JPS63227715A - 低温靭性に優れた低降伏比高張力ラインパイプ用熱延鋼板の製造方法 - 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） この発明は、電縫鋼管（電気抵抗溶接鋼管）やスパイラ
ル鋼管、ＵＯＥ鋼管などの素材として好適な、低温靭性
に優れた低降伏比高張カラインパイプ用熱延鋼板の有利
な製造方法に関するものである。

（従来の技術） 低温靭性が要求される高張力鋼は、成分的には低Ｃ化（
０，０４〜０．０９　ｗｔ％Ｃ）、組織の面からは細粒
化となるような製造仕様となる。したがって降伏比（Ｙ
Ｒ）は、第４図に示すように、高強度化されるほど高く
なる傾向にあり、ＴＳ≧６０ｙｒ／＊ｄではＹＲは９０
〜９７％にも達する。

一方、最近では、パイプユーザーだけでなくパイプメー
カーにおいても、耐バースト特性や造管性の点から、コ
イルの引張り特性として、低ＹＲが要求されている。具
体的要求値はＹＲ≦８５％の場合が多いが、かかるユー
ザーニーズに対応してゆく必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来は、上述したとおり低温靭性を重視し
た製造仕様になっていたため、細粒組織となり、満足い
くほどの低ＹＲ化は図り得なかったのである。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、靭性
レベルをそこなうことなしにＹＳレベルを下げ、ひいて
は低ＹＲ化を図ることができる高張カラインバイブ用熱
延鋼板の有利な製造方法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明のヒントは、低降伏比を要求されている自動車
用熱延鋼板の製造過程で採用されている、冷却パターン
にある。ただし靭性、強度レベルは劣化させない必要が
ある。

そこで発明者らは、上記の観点に立って、ラインパイプ
用熱延鋼板の冷却パターンにつき、数多くの実験と検討
を重ねた結果、仕上げ圧延後、比較的速い冷却速度で冷
却しつつ、６７０℃に至るまでの間に空冷による徐冷を
施し、その後再度急冷し、しかるのち低温で巻取ること
により、所期した目的が有利に達成されるとの知見を得
た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、Ｃ：０，０３〜０．１２ｗｔ（以
下単に％で示す）％、 ３ｉ　　：　　０，５％以下、 Ｍｎ　：　　１，７０％以下、 ｐ：０．０２５％以下、 Ｓ：０．０２５％以下および Ａぶ：　　ｏ、ｏｙｏ％以下 を含有し、さらに Ｎｂ　：　　０．０１〜０．０５％、 ｙ：ｏ、ｏｉ〜０．０２％および Ｔｉ　　：　　０．０１〜０．２０％ のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になる
鋼スラブを、１１８０〜１３００℃に加熱したのち、粗
圧延終了温度：９５０〜１０５０℃、仕上げ圧延温度ニ
ア６０〜８００℃の条件下に熱間圧延を施し、引続き５
〜ｂ 至るまでの間に空冷を開始して５〜２０秒間保持し、つ
いで２０℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却し、５００℃以下
の温度で巻取ることから成る、低温靭性に優れた低降伏
比高張カラインバイブ用熱延鋼板の製造方法である。

以下この発明を具体的に説明する。

まずこの発明における出発材料の成分組成を上記の範囲
に規制した理由について説明する。

Ｃ：０，０３〜０．１２％ Ｃは、強度の向上に有効に寄与するが、含有量が０．０
３％未満ではその添加効果に乏しく、一方０．１２％を
超えると靭性の劣化が著しく、シャルピー保証が困難と
なる。

９ｉ　　：　　０．５０％以下 ３ｉは、脱酸剤として有効に寄与するが、０．５０％を
超えると靭性および溶接性が劣化する。

Ｍｎ　：　　１，７０％以下 Ｍｎは、強度の改善に有効に寄与するが、１．７０％を
超えると靭性および溶接性が劣化する。

ｐ：０，０２５％以下 Ｐは、有害元素であり、極力低減することが望ましいが
、０．０２５％程度までなら許容できる。。

Ｓ　：　　０．０２５％以下 ＳもＰと同様、有害元素であるので極力低減することが
望ましいが、０．０２５％程度までなら許容できる。

Ａｉ：　　０．０７０％以下 八βは、脱酸剤として有用な元素であるが、含有量が０
．０７０％を超えると鋼質が劣化する。

Ｎｂ　：　　０，０１〜０．０５％、Ｖ：０，０１〜０
．０２％。

Ｔｉ　　：　　０．０１〜０．２０％ Ｎｂ、ＶおよびＴｉはいずれも、析出強化元素として有
用な成分であり、その添加効果を発揮させるためには少
なくとも０．０１％が必要である。

しかしながら析出硬化は通常、ＹＲの上昇を招くためそ
れぞれ上限をＮｂ　：　　０．０５％、Ｖ：０，０２％
、　Ｔｉ　　：　　０．２０％とした。

なおこれらの元素は、単独使用だけでなく、複合で使用
することもできるが、あまりに多量の添加はやはりＹＲ
の上昇を招くので、併用する場合は各元素の上限を超え
ない範囲において、しかも合計量が、上限値が大きい元
素の上限値を超えない範囲で添加することが望ましい。

たとえばＮｂとＶ、またＮｂとＴ１を併用する場合の上
限値はＮｂ　＋Ｖ　：　　０．０５％、　Ｎｂ　＋Ｔｉ
　　：　　０．２０％である。

以上、必須成分について説明したが、この発明では、そ
の他ＮｉやＭＯ、Ｃｔｌ　、　Ｒｅｍ、　Ｚｒ　。

Ｃａなどを添加することもできる。

Ｎｉ　、　ＭＯ：　　０．５％以下 Ｎｉ、Ｍｏは、固溶強化元素としてＹＲを下げるのに有
効に寄与するが、単独使用、併用いずれの場合も含有蓬
が０．５％を超えると溶接性が劣化するだけでなくコス
トの上昇を招く。

Ｃｕ　：　　０．５％以下 Ｃｕは、耐食性の向上に有効に寄与するが、０．５％を
超えて多ｍに添加しても効果は飽和に達する。

Ｒｅｍ：　　０，１％以下、　Ｚｒ　：　　０．１％以
下、　Ｃａ　：０．０５％以下 Ｒｅｎｔ、ＺｒおよびＣａは、硫化物を球状化させ、靭
性、延性を向上させる有用元素であるが、それぞれＲｅ
ｌ　：　　０，１％、　Ｚｒ　：　　０．１％、　（：
、ａ　：　　０．０５％を超えて添加しても効果は飽和
に達する。

さて上記の如き好適成分組成に調製した溶鋼から、連続
鋳造法または造塊−分塊法によって鋼ス・ラブを作製す
る。

ついでこのスラブに熱間圧延を施すわけであるが、この
発明では、かかる熱間圧延に先立つ加熱処理、熱間圧延
およびその後の冷却処理を次の要領で行うことが肝要で
ある。

＜ａ　＞加熱温度：１１８０〜１３００℃ＮｂやＶなど
の炭窒化物を十分固溶させるためには少なくとも１１８
０℃の高温まで加熱する必要がある。また、１１８０℃
未満では初期γ粒径が小さいため、靭性には有利である
が、ＹＳが高くなり、ＹＲが上昇する不利もある。

一方、上限は、靭性および工業製造上の観点から１３０
０℃とした。

＜ｂ　＞熱間圧延処理 ｉ）粗圧延終了温度；９５０℃未満ではγ粒が細粒にな
り、仕上げ圧延後の冷却により非常に微細なフェライト
粒となって低ＹＲが得られない。

一方１０５０℃を超えると、逆にγ粒が、粗大化し、靭
性が劣化する。

ｉｉ）仕上げ圧延終了温度；γ粒中のフェライト核生成
頻度を決定する重要な要因であり、フェライト粒径に大
きく影響するものである。

低ＹＲ化という観点からは高温（たと えば８００℃以上）で圧延を終了することが好ましいが
、靭性の観点からは、低温（たとえば８００℃以下）で
圧延を終了する必要があり、次の冷却条件との兼ね合い
で決められる。この発明は、仕上げ圧延終了温度を７６
０〜８００℃としてフェライト粒の微細化をはかり、靭
性を確保しつつ、圧延後の冷却によって、ＹＲを下げる
ものである。ここに仕上げ圧延温度の下限を１６０℃と
したのは、この温度未満ではフェライト粒が、微細化し
すぎて、引続く冷却条件が好適であってもＹＲ≦８５％
が得られないからである。

（Ｃ）冷却処理 フェライト変態を促進させオーネテナイト中へのＣ濃化
を促進させることを目的とした冷Ｗ条件であり、この発
明に従う冷却パターンを第１図に模式で示す。

仕上げ圧延に引続き、５〜ｂ 的速い冷却速度で冷却しつつ、６７０℃に至るまでの局
辷空冷を開始すると早（フェライト変態域へ到達し、フ
ェライト変態が促進される。この点、６７０℃より低い
温度まで急冷を続けると、フェライトは細かく、針状化
し、ベーナイト囚も増加してＹＲが高くなるため、６７
０℃までＣ急冷をやめる必要がある。冷却速度は、小さ
いほど大きなフェライト粒が得られるので低ＹＲ化には
有利であるが、あまり小さすぎると生産性が低下するた
め５〜２０’Ｃ／ｓとした。

ここに空冷時間が５Ｓ未満ではフェライト変態が不十分
になり、第２相がベーナイト主体の組織となりＹＲ≦８
５％は得られないので空冷時間は、５３以上必要である
が、過度になるとパーライトが生成し材質が劣化するた
め２０Ｓ以内とした。

第２図に、ＹＲに及ぼす空冷開始温度と空冷時間の影響
について調べた結果を示す。

同図より明らかなように、空冷開始温度が６７０℃より
低くなるとＹＲは高くなる傾向にあり、また巻取り（巻
き取り濃度５００℃）までの空冷時間が５秒に満たない
とやはりＹＲは高くなるので、空冷は６７０℃までの間
に開始するものとし、またその時間は５秒以上に限定し
たのである。

また空冷後の冷却においては、未変態γを低温変態させ
ることが目的であるので、冷却速度は大きく、巻取り温
度は低くすることが好ましく、ここに低温変態相を得る
には、２０’Ｃ／ｓ以上の冷却速度および５００℃以下
での巻取りが必要である。

第３図に、ＹＲにおよぼす巻取り温度の影響を示す。

同図より明らかなように、巻取り温度を５００℃以下と
することによって良好な低ＹＲが得られている。

なお巻取り温度については、ラインパイプ用コイルは板
厚が厚いのでコイラーの巻取り能力の問題があるため、
工業生産的には４００℃が下限となる。

（実施例） 表１に示す種々の成分組成になる鋼スラブ（厚み＋　　
２１５ｎ）を、同じく表１に示す条件下に、加熱処理、
熱間圧延ついで冷部処理し、熱延鋼板とした。

かくして得られた各熱延板の各種機械的性質について調
べた結果を表１に併記する。

同表から明らかなように、この発明に従い得られた熱延
鋼板（Ｎｏ　１〜９）はいずれう、ＹＲ≦８５％、ＴＳ
≧６０ｋｇｆ　／ｄ、　ｖ　Ｔｒｓ≦−６０℃と、低降
伏比で高張力は勿論のこと優れた低ｔＭ１１性が得られ
ている。

これに対し、冷却途中で空冷処理を施さない比較ＩＱ　
Ｎ　Ｏ，１０は降伏比が９２％と高く、また空冷処理を
施さないだけでなく仕上げ圧延終了温度が高いＮｏ、１
１はＹＲが８６と高いだけでなくＴＳも５６ｋｇ　ｒ／
１イと低かった。

また空冷開始温度が低く、巻取りＩ！度が高いＮ　Ｏ，
１２も、ＹＲが９０％と高かった。

ざらにＶ含有量がこの発明の上限を超えるＮｏ。

１３〜１７はいずれも、ＹＲが高かった。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、低温靭性に優れるだけでな
くＹＲ≦８５％と降伏比も極めて低い高張力熱延鋼板を
、容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う冷却パターンを模式で示した
図、 第２図は、空冷開始温度および空冷時間がＹＲに及ぼす
影響を示したグラフ、 第３図は、巻取り温度がＹＲに及ぼす影響を示したグラ
フ、 第４図は、ラインパイプ用ホットコイルのＴＳ−ＹＳバ
ランスを示したグラフである。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第１図 時間−＊　（Ｓ） 第２図 空詮関和ｙ１１廣Ｔｔ　（’Ｃ） 第３図 Ａト取り温浸（’Ｃ） 第４図 Ｔ、Ｓ、（Ｋ９Ｆ／ｍｍ２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０３〜０．１２ｗｔ％、 Ｓｉ：０．５０ｗｔ％以下、 Ｍｎ：１．７０ｗｔ％以下、 Ｐ：０．０２５ｗｔ％以下、 Ｓ：０．０２５ｗｔ％以下および Ａｌ：０．０７０ｗｔ％以下 を含有し、さらに Ｎｂ：０．０１〜０．０５ｗｔ％、 Ｖ：０．０１〜０．０２ｗｔ％および Ｔｉ：０．０１〜０．２０ｗｔ％ のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になる
   鋼スラブを、１１８０〜１３００℃に加熱したのち、粗
   圧延終了温度：９５０〜１０５０℃、仕上げ圧延温度：
   ７６０〜８００℃の条件下に熱間圧延を施し、引続き５
   〜２０℃／ｓの冷却速度で冷却しつつ、６７０℃に至る
   までの間に空冷を開始して５〜２０秒間保持し、ついで
   ２０℃／ｓ以上の冷却速度で冷却し、５００℃以下の温
   度で巻取ることを特徴とする、低温靭性に優れた低降伏
   比高張力ラインパイプ用熱延鋼板の製造方法。