JPS62170458A - 耐サワ−性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼に係
わり、さらに詳しく＃士例えＩｆ石ン由争天然ガス掘削
、あるいは輸送におＩ、％てン８ｎη硫イヒ水素を含む
環境下にあっても割れ抵抗力く高く、カ一つ低１温靭性
の優れた電縫鋼管用鋼番こ関する。

（従来の技術） 近年生産される石油・天然力゛ス中に１±、硫イヒ水素
を含む場合が非常に多く、さらに海水、淡水などの水が
共存する場合には鋼表面で起こる腐食番こ基づく減肉だ
けではなく、腐食によって鋼表面で発生した水素が鋼中
に侵入することによって破壊を起こすことがあり、問題
となってし）る。この破壊は高張力鋼に古くから認めら
れる硫化物応力割れとは異なり、外部からの付加応力力
くなくとも発生が認められる。

この破壊は、環境中から侵入した水素が母材中に存在す
る圧延方向に長く伸びたＭｎＳなどのＡ系硫化物系介在
物と地鉄との境界に集積してガス化し、そのガス圧によ
って発生するもので、前記ＭｎＳなどのＡ系硫化物系介
在物が鋭い切り欠きとなり、これを割れの核として板面
平行割れに成長し、この板面平行割れが板厚方向に連結
するものである。この種の割れを以下「水素膨れ割れ」
と呼ぶ。

こうした水素膨れ割れにたいする抵抗の高い鋼について
、従来から様々な研究が成され、種々の鋼が提案されて
いる。それらは例えば特公昭５７−１７０６５号公報、
或は特公昭５７−１６１１３４号公報等にその代表例が
みられるごと＜ＣｕやＣｏ添加による割れ防止、極低Ｓ
化によるＭｎＳの減少、　Ｃａ或は希土類元素等の添加
によるＳの固定などを利用するものであって、これらの
技術によって現在までにかなり厳しい環境にまで耐え得
る鋼が開発されている。

ところで電縫鋼管はホットコイルなどの鋼板を成形し、
電縫溶接する物であって、言うまでもなく鋼板との決定
的な相違は溶接部および溶接熱影響部が存在する事であ
る。然るに、電縫溶接部周辺の耐サワー性について検討
された例は従来殆ど見あたらない、これは通常の製造工
程においてＭｎＳなどのＡ系硫化物系介在物が多く存在
するのは、大型鋼塊では逆Ｖ偏析部であり、Ｘ！！鋳片
では中心偏析部であって鋼板のエツジ部には殆ど存在し
ないなどの理由から鋼板のエツジ部同士を電縫溶接して
製造する、いわゆる巾幅材では、電縫溶接部周辺部分の
耐サワー性は良好であると理解されてきたからである。

また、１つのホットコイルを幅方向２以上に分割したう
えで製造する、いわゆる多条取りの電縫鋼管では、逆Ｖ
偏析部や中心偏析部などの水素膨れ割れ感受性の高い部
分が電縫溶接部の一方或は両方に位置するため、水素膨
れ割れに対する認識はあったが、この場合にも対策とし
て主にＭｎＳなどのＡ系硫化物系介在物の減少とミクロ
偏析の軽減といった母材と同様の対策が施されてきた。

これに対し本発明者らは電縫鋼管の電縫溶接部について
耐サワー性を詳細に検討した結果、ＭｎＳなどの硫化物
系介在物が存在しない場合でも電縫溶接部に水素膨れ割
れを生ずる場合があり、しかも電縫溶接部の場合には板
面垂直割れ型の水素膨れ割れであることが母材部と異な
っていることを見いだした。更にこの水素膨れ割れは木
質的に鋼板エツジ部にミクロ偏析の少ない単幅材であっ
ても発生することが分かった。この割れは従来知られて
いないものであって母材の板面平行型水素膨れ割れと同
等或はそれ以上に重大な問題である。

しかも、この割れは従来の水素膨れ割れに対する対策鋼
を使用した電縫鋼管であっても発生し、従来技術では防
止できないことがわかった。

一方において近年石油・天然ガスが産出される地域はア
ラスカ、ソ連、北極海といった極寒地にまで広がってお
り、こうした地域で使用されるラインパイプには母材お
よびＴｒ！、縫溶接部の両方において低温靭性の優れて
いることが要求される。このとき産出流体中に硫化水素
を含む場合には低温靭性と共に耐サワー性も必要である
ことは言うまでもない。

電縫鋼管においては、溶接部の靭性が母材に比べて低下
するため電縫溶接部も含めて靭性の優れた電Ｎ＃ｌ管に
ついても従来から様々な研究が成され、種々の方法およ
び鋼管が提案されている。それらは例えば特開昭５４−
１３１３５１２号公報、特開昭５７−１４０８２３号公
報、特公昭５８−５３７０７号公報あるいは特公昭５８
−５３７０８号公報等にその代表例がみられるごとく熱
延工程の仕上げ温度および巻き取り温度の管理による素
材の靭性向上、造管後冷却速度の制限による結晶粒度の
制御、固溶Ｎの減少、Ｎｂ或はＶによる結晶粒の微細化
などを利用するものであって、これらの技術によって現
在迄に靭性のかなり優れた電縫鋼管が開発されている。

しかしながらこれらの電縫鋼管は通常の環境で使用され
る物であって、硫化水素や水を含んだいわゆるサワー環
境で使用することを考慮したものではない。

木発明者らは電縫鋼管の電縫溶接部の靭性についても詳
細に検討した結果、耐サワー電縫鋼管の電縫衝合部にお
いて靭性が母材に比べて著しく劣化する場合があること
をみいだした。しかしてこの場合上述の各種従来技術を
もってしても改善されないことがわかった。

木発明者らは、こうした板面垂直型という全く新しいタ
イプの水素膨れ割れに対する抵抗と靭性の両方の高い鋼
管を開発せんとして研究を続けて来た結果、第１図に模
式的に示す電縫鋼管ｌの電縫溶接部の水素膨れ割れ及び
靭性低下の原因は、電縫衝合部２およびその両側Ｚ１お
よびＺ２が１１００ｐＬ以内の熱影響部３に存在する板
状の酸化物系介在物であることを突き止めた。

更にこれら板状の酸化物系介在物のうち、第１図に示さ
れる電ｔｈ１衝合部２の両側Ｚ□＝Ｚ２＝１００７ｚｍ
以内の横断面でみた介在物の形状として板厚方向の長さ
と円周方向の長さの比が２以上で、かつ長径１０ｇ、ｍ
以上の介在物が水素膨れ割れ発生の核となること、板厚
方向の長さと円周方向の長さとの比が２以上で、かつ長
径１０４ｍ以上の介在物が１　鳳１あたりの横断面中に
５個を越えて存在するような酸化物系介在物の密度とな
るときには核発生した水素膨れ割れが相互に結合して巨
視的な割れに成長することを見いだした。

さらに本発明者らの研究によれば、これら板状の酸化物
系介在物はＣａ、ＡＩを主成分とする複合酸化物であり
、母材中に予め存在した球状に近いこの酸化物系介在物
が電縫溶接時の熱影響によって鋼の融点近くにまで加熱
されたうえスクイズロールによって両側から加圧される
ために板状に変形して生成することが明らかとなった。

本発明者らは以上の知見に基づき既に特願昭５９−２４
３２８７号により従来より主に脱酸を目的として添加さ
れてきたＡＩを極力減少させ、Ｔ１或はＺｒを脱酸元素
として使用することによって母材及び電縫溶接部の耐サ
ワー性と靭性に優れた電縫鋼管用鋼を提案している。そ
の要旨とするところは重量％　テＣ：　０．０１〜０．
３５％　、　Ｓｉ　：　０．０２〜０．５％、　Ｍｎ：
０．１〜１．８％　、　Ｃａ　：　０．０００５〜０．
００８％ニ加えて、Ｔｉ。

Ｚｒノ１　種又ハ２　種ヲ合計ｆｏ、００６〜０．２％
含有し、カッＡｌ　：　０．００５Ｘ以下、　Ｐ　：　
０．０１５％以下、Ｓ二０．００３Ｘ以下に制限し、或
はさらに（Ａ）　Ｇｕ　：　０．２０〜０．８０％、Ｎ
ｉ　：　０．１〜１．０＄　、　Ｃｒ　：　０．２〜３
．０％の　１種又は２種以上、又は（Ｂ）　Ｍｏ　：　
０．１０〜１．（Ｈ、Ｎｂ　：　０．０１〜０．１５Ｘ
　、　Ｖ　：　０．０１〜０．１５％　の　１　種又ハ
２　種以上の（Ａ）　（Ｂ）いずれか一方、又は両方を
含有し、残部Ｆｅ及び不純物からなる事を特徴とする耐
サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼にあり、就中電縫
溶接時に変形しやすい介在物の生成を防止するためにＡ
１の含有量を０．００５Ｘ以下と非常に低く制限し、Ａ
Ｉに変わる脱酸元素としてＴｉ　、　Ｚｒを含有せしめ
た鋼に関する物である。

尚、この場合の鋼は、Ａ１が０．００５Ｘ以下という制
限のもとにその目的とする耐サワー性および靭性を獲得
する事を特徴としているが、さらに本発明者らはＡＩの
濃度が重量２で０．００５＄超〜０．０５％の場合でも
適切な成分系を選択する事によって耐サワー性及び靭性
の優れた電縫鋼管用鋼を製造可能であることをみいだし
た。

ところで従来Ｔｉを主な脱酸元素として使用した例は少
ない、最近Ｔｉを含む各種の合金元素を添加して酸化物
を生成させる事により大入熱溶接においても溶接熱影響
部の靭性の優れた鋼材を製造する方法が特開昭５８−２
０４１１７号公報により報告されている。しかしこの方
法はもとより耐サワー性の向上を目的とした物ではなく
、さらに通常耐サワー性の優れた鋼においては硫化物の
形態制御効果を向上させるために可能な限り低減させる
酸素を、（１５０±５０）ｐｐｉ＋と非常に高い含有量
としている。したがってこの技術によっても耐サワー性
の優れた高靭性電縫鋼管用鋼を得ることは出来ないこと
は明らかである。

またＡＩ量を０．０１％以下としＴｉ、Ｚｒ、Ｙの何れ
か１種又は２種以上を０．０５〜０．３ｚ含有する事に
より電縫部の選択腐食に抵抗性を大にした電縫鋼管が特
公昭５９−１４５３８号公報により報告されている。し
かるにこの技術においてＡＩ量を制限するのは溶接部近
傍の結晶粒微細化を防止するためであり、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｙを添加するのは鋼中のＳを水に不溶性のＴｉ、Ｚｒ、
Ｙの硫化物を形成させるためであって、両者を併用する
事によって電縫部の選択腐食に対する抵抗性を向上させ
ることを図ったもので、母材および電縫部の耐サワー性
や靭性の向上を目的としたものではない、さらに、この
技術では溶接部周辺の結晶粒微細化を防止するためむし
ろ靭性は低下すること、電縫部の耐サワー性及び靭性を
低下させる酸化物系介在物についての対策は同等考慮さ
れていないことから、この技術によっても耐サワー性の
優れた高靭性電縫鋼管用鋼を得ることは出来ない。

さらに参考までにつけくわえるならば従来よりＴｉは鋼
中に添加することによって溶接熱影響部、溶接金属或は
母材の靭性を向上させる事はよく知られている。しかし
ながらこうした目的でＴｉを鋼中に添加するか、或は溶
接金属中に含有させようとする場合にはＴｉＮやＴｉＣ
を生成させることが主眼であってＴｉ酸化物の生成を防
＋ｈするのに鋼中酸素＋七を十分低減させるための脱酸
はあくまで従来同様Ａ１によって行う物である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の様な従来の物の欠点、即ち電縫衝合部靭
性の低下および電縫溶接部の板面垂直型水素膨れ割れが
溶接熱影響部に存在する板状の酸化物系介在物によって
発生する事を解決する為に成されたものであって、Ｔｉ
或はＺｒを脱酸元素として使用し、ＡＩを極力減少させ
ることにより鋼中の酸化物系介在物の組成を制御し、ひ
いては耐サワー性と靭性の優れた電縫鋼管用鋼を提供す
る事を目的としている。

（問題点を解決する為の手段） 本発明者らは鋼中には脱酸を目的としてＡＩを添加しな
い場合において、スラブからのＡｌ２Ｏ３の巻き込み、
耐火物中のＡ　１．０５の還元、あるいは耐火物の機械
的損耗によってＡ１ユ０３が不可避的に介在物として鋼
中に存在し、その平衡反応の結果鋼中に存在するＡＩの
濃度が重量２で０．００５＄を越える場合もしくはＴｉ
　、　Ｚｒによる脱酸の補助としてＡＩを意図的に添加
し、鋼中Ａ１濃度が０．００５＄ｔ−超える場合におい
て、添加するＴｉおよびＺ「或はその合計の濃度が鋼中
のｈｒＨ度との重量ｚ比で２以上であれば前記と同様な
特徴を有する電縫鋼管用鋼を製造可能であることを見い
だした。

本発明はこうした知見に基づいてなされたもので、その
要旨とするところは重量２でＣ：　０．０１〜０．３５
％　　、　Ｓｉ　：　０．０２〜０．５Ｌ　Ｍｎ：　０
．１〜１．８Ｌ　Ａｌ　：０．００５＄超〜０．０５％
　　、　Ｃａ　：　０．０００５〜０．００８＄４：加
えて、Ｔｉ　、　Ｚｒの１種又は２種を合計で０．０１
〜０．２ｇ含有し、カッＰ　：　０．０１５％以下、　
Ｓ　：　０．００３％以下に制限し、　Ｔｉ／Ａｌ、　
Ｚｒ／Ａｌまたは（Ｔｉ中Ｚｒ）／Ａｌの値が２以上で
あって、あ゛るいはさらに（Ａ）　Ｃｕ：　０．２〜０
．６Ｌ　Ｎｉ　：　０．１　”１．ＯＸ、　Ｃｒ：　０
．２〜３．（Ｈ）１種又ハ２　Ｍ　以上、又ハ（Ｂ）　
Ｍｏ　：　０．１０〜１．（Ｈ、Ｎｂ　：　０．０１〜
０．１５％　、　Ｖ　：　０．０１〜０．１５％　の　
１種又は２種以上の（Ａ）　（Ｂ）いずれか一方、又は
両方を含有し、残部Ｆｅ及び不純物からなることを特徴
とする耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼にあり、
就中型ｌ溶接時に変形しやすい介在物の生成を防止する
ためにＡＩ濃度が０．００５％ａ〜０　、０５％と高い
場合においテＴｉ／Ａｌ　　、　　Ｚｒ／Ａｌまたは（
Ｔｉ中Ｚｒ）／Ａｌの値を２以上とし、Ａ１に代わる主
な脱酸元素としてＴｉ　、　Ｚｒを含有せしめた点を最
大の骨子とするものである。

以下本発明の詳細な説明する。

（作用） 最初に本発明において各成分範囲を前記のごとく限定し
た理由を以下に述べる。

まずＣは、鋼の強度を最も安定して向上させる基本的な
元素であるため、強度確保のため０．０１％以上含有さ
せる事が必要であるが、０．３５％を超えると鋼の靭性
に対して好ましくない影響があるので、０．０１〜０．
３５％とした。

次にＳｉは、強度を向上させる元素であるので０．０２
％以上含有すべきであるが、靭性確保のため上限含有量
を０．５ｚとすべきである。

またＭｎは強度上必要な元素なので０．１ｔ以上含有す
べきであるが、溶接性および靭性確保のためには、上限
含有量を１．８％とすべきである。

さらにＣａは鋼中の５ｔ−ＣａＳとして固定してＭｎＳ
の生成を防止することによって母材の耐サワー性向上に
非常に有効な元素であり、母材の耐サワー性確保のため
に０．０Ｏ０５Ｘ以上含有する事が必要であるが、０．
００８％を超えるとＣａ５−ＣａＯを主成分とする大型
介在物を形成するので上限含有量は０．００８％とすべ
きである。

またＴ１及びＺｒはＡＩに代えて脱酸に使用する主要な
元素であるが、１種又は２種の合計で０．０１％未満で
はＡＩ量が０．００５を超えた場合に脱酸力を失ない、
０．２χを超えると鋼の靭性を低下させるため、０．０
１〜０．２％の含有量とすべきである。また、このとき
Ｔｉ及びＺｒの含有量は重量２でＡ１の重量２に対しテ
Ｔｉ／Ａｌ　、　Ｚｒ／Ａｌ又は（Ｔｉ中Ｚｒ）／Ａｌ
の値が２以」二となるときに上記の効果を有することが
出来ることから、Ｔｉ又はＺｒの含有量は鋼中のＡＩの
含有量に対して、上記に定めた範囲内において決定すべ
きである。

なお本発明者らは、鋼管の断面および水素膨れ割れ、あ
るいは衝撃試験の破面を詳細に調査した結果、Ｔ１或は
Ｚｒで脱酸を行った場合には両元素とＣａとを主成分と
する複合酸化物は、電縫溶接時に著しく変形しにくいこ
と、またその大きさがｌｐｍ以下の介在物が殆どであり
極めて微細であることをみいだした。これらの知見もま
た本発明においてＴｉ及びＺｒの一方又は両方を含有せ
しめる理由となるものである。

一方Ａ１はＣａ及び０と結合して変形しやすい介在物を
生成するために、含有量は少ない程好ましいのだが、鋼
の鋳造時に耐火物或はスラグ等から不可避的に混入する
場合、もしくはＴｉ　、　Ｚｒによる脱酸の不完全を補
うために添加する場合に、含有量が重量２で０．００５
ｇを超える場合がある。このようにＡ１が０．００５％
を超える場合には、Ｔｉ／Ａｌ、　Ｚｒ／Ａｌもしくは
（Ｔｉ中Ｚｒ）／Ａｌが２以上の値を有するように成分
を調節すると、変形しやすい介在物の生成を完全に抑制
する事ができる。ただしＡ１が０．０５％を超える場合
にはＡｌλ０３を主体とする大型介在物を生成し易く、
ひいては鋼の母材靭性を低下させること、及び連続鋳造
などの造塊段階で鋳造用ノズル内部に　Ａ１λ０３を含
む酸化物を晶出し、閉塞を起こ　・す可能性が大となる
ので、その上限を０．０５％とする。

また、Ｐは母材の水素］膨れ割れを伝播しゃすくする元
素であるので、０．０１５％以下とすべきである。

さらにＳはＫｎと結合して母材部の水素膨れ割れの起点
となるＭｎＳを作るので、母材部の耐サワー性確保のた
めには０．０．００３％以下に抑えなければならない。

なお、Ｔｉ／＾ｌ、　Ｚｒ／八１へは（Ｔｉ＋Ｚｒ）／
Ａｌの値を２以１〜と定めたのは以下の実験に基づくも
のである。

まず以下の実験に供した鋼の基本成分は、Ｃ：０．０３
〜Ｏ，ｌｌＸ　　、　Ｓｉ　：　０．０６〜０．３５％
　　、　Ｍｎ：　０．８１〜１．６２Ｘ　　、　Ｐ　：
　０．００５〜０．０１０％、　Ｓ　：　０．０００２
＄　〜０．００２７ｇ　　、　Ｃａ　：　０．０００９
％　〜０．００４２％　テあり、これらの鋼について耐
サワー性及び靭性に対するＴｉ。

Ｚｒ及びＡＩの影響を調べた。試験材の製造に当たって
は、まず、上記の鋼を溶製後熱間圧延して１１ｍｍ厚の
鋼板としたあと、通常の工程によって電縫鋼管とした。

尚電縫溶接部にはシーム・ノルマ（溶接部規準）を施し
たがその加熱温度は９５Ｑ　−１０２０°Ｃとした。

これらの電縫鋼管から第２図に示す要領で肉厚ｔ＋＝１
１ｍｍの鋼管の電ｌ溶接部を含んで厚さｔ２＝９ａ＋ｎ
＋、幅Ｗ　＝　２０ｍｍ　、長さｌ　＝　１００ｍｍの
試験片５を採取し、＃サワー性の評価試験に供した。尚
図中４は溶接方向である。

また母材自体からも同様な寸法、形状、採取方向の試験
片を採取して耐サワー性の評価試験に供した。

耐サワー性の評価試験としては上記の試験片をＨｚＳ　
Ｉ：飽和さセタ５　Ｚ　Ｍａｉｌ水溶液ニ０．５％　Ｃ
ＨａＣｏｏｌ（を添加した溶液（温度２５°Ｃ、ｐＨ２
，８〜３．８）中に９６時間浸漬し割れを測定した。割
れ発生の有無は第３図に示す要領で、電縫溶接部を含む
試験片では試験片５の２断面について超音波探傷し、そ
の後断面の検鏡観察によって判定した。

同図においてＰは板面平行割れを対象とするＵＳＴ深傷
方向、Ｒは板面垂直割れを対象とするＵＳＴ探傷方向で
ある。母材自体より採取した試験片については第３図の
Ｐについてのみ超音波探傷を行った。

一方靭性の評価試験としては、ＪＩＳ　４号衝撃試験片
は電縫鋼管のＣ方向より採取して母材部或は引合部にメ
ンチを入れたものを使用し母材部と溶接部とにおける破
面遷移温度の差ΔｖＴｙＳ（＝母材部のｖＴｒ５−衝合
部のｖＴｒ５）を測定した。

第４図、第５図はＴｉ／Ａｌ或はＡｌｉと板面垂直型膨
れ割れの面積率との関係を示す図である。まず第４図に
見られるようにＴｉ／Ａｌの値を増加させると板面重置
型水素１彫れ割れの面積率は大きく減少し、２以上では
町３実上零とすることが出来ることがわかる。

これに対し、第５図は前記鋼のＡＩ量と板面重置を膨れ
割れの面積率との関係を示す図である。同図にみられる
ようにＴｉ／Ａｌのイ４が２以−ヒどなるようにＴｉを
添加すれば、ＡＩの濃度に係わらず板面垂直型水素１彫
れ割れの面ｊＡ率は零であり、良好な耐サワー性が安定
して得られることが分かる。尚、板面ｆ行型水素１彰れ
割れの面積率はいずれの場合にも電縫溶接部及びｔｌｔ
材の両方において５ｚ以下であった・ 次に第６図、ｇ４７図は、Ｔｉ／Ａｌ或はＡＩ量と破面
遷移温度差ΔＶ　ｔｒｓとの関係を示す図である。まず
第６図にみられるようにＴｉ／Ａｌの値が２未満になる
とΔＶＴｒ５が減少しはじめ、１．０以下に達すると、
著しく減少する。これはとりもなおさずＴｉ／Ａｌ＜２
の場合、溶接部のｖＴｒ５が母材部のｖＴｒ。

に比べて著しく上昇する事を意味する。一方第７図は、
ＡＩ量と破面遷移温度差ΔＶＴＹＳとの関係を示す図で
ある。同図にみられるようにＴｉ／Ａｌの値が２以上で
あればＡＩの含有量に係わらず安定して高靭性を確保で
きる事が分かる。

以上の結果はＴｉに代えてＺｒを添加した場合、或はＴ
ｉとＺｒを併用した場合にもほぼ同様であった。

このようにＴｉ／Ａｌ、　Ｔｉ／Ｚｒまたは（Ｔｉ争Ｚ
Ｔ）／Ａｌの値を２以上になるようにＴｉ　、　Ｚｒ　
、或はＡ１の濃度を制御して含有せしめることにより、
母材及び電縫溶接部の耐サワー性に優れ、かつ高靭性と
いう両特性を満足させることが可能と、なる。

以上が本発明の基本成分系であるが、本発明においては
、この他それぞれの用途に応じて（Ａ）Ｃｕ。

Ｎｉ　、　Ｃｒの１種以上、又は（Ｂ）　Ｍｏ、　Ｎｂ
、　Ｖの１挿具」二の（Ａ）（Ｂ）一方又は両方を含有
させることができる。

まず、Ｃｕ、ＮｉおよびＣ「は、いずれも母材の耐食性
向上と鋼中への水素侵入量減少のために効果を有する。

Ｃｕは０．２０Ｓ未満では効果がなく、０．８０％を超
えると熱間加工性に悪い影響を及ぼすので、０．２０〜
ｏ、ｅｏｘの範囲に限定する。

旧はＯ，ｌ＄未満では効果がなく、１．０＄を超えると
硫化物応力割れを誘発する恐れがあるので０．１〜１．
０χの範囲に限定する。尚ＮｉはＣｕによる熱間脆性を
防止する目的で上記範囲においてＣｕと同時に添加する
事が出来るが、この目的で旧を添加した鋼であっても本
発明の範囲を同等逸脱する物ではない。

Ｃｒは０．２ｚ未満では効果がなく３．Ｏｚを超えると
鋼の靭性を低下させるので０．２〜３．Ｏｚの範囲に限
定する。尚、ＯｒはＭｎＳの生成を防止する事を目的と
してＭｎの含有量を０．６＄未満とした鋼に添加して強
度及び靭性を向上させる元素としても活用することが可
能であり、この他の鋼の場合も含め強度及び靭性を向上
させる目的でＯｒを添加した鋼であっても本発明の範囲
を同等逸脱する物ではない。

次にＭｏ、ＮｂおよびＶはいずれも鋼の強度を向−ヒさ
せる元素であって、ＭＯは０．１０％以上、Ｎｂ及びＶ
はｏ、ｏｔｚ以とを含有させることによって同等の強度
向上効果’Ｆｔ　示ｆ　カ、Ｍｏは１．０％、　Ｎｂ及
びＶｉｉＯ，１５２を超えて添加すると靭性を低下させ
る恐れがあルタメ１ＭＯは０．１０〜１．０％、Ｗｂ及
びＶは０．０１〜０．１５２の範囲に限定した。

上述の各合金成分はそれぞれ単独に、或は併用しても、
上記の制限範囲内において本発明が目的とする効果に同
等支障を与えるものでは無い。

尚本発明鋼において、不純物のうちＮ量は０．０１Ｏ＄
を超えると溶接性に問題を生じるので好ましくないもの
であって０．０１０％以下であれば鋼の材質に著しい影
響を及ぼさないが、歪み時効の影響や円周溶接部の靭性
なとも考慮すると少ない程良い、一方０量はＣａの大部
分が酸化物とはならすＳの固定に有効に利用されるため
にはｏ、ｏｔｏｘ以下で少ないほど良い。

本発明の製造工程としては熱間圧延のままでも良く、或
は熱間圧延直後の制御冷却工程、更には圧延材を焼型、
焼き戻し或は焼き入れ焼き戻しする等通常の鋼材に使用
される製造工程を適用する１覧ができる。更に、本発明
鋼を使用して製造した電縫鋼管の一部又は全体に焼型、
焼き戻し或は焼き入れ焼き戻しする工程を適用してもよ
く、本発明の範囲を同等逸脱する物ではない。何れの工
程を適用又は併用するかは強度、靭性などの特性確保の
必要に応じて決定すればよい。

尚、本発明においてＴｉ或はＺｒを脱酸に使用する目的
の一つは、溶鋼中の酸素濃度を下げて、添加したＣａを
Ｓの固定に有効に作用させる７１Ｓにあるので、Ｔｉ或
はＺｒによる脱酸はＣａの添加前に行うことが必要であ
り、更にＴｉ或はＺ「を添加後ＲＨ処理などの真空処理
によって溶鋼中の酸素濃度を下げることが好ましい、そ
の酸素濃度は、１００ｐｐＨ未満であって、かつ出来る
だけ低い方が良い、以下本発明の効果を実施例により更
に具体的に述べる。

（実施例） 第１表に示す組成の鋼を溶製し１２．７＋６厚の鋼板に
熱間圧延後通常の工程によって外径４０６＋ｓｍの電縫
鋼管とした後、上記と同様の手法で耐サワー性の評価試
験を行った結果を第１表に併せて示す。

第１表より明らかなごとく本発明鋼を使用した鋼管では
電縫部及び母材において水素膨れ割れは発生しておらず
、かつ電縫部においても靭性の低下は非常に小さいのに
対し、比較鋼を使用した鋼管では電縫部に板面垂直型の
水素膨れ割れが発生するとともに電に１部のｖ”ｒ５カ
＜　ｎｌ材のそれに比べて著しく旧昇しており靭性が著
しく低下している。

（発明の効果） 上述の試験結果からもわかる通り本発明はｐＨが低く厳
しい環境においても水素膨れ割れが無くかつ低温靭性の
良好な耐す？−性に優れた高靭性電縫鋼管用鋼を提供す
る事を可能ならしめたものであり、産業の発展に貢献す
るところ極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はｉｆｌ鋼管の割合部とその両側の板状に変形し
た酸化物系介在物の存在領域を示す模式図、第２図は試
験片の採取要領を示す図、第３図はＵＳＴ深傷方向を示
す図、第４図はＴｉ／Ａｌ　と板面垂直型膨れ割れの面
積率との関係を示す図、第５図はＡ１量と板面垂直型膨
れ割れの面積率との関係を示す図、第６図はＴｉ／Ａｌ
　と破面遷移温度差ΔＶＴ１５との関係を示す図、第７
図はＡＩ量と破面遷移温度差ΔＶＴｒＳとの関係を示す
図である。 ｌ・・・電縫鋼管、２・・・衝合部、３・・・熱影響部
、４・・・溶接方向、５・・・試験片。 出順人代理人弁理士　矢　葺　知　之（ほか１名）！４
う１図 第３図 第４図 １１！ｌ守　　　　Ｔｉ／Ａ１　　　　　　（Ｗｅ７；
／ｖｉｔａ１０．００５　０．０１　　　　　　０．０
２計口Ａが１゛ｋ） 第６図 １目甲ＴＬ／Ａ１（ｗて７＃／ｗｔｙｌ第７図 １国中式ｆｔ（％） 手続ネ市正書　（自発） 昭和６１年２月２０日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％、 Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％に加えて、Ｔｉ、Ｚ
   ｒの１種又は２種を合計で０．０１〜０．２％含有し、
   かつＰ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下、に制限し、 Ｔｉ／Ａｌ、Ｚｒ／Ａｌまたは（Ｔｉ＋Ｚｒ）／Ａｌの
   値が２以上であって、残部Ｆｅ及び不純物からなる事を
   特徴とする耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼。
2. （２）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％に加えて、 Ｃｒ：０．２〜３．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．０％、 Ｃｕ：０．２〜０．６％の１種又は２種以上を含有し、
   Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％に加えて、Ｔｉ、Ｚ
   ｒの１種又は２種を合計で０．０１〜０．２％含有し、
   かつＰ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下、に制限し、さらに Ｔｉ／Ａｌ、Ｚｒ／Ａｌまたは（Ｔｉ＋Ｚｒ）／Ａｌの
   値が２以上であって、残部Ｆｅ及び不純物からなる事を
   特徴とする耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼。
3. （３）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％に加えて、 Ｍｏ：０．１０〜１．０％、 Ｖ：０．０１〜０．１５％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％の１種又は２種以上を含有
   し、Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８％に加えて、Ｔｉ、Ｚ
   ｒの１種又は２種を合計で０．０１〜０．２％含有し、
   かつＰ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下、に制限し、さらに Ｔｉ／Ａｌ、Ｚｒ／Ａｌまたは（Ｔｉ＋Ｚｒ）／Ａｌの
   値が２以上であって、残部Ｆｅ及び不純物からなる事を
   特徴とする耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼。
4. （４）重量％で Ｃ：０．０１〜０．３５％、 Ｓｉ：０．０２〜０．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．８％に加えて、 Ｃｒ：０．２〜３．０％、 Ｎｉ：０．１〜１．０％、 Ｃｕ：０．２〜０．６％の１種又は２種以上及び、Ｍｏ
   ：０．１０〜１．０％、 Ｖ：０．０１〜０．１５％、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％の１種又は２種以上を含有
   し、Ａｌ：０．００５％超〜０．０５％、 Ｃａ：０．０００５〜０．００８に加えて、Ｔｉ、Ｚｒ
   の１種又は２種を合計で０．０１〜０．２％含有し、か
   つＰ：０．０１５％以下、 Ｓ：０．００３％以下、に制限し、さらに Ｔｉ／Ａｌ、Ｚｒ／Ａｌまたは（Ｔｉ＋Ｚｒ）／Ａｌの
   値が２以上であって、残部Ｆｅ及び不純物からなる事を
   特徴とする耐サワー性の優れた高靭性電縫鋼管用鋼。