JPS5835574B2 - 鋼管の焼入れ方法 - Google Patents
鋼管の焼入れ方法Info
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- JPS5835574B2 JPS5835574B2 JP3176380A JP3176380A JPS5835574B2 JP S5835574 B2 JPS5835574 B2 JP S5835574B2 JP 3176380 A JP3176380 A JP 3176380A JP 3176380 A JP3176380 A JP 3176380A JP S5835574 B2 JPS5835574 B2 JP S5835574B2
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- pressure
- steel pipe
- cooling water
- pipe
- quenching
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、オーステナイト化温度に加熱された被焼入れ
鋼管を液槽内に投入し、その全長にわたり同時に焼入れ
する所謂浸漬焼入れにおいて、焼割れを誘発しないよう
にした焼入れ方法に関する。
鋼管を液槽内に投入し、その全長にわたり同時に焼入れ
する所謂浸漬焼入れにおいて、焼割れを誘発しないよう
にした焼入れ方法に関する。
例えば石油資源の採掘、輸送等に使用される鋼管、ある
いは各種海洋構造物に使用される鋼管は、強度、靭性の
みならず、耐食性、耐応力腐食割れ性等に優れたもので
なければならない。
いは各種海洋構造物に使用される鋼管は、強度、靭性の
みならず、耐食性、耐応力腐食割れ性等に優れたもので
なければならない。
このような優れた諸性質を有する高級鋼管を得るために
は、合金元素の添加、あるいは熱処理による金属組織の
均−化等をはじめとする多くの方法がとられているが、
そのなかでも熱処理による方法は、Ｎｉ、Ｍｏ等の合金
元素の節約、製造コストの低減等の観点から太いに利用
されている。
は、合金元素の添加、あるいは熱処理による金属組織の
均−化等をはじめとする多くの方法がとられているが、
そのなかでも熱処理による方法は、Ｎｉ、Ｍｏ等の合金
元素の節約、製造コストの低減等の観点から太いに利用
されている。
特に、焼入れ、焼戻しは、鋼管においても利用が急速に
進み、現在では小径管から大径管に至るまで適用されて
いる。
進み、現在では小径管から大径管に至るまで適用されて
いる。
鋼管の焼入れについては、管サイズ、スペース、サイク
ルタイム等の諸条件に応じて様々な方法があるが、従来
は主として鋼管の外面焼入れが行なわれている。
ルタイム等の諸条件に応じて様々な方法があるが、従来
は主として鋼管の外面焼入れが行なわれている。
この鋼管の外面焼入れ方法は、連続的ｆこ焼入れが可能
である反面、肉厚が増加した場合、必要とする冷却速度
が急激に低下するので、肉厚に応じて素材の焼入れ性を
Ｍｏ等の合金元素で調節しなければならない煩雑さがあ
った。
である反面、肉厚が増加した場合、必要とする冷却速度
が急激に低下するので、肉厚に応じて素材の焼入れ性を
Ｍｏ等の合金元素で調節しなければならない煩雑さがあ
った。
この煩雑さを解消すべく、鋼管の内面からも補助冷却を
行なう方法が、中、大径管で一部採用されているが、均
一な冷却を得るのが困難であること、およびサイズ替え
時間の増大をきたすこと等、多くの問題点を有している
。
行なう方法が、中、大径管で一部採用されているが、均
一な冷却を得るのが困難であること、およびサイズ替え
時間の増大をきたすこと等、多くの問題点を有している
。
近年、以上の事情から、小、中径管を対象として、管内
外面から冷却を行なう浸漬焼入れ方法の開発が進み、焼
入れの最も困難とされた小径厚肉管においても充分な冷
却能を実現することが可能となった。
外面から冷却を行なう浸漬焼入れ方法の開発が進み、焼
入れの最も困難とされた小径厚肉管においても充分な冷
却能を実現することが可能となった。
しかしながら、いずれの方法においても、管端と管中央
部では冷却能および冷却のパターンが異なり、その結果
、Ｃ量が多い素材では焼割れを起こす。
部では冷却能および冷却のパターンが異なり、その結果
、Ｃ量が多い素材では焼割れを起こす。
特に、外面焼入れのみを行なう場合（こは、管後端から
冷却水が侵入するため、内面で焼割れを誘発し易い。
冷却水が侵入するため、内面で焼割れを誘発し易い。
また浸漬焼入れ（こおいても同様であって、管内に残留
する空気の排出と冷却水の侵入が同時に起こる管端部で
は、冷却が不均一になり易く、焼割れの危険がある。
する空気の排出と冷却水の侵入が同時に起こる管端部で
は、冷却が不均一になり易く、焼割れの危険がある。
本発明者等は、浸漬焼入れに関し、焼割れを防止するた
めの冷却条件について種々研究を重ねた結果、焼割れが
内面冷却水の噴射圧に相関することを知見した。
めの冷却条件について種々研究を重ねた結果、焼割れが
内面冷却水の噴射圧に相関することを知見した。
ここで、鋼管の浸漬焼入れ方法について説明すると、第
１図、第２図に示す如く、加熱炉でオーステナイト化温
度に加熱された被焼入れ鋼管１を、投入用スキッド２に
より液槽３内に投入し、液槽３内の所定位置に設けられ
ている受台４上に載置すると共に、クランプ５にて固定
し、液槽３の両側壁内面と底壁内面に所要の間隔を存し
て設けられている外面冷却水噴射用ノズル６および受台
４上に固定されている被焼入れ鋼管１の一端開口中心部
と対向する液槽３の一端壁内面に設けられている内面冷
却水噴射用ノズル７から冷却水を噴射して、鋼管１の内
外面を冷却し、それ（こより焼入れがなされる。
１図、第２図に示す如く、加熱炉でオーステナイト化温
度に加熱された被焼入れ鋼管１を、投入用スキッド２に
より液槽３内に投入し、液槽３内の所定位置に設けられ
ている受台４上に載置すると共に、クランプ５にて固定
し、液槽３の両側壁内面と底壁内面に所要の間隔を存し
て設けられている外面冷却水噴射用ノズル６および受台
４上に固定されている被焼入れ鋼管１の一端開口中心部
と対向する液槽３の一端壁内面に設けられている内面冷
却水噴射用ノズル７から冷却水を噴射して、鋼管１の内
外面を冷却し、それ（こより焼入れがなされる。
前記の如く被焼入れ鋼管１が液槽３内に投入された後、
管端から管内の空気が自然放出され、引き続き定常高圧
の内面冷却水により管内の空気が強制的に排出される。
管端から管内の空気が自然放出され、引き続き定常高圧
の内面冷却水により管内の空気が強制的に排出される。
前述の焼割れは、管内残留空気の排出状況に大きく関係
し、自然放出の場合、周方向での冷起むらが著しく、管
端近傍で焼割れを生じ、この場合の焼割れは、被焼入れ
鋼管を液槽に投入あるいは焼入れする際に傾斜させる等
の手段を講じても防止できない。
し、自然放出の場合、周方向での冷起むらが著しく、管
端近傍で焼割れを生じ、この場合の焼割れは、被焼入れ
鋼管を液槽に投入あるいは焼入れする際に傾斜させる等
の手段を講じても防止できない。
一方、強度の定常高圧水により強制的に管内の空気を排
除する場合には、高圧水と空気が混合し、周方向の冷却
むらが一層助長され、内面冷却水入側の管端寄りで焼割
れが生じる。
除する場合には、高圧水と空気が混合し、周方向の冷却
むらが一層助長され、内面冷却水入側の管端寄りで焼割
れが生じる。
本発明者等は、内面冷却水の噴射圧を、焼入れの過程に
応じて変化させることにより、焼割れを確実に防止する
こと０こ成功したのである。
応じて変化させることにより、焼割れを確実に防止する
こと０こ成功したのである。
すなわち、本発明は、焼入れ初期には低圧の内面冷却水
（こより管内の空気を排除し、しかる後に、所定の高水
圧（焼入れに必要とされる定常水圧）に切換えて、管内
面の冷却を行なうようにしたものであって、それにより
焼割れを防止すると共に、高い冷却能を維持することが
できたのである。
（こより管内の空気を排除し、しかる後に、所定の高水
圧（焼入れに必要とされる定常水圧）に切換えて、管内
面の冷却を行なうようにしたものであって、それにより
焼割れを防止すると共に、高い冷却能を維持することが
できたのである。
管内空気の排除に用いる低圧の内面冷却水の噴射は、被
焼入れ鋼管が液槽内の所定位置に到達した後、速やかに
行なう必要があるが、被焼入れ鋼管をクランプで固定す
る以前、あるいは被焼入れ鋼管が液槽内の所定位置に到
達する以前に噴射させてもよい。
焼入れ鋼管が液槽内の所定位置に到達した後、速やかに
行なう必要があるが、被焼入れ鋼管をクランプで固定す
る以前、あるいは被焼入れ鋼管が液槽内の所定位置に到
達する以前に噴射させてもよい。
前記管内空気の排除に用いる内面冷却水の噴射圧は、焼
割れと被焼入れ鋼管への物理的作用を考慮して、０．５
Ｋｙ／ｍ以上３ Ｋｙ ／ｃｒ／１未満に設定するの
が望ましい。
割れと被焼入れ鋼管への物理的作用を考慮して、０．５
Ｋｙ／ｍ以上３ Ｋｙ ／ｃｒ／１未満に設定するの
が望ましい。
また前記焼入れに必要とされる内面冷却水の噴射圧は、
３Ｋｙ／ｃｆｔ以上１２Ｋｇ／７以下が望ましい。
３Ｋｙ／ｃｆｔ以上１２Ｋｇ／７以下が望ましい。
この場合、３Ｋｙ／ｃｒ／１未満では、焼入れに必要な
冷却能が不足し、１２Ｋｐ／ｃＩｆｌを超えると、いた
ずらに水力ポンプに負荷をかけるだけであって、冷却能
はそれ程改善されない。
冷却能が不足し、１２Ｋｐ／ｃＩｆｌを超えると、いた
ずらに水力ポンプに負荷をかけるだけであって、冷却能
はそれ程改善されない。
かくの如く、本発明は、焼入れ初期には、管内空気の排
除を目的とした低圧の内面冷却水を噴射し、次いで焼入
れに必要とされる高圧（定常圧）の内面冷却水を噴射す
る二段切換えであるが、このような二段切換えによらず
に、内面冷却水の噴射圧を、低圧から定常圧まで連続的
に漸増させてもよい。
除を目的とした低圧の内面冷却水を噴射し、次いで焼入
れに必要とされる高圧（定常圧）の内面冷却水を噴射す
る二段切換えであるが、このような二段切換えによらず
に、内面冷却水の噴射圧を、低圧から定常圧まで連続的
に漸増させてもよい。
この場合、被焼入れ鋼管が液槽内の所定位置に到達した
時点から毎秒２Ｋｙ／ｃｒ／ｌ以下の水圧上昇速度にて
定常圧まで昇圧するのが望ましい。
時点から毎秒２Ｋｙ／ｃｒ／ｌ以下の水圧上昇速度にて
定常圧まで昇圧するのが望ましい。
さて、本発明者等は、内面冷却水の噴射条件と焼割れ発
生との関係を、以下に述べる実験によって確認した。
生との関係を、以下に述べる実験によって確認した。
供試材として、１３９．７ｖｙｔ９！６×１０．５ｗｌ
１ｔ ｘ１００００７１ａＬの継目無鋼管（Ｃ０，３６
％９Ｍｎ１．４％）を用い、この鋼管を９２０℃に加熱
した後、第３図に示す内面冷却水の各噴射条件でそれぞ
れ５本ずつ浸漬焼入れを行ない、超音波探傷により焼割
れ発生の有無を調べた。
１ｔ ｘ１００００７１ａＬの継目無鋼管（Ｃ０，３６
％９Ｍｎ１．４％）を用い、この鋼管を９２０℃に加熱
した後、第３図に示す内面冷却水の各噴射条件でそれぞ
れ５本ずつ浸漬焼入れを行ない、超音波探傷により焼割
れ発生の有無を調べた。
第３図は、その各実験例における内面冷却水噴射条件の
パターンを示すものである。
パターンを示すものである。
すなわち、実験例（従来方法）１では、加熱された前記
鋼管を液槽内に投入した後、投入された鋼管が液槽内の
所定位置に固定される以前から７Ｋｐ／ｄの定常圧内面
冷却水を所要時間噴射した。
鋼管を液槽内に投入した後、投入された鋼管が液槽内の
所定位置に固定される以前から７Ｋｐ／ｄの定常圧内面
冷却水を所要時間噴射した。
実験例（従来方法）２では、液槽内に投入された鋼管が
所定位置に固定され、２秒の昇圧保留時間が経過した後
、７Ｋｙ／ｄの定常圧内面冷却水を所要時間噴射した。
所定位置に固定され、２秒の昇圧保留時間が経過した後
、７Ｋｙ／ｄの定常圧内面冷却水を所要時間噴射した。
実験例（従来方法）３では、液槽内に投入された鋼管が
所定位置に固定され、５秒の昇圧保留時間が経過した後
、７Ｋｙ／７の定常圧内面冷却水を所要時間噴射した。
所定位置に固定され、５秒の昇圧保留時間が経過した後
、７Ｋｙ／７の定常圧内面冷却水を所要時間噴射した。
実験例（本発明方法）４では、鋼管の液槽内投入時から
、投入された鋼管が所定位置に固定され、２秒の昇圧保
留時間が経過するまでの間中２に２／ｄの低水圧内面冷
却水を噴射しておき、２秒の昇圧保留時間経過後、７
Ｋｇ ／ｃｒｌの定常圧内面冷却水を所要時間噴射し、
しかる後、２Ｋｙ／Ｃｒ／ｌの低水圧に戻した。
、投入された鋼管が所定位置に固定され、２秒の昇圧保
留時間が経過するまでの間中２に２／ｄの低水圧内面冷
却水を噴射しておき、２秒の昇圧保留時間経過後、７
Ｋｇ ／ｃｒｌの定常圧内面冷却水を所要時間噴射し、
しかる後、２Ｋｙ／Ｃｒ／ｌの低水圧に戻した。
実験例（本発明方法）５では、鋼管の液槽内設＊＊入時
から、投入された鋼管が所定位置に固定され４秒の昇圧
保留時間が経過するまでの間中２に２／ｄの内面冷却水
を噴射しておき、４秒の昇圧保留時間経過後、７ Ｋｐ
／ｃｒ／ｌの定常圧内面冷却水を所要時間噴射し、し
かる後、２ Ｋｔ ／ｃｒＡの低水圧に戻した。
から、投入された鋼管が所定位置に固定され４秒の昇圧
保留時間が経過するまでの間中２に２／ｄの内面冷却水
を噴射しておき、４秒の昇圧保留時間経過後、７ Ｋｐ
／ｃｒ／ｌの定常圧内面冷却水を所要時間噴射し、し
かる後、２ Ｋｔ ／ｃｒＡの低水圧に戻した。
実験例（本発明方法）６では、液槽内に投入された鋼管
が所定位置に固定された後、毎秒２に２／ｄの水圧上昇
速度にて内面冷却水を７ Ｋｐ ／ｃｒ／ｌの定常圧ま
で連続的に昇圧しながら噴射し、以後所要時間定常圧の
内面冷却水を噴射した。
が所定位置に固定された後、毎秒２に２／ｄの水圧上昇
速度にて内面冷却水を７ Ｋｐ ／ｃｒ／ｌの定常圧ま
で連続的に昇圧しながら噴射し、以後所要時間定常圧の
内面冷却水を噴射した。
これ等各実験例の結果を第１表に示す。
上記第１表（こて明らかな通り、実験例（従来方法）１
〜３では供試材に焼割れ品が発生したが、実験例（本発
明方法）４〜６では全ての供試材に焼割れ品の発生は皆
無であった。
〜３では供試材に焼割れ品が発生したが、実験例（本発
明方法）４〜６では全ての供試材に焼割れ品の発生は皆
無であった。
以上述べた本発明方法によれば、焼割れ発生を確実に防
止できると共に、被焼入れ鋼管内面での均一冷却が得ら
れるので、従来方法に比較して、焼入れ後の鋼管の真円
度、真直度に優れていた。
止できると共に、被焼入れ鋼管内面での均一冷却が得ら
れるので、従来方法に比較して、焼入れ後の鋼管の真円
度、真直度に優れていた。
第１図は鋼管の浸漬焼入れ装置の概略縦断側面図、第２
図は、第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は各実験例におけ
る内面冷却水噴射条件のパターン図である。
図は、第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は各実験例におけ
る内面冷却水噴射条件のパターン図である。
Claims (1)
- １ オーステナイト化温度に加熱された被焼入れ鋼管を
液槽内に浸漬し、管外面から冷却を行なうと共に、一方
の管端から冷却水を管内（こ噴射して管内面の冷却を行
なう鋼管の焼入れ方法において、前記管内への冷却水の
噴射圧を、焼入れ初期は低水圧とし、しかる後に定常圧
に昇圧することを特徴とする鋼管の焼入れ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176380A JPS5835574B2 (ja) | 1980-03-13 | 1980-03-13 | 鋼管の焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176380A JPS5835574B2 (ja) | 1980-03-13 | 1980-03-13 | 鋼管の焼入れ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56127731A JPS56127731A (en) | 1981-10-06 |
| JPS5835574B2 true JPS5835574B2 (ja) | 1983-08-03 |
Family
ID=12340065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176380A Expired JPS5835574B2 (ja) | 1980-03-13 | 1980-03-13 | 鋼管の焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835574B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210087066A (ko) * | 2018-12-13 | 2021-07-09 | 아르셀러미탈 | 주조 금속 제품의 크레이터 엔드 위치를 결정하는 방법 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3605153A1 (de) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mtu Muenchen Gmbh | Vorrichtung zum unterschiedlichen abkuehlen bzw. temperieren von innen- und aussenwaenden oder wandbereichen eines bauteils, insbesondere eines turbomaschinenteils |
| KR101101404B1 (ko) * | 2009-05-04 | 2012-01-02 | 주식회사화신 | 열간성형 제품용 냉각장치 |
| JP5794139B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2015-10-14 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度ラインパイプ用継目無鋼管の製造方法 |
| JP5794138B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2015-10-14 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度ラインパイプ用継目無鋼管の製造方法 |
| CN102912097B (zh) * | 2012-10-09 | 2013-12-11 | 范华平 | 一种轧钢淬火用环式穿水冷却设备 |
| JP6494357B2 (ja) * | 2015-03-24 | 2019-04-03 | 日本発條株式会社 | 中空スタビライザの製造方法 |
| JP6784476B2 (ja) * | 2015-03-24 | 2020-11-11 | 日本発條株式会社 | 中空スタビライザの製造方法 |
| CN108315532B (zh) * | 2018-01-12 | 2019-05-14 | 湖北新冶钢特种钢管有限公司 | 钢管水雾冷却方法 |
| CN114921638B (zh) * | 2022-05-06 | 2023-11-03 | 中国机械总院集团北京机电研究所有限公司 | 低碳低合金高强薄钢板的精确热处理方法 |
-
1980
- 1980-03-13 JP JP3176380A patent/JPS5835574B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210087066A (ko) * | 2018-12-13 | 2021-07-09 | 아르셀러미탈 | 주조 금속 제품의 크레이터 엔드 위치를 결정하는 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56127731A (en) | 1981-10-06 |
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