JPH08100214A - 高強度シームレス鋼管の製造方法 - Google Patents
高強度シームレス鋼管の製造方法Info
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- JPH08100214A JPH08100214A JP23792194A JP23792194A JPH08100214A JP H08100214 A JPH08100214 A JP H08100214A JP 23792194 A JP23792194 A JP 23792194A JP 23792194 A JP23792194 A JP 23792194A JP H08100214 A JPH08100214 A JP H08100214A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、シームレス鋼管の製造において、
圧延の生産性を阻害することなくオフラインの焼き入れ
焼戻しを省略し所望の高強度を得る製造方法を与える。 【構成】 主要成分として、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，
Ａｌ，Ｎｂ，Ｂ，Ｎを含有するシームレス鋼管の製造に
際して成分を限定してベイナイト組織を得やすくすると
共に、中間段階の素管であるシェルに圧延後、そのま
ま、或いは必要に応じて再加熱してサイザーによる圧延
を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度で行い、その後鋼管の内
表面を放冷し、外表面を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度か
ら１０〜６０℃／ｓの冷却速度で５５０〜４００℃まで
冷却し以後放冷する。 【効果】 本発明により、ＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ１１０
等を満足する高強度シームレス鋼管をオフラインの焼き
入れ焼戻しなしで製造できる。
圧延の生産性を阻害することなくオフラインの焼き入れ
焼戻しを省略し所望の高強度を得る製造方法を与える。 【構成】 主要成分として、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，
Ａｌ，Ｎｂ，Ｂ，Ｎを含有するシームレス鋼管の製造に
際して成分を限定してベイナイト組織を得やすくすると
共に、中間段階の素管であるシェルに圧延後、そのま
ま、或いは必要に応じて再加熱してサイザーによる圧延
を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度で行い、その後鋼管の内
表面を放冷し、外表面を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度か
ら１０〜６０℃／ｓの冷却速度で５５０〜４００℃まで
冷却し以後放冷する。 【効果】 本発明により、ＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ１１０
等を満足する高強度シームレス鋼管をオフラインの焼き
入れ焼戻しなしで製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡＰＩ規格Ｎ８０，Ｐ
１１０等を満足する高強度シームレス鋼管の製造方法に
関するものである。
１１０等を満足する高強度シームレス鋼管の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原油、天然ガスを採取するための油井管
の規格として、一般的に用いられているＡＰＩ規格で規
定されているＮ８０，Ｐ１１０ではそれぞれ降伏応力
で、５５２〜７５８ＭＰａ、７５８〜９６５ＭＰａの高
強度が求められている。このような高強度を満足するた
めに、シームレス鋼管は熱間圧延で所望の寸法に加工し
た後、焼入れ焼戻し、焼きならし焼戻し等のいわゆるオ
フラインの熱処理を施すのが一般的である。
の規格として、一般的に用いられているＡＰＩ規格で規
定されているＮ８０，Ｐ１１０ではそれぞれ降伏応力
で、５５２〜７５８ＭＰａ、７５８〜９６５ＭＰａの高
強度が求められている。このような高強度を満足するた
めに、シームレス鋼管は熱間圧延で所望の寸法に加工し
た後、焼入れ焼戻し、焼きならし焼戻し等のいわゆるオ
フラインの熱処理を施すのが一般的である。
【０００３】ところで、最近の鋼材製造の傾向として、
省エネルギー、省工程のために加工と熱処理を組み合わ
せた加工熱処理で製造し、さらに材質的にも向上を図る
技術が用いられつつある。しかし、シームレス鋼管の製
造では、主圧延機であるプラグミルやマンドレルミルに
おいて、ロール以外にプラグやマンドレルと呼ばれる工
具を管内面に挿入して圧延するため、オーステナイトの
低温温度域で圧延を行うと、圧延負荷が大きくなり工具
寿命が低下したり、菅内外面に疵が発生しやすくなるな
どの技術的な課題が多く残されている。従って、シーム
レス鋼管の制御圧延は未だ行われていないのが現状であ
る。このような状況ではあるが、シームレス鋼管の製造
に関して、できる範囲で加工熱処理を取り入れた技術
が、たとえば特開昭５２−１５２８１４号公報、特
開昭５３−１１４７６５号公報、特開昭５６−３６２
６号公報等に開示されている。
省エネルギー、省工程のために加工と熱処理を組み合わ
せた加工熱処理で製造し、さらに材質的にも向上を図る
技術が用いられつつある。しかし、シームレス鋼管の製
造では、主圧延機であるプラグミルやマンドレルミルに
おいて、ロール以外にプラグやマンドレルと呼ばれる工
具を管内面に挿入して圧延するため、オーステナイトの
低温温度域で圧延を行うと、圧延負荷が大きくなり工具
寿命が低下したり、菅内外面に疵が発生しやすくなるな
どの技術的な課題が多く残されている。従って、シーム
レス鋼管の制御圧延は未だ行われていないのが現状であ
る。このような状況ではあるが、シームレス鋼管の製造
に関して、できる範囲で加工熱処理を取り入れた技術
が、たとえば特開昭５２−１５２８１４号公報、特
開昭５３−１１４７６５号公報、特開昭５６−３６２
６号公報等に開示されている。
【０００４】上記公報では、上述の工具に伴う問題を
避けるために、ロール以外の工具を用いないストレッチ
レデューサーやサイザーにおいて一定量以上の加工歪を
与えた後、焼入れ焼戻しを行う。上記公報では、と
同じくストレッチレデューサーにおける加工量を一定量
以上とするが、ストレッチレデューサー圧延に先立って
被圧延鋼を、当該鋼のＡ1 点〜Ａ3 点＋７５℃の低温度
域に加熱して加工の効果を十分に得ることにより焼入な
しで、焼戻しだけで所望の強度、靭性を得る。上記公報
はサイザー圧延前の再加熱に先立ち、中間段階の素管
であるシェルを一旦５００℃以下に冷却し、しかる後被
圧延鋼のＡｃ1 点〜１０００℃に再加熱してサイジング
を行い焼入れ焼戻しを省略する。
避けるために、ロール以外の工具を用いないストレッチ
レデューサーやサイザーにおいて一定量以上の加工歪を
与えた後、焼入れ焼戻しを行う。上記公報では、と
同じくストレッチレデューサーにおける加工量を一定量
以上とするが、ストレッチレデューサー圧延に先立って
被圧延鋼を、当該鋼のＡ1 点〜Ａ3 点＋７５℃の低温度
域に加熱して加工の効果を十分に得ることにより焼入な
しで、焼戻しだけで所望の強度、靭性を得る。上記公報
はサイザー圧延前の再加熱に先立ち、中間段階の素管
であるシェルを一旦５００℃以下に冷却し、しかる後被
圧延鋼のＡｃ1 点〜１０００℃に再加熱してサイジング
を行い焼入れ焼戻しを省略する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記先行技術は、いず
れもシームレス鋼管を加工熱処理する上での効果が認め
られる。しかし、これらの技術の適用には次のような問
題点がある。上記は、加工歪を用いて組織を制御する
ものの焼入れ焼戻しが必要であることに変わりはない。
そして、オフラインの焼戻しを施さないと、安定した強
度、靭性が得られないという点で既存の技術と大きく変
わるところがないといえる。上記はオーステナイト単
相の低温域からオーステナイトとフェライトの二相域に
加熱後ストレッチレデューサー圧延することにより、焼
入れが省略できるという利点がある。しかし、焼戻しだ
けでＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ１１０グレードの強度を得る
には、加工歪を導入して強度をあげる必要がある。従っ
て、ストレッチレデューサー圧延前の加熱温度は、二相
域とならざるを得ない。しかし、ＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ
１１０グレードの鋼は、オーステナイト単相域からの仕
上げ熱処理が規定されており、二相域加熱圧延を行い仕
上げ熱処理に代替することは、これら鋼の製造には適用
できない。また上記はストレッチレデューサー圧延を
前提にしており、製造できる鋼管寸法に制約があり、一
般的には外径でせいぜい８インチ（２０３mm）程度のい
わゆる小径鋼管にしか適用できない。
れもシームレス鋼管を加工熱処理する上での効果が認め
られる。しかし、これらの技術の適用には次のような問
題点がある。上記は、加工歪を用いて組織を制御する
ものの焼入れ焼戻しが必要であることに変わりはない。
そして、オフラインの焼戻しを施さないと、安定した強
度、靭性が得られないという点で既存の技術と大きく変
わるところがないといえる。上記はオーステナイト単
相の低温域からオーステナイトとフェライトの二相域に
加熱後ストレッチレデューサー圧延することにより、焼
入れが省略できるという利点がある。しかし、焼戻しだ
けでＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ１１０グレードの強度を得る
には、加工歪を導入して強度をあげる必要がある。従っ
て、ストレッチレデューサー圧延前の加熱温度は、二相
域とならざるを得ない。しかし、ＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ
１１０グレードの鋼は、オーステナイト単相域からの仕
上げ熱処理が規定されており、二相域加熱圧延を行い仕
上げ熱処理に代替することは、これら鋼の製造には適用
できない。また上記はストレッチレデューサー圧延を
前提にしており、製造できる鋼管寸法に制約があり、一
般的には外径でせいぜい８インチ（２０３mm）程度のい
わゆる小径鋼管にしか適用できない。
【０００６】上記は外径７〜１６インチ（１７８〜４
０６mm）程度のいわゆる中径鋼管に適用し得る技術であ
るが、一旦５００℃以下に強制冷却して温度が冷えたシ
ェルを再加熱炉でＡｃ1 点〜１０００℃に再加熱しなけ
ればならない。ところが、このような製造工程で生産性
を考慮した場合、圧延の生産性は再加熱の生産性を上回
るため圧延の生産性を阻害せず本技術を適用するために
は、処理量の高い再加熱装置を設置する必要があり、こ
れに伴う設備投資は相当に大きいといえる。従って、本
発明の課題とするところは、既存の圧延設備の生産性を
阻害することなくオフラインの焼入れ焼戻しを省略し所
望の強度を得るというところにある。
０６mm）程度のいわゆる中径鋼管に適用し得る技術であ
るが、一旦５００℃以下に強制冷却して温度が冷えたシ
ェルを再加熱炉でＡｃ1 点〜１０００℃に再加熱しなけ
ればならない。ところが、このような製造工程で生産性
を考慮した場合、圧延の生産性は再加熱の生産性を上回
るため圧延の生産性を阻害せず本技術を適用するために
は、処理量の高い再加熱装置を設置する必要があり、こ
れに伴う設備投資は相当に大きいといえる。従って、本
発明の課題とするところは、既存の圧延設備の生産性を
阻害することなくオフラインの焼入れ焼戻しを省略し所
望の強度を得るというところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
有利に解決するもので、特定の成分の鋼を中空素管に圧
延し、そのまま、或いは必要に応じて再加熱してサイザ
ー等による圧延をＡｒ3 点以上の温度で行いその後の冷
却を制御することによりオフラインの焼入れ焼戻しなし
で高強度を得るというものである。
有利に解決するもので、特定の成分の鋼を中空素管に圧
延し、そのまま、或いは必要に応じて再加熱してサイザ
ー等による圧延をＡｒ3 点以上の温度で行いその後の冷
却を制御することによりオフラインの焼入れ焼戻しなし
で高強度を得るというものである。
【０００８】すなわち、本発明の要旨とするところは、
重量％で、Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．
５％以下、Ｍｎ：１．５〜２．５％、 Ｐ ：０．
０３％以下、Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：
０．０５〜０．１％、Ｎｂ：０．０２〜０．１％、
Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％、Ｎ ：０．００
０２〜０．０１％を含有し、残部が鉄及び不可避不純物
からなる鋼でシームレス鋼管を熱間圧延加工する工程に
おいて、１１５０℃以上に鋼片を加熱した後、中空素管
に加工後、そのまま、或いは必要に応じて、中空鋼管を
当該鋼のＡｃ3 点＋５０℃〜１０００℃に再加熱後、最
終熱間仕上げ加工を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度におい
て行い、引き続き、圧延された鋼管の内表面を放冷し、
外表面を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度から１０〜６０℃
／ｓの冷却速度で５５０〜４５０℃まで冷却し以後放冷
することを特徴とする高強度シームレス鋼管の製造方法
にある。
重量％で、Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．
５％以下、Ｍｎ：１．５〜２．５％、 Ｐ ：０．
０３％以下、Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：
０．０５〜０．１％、Ｎｂ：０．０２〜０．１％、
Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％、Ｎ ：０．００
０２〜０．０１％を含有し、残部が鉄及び不可避不純物
からなる鋼でシームレス鋼管を熱間圧延加工する工程に
おいて、１１５０℃以上に鋼片を加熱した後、中空素管
に加工後、そのまま、或いは必要に応じて、中空鋼管を
当該鋼のＡｃ3 点＋５０℃〜１０００℃に再加熱後、最
終熱間仕上げ加工を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度におい
て行い、引き続き、圧延された鋼管の内表面を放冷し、
外表面を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度から１０〜６０℃
／ｓの冷却速度で５５０〜４５０℃まで冷却し以後放冷
することを特徴とする高強度シームレス鋼管の製造方法
にある。
【０００９】
【作用】本発明者らは、オフラインの焼入れを省略する
ためには圧延後、鋼管の持つ顕熱を有効に活用して加速
冷却することが必要で、さらに焼戻しも省略するために
は、加速冷却を途中でやめ、その時点で鋼管が持つ顕熱
で鋼管の自己焼戻しが可能になるという考えに基づき、
実鋼管の冷却実験を行った。その結果、鋼管の内表面を
大気放冷し、外表面は水或いは気水混合のミストで加速
冷却した後、外表面の加速冷却を中断し外表面も大気放
冷することにより、外表面側の顕熱と内表面側からの復
熱により外表面側の自己焼戻しが基本的に可能であるこ
とを確認した。本製造工程では内表面から外表面に向け
て、熱履歴が空冷ままから種々の冷却速度の加速冷却後
の焼戻しに連続的に変化するので、この範囲内で形成さ
れる金属組織で所望の高強度を得る必要がある。
ためには圧延後、鋼管の持つ顕熱を有効に活用して加速
冷却することが必要で、さらに焼戻しも省略するために
は、加速冷却を途中でやめ、その時点で鋼管が持つ顕熱
で鋼管の自己焼戻しが可能になるという考えに基づき、
実鋼管の冷却実験を行った。その結果、鋼管の内表面を
大気放冷し、外表面は水或いは気水混合のミストで加速
冷却した後、外表面の加速冷却を中断し外表面も大気放
冷することにより、外表面側の顕熱と内表面側からの復
熱により外表面側の自己焼戻しが基本的に可能であるこ
とを確認した。本製造工程では内表面から外表面に向け
て、熱履歴が空冷ままから種々の冷却速度の加速冷却後
の焼戻しに連続的に変化するので、この範囲内で形成さ
れる金属組織で所望の高強度を得る必要がある。
【００１０】本発明者らは、本製造工程に適する鋼の成
分を検討し、加速冷却で安定してベイナイト組織が得ら
れるベイナイト鋼が適すること、その成分系としてＮ
ｂ、Ｂの添加が有効でかつ本製造工程でＢを有効に使う
ために適当なＡｌ添加が必要であるという結論を得た。
分を検討し、加速冷却で安定してベイナイト組織が得ら
れるベイナイト鋼が適すること、その成分系としてＮ
ｂ、Ｂの添加が有効でかつ本製造工程でＢを有効に使う
ために適当なＡｌ添加が必要であるという結論を得た。
【００１１】次に、本発明における成分限定理由を述べ
る。Ｃは、強化のために０．１％以上添加する。過度に
添加すると加速冷却する管外表面でマルテンサイトが生
じやすくなり、管厚方向の強度分布が不均一になるた
め、上限を０．３％とする。Ｓｉは、製鋼での脱酸剤が
残存したものであるが、含有量が多すぎると鋼を汚染
し、延性等の機械的性質を劣化するため上限を０．５％
とする。Ｍｎは、安定にベイナイト組織を得るのに必要
な焼き入れ性を得るために重要な元素であり、Ｎ８０程
度の強度を得るために、１．５％以上必要である。しか
し、２．５％を超えて添加するとマルテンサイトが生じ
やすくなるため上限を２．５％とする。
る。Ｃは、強化のために０．１％以上添加する。過度に
添加すると加速冷却する管外表面でマルテンサイトが生
じやすくなり、管厚方向の強度分布が不均一になるた
め、上限を０．３％とする。Ｓｉは、製鋼での脱酸剤が
残存したものであるが、含有量が多すぎると鋼を汚染
し、延性等の機械的性質を劣化するため上限を０．５％
とする。Ｍｎは、安定にベイナイト組織を得るのに必要
な焼き入れ性を得るために重要な元素であり、Ｎ８０程
度の強度を得るために、１．５％以上必要である。しか
し、２．５％を超えて添加するとマルテンサイトが生じ
やすくなるため上限を２．５％とする。
【００１２】Ｐは、不純物元素であり、焼戻し脆性、熱
間加工性低下の原因となるので０．０３％以下とする。
Ｓは熱間加工性を低下するため少ないことが望ましいの
で、Ｓは、０．０１％以下とする。
間加工性低下の原因となるので０．０３％以下とする。
Ｓは熱間加工性を低下するため少ないことが望ましいの
で、Ｓは、０．０１％以下とする。
【００１３】Ａｌは、製鋼での脱酸剤が残存したもので
あるが、本発明においては、さらにＡＩＮの析出を利用
して加速冷却時のＢによる焼き入れ性向上を確保するた
めに０．０５％以上含有させる。しかし、あまり多く含
有すると余剰の介在物を生成して鋼を汚染し延性等の機
械的性質を劣化するので、０．１％を上限とする。Ｎｂ
は強化、及び細粒化のために０．０２％以上添加する。
しかし、０．１％を超えて添加すると粗大なＮｂ炭化物
の析出により靭性が低下するので上限を０．１％とす
る。
あるが、本発明においては、さらにＡＩＮの析出を利用
して加速冷却時のＢによる焼き入れ性向上を確保するた
めに０．０５％以上含有させる。しかし、あまり多く含
有すると余剰の介在物を生成して鋼を汚染し延性等の機
械的性質を劣化するので、０．１％を上限とする。Ｎｂ
は強化、及び細粒化のために０．０２％以上添加する。
しかし、０．１％を超えて添加すると粗大なＮｂ炭化物
の析出により靭性が低下するので上限を０．１％とす
る。
【００１４】Ｂは安定にベイナイト組織を得るのに必要
な焼き入れ性を得るためにに０．０００５％以上添加す
る。しかし、０．００３０％を超えて添加しても、焼き
入れ性の向上は見られず、むしろ析出物を形成して鋼の
清浄度を低下するので０．００３０％を上限とする。Ｎ
は、強度を得るために０．０００２％以上添加する。し
かし、過剰に添加するとＢの窒化物を形成してＢによる
焼き入れ性が低下するので、０．０１％を上限とする。
な焼き入れ性を得るためにに０．０００５％以上添加す
る。しかし、０．００３０％を超えて添加しても、焼き
入れ性の向上は見られず、むしろ析出物を形成して鋼の
清浄度を低下するので０．００３０％を上限とする。Ｎ
は、強度を得るために０．０００２％以上添加する。し
かし、過剰に添加するとＢの窒化物を形成してＢによる
焼き入れ性が低下するので、０．０１％を上限とする。
【００１５】本発明では、上記成分を有する鋼片を圧延
負荷を低下するため１１５０℃以上に加熱した後、通常
の方法によりピアサー、エロンゲーター、プラグミル、
リーラ等の圧延機群を通して中間段階の中空素管である
シェルに加工する。しかる後必要に応じて、シェルを当
該鋼のＡｃ3 点＋５０℃〜１０００℃に再加熱する。こ
の再加熱温度は、最終熱間仕上げ圧延であるサイザー圧
延等後の加速冷却を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度で開始
するために、Ａｃ3 点＋５０℃以上とする。しかし、再
加熱温度が高すぎると、オーステナイトが粗大化し、強
度、靭性を確保する上で好ましくないので上限を１００
０℃とする。なお、加速冷却が当該鋼のＡｒ3 点以上の
温度で開始できる程度に、中間段階でのシェルの温度低
下が小さければ、この再加熱は必ずしも必要ではない。
負荷を低下するため１１５０℃以上に加熱した後、通常
の方法によりピアサー、エロンゲーター、プラグミル、
リーラ等の圧延機群を通して中間段階の中空素管である
シェルに加工する。しかる後必要に応じて、シェルを当
該鋼のＡｃ3 点＋５０℃〜１０００℃に再加熱する。こ
の再加熱温度は、最終熱間仕上げ圧延であるサイザー圧
延等後の加速冷却を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度で開始
するために、Ａｃ3 点＋５０℃以上とする。しかし、再
加熱温度が高すぎると、オーステナイトが粗大化し、強
度、靭性を確保する上で好ましくないので上限を１００
０℃とする。なお、加速冷却が当該鋼のＡｒ3 点以上の
温度で開始できる程度に、中間段階でのシェルの温度低
下が小さければ、この再加熱は必ずしも必要ではない。
【００１６】本発明では、中間段階のシェルをそのま
ま、或いは再加熱後にサイザーで最終熱間加工する。こ
の最終圧延温度がＡｒ3 点を下回ると、金属組織の一部
に加工されたフェライトが残存するため、靭性にとって
好ましくない上に、加速冷却によって得られる強度が低
下する。従って、サイザーによる熱間加工は当該鋼のＡ
ｒ3 点以上の温度で行う。
ま、或いは再加熱後にサイザーで最終熱間加工する。こ
の最終圧延温度がＡｒ3 点を下回ると、金属組織の一部
に加工されたフェライトが残存するため、靭性にとって
好ましくない上に、加速冷却によって得られる強度が低
下する。従って、サイザーによる熱間加工は当該鋼のＡ
ｒ3 点以上の温度で行う。
【００１７】さらに本発明では、サイザー等で圧延され
た鋼管の内表面を放冷し、外表面を１０〜６０℃／ｓの
冷却速度で５５０℃〜４００℃まで冷却し以後放冷す
る。鋼管の内表面は、外表面の加速冷却を５５０〜４０
０℃で中断した時点で、外表面側よりも温度が高くな
り、外表面側の自己焼戻しのための熱源を与えるように
空冷する。空冷ままでは十分な強度が得られないため、
外表面側は加速冷却によりベイナイト組織を得る。加速
冷却開始温度がＡｒ3 点を下回ると、金属組織の一部に
フェライトが残存するため、加速冷却によって得られる
強度が低下する。従って、加速冷却はＡｒ3 点以上の温
度で行う。
た鋼管の内表面を放冷し、外表面を１０〜６０℃／ｓの
冷却速度で５５０℃〜４００℃まで冷却し以後放冷す
る。鋼管の内表面は、外表面の加速冷却を５５０〜４０
０℃で中断した時点で、外表面側よりも温度が高くな
り、外表面側の自己焼戻しのための熱源を与えるように
空冷する。空冷ままでは十分な強度が得られないため、
外表面側は加速冷却によりベイナイト組織を得る。加速
冷却開始温度がＡｒ3 点を下回ると、金属組織の一部に
フェライトが残存するため、加速冷却によって得られる
強度が低下する。従って、加速冷却はＡｒ3 点以上の温
度で行う。
【００１８】加速冷却の冷却速度は、ポリゴナルフェラ
イトの混入しないベイナイト組織を得るために１０℃／
ｓ以上とする。しかし、冷却速度が６０℃／ｓを超える
とマルテンサイトが生じやすくなるので、上限は６０℃
／ｓとする。また、加速冷却は５５０〜４００℃で中断
する。ポリゴナルフェライトが生成する温度領域を加速
冷却して均一ベイナイト組織とし、所望の強度を得るた
めに５５０℃以下まで加速冷却する。しかし、中断温度
が４００℃を下回ると、鋼管の顕熱が不足し自己焼戻し
が不十分になる。焼戻しが不十分な場合、降伏現象が明
瞭でない応力−歪曲線となり、形状がなで肩形状になる
ため、耐力で降伏応力を評価した場合、降伏応力が低下
する。一方、引張強さは焼戻した場合より増大するの
で、引張強さでみた場合、管厚方向の強度差が大きくな
る。従って、加速冷却の中断温度は４００℃以上とす
る。
イトの混入しないベイナイト組織を得るために１０℃／
ｓ以上とする。しかし、冷却速度が６０℃／ｓを超える
とマルテンサイトが生じやすくなるので、上限は６０℃
／ｓとする。また、加速冷却は５５０〜４００℃で中断
する。ポリゴナルフェライトが生成する温度領域を加速
冷却して均一ベイナイト組織とし、所望の強度を得るた
めに５５０℃以下まで加速冷却する。しかし、中断温度
が４００℃を下回ると、鋼管の顕熱が不足し自己焼戻し
が不十分になる。焼戻しが不十分な場合、降伏現象が明
瞭でない応力−歪曲線となり、形状がなで肩形状になる
ため、耐力で降伏応力を評価した場合、降伏応力が低下
する。一方、引張強さは焼戻した場合より増大するの
で、引張強さでみた場合、管厚方向の強度差が大きくな
る。従って、加速冷却の中断温度は４００℃以上とす
る。
【００１９】
【実施例】表１に化学成分を示す鋼を溶製し、連続鋳造
で鋼片を製造した。１２５０℃に加熱後ピアサー、エロ
ンゲーター、プラグミル、リーラでシェルに圧延後、表
１の条件で再加熱、サイザー圧延、サイザー圧延後の冷
却を行いシームレス鋼管を製造した。サイザー圧延後の
冷却は鋼管の周りに配したノズルから、水単独、或いは
水と空気を混合したミストを噴射して行った。鋼管外表
面の冷却速度は、冷却開始直前と冷却中断直後の外表面
温度を放射温度計で測定し、その差を冷却時間で除して
求めた。シームレス鋼管のサイズは、外径１０．７５イ
ンチ、管厚１１．４mmである。ＡＰＩ規格５ＣＴに従
い、STRIP SPECIMENで引張試験を行い、降伏応力、引張
強さを求めた。ＡＰＩ規格Ｎ８０の降伏応力、５５２〜
７５８ＭＰａ以上を満たす強度が得られた場合に、所望
の強度が得られたと判断した。
で鋼片を製造した。１２５０℃に加熱後ピアサー、エロ
ンゲーター、プラグミル、リーラでシェルに圧延後、表
１の条件で再加熱、サイザー圧延、サイザー圧延後の冷
却を行いシームレス鋼管を製造した。サイザー圧延後の
冷却は鋼管の周りに配したノズルから、水単独、或いは
水と空気を混合したミストを噴射して行った。鋼管外表
面の冷却速度は、冷却開始直前と冷却中断直後の外表面
温度を放射温度計で測定し、その差を冷却時間で除して
求めた。シームレス鋼管のサイズは、外径１０．７５イ
ンチ、管厚１１．４mmである。ＡＰＩ規格５ＣＴに従
い、STRIP SPECIMENで引張試験を行い、降伏応力、引張
強さを求めた。ＡＰＩ規格Ｎ８０の降伏応力、５５２〜
７５８ＭＰａ以上を満たす強度が得られた場合に、所望
の強度が得られたと判断した。
【００２０】表１に記載したように本発明に従う条件の
場合、高い強度が得られる。しかし、比較例１ではＭｎ
添加量が、比較例２ではＡｌ添加量が、比較例３ではＢ
添加量が、比較例４では外表面の冷却開始温度が、比較
例５、６では外表面の冷却中断温度が、比較例７では冷
却速度がそれぞれ本発明の範囲を逸脱するため所望の強
度が得られない。
場合、高い強度が得られる。しかし、比較例１ではＭｎ
添加量が、比較例２ではＡｌ添加量が、比較例３ではＢ
添加量が、比較例４では外表面の冷却開始温度が、比較
例５、６では外表面の冷却中断温度が、比較例７では冷
却速度がそれぞれ本発明の範囲を逸脱するため所望の強
度が得られない。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明により、オフラインの焼入れ焼戻
しを省略してＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ１１０等を満足する
高強度シームレス鋼管が得られるため、工業的効果は著
しく大きい。
しを省略してＡＰＩ規格Ｎ８０、Ｐ１１０等を満足する
高強度シームレス鋼管が得られるため、工業的効果は著
しく大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．５％以下、 Ｍｎ：１．５〜２．５％、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ａｌ：０．０５〜０．１％、 Ｎｂ：０．０２〜０．１％、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％、 Ｎ ：０．０００２〜０．０１％ を含有し、残部が鉄及び不可避不純物からなる鋼でシー
ムレス鋼管を熱間圧延加工する工程において、１１５０
℃以上に鋼片を加熱した後、中空素管に加工後、最終熱
間仕上げ加工を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度において行
い、引き続き圧延された鋼管の内表面を放冷し、外表面
を当該鋼のＡｒ3 点以上の温度から１０〜６０℃／ｓの
冷却速度で５５０〜４００℃まで冷却し以後放冷するこ
とを特徴とする高強度シームレス鋼管の製造方法。 - 【請求項２】 最終熱間仕上げ加工に先立ち、中空素管
を当該鋼のＡｃ3 点＋５０℃〜１０００℃に再加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の高強度シームレス鋼管
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23792194A JP3503211B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 高強度シームレス鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23792194A JP3503211B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 高強度シームレス鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100214A true JPH08100214A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3503211B2 JP3503211B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=17022429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23792194A Expired - Lifetime JP3503211B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 高強度シームレス鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503211B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006274310A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Steel Corp | 機械構造部材用鋼管の製造方法 |
| KR100749157B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2007-08-14 | 황병호 | 가스배관용 보호관 |
| JP2018532885A (ja) * | 2015-09-24 | 2018-11-08 | バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド | ベイナイト型高強度継目無鋼管の製造方法およびベイナイト型高強度継目無鋼管 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4500246B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2010-07-14 | 新日本製鐵株式会社 | 機械構造部材用鋼管およびその製造方法 |
| JP4751224B2 (ja) | 2006-03-28 | 2011-08-17 | 新日本製鐵株式会社 | 靭性と溶接性に優れた機械構造用高強度シームレス鋼管およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP23792194A patent/JP3503211B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006274310A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Steel Corp | 機械構造部材用鋼管の製造方法 |
| JP4500193B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2010-07-14 | 新日本製鐵株式会社 | 機械構造部材用鋼管の製造方法 |
| KR100749157B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2007-08-14 | 황병호 | 가스배관용 보호관 |
| JP2018532885A (ja) * | 2015-09-24 | 2018-11-08 | バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド | ベイナイト型高強度継目無鋼管の製造方法およびベイナイト型高強度継目無鋼管 |
| US11203794B2 (en) * | 2015-09-24 | 2021-12-21 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Method for manufacturing bainite high-strength seamless steel tube, and bainite high-strength seamless steel tube |
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|---|---|
| JP3503211B2 (ja) | 2004-03-02 |
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