JPS63100126A - 加工性に優れた電縫鋼管用熱延高張力鋼の製造方法 - Google Patents

加工性に優れた電縫鋼管用熱延高張力鋼の製造方法

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JPS63100126A
JPS63100126A JP24396386A JP24396386A JPS63100126A JP S63100126 A JPS63100126 A JP S63100126A JP 24396386 A JP24396386 A JP 24396386A JP 24396386 A JP24396386 A JP 24396386A JP S63100126 A JPS63100126 A JP S63100126A
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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〕 本発明は加工性に優れた電縫鋼管用熱延高張力鋼の製造
方法に係り、引張強さ55kgf/N:以上、降伏比6
2%以下の熱延高張力鋼に関し、油井管の分野で利用さ
れる。
〔従来の技術〕
電縫油井管用鋼は溶接性に優れていることは勿論である
が、更に高強度で造営加工が容易な低降伏比であること
が望ましく、鋼種としてAPI5AK55flIIがあ
る。
低降伏比を得るため、例えば自在丸らは熱延後の冷却パ
ターンを後半急冷に変えることにより降伏比が65%未
満の低降伏比材が得られることを示した(R&D神戸製
鋼技報voj 33 、No、4 )。
また、特開昭60−21325号では化学成分を規制す
ることにより、引張強さが60 kgf7.、’ Ju
上で降伏比75%未満の低降伏比材が得られることを示
している。しかしながら従来の方法では板厚が8m以下
で降伏比が62%未満を平均して得ることはきわめて困
難であった。
これは板厚が薄くなると仕上圧延での全圧下率が必然的
に高くなり、γ粒が細粒化し、変態後のフェライト粒も
細粒化するためである。結晶粒が細粒化すると降伏点が
上昇する効果は“Hall−Patchの関係”として
一般的に知られている事項である。この結果、板厚の薄
い材料では降伏比が高くな^、実際上、62%未満を得
ることは困難であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、板厚
5IIIll以下の材料で引張強さ55kg−f/關2
以上、降伏比62%以下を得る乙とのできる熱延高張力
鋼の製造方法を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の上
記の目的は次の2発明によって達成される。第1発明の
要旨とするところは次の如くである。すなわち、重量比
にて C:0.60%以下 Si:0.50%以下 Mn:!i!、O%以下 全Aj:0.05%以下 を含有し、かっC,Si、Mnの組成比が976(%C
)+11.0(%Si)+14.5(%Mn)≧52.
4なる関係式を満足し、残部がFeおよび不可避的不純
物より成る鋼片を加熱後粗圧延する工程と、前記粗圧延
後タンデム圧延機において温度範囲が800〜1000
℃で、かつ全圧下率が30〜80%で3〜5のスタンド
を使用して仕上圧延を行う工程と、前記仕上圧延後水冷
して550〜650℃の温度範囲で巻取る工程と、を有
して成り引張強さが55k(f/m112以上、降伏比
が62%以下であることを特山とする板厚8mm以下の
加工性に優れた電縫鋼管用熱延高張力鋼の製造方法であ
る。
第2発明の要旨とするところは、第1発明と同一の基本
成分のほかに、更にCa: 0.0050%以下を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物より成る鋼片を第
1発明と同一条件で仕上圧延を行う電縫鋼管用熱延高張
力鋼の製造方法である。
本発明は主成分のC,Si 、Mn、AjおよびCaの
含有量とその組成比を限定し、仕上圧延における温度、
全圧下率、スタンド数およびコイル巻取温度を制御する
ことにより加工性に優れた高強度油井管用熱延鋼を製造
する方法である。
次に、本発明の成分限定理由を説明する。
C: Cは含有量が多い程引張強さ向上に有利であるが、0.
60%を越すと中心側桁により溶接部の割れを生じやす
くなるので上限を0.60%に限定した。
Sl: Siはγ−a変態促進元素であるため、含有量が多い程
フェライト分率が高くなり延性と加工性が向上する。し
かし、一方で固溶強化元素としてフェライト地の降伏点
を上昇させるため過度に多量を添加するのは好ましくな
い。また、Siが0.50%を越すと鋼板表面の赤スケ
ールの発生が著しくなり製品としての価値が損われるの
でStの上限を0.50%にした。
Mn: Mnも引張強さを確保するため必要な元素であり、また
熱間圧延時における低融点のFaSの形成を防止するた
めにも必要な元素であるが、20%を越えると中心偏析
部に低温変態組織を生じ、溶接時にその部分から割れが
発生するのでMn量は20%以”下に限定した。
Al : AIは鋼を脱酸して清浄化する目的で添加するが、添加
量が多過ぎると置換型固溶原子として鋼中に過剰に存在
するAIが溶接時に酸素と結びついてペネトレータを作
りやすくなる。このように全AIが製造コスト面でも不
利となるため、全AIの上限を0,05%に限定した。
上記C,Si、Mn、全Ajの各限定量をもって本発明
の高張力鋼の基本成分とするが、更に下記限定量のCa
を添加する場合にも、本発明の目的をより有効に達成す
ることができるので必要により添加する。その限定理由
は次の如くである。
Ca : Caは硫化物の形態制御をすることにより靭性を向上さ
せるので、靭性が要求されろ場合には必要な元素である
が、0.0050%を越えるとCaOを作り鋼の清浄性
を劣化するので好ましくなく、Caの上限はo、 o 
o s o%とした。
次に上記の如く限定したC、Si、Mnの組成比とコイ
ル巻取温度を限定した理由を説明する。
第1表に示す12種類の100 kg真空溶解鋼を熱間
圧延し厚さ50m1幅200wwm、長さ200mの鋼
片を作成し、それを加熱後800〜900℃の温度範囲
で厚さ3〜101m11幅200mm。
長さIwmに仕上圧延をした後、500〜650℃まで
の任意の温度に水冷し、その後コイルに巻取後の熱履歴
に相当する熱処理を行い、材質を調査し、その結果65
0℃におけろ引張強さTSと化学成分との間に次の関係
があることを見出した。
TS(kmf/lll12)−2,6+97.6 (%
c)+ 11.0 (%S i)+ 14.5%Mn)
=(11第   1   表 引張強さは一般にコイル巻取温度が低いほど高くなるの
で650℃における引張強さが55kgf/waa”以
上となる成分の鋼は、巻取1度が550〜650℃の範
囲内にある場合は必ずTS≧55kgf/wa’となる
。従って次の(2)式が成立する。
2、6+97.6 (9gC)+11.0(%Si)+
14.5(%Mn)≧55 Ckgr/+nar ) 
−・−(zl従って 97.6%C)+11.0(%Si)+14.5%Mn
)≧s2.4・(31すなわち、引張強さを55 kg
−f /rm2以上とするためには(3)式の条件が必
要である。
前記(3)式の成分範囲から引張強さレベルを55kg
f/llll12以上とするためには巻取温度は650
℃以下とする必要がある。一方、巻取温度が550℃未
満になるとベイナイト変態が起り、強度が急激に上昇し
、板形状が乱れてしまうことが判明した。従ってコイル
巻取温度を550〜650℃の範囲に限定した。
なお、成分組成およびコイル巻取温度のみでは、降伏比
62%息下の熱延鋼が安定して得られないので、800
〜1000℃における仕上全圧下車および仕上タンデム
圧延機の圧下スタンド数について調査した。すなわち、
第2表に示す2種類の成分の鋼を転炉で溶製し連続鋳造
した鋳片を同表の条件で各種板厚に熱間圧延した後60
0℃近傍の温度でコイルに巻取った。製造した熱延鋼板
の材質を調査し、同じく第2表に示した。
第2表の結果をまとめて第1図に示した。第1図におい
て降伏比が62%以下のものを白抜きの記号、62%を
越えろものを黒塗りの記号で示し、記号の右の数字は板
厚(−a )を示している。
第1図から板厚8fi以下の材料をコイル巻取温度を5
50〜650℃の範囲で巻取って、降伏比が62%以下
の材質を得るための熱延条件は、仕上の圧下スタンド数
を3スタンド以上、5スタンド以下とし、かつ800〜
1000℃間の仕上全圧下率を80%以下とする必要の
あることがわかる。
一般に普通炭素鋼では800〜1000℃の温度域での
圧下率により仕上圧延出側のオーステナイト粒径(γ粒
径)が大きく変わり圧下率が高い程細粒化する。γ−α
の変態に際しては、細粒子からは細粒aが出やすく、こ
のため降伏点は高くなる。すなわち、仕上の全圧下率を
増す程降伏点および降伏比は高(なる傾向がある。
一方、同一圧下車の場合、パス回数が多い程、各パス後
のγ粒の再結晶回数が多くなるためγ粒は微細化する傾
向を示し、その結果、降伏比も高くなる傾向が′ある。
結局、全圧下率が低い程、そしてまたパス回数が少ない
程降伏比の低いものが得られることになる。
第1図の結果から800〜1000℃での全圧下率が8
0%以下で、かつ5スタンド以下で圧延することにより
降伏比62%以下の材質が得られた。このため800〜
1000℃での全圧下率の上限を80%とし、かつスタ
ンド数の上限を5スタンドに定めた。一方、3スタンド
未満で圧延すると1スタンド当りの荷重負荷が過大とな
り、形状不良および操業不安定がおきるのでスタンド数
の下限を3スタンドに定めた。また、圧下率については
上記の理由から低い程降伏比には有利であるが、圧下率
が低過ぎろと圧延機の通仮に支障をきたすので下限値を
30%とした。
通常、熱間圧延での圧下率が材質に影響をおよぼすのは
γ領域の低温側1000〜800℃と考えられる。この
温度を越えると再結晶およびその後の粒成長が大きくな
り材質はほとんど変化しない。また、800℃未満では
圧延荷重が大きくなり操業が困難となる。このため、材
質および実操業上効果のある800〜1000℃の温度
範囲での圧下率を規定した。
また、各スタンドの圧下率配分は通常、均等でよく、特
に限定しないが、板の形状の観点から最終スタンドの圧
下率を前段よりも軽圧下にすることが望ましい。
〔実施例〕
第3表に示す成分の鋼を転炉で溶製し連続鋳造した鋳片
を同表の条件で熱間圧延し、その後各種の温度でコイル
に巻取った。製造した熱延板の材質、形状を調査し、結
果を同じく第3表に示した。
なお、形状は目視判定で良、不良を決めたが、その境界
は第2図に示した鍔板2の山の高さhとその長さIから
急峻度=h/jx100(%)を求め、急峻度の15%
を目安とした。
第3表から本発明の条件を満足している本発明例は材質
と形状が共に優れているが、本発明の条件を満足してい
ない比較例は材質、形状が劣化していることがわかる。
〔発明の効果〕
本発明は、上記実施例からも明らかな如く、成分を限定
し、仕上圧延における温度、全圧下率、スタンド数およ
びコイル巻取温度を制御することにより、引張強さが5
5kgf/m+”以上、降伏比が62%以下の加工性に
層れた電縫鋼管用熱延高張力鋼を製造することができた
【図面の簡単な説明】
第1図は800〜1000℃間の仕上全圧下率および仕
上の圧下スタンド数が降伏比におよぼす影響を示す関係
図、第2図は鋼板の急峻度を説明する模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)重量比にて C:0.60%以下 Si:0.50%以下 Mn:2.0%以下 全Al:0.05%以下 を含有し、かつC、Si、Mnの組成比が 97.6(%C)+11.0(%Si)+14.5(%
    Mn)≧52.4なる関係式を満足し、残部がFeおよ
    び不可避的不純物より成る鋼片を加熱後粗圧延する工程
    と、前記粗圧延後タンデム圧延機において温度範囲が8
    00〜1000℃で、かつ全圧下率が30〜80%で3
    〜5のスタンドを使用して仕上圧延を行う工程と、前記
    仕上圧延後水冷して550〜650℃の温度範囲で巻取
    る工程と、を有して成り引張強さが55kg・f/mm
    ^2以上、降伏比が62%以下であることを特徴とする
    板厚8mm以下の加工性に優れた電縫鋼管用熱延高張力
    鋼の製造方法。 (2)重量比にて C:0.60%以下 Si:0.50%以下 Mn:2.0%以下 全Al:0.05%以下 を含有し、更に Ca:0.0050%以下 を含有し、かつC、Si、Mnの組成比が 97.6(%C)+11.0(%Si)+14.5(%
    Mn)≧52.4なる関係式を満足し、残部がFeおよ
    び不可避的不純物より成る鋼片を加熱後粗圧延する工程
    と、前記粗圧延後タンデム圧延機において温度範囲が8
    00〜1000℃で、かつ全圧下率が30〜80%で3
    〜5のスタンドを使用して仕上圧延を行う工程と、前記
    仕上圧延後水冷して550〜650℃の温度範囲で巻取
    る工程と、を有して成り引張強さが55kg・f/mm
    ^2以上、降伏比が62%以下であることを特徴とする
    板厚8mm以下の加工性に優れた電縫鋼管用熱延高張力
    鋼の製造方法。
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