JPS59153840A - 低温靭性のすぐれた高張力電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

低温靭性のすぐれた高張力電縫鋼管の製造方法

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JPS59153840A
JPS59153840A JP2779683A JP2779683A JPS59153840A JP S59153840 A JPS59153840 A JP S59153840A JP 2779683 A JP2779683 A JP 2779683A JP 2779683 A JP2779683 A JP 2779683A JP S59153840 A JPS59153840 A JP S59153840A
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JP
Japan
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sec
electric resistance
temperature
seconds
cooling
Prior art date
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Pending
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JP2779683A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Murayama
博 村山
Yoji Yamamoto
洋司 山本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電縫溶接部が母材部と同程度に低温靭性のすぐ
れた高張力電縫鋼管の製造方法に関するものである。
従来の製造方法では母材部はコントロールトローリング
、制御冷却により微細なフェライトができ、低温靭性の
すぐれたものが得られるが、電縫溶接部は圧延組織が消
失し、粗大な鋳造組織が形成され、また溶接から急冷さ
れることによりクリーンフェライトが出来ないため低温
靭性が悪くなると℃・う欠点を有していた。
本発明は上記の欠点を有利に解消するものであり、その
要旨とするところはC:0.01〜0.08%、Mn 
= 1.5%、Si 40.5 %、P≦0.03%、
540008%、Ti l、 0.04%、Nb:O,
OO1〜0.050%、V:0.001〜0.050%
、N40010%、脱酸度を調整することにより残存す
る5o4Al残部Fe及び不可避的不純物よりなる素材
鋼板を用し・電縫溶接し7、その後電縫溶接部のみを8
80℃〜1150℃で5秒以上加熱し、750℃〜95
0℃の温度から30℃/sec 〜150℃/secで
急冷し、さらに790℃〜1050℃で5秒〜30秒加
熱したのち750℃〜950℃の温度から30℃/SC
C〜150℃/secで急冷して電縫溶接部を超微細ア
シキュラーフェライト組織にすることを特徴としている
本発明は上記特徴に加えて電縫溶接部を400℃〜70
0℃で1分以内加熱してストレスリリーフ処理を行うこ
とも特徴としている。
即ち本発明は素材の成分、電縫溶接した後の電縫溶接部
の加熱条件とその後の冷却条件を制限、し、更にその後
の加熱、冷却条件を設定することにより、またストレス
リリーフ処理を行うことにより電縫溶接部が母材部と同
程度に低温靭性のすぐれた電縫鋼管を製造することを可
能としたもので極めて有利なものである。
次に本発明について詳細に説明する。
先ず素材の成分について述べるとCについては結晶粒微
細化による靭性向上のため、0.01〜008%とし、
強度の点については他の元素にて補なう。
Mnは1.5%より多量の場合、溶接性の点から悪影響
を及ぼすため1.5%以下が望ましくなる。
Stは強度を保たせる上で必要であるが0.5%より多
量の場合、電縫溶接部でのペネトレーターの発生が容易
となるため、0.5%以下とする。
Pは偏析により悪影響を及ぼすのでPは003%以下と
する。
SについてもMnSの長く伸ばされた介在物により靭性
劣化するため低い方が望ましくo、oos%以下とする
TiとNは微細なTi−Nとして析出し、この微細なT
i−Nが溶接部の組織を微細化させ、靭性を向上させる
点からTiは0.04%以下、NはQ、010%以下含
有する。
Nb 、 ’Vにおいては強度確保上必要でNbは0.
001〜0.050%の範囲とし、■は0.001〜0
.050%の範囲とする。
なお素材はAA’で脱酸し、その際残存する通常の量の
A7を含有する。
次に電縫溶接後の加熱、冷却条件について述べる。本発
明は電縫溶接後880℃〜1150℃の範囲で5秒以上
加熱するものである。これは電縫溶接において生成され
た鋳造組織を破壊するものであり、880℃未満では完
全に鋳造組織を破壊するまでには至らず、」150℃超
では結晶粒の粗大化が起り好ましくない。
又加熱時間が5秒未満では溶接部を完全に組織改善する
ことができず好ましくない。
冷却条件についても冷却開始温度を750℃〜950℃
とするもので、その冷却速度も30℃/sec〜150
℃/secとするものであり、その限定理由はAr3変
態点を通過する際の冷却速度が30℃/sec以、上で
ないと整粒均一化が行われず、またその上限も150℃
/secが好ましい。
又温度についてもAr3変態点近傍の750℃以下にな
ると結晶粒の整粒、均一化が行われず、逆に950℃超
から水冷を開始すると低温で開始するのと同様に組織の
改善効果が認められない。
上記条件で電縫溶接部のいわゆる鋳造組織を整粒均一化
し、その後に790℃〜1050℃の範囲で5秒〜30
秒以内で加熱する。790℃未満ではその後の冷却にお
いて超微細なアシキュラーフェライトを得ることはでき
ず、逆に1050℃より ′高温であっても同様である
。また、加熱時間が5秒未満あるいは30秒を越えても
超微細なアシキュラーフェライトは得られず、好ましく
ない。
更にその後の冷却条件につ(・ては初めの冷却条件と同
様に冷却開始温度を750℃〜950℃とするもので、
その冷却速度も30℃/sec〜150℃/secとす
る。その限定理由はAr3変態点を通過する際の冷却速
度が30℃/sec以上でないとアシキュラーフェライ
トは析出せず、その上限も150℃/secが好ましい
。また、加熱温度もAr3変態点近傍の750℃以下に
なると結晶粒が微細均一にならず、950℃超から水冷
を開始する場合においても組織は微細均一にならない。
また、本発明では上記条件によって電縫溶接部を超微細
なアシキュラーフェライト組織にしたのち、400℃〜
700℃の範囲で1分以内の短時間ストレスリリーフ処
理を行う。加熱温度が400℃未満ではストレスリリー
フの効果が認められず、700℃超となると結晶粒の粗
大化により靭性の低下が起るので好ましくない。加熱時
間も1分間を越えると結晶粒の粗大化により靭性が低下
する。
このような加熱、冷却条件について、本発明者等は種々
の実験を行った。第1図は電縫溶接後、970℃で5秒
以上加熱したのち冷却速度50℃/secで冷却し、そ
の後再度700℃〜1100℃の範囲において、10秒
加熱し、冷却速度を5℃/secと50℃/secと変
えて低温靭性について調べた結果を示している。
その結果によれば冷却速度が50℃/secのものは5
℃/secに比べ遷移温度(vTrs)は低くなり低温
靭性は向上することが明らかとなった。
第2図は上記加熱、冷却後に650℃で30秒間加熱し
てストレス1ハリーフ処理を行った結果を示している。
第“3図は電縫溶接後に1050℃で5秒以上加熱した
のち冷却速度50℃/secで冷却し、その後再度10
30℃の温度で10秒間加熱し冷却開始温度750℃〜
950℃の範囲において冷却速度の変化による遷移温度
(vTrS )の値をCの含有量を変えて示したもので
、c:o、os%の含有量においては30℃/sec〜
150℃/secの範囲において、低温靭性が良くなっ
ており、C:0.12%の含有量においてはあまり良好
な結果は得られない。
第4図はc:o、os%の成分系における電縫溶接後、
熱処理を行ったものの光学顕微鏡写真(400倍)であ
り、電縫溶接後、970℃で5秒加熱後、5℃/sec
空冷した時の(al溶接部、電縫溶接後1030℃で1
0秒加熱し、850℃から50℃/secの冷却速度で
冷却し、その後970℃で5秒加熱したのち830℃か
ら60℃/secの冷却速度で水冷したときの(bl溶
接部、および(C)母材部をそれぞれ示す。
なお(alはvTrS−20℃、フェライト粒度No、
 =10.9、(blはvTrs=  80℃、フェラ
イト粒度No、=126、(C1はvTrS=  40
℃、フェライト粒度N00=12.8である。
即ち第4図から明らかなように電縫溶接後の加熱、冷却
条件を制御する本発明によればポストノルマ(5℃/s
ec空冷)の粗大なフェライト粒に比べ超微細なフェラ
イト組織になり、母材部差のフェライト粒度となり、低
温靭性が良好となる。
以上のように本発明は電縫溶接後の加熱冷却条件を88
0℃〜1150℃で5秒以上加熱し、冷却開始温度を7
50℃〜950℃から30℃/sea〜150’C/s
ecの冷却速度で急冷し、その後再度790℃〜105
0℃で5秒〜30秒加熱し、冷却開始温度を750℃〜
950℃の温度から30℃/sec〜150 ℃/se
cの冷却速度で水冷する。また、その後に400℃〜7
00℃で1分以内の短時間のストレス+7 リーフ処理
することにより溶接部でも低温靭性の良好な電縫鋼管が
得られるものでその効果は極めて大である。
第5図は本発明を実、施する設備の概略を示すものであ
る。図中、符号1は電縫溶接部、2は溶接ロール、3は
初回加熱のための3台のポストノルマライザー、4は水
冷ゾーン、5は再度加熱するための3台のポストノルマ
ライザー、および6は水冷ゾーンである。上記装置にお
(・て、加熱、冷却条件を所要の値に設定し、電縫鋼管
Pを矢印方向に進めながら繰返し加熱、冷却する。
次に本発明の実施例を第1表に示す。
第1表から明らかなよう1(本発明によれば従来の電縫
鋼管に比べて少くとも20℃遷移温度を下げることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は電縫溶接後の加熱温度と遷移温度
との関係を示す図で、第1図は冷却速度の影響、第2図
はストレス+7 リーフの効果をそれぞれ示している。 第3図は冷却速度と遷移温度との関係を示す図で、C量
の影響を示している。第4図fat = (bl 、 
(C1はc:、o、os%の成分系における電縫溶接後
の顕微鏡写真(400倍)、および第5図は本発明によ
り電縫鋼管を製造する設備の概略図である。 ■・・電縫溶接部、  2・・・溶接ロール、  3,
5・・・ポストノルマライザー、  4,6・・・水冷
ゾーン特許出願人代理人 弁理士 矢 葺 知 之 (ほか1名) 手糸売ネ南1E書 (自発) 昭和58年9月6日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年特肋願第27796号 2、発明の名称 低温靭性のすぐれた高張力電縫鋼管の製造方法3、補正
をする者 事件との関係 出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称  (
665)新日本製鐵株式会社4、代 理 人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 8、補正の内容 明細書第5頁13行と14行の間に以下の文を挿入する
。 「Bについては必須元素ではないが、0.0002〜0
.0025%の範囲で添加するとより靭性が向上し好ま
しいものである。」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t  C: 0.01〜0.08%、Mn = 1.5
    %、Si ≦Q、 5%、24003%、N4o、oo
    s%、T1≦0,04%、Nb:0.001〜0.05
    0%、v:o、ooi〜0050%、N≦0.010%
    、脱酸度を調整することにより残在するso4 A7、
    残部Fe及び不可避的不純物よりなる素材鋼板を用い電
    縫溶接し、その後電縫溶接部を880℃〜1150℃で
    5秒以上加熱し、750℃〜950℃の温度から30℃
    /sec〜150℃/secで・急冷し、さらに790
    ℃〜1050℃で5秒〜30秒加熱したのち750℃〜
    950℃の温度から30℃/sec〜150℃/sec
    で急冷して電縫溶接部を超微細アシキュラーフェライト
    組織にすることを特徴とする低温靭性のすぐれた高張力
    電縫鋼管の製造方法。 2、  C:0.01〜0.08%、Mn 41.5%
    、5140.5%、p4o、o3%、s=o、oos%
    、Tl4o、o4%、Nb:0.001〜0.050%
    、 V:0.001〜0050%、N4o、o1o%、
    脱酸度を調整することにより残在するso4 AA!、
    残部Fe及び不可避的不純物よりなる素材鋼板を用い電
    縫溶接し、その後電縫溶接部を880℃〜1150℃で
    5秒以上加熱し、750℃〜950℃の温度から30℃
    /sec〜150℃/secで急冷し、さらに790℃
    〜1050℃で5秒〜30秒加熱したのち750℃〜9
    50℃の温度から30℃/sec〜150℃/secで
    急冷して電縫溶接部を超微細アシキュラーフェライト組
    織にしたのち、400℃〜700℃で1分以内加熱シテ
    ストレスリリーフ処理することを特徴とする低温靭性の
    すぐれた高張力電縫鋼管の製造方法。
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