圧延
後に行う焼入れ−焼戻しする直接焼入れ工程では不十分
であるため、例えば特開昭５２−７７８１３号公報のよ
うに熱間粗圧延した中空素管を強制的に一旦鋼のＡｒ1
点以下の温度に下げて再びオーステナイト化温度に加熱
し引き続き仕上げ圧延を行って焼入れ−焼戻しするか、
或いは通常の仕上げ圧延後に再加熱焼入れ−焼戻しする
必要があった。
鋼片の穿孔圧延、延伸圧延、仕上げ圧延工程に分けられ
るが、成形性および表面品位の確保から通常１１００℃
以上の高温域で行われる。よって、再結晶粒の粒成長は
著しく速く、その結晶粒度はＡＳＴＭ No．６以下の粗
粒となる。すなわち、近年の油井用機材として要求され
る特性を満足するにはＡＳＴＭ No．６以上の微細化且
つ整粒組織を安定して得る必要があるが、ＡＳＴＭ N
o．６以上の微細化組織を得るには熱間シームレス圧延
後に行う焼入れ−焼戻しする直接焼入れ工程では不十分
であるため、例えば特開昭５２−７７８１３号公報のよ
うに熱間粗圧延した中空素管を強制的に一旦鋼のＡｒ1
点以下の温度に下げて再びオーステナイト化温度に加熱
し引き続き仕上げ圧延を行って焼入れ−焼戻しするか、
或いは通常の仕上げ圧延後に再加熱焼入れ−焼戻しする
必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法はいずれにおいても熱効率上の問題のほかに
製造工程が煩雑となる欠点があった。一方、従来の熱間
シームレス圧延ままで近年の油井開発に要求される特性
を満足できる必要条件であるＡＳＴＭ No．６以上の細
粒組織が得られないため、直接焼入れ処理等の省工程で
耐ＳＳＣの優れた低硬度高靭性シームレス鋼管が得られ
ないという問題があった。本発明はこのような従来の問
題を解消するものであって、鋼成分、熱間圧延条件を制
御することによって耐ＳＳＣ性の優れた低硬度高靭性シ
ームレス鋼管の製造法を提供することを目的とする。
ような方法はいずれにおいても熱効率上の問題のほかに
製造工程が煩雑となる欠点があった。一方、従来の熱間
シームレス圧延ままで近年の油井開発に要求される特性
を満足できる必要条件であるＡＳＴＭ No．６以上の細
粒組織が得られないため、直接焼入れ処理等の省工程で
耐ＳＳＣの優れた低硬度高靭性シームレス鋼管が得られ
ないという問題があった。本発明はこのような従来の問
題を解消するものであって、鋼成分、熱間圧延条件を制
御することによって耐ＳＳＣ性の優れた低硬度高靭性シ
ームレス鋼管の製造法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記を達成す
るために構成されたもので、その要旨は、重量％として Ｃ ：０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１
〜０．５％、Ｍｎ：０．１５〜２．５％、 Ｐ
：０．０２０％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．００
５〜０．１％、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、
Ｎ ：０．０１％以下を含有し、さらに必要によっては Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｍｏ：０．０５
〜０．５％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、 Ｖ
：０．０１〜０．１％、Ｂ ：０．０００３〜０．０
０３０％の１種または２種以上と、さらに必要によって 希土類元素：０．００１〜０．０５％、Ｃａ：０．００
１〜０．０２％、Ｃｏ：０．０５〜０．５％、
Ｃｕ：０．１〜０．５％の１種または２種以上を含有
して残部が実質的にＦｅからなる鋼片を１０００〜１２
５０℃に加熱した後、熱間穿孔圧延を施して、加工発熱
で１０００℃以上に上昇した中空素管を最終段の傾斜圧
延機前で該素管内面から強制冷却して素管全体をＡｒ3
点〜１１００℃間の温度にする均一化処理を行った後、
肉厚断面減少率で２０〜７０％の傾斜圧延を施し、さら
に形状矯正熱間連続圧延を行った後、Ａｒ3 点〜９００
℃の温度まで降下した中空素管を、該温度より高いＡｒ
3 点＋５０〜１０００℃に再加熱した後、仕上げ温度が
Ａｒ3 点＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施すか、或い
は該素管がＡｒ3 点＋５０℃以上の十分高い温度が確保
された場合は再加熱することなく仕上げ温度がＡｒ3 点
＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施し、その後Ａｒ3 点
以上の温度からパイプ焼入れ側深さ１〜２mmの点を鋼の
Ａｒ1 点直下の温度まで１５０℃/s以下の速度で冷却し
引き続き１５０℃/s以上の速度でパイプ焼入れ側の反対
面側が８００〜４００℃になるまで冷却し、しかる後放
冷処理を施すことを特徴とする耐ＳＳＣ性に優れた低硬
度高靭性シームレス鋼管の製造法である。
るために構成されたもので、その要旨は、重量％として Ｃ ：０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１
〜０．５％、Ｍｎ：０．１５〜２．５％、 Ｐ
：０．０２０％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．００
５〜０．１％、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、
Ｎ ：０．０１％以下を含有し、さらに必要によっては Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｍｏ：０．０５
〜０．５％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、 Ｖ
：０．０１〜０．１％、Ｂ ：０．０００３〜０．０
０３０％の１種または２種以上と、さらに必要によって 希土類元素：０．００１〜０．０５％、Ｃａ：０．００
１〜０．０２％、Ｃｏ：０．０５〜０．５％、
Ｃｕ：０．１〜０．５％の１種または２種以上を含有
して残部が実質的にＦｅからなる鋼片を１０００〜１２
５０℃に加熱した後、熱間穿孔圧延を施して、加工発熱
で１０００℃以上に上昇した中空素管を最終段の傾斜圧
延機前で該素管内面から強制冷却して素管全体をＡｒ3
点〜１１００℃間の温度にする均一化処理を行った後、
肉厚断面減少率で２０〜７０％の傾斜圧延を施し、さら
に形状矯正熱間連続圧延を行った後、Ａｒ3 点〜９００
℃の温度まで降下した中空素管を、該温度より高いＡｒ
3 点＋５０〜１０００℃に再加熱した後、仕上げ温度が
Ａｒ3 点＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施すか、或い
は該素管がＡｒ3 点＋５０℃以上の十分高い温度が確保
された場合は再加熱することなく仕上げ温度がＡｒ3 点
＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施し、その後Ａｒ3 点
以上の温度からパイプ焼入れ側深さ１〜２mmの点を鋼の
Ａｒ1 点直下の温度まで１５０℃/s以下の速度で冷却し
引き続き１５０℃/s以上の速度でパイプ焼入れ側の反対
面側が８００〜４００℃になるまで冷却し、しかる後放
冷処理を施すことを特徴とする耐ＳＳＣ性に優れた低硬
度高靭性シームレス鋼管の製造法である。
【０００６】
【作用】以下本発明の製造法について詳細に説明する。
先ず、本発明において上記のような鋼成分に限定した理
由について説明する。Ｃ，Ｍｎは、焼入れ効果を増して
強度を高め降伏点３０〜６０kgf/mm2 の高張力鋼を安定
して得るためおよび細粒化を図るため重要である。少な
過ぎるとその効果がなく、多過ぎるとパイプ焼入れ側深
さ１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直下の温度まで１５０℃
/s以下の速度で冷却しても硬さの低減（ビッカース硬さ
＜２５０）が図れず耐ＳＳＣ性の劣化をきたし、また靭
性劣化の原因となるためそれぞれ０．０３〜０．０．２
０％、０．１５〜２．５％とした。Ｓｉは、脱酸剤が残
存したもので強度を高める有効な成分である。少な過ぎ
るとその効果がなく、多過ぎると介在物を増加して耐Ｓ
ＳＣ性を低下させるため０．０１〜０．５％とした。
先ず、本発明において上記のような鋼成分に限定した理
由について説明する。Ｃ，Ｍｎは、焼入れ効果を増して
強度を高め降伏点３０〜６０kgf/mm2 の高張力鋼を安定
して得るためおよび細粒化を図るため重要である。少な
過ぎるとその効果がなく、多過ぎるとパイプ焼入れ側深
さ１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直下の温度まで１５０℃
/s以下の速度で冷却しても硬さの低減（ビッカース硬さ
＜２５０）が図れず耐ＳＳＣ性の劣化をきたし、また靭
性劣化の原因となるためそれぞれ０．０３〜０．０．２
０％、０．１５〜２．５％とした。Ｓｉは、脱酸剤が残
存したもので強度を高める有効な成分である。少な過ぎ
るとその効果がなく、多過ぎると介在物を増加して耐Ｓ
ＳＣ性を低下させるため０．０１〜０．５％とした。
【０００７】Ｐは、粒界偏析を起こして加工の際き裂を
生じ易く有害な成分であり、また低温靭性の劣化をきた
すためその含有量を０．０２０％以下とした。Ｓは、Ｍ
ｎＳ系介在物を形成して熱間連続圧延で延伸し層状組織
を形成し、鋼の破壊伝播性能を改善する。少な過ぎると
その効果がなく、多過ぎると介在物を増加して鋼の性質
を脆化するため０．０１％とした。Ａｌは、Ｓｉと同様
脱酸剤が残存したもので、鋼中の不純物成分として含ま
れるＮと結合して結晶粒の成長を抑えて鋼の破壊伝播性
能を改善する。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎる
と介在物を増加して鋼の性質を脆化するため０．００５
〜０．１％とした。
生じ易く有害な成分であり、また低温靭性の劣化をきた
すためその含有量を０．０２０％以下とした。Ｓは、Ｍ
ｎＳ系介在物を形成して熱間連続圧延で延伸し層状組織
を形成し、鋼の破壊伝播性能を改善する。少な過ぎると
その効果がなく、多過ぎると介在物を増加して鋼の性質
を脆化するため０．０１％とした。Ａｌは、Ｓｉと同様
脱酸剤が残存したもので、鋼中の不純物成分として含ま
れるＮと結合して結晶粒の成長を抑えて鋼の破壊伝播性
能を改善する。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎる
と介在物を増加して鋼の性質を脆化するため０．００５
〜０．１％とした。
【０００８】Ｔｉ，Ｎｂは、いずれもシームレス圧延中
の結晶粒径制御元素として本発明の成分の中で最も重要
な元素である。Ｔｉは、鋼中の不純物成分として含まれ
るＮと結合して、Ｎｂは主にＣと結合して、熱間傾斜圧
延中の結晶粒制御および熱間傾斜圧延後の結晶粒の成長
を抑える重要な成分である。結晶粒の成長抑制が不十分
であるとパイプ焼入れ側１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直
下の温度まで１５０℃/s以下の速度で冷却しても硬さの
低減（ビッカース硬さ＜２５０）が図れず耐ＳＳＣ性の
劣化をきたす。添加粒が少な過ぎるとその効果がなく、
多過ぎてもその効果は飽和し、しかも非常に高価である
ため０．００５〜０．１％とした。Ｎは、後述のＢの焼
入れ性を低下させる有害な成分としてその含有量を０．
０１％以下とした。上記の成分組成の鋼でさらに鋼の強
度を高める場合Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｖ，Ｂ等の成分を必
要に応じて選択的に添加する。Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｖ
は、鋼の焼入れ性を増して、強度を高めるために添加す
るものである。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎて
もその効果が飽和し、しかも非常に高価であるため、そ
れぞれ０．１〜１．５％、０．０５〜０．５％、０．１
〜２．０％、０．０１〜０．１％とした。Ｂは、焼入れ
性を著しく向上せしめて強度を高める。少な過ぎるとそ
の効果がなく、多過ぎても効果は変わらず、靭性や熱間
加工性を劣化させるので０．０００３〜０．００３０％
とした。
の結晶粒径制御元素として本発明の成分の中で最も重要
な元素である。Ｔｉは、鋼中の不純物成分として含まれ
るＮと結合して、Ｎｂは主にＣと結合して、熱間傾斜圧
延中の結晶粒制御および熱間傾斜圧延後の結晶粒の成長
を抑える重要な成分である。結晶粒の成長抑制が不十分
であるとパイプ焼入れ側１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直
下の温度まで１５０℃/s以下の速度で冷却しても硬さの
低減（ビッカース硬さ＜２５０）が図れず耐ＳＳＣ性の
劣化をきたす。添加粒が少な過ぎるとその効果がなく、
多過ぎてもその効果は飽和し、しかも非常に高価である
ため０．００５〜０．１％とした。Ｎは、後述のＢの焼
入れ性を低下させる有害な成分としてその含有量を０．
０１％以下とした。上記の成分組成の鋼でさらに鋼の強
度を高める場合Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｖ，Ｂ等の成分を必
要に応じて選択的に添加する。Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｖ
は、鋼の焼入れ性を増して、強度を高めるために添加す
るものである。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎて
もその効果が飽和し、しかも非常に高価であるため、そ
れぞれ０．１〜１．５％、０．０５〜０．５％、０．１
〜２．０％、０．０１〜０．１％とした。Ｂは、焼入れ
性を著しく向上せしめて強度を高める。少な過ぎるとそ
の効果がなく、多過ぎても効果は変わらず、靭性や熱間
加工性を劣化させるので０．０００３〜０．００３０％
とした。
【０００９】さらに本発明は、近年のシームレス鋼管の
使用環境を鑑み上記の成分組成で構成される鋼の耐ＳＳ
Ｃ性を改善するために希土類元素等の成分を必要に応じ
て選択的に添加する。希土類元素、Ｃａは、介在物の形
態を球状化させて無害化する有効な成分である。少な過
ぎるとその効果がなく、多過ぎると介在物を増加して耐
ＳＳＣ性を低下させるのでそれぞれ０．００１〜０．０
５％、０．００１〜０．０２％とした。Ｃｏ，Ｃｕは、
鋼中への水素侵入抑制効果があり耐ＳＳＣ性に有効に働
く。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎるとその効果
が飽和するためそれぞれ０．０５〜０．５％、０．１〜
０．５％とした。
使用環境を鑑み上記の成分組成で構成される鋼の耐ＳＳ
Ｃ性を改善するために希土類元素等の成分を必要に応じ
て選択的に添加する。希土類元素、Ｃａは、介在物の形
態を球状化させて無害化する有効な成分である。少な過
ぎるとその効果がなく、多過ぎると介在物を増加して耐
ＳＳＣ性を低下させるのでそれぞれ０．００１〜０．０
５％、０．００１〜０．０２％とした。Ｃｏ，Ｃｕは、
鋼中への水素侵入抑制効果があり耐ＳＳＣ性に有効に働
く。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎるとその効果
が飽和するためそれぞれ０．０５〜０．５％、０．１〜
０．５％とした。
【００１０】次に熱間シームレス圧延条件を上記のよう
に限定した理由について説明する。上記のような成分組
織の鋼は転炉、電気炉等の溶解炉で或いはさらに真空脱
ガス処理を経て溶製され、連続鋳造法または造塊分塊法
で鋼片を製造する。鋼片は、直ちに或いは一旦冷却され
た後高温に加熱し熱間穿孔圧延を行う。加熱温度は、熱
間穿孔圧延を容易にするため十分高くしておかねばなら
ないと同時に細粒オーステナイト組織を得る観点からは
極力低い方が望ましい。本発明の成分範囲内であれば１
０００℃以上の温度で熱間穿孔加工上なんら支障が生じ
ずまた細粒化の観点から１２５０℃以上では粗粒となる
ため、その温度は１０００〜１２５０℃とした。
に限定した理由について説明する。上記のような成分組
織の鋼は転炉、電気炉等の溶解炉で或いはさらに真空脱
ガス処理を経て溶製され、連続鋳造法または造塊分塊法
で鋼片を製造する。鋼片は、直ちに或いは一旦冷却され
た後高温に加熱し熱間穿孔圧延を行う。加熱温度は、熱
間穿孔圧延を容易にするため十分高くしておかねばなら
ないと同時に細粒オーステナイト組織を得る観点からは
極力低い方が望ましい。本発明の成分範囲内であれば１
０００℃以上の温度で熱間穿孔加工上なんら支障が生じ
ずまた細粒化の観点から１２５０℃以上では粗粒となる
ため、その温度は１０００〜１２５０℃とした。
【００１１】熱間穿孔圧延が行われた中空素管は、加工
による発熱現象で１０００℃以上の高温で、しかも素管
の温度は内表面で高く不均一となり、一方、最終段の傾
斜圧延機による結晶粒径微細化効果を図１に示すよう
に、結晶粒径は主に圧延温度に支配される。よって、最
終段の傾斜圧延機で均一且つ細粒オーステナイトを得る
には圧延直前の素管温度を低下させると同時に素管温度
を均一にしなければならない。本発明の成分範囲内で細
粒組織を得るには最終段の傾斜圧延機前温度はＡｒ3 点
〜１１００℃にする必要があり、また、素管温度の均一
化は、外表側に比べて温度が高い内表面側を強制的に冷
却する必要がある。冷却は、水単独或いはミスト、圧縮
空気のいずれでもよい。
による発熱現象で１０００℃以上の高温で、しかも素管
の温度は内表面で高く不均一となり、一方、最終段の傾
斜圧延機による結晶粒径微細化効果を図１に示すよう
に、結晶粒径は主に圧延温度に支配される。よって、最
終段の傾斜圧延機で均一且つ細粒オーステナイトを得る
には圧延直前の素管温度を低下させると同時に素管温度
を均一にしなければならない。本発明の成分範囲内で細
粒組織を得るには最終段の傾斜圧延機前温度はＡｒ3 点
〜１１００℃にする必要があり、また、素管温度の均一
化は、外表側に比べて温度が高い内表面側を強制的に冷
却する必要がある。冷却は、水単独或いはミスト、圧縮
空気のいずれでもよい。
【００１２】また、傾斜圧延機では再結晶は大部分動的
に起こるので、結晶粒度は加工量によらない。しかし、
再結晶する臨界ひずみは超えている必要がある。圧下率
は、再結晶が圧延終了後にも静的に起こることを考慮し
て下限を２０％とした。一方、圧下率が余り大き過ぎる
と、圧延が困難になりパイプの成形性や表面品位の低下
が起こるため、上限を７０％とした。最終段の傾斜圧延
により微細化された該素管は圧延終了後、形状矯正のた
めの連続圧延を行い、Ａｒ3 点〜９００℃の温度まで降
下した中空素管は、該温度より高いＡｒ3 点＋５０〜１
０００℃に再加熱するか、或いは該素管がＡｒ3 点＋５
０℃以上の十分高い温度が確保されている場合は再加熱
せずに熱間最終仕上げ圧延を施す。再加熱温度は、最終
仕上げ後オーステナイトからの焼入れ温度を確保するた
め高温にする必要があるが高過ぎると酸化スケールが多
く生じ疵発生の原因となるためＡｒ3 点＋５０〜１００
０℃とした。Ａｒ3 点以上の温度から急冷する焼入れ処
理を施した後、続いて、Ａｒ1 点以下の温度に加熱して
冷却する焼戻し処理を行う最終仕上げ圧延温度は、圧延
後オーステナイトからの焼入れ温度を確保するため圧延
温度はＡｒ1 点以上とした。
に起こるので、結晶粒度は加工量によらない。しかし、
再結晶する臨界ひずみは超えている必要がある。圧下率
は、再結晶が圧延終了後にも静的に起こることを考慮し
て下限を２０％とした。一方、圧下率が余り大き過ぎる
と、圧延が困難になりパイプの成形性や表面品位の低下
が起こるため、上限を７０％とした。最終段の傾斜圧延
により微細化された該素管は圧延終了後、形状矯正のた
めの連続圧延を行い、Ａｒ3 点〜９００℃の温度まで降
下した中空素管は、該温度より高いＡｒ3 点＋５０〜１
０００℃に再加熱するか、或いは該素管がＡｒ3 点＋５
０℃以上の十分高い温度が確保されている場合は再加熱
せずに熱間最終仕上げ圧延を施す。再加熱温度は、最終
仕上げ後オーステナイトからの焼入れ温度を確保するた
め高温にする必要があるが高過ぎると酸化スケールが多
く生じ疵発生の原因となるためＡｒ3 点＋５０〜１００
０℃とした。Ａｒ3 点以上の温度から急冷する焼入れ処
理を施した後、続いて、Ａｒ1 点以下の温度に加熱して
冷却する焼戻し処理を行う最終仕上げ圧延温度は、圧延
後オーステナイトからの焼入れ温度を確保するため圧延
温度はＡｒ1 点以上とした。
【００１３】形状矯正のための連続圧延直後或いは再加
熱後Ａｒ3 点＋５０℃以上の温度で熱間最終仕上げ圧延
を行う。圧延温度は、あまり低くなると形状の確保が困
難となるため、Ａｒ3 点＋５０℃以上とした。
熱後Ａｒ3 点＋５０℃以上の温度で熱間最終仕上げ圧延
を行う。圧延温度は、あまり低くなると形状の確保が困
難となるため、Ａｒ3 点＋５０℃以上とした。
【００１４】熱間最終仕上げ圧延後Ａｒ3 点以上の温度
からパイプ焼入れ側１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直下の
温度まで１５０℃/s（秒）以下の速度で冷却し引き続き
１５０℃/s以上の速度でその反対側の面が８００〜４０
０℃になるまで冷却した後、放冷処理を施す。焼入れ開
始温度は、細粒フェライト＋ベイナイト＋マルテンサイ
トの混合組織を確保し、必要とする強度を確保するため
Ａｒ3 点以上とした。焼入れ時の冷却速度は、強度、靭
性、耐ＳＳＣ性を確保するため特に重要である。冷却速
度は、冷媒すなわち冷却水の温度を一定とした場合、水
量密度の大小により決まりその水量密度は焼入れ表面か
ら深さ１〜２mmの点の冷却速度に最も大きく影響を及ぼ
す。強度確保に必要な水量密度で冷却すると焼入れ端か
ら１〜２mmの点の冷却速度が大きくなり、焼戻し後の硬
さが上昇し、耐ＳＳＣ性が低下する。耐ＳＳＣ性の確保
には、ビッカース硬さ２５０以下にする必要があり、本
発明範囲の鋼成分は１５０℃/s以下で冷却する必要があ
る。
からパイプ焼入れ側１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直下の
温度まで１５０℃/s（秒）以下の速度で冷却し引き続き
１５０℃/s以上の速度でその反対側の面が８００〜４０
０℃になるまで冷却した後、放冷処理を施す。焼入れ開
始温度は、細粒フェライト＋ベイナイト＋マルテンサイ
トの混合組織を確保し、必要とする強度を確保するため
Ａｒ3 点以上とした。焼入れ時の冷却速度は、強度、靭
性、耐ＳＳＣ性を確保するため特に重要である。冷却速
度は、冷媒すなわち冷却水の温度を一定とした場合、水
量密度の大小により決まりその水量密度は焼入れ表面か
ら深さ１〜２mmの点の冷却速度に最も大きく影響を及ぼ
す。強度確保に必要な水量密度で冷却すると焼入れ端か
ら１〜２mmの点の冷却速度が大きくなり、焼戻し後の硬
さが上昇し、耐ＳＳＣ性が低下する。耐ＳＳＣ性の確保
には、ビッカース硬さ２５０以下にする必要があり、本
発明範囲の鋼成分は１５０℃/s以下で冷却する必要があ
る。
【００１５】しかしながら、パイプ焼入れ側の反対側の
面の冷却速度を１５０℃/s以下とすると必要な強度が確
保できない。よって、焼入れ側から深さ１〜２mmの点の
冷却速度を、Ａｒ1 点を切るまで１５０℃/s以下で行
い、引き続き１５０℃/s以上の速度で冷却する。１５０
℃/s以上の速度での冷却は、パイプ焼入れ側の反対面側
が８００〜４００℃で停止しなければならない。１５０
℃/s以上の速度で冷却を完了する温度（ここでは、パイ
プの内面側）は冷却後のパイプの自己保有熱によりパイ
プ焼入れ側から１〜２mmの点を４００〜６００℃まで復
熱する必要があり、その温度はパイプの肉厚により変化
する。一般的にガス、石油エネルギー資源機材として使
用されるパイプの肉厚範囲（５〜３０mm）では、冷却を
完了する温度があまり低くなると十分な復熱がなく、ま
たあまり高くなると十分な強度を確保するための組織が
得られないため、パイプ焼入れ側の反対面側が８００〜
４００℃で冷却を停止するのがよい。
面の冷却速度を１５０℃/s以下とすると必要な強度が確
保できない。よって、焼入れ側から深さ１〜２mmの点の
冷却速度を、Ａｒ1 点を切るまで１５０℃/s以下で行
い、引き続き１５０℃/s以上の速度で冷却する。１５０
℃/s以上の速度での冷却は、パイプ焼入れ側の反対面側
が８００〜４００℃で停止しなければならない。１５０
℃/s以上の速度で冷却を完了する温度（ここでは、パイ
プの内面側）は冷却後のパイプの自己保有熱によりパイ
プ焼入れ側から１〜２mmの点を４００〜６００℃まで復
熱する必要があり、その温度はパイプの肉厚により変化
する。一般的にガス、石油エネルギー資源機材として使
用されるパイプの肉厚範囲（５〜３０mm）では、冷却を
完了する温度があまり低くなると十分な復熱がなく、ま
たあまり高くなると十分な強度を確保するための組織が
得られないため、パイプ焼入れ側の反対面側が８００〜
４００℃で冷却を停止するのがよい。
【００１６】尚、本発明において、仕上げ鋼管の冷却を
１〜２mmの点を基準としたのは、１mm未満では脱炭層或
いはスケールで硬度測定が難しくなること、また２mmを
超えると冷却速度の影響が小さく敏感に材質を管理する
ことができない。つまり、１〜２mmの深さは冷却速度の
影響を敏感に受け材質を管理し易い範囲であるからであ
る。
１〜２mmの点を基準としたのは、１mm未満では脱炭層或
いはスケールで硬度測定が難しくなること、また２mmを
超えると冷却速度の影響が小さく敏感に材質を管理する
ことができない。つまり、１〜２mmの深さは冷却速度の
影響を敏感に受け材質を管理し易い範囲であるからであ
る。
【００１７】以上の製造方法で得られる鋼は、粗大粒を
含むことなく且つ焼入れ時の自己保有熱により焼戻しを
省略した省工程で耐ＳＳＣ性に優れた低硬度高靭性シー
ムレス鋼管の製造に有効である。
含むことなく且つ焼入れ時の自己保有熱により焼戻しを
省略した省工程で耐ＳＳＣ性に優れた低硬度高靭性シー
ムレス鋼管の製造に有効である。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。転炉
で溶製し連続鋳造を経て製造された表１に示す成分の鋼
片を表２に示す条件で熱間シームレス圧延を行ってパイ
プ焼入れ側１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点以下の温度まで
１５０℃/s以下の速度で冷却し、引き続き１５０℃/s以
上の速度で冷却後、放冷処理を施した。これらの鋼管の
強度、硬さ、オーステナイト粒度および耐ＳＳＣ性を表
１に示した。尚、耐ＳＳＣ性は、ＮＡＣＥ ＴＭ０１−
７７に従った荷重方式によるσth(Threshold Stress)を
求めて評価した。
で溶製し連続鋳造を経て製造された表１に示す成分の鋼
片を表２に示す条件で熱間シームレス圧延を行ってパイ
プ焼入れ側１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点以下の温度まで
１５０℃/s以下の速度で冷却し、引き続き１５０℃/s以
上の速度で冷却後、放冷処理を施した。これらの鋼管の
強度、硬さ、オーステナイト粒度および耐ＳＳＣ性を表
１に示した。尚、耐ＳＳＣ性は、ＮＡＣＥ ＴＭ０１−
７７に従った荷重方式によるσth(Threshold Stress)を
求めて評価した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】本発明によって製造された鋼管は、高強度
を有し且つ従来法に比しオーステナイト粒度（γ粒度）
は微細で低硬度が得られ耐ＳＳＣ性はσthで０．２σy
以上向上することがわかる。
を有し且つ従来法に比しオーステナイト粒度（γ粒度）
は微細で低硬度が得られ耐ＳＳＣ性はσthで０．２σy
以上向上することがわかる。
【００２２】
【発明の効果】上記の本発明法によって製造された鋼管
は、高強度を有し且つ従来法に比しオーステナイト粒度
は最高硬さが低く、低温靭性および耐ＳＳＣ性が優れて
いるため、極北の寒冷地や硫化物応力腐食環境において
使用される。
は、高強度を有し且つ従来法に比しオーステナイト粒度
は最高硬さが低く、低温靭性および耐ＳＳＣ性が優れて
いるため、極北の寒冷地や硫化物応力腐食環境において
使用される。
【図１】通常の鋼板圧延法と傾斜圧延後のγ粒度と圧延
温度の影響を示す。
温度の影響を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 晃 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％として、 Ｃ ：０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜
０．５％、 Ｍｎ：０．１５〜２．５％、 Ｐ ：０．０２０％
以下、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ａｌ：０．００５〜
０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％、 Ｎｂ：０．００５〜
０．１％、 Ｎ ：０．０１％以下 を含有して残部が実質的にＦｅからなる鋼片を１０００
〜１２５０℃に加熱した後、熱間穿孔圧延を施して、加
工発熱で１０００℃以上に上昇した中空素管を最終段の
傾斜圧延機前で該素管内面から強制冷却して素管全体を
Ａｒ3 点〜１１００℃間の温度にする均一化処理を行っ
た後、肉厚断面減少率で２０〜７０％の傾斜圧延を施
し、さらに形状矯正熱間連続圧延を行った後、Ａｒ3 点
〜９００℃の温度まで降下した中空素管を、該温度より
高いＡｒ3 点＋５０〜１０００℃に再加熱した後、或い
は該素管がＡｒ3 点＋５０℃以上の十分高い温度が確保
された場合は再加熱することなく、仕上げ温度がＡｒ3
点＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施し、その後Ａｒ3
点以上の温度からパイプ焼入れ側深さ１〜２mmの点を鋼
のＡｒ1 点直下の温度まで１５０℃／秒（ｓ）以下の速
度で冷却し、引き続き１５０℃/s以上の速度でパイプ焼
入れ側の反対面側が８００〜４００℃になるまで冷却
し、しかる後放冷処理を施すことを特徴とする耐ＳＳＣ
性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法。 - 【請求項２】 重量％として、 Ｃ ：０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜
０．５％、 Ｍｎ：０．１５〜２．５％、 Ｐ ：０．０２０％
以下、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ａｌ：０．００５〜
０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％、 Ｎｂ：０．００５〜
０．１％、 Ｎ ：０．０１％以下を含有して、さらに Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｍｏ：０．０５〜
０．５％、 Ｎｉ：０．１〜２．０％、 Ｖ ：０．０１〜
０．１％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％の１種または２種
以上 を含有して残部が実質的にＦｅからなる鋼片を１０００
〜１２５０℃に加熱した後、熱間穿孔圧延を施して、加
工発熱で１０００℃以上に上昇した中空素管を最終段の
傾斜圧延機前で該素管内面から強制冷却して素管全体を
Ａｒ3 点〜１１００℃間の温度にする均一化処理を行っ
た後、肉厚断面減少率で２０〜７０％の傾斜圧延を施
し、さらに形状矯正熱間連続圧延を行った後、Ａｒ3 点
〜９００℃の温度まで降下した中空素管を、該温度より
高いＡｒ3 点＋５０〜１０００℃に再加熱した後、或い
は該素管がＡｒ3 点＋５０℃以上の十分高い温度が確保
された場合は再加熱することなく、仕上げ温度がＡｒ3
点＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施し、その後Ａｒ3
点以上の温度からパイプ焼入れ側深さ１〜２mmの点を鋼
のＡｒ1 点直下の温度まで１５０℃/s以下の速度で冷却
し、引き続き１５０℃/s以上の速度でパイプ焼入れ側の
反対面側が８００〜４００℃になるまで冷却し、しかる
後放冷処理を施すことを特徴とする耐ＳＳＣ性に優れた
低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法。 - 【請求項３】 重量％として、 Ｃ ：０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜
０．５％、 Ｍｎ：０．１５〜２．５％、 Ｐ ：０．０２０％
以下、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ａｌ：０．００５〜
０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％、 Ｎｂ：０．００５〜
０．１％、 Ｎ ：０．０１％以下を含有して、さらに 希土類元素：０．００１〜０．０５％、 Ｃａ：０．００１〜０．０２％、 Ｃｏ：０．０５〜
０．５％、 Ｃｕ：０．１〜０．５％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１０００〜１２５０℃に加熱した後、熱間
穿孔圧延を施して、加工発熱で１０００℃以上に上昇し
た中空素管を最終段の傾斜圧延機前で該素管内面から強
制冷却して素管全体をＡｒ3 点〜１１００℃間の温度に
する均一化処理を行った後、肉厚断面減少率で２０〜７
０％の傾斜圧延を施し、さらに形状矯正熱間連続圧延を
行った後、Ａｒ3 点〜９００℃の温度まで降下した中空
素管を、該温度より高いＡｒ3 点＋５０〜１０００℃に
再加熱した後、或いは該素管がＡｒ3 点＋５０℃以上の
十分高い温度が確保された場合は再加熱することなく、
仕上げ温度がＡｒ3 点＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を
施し、その後Ａｒ3 点以上の温度からパイプ焼入れ側深
さ１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直下の温度まで１５０℃
/s以下の速度で冷却し、引き続き１５０℃/s以上の速度
でパイプ焼入れ側の反対面側が８００〜４００℃になる
まで冷却し、しかる後放冷処理を施すことを特徴とする
耐ＳＳＣ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造
法。 - 【請求項４】 重量％として、 Ｃ ：０．０３〜０．２０％、 Ｓｉ：０．０１〜
０．５％、 Ｍｎ：０．１５〜２．５％、 Ｐ ：０．０２０％
以下、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ａｌ：０．００５〜
０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％、 Ｎｂ：０．００５〜
０．１％、 Ｎ ：０．０１％以下を含有して、さらに Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｍｏ：０．０５〜
０．５％、 Ｎｉ：０．１〜２．０％、 Ｖ ：０．０１〜
０．１％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００３０％の１種または２種
以上と、 希土類元素：０．００１〜０．０５％、 Ｃａ：０．００１〜０．０２％、 Ｃｏ：０．０５〜０．５％、 Ｃｕ：０．１〜０．
５％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１０００〜１２５０℃に加熱した後、熱間
穿孔圧延を施して、加工発熱で１０００℃以上に上昇し
た中空素管を最終段の傾斜圧延機前で該素管内面から強
制冷却して素管全体をＡｒ3 点〜１１００℃間の温度に
する均一化処理を行った後、肉厚断面減少率で２０〜７
０％の傾斜圧延を施し、さらに形状矯正熱間連続圧延を
行った後、Ａｒ3 点〜９００℃の温度まで降下した中空
素管を該温度より高いＡｒ3 点＋５０〜１０００℃に再
加熱した後、或いは該素管がＡｒ3 点＋５０℃以上の十
分高い温度が確保された場合は再加熱することなく、仕
上げ温度がＡｒ3 点＋５０℃以上の熱間仕上げ圧延を施
し、その後Ａｒ3 点以上の温度からパイプ焼入れ側深さ
１〜２mmの点を鋼のＡｒ1 点直下の温度まで１５０℃/s
以下の速度で冷却し、引き続き１５０℃/s以上の速度で
パイプ焼入れ側の反対面側が８００〜４００℃になるま
で冷却し、しかる後放冷処理を施すことを特徴とする耐
ＳＳＣ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170734A JP3046183B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 耐ｓｓｃ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170734A JP3046183B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 耐ｓｓｃ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726323A true JPH0726323A (ja) | 1995-01-27 |
| JP3046183B2 JP3046183B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=15910403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5170734A Expired - Lifetime JP3046183B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 耐ｓｓｃ性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3046183B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057286A1 (fr) * | 2000-02-02 | 2001-08-09 | Kawasaki Steel Corporation | Tube en acier sans soudure a haute resistance et endurance pour tuyau de canalisation |
| CN103215518A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-07-24 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 含稀土耐h2s腐蚀管线用无缝钢管材料及其生产方法 |
| CN105855317A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 鑫鹏源智能装备集团有限公司 | 一种铌及铌合金无缝管热轧生产加工方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103882298B (zh) * | 2012-12-21 | 2016-01-20 | 鞍钢股份有限公司 | 一种x60输送管线用无缝钢管及其制造方法 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP5170734A patent/JP3046183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057286A1 (fr) * | 2000-02-02 | 2001-08-09 | Kawasaki Steel Corporation | Tube en acier sans soudure a haute resistance et endurance pour tuyau de canalisation |
| CN103215518A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-07-24 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 含稀土耐h2s腐蚀管线用无缝钢管材料及其生产方法 |
| CN105855317A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 鑫鹏源智能装备集团有限公司 | 一种铌及铌合金无缝管热轧生产加工方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3046183B2 (ja) | 2000-05-29 |
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