JPS6297718A - 二相ステンレス鋼管の熱間マンドレル曲げ加工法 - 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〕 本発明は二相ステンレス鋼管の熱間マルドレル曲げ加工
法に関する。

〔従来の技術〕

エルボ等の曲げ管の代表的な成形加工法の−っであるマ
ルドレル曲げ加工法は、目的とする曲げ管の曲率に対応
する湾曲形状を有するマルドレルを加工治具とし、これ
に管材を外嵌し、管材の後端側から所要の押圧力を管軸
方向に加えて管材をマルドレルに沿って所定の速度（例
えば１０ｃ＋＋＋／分）で前進させることにより変形さ
せる加工法である。

マルドレル曲げ加工法は、被加工管材の材質により熱間
又は冷間で行われるが、二相ステンレス鋼管の場合は、
常温において強度が高く変形抵抗が大きいので、熱間加
工法によって行わざるを得ない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然るに、二相ステンレス鋼管を素管とし、これを加熱炉
内に配設されたマルドレルに沿って炉内を前進させなが
ら加熱下にマルドレル加工を行って得られる曲げ管は靭
性、延性に乏しい。

例えば、第１表に示す機械的性質を有する遠心力鋳造二
相ステンレス鋼管を素管とし、設定温度：　１０００℃
の加熱炉内に配設されたマルドレルに沿って１０ｃｍ／
分の速度で前進させながら曲げ加工を行って得られるエ
ルボの機械的性質を示せば第２表の如くである。

第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 ここに、供試材Ａ、Ｂは、いずれも５ＵＳ３２９Ｊ１相
当材（Ａ：Ｃｒ２２％、Ｎｉ５％、ＭＯ３％、Ｂ：Ｃｒ
２５％、Ｎｉ５％、Ｍｏ３％）であり、素管の試験片は
１１００℃×２Ｈｒの溶体化熱処理を行った管体中央部
から採取し、エルボの試験片は１１００℃Ｘ　ＩＨｒの
溶体化熱処理後、その湾曲部腹側より採取した。

の結果から明らかなように、素管の靭性、延性は共に良
好であるにも拘らず、熱間マルドレル加工を経て得られ
る曲げ加工管は著しく脆化しており、特に靭性の低下が
顕著である。

本発明者等は、この点についての詳細な研究の結果、靭
性、延性の低下原因は、曲げ加工過程における管材の組
織的性状、特にσ相脆化にあることを見出した。

即ち、炉内に配設されたマルドレルに沿って、炉外より
管材を送り込みながら行う曲げ加工においては、管材の
炉内侵入後、変形が開始されるまでの短時間内に管体を
十分に昇温させることができず、通常８００〜９００℃
の温度域で変形が始まる。

この温度域はσ相脆化域に相当するため、変形が加わる
ことにより管材の壁内内部に微視的欠陥（極微細クラッ
ク）が発生する。管材は引き続きマルドレルに沿って移
行することにより、更に変形が加重されるが、その過程
では既に管材の昇温も進み、σ相詭化域を脱して加工性
の良好な状態（具体的には９５０°Ｃ以上）となってい
るので、上記欠陥を起点とする割れの発生をみることな
く、一応所定の曲げ加工を完了することができる。

しかし、得られた曲げ管は変形開始当初に発生した前記
微視的欠陥をそのまま内蔵しており、これがために前記
第２表に示したように著しく靭性、延性に劣るわけであ
る。

この対策として、マルドレルの前部の直線部分を長くす
ることにより、管材の変形開始を遅らせ、その間（直線
部分を通過する間）に管材を十分に昇温させる方法が考
えられる。しかし、軸長の長いマルドレルを使用するこ
とは、炉長の長い加熱炉を必要とするだけでなく、装置
の構造上、特に剛性等の点で問題があり、この方法は事
実上、採用することができない。

別法として、管材の送り速度を例えば１〜２ｃｒｎ／分
程度に下げて変形開始を遅らせることにより管材を十分
に昇温させる方法が考えられるが、加工能率が著しく低
下するだけでなく、管材のオーバーヒートによる材質劣
化の問題を惹起するので、この方法もまた採用すること
ができない。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、靭性、
延性の劣化の問題を解消した二相ステンレス鋼管の熱間
マルドレル曲げ加工法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る二相ステンレス鋼管の熱間マルドレル曲げ
加工法は、加熱炉内に配設されたマルドレルに沿って二
相ステンレス鋼管を移行させることにより曲げ加工を行
う熱間マルドレル曲げ加工法において、その管材を高周
波加熱装置等の加熱手段にて加熱することによってσ相
脆化温度域における曲げ変形を回避する点に特徴を有す
る。

〔作用〕

本発明方法により二相ステンレス鋼管の熱間マルドレル
曲げ加工を行う場合、管材は、加熱炉内に導入される際
に高周波加熱装置等の加熱手段による加熱を受け、十分
に高温となった状態で炉内に導入されるので、炉内にお
いては、比較的わずかな熱補償が与えられるだけで９５
０℃以上に加熱され、σ相脆化域を脱した加工性の良い
状態にて変形が開始される。従って、得られる曲げ管は
、σ相脆化域で変形が開始する場合のような欠陥はなく
、良好な靭性、延性を有する。

変形開始の好ましい管材温度は９５０℃以上、より好ま
しくは１０００℃以上である。管材の変形をこの温度域
で行うために必要な急速加熱手段による管材の加熱温度
は、加熱炉の設定温度、管材の送り速度、マルドレル長
さ等と関連して定められることはいうまでもないが、一
般的には、９００℃以上に加熱した状態で炉内に導入し
、炉内で追加的に昇温させて９５０℃以上の温度で変形
が始まるようにすることにより、好結果を得ることがで
きる。

無論、急速加熱手段で９５０℃以上の温度に加熱した状
態で炉内に導入し、炉内ではその温度を保持するに足る
給熱を行うだけでもよい。

急速加熱手段としては、例えば高周波誘導加熱装置、高
周波抵抗加熱装置等が、前記温度に加熱することが容易
である点や正確な温度制御をなし得る点から適している
。

〔実施例〕

以下本発明方法をその実施例を示す図面に基づいて詳述
する。

第１図は本発明方法の実施に使用する装置を示す模式的
縦断面図である。図中、（３）は二相ステンレス鋼索管
（１）を加熱するための加熱源を備えた加熱炉であり、
該加熱炉（３）内には、二相ステンレス鋼索管（１）を
マルドレル曲げ加工するのに用いられるマルトール（２
）が配置されている。

該マルトール（２）は、その上流端側が二相ステンレス
鋼索管（１）の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する
ストレート棒状体となっており、この部分は加熱炉（３
）の入口（３ａ）から炉外へ突出している。更に該マル
トール（２）は、その中央部から下流端側にかけて、成
形すべきエルボの曲率半径でもって湾曲すると共に漸次
拡径しており、最終的な外径寸法はエルボの内径寸法に
相当するようになっている。

かかるマルトール（２）が加熱炉（３）の入口（３ａ）
から炉外に突出している部分には、図示しない油圧駆動
源にて前進駆動されるブツシャ（７）によって後押しさ
れガイド（６）にて案内される二相ステンレス鋼索管（
１）が該マルトール（２）の周りにそれと同軸状態とな
るように送給されるようになっている。該二相ステンレ
ス鋼索管（１）の通過域の更に外周域であって加熱炉（
３）の入口（３ａ）に隣接した区域には、高周波加熱用
コイル（４）が配置されており、該コイル（４）にて二
相ステンレス鋼索管（１）を急速加熱することができる
ようになっている。

かかる装置を用いて二相ステンレス鋼管（遠心力鋳造管
）の熱間マルドレル曲げ加工を行ってエルボ（曲げ角：
　９０　’　）を製作した。

ＣＩ）供試管材 （１）化学成分 材質Ａ　：　Ｃ０，０２％、Ｓｉ０．５％、Ｍｎ０．５
％、Ｃｒ２２％、Ｎｉ５％、Ｍｏ３％、残部Ｆ　ｅ　　
（ＳＵＳ３２９　Ｊ　Ｉ相当）材質Ｂ　：　Ｃ０，０２
％、Ｓｉ０．５％、Ｍｎ０．５％、Ｃｒ２５％、Ｎｉ５
％、Ｍ　ｏ　３％、残部Ｆ　ｅ　　（ＳＵＳ３２Ｑ　Ｊ
　Ｉ相当）（ＩＩ）加工条件 （１）　　管材送り速度：１００ｃｎ＋／分（２）マル
トールの炉内入側直線部分軸長：５０ｃｍ （３）　　炉内設定温度：　１０００℃（４）高周波コ
イルによる管材加熱温度：９５０〜１１００℃ （５）変形開始時の管部：９５０〜１１００℃かかる加
工条件の下で得られたエルボの湾曲部腹側より試験片を
切り出し、Ｊ　Ｉ　Ｓ　２２２０２の規定に準拠する衝
撃試験を行った。

なお、比較例として、高周波加熱用のコイル（４）への
給電を停止し、急速加熱を省略して曲げ加工（変形開始
温度二８５０℃）を行うことによりエルボを製作し、上
記と同じ衝撃試験を行った。

その試験結果を第２図に示す。図中、丸印（○印及び・
印）は本発明例を、四角印（目印及び■印）は比較例を
夫々示す。また白抜印（○及び目印）は供試材の材質が
Ａである場合を、黒塗印（・印および■印）は供試材の
材質がＢである場合を夫々示す。

この結果からも明らかなように、本発明方法により管材
を急速加熱し、９５０℃以上の温度で変形を開始するこ
とにより、靭性の高いエルボが得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明方法を用いて二相ステンレ
ス鋼管の熱間マルドレル曲げ加工を行う場合は、靭性、
延性の高い高品質の二相ステンレス鋼曲げ管を製造する
ことができる。

なお、本発明方法はエルボ以外の曲げ管、例えばＵ字管
等の曲げ管を製造する場合にも適用できるのはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用する装置を示す模式的
縦断面図、第２図は本発明方法によって得られたエルボ
の衝撃吸収エネルギを比較例と対比させて示したグラフ
である。 ■：二相ステンレス鋼索管、２：マルドレル、３：加熱
炉、４：高周波加熱用コイル。 第１１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱炉内に配設されたマルドレルに沿って二相ス
   テンレス鋼管を移行させることにより曲げ加工を行う熱
   間マルドレル曲げ加工法において、その管材を高周波加
   熱装置等の加熱手段にて加熱することによってσ相脆化
   温度域における曲げ変形を回避することを特徴とする二
   相ステンレス鋼管の熱間マルドレル曲げ加工法。