JPS62971B2 - - Google Patents
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- JPS62971B2 JPS62971B2 JP1561681A JP1561681A JPS62971B2 JP S62971 B2 JPS62971 B2 JP S62971B2 JP 1561681 A JP1561681 A JP 1561681A JP 1561681 A JP1561681 A JP 1561681A JP S62971 B2 JPS62971 B2 JP S62971B2
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本発明は高強度油井用電縫鋼管の製造方法に関
するものである。 近年の石油危機以来3000ｍを越える深井戸でも
採油がさかんに行なわれるようになつた。そこで
深井戸であるため圧潰圧力にすぐれた高強度油井
管が必要となり、多くのユーザーが圧潰圧力にす
ぐれた高強度油井用電縫鋼管を要求するようにな
つた。 従来圧潰圧力にすぐれた高強度油井用電縫鋼管
を製造するにはNi、Cr、Nb、Ｖ等の高価な特殊
元素を添加して対応する方法、焼入・焼戻等の熱
処理による方法等が用いられている。 しかしいずれも製造コストが高く、その後の冷
間矯正によりバウシンガー効果、残留応力の発生
により圧潰圧力が低下する欠点を有していた。 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：0.15〜0.25％、
Mn：0.5〜1.2％、Si：0.10〜0.25％、Ｐ：0.001〜
0.030％、Ｓ：0.020％以下を基本成分とし、残部
Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、720〜
840℃の低温で熱間圧延を終了し、700℃超を５〜
20℃／secで冷却し、700℃以下を15℃／sec〜50
℃／secで急冷し、100℃〜520℃で捲取り、造管
時の歪量を５％〜10％にし、その後200〜300℃の
範囲で熱処理することを特徴とする高強度油井用
電縫鋼管の製造方法である。 即ち本発明は素材の成分、熱間圧延及び冷却条
件、造管時の歪量、低温熱処理条件を制限するこ
とによりコストが低く、しかも圧潰圧力のすぐれ
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は必要な
強度の確保に0.15％以上必要とし、0.25％超にす
ると熱延での急冷により中間組織が発生し、靭性
が著しく低下するので0.15〜0.25％の範囲とす
る。 Mnも必要な強度の確保のために必要である
が、0.5％未満にすると靭性劣化の点で望ましく
なく、1.2％超ではパーライトバンド組織の増
大、偏析の増大、中間組織の発生の点で望ましく
ない。 Siは必要な強度の確保のために必要であるが、
電縫溶接性の関点から0.10〜0.25％の範囲とす
る。 Ｐは偏析による靭性劣化のため低い方が望まし
く、0.030％超は望ましくなく、又Ｐを低下する
にはかなりの製造コストが必要であり、下限は
0.001％以上とする。 ＳはMnSの長く伸ばされた介在物により、低
温靭性が劣化するため低い方が望ましく0.010％
以下とする。 以上の成分を基本成分とする鋼の溶鋼は転炉、
平炉あるいは電気炉のキルド鋼ならばいずれもよ
いが、Al 0.01〜0.10を含むAlキルド鋼が最も良
い。 鋼片の製造は造塊、分塊、圧延あるいは連続鋳
造のいずれによつてもよいが、連続鋳造法がより
有利である。 次に熱間圧延条件について述べると、熱間圧延
終了温度はなるべく低温が望ましい。その理由
は、その後フエライト中の固溶炭素量の増加のた
め急冷されるため中間組織が発生しやすいので、
低温圧延してγ粒を細粒化した方が中間組織が発
生しにくくなる。この中間組織は靭性を著しく低
下するので好ましくない。そこで熱間圧延終了温
度を840℃以下とした。しかし720℃未満ではフエ
ライト粒の粗大化により低温靭性が悪化する。 次に第１図により熱間圧延終了後鋼板温度700
℃超の冷却速度について述べると、５℃／sec以
上の冷却速度で冷却するとフエライト中への固溶
炭素の増大により、時効処理による強度上昇量が
大きくなる。ただし20℃／sec超の冷却速度では
中間組織が発生し、靭性を著しく低下するので好
ましくない。 次に鋼板温度700℃以下においては、15℃以上
で急冷を行なうもので急冷を行なうことにより、
靭性を犠性にせずに強度を上昇させるためであ
る。第１の理由は、靭性を支配するフエライトは
すでに析出しているため700℃以下を15℃／secで
急冷しても靭性を劣化させずに強度を上昇できる
ものである。第２の理由は、700℃超の冷却によ
りつくられたフエライト中への固溶炭素と固溶窒
素が拡散しないように急冷することが必要であ
る。 又、50℃／sec超になるとベーナイト組織の発
生により降伏比が低下し、圧潰強度の低下をきた
すので好ましくなく、上限を50℃／secとした。 次に捲取温度について述べると、第２図に示す
ように520℃以下で捲取ると強度が上昇し圧潰圧
力が上昇する。即ち上記の急冷により増大したフ
エライト中への固溶炭素と固溶窒素を自己焼鈍か
ら保護する役割をしていると考える。 即ち、520℃超になると窒素や炭素が時効析出
して、後での歪時効に有効に働かない。また、
100℃未満になると強度が急激に上昇し、捲取り
能力の限界及び疵等の問題が発生して好ましくな
いものである。 第１図及び第２図はε３＝５％、時効温度250
℃におけるグラフを示している。 以上の如く本発明は、素材の成分、熱間圧延条
件、冷却条件を制限する他に、パイプの成形条件
とその後の時効条件を制限するもので、以下に成
形条件について述べる。 パイプ成形条件は、成形時の材料幅W0をパイ
プ長手方向伸び率ε３を５％以上になるようにパ
イプ成形することである。 その理由は第３図に示すように、ε３を５％以
上にすれば強度が上昇するからである。 又、10％超になると成形時にロール疵などが生
じるため好ましくなく、上限を10％とした。 図は捲取温度500℃、時効温度250℃におけるグ
ラフを示している。 材料幅W0の決定は次式により行なわれる。 ε３＝｛ε１−ε２＋ε１ε２／（１−ε１）（１＋ε
２）｝（×100（％））…(1) ε２＝（３．９７／Ｄ−０．０４７６／ｔ）（×100（
％））…(2) ε１＝｛Ｗ０−π（Ｄ−ｔ）／π（Ｄ−ｔ）｝（×100
（％））…(3) Ｄ：外径、ｔ：肉厚、W0：材料幅、ε１：パ
イプ円周方向絞り率（％）、ε２：パイプ肉厚方
向増肉率（％）、ε３：パイプ長手方向伸び率
（％）、上記においてε３とε１は理論式である
が、ε２はミル固有の定数を含んだ経験式であ
る。 その後の時効条件は200〜300℃で１分から15分
の範囲で熱処理することである。その理由は第４
図に示すように200〜300℃の範囲で強度が最も高
くなるためである。時効時間は拡散から最低１分
は必要であるが、15分以上は経済的に望ましくな
いので１分から15分の範囲とした。 次に本発明の実施例を第１表に示す。
するものである。 近年の石油危機以来3000ｍを越える深井戸でも
採油がさかんに行なわれるようになつた。そこで
深井戸であるため圧潰圧力にすぐれた高強度油井
管が必要となり、多くのユーザーが圧潰圧力にす
ぐれた高強度油井用電縫鋼管を要求するようにな
つた。 従来圧潰圧力にすぐれた高強度油井用電縫鋼管
を製造するにはNi、Cr、Nb、Ｖ等の高価な特殊
元素を添加して対応する方法、焼入・焼戻等の熱
処理による方法等が用いられている。 しかしいずれも製造コストが高く、その後の冷
間矯正によりバウシンガー効果、残留応力の発生
により圧潰圧力が低下する欠点を有していた。 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：0.15〜0.25％、
Mn：0.5〜1.2％、Si：0.10〜0.25％、Ｐ：0.001〜
0.030％、Ｓ：0.020％以下を基本成分とし、残部
Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、720〜
840℃の低温で熱間圧延を終了し、700℃超を５〜
20℃／secで冷却し、700℃以下を15℃／sec〜50
℃／secで急冷し、100℃〜520℃で捲取り、造管
時の歪量を５％〜10％にし、その後200〜300℃の
範囲で熱処理することを特徴とする高強度油井用
電縫鋼管の製造方法である。 即ち本発明は素材の成分、熱間圧延及び冷却条
件、造管時の歪量、低温熱処理条件を制限するこ
とによりコストが低く、しかも圧潰圧力のすぐれ
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は必要な
強度の確保に0.15％以上必要とし、0.25％超にす
ると熱延での急冷により中間組織が発生し、靭性
が著しく低下するので0.15〜0.25％の範囲とす
る。 Mnも必要な強度の確保のために必要である
が、0.5％未満にすると靭性劣化の点で望ましく
なく、1.2％超ではパーライトバンド組織の増
大、偏析の増大、中間組織の発生の点で望ましく
ない。 Siは必要な強度の確保のために必要であるが、
電縫溶接性の関点から0.10〜0.25％の範囲とす
る。 Ｐは偏析による靭性劣化のため低い方が望まし
く、0.030％超は望ましくなく、又Ｐを低下する
にはかなりの製造コストが必要であり、下限は
0.001％以上とする。 ＳはMnSの長く伸ばされた介在物により、低
温靭性が劣化するため低い方が望ましく0.010％
以下とする。 以上の成分を基本成分とする鋼の溶鋼は転炉、
平炉あるいは電気炉のキルド鋼ならばいずれもよ
いが、Al 0.01〜0.10を含むAlキルド鋼が最も良
い。 鋼片の製造は造塊、分塊、圧延あるいは連続鋳
造のいずれによつてもよいが、連続鋳造法がより
有利である。 次に熱間圧延条件について述べると、熱間圧延
終了温度はなるべく低温が望ましい。その理由
は、その後フエライト中の固溶炭素量の増加のた
め急冷されるため中間組織が発生しやすいので、
低温圧延してγ粒を細粒化した方が中間組織が発
生しにくくなる。この中間組織は靭性を著しく低
下するので好ましくない。そこで熱間圧延終了温
度を840℃以下とした。しかし720℃未満ではフエ
ライト粒の粗大化により低温靭性が悪化する。 次に第１図により熱間圧延終了後鋼板温度700
℃超の冷却速度について述べると、５℃／sec以
上の冷却速度で冷却するとフエライト中への固溶
炭素の増大により、時効処理による強度上昇量が
大きくなる。ただし20℃／sec超の冷却速度では
中間組織が発生し、靭性を著しく低下するので好
ましくない。 次に鋼板温度700℃以下においては、15℃以上
で急冷を行なうもので急冷を行なうことにより、
靭性を犠性にせずに強度を上昇させるためであ
る。第１の理由は、靭性を支配するフエライトは
すでに析出しているため700℃以下を15℃／secで
急冷しても靭性を劣化させずに強度を上昇できる
ものである。第２の理由は、700℃超の冷却によ
りつくられたフエライト中への固溶炭素と固溶窒
素が拡散しないように急冷することが必要であ
る。 又、50℃／sec超になるとベーナイト組織の発
生により降伏比が低下し、圧潰強度の低下をきた
すので好ましくなく、上限を50℃／secとした。 次に捲取温度について述べると、第２図に示す
ように520℃以下で捲取ると強度が上昇し圧潰圧
力が上昇する。即ち上記の急冷により増大したフ
エライト中への固溶炭素と固溶窒素を自己焼鈍か
ら保護する役割をしていると考える。 即ち、520℃超になると窒素や炭素が時効析出
して、後での歪時効に有効に働かない。また、
100℃未満になると強度が急激に上昇し、捲取り
能力の限界及び疵等の問題が発生して好ましくな
いものである。 第１図及び第２図はε３＝５％、時効温度250
℃におけるグラフを示している。 以上の如く本発明は、素材の成分、熱間圧延条
件、冷却条件を制限する他に、パイプの成形条件
とその後の時効条件を制限するもので、以下に成
形条件について述べる。 パイプ成形条件は、成形時の材料幅W0をパイ
プ長手方向伸び率ε３を５％以上になるようにパ
イプ成形することである。 その理由は第３図に示すように、ε３を５％以
上にすれば強度が上昇するからである。 又、10％超になると成形時にロール疵などが生
じるため好ましくなく、上限を10％とした。 図は捲取温度500℃、時効温度250℃におけるグ
ラフを示している。 材料幅W0の決定は次式により行なわれる。 ε３＝｛ε１−ε２＋ε１ε２／（１−ε１）（１＋ε
２）｝（×100（％））…(1) ε２＝（３．９７／Ｄ−０．０４７６／ｔ）（×100（
％））…(2) ε１＝｛Ｗ０−π（Ｄ−ｔ）／π（Ｄ−ｔ）｝（×100
（％））…(3) Ｄ：外径、ｔ：肉厚、W0：材料幅、ε１：パ
イプ円周方向絞り率（％）、ε２：パイプ肉厚方
向増肉率（％）、ε３：パイプ長手方向伸び率
（％）、上記においてε３とε１は理論式である
が、ε２はミル固有の定数を含んだ経験式であ
る。 その後の時効条件は200〜300℃で１分から15分
の範囲で熱処理することである。その理由は第４
図に示すように200〜300℃の範囲で強度が最も高
くなるためである。時効時間は拡散から最低１分
は必要であるが、15分以上は経済的に望ましくな
いので１分から15分の範囲とした。 次に本発明の実施例を第１表に示す。
【表】
以上の如く本発明によれば焼入、焼戻、焼準等
の熱処理を施さなくても、高強度電縫油井管を製
造することが可能となり、極めて圧潰圧力がすぐ
れ、製造費用を安価とするなど極めて有利なもの
である。
の熱処理を施さなくても、高強度電縫油井管を製
造することが可能となり、極めて圧潰圧力がすぐ
れ、製造費用を安価とするなど極めて有利なもの
である。
第１図は降伏強度と700℃超の冷速との関係を
示す図表、第２図は降伏強度と捲取温度の関係を
示す図表、第３図は降伏強度とパイプ長手方向伸
び率の関係を示す図表、第４図は降伏強度と時効
温度との関係を示す図表である。
示す図表、第２図は降伏強度と捲取温度の関係を
示す図表、第３図は降伏強度とパイプ長手方向伸
び率の関係を示す図表、第４図は降伏強度と時効
温度との関係を示す図表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ ；0.15〜0.25％、 Mn；0.5〜1.2％、 Si；0.10〜0.25％、 Ｐ ；0.001〜0.030％、 Ｓ ；0.020％以下 を基本成分とし、残部Feおよび不可避的不純物
からなる鋼を、720〜840℃の低温で熱間圧延を終
了し、700℃超を５〜20℃／secで冷却し、700℃
以下を15℃／sec〜50℃／secで急冷し、100℃〜
520℃で捲取り、造管時の歪量を５％〜10％に
し、その後200〜300℃の範囲で熱処理することを
特徴とする高強度油井用電縫鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1561681A JPS57131319A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Manufacture of high strength seam welded steel pipe for oil well |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1561681A JPS57131319A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Manufacture of high strength seam welded steel pipe for oil well |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57131319A JPS57131319A (en) | 1982-08-14 |
| JPS62971B2 true JPS62971B2 (ja) | 1987-01-10 |
Family
ID=11893635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1561681A Granted JPS57131319A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Manufacture of high strength seam welded steel pipe for oil well |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57131319A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59153521A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-01 | Nippon Steel Corp | 高圧潰型電縫鋼管の製造方法 |
| JPS6024321A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-07 | Nippon Steel Corp | 耐サワ−性と耐圧潰性にすぐれた高強度電縫油井管の製造方法 |
| JPS60187663A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-25 | Nippon Steel Corp | 低硬度で降伏強度の高い電縫油井管及びその製造方法 |
| JPS60187664A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-25 | Nippon Steel Corp | 低硬度で降伏強度の高い電縫油井管及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-02-06 JP JP1561681A patent/JPS57131319A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57131319A (en) | 1982-08-14 |
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