JPH09125209A - 耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼パイプおよびその製造方法 - Google Patents
耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼パイプおよびその製造方法Info
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- JPH09125209A JPH09125209A JP30847995A JP30847995A JPH09125209A JP H09125209 A JPH09125209 A JP H09125209A JP 30847995 A JP30847995 A JP 30847995A JP 30847995 A JP30847995 A JP 30847995A JP H09125209 A JPH09125209 A JP H09125209A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次加工割れを再現性良く確実に防止できる
フェライト系ステンレス鋼溶接パイプを提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０.０３％以下、Ｓｉ：
２.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｃｒ：５.０〜３０.
０％、Ｎ：０.０３％以下を含有し、なおかつ、Ｎｂ：
０.０５〜１.０％、Ｔｉ：０.０５〜１.０％、Ｍｏ：
０.０５〜３.０％、Ｃｕ：０.０２〜１.０％のうちの１
種以上を含有し、残部がＦｅが不純物からなる鋼板また
は鋼帯を溶接して造管したパイプであって、当該パイプ
の素材鋼中に存在する析出物の含有量が０.３質量％以
下であり、かつ、ＨＡＺ部の結晶粒度が結晶粒度番号で
３番以上である、フェライト系ステンレス鋼パイプ。こ
のパイプは、造管後に８５０〜１０００℃の温度範囲で
焼鈍したのち１℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却する製
造方法によって得られる。
フェライト系ステンレス鋼溶接パイプを提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０.０３％以下、Ｓｉ：
２.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｃｒ：５.０〜３０.
０％、Ｎ：０.０３％以下を含有し、なおかつ、Ｎｂ：
０.０５〜１.０％、Ｔｉ：０.０５〜１.０％、Ｍｏ：
０.０５〜３.０％、Ｃｕ：０.０２〜１.０％のうちの１
種以上を含有し、残部がＦｅが不純物からなる鋼板また
は鋼帯を溶接して造管したパイプであって、当該パイプ
の素材鋼中に存在する析出物の含有量が０.３質量％以
下であり、かつ、ＨＡＺ部の結晶粒度が結晶粒度番号で
３番以上である、フェライト系ステンレス鋼パイプ。こ
のパイプは、造管後に８５０〜１０００℃の温度範囲で
焼鈍したのち１℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却する製
造方法によって得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接により造管さ
れた耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス
鋼パイプおよびその製造方法に関するものである。
れた耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス
鋼パイプおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】耐熱用フェライト系ステンレス鋼は、オ
ーステナイト系ステンレス鋼よりも熱膨張係数が小さ
く、加熱・冷却の繰り返される用途に有利であること、
比較的安価であることから、自動車排ガス経路部材や各
種プラント材などの様々な分野で使用され始めている。
特に、排ガス経路部材として使用されるステンレス鋼パ
イプは、過酷な加工が施されるため、耐熱性に加え、優
れた加工性および低温靱性が要求される。しかしなが
ら、これらの材料には、通常、高温強度や耐酸化性を向
上させるためにＮｂ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｏなどの強化元素
を添加しているため、加工性および低温靱性はむしろ低
下する傾向にある。
ーステナイト系ステンレス鋼よりも熱膨張係数が小さ
く、加熱・冷却の繰り返される用途に有利であること、
比較的安価であることから、自動車排ガス経路部材や各
種プラント材などの様々な分野で使用され始めている。
特に、排ガス経路部材として使用されるステンレス鋼パ
イプは、過酷な加工が施されるため、耐熱性に加え、優
れた加工性および低温靱性が要求される。しかしなが
ら、これらの材料には、通常、高温強度や耐酸化性を向
上させるためにＮｂ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｏなどの強化元素
を添加しているため、加工性および低温靱性はむしろ低
下する傾向にある。
【０００３】ステンレス鋼パイプは、製造コストが高い
シームレスパイプを除いて、一般に、鋼板または鋼帯の
幅方向両端どうしを溶接して造管される。溶接方法とし
ては、ＴＩＧ溶接，高周波溶接，レーザー溶接などが挙
げられる。これらの溶接方法のいずれで造管しても、造
管時に塑性ひずみが加わるため、管全体の延性は、同一
成分のステンレス冷延鋼板に比べて若干劣る。また、溶
接部およびＨＡＺ部は、これら以外の部分よりも結晶粒
が大きいため、管全体でみると加工性や低温靱性は劣っ
ている。
シームレスパイプを除いて、一般に、鋼板または鋼帯の
幅方向両端どうしを溶接して造管される。溶接方法とし
ては、ＴＩＧ溶接，高周波溶接，レーザー溶接などが挙
げられる。これらの溶接方法のいずれで造管しても、造
管時に塑性ひずみが加わるため、管全体の延性は、同一
成分のステンレス冷延鋼板に比べて若干劣る。また、溶
接部およびＨＡＺ部は、これら以外の部分よりも結晶粒
が大きいため、管全体でみると加工性や低温靱性は劣っ
ている。
【０００４】ステンレス鋼パイプの加工性を改善する手
段として、造管時に発生する塑性ひずみを極力少なくす
る造管方法が提案されている。しかしながら、造管方法
の改善のみではステンレス冷延鋼板なみの十分な加工性
は必ずしも得られない。そこで、さらに良好な加工性を
得るためには、造管したパイプをさらに焼鈍する方法が
採られている。この焼鈍は材料の軟化が目的であるか
ら、フェライト系ステンレス鋼では一般に６００〜８０
０℃程度の温度で行われる。この焼鈍を行ったパイプ
（以下焼鈍パイプと記す）は、造管ままのパイプよりも
優れた加工性を示しているため、たとえば自動車排ガス
の経路部材などに多く用いられている。
段として、造管時に発生する塑性ひずみを極力少なくす
る造管方法が提案されている。しかしながら、造管方法
の改善のみではステンレス冷延鋼板なみの十分な加工性
は必ずしも得られない。そこで、さらに良好な加工性を
得るためには、造管したパイプをさらに焼鈍する方法が
採られている。この焼鈍は材料の軟化が目的であるか
ら、フェライト系ステンレス鋼では一般に６００〜８０
０℃程度の温度で行われる。この焼鈍を行ったパイプ
（以下焼鈍パイプと記す）は、造管ままのパイプよりも
優れた加工性を示しているため、たとえば自動車排ガス
の経路部材などに多く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車排ガス経
路部材は、省スペースや排気効率の向上のため、より複
雑な構造になりつつある。これに伴ってパイプの形状も
複雑となり、厳しい加工が施される傾向にある。つま
り、造管ままのパイプ、あるいは焼鈍パイプに対して施
される曲げ，偏平，縮管，拡管などの一次加工だけでな
く、一次加工としての曲げ加工が施されたパイプに対し
てさらに拡管，縮管等を行うといった、いわゆる二次加
工も頻繁に行われるようになっている。二次加工は、延
性破断限界に近い状態での加工となるため、一次加工に
比べると割れ発生に対して極めて厳しい条件での加工で
ある。
路部材は、省スペースや排気効率の向上のため、より複
雑な構造になりつつある。これに伴ってパイプの形状も
複雑となり、厳しい加工が施される傾向にある。つま
り、造管ままのパイプ、あるいは焼鈍パイプに対して施
される曲げ，偏平，縮管，拡管などの一次加工だけでな
く、一次加工としての曲げ加工が施されたパイプに対し
てさらに拡管，縮管等を行うといった、いわゆる二次加
工も頻繁に行われるようになっている。二次加工は、延
性破断限界に近い状態での加工となるため、一次加工に
比べると割れ発生に対して極めて厳しい条件での加工で
ある。
【０００６】このような二次加工を施す場合には、６０
０〜８００℃程度の温度で行われる前述の造管後の焼鈍
によっても、必ずしも割れ発生を防止できるとは限らな
い。二次加工割れは、材料の延性破断限界範囲内で加工
したときに発生する割れであり、この二次加工割れを確
実に防止する手段は明確にされていない。このような現
状においては、二次加工割れの発生率を予測することが
困難であり、操業中に急に二次加工割れが頻発するとい
った不測のトラブルを招くことがある。
０〜８００℃程度の温度で行われる前述の造管後の焼鈍
によっても、必ずしも割れ発生を防止できるとは限らな
い。二次加工割れは、材料の延性破断限界範囲内で加工
したときに発生する割れであり、この二次加工割れを確
実に防止する手段は明確にされていない。このような現
状においては、二次加工割れの発生率を予測することが
困難であり、操業中に急に二次加工割れが頻発するとい
った不測のトラブルを招くことがある。
【０００７】二次加工割れの発生を防止する手段が明確
にされていない理由として、耐二次加工割れ性に優れた
パイプに関する金属組織的な知見が得られていないこと
が挙げられる。本発明の目的は、二次加工割れの発生を
金属組織的な観点からとらえ、このような二次加工割れ
を再現性良く確実に防止できるフェライト系ステンレス
鋼パイプを提供することにある。
にされていない理由として、耐二次加工割れ性に優れた
パイプに関する金属組織的な知見が得られていないこと
が挙げられる。本発明の目的は、二次加工割れの発生を
金属組織的な観点からとらえ、このような二次加工割れ
を再現性良く確実に防止できるフェライト系ステンレス
鋼パイプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、質量％で、
Ｃ：０.０３％以下、Ｓｉ：２.０％以下、Ｍｎ：２.０
％以下、Ｃｒ：５.０〜３０.０％、Ｎ：０.０３％以下
を含有し、なおかつ、Ｎｂ：０.０５〜１.０％、Ｔｉ：
０.０５〜１.０％、Ｍｏ：０.０５〜３.０％、Ｃｕ：
０.０２〜１.０％のうちの１種または２種以上を含有
し、残部がＦｅおよび製造上の不可避的な不純物からな
る鋼板または鋼帯を溶接して造管したパイプであって、
当該パイプの素材鋼中に存在する析出物の含有量が０.
３質量％以下であり、かつ、ＨＡＺ部の結晶粒度がＪＩ
Ｓ−Ｇ０５５２に準拠した結晶粒度番号で３番以上であ
る、耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス
鋼パイプによって達成される。また、このパイプは、造
管後に８５０〜１０００℃の温度範囲で焼鈍したのち１
℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却する製造方法によって
得られる。
Ｃ：０.０３％以下、Ｓｉ：２.０％以下、Ｍｎ：２.０
％以下、Ｃｒ：５.０〜３０.０％、Ｎ：０.０３％以下
を含有し、なおかつ、Ｎｂ：０.０５〜１.０％、Ｔｉ：
０.０５〜１.０％、Ｍｏ：０.０５〜３.０％、Ｃｕ：
０.０２〜１.０％のうちの１種または２種以上を含有
し、残部がＦｅおよび製造上の不可避的な不純物からな
る鋼板または鋼帯を溶接して造管したパイプであって、
当該パイプの素材鋼中に存在する析出物の含有量が０.
３質量％以下であり、かつ、ＨＡＺ部の結晶粒度がＪＩ
Ｓ−Ｇ０５５２に準拠した結晶粒度番号で３番以上であ
る、耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス
鋼パイプによって達成される。また、このパイプは、造
管後に８５０〜１０００℃の温度範囲で焼鈍したのち１
℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却する製造方法によって
得られる。
【０００９】ここで、析出物とは主として炭化物であ
り、ラーベス相が生成した場合はそれも含む。析出物の
含有量は、溶接部，ＨＡＺ部およびそれ以外の部分を全
て含んだパイプ素材中における含有量をいう。ＨＡＺ部
とは、溶接熱影響部をいう。
り、ラーベス相が生成した場合はそれも含む。析出物の
含有量は、溶接部，ＨＡＺ部およびそれ以外の部分を全
て含んだパイプ素材中における含有量をいう。ＨＡＺ部
とは、溶接熱影響部をいう。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、ステンレス鋼パイ
プの二次加工割れの発生状況を詳細に調査した結果、割
れはフェライト系ステンレス鋼に特有のもので冬季に発
生しやすいこと，割れの形態は脆性的なへき開破壊であ
ること，一次加工ではこの割れはほとんど起こらないこ
と，曲げ加工を行ったのちの二次加工時で比較的多く発
生することなどを明らかにした。本発明はこれらの知見
に基づいて完成したものである。以下に、本発明を特定
する事項についての規定理由を説明する。
プの二次加工割れの発生状況を詳細に調査した結果、割
れはフェライト系ステンレス鋼に特有のもので冬季に発
生しやすいこと，割れの形態は脆性的なへき開破壊であ
ること，一次加工ではこの割れはほとんど起こらないこ
と，曲げ加工を行ったのちの二次加工時で比較的多く発
生することなどを明らかにした。本発明はこれらの知見
に基づいて完成したものである。以下に、本発明を特定
する事項についての規定理由を説明する。
【００１１】ＣとＮは、一般的にはクリープ強さやクリ
ープ破断強さなどの高温強度を向上させるために有効な
元素である。しかし、ＣとＮの含有量が多くなると耐酸
化性，加工性，靱性が低下する。また、ＣとＮを多く添
加するとＮｂやＴｉなどの炭窒化物の添加量を増加させ
る必要があり、コスト高になる。そこで本発明において
はＣの含有量，Ｎの含有量とも０.０３質量％以下とし
た。
ープ破断強さなどの高温強度を向上させるために有効な
元素である。しかし、ＣとＮの含有量が多くなると耐酸
化性，加工性，靱性が低下する。また、ＣとＮを多く添
加するとＮｂやＴｉなどの炭窒化物の添加量を増加させ
る必要があり、コスト高になる。そこで本発明において
はＣの含有量，Ｎの含有量とも０.０３質量％以下とし
た。
【００１２】Ｓｉは耐高温酸化性を改善する元素であ
る。しかし、過剰に添加すると硬さが増し、加工性およ
び靱性が低下する。そこでＳｉの含有量は２.０質量％
以下とした。
る。しかし、過剰に添加すると硬さが増し、加工性およ
び靱性が低下する。そこでＳｉの含有量は２.０質量％
以下とした。
【００１３】Ｍｎは、高温酸化特性、特に表層酸化物の
密着性を著しく改善する元素である。しかし、過剰に含
有すると硬質となり、低温靱性や加工性の低下を招く。
そこでＭｎの含有量は２.０質量％以下とした。
密着性を著しく改善する元素である。しかし、過剰に含
有すると硬質となり、低温靱性や加工性の低下を招く。
そこでＭｎの含有量は２.０質量％以下とした。
【００１４】Ｃｒは、フェライト相を安定させ、また、
耐食性および耐高温酸化性を改善させるため必要不可欠
な元素である。耐高温酸化性を良好にするためにはＣｒ
の含有量は多いほど好ましい。しかし、過剰に含有する
と鋼の脆化を招き、また、硬質となって、加工性を劣化
させる他、原料価格が高くなる。そこでＣｒの含有量は
５.０〜３０.０質量％とした。耐食性および耐高温酸化
性と、加工性をより高いレベルで両立させるためには、
Ｃｒの含有量は１０.０〜２０.０質量％の範囲が望まし
い。
耐食性および耐高温酸化性を改善させるため必要不可欠
な元素である。耐高温酸化性を良好にするためにはＣｒ
の含有量は多いほど好ましい。しかし、過剰に含有する
と鋼の脆化を招き、また、硬質となって、加工性を劣化
させる他、原料価格が高くなる。そこでＣｒの含有量は
５.０〜３０.０質量％とした。耐食性および耐高温酸化
性と、加工性をより高いレベルで両立させるためには、
Ｃｒの含有量は１０.０〜２０.０質量％の範囲が望まし
い。
【００１５】Ｎｂは、高温強度の上昇に有効に作用する
元素である。高温強度を上昇させるためには少なくとも
０.０５％以上含有する必要がある。一方、Ｎｂを過剰
に含有すると低温靱性や加工性の低下を招く。高温強度
を維持し、なおかつ、低温靱性や加工性低下にあまり影
響を及ぼさないようにするため、Ｎｂの含有量は０.０
５〜１.０質量％とした。
元素である。高温強度を上昇させるためには少なくとも
０.０５％以上含有する必要がある。一方、Ｎｂを過剰
に含有すると低温靱性や加工性の低下を招く。高温強度
を維持し、なおかつ、低温靱性や加工性低下にあまり影
響を及ぼさないようにするため、Ｎｂの含有量は０.０
５〜１.０質量％とした。
【００１６】Ｔｉは、鋼板のｒ値を向上させ、深絞り性
に有効な元素である。しかし、Ｔｉを添加するとＴｉＮ
を生成しやすく、鋼板におけるヘゲ疵の発生による歩留
低下や、溶接性の低下を招く。そこでＴｉの含有量は
０.０５〜１.０質量％以下とした。
に有効な元素である。しかし、Ｔｉを添加するとＴｉＮ
を生成しやすく、鋼板におけるヘゲ疵の発生による歩留
低下や、溶接性の低下を招く。そこでＴｉの含有量は
０.０５〜１.０質量％以下とした。
【００１７】Ｍｏは、耐食性，耐酸化性および高温強度
の改善に有効な元素である。しかし、多量に含有すると
鋼の脆化を招く。そこでＭｏの含有量は０.０５〜３.０
質量％とした。
の改善に有効な元素である。しかし、多量に含有すると
鋼の脆化を招く。そこでＭｏの含有量は０.０５〜３.０
質量％とした。
【００１８】Ｃｕは、低温靱性と加工性の両方を向上さ
せるのに有効な元素であり、その効果は０.０２％の含
有で顕著となる。しかし、Ｃｕを過剰に含有すると加工
性に支障をきたす。そこでＣｕの含有量は０.０２〜１.
０質量％とした。
せるのに有効な元素であり、その効果は０.０２％の含
有で顕著となる。しかし、Ｃｕを過剰に含有すると加工
性に支障をきたす。そこでＣｕの含有量は０.０２〜１.
０質量％とした。
【００１９】パイプの素材鋼中に存在する析出物の含有
量、およびＨＡＺ部の結晶粒度は、本発明を特定するう
えで最も重要な事項である。本発明者らは、種々の化学
組成を有する鋼について金属組織と二次加工性の関係を
調査することによって、析出物の含有量およびＨＡＺ部
の結晶粒度を規定するに至った。以下にその調査方法と
結果を、Ｆｅ−１４％Ｃｒ−１.０％Ｓｉ−１.１％Ｍｎ
−０.５％Ｎｂ鋼を用いて行った試験について例示す
る。
量、およびＨＡＺ部の結晶粒度は、本発明を特定するう
えで最も重要な事項である。本発明者らは、種々の化学
組成を有する鋼について金属組織と二次加工性の関係を
調査することによって、析出物の含有量およびＨＡＺ部
の結晶粒度を規定するに至った。以下にその調査方法と
結果を、Ｆｅ−１４％Ｃｒ−１.０％Ｓｉ−１.１％Ｍｎ
−０.５％Ｎｂ鋼を用いて行った試験について例示す
る。
【００２０】供試材としてφ４２.７ｍｍ×２.０ｍｍの
高周波造管パイプを種々の温度で焼鈍した焼鈍パイプを
用いた。二次加工性は、以下に示す低温曲げ偏平試験を
行って調査した。すなわち、高周波溶接部が曲げの外側
になるように、中心軸の半径４２.７ｍｍで９０゜に曲
げたのち（一次加工）、各温度にてＪＩＳ−Ｇ０２０２
−Ｎｏ.２０２１に準拠した偏平を径の１／３の高さま
で行い（二次加工）、割れの有無を調査した。そして、
低温曲げ偏平試験で割れが発生しない限界の温度（以
下、割れ限界温度と記す）を、二次加工性を評価する指
標とした。析出物の含有量は、パイプから溶接部を含む
ようにサンプルを切り出し、このサンプルを１０％ＡＡ
液（１０％アセチルアセトン＋１％テトラメチルアンモ
ニウムクロライド＋メタノール）を用いて電解して析出
物を抽出し、析出物の重量を電解量で除して求めた。Ｈ
ＡＺ部の結晶粒度は、ＪＩＳ−Ｇ０５５２に準拠した比
較法により求めた。
高周波造管パイプを種々の温度で焼鈍した焼鈍パイプを
用いた。二次加工性は、以下に示す低温曲げ偏平試験を
行って調査した。すなわち、高周波溶接部が曲げの外側
になるように、中心軸の半径４２.７ｍｍで９０゜に曲
げたのち（一次加工）、各温度にてＪＩＳ−Ｇ０２０２
−Ｎｏ.２０２１に準拠した偏平を径の１／３の高さま
で行い（二次加工）、割れの有無を調査した。そして、
低温曲げ偏平試験で割れが発生しない限界の温度（以
下、割れ限界温度と記す）を、二次加工性を評価する指
標とした。析出物の含有量は、パイプから溶接部を含む
ようにサンプルを切り出し、このサンプルを１０％ＡＡ
液（１０％アセチルアセトン＋１％テトラメチルアンモ
ニウムクロライド＋メタノール）を用いて電解して析出
物を抽出し、析出物の重量を電解量で除して求めた。Ｈ
ＡＺ部の結晶粒度は、ＪＩＳ−Ｇ０５５２に準拠した比
較法により求めた。
【００２１】図１にその試験結果を示す。図中の数字
は、割れ限界温度を表している。実際のパイプの加工で
割れを防止するためには、この割れ限界温度が−５０℃
以下であればよいことを本発明者らは別途実験により確
かめている。例えば、一次加工後のパイプについてその
割れ限界温度が−５０℃以下であれば、そのパイプを二
次加工した際に割れの発生が防止できる。図１から、析
出物の含有量を ０.３質量％以下とし、かつ、ＨＡＺ
部の結晶粒度を３番以上としたときに、割れ限界温度が
−５０℃以下になることがわかる。このような試験結果
を根拠として、析出物の含有量とＨＡＺ部の結晶粒度を
本発明で規定する範囲に決定した。
は、割れ限界温度を表している。実際のパイプの加工で
割れを防止するためには、この割れ限界温度が−５０℃
以下であればよいことを本発明者らは別途実験により確
かめている。例えば、一次加工後のパイプについてその
割れ限界温度が−５０℃以下であれば、そのパイプを二
次加工した際に割れの発生が防止できる。図１から、析
出物の含有量を ０.３質量％以下とし、かつ、ＨＡＺ
部の結晶粒度を３番以上としたときに、割れ限界温度が
−５０℃以下になることがわかる。このような試験結果
を根拠として、析出物の含有量とＨＡＺ部の結晶粒度を
本発明で規定する範囲に決定した。
【００２２】図２に、図１の試験結果をもとに、低温曲
げ偏平試験における割れ発生限界温度に及ぼすパイプの
焼鈍温度の影響について整理した結果を示す。図２の結
果から、良好な耐二次加工割れ性を有するパイプは、パ
イプの焼鈍温度を８５０〜１０００℃の範囲に厳しく規
定することによって得られることが明らかになった。こ
の理由は、図１と図２を対比すればわかるように、焼鈍
温度が低い場合には、析出物が多量に発生するため、こ
れが脆性破壊の起点となり、また、焼鈍温度が高い場合
には、ＨＡＺ部の結晶粒が粗大化するため靱性そのもの
が低下するからであると考えられる。
げ偏平試験における割れ発生限界温度に及ぼすパイプの
焼鈍温度の影響について整理した結果を示す。図２の結
果から、良好な耐二次加工割れ性を有するパイプは、パ
イプの焼鈍温度を８５０〜１０００℃の範囲に厳しく規
定することによって得られることが明らかになった。こ
の理由は、図１と図２を対比すればわかるように、焼鈍
温度が低い場合には、析出物が多量に発生するため、こ
れが脆性破壊の起点となり、また、焼鈍温度が高い場合
には、ＨＡＺ部の結晶粒が粗大化するため靱性そのもの
が低下するからであると考えられる。
【００２３】上述した温度範囲で焼鈍を行ったのち、冷
却過程で析出物が生成して０.３質量％を越えるような
ことがあってはならない。そのために、冷却速度を１℃
／ｓｅc以上に規制する。
却過程で析出物が生成して０.３質量％を越えるような
ことがあってはならない。そのために、冷却速度を１℃
／ｓｅc以上に規制する。
【００２４】本発明の方法は、焼鈍における加熱速度お
よび均熱時間については特に規定しないが、加熱速度が
遅すぎると加熱中に析出物が生成し、均熱時間が短すぎ
ると加熱中に生成した析出物が再固溶しない恐れがあ
る。そこで、加熱速度は１℃／ｓｅｃ以上、均熱時間は
１０ｍｉｎ以下とするのが好ましい。また、一般に焼鈍
を行った後に、形状の矯正や酸洗による焼鈍スケール除
去等を行うが、これらの方法についてはとくに限定され
るものではない。
よび均熱時間については特に規定しないが、加熱速度が
遅すぎると加熱中に析出物が生成し、均熱時間が短すぎ
ると加熱中に生成した析出物が再固溶しない恐れがあ
る。そこで、加熱速度は１℃／ｓｅｃ以上、均熱時間は
１０ｍｉｎ以下とするのが好ましい。また、一般に焼鈍
を行った後に、形状の矯正や酸洗による焼鈍スケール除
去等を行うが、これらの方法についてはとくに限定され
るものではない。
【００２５】
【実施例】表１に示すＡ〜Ｈの化学組成のフェライト系
ステンレス鋼を溶製し、熱間圧延、焼鈍、冷間圧延を経
て２.０ｍｍの板とし、８００〜１０５０℃の温度で焼
鈍したのち酸洗して、造管用の鋼帯を得た。これらの鋼
帯を、高周波溶接にて外径４２.７ｍｍのパイプに造管
したのち、種々の温度で焼鈍を行い、長さ５００ｍｍに
切断して加工試験用パイプを得た。
ステンレス鋼を溶製し、熱間圧延、焼鈍、冷間圧延を経
て２.０ｍｍの板とし、８００〜１０５０℃の温度で焼
鈍したのち酸洗して、造管用の鋼帯を得た。これらの鋼
帯を、高周波溶接にて外径４２.７ｍｍのパイプに造管
したのち、種々の温度で焼鈍を行い、長さ５００ｍｍに
切断して加工試験用パイプを得た。
【００２６】
【表１】
【００２７】二次加工性は、前述の低温曲げ偏平試験に
よる割れ限界温度を求めて評価した。また、参考のため
に、焼鈍ままのパイプ（曲げ加工を行っていないもの）
についても直接低温扁平試験を行って、一次加工性をも
調査した。析出物の含有量、およびＨＡＺ部の結晶粒度
についても、前述の方法で調査した。表２に、これらの
試験結果を示す。
よる割れ限界温度を求めて評価した。また、参考のため
に、焼鈍ままのパイプ（曲げ加工を行っていないもの）
についても直接低温扁平試験を行って、一次加工性をも
調査した。析出物の含有量、およびＨＡＺ部の結晶粒度
についても、前述の方法で調査した。表２に、これらの
試験結果を示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１７は、本発明によるもの
である。いずれの鋼種も、析出物の含有量が０.３質量
％以下で、なおかつ結晶粒度番号が３番以上であるた
め、低温曲げ偏平試験（二次加工性試験）での割れ限界
温度は−５０℃以下である。これらのパイプは、いずれ
も焼鈍温度を８５０℃〜１０００℃、焼鈍後の冷却速度
を１℃／ｓｅｃ以上として製造したものであるため、上
述の析出物比率および結晶粒度番号を確保された。
である。いずれの鋼種も、析出物の含有量が０.３質量
％以下で、なおかつ結晶粒度番号が３番以上であるた
め、低温曲げ偏平試験（二次加工性試験）での割れ限界
温度は−５０℃以下である。これらのパイプは、いずれ
も焼鈍温度を８５０℃〜１０００℃、焼鈍後の冷却速度
を１℃／ｓｅｃ以上として製造したものであるため、上
述の析出物比率および結晶粒度番号を確保された。
【００３０】Ｎｏ.１８〜Ｎｏ.２２は、比較例を示した
ものである。Ｎｏ.１８および２２は焼鈍温度が低く、
Ｎｏ.２０は焼鈍後の冷却速度が遅いため、析出物の生
成量が本発明規定範囲から外れ、その結果、低温曲げ偏
平試験（二次加工性試験）において−５０℃よりも高い
温度で割れが発生した。Ｎｏ.１９および２１は焼鈍温
度が高いため、ＨＡＺ部の結晶粒度番号が本発明規定範
囲から外れ、その結果、低温曲げ偏平試験（二次加工性
試験）において−５０℃よりも高い温度で割れが発生し
た。なお、本発明および比較例のいずれも、一次加工を
受けていない素管の低温偏平試験（一次加工性試験）で
は−５０℃でも割れが発生していないことから、軽度の
加工に対してはこれらのパイプは全て十分な加工性を有
すると言える。
ものである。Ｎｏ.１８および２２は焼鈍温度が低く、
Ｎｏ.２０は焼鈍後の冷却速度が遅いため、析出物の生
成量が本発明規定範囲から外れ、その結果、低温曲げ偏
平試験（二次加工性試験）において−５０℃よりも高い
温度で割れが発生した。Ｎｏ.１９および２１は焼鈍温
度が高いため、ＨＡＺ部の結晶粒度番号が本発明規定範
囲から外れ、その結果、低温曲げ偏平試験（二次加工性
試験）において−５０℃よりも高い温度で割れが発生し
た。なお、本発明および比較例のいずれも、一次加工を
受けていない素管の低温偏平試験（一次加工性試験）で
は−５０℃でも割れが発生していないことから、軽度の
加工に対してはこれらのパイプは全て十分な加工性を有
すると言える。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、従来不明確であったフ
ェライト系ステンレス鋼溶接パイプの二次加工割れ防止
手段を、金属組織的な観点からとらえて明確化したの
で、再現性良く確実に二次加工割れを防止できるフェラ
イト系ステンレス鋼パイプが提供できるようになった。
このため、フェライト系ステンレス鋼を用いた複雑形状
のパイプが安定して製造できるようになり、特に、自動
車排ガス経路部材等の用途においてフェライト系ステン
レス鋼の普及が図られる。
ェライト系ステンレス鋼溶接パイプの二次加工割れ防止
手段を、金属組織的な観点からとらえて明確化したの
で、再現性良く確実に二次加工割れを防止できるフェラ
イト系ステンレス鋼パイプが提供できるようになった。
このため、フェライト系ステンレス鋼を用いた複雑形状
のパイプが安定して製造できるようになり、特に、自動
車排ガス経路部材等の用途においてフェライト系ステン
レス鋼の普及が図られる。
【図１】焼鈍パイプの二次加工割れ限界温度と、析出物
含有量およびＨＡＺ部の結晶粒度番号の関係を示すグラ
フ。
含有量およびＨＡＺ部の結晶粒度番号の関係を示すグラ
フ。
【図２】焼鈍パイプの二次加工割れ温度に及ぼすパイプ
の焼鈍温度の影響を示すグラフ。
の焼鈍温度の影響を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 佳幸 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者 植松 美博 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ ：０.０３％以下、Ｓ
ｉ：２.０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｃｒ：５.０〜
３０.０％、Ｎ ：０.０３％以下を含有し、なおかつ、
Ｎｂ：０.０５〜１.０％、Ｔｉ：０.０５〜１.０％、Ｍ
ｏ：０.０５〜３.０％、Ｃｕ：０.０２〜１.０％のうち
の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび製造
上の不可避的な不純物からなる鋼板または鋼帯を溶接し
て造管したパイプであって、当該パイプの素材鋼中に存
在する析出物の含有量が０.３質量％以下であり、か
つ、ＨＡＺ部の結晶粒度がＪＩＳ−Ｇ０５５２に準拠し
た結晶粒度番号で３番以上である、耐二次加工割れ性に
優れたフェライト系ステンレス鋼パイプ。 - 【請求項２】 造管したパイプを、８５０〜１０００℃
の温度範囲で焼鈍したのち１℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
で冷却する、請求項１に記載の耐二次加工割れ性に優れ
たフェライト系ステンレス鋼パイプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30847995A JP3501573B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼パイプおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30847995A JP3501573B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼パイプおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125209A true JPH09125209A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3501573B2 JP3501573B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=17981520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30847995A Expired - Fee Related JP3501573B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 耐二次加工割れ性に優れたフェライト系ステンレス鋼パイプおよびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3501573B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114361263A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-15 | 江苏太阳科技股份有限公司 | 一种记忆型光伏焊带及其制备方法 |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP30847995A patent/JP3501573B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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