JPS6149365B2 - - Google Patents

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JPS6149365B2
JPS6149365B2 JP12199983A JP12199983A JPS6149365B2 JP S6149365 B2 JPS6149365 B2 JP S6149365B2 JP 12199983 A JP12199983 A JP 12199983A JP 12199983 A JP12199983 A JP 12199983A JP S6149365 B2 JPS6149365 B2 JP S6149365B2
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JP
Japan
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hot
less
temperature
steel
steel sheet
Prior art date
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Application number
JP12199983A
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English (en)
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JPS6013025A (ja
Inventor
Tsutomu Kimura
Daigo Sumimoto
Hideaki Oomori
Toshinori Nakaji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP12199983A priority Critical patent/JPS6013025A/ja
Publication of JPS6013025A publication Critical patent/JPS6013025A/ja
Publication of JPS6149365B2 publication Critical patent/JPS6149365B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は低降伏点高強度電縫鋼管の製造方法、
特にAPI規格K―55相当の油井用電縫鋼管の製造
方法に関する。 (従来技術) API規格K―55は降伏点が最低38.7Kg/mm2から
最大56.2Kg/mm2、引張強さ66.8Kg/mm2以上で、低
降伏点高強度の性質を具備した規格になつてい
る。 K―55を電縫ミルで製造する場合、次のよう
に、歩留、品質およびコスト面で間題があり、従
来からシームレスミルからの供給が大半を占めて
いた。 (1) 電縫ミルAPI,K55相当の油井管を製造する
場合、C:0.40〜0.50%の高炭素鋼の成分とな
り、このためには溶接部をポストアニーラー又
はシームアニーラーと呼ばれる局部加熱用の設
備が必要となるため、この種の設備をもたない
ミルでは製造不可能であつた。 (2) C0.40〜0.50%の高炭素鋼では、特にコイル
両端部の強度が高いため成形が困難で、ミルパ
ワーの増大、また、急熱急冷を受けて、溶接部
の硬度が著しく高くなるため、溶接部の割れが
発生したり定尺切断用のカツトオフの刃の損傷
が激しく、その交換でミル停止頻度が高く、造
管歩留が著しく低下する。 (発明の目的) 本発明は上記問題点を解消し、鋼管の製造が容
易で、かつ品質特性の優れた、鋼管全体を焼準
(フルボデイノルマ)するいわゆる焼準型API,
K―55クラスの油井用鋼管の製造方法を提供する
ものである。 (発明の構成・作用) 本発明の要旨とするところはC0.29〜0.33%、
Si0.20〜0.30%、Mn1.40〜1.60%、P0.025%以
下、S0.010%以下、T.Al0.010〜0.035%、Cr0.10
〜0.30%、B0.0007〜0.0020%、Ti0.010〜0.030
%、N0.0060%以下で残部の大部分がFeで、不可
避的不純物からなるスラブを、仕上温度850〜920
℃、捲取温度700〜800℃の熱延条件で熱延鋼板と
したのち、該熱延鋼板を管状体に成形し、該管状
体のエツヂ部を加熱して溶接し、鋼管としたの
ち、750〜950℃の温度に5〜10分加熱して焼準熱
処理することを特徴とするAPI規格K―55相当の
低降伏点高強度電縫鋼管の製造方法にある。 次に、本発明に係る焼準熱処理によるAPI,K
―55クラスの油井用電縫鋼管の製造方法について
説明する。 まず、鋼管の化学成分の限定理由について述べ
る。 Cは最も安価で強度を容易に高めることができ
る元素である。すなわち、Cは0.29%未満では引
張強さがAPI規格を満足せず、又上限は0.33%超
えると、溶接部が硬化しカツトオフの刃の寿命が
短くなる等から、0.33%を上限とした。 Siは脱酸剤及び強度向上元素として0.20%以上
必要であるが、強度面から含有量は多いほど好ま
しいが、0.30%を超えると、熱延工程で鋼板表面
にしま状スケールが発生するため、その範囲を
0.20〜0.30%とした。 Mnは低コストで機械的性質を向上させ、又、
本発明のように低降伏点高強度の場合には、Mn
により焼入性を高めて、引張強さを上げて降伏点
を低下せしめるため、その量は多いほどよいが、
1.60%を超えると、偏析が大となることと、
焼準熱処理で微少なマルテンサイト組織が発生す
るため、好ましくない。一方、強度及び焼入性を
確保するためには1.40%が下限である。 Pは粒界に偏析しやすいため、扁平値の低下、
溶接部割れを誘発しやすいので、その量は少ない
ほど好ましい。しかし、連続鋳造で製造する場
合、溶製温度を高くするため復リンが起こるた
め、上限のみを0.025%に規定した。 SはPと同様な弊害のほか、耐食性等の点で少
量ほど好ましいが、現在経済的に製造できる
0.010%以下とした。なお、Sは0.001%迄は工業
的生産が十分可能である。 T.Alは焼準後のフエライト結晶粒度を細粒に
すること及び脱酸材として必要であるが、細粒に
必要なSolAlとして最低0.006%以上必要である
が、このときT.AlのうちSol.AlとInsol.Alの分配
(比率)は6:4であるため、下限のT.Alを0.010
%とした。溶製歩留およびバラツキを考慮すると
T.Alは通常0.015〜0.035%が経済的である。 CrはMnとともに焼入性を高めて降伏点を低下
させる作用を有し、また、強度を高めるため重要
な元素であるが、0.10%未満ではその作用は小さ
く、又0.30%を超えると粒界にマルテンサイト組
織が発生するため好ましくない。 Bは焼入性を高めて、Cr,Mnと同様な効果を
与えるが、Bの含有量と焼入性はC(%)と密接
な関係があり、本発明のC0.30%前後ではBは
0.0007%以上必要であり、上限は0.0020%でその
効果が飽和してしまうため、これ以上多量に添加
しても経済的でない。このため通常は0.0010%前
後で使用する。 本発明の鋼管素材(スラブ)を連続鋳造で製造
する場合、スラブ割れ防止のため、Tiを使用す
る。Tiはまた、BがNと結合して焼入性に効果
のないBNになるのを防止するため、BよりNと
の化学的親和力の高いTiでNを固定する。この
場合、熱延前のスラブ加熱および鋼管の焼準によ
り、鋼中NはAlとTiの化合物となり、固定され
る。従つて、鋼中Nが最高0.0060%のとき、 Alと結合するNは0.0031%、 (SolAl:0.006×N/Al→ (0.006×14/27)→0.0031%) 残りのNがTiと結合するため、これに必要
なTiは0.010%となる。 ((0.006−0.0031)×Ti/N→ (0.0029×48/14)→0.010) 即ち、鋼中Nを完全に固定するためには、下限
のTi量は0.010%以上であれば、計算上十分であ
るが、歩留、バラツキ等を考慮すると、通常は
0.015〜0.030%が好ましい。 Tiは高温における結晶粒の粗大化防止効果も
期待できるが、Tiの含有量が多くなると、TiN,
TiCN等の介在物を形成しやすいため、上限は
0.030%迄とした。 Nは上述したように、焼入性に効果のないBN
を作りやすいため、少量ほど好ましいが、Al、
Ti量及び溶製上から上限を0.0060%以下とした。 次に本発明成分の素材(スラブ)を、熱延でコ
イルに圧延する場合の条件を規定する。 まず仕上温度は850〜920℃、捲取温度は700〜
800℃の熱延条件でコイルを製造する。 仕上温度850℃未満、捲取温度700℃未満ではコ
イルの引張強さが60Kg/mm2より大幅に高くなるた
め、電縫ミルでの成形に大パワーを要することお
よびスプリングバツクによる溶接部割れが発生し
やすいため好ましくない、一方、仕上温度920℃
および捲取温度800℃を超える条件では、コイル
の引張強さは著しく低下するが、コイル表面のス
ケール疵、ロール寿命等から好ましくない。 本発明にかかる鋼を本発明の熱延条件で熱間圧
延して、熱延鋼板としたのち、該熱延鋼板を管状
体に成形し、該管状体のエツヂ部を加熱して溶接
し鋼管とし、次に鋼管全体を750〜950℃で焼準処
理する。 第1図は第1表に示すNo.1の鋼成分で鋼管サイ
ズは外径114.3φ、肉厚6.35mmのものを、鋼管ま
まで各加熱温度に10分間保持したのち、空冷の熱
処理を行ない、溶接部及び母材部から、API弧状
引張試験片を加工して、引張試験した結果であ
る。第1図によれば、溶接ままのものを、750℃
未満で熱処理すると引張強さがAPI規格を満足せ
ず、750℃以上で950℃まではAPI規格を十分満足
する。950℃を超え、例えば1000℃では、フエラ
イト結晶粒度が粗大化するため、降伏点が規格以
下に低下する。好ましい温度での保持時間は5分
以上あれば可能であるが、炉温のバラツキ等を考
慮し、10分とした。 (実施例) 本発明の実施例について第1図と同様な製造工
程で造管したAPI規格、K―55114.3φ×6.35t油
井管の例について次に説明する。 第1表において、No.1〜4は本発明のものであ
るが、従来法に比較し、造管歩留が高く、伸
び値が高いため靭性がよく、管体(鋼管)全体
の焼準熱処理のため、円周方向の品質特性に差が
なく、ユーザーに安心して使用してもらうことが
【表】
【表】 できる等のメリツトがあり、K―55油井管の市場
ニーズに応えることが出来るものである。 (発明の効果) 以上述べたように、本発明方法により従来ポス
トアニーラー設備を有した電縫管製造設備以外で
は製造不可能であつたAPI規格K―55相当の低降
伏点高強度電縫鋼管の製造が可能となり、高品質
の電縫油井管の提供が可能になつた。 本発明では適用例を油井管に限つて述べたが、
この種のものは、例えば航空機、自動車その他の
機械部品に使用することができる。特にCr,B
の焼入性を考慮すると、焼入れ又は焼戻して使用
されるトラツク用ブツシユ部品(鋼管)に適用さ
れうる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法の熱処理特性を示す図(×印
溶接部、●印母材部、各温度で10分保持後空冷)
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 C0.29〜0.33%、Si0.20〜0.30%、Mn1.40〜
    1.60%、P0.025%以下、S0.010%以下、T.
    Al0.010〜0.035%、Cr0.10〜0.30%、B0.0007〜
    0.0020%、Ti0.010〜0.030%、N0.0060%以下で
    残部の大部分がFeで、不可避的不純物からなる
    スラブを、仕上温度850〜920℃、捲取温度700〜
    800℃の熱延条件で熱延鋼板としたのち、該熱延
    鋼板を管状体に成形し、該管状体のエツヂ部を加
    熱して溶接し、鋼管としたのち、750〜950℃の温
    度に5〜10分加熱して焼準熱処理することを特徴
    とするAPI規格K―55相当の低降伏点高強度電縫
    鋼管の製造方法。
JP12199983A 1983-07-05 1983-07-05 低降伏点高強度電縫鋼管の製造方法 Granted JPS6013025A (ja)

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