JPH0790487A - 耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板 - Google Patents
耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板Info
- Publication number
- JPH0790487A JPH0790487A JP22730493A JP22730493A JPH0790487A JP H0790487 A JPH0790487 A JP H0790487A JP 22730493 A JP22730493 A JP 22730493A JP 22730493 A JP22730493 A JP 22730493A JP H0790487 A JPH0790487 A JP H0790487A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐ＨＩＣ性に優れ、湿潤硫化水素を含む環境で
使用してもＨＩＣの発生しない熱延鋼板を提供する。 【構成】重量％で、Ｃ：０．０３−０．０８％、Ｓｉ：
０．１０−０．５０％、Ｍｎ：０．８０−１．４０％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃａ：
０．００１０−０．００４０％、Ａｌ：０．０１−０．
１０％を含み、さらに、Ｍｏ：０．００５−０．５０
％、Ｖ：０．００５−０．０９％、Ｎｂ：０．００５−
０．０５％、Ｔｉ：０．００５−０．０３０％、Ｃｕ：
０．０５−０．２０％、Ｎｉ：０．０５−０．５０％の
うち１種以上を含み、かつＣ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐの値が
０．２０％以下であることを特徴とする耐水素誘起割れ
性に優れた熱延鋼板。
使用してもＨＩＣの発生しない熱延鋼板を提供する。 【構成】重量％で、Ｃ：０．０３−０．０８％、Ｓｉ：
０．１０−０．５０％、Ｍｎ：０．８０−１．４０％、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃａ：
０．００１０−０．００４０％、Ａｌ：０．０１−０．
１０％を含み、さらに、Ｍｏ：０．００５−０．５０
％、Ｖ：０．００５−０．０９％、Ｎｂ：０．００５−
０．０５％、Ｔｉ：０．００５−０．０３０％、Ｃｕ：
０．０５−０．２０％、Ｎｉ：０．０５−０．５０％の
うち１種以上を含み、かつＣ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐの値が
０．２０％以下であることを特徴とする耐水素誘起割れ
性に優れた熱延鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐水素誘起割れ性に優れ
た熱延鋼板に係わり、例えば石油、天然ガスの掘削、輸
送において湿潤硫化水素を含む環境で使用される部材や
鋼管の素材などに適する。
た熱延鋼板に係わり、例えば石油、天然ガスの掘削、輸
送において湿潤硫化水素を含む環境で使用される部材や
鋼管の素材などに適する。
【０００２】
【従来の技術】近年生産される石油、天然ガスは湿潤硫
化水素を含む場合が増加しており、このような環境に使
用される鋼は水素誘起割れ（以後ＨＩＣという）が発生
し鋼管においては漏れ、バ−スト事故の原因になること
が知られている。ＨＩＣの発生機構は、湿潤硫化水素環
境で起こる鋼の腐食によって生じた原子状水素が鋼中に
侵入し鋼中のＭｎＳその他の非金属介在物の周りに集積
して割れが発生すると考えられている。
化水素を含む場合が増加しており、このような環境に使
用される鋼は水素誘起割れ（以後ＨＩＣという）が発生
し鋼管においては漏れ、バ−スト事故の原因になること
が知られている。ＨＩＣの発生機構は、湿潤硫化水素環
境で起こる鋼の腐食によって生じた原子状水素が鋼中に
侵入し鋼中のＭｎＳその他の非金属介在物の周りに集積
して割れが発生すると考えられている。
【０００３】介在物を起点とするＨＩＣは硬さの特に硬
い部分を伝播成長する。硬さの特に硬い部分は鋳片の最
終凝固部分、特に連続鋳造鋳片においてはその最終凝固
部である鋳片厚み中央部（以下中央偏析帯という）に発
生しやすい。すなわち、この部分は鋼の成分、不純物が
濃化しており他の部分に比べ硬さも硬く、ＭｎＳも集積
しておりＨＩＣが最も発生しやすい部分となっている。
い部分を伝播成長する。硬さの特に硬い部分は鋳片の最
終凝固部分、特に連続鋳造鋳片においてはその最終凝固
部である鋳片厚み中央部（以下中央偏析帯という）に発
生しやすい。すなわち、この部分は鋼の成分、不純物が
濃化しており他の部分に比べ硬さも硬く、ＭｎＳも集積
しておりＨＩＣが最も発生しやすい部分となっている。
【０００４】従来、鋼の耐ＨＩＣ性を向上させる技術と
しては、（１）Ｃａ、希土類元素を添加してＭｎＳの形
状を有害度の小さい球状形状に形態制御したり、Ｓを低
減して有害なＭｎＳそのものを減らせるなどＭｎＳに着
目した技術（特公昭５７−１６１８４、特公昭５７−１
４７４７）、（２）中央偏析帯の成分の偏析を低減する
考え方で、鋳片ができあがってから熱間圧延過程で加熱
により中央偏析帯の濃化した成分を拡散させ成分の偏析
度合いを下げる技術（特開昭５９−１９７５１８、特開
昭６１−１５７６２８）、鋳片をつくる過程で中央偏析
の程度を下げる技術（特開昭６２−２０５２４９）など
が開示されている。
しては、（１）Ｃａ、希土類元素を添加してＭｎＳの形
状を有害度の小さい球状形状に形態制御したり、Ｓを低
減して有害なＭｎＳそのものを減らせるなどＭｎＳに着
目した技術（特公昭５７−１６１８４、特公昭５７−１
４７４７）、（２）中央偏析帯の成分の偏析を低減する
考え方で、鋳片ができあがってから熱間圧延過程で加熱
により中央偏析帯の濃化した成分を拡散させ成分の偏析
度合いを下げる技術（特開昭５９−１９７５１８、特開
昭６１−１５７６２８）、鋳片をつくる過程で中央偏析
の程度を下げる技術（特開昭６２−２０５２４９）など
が開示されている。
【０００５】しかし、（１）の技術についてはＭｎＳを
皆無にし、あるいはすべてのＭｎＳを球状に制御できれ
ばＨＩＣは全く発生しないが、工業的にそれを実現する
ことは困難で、例えばＳを０．０００４％程度に下げ、
しかもＣａによってＭｎＳの形態制御を実施してもなお
ＨＩＣの発生を皆無にできないのが実情である。
皆無にし、あるいはすべてのＭｎＳを球状に制御できれ
ばＨＩＣは全く発生しないが、工業的にそれを実現する
ことは困難で、例えばＳを０．０００４％程度に下げ、
しかもＣａによってＭｎＳの形態制御を実施してもなお
ＨＩＣの発生を皆無にできないのが実情である。
【０００６】次に、（２）に関しては、特開昭５９−１
９７５１８、特開昭６１−１５７６２８は鋳片を圧延前
に５時間もの長時間加熱したり、圧延途中に３０分以上
再加熱するなど工業的に実施するにあたり生産能率の面
で難点がある。また、特開昭６２−２０５２４９は鋳片
の凝固時に生成する中央偏析の程度を圧延後の製品で規
定するもので、例えばＭｎを指標にした中央偏析帯の幅
を製品段階で６００ミクロン以下にすることを特徴とし
ている。しかしこれは判定基準としては適用できるにし
てもそれを満たすような製造方法を別に見出さなければ
耐ＨＩＣ性に優れた鋼をつくれないという問題がある。
９７５１８、特開昭６１−１５７６２８は鋳片を圧延前
に５時間もの長時間加熱したり、圧延途中に３０分以上
再加熱するなど工業的に実施するにあたり生産能率の面
で難点がある。また、特開昭６２−２０５２４９は鋳片
の凝固時に生成する中央偏析の程度を圧延後の製品で規
定するもので、例えばＭｎを指標にした中央偏析帯の幅
を製品段階で６００ミクロン以下にすることを特徴とし
ている。しかしこれは判定基準としては適用できるにし
てもそれを満たすような製造方法を別に見出さなければ
耐ＨＩＣ性に優れた鋼をつくれないという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術における問題点を解決すべく創案されたもので、製
鋼段階すなわち鋳片製造段階で鋼の各成分含有量を制御
することによってＨＩＣの発生を抑え、湿潤硫化水素を
含む環境でも安心して使える熱延鋼板を提供することを
目的とする。
技術における問題点を解決すべく創案されたもので、製
鋼段階すなわち鋳片製造段階で鋼の各成分含有量を制御
することによってＨＩＣの発生を抑え、湿潤硫化水素を
含む環境でも安心して使える熱延鋼板を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は中央偏析帯では
ＭｎのほかにＣ、Ｐなどの元素も濃化偏析しておりこの
部分の硬さが硬くなってＨＩＣが発生し易くなるという
点に着目している。すなわち、鋼の成分元素と共に中央
偏析帯に濃化し硬さを上昇せしめるＣ、Ｍｎ、Ｐの合計
含有量を限定することによって耐ＨＩＣ性を良好ならし
めるもので、本発明の要旨は、重量％で、Ｃ：０．０３
−０．０８％、Ｓｉ：０．１０−０．５０％、Ｍｎ：
０．８０−１．４０％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：
０．００３％以下、Ｃａ：０．００１０−０．００４０
％、Ａｌ：０．０１−０．１０％を含み、さらに、Ｍ
ｏ：０．００５−０．５０％、Ｖ：０．００５−０．０
９％、Ｎｂ：０．００５−０．０５％、Ｔｉ：０．００
５−０．０３０％、Ｃｕ：０．０５−０．２０％、Ｎ
ｉ：０．０５−０．５０％のうち１種以上を含み、かつ
Ｃ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐの値が０．２０％以下に制限する
ことを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板で
ある。
ＭｎのほかにＣ、Ｐなどの元素も濃化偏析しておりこの
部分の硬さが硬くなってＨＩＣが発生し易くなるという
点に着目している。すなわち、鋼の成分元素と共に中央
偏析帯に濃化し硬さを上昇せしめるＣ、Ｍｎ、Ｐの合計
含有量を限定することによって耐ＨＩＣ性を良好ならし
めるもので、本発明の要旨は、重量％で、Ｃ：０．０３
−０．０８％、Ｓｉ：０．１０−０．５０％、Ｍｎ：
０．８０−１．４０％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：
０．００３％以下、Ｃａ：０．００１０−０．００４０
％、Ａｌ：０．０１−０．１０％を含み、さらに、Ｍ
ｏ：０．００５−０．５０％、Ｖ：０．００５−０．０
９％、Ｎｂ：０．００５−０．０５％、Ｔｉ：０．００
５−０．０３０％、Ｃｕ：０．０５−０．２０％、Ｎ
ｉ：０．０５−０．５０％のうち１種以上を含み、かつ
Ｃ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐの値が０．２０％以下に制限する
ことを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板で
ある。
【０００９】
【作用】以下に本発明における限定理由を説明する。 （１）Ｃ：０．０３−０．０８％ Ｃは強度を確保するに必要な成分であり０．０３％以上
の含有が必要である。しかし、０．０８％を超えると中
央偏析帯へのＣの偏析が増加して中央偏析帯が硬化し、
耐ＨＩＣ性が著しく劣化する。そのためＣ含有量は０．
０３−０．０８％とする。
の含有が必要である。しかし、０．０８％を超えると中
央偏析帯へのＣの偏析が増加して中央偏析帯が硬化し、
耐ＨＩＣ性が著しく劣化する。そのためＣ含有量は０．
０３−０．０８％とする。
【００１０】（２）Ｓｉ：０．１０−０．５０％ Ｓｉは脱酸剤として必要な元素であり、十分に脱酸する
には０．１０％以上必要である。しかし０．５％を超え
て含有すると延性が劣化するため０．１０−０．５０％
とする。
には０．１０％以上必要である。しかし０．５％を超え
て含有すると延性が劣化するため０．１０−０．５０％
とする。
【００１１】（３）Ｍｎ：０．８０−１．４０％ Ｍｎは強度、延性を得ると共に耐ＨＩＣ性に富む組織を
生成させるため０．８０％以上の含有が必要である。し
かし１．４０％を超えると中央偏析が顕著になるため
０．８０−１．４０％の含有とする。
生成させるため０．８０％以上の含有が必要である。し
かし１．４０％を超えると中央偏析が顕著になるため
０．８０−１．４０％の含有とする。
【００１２】（４）Ｐ：０．０１５％以下 Ｐは中央偏析を助長し、耐ＨＩＣ性を劣化させるので
０．０１５％以下とする。
０．０１５％以下とする。
【００１３】（５）Ｓ：０．００３％以下 Ｓも中央偏析を助長し、かつ耐ＨＩＣ性を劣化させるＭ
ｎＳを形成するので０．００３％以下とする。
ｎＳを形成するので０．００３％以下とする。
【００１４】 （６）Ｃａ：０．００１０〜０．００４０％ ＣａはＭｎＳを球状化するために添加するが、０．００
１０％未満ではその効果がなく、０．００４０％を越え
るとＣａ系のクラスター状介在物を形成し耐ＨＩＣ性を
劣化させるため０．００１０〜０．００４０％とした。
またＣａはＭｎＳの形状制御効果により靱性向上に寄与
する。一方、Ｃａの代りに希土類元素を添加してもよ
い。
１０％未満ではその効果がなく、０．００４０％を越え
るとＣａ系のクラスター状介在物を形成し耐ＨＩＣ性を
劣化させるため０．００１０〜０．００４０％とした。
またＣａはＭｎＳの形状制御効果により靱性向上に寄与
する。一方、Ｃａの代りに希土類元素を添加してもよ
い。
【００１５】（７）Ａｌ：０．０１−０．１０％ Ａｌは脱酸の目的で添加されるがその含有量は０．０１
−０．１０％とする。０．０１％未満では十分な脱酸が
できず、０．１０％を超えると耐ＨＩＣ性を劣化させる
酸化物介在物が過剰となり耐ＨＩＣ性を劣化させる。
−０．１０％とする。０．０１％未満では十分な脱酸が
できず、０．１０％を超えると耐ＨＩＣ性を劣化させる
酸化物介在物が過剰となり耐ＨＩＣ性を劣化させる。
【００１６】 （８）Ｃ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐ：０．２０％以下 Ｃ、Ｍｎ、Ｐは共に中央偏析を助長する成分でそれぞれ
について上に述べた制限が必要であるがそれに加え、こ
れら３元素をまとめて制御することが必要である。すな
わち、Ｃ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐが０．２０％を超えると中
央偏析が著しくなり耐ＨＩＣ性が劣化するが０．２０％
以下だとＨＩＣは起こらない。それ故Ｃ＋Ｍｎ／２０＋
５Ｐは０．２０％以下とする。
について上に述べた制限が必要であるがそれに加え、こ
れら３元素をまとめて制御することが必要である。すな
わち、Ｃ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐが０．２０％を超えると中
央偏析が著しくなり耐ＨＩＣ性が劣化するが０．２０％
以下だとＨＩＣは起こらない。それ故Ｃ＋Ｍｎ／２０＋
５Ｐは０．２０％以下とする。
【００１７】以上は必須成分であるが以下の成分は１種
または２種以上含有させることにより強度、靭性を向上
させることができる。 （９）Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは微細な炭化物または窒化物をつ
くり強度、靭性を向上させる。またＣｕ、Ｎｉはは鋼基
地に溶け込みやはり強度、靭性を向上させる。それぞれ
の元素の適正含有量は以下のとおりで、その下限値はい
ずれもその効果を発揮する最低限の量で、上限値はその
効果が飽和し、あるいは耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼさな
い限界の値である。
または２種以上含有させることにより強度、靭性を向上
させることができる。 （９）Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは微細な炭化物または窒化物をつ
くり強度、靭性を向上させる。またＣｕ、Ｎｉはは鋼基
地に溶け込みやはり強度、靭性を向上させる。それぞれ
の元素の適正含有量は以下のとおりで、その下限値はい
ずれもその効果を発揮する最低限の量で、上限値はその
効果が飽和し、あるいは耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼさな
い限界の値である。
【００１８】Ｍｏ：０．００５ −０．５０％ Ｖ ：０．００５ −０．０９％ Ｎｂ：０．００５ −０．０５％ Ｔｉ：０．００５ −０．０３０％ Ｃｕ：０．０５ −０．２０％ Ｎｉ：０．０５ −０．５０％、 以下に本発明鋼の製造方法を説明する。本発明鋼は転炉
あるいは電気炉にて本発明の成分範囲に成分を調整し、
普通造塊法または連続鋳造法により鋳片にする。それを
熱間圧延し、直接コイルに巻き取ることにより熱延鋼板
を製造する。
あるいは電気炉にて本発明の成分範囲に成分を調整し、
普通造塊法または連続鋳造法により鋳片にする。それを
熱間圧延し、直接コイルに巻き取ることにより熱延鋼板
を製造する。
【００１９】
【実施例】以下本発明の具体的実施例について説明す
る。本発明者らは発明鋼１から８および比較鋼ａからｃ
を試験鋼として溶製した。それらの成分組成を表１に示
す。
る。本発明者らは発明鋼１から８および比較鋼ａからｃ
を試験鋼として溶製した。それらの成分組成を表１に示
す。
【００２０】
【表１】
【００２１】これらを熱間圧延にて厚み１２ｍｍの熱延
鋼板とした後ＨＩＣ試験を実施した。圧延条件は熱延鋼
板を製造する時の一般的な圧延条件とし表２に示すよう
な条件とした。また、ＨＩＣ試験は米国腐食技術者協会
規格ＴＭ０２−８４に従って評価試験した。すなわち、
１気圧の硫化水素ガスを飽和させた５％食塩水＋０．５
％酢酸水溶液中に試験片を９６時間浸漬したのちその試
験片について超音波探傷（Ｃ−スキャン法と呼ばれる）
してＨＩＣの有無を判定した。
鋼板とした後ＨＩＣ試験を実施した。圧延条件は熱延鋼
板を製造する時の一般的な圧延条件とし表２に示すよう
な条件とした。また、ＨＩＣ試験は米国腐食技術者協会
規格ＴＭ０２−８４に従って評価試験した。すなわち、
１気圧の硫化水素ガスを飽和させた５％食塩水＋０．５
％酢酸水溶液中に試験片を９６時間浸漬したのちその試
験片について超音波探傷（Ｃ−スキャン法と呼ばれる）
してＨＩＣの有無を判定した。
【００２２】
【表２】 結果を表３に示す。表３において、ＨＩＣが全く発生し
なかったものには
なかったものには
【表３】
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、湿潤
硫化水素を含む環境で使用してもＨＩＣの発生しない熱
延鋼板を製造でき、湿潤硫化水素環境に使用されるライ
ンパイプの素材として用いることができるなど工業的に
極めて有益な発明である。
硫化水素を含む環境で使用してもＨＩＣの発生しない熱
延鋼板を製造でき、湿潤硫化水素環境に使用されるライ
ンパイプの素材として用いることができるなど工業的に
極めて有益な発明である。
【図１】Ｃ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐが０．２０％以下の場合
にはＨＩＣは全く発生しないことを示す図。
にはＨＩＣは全く発生しないことを示す図。
フロントページの続き (72)発明者 風間 恒雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 森 肇 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．０３−０．０８％、Ｓ
ｉ：０．１０−０．５０％、Ｍｎ：０．８０−１．４０
％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃ
ａ：０．００１０−０．００４０％、Ａｌ：０．０１−
０．１０％を含み、さらに、Ｍｏ：０．００５−０．５
０％、Ｖ：０．００５−０．０９％、Ｎｂ：０．００５
−０．０５％、Ｔｉ：０．００５−０．０３０％、Ｃ
ｕ：０．０５−０．２０％、Ｎｉ：０．０５−０．５０
％のうち１種以上を含み、かつＣ＋Ｍｎ／２０＋５Ｐの
値が０．２０％以下であることを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた熱延鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22730493A JPH0790487A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22730493A JPH0790487A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790487A true JPH0790487A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=16858717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22730493A Pending JPH0790487A (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 耐水素誘起割れ性に優れた熱延鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790487A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103614621A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-03-05 | 铜陵市经纬流体科技有限公司 | 一种离心泵叶片用热强钢材料及其制备方法 |
| CN103614655A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-03-05 | 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 | 一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料及其制备方法 |
| CN103643137A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-19 | 铜陵市肆得科技有限责任公司 | 一种大型泵轴承用合金钢材料及其制备方法 |
| CN103643165A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-19 | 铜陵市肆得科技有限责任公司 | 一种含铒泵轴合金钢材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP22730493A patent/JPH0790487A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103614655A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-03-05 | 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 | 一种耐磨损抗冲击性表面硬化用合金钢材料及其制备方法 |
| CN103614621A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-03-05 | 铜陵市经纬流体科技有限公司 | 一种离心泵叶片用热强钢材料及其制备方法 |
| CN103643137A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-19 | 铜陵市肆得科技有限责任公司 | 一种大型泵轴承用合金钢材料及其制备方法 |
| CN103643165A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-03-19 | 铜陵市肆得科技有限责任公司 | 一种含铒泵轴合金钢材料及其制备方法 |
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