JPH0734124A - Production of steel and steel tube excellent in high temperature property - Google Patents

Production of steel and steel tube excellent in high temperature property

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JPH0734124A
JPH0734124A JP17574593A JP17574593A JPH0734124A JP H0734124 A JPH0734124 A JP H0734124A JP 17574593 A JP17574593 A JP 17574593A JP 17574593 A JP17574593 A JP 17574593A JP H0734124 A JPH0734124 A JP H0734124A
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JP
Japan
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steel
steel pipe
strip
less
high temperature
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Withdrawn
Application number
JP17574593A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Miyasaka
明博 宮坂
Junji Yamanaka
淳史 山中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a steel sheet and steel sheet for a steel tube excellent in high temp. properties by subjecting a high Cr slab having a specified compsn. to hot rolling and cooling under specified temp. conditions, thereafter subjecting it to cold rolling into a cold rolled sheet and executing recrystallization heat treatment. CONSTITUTION:A Cr-contg. slab having a compsn. contg., by weight, 0.3 to 3.0% Si, 0.02 to 2.0%. Mn, 3.5 to 9.9% Cr, 0.01 to 1.0% Nb, 0.01 to l.0% Al, respectively <=0.03% C, P and S and <0.02% N or furthermore contg. V, Ti, Zr, Ta, Hf, Mo, W, rare earth elements and Ca and in which OR value given by [%Cr]+4[%Si]--17[%C]-3[%N] is regulated to >=6.5 is heated to 1150 to 1300 deg.C and is subjected to hot rolling in which the finishing temp. is regulated to >=780 deg.C into a hot rolled steel strip. This is subjected to cold rolling at >40% cumulative draft, and the obtd. cold rolled steel strip is held to >=780 deg.C for >=0.5min and is subjected to recrystallization heat treatment into a cold rolled steel strip excellent in high temp. oxidation resistance and strength, which is formed to form its shape into a cylindrical one, and both edge parts are welded to produce a steel tube excellent in high temp. properties.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高温特性の優れた鋼およ
び鋼管の製造方法に係り、さらに詳しくは、例えば自動
車のエンジンに取り付けられるエギゾーストマニホール
ド用、排気ガス浄化触媒保持基体用、自動車排気系のフ
ロント部分の鋼管等として、耐酸化性、強度や加工性等
の特性に優れ、かつ低コストの鋼あるいは鋼管を製造す
る方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing steel and steel pipe having excellent high temperature characteristics, and more specifically, for an exhaust manifold attached to an automobile engine, an exhaust gas purifying catalyst holding substrate, an automobile exhaust system. The present invention relates to a method for producing low cost steel or steel pipe having excellent properties such as oxidation resistance, strength and workability as the steel pipe of the front part of the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車のエギゾーストマニホール
ド(以下エキマニと称する)には、従来の鋳鉄製エキマ
ニに代えて、ステンレス鋼製のエキマニが使用される例
が増加している。これはステンレス鋼製エキマニの方が
肉厚を薄くすることが可能であり、自動車の軽量化に大
きく役立つためである。JIS(日本工業規格)のSU
S310等のオーステナイト系ステンレス鋼は優れた耐
熱性および加工性を有しているので一般の耐熱用途に広
く使用されている。しかし、この種の鋼は一般に高価で
ある上に、熱膨張係数が大きく、熱疲労特性に劣るとい
う難点を有している。
2. Description of the Related Art In recent years, there is an increasing number of cases in which an exhaust manifold (hereinafter referred to as "exhaust manifold") for automobiles is replaced with a conventional cast iron exhaust manifold by using a stainless steel exhaust manifold. This is because the exhaust manifold made of stainless steel can make the wall thickness thinner, which is very useful for reducing the weight of the automobile. JIS (Japanese Industrial Standard) SU
Austenitic stainless steels such as S310 have excellent heat resistance and workability and are therefore widely used for general heat resistance applications. However, this type of steel is generally expensive, and has a large thermal expansion coefficient, and thus has a drawback of being inferior in thermal fatigue characteristics.

【0003】一方、フェライト系ステンレス鋼は、一般
にオーステナイトステンレス鋼よりも熱膨張係数が小さ
いので熱疲労特性に優れることから、エキマニのように
加熱・冷却の温度サイクルを受ける用途には適している
と言える。このため、JIS規格G4305に定めるS
US410LやSUS430LX等が既に、エキマニ等
として実用されている。さらに、例えば特開昭64−8
254号公報や特開平2−175843号公報ではCr
を多量に含有し、高温強度を改善したフェライト系ステ
ンレス鋼が提案されている。しかし、これらのフェライ
ト系ステンレス鋼は非常に高価であり、エキマニに使用
した場合には、鋳鉄製エキマニに比べてコストが著しく
高く、排気ガス浄化触媒用としてもコストが高い、とい
う難点がある。かつ、Crを多量に含有しているために
加工性がよいとは言えず、エキマニや排気ガス浄化触媒
のような複雑な形状を形成するためには、製造工程が複
雑になり加工コストも高くなるという難点がある。
On the other hand, ferritic stainless steels generally have a smaller coefficient of thermal expansion than austenitic stainless steels and are therefore excellent in thermal fatigue properties, so that they are suitable for applications such as exhaust manifolds that undergo a temperature cycle of heating and cooling. I can say. Therefore, S specified in JIS standard G4305
US410L, SUS430LX and the like have already been put to practical use as exhaust manifolds and the like. Further, for example, JP-A-64-8
No. 254 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-175843, Cr
A ferritic stainless steel containing a large amount of Al and having improved high temperature strength has been proposed. However, these ferritic stainless steels are very expensive, and when used in exhaust manifolds, the cost is significantly higher than in cast iron exhaust manifolds, and the cost for exhaust gas purification catalysts is also high. Moreover, it cannot be said that the workability is good because it contains a large amount of Cr, and in order to form a complicated shape such as an exhaust manifold or an exhaust gas purification catalyst, the manufacturing process becomes complicated and the processing cost is high. There is a drawback that

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした現状
に鑑みて、自動車排気系等の高温における強度が高く、
かつ耐酸化性に優れる鋼および鋼管を、低コストで製造
する方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, the present invention has high strength at high temperatures such as an automobile exhaust system,
And it aims at providing the method of manufacturing the steel and steel pipe which are excellent in oxidation resistance at low cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成すべく、排気系統をはじめとする高温環境におい
て優れた耐酸化性と高温強度を有する鋼とその製造方法
を開発するべく、種々の観点から検討してきた。まず、
本発明者らは上記の目的を達成すべく種々検討した結
果、Crを従来のステンレス鋼とは逆に3.5〜9.9
%と比較的少なくした鋼に、SiおよびNbを複合添加
することによって高温強度および高温での耐酸化性を大
きく改善できること、合金元素量の範囲を特定の条件を
満足するように厳密に制御すると一段と高温での耐酸化
性と高温強度が改善されることを見出した。さらに本発
明者らは、かかる鋼にV,Ti,Zr,Ta,Hfを添
加すると加工性が一段と改善され、Mo,Wを添加する
と高温強度が一段と向上し、一方、希土類元素あるいは
Caを添加すると、高温での耐酸化性もよくなることを
見出した。さらに本発明者らはかかる鋼および鋼管を低
コストで製造する方法について検討を続けた結果、高C
r鋼を鋼片から帯鋼とし最終的に再結晶焼鈍するに際し
て、あるいはさらに造管するに際して、プロセス条件を
精密に選択すれば、かかる目的に適した鋼あるいは鋼管
が得られることを見出した。
In order to achieve the above object, the present inventors have developed a steel having excellent oxidation resistance and high temperature strength in a high temperature environment including an exhaust system and a method for producing the steel. , Have been examined from various viewpoints. First,
As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors have found that Cr is 3.5 to 9.9, which is contrary to the conventional stainless steel.
%, It is possible to greatly improve the high temperature strength and the oxidation resistance at high temperatures by adding Si and Nb in combination to a steel whose content is relatively small, and to strictly control the range of the amount of alloying elements so as to satisfy specific conditions. It has been found that the oxidation resistance at high temperature and the high temperature strength are further improved. Further, the inventors of the present invention further improved the workability by adding V, Ti, Zr, Ta and Hf to such steel, and further improved the high temperature strength by adding Mo and W, while adding the rare earth element or Ca. Then, it has been found that the oxidation resistance at high temperature is also improved. Further, the inventors of the present invention continued to study a method for producing such steel and steel pipe at low cost, and as a result, high C
It has been found that a steel or a steel pipe suitable for such an object can be obtained by precisely selecting the process conditions when the r steel is made into a strip steel from a steel strip and finally subjected to recrystallization annealing or further pipe making.

【0006】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、第1発明が要旨とするところは、重量%で、
Si:0.3〜3.0%、 Mn:0.02〜2.0
%、Cr:3.5〜9.9%、 Nb:0.01〜
1.0%、Al:0.01〜1.0%含有し、Cを0.
03%以下、 Pを0.03%以下、Sを0.0
3%以下、 Nを0.02%以下、に低減し、残
部Feおよび不可避不純物からなり、次式で与えられる
OR値 OR値=〔%Cr〕+4〔%Si〕−17〔%C〕−3
〔%N〕 が6.5以上である高Cr鋼片を、下記の工程で順次鋼
板とすることを特徴とする高温特性の優れた鋼の製造方
法にある。 鋼片を1150〜1300℃の温度に加熱した後に、
圧延完了温度が780℃以上で板厚1.6mm以上6.0
mm以下のホットストリップに熱間圧延し、少なくとも6
00℃以下に冷却するまでの平均冷却速度が10℃/秒
以上で冷却して、帯鋼として巻き取る工程、 上記の熱延帯鋼を、累積圧下率が40%以上の冷間圧
延を加えて冷延帯鋼とする工程、 上記の冷延帯鋼を、780℃以上の温度に0.5min
以上保持する熱処理を施して再結晶させる工程。
The present invention has been made on the basis of such findings, and the gist of the first invention is that it is% by weight.
Si: 0.3-3.0%, Mn: 0.02-2.0
%, Cr: 3.5 to 9.9%, Nb: 0.01 to
1.0%, Al: 0.01 to 1.0% contained, and C 0.
03% or less, P 0.03% or less, S 0.0
3% or less, N reduced to 0.02% or less, and an OR value consisting of the balance Fe and unavoidable impurities and given by the following equation: OR value = [% Cr] +4 [% Si] -17 [% C]- Three
A high Cr steel slab having a [% N] of 6.5 or more is sequentially formed into a steel sheet in the following steps, which is a method for producing a steel having excellent high temperature characteristics. After heating the billet to a temperature of 1150-1300 ° C.,
When the rolling completion temperature is 780 ° C or more, the plate thickness is 1.6 mm or more and 6.0
Hot-rolled into hot strips up to mm, at least 6
A step of cooling at an average cooling rate of 10 ° C./sec or more until it is cooled to 00 ° C. or lower and winding it as a strip steel. The above hot-rolled strip steel is subjected to cold rolling with a cumulative rolling reduction of 40% or more. And cold-rolled steel strip, the above cold-rolled steel strip at a temperature of 780 ° C or higher for 0.5 min
The step of recrystallizing by performing the above heat treatment.

【0007】第2発明が要旨とするところは、第1発明
において、熱延帯鋼を冷間圧延する前に、760℃以上
の温度に0.5min 以上保持する熱処理を施して再結晶
させる鋼の製造方法にある。第3発明が要旨とするとこ
ろは、第1発明または第2発明において、高Cr鋼片が
付加成分としてさらに、重量%で、V,Ti,Zr,T
a,Hfの1種または2種以上であって、その含有量が
合計として0.01%以上1.0%未満含有する鋼の製
造方法にある。第4発明が要旨とするところは、第1発
明、第2発明あるいは第3発明において、高Cr鋼片が
付加成分としてさらに、重量%で、Mo,Wの1種また
は2種の合計として0.03%以上0.5%未満を含有
する鋼の製造方法にある。第5発明が要旨とするところ
は、第1発明、第2発明、第3発明あるいは第4発明に
おいて、高Cr鋼片が付加成分としてさらに、重量%
で、希土類元素:0.005〜0.1%、Ca:0.0
01〜0.03%の1種または2種を含有する鋼の製造
方法にある。
The gist of the second invention is that, in the first invention, steel is recrystallized by subjecting it to a heat treatment at a temperature of 760 ° C. or higher for 0.5 min or more before cold rolling the hot-rolled steel. In the manufacturing method. The gist of the third invention is that, in the first invention or the second invention, a high Cr steel slab is further added as an additional component in a weight percentage of V, Ti, Zr, T.
It is a method for producing a steel containing at least one of a and Hf and having a total content of 0.01% or more and less than 1.0%. The gist of the fourth invention is that in the first invention, the second invention or the third invention, a high Cr steel slab is further added as an additional component in a weight percentage of 0 or 1 or 2 in total of Mo and W. It is a method for producing steel containing 0.03% or more and less than 0.5%. A fifth aspect of the invention is that in the first, second, third, or fourth invention, high Cr steel slab is further added as an additional component by weight%.
And rare earth element: 0.005-0.1%, Ca: 0.0
It is a method for producing a steel containing one or two of 01 to 0.03%.

【0008】さらに本発明の第6発明が要旨とするとこ
ろは、重量%で、Si:0.3〜3.0%、 Mn:
0.02〜2.0%、Cr:3.5〜9.9%、 N
b:0.01〜1.0%、Al:0.01〜1.0%含
有し、Cを0.03%以下、 Pを0.03%以
下、Sを0.03%以下、 Nを0.02%以
下、に低減し、残部Feおよび不可避不純物からなり、
次式で与えられるOR値 OR値=〔%Cr〕+4〔%Si〕−17〔%C〕−3
〔%N〕 が7.5以上である高Cr鋼片を、下記の工程で順次鋼
管とすることを特徴とする高温特性の優れた鋼管の製造
方法にある。 鋼片を1150〜1300℃の温度に加熱した後に、
圧延完了温度が720℃以上で板厚1.6mm以上6.0
mm以下のホットストリップに熱間圧延し、少なくとも6
00℃以下に冷却するまでの平均冷却速度が10℃/秒
以上で冷却して、帯鋼として巻き取る工程、 上記の熱延帯鋼を、累積圧下率が40%以上の冷間圧
延を加えて冷延帯鋼とする工程、 上記の冷延帯鋼を、780℃以上の温度に0.5min
以上保持する熱処理を施して再結晶させる工程、 上記の帯鋼を所定の幅に切断した後、ロール成形によ
って連続的に円筒状に成形しながら、鋼帯両端を溶接し
て鋼管として造管する工程。
Further, the gist of the sixth invention of the present invention is, in weight%, Si: 0.3 to 3.0%, Mn:
0.02-2.0%, Cr: 3.5-9.9%, N
b: 0.01 to 1.0%, Al: 0.01 to 1.0% are contained, C is 0.03% or less, P is 0.03% or less, S is 0.03% or less, and N is 0.02% or less, consisting of the balance Fe and unavoidable impurities,
OR value given by the following formula OR value = [% Cr] +4 [% Si] -17 [% C] -3
A high Cr steel slab having a [% N] of 7.5 or more is sequentially formed into a steel pipe in the following steps, which is a method for producing a steel pipe having excellent high temperature characteristics. After heating the billet to a temperature of 1150-1300 ° C.,
When the rolling completion temperature is 720 ° C or more, the plate thickness is 1.6 mm or more and 6.0
Hot-rolled into hot strips up to mm, at least 6
A step of cooling at an average cooling rate of 10 ° C./sec or more until it is cooled to 00 ° C. or lower and winding it as a strip steel. The above hot-rolled strip steel is subjected to cold rolling with a cumulative rolling reduction of 40% or more. And cold-rolled steel strip, the above cold-rolled steel strip at a temperature of 780 ° C or higher for 0.5 min
A step of recrystallizing by performing a heat treatment for holding the above, after cutting the above strip steel into a predetermined width, while continuously forming a cylindrical shape by roll forming, welding both ends of the steel strip to form a steel pipe Process.

【0009】また、第7発明の要旨とするところは、第
6発明におけるの工程によって再結晶させた帯鋼の段
階から鋼管として造管されるまでに鋼に付加される全歪
量εを、帯鋼の板厚t(mm)、鋼管の最終外径D(mm)
に対して、ε≦t/D+0.03とする鋼管の製造方法
にある。第8発明の要旨とするところは、第6発明ある
いは第7発明において、熱延帯鋼を冷間圧延する前に、
760℃以上の温度に0.5min 以上保持する熱処理を
施して再結晶させる鋼管の製造方法にある。第9発明の
要旨とするところは、第6発明、第7発明あるいは第8
発明において、鋼管として造管し最終外径にある鋼管
を、780℃以上の温度に1min 以上保持する熱処理を
施して再結晶させる鋼管の製造方法にある。第10発明
の要旨とするところは、第6発明、第7発明、第8発明
あるいは第9発明において、高Cr鋼片が付加成分とし
てさらに、重量%で、V,Ti,Zr,Ta,Hfの1
種または2種以上であって、その含有量が合計として
0.01%以上1.0%未満含有する鋼管の製造方法。
第11発明が要旨とするところは、第6発明、第7発
明、第8発明、第9発明あるいは第10発明において、
高Cr鋼片が付加成分としてさらに、重量%で、Mo,
Wの1種または2種の合計として0.03%以上0.5
%未満含有する鋼管の製造方法にある。第12発明が要
旨とするところは、第6発明、第7発明、第8発明、第
9発明、第10発明あるいは第11発明において、高C
r鋼片が付加成分としてさらに、重量%で、希土類元
素:0.005〜0.1%、Ca:0.001〜0.0
3%の1種または2種を含有する鋼管の製造方法にあ
る。
Further, the gist of the seventh invention is that the total strain amount ε added to the steel from the stage of the strip steel recrystallized by the process of the sixth invention to the time when it is manufactured as a steel pipe, Strip steel plate thickness t (mm), final outer diameter of steel pipe D (mm)
On the other hand, in the steel pipe manufacturing method, ε ≦ t / D + 0.03. The gist of the eighth invention is that in the sixth invention or the seventh invention, before cold rolling the hot-rolled steel,
It is a method for manufacturing a steel pipe in which a heat treatment of holding at a temperature of 760 ° C. or higher for 0.5 min or longer is performed to recrystallize. The gist of the ninth invention is that it is the sixth invention, the seventh invention or the eighth invention.
In the present invention, there is a method for producing a steel pipe which is produced as a steel pipe and is recrystallized by subjecting a steel pipe having a final outer diameter to a heat treatment at a temperature of 780 ° C. or higher for 1 min or longer. The gist of the tenth invention is that in the sixth invention, the seventh invention, the eighth invention or the ninth invention, a high Cr steel piece is further added as an additional component in a weight percentage of V, Ti, Zr, Ta, Hf. Of 1
A method for producing a steel pipe, which comprises one kind or two or more kinds, and whose total content is 0.01% or more and less than 1.0%.
The gist of the eleventh invention is that in the sixth invention, the seventh invention, the eighth invention, the ninth invention or the tenth invention,
A high Cr steel billet is added as an additional component in a weight percentage of Mo,
0.03% or more as a total of one or two types of W 0.5
In the method for producing a steel pipe containing less than%. The gist of the twelfth invention is that in the sixth invention, the seventh invention, the eighth invention, the ninth invention, the tenth invention or the eleventh invention, a high C
r Steel slab is an additional component, and further by weight%, rare earth element: 0.005 to 0.1%, Ca: 0.001 to 0.0
It is a method for producing a steel pipe containing 1% or 2% of 3%.

【0010】さらに、第13発明が要旨とするところ
は、第6発明、第7発明、第8発明、第9発明、第10
発明、第11発明あるいは第12発明において、鋼帯両
端を電気抵抗溶接によって溶接して電縫鋼管として造管
する鋼管の製造方法にあり、第14発明が要旨とすると
ころは、第6発明、第7発明、第8発明、第9発明、第
10発明、第11発明あるいは第12発明において、鋼
帯両端をレーザ溶接によって溶接して鋼管として造管す
る鋼管の製造方法にあり、第15発明が要旨とするとこ
ろは、第6発明、第7発明、第8発明、第9発明、第1
0発明、第11発明あるいは第12発明において、鋼帯
両端を溶接する手段が電縫溶接とレーザ溶接との複合溶
接である鋼管の製造方法にある。
Further, the gist of the thirteenth invention is that the sixth invention, the seventh invention, the eighth invention, the ninth invention, and the tenth invention.
In the invention, the eleventh invention or the twelfth invention, there is a method for manufacturing a steel pipe in which both ends of a steel strip are welded by electric resistance welding to produce an electric resistance welded steel pipe, and a gist of the fourteenth invention is the sixth invention, In a seventh invention, an eighth invention, a ninth invention, a tenth invention, an eleventh invention or a twelfth invention, there is a method for manufacturing a steel pipe in which both ends of a steel strip are welded by laser welding to produce a steel pipe, and a fifteenth invention. Is the sixth invention, the seventh invention, the eighth invention, the ninth invention, the first invention.
In the 0th invention, the 11th invention, or the 12th invention, there is a method for manufacturing a steel pipe, wherein the means for welding both ends of the steel strip is combined welding of electric resistance welding and laser welding.

【0011】[0011]

【作用】まず、本発明方法が対象とする高Cr鋼におい
て、各成分の範囲を限定した理由を述べる。 Si:SiはCrを3.5%以上含有する鋼に複合して
添加すると、高温での耐酸化性改善効果が顕著であり、
またフェライト組織を確保するためにも必要な元素であ
って、含有量が0.3%未満ではその効果が充分ではな
く、3.0%を超えて含有すると常温での靭性と加工性
が低下するので、含有量範囲を0.3〜3.0%に限定
する。 Mn:Mnは鋼の脱酸剤として必要で0.02%以上を
含有させる必要があるが、2.0%を超えて含有させて
もその効果はもはや飽和しているばかりか、過剰にMn
を含有させるとフェライト単相組織を確保することが難
しくなるので、上限含有量は2.0%とする。
First, the reason why the range of each component is limited in the high Cr steel targeted by the method of the present invention will be described. Si: When Si is added in combination with steel containing 3.5% or more of Cr, the effect of improving oxidation resistance at high temperatures is remarkable,
It is also an element necessary to secure a ferrite structure, and if its content is less than 0.3%, its effect is not sufficient, and if it exceeds 3.0%, toughness and workability at room temperature deteriorate. Therefore, the content range is limited to 0.3 to 3.0%. Mn: Mn is necessary as a deoxidizing agent for steel and it is necessary to contain 0.02% or more, but even if it is contained in an amount of more than 2.0%, the effect is not saturated but Mn is excessively added.
If it is contained, it becomes difficult to secure a ferrite single phase structure, so the upper limit content is made 2.0%.

【0012】Cr:CrはSiと複合して添加して、エ
キマニとして必要な耐食性、耐酸化性を確保するために
3.5%以上を含有させることが必要であるが、9.9
%を超えて含有させてもいたずらにコストを増すばかり
か、加工性が低下するので上限含有量は9.9%とす
る。 Nb:Nbはフェライト組織を安定にする上で有用な元
素であり、またCrを3.5%以上含有する鋼に添加し
て自動車排気系用鋼として必要な高温強度を確保するた
めに0.01%以上を含有させなければならないが、
1.0%を超えて添加してもその効果はもはや飽和する
のに対して、いたずらにコストを増加させるとともに粗
大な析出物を生成して加工性を低下させるので、上限含
有量は1.0%とする。 Al:Alは鋼の脱酸剤として0.01%以上の添加が
必要であり、またフェライト組織を確保するためにも有
用な元素であるが、1.0%を超えて添加すると粗大な
酸化物系介在物を形成して加工性を低下させるので、含
有量は0.01〜1.0%に限定する。
Cr: Cr must be added in combination with Si to contain 3.5% or more in order to secure the corrosion resistance and oxidation resistance required for the exhaust manifold, but 9.9.
If it is contained in excess of%, not only the cost is unnecessarily increased, but also the workability is deteriorated, so the upper limit content is made 9.9%. Nb: Nb is an element useful for stabilizing the ferrite structure, and is added to a steel containing 3.5% or more of Cr in order to secure the high temperature strength required as a steel for automobile exhaust system. It must contain more than 01%,
Even if added in excess of 1.0%, the effect will no longer be saturated, but the cost will be unnecessarily increased and coarse precipitates will be formed to reduce the workability, so the upper limit content is 1. 0% Al: Al needs to be added as 0.01% or more as a deoxidizing agent for steel, and is a useful element for securing a ferrite structure, but if added in excess of 1.0%, coarse oxidation will occur. The content is limited to 0.01 to 1.0% because it forms a material-based inclusion and reduces workability.

【0013】C,N:CおよびNはNbと化合物を生成
してNbを析出させ、高温強度を低下させるものである
し、またCはCrとの炭化物を生成して耐酸化性をも低
下させるので、CおよびN量は少ない方が望ましく、上
限含有量はCが0.03%、Nが0.02%とする。 P:Pは多量に存在すると靭性を低下させるので少ない
方が望ましく、上限含有量は0.03%とする。 S:Sも多量に存在すると熱間加工性および延性を低下
させるので少ない方が望ましく、上限含有量は0.03
%とする。
C, N: C and N form a compound with Nb to precipitate Nb and lower the high temperature strength, and C also forms a carbide with Cr to lower the oxidation resistance. Therefore, it is desirable that the amounts of C and N are small, and the upper limit contents are 0.03% for C and 0.02% for N. P: If P is present in a large amount, it lowers the toughness, so it is preferable that the amount be small, and the upper limit content is made 0.03%. S: If S is also present in a large amount, the hot workability and ductility are deteriorated, so it is preferable that the S content is small, and the upper limit content is 0.03.
%.

【0014】さらに本発明では、各元素の含有量の組み
合わせとして、下記の式で定義されるOR値が6.5以
上であることが必要である。 OR値=〔%Cr〕+4〔%Si〕−17〔%C〕−3
〔%N〕 これは、本発明者らが自動車排気系用鋼としての特性を
得るための最適成分組成および組み合わせについて詳細
に検討した結果に基づく知見であって、OR値が6.5
未満では排気系用鋼として最も重要な特性である高温で
の耐酸化性が不充分であり、例えば自動車排気系での使
用温度として800℃あるいはそれ以上を想定すると、
OR値が6.5未満では異常酸化を発生して使用できな
い。自動車排気系用としての使用に耐えるためには、O
R値として6.5以上を確保することが必要である。こ
こで、本発明者らの検討によれば、Crが3.5%以上
含有された鋼では、耐酸化性に対してSiはCrの4倍
の効果を有し、CおよびNはいずれもCrとの析出物を
生成して耐酸化性を損なうことを見出したことに基づく
ものである。
Further, in the present invention, it is necessary that the OR value defined by the following formula is 6.5 or more as a combination of the contents of the respective elements. OR value = [% Cr] +4 [% Si] -17 [% C] -3
[% N] This is a finding based on the results of the present inventors' detailed examination of the optimum component composition and combination for obtaining the characteristics as the steel for automobile exhaust system, and the OR value is 6.5.
If the temperature is less than 100%, the oxidation resistance at high temperature, which is the most important property for exhaust system steel, is insufficient. For example, assuming an operating temperature in an automobile exhaust system of 800 ° C or higher,
If the OR value is less than 6.5, abnormal oxidation occurs and the product cannot be used. To withstand use as an automobile exhaust system, O
It is necessary to secure an R value of 6.5 or more. Here, according to the study by the present inventors, in a steel containing Cr in an amount of 3.5% or more, Si has an effect of four times that of Cr with respect to oxidation resistance, and C and N are both It is based on the finding that it forms a precipitate with Cr and impairs the oxidation resistance.

【0015】以上が本発明が対象とする自動車排気系用
鋼の基本的成分と条件であるが、本発明においては必要
に応じてさらに以下の元素を添加して特性を一段と向上
させた鋼も対象としている。なお、以下の成分を添加し
た場合においても、前述のOR値が6.5以上という条
件を満足しなければならないのは、言うまでもない。
V,Ti,Zr,Ta,Hf:V,Ti,Zr,Ta,
Hfは、Crを3.5%以上含有しNbを0.01%以
上含有する鋼に複合して添加すると、加工性を高めるの
に効果がある。V,Ti,Zr,Ta,Hfの1種また
は2種以上の含有量の合計が0.01%未満ではその効
果が充分発揮されない。一方、1.0%を超えて添加し
てもその効果はもはや飽和するのに対して、いたずらに
コストを増加させるだけであるし、粗大な析出物を生成
して靭性を低下させる恐れがあるので、V,Ti,Z
r,Ta,Hfの1種または2種以上の合計含有量は
0.01%以上1.0%以下とする。
The above is the basic composition and conditions of the steel for automobile exhaust system which is the subject of the present invention. In the present invention, however, the steel is further improved in the properties by further adding the following elements as required. Intended. Needless to say, the above-mentioned condition that the OR value is 6.5 or more must be satisfied even when the following components are added.
V, Ti, Zr, Ta, Hf: V, Ti, Zr, Ta,
Hf is effective in increasing workability when it is added in combination with steel containing 3.5% or more Cr and 0.01% or more Nb. If the total content of one or more of V, Ti, Zr, Ta and Hf is less than 0.01%, the effect is not sufficiently exhibited. On the other hand, even if added in excess of 1.0%, the effect will no longer be saturated, but it will only unnecessarily increase the cost, and coarse precipitates may be formed to reduce toughness. So V, Ti, Z
The total content of one or more of r, Ta, and Hf is 0.01% or more and 1.0% or less.

【0016】Mo,W:MoおよびWはCrを3.5%
以上含有しNbを0.01%以上含有する鋼に複合して
添加すると、高温強度を一段と高めるのに効果がある。
MoおよびWの1種または2種の含有量の合計が0.0
3%未満ではその効果が充分発揮されない。一方、0.
5%以上添加してもその効果はもはや飽和するのに対し
て、いたずらにコストを増加させるだけであるから、M
o,Wの1種または2種の合計含有量は0.03%以上
0.5%未満とする。
Mo, W: Mo and W contain 3.5% of Cr
When it is added to the steel containing the above and containing 0.01% or more of Nb, it is effective in further improving the high temperature strength.
The total content of one or two of Mo and W is 0.0
If it is less than 3%, the effect is not sufficiently exhibited. On the other hand, 0.
Even if 5% or more is added, the effect is no longer saturated, whereas it only unnecessarily increases the cost.
The total content of one or two of o and W is 0.03% or more and less than 0.5%.

【0017】希土類元素(REM),Ca:希土類元素
およびCaは熱間加工性の向上、高温での耐酸化性の改
善に効果のある元素であるが、希土類元素では0.00
1%以上、Caでは0.0005%以上を添加しないと
その添加効果が充分ではなく、一方、希土類元素では
0.1%を超えて、Caでは0.03%を超えて、添加
するとそれぞれ粗大な非金属介在物を生成して逆に熱間
加工性や耐酸化性を劣化させるので、上限含有量は希土
類元素では0.1%、Caでは0.03%とした。な
お、本発明において希土類元素とは原子番号が57〜7
1番および89〜103番の元素およびYを指す。
Rare earth elements (REM), Ca: Rare earth elements and Ca are elements effective for improving hot workability and oxidation resistance at high temperatures, but rare earth elements are 0.00
If 1% or more and 0.0005% or more of Ca are not added, the effect of addition is not sufficient, while if it exceeds 0.1% for rare earth elements and exceeds 0.03% for Ca, coarse addition occurs. Since such non-metallic inclusions are generated to conversely deteriorate the hot workability and the oxidation resistance, the upper limit contents are 0.1% for rare earth elements and 0.03% for Ca. In the present invention, the rare earth element has an atomic number of 57 to 7.
It refers to elements Nos. 1 and 89 to 103 and Y.

【0018】本発明の鋼においては、上記の成分の他に
スクラップや原料等からの混入不純物として、あるいは
靭性や加工性等を調整する目的で、Ni,Cu,B等の
成分を含有することができ、Ni,Cu,B等を添加し
たとしても本発明の範囲を逸脱するものではない。
In the steel of the present invention, in addition to the above-mentioned components, Ni, Cu, B and other components are contained as impurities mixed from scraps or raw materials or for the purpose of adjusting toughness, workability and the like. However, the addition of Ni, Cu, B, etc. does not depart from the scope of the present invention.

【0019】次に、本発明の工程とその限定理由を説明
する。 鋼片加熱温度:鋼片をその中心部まで均一に加熱して、
熱間圧延における熱間加工性を確保する必要がある。し
かし、1300℃を超えて加熱すると、スラブの溶け落
ちが発生したり、酸化スケール生成による材料損失が著
しくなって、歩留が低下するため好ましくない。一方、
加熱温度が1150℃未満では、熱間圧延における変形
抵抗が大きくなりすぎるのに加えて、Nbを固溶させる
ことが不充分であるために高温特性を確保できない。従
って、鋼片加熱温度は1150〜1300℃とする。
Next, the process of the present invention and the reason for limiting the process will be described. Billet heating temperature: Uniformly heat the billet to its center,
It is necessary to secure hot workability in hot rolling. However, heating above 1300 ° C. is not preferable because the slab will be burned down and the material loss due to the formation of oxide scale will be significant and the yield will be reduced. on the other hand,
When the heating temperature is lower than 1150 ° C., the deformation resistance in hot rolling becomes too large, and in addition, the solid solution of Nb is insufficient, so that the high temperature characteristics cannot be secured. Therefore, the billet heating temperature is set to 1150 to 1300 ° C.

【0020】熱間圧延:熱間圧延は通常の板圧延プロセ
スを用いることができる。後続の冷間圧延での生産性を
確保しつつ板としての特性を満足させるためには、熱間
圧延後の板厚は1.6mm以上6.0mm以下とすることが
適切である。また、後続の冷間圧延における生産性の観
点から、板の形状はホットコイルとする。 圧延完了温度:熱延後の延性を確保する目的とNbの析
出を抑制する目的から、熱間圧延の終了温度は780℃
以上とする必要がある。
Hot rolling: For hot rolling, a conventional plate rolling process can be used. In order to satisfy the properties as a plate while ensuring the productivity in the subsequent cold rolling, it is appropriate that the plate thickness after hot rolling is 1.6 mm or more and 6.0 mm or less. Further, from the viewpoint of productivity in the subsequent cold rolling, the shape of the plate is a hot coil. Rolling completion temperature: The end temperature of hot rolling is 780 ° C. for the purpose of ensuring ductility after hot rolling and suppressing precipitation of Nb.
It is necessary to be above.

【0021】熱間圧延後の冷却速度:熱間圧延後の冷却
速度が小さいと、冷却途中でNb等が析出しても熱延板
の加工性が低下するので、析出を抑制するためには、少
なくとも600℃以下までは、平均冷却速度が10℃/
秒以上で冷却しなければならない。なお、鋼板の温度が
600℃以下になった後は、もっと小さな冷却速度とし
ても支障はない。
Cooling rate after hot rolling: If the cooling rate after hot rolling is low, the workability of the hot-rolled sheet deteriorates even if Nb or the like precipitates during cooling. , The average cooling rate is 10 ℃ / at least below 600 ℃
Must cool in more than a second. After the temperature of the steel sheet becomes 600 ° C. or lower, there is no problem even if the cooling rate is made smaller.

【0022】冷間圧延:本発明方法による鋼板を使用し
て部品等を製作するに際して、良好な加工性を確保する
ためには、冷間圧延においては累積圧下率を40%以上
とする必要がある。この累積圧下率を満足すれば、冷間
圧延としては通常の圧延プロセスを適用することがで
き、最終製品の板厚に応じた冷間圧延前板厚を選定する
ことが可能である。
Cold rolling: When manufacturing parts and the like using the steel sheet according to the method of the present invention, in order to ensure good workability, it is necessary to set the cumulative rolling reduction to 40% or more in cold rolling. is there. If this cumulative reduction ratio is satisfied, a normal rolling process can be applied as cold rolling, and it is possible to select the plate thickness before cold rolling according to the plate thickness of the final product.

【0023】熱処理:本発明方法による鋼板を使用して
部品等を製作するに際して、良好な加工性を確保するた
めには、冷間圧延後の鋼板を熱処理するに際して、78
0℃以上の温度に0.5min 以上保持する必要がある
が、これは保持温度が780℃未満では、本発明が対象
とする鋼を再結晶させるために非常な長時間を要するこ
とから、工業的には適用し難いためであり、保持時間が
0.5min 未満では必要な加熱温度が高くなりすぎて、
鋼板の酸化や表面性状の低下を生ずるためである。上記
の条件が満足されていれば、熱処理としては鋼板の連続
熱処理設備、バッチ(ボックス)熱処理設備のいずれを
使用してもよい。
Heat treatment: In order to secure good workability when manufacturing parts and the like using the steel sheet according to the method of the present invention, in order to ensure good workability, when heat treating the steel sheet after cold rolling, 78
It is necessary to hold at a temperature of 0 ° C. or higher for 0.5 min or longer. This is because when the holding temperature is lower than 780 ° C., it takes a very long time to recrystallize the steel targeted by the present invention. However, if the holding time is less than 0.5 min, the required heating temperature will be too high.
This is because the steel sheet is oxidized and the surface quality is deteriorated. As long as the above conditions are satisfied, either a continuous heat treatment equipment for steel sheets or a batch (box) heat treatment equipment may be used as the heat treatment.

【0024】鋼管への成形および溶接:鋼管への成形お
よび溶接には通常の鋼管製造プロセスが適用でき、自動
車排気系用鋼管として必要な外径に応じて所定の幅に鋼
帯を切断してから、ロール成形および溶接して鋼管とし
て造管することができる。溶接としては、通常の電縫溶
接、通常のレーザ溶接、あるいは電縫溶接とレーザ溶接
の複合溶接を用いることができる。
Forming and Welding to Steel Pipe: A normal steel pipe manufacturing process can be applied to forming and welding to a steel pipe, and a steel strip is cut into a predetermined width according to the outer diameter required for a steel pipe for automobile exhaust system. From this, it can be roll-formed and welded to produce a steel pipe. As the welding, ordinary electric resistance welding, ordinary laser welding, or combined welding of electric resistance welding and laser welding can be used.

【0025】本発明においては必要に応じて上記の工程
に加えて、さらに工程を付加してもよく、あるいはその
条件を限定するが、その理由は以下の通りである。 冷延前熱処理:本発明者らの検討によれば、例えば自動
車排気系用として特に高い加工性が要求される場合に
は、熱延帯鋼を冷間圧延する前に再結晶させておくこと
がさらに有効である。この目的のためには、保持温度は
760℃以上とする必要があり、保持時間は0.5min
以上とする必要がある。上記の条件が満足されていれ
ば、熱処理としては鋼板の連続熱処理設備、バッチ(ボ
ックス)熱処理設備のいずれを使用してもよい。
In the present invention, in addition to the above steps, additional steps may be added or the conditions thereof are limited, if necessary, for the following reasons. Pre-cold rolling heat treatment: According to the study by the present inventors, for example, when particularly high workability is required for an automobile exhaust system, the hot-rolled steel strip should be recrystallized before cold rolling. Is more effective. For this purpose, the holding temperature must be 760 ° C or higher, and the holding time is 0.5 min.
It is necessary to be above. As long as the above conditions are satisfied, either a continuous heat treatment equipment for steel sheets or a batch (box) heat treatment equipment may be used as the heat treatment.

【0026】全歪量:鋼管として、曲げや拡管等で特に
高い加工性が要求される場合には、冷間圧延後の熱処理
の工程において再結晶させた帯鋼の段階から、鋼管とし
て造管されるまでに鋼に付加される全歪量εを極力低減
することが有効である。本発明方法が対象とする高Cr
鋼の板厚t(mm)、鋼管の最終外径D(mm)に対して、
εがt/D+0.03以下となるように製造すれば、加
工性が特に優れた鋼管が得られる。
Total strain amount: When particularly high workability is required for bending, expanding, etc., as a steel pipe, from the stage of re-crystallized strip steel in the heat treatment process after cold rolling, a pipe is formed as a steel pipe. It is effective to reduce the total strain amount ε added to the steel as much as possible. High Cr for the method of the present invention
For the plate thickness t (mm) of steel and the final outer diameter D (mm) of the steel pipe,
If the steel is manufactured so that ε is t / D + 0.03 or less, a steel pipe having particularly excellent workability can be obtained.

【0027】造管後熱処理:電縫鋼管としての加工性を
非常に厳しく要求される場合には、鋼管として造管し最
終外径にある鋼管を焼鈍して、最終外径としての鋼管ま
でに導入された歪を除去することが有効であり、かかる
目的のためには保持温度は780℃以上が必要であり、
保持時間は1min 以上が必要である。
Post pipe heat treatment: When workability as an electric resistance welded steel pipe is extremely severely required, pipe forming as a steel pipe and annealing of a steel pipe having a final outer diameter are performed until a steel pipe having a final outer diameter is obtained. It is effective to remove the introduced strain, and a holding temperature of 780 ° C or higher is necessary for this purpose.
Hold time must be 1 min or more.

【0028】なお、本発明方法によって製造される鋼板
あるいは鋼管の製造過程において、冷延板の表面性状や
鋼管としての所定の特性を得る目的で、鋼板あるいは鋼
管の脱スケール処理や酸洗処理を施すことは、本発明方
法の本質から何ら逸脱するものではなく、いずれも本発
明が対象とする範囲に包含されるものであって、必要に
応じて、通常の脱スケール工程や酸洗工程を付加するこ
とができる。
In the manufacturing process of the steel sheet or steel pipe produced by the method of the present invention, descaling treatment or pickling treatment of the steel sheet or steel pipe is carried out for the purpose of obtaining the surface texture of the cold-rolled sheet and the predetermined characteristics of the steel pipe. The application does not deviate from the essence of the method of the present invention, and all are included in the scope of the present invention, and if necessary, a normal descaling step or a pickling step may be performed. Can be added.

【0029】本発明において提案する方法に従って製造
された鋼は、例えばエキマニとして使用するに際して、
鋼板として製造した後に、鋼板をプレス成形し、さらに
加工・溶接してエキマニとして製造してもよいし、鋼板
を例えば電縫鋼管等としてまず鋼管の形状にした後に、
2次加工および溶接等によってエキマニに加工してもよ
く、その他のプロセスも含めて本発明で限定する組成お
よび元素の組み合わせを有する鋼は、いずれも本発明方
法の対象とするところであって、コストや既存製造設備
の制約等によって最適なエキマニ製造工程を選択するこ
とができ、どのエキマニ製造工程を選択したとしても、
それをもって本発明の範囲を逸脱するものではない。排
気ガス浄化触媒支持基体として使用する場合は、鋼板と
して使用する場合が一般的であるし、フロントパイプと
して使用する場合は、鋼管として使用するのが一般的で
あるが、これらは実施態様の一例であって本発明方法が
対象とする鋼あるいは鋼管の対象は、もちろんこれらの
製品形状に限定されるものではない。
The steel produced according to the method proposed in the present invention may be used, for example, as an exhaust manifold.
After being manufactured as a steel plate, the steel plate may be press-molded and further processed / welded to be manufactured as an exhaust manifold, or after the steel plate is formed into a steel pipe shape, for example, as an electric resistance welded steel pipe,
Any steel that may be processed into an exhaust manifold by secondary processing, welding, etc. and that has a composition and a combination of elements that are limited in the present invention, including other processes, is a target of the method of the present invention, and is cost-effective. It is possible to select the optimal exhaust manifold manufacturing process due to restrictions on existing manufacturing equipment, etc., and whichever exhaust manifold manufacturing process is selected,
It does not depart from the scope of the invention. When it is used as an exhaust gas purification catalyst supporting substrate, it is generally used as a steel plate, and when it is used as a front pipe, it is generally used as a steel pipe. Therefore, the object of the steel or the steel pipe targeted by the method of the present invention is, of course, not limited to these product shapes.

【0030】[0030]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。 (実施例1)表1に成分を示す鋼を溶製し、熱間圧延に
よって厚さ4.0mmの帯鋼とした後、表2に示す条件で
それぞれ冷間圧延、熱処理を施して鋼帯を製造した。な
お、熱間圧延に際して、鋼片加熱温度は1250℃とし
た。本発明例No.6および12では、表2に示す条件で
冷間圧延前に熱処理を施した。次にこれらの鋼板から試
験片を採取して、JIS規格G0567に準拠して80
0℃での高温引張試験と、800℃における連続高温酸
化試験を実施した。また、最高加熱温度を800℃とす
る熱疲労試験も実施した。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. (Example 1) Steels having the components shown in Table 1 were melted and hot-rolled into a strip steel having a thickness of 4.0 mm, and then cold-rolled and heat-treated under the conditions shown in Table 2 to obtain steel strips. Was manufactured. In the hot rolling, the billet heating temperature was 1250 ° C. Inventive Example No. In Nos. 6 and 12, heat treatment was performed under the conditions shown in Table 2 before cold rolling. Next, test pieces were taken from these steel plates and were tested in accordance with JIS G0567 to obtain 80
A high temperature tensile test at 0 ° C and a continuous high temperature oxidation test at 800 ° C were carried out. Further, a thermal fatigue test in which the maximum heating temperature was 800 ° C was also carried out.

【0031】試験結果を表2に合わせて示す。表2の高
温引張試験結果において◎は800℃における0.2%
耐力が22N/mm2 以上であったことを示し、○は17N/
mm2以上22N/mm2 未満であったことを示し、×は17N
/mm2 未満であったことを示す。また、高温酸化試験結
果において、○は800℃における酸化増量が0.1g/
2 /hr 以下であったことを示し、×は酸化増量が0.
1g/m2 /hr より大きかったことを示している。さら
に、熱疲労試験結果において、○は破断に至るまでの繰
り返し数が500回以上であったことを示し、×は繰り
返し数が500回未満であったことを示している。
The test results are also shown in Table 2. In the high temperature tensile test results of Table 2, ⊚ is 0.2% at 800 ° C.
It shows that the proof stress was 22 N / mm 2 or more, and ○ means 17 N / mm 2.
mm 2 or more and less than 22 N / mm 2 , and x is 17 N
It was less than / mm 2 . In addition, in the high temperature oxidation test result, ○ indicates that the increase in oxidation at 800 ° C is 0.1 g /
was less than or equal to m 2 / hr, and x indicates that the increase in oxidation amount is 0.
It was shown to be larger than 1 g / m 2 / hr. Furthermore, in the thermal fatigue test results, ◯ indicates that the number of repetitions up to fracture was 500 or more, and x indicates that the number of repetitions was less than 500.

【0032】表2から明らかなように、本発明鋼である
No.1〜12は高温強度、耐酸化性および耐熱疲労特性
に優れているのに対して、比較例であるNo.13〜14
は冷間圧延において割れを生じて製品とすることはでき
ず、No.15〜18は高温強度、高温での耐酸化性ある
いは耐熱疲労特性に劣ることがわかる。
As is clear from Table 2, the steel of the present invention.
No. Nos. 1 to 12 are excellent in high temperature strength, oxidation resistance and thermal fatigue resistance, while No. 13-14
No cracks were generated during cold rolling and it could not be made into a product. It is understood that 15 to 18 are inferior in high temperature strength, high temperature oxidation resistance or heat fatigue resistance.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】(実施例2)表3に成分を示す鋼を溶製
し、表4に示す条件の熱間圧延によって厚さ4.0mmの
帯鋼とした後、表4に示す条件でそれぞれ冷間圧延、熱
処理を施してから、成形および溶接によって表4に示す
寸法の鋼管として造管した。造管溶接はすべて電縫溶接
とした。なお、熱間圧延に際して、鋼片加熱温度は12
40℃とした。本発明例No.10では、表4に示す条件
で冷間圧延前に熱処理を施し、No.9では造管後の鋼管
に表4に示す条件で熱処理を施した。次にこれらの鋼板
から試験片を採取して、JIS規格G0567に準拠し
て800℃での高温引張試験と、800℃における連続
高温酸化試験を実施した。また、最高加熱温度を800
℃とする熱疲労試験も実施した。
(Example 2) Steels having the components shown in Table 3 were melted, and hot-rolled under the conditions shown in Table 4 to obtain strip steels having a thickness of 4.0 mm, which were then cooled under the conditions shown in Table 4. After being subjected to hot rolling and heat treatment, it was formed into a steel pipe having the dimensions shown in Table 4 by forming and welding. All pipe welding was ERW welding. In the hot rolling, the billet heating temperature is 12
The temperature was 40 ° C. Inventive Example No. In No. 10, heat treatment was performed before cold rolling under the conditions shown in Table 4, and No. 10 was used. In No. 9, the steel pipe after pipe making was heat-treated under the conditions shown in Table 4. Next, test pieces were taken from these steel sheets, and a high temperature tensile test at 800 ° C. and a continuous high temperature oxidation test at 800 ° C. were carried out in accordance with JIS standard G0567. Also, the maximum heating temperature is 800
A thermal fatigue test at ℃ was also performed.

【0036】試験結果を表4に合わせて示す。表4の高
温引張試験において、◎は800℃における0.2%耐
力が22N/mm2 以上であったことを示し、○は17N/mm
2 以上22N/mm2 未満であったことを示し、×は17N/
mm2 未満であったことを示す。また、高温酸化試験結果
において、○は800℃における酸化増量が0.1g/m
2 /hr 以下であったことを示し、×は酸化増量が0.1
g/m2 /hr より大きかったことを示している。さらに、
熱疲労試験結果において、○は破断に至るまでの繰り返
し数が500回以上であったことを示し、×は繰り返し
数が500回未満であったことを示している。
The test results are also shown in Table 4. In the high temperature tensile test of Table 4, ⊚ indicates that the 0.2% proof stress at 800 ° C was 22 N / mm 2 or more, and ∘ indicates 17 N / mm.
2 or more and less than 22 N / mm 2 , where x is 17 N /
It was less than mm 2 . In addition, in the high temperature oxidation test result, ○ indicates that the increase in oxidation at 800 ° C is 0.1 g / m 2.
2 / hr or less, and x indicates an increase in oxidation of 0.1
It is shown that it was larger than g / m 2 / hr. further,
In the thermal fatigue test results, ∘ indicates that the number of repetitions up to fracture was 500 or more, and x indicates that the number of repetitions was less than 500.

【0037】表4から明らかなように、本発明鋼である
No.1〜12は高温強度、耐酸化性および耐熱疲労特性
に優れているのに対して、比較例であるNo.13〜14
は冷間圧延において割れを生じたために鋼管を製造する
ことはできず、No.15〜18は高温強度、高温での耐
酸化性あるいは耐熱疲労特性に劣ることがわかる。
As is clear from Table 4, the steel of the present invention.
No. Nos. 1 to 12 are excellent in high temperature strength, oxidation resistance and thermal fatigue resistance, while No. 13-14
Was unable to manufacture a steel pipe due to cracking during cold rolling. It is understood that 15 to 18 are inferior in high temperature strength, high temperature oxidation resistance or heat fatigue resistance.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】[0041]

【発明の効果】以上述べたように、本発明は高温特性の
優れた鋼および鋼管を製造する方法を提供するものであ
り、産業の発展に貢献するところ極めて大である。
Industrial Applicability As described above, the present invention provides a method for producing a steel and a steel pipe having excellent high temperature characteristics, and is extremely large in contributing to the development of industry.

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Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、 Si:0.3〜3.0%、 Mn:0.02〜2.0%、 Cr:3.5〜9.9%、 Nb:0.01〜1.0%、 Al:0.01〜1.0% 含有し、 Cを0.03%以下、 Pを0.03%以下、 Sを0.03%以下、 Nを0.02%以下、 に低減し、残部Feおよび不可避不純物からなり、次式
で与えられるOR値 OR値=〔%Cr〕+4〔%Si〕−17〔%C〕−3
〔%N〕 が6.5以上である高Cr鋼片を、下記の工程で順次鋼
板とすることを特徴とする高温特性の優れた鋼の製造方
法。 鋼片を1150〜1300℃の温度に加熱した後に、
圧延完了温度が780℃以上で板厚1.6mm以上6.0
mm以下のホットストリップに熱間圧延し、少なくとも6
00℃以下に冷却するまでの平均冷却速度が10℃/秒
以上で冷却して、帯鋼として巻き取る工程、 上記の熱延帯鋼を、累積圧下率が40%以上の冷間圧
延を加えて冷延帯鋼とする工程、 上記の冷延帯鋼を、780℃以上の温度に0.5min
以上保持する熱処理を施して再結晶させる工程。
1. By weight%, Si: 0.3 to 3.0%, Mn: 0.02 to 2.0%, Cr: 3.5 to 9.9%, Nb: 0.01 to 1.%. 0%, Al: 0.01 to 1.0%, C is 0.03% or less, P is 0.03% or less, S is 0.03% or less, and N is 0.02% or less. However, the OR value consisting of the balance Fe and unavoidable impurities and given by the following equation: OR value = [% Cr] +4 [% Si] -17 [% C] -3
A method for producing a steel having excellent high-temperature properties, characterized in that high Cr steel billets having a [% N] of 6.5 or more are sequentially formed into steel sheets in the following steps. After heating the billet to a temperature of 1150-1300 ° C.,
When the rolling completion temperature is 780 ° C or more, the plate thickness is 1.6 mm or more and 6.0
Hot-rolled into hot strips up to mm, at least 6
A step of cooling at an average cooling rate of 10 ° C./sec or more until it is cooled to 00 ° C. or lower and winding it as a strip steel. The above hot-rolled strip steel is subjected to cold rolling with a cumulative rolling reduction of 40% or more. And cold-rolled steel strip, the above cold-rolled steel strip at a temperature of 780 ° C or higher for 0.5 min
The step of recrystallizing by performing the above heat treatment.
【請求項2】 請求項1において、熱延帯鋼を冷間圧延
する前に、760℃以上の温度に0.5min 以上保持す
る熱処理を施して再結晶させることを特徴とする高温特
性の優れた鋼の製造方法。
2. The excellent high temperature property according to claim 1, characterized in that, before cold rolling the hot rolled steel strip, it is recrystallized by performing a heat treatment of holding it at a temperature of 760 ° C. or higher for 0.5 min or longer. Steel manufacturing method.
【請求項3】 請求項1または2において、高Cr鋼片
が付加成分としてさらに、重量%で、 V,Ti,Zr,Ta,Hfの1種または2種以上を合
計として0.01%以上1.0%未満含有することを特
徴とする高温特性の優れた鋼の製造方法。
3. The high Cr steel slab as an additional component according to claim 1, further comprising 0.01% or more by weight of one or more of V, Ti, Zr, Ta and Hf. A method for producing steel having excellent high-temperature characteristics, characterized by containing less than 1.0%.
【請求項4】 請求項1,2または3において、高Cr
鋼片が付加成分としてさらに、重量%で、 Mo,Wの1種または2種を合計として0.03%以上
0.5%未満含有することを特徴とする高温特性の優れ
た鋼の製造方法。
4. The high Cr according to claim 1, 2, or 3.
A method for producing a steel having excellent high-temperature characteristics, characterized in that a steel slab further contains, as an additional component, by weight, one or two kinds of Mo and W in a total amount of 0.03% or more and less than 0.5%. .
【請求項5】 請求項1,2,3または4において、高
Cr鋼片が付加成分としてさらに、重量%で、 希土類元素:0.005〜0.1%、 Ca:0.001〜0.03%、 の1種または2種を含有することを特徴とする高温特性
の優れた鋼の製造方法。
5. The high Cr steel slab as an additional component according to claim 1, 2, 3 or 4, further comprising: by weight, rare earth elements: 0.005 to 0.1%, Ca: 0.001 to 0. 03% of 1 type or 2 types is contained, The manufacturing method of the steel excellent in the high temperature characteristic characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 重量%で、 Si:0.3〜3.0%、 Mn:0.02〜2.0%、 Cr:3.5〜9.9%、 Nb:0.01〜1.0%、 Al:0.01〜1.0% 含有し、 Cを0.03%以下、 Pを0.03%以下、 Sを0.03%以下、 Nを0.02%以下、 に低減し、残部Feおよび不可避不純物からなり、次式
で与えられるOR値 OR値=〔%Cr〕+4〔%Si〕−17〔%C〕−3
〔%N〕 が6.5以上である高Cr鋼片を、下記の工程で順次鋼
管とすることを特徴とする高温特性の優れた鋼管の製造
方法。 鋼片を1150〜1300℃の温度に加熱した後に、
圧延完了温度が780℃以上で板厚1.6mm以上6.0
mm以下のホットストリップに熱間圧延し、少なくとも6
00℃以下に冷却するまでの平均冷却速度が10℃/秒
以上で冷却して、帯鋼として巻き取る工程、 上記の熱延帯鋼を、累積圧下率が40%以上の冷間圧
延を加えて冷延帯鋼とする工程、 上記の冷延帯鋼を、780℃以上の温度に0.5min
以上保持する熱処理を施して再結晶させる工程、 上記の帯鋼を所定の幅に切断した後、ロール成形によ
って連続的に円筒状に成形しながら、鋼帯両端を溶接し
て鋼管として造管する工程。
6. By weight%, Si: 0.3 to 3.0%, Mn: 0.02 to 2.0%, Cr: 3.5 to 9.9%, Nb: 0.01 to 1.%. 0%, Al: 0.01 to 1.0%, C is 0.03% or less, P is 0.03% or less, S is 0.03% or less, and N is 0.02% or less. However, the OR value consisting of the balance Fe and unavoidable impurities and given by the following equation: OR value = [% Cr] +4 [% Si] -17 [% C] -3
A method for producing a steel pipe having excellent high-temperature characteristics, characterized in that high Cr steel slabs having a [% N] of 6.5 or more are sequentially formed into steel pipes in the following steps. After heating the billet to a temperature of 1150-1300 ° C.,
When the rolling completion temperature is 780 ° C or more, the plate thickness is 1.6 mm or more and 6.0
Hot-rolled into hot strips up to mm, at least 6
A step of cooling at an average cooling rate of 10 ° C./sec or more until it is cooled to 00 ° C. or lower and winding it as a strip steel. The above hot-rolled strip steel is subjected to cold rolling with a cumulative rolling reduction of 40% or more. And cold-rolled steel strip, the above cold-rolled steel strip at a temperature of 780 ° C or higher for 0.5 min
A step of recrystallizing by performing a heat treatment for holding the above, after cutting the above strip steel into a predetermined width, while continuously forming a cylindrical shape by roll forming, welding both ends of the steel strip to form a steel pipe Process.
【請求項7】 請求項6において、の工程によって再
結晶させた帯鋼の段階から鋼管として造管されるまでに
鋼に付加される全歪量εを、帯鋼の板厚t(mm)、鋼管
の最終外径D(mm)に対して、ε≦t/D+0.03と
することを特徴とする高温特性の優れた鋼管の製造方
法。
7. The total strain amount ε added to the steel from the stage of the steel strip recrystallized by the process of to the step of forming a steel pipe according to claim 6, is defined by the plate thickness t (mm) of the steel strip. A method for producing a steel pipe having excellent high temperature characteristics, characterized in that ε ≦ t / D + 0.03 with respect to the final outer diameter D (mm) of the steel pipe.
【請求項8】 請求項6または7において、熱延帯鋼を
冷間圧延する前に、760℃以上の温度に0.5min 以
上保持する熱処理を施して再結晶させることを特徴とす
る高温特性の優れた鋼管の製造方法。
8. The high temperature characteristic according to claim 6 or 7, characterized in that, before cold rolling the hot rolled steel strip, it is recrystallized by being heat-treated at a temperature of 760 ° C. or higher for 0.5 min or longer. Excellent steel pipe manufacturing method.
【請求項9】 請求項6,7または8において、鋼管と
して造管し最終外径にある鋼管を、780℃以上の温度
に1min 以上保持する熱処理を施して再結晶させること
を特徴とする高温特性の優れた鋼管の製造方法。
9. The high temperature process according to claim 6, 7 or 8, wherein a steel pipe formed as a steel pipe and having a final outer diameter is subjected to a heat treatment of holding it at a temperature of 780 ° C. or higher for 1 min or longer to recrystallize it. A method of manufacturing steel pipes with excellent characteristics.
【請求項10】 請求項6,7,8または9において、
高Cr鋼片が付加成分としてさらに、重量%で、 V,Ti,Zr,Ta,Hfの1種または2種以上を合
計として0.01%以上1.0%未満含有することを特
徴とする高温特性の優れた鋼管の製造方法。
10. The method according to claim 6, 7, 8 or 9,
It is characterized in that the high Cr steel slab further contains 0.01% or more and less than 1.0% in total of one or two or more of V, Ti, Zr, Ta, and Hf as an additional component by weight. A method for manufacturing a steel pipe having excellent high temperature characteristics.
【請求項11】 請求項6,7,8,9または10にお
いて、高Cr鋼片が付加成分としてさらに、重量%で、 Mo,Wの1種または2種を合計として0.03%以上
0.5%未満含有することを特徴とする高温特性の優れ
た鋼管の製造方法。
11. The high Cr steel billet as an additional component according to claim 6, 7, 8, 9 or 10, wherein the total content of one or two of Mo and W is 0.03% or more 0. A method for producing a steel pipe having excellent high temperature characteristics, characterized by containing less than 0.5%.
【請求項12】 請求項6,7,8,9,10または1
1において、高Cr鋼片が付加成分としてさらに、重量
%で、 希土類元素:0.005〜0.1%、 Ca:0.001〜0.03%、 の1種または2種を含有することを特徴とする高温特性
の優れた鋼管の製造方法。
12. The method according to claim 6, 7, 8, 9, 10 or 1.
1, the high-Cr steel slab further contains, as an additional component, one or two kinds by weight%, rare earth element: 0.005 to 0.1%, Ca: 0.001 to 0.03%. And a method for producing a steel pipe having excellent high temperature characteristics.
【請求項13】 鋼帯両端を電気抵抗溶接によって溶接
して電縫鋼管として造管することを特徴とする請求項
6,7,8,9,10,11あるいは12記載の高温特
性の優れた鋼管の製造方法。
13. The excellent high temperature characteristics according to claim 6, wherein both ends of the steel strip are welded by electric resistance welding to form an electric resistance welded steel pipe. Steel pipe manufacturing method.
【請求項14】 鋼帯両端をレーザ溶接によって溶接
し、鋼管として造管することを特徴とする請求項6,
7,8,9,10,11あるいは12記載の高温特性の
優れた鋼管の製造方法。
14. A steel pipe is produced by welding both ends of a steel strip by laser welding.
A method for manufacturing a steel pipe having excellent high temperature characteristics according to 7, 8, 9, 10, 11 or 12.
【請求項15】 鋼帯両端を溶接する手段が電縫溶接と
レーザ溶接との複合溶接であることを特徴とする請求項
6,7,8,9,10,11あるいは12記載の高温特
性の優れた鋼管の製造方法。
15. The high temperature characteristic of claim 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, wherein the means for welding both ends of the steel strip is a composite welding of electric resistance welding and laser welding. Excellent steel pipe manufacturing method.
JP17574593A 1993-07-15 1993-07-15 Production of steel and steel tube excellent in high temperature property Withdrawn JPH0734124A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103627870A (en) * 2012-08-14 2014-03-12 宝钢特钢有限公司 Heat treatment method and manufacturing method of stainless steel pipe for boiler
CN103627870B (en) * 2012-08-14 2016-02-24 宝钢特钢有限公司 A kind of heat treating method of boiler stainless steel tube and manufacture method

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