JPS63274741A

JPS63274741A - 継目無鋼管用オ−ステナイト系ステンレス鋼

Info

Publication number: JPS63274741A
Application number: JP10643387A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shimizu; 哲雄清水; Katsuomi Tamaoki; 玉置　克臣; Isao Takada; 高田　庸
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-11
Also published as: JPH049862B2

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、配管用、機械構造用、ボイラー用等の継目
無鋼管に使用されるオーステナイト系ステンレス鋼、特
にマンドレルミルにおける減肉延伸過程を経て継目無鋼
管を製造するのに適したオーステナイト系ステンレス鋼
に関するものである。

（従来の技術）継目無鋼管は一般に、マンドレルミル方式、プラグミル
方式等の圧延法、あるいはユージンセジェルネ方式、エ
アハルトブツシュベンチ方式等の熱管押出法で製造され
るが、比較的小径サイズの造管には、生産性および寸法
精度の点で優れているマンドレルミル方式の圧延法が広
（利用さている。

マンドレルミル方式は、たとえば第１図に示すように、
素材ビレットｌを回転炉床式加熱炉２において所定の温
度（一般的には１１００’Ｃ〜１３００°Ｃ）まで加熱
した後、マンネスマンピアサ３により穿孔圧延して中空
素管４八とする。またかような中空素管４Ａは中空素管
製造用連続鋳造Ｒ５によって直接製造してもよい、かか
る中空素管４Ａは厚肉かつ短尺であるので、延伸圧延機
であるマンドレルミル６により減肉延伸される。マンド
レルミル６は、中空素管４Ａに、表面に熱間圧延用潤滑
剤を塗布したマンドレルバ−７を挿入した状態で延伸圧
延する圧延機であり、通常６〜８基のロールスタンドか
ら構成されていて、各ロールスタンドは一対の孔型ロー
ル８を具え、隣接するロールスタンド間ではこの孔型ロ
ール８の回転軸を圧延軸に垂直な面内で相互に９０度づ
つずらして配置している。マンドレルミル６での素管温
度は、圧延機入側では１０５０°Ｃ〜１２００’Ｃ，圧
延機出側では８００’Ｃ〜１０００°Ｃとなるのが一般
的である。中空素管４Ａはマンドレルミル６で元の長さ
の２〜４倍の長さに延伸され、仕上圧延用素管４Ｂとな
る。この仕上圧延用素管４Ｂは、必要に応じて再加熱炉
９によって所定の温度（一般的には８５０〜１０００°
Ｃ）に再加熱された後、仕上圧延機であるたとえばスト
レッチレデュサ−１０によって仕上圧延される。ストレ
ッチレデュサ−１０によりて素管の外径は最大で７５％
も絞られ、素材ビレットの長さの４０倍以上にも延伸さ
れ、さらにその外表面はストレッチレデュサ−１０の最
終側の数スタンドの真円孔型ロールによって定形される
ため比較的硬れた外径寸法精度の仕上り管１１が得られ
る。

ところでマンドレルミルを用いた延伸工程において、マ
ンドレルバ−表面に潤滑剤を塗布しないで、あるいは潤
滑性能の悪い潤滑剤を塗布して圧延すると、圧延負荷が
大きくなり、ロールやマンドレルバ−の損耗、焼付等が
大きくなるばかりでなく、場合によってはロールフラン
ジ部への材料の噛み出し等により圧延不能となる。した
がって、マンドレルバ−表面には、熱間での潤滑性能に
優れた熱間圧延用潤滑剤を塗布する必要があるが、かよ
うな潤滑剤としては、安価なこともあって例えば特公昭
５９−３７３１７号公報に示されるような黒鉛を主成分
とする水溶性潤滑剤が最もよく使用されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながらＳＯ５３０４やＳＯＳ　３１６等に代表さ
れるオーステナイト系ステンレス鋼を、このような黒鉛
系の潤滑剤を塗布したマンドレルバ−を挿入してマンド
レルミル圧延を実施すると、圧延時に素管内面側に浸炭
が起り、圧延された継目無鋼管内表面の耐粒界腐食性能
が劣化するという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は、上述の事情に鑑みて開発されたもので、黒
鉛系の潤滑剤を塗布したマンドレルバ−を挿入してマン
ドレルミル圧延を実施したとしても、素管内面に浸炭を
起さず、従って圧延された継目無鋼管内表面の耐粒界腐
食性能が劣化することなどないオーステナイト系ステン
レス鋼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）さて発明者らは、上記の問題を解決すべく、オーステナ
イト系ステンレス鋼における浸炭機構について調査研究
を重ねた結果、オーステナイト系。

ステンレス鋼中にｓｂやＳｎを添加すると、これらの元
素が鋼表面におけるＣ原子の附加を阻止し、浸炭を効果
的に抑制することの知見を得た。

そこでこの点につきさらに研究を重ねたところ、Ｓｂお
よびＳｎのうち少なくともいずれか一種をｏ、ｏｏｉ〜
０．０２４％含有させることにより、黒鉛系の潤滑剤を
塗布したマンドレルバ−を挿入してマンドレルミル圧延
を実施したとしても素管内面に浸炭を起さず、圧延され
た継目無鋼管内表面の耐粒界腐食性能は劣化しないこと
を見出し、この発明を完成させるに至ったのである。

すなわちこの発明は、Ｃ：　０．１５　ｗｔＸ（以下単
に％で示す）以下、Ｓｔ　：　１．５％以下、Ｍｎ　：
　２．０％以下、Ｃｒ　：　１６．０〜２６．０％およ
びＮｉ　：　６．０〜２２．０％を含み、さらにＳｂお
よびＳｎのうちから選んだいずれか一種または二種：　
ｏ、ｏｏｉ〜０．０２４％を含有し、ときにはさらにＭ
ｏ　：　２．０〜３．０％、またさらにはＴｉ：４Ｘ（
ＣＸ）〜０．６％および／またはＮｔｚ８ｘ　（ＣＸ）
〜１．２％を含有し、残部は実質的にＰｅの組成になる
ことから成る、継目無鋼管用オーステナイト系ステンレ
ス鋼である。

以下この発明を具体的に説明する。

この発明は、ＳＯＳ　３０４系をはじめとしてＳＯ５３
１０系、同３１６系、同３２１系および同３４７系など
すべてのオーステナイト系ステンレス鋼に適用できるも
のである。

まずこの発明において成分組成を上記の範囲に限定した
理由について説明する。

Ｃ：　０．１５％以下Ｃは、オーステナイト相生成元素であるとともに、強度
を高めるために必要な元素であるが、０．１５％を超え
ると加工性が悪くなりまた固溶化熱処理で固溶しにくく
なり、耐食性を害するため、Ｃは０．１５％以下とする
。

Ｓｔ　：　１．５％以下Ｓｔは、脱酸元素として製鋼作業上１％程度は必要とさ
れるが、１．５％を超えると、熱間加工性を劣化させる
ので、Ｓｔは１．５％以下とする。

Ｍｎ　：　２．０％以下Ｍｎは、脱酸、脱硫剤として作用するとともにオーステ
ナイト相生成元素でもある。しかし２％を超えて添加す
ると耐食性が劣化するので、Ｍｎは２．０％以下とする
。

Ｃｒ　：　１６．０〜２６．０％Ｃｒは、ステンレス鋼の耐食性を維持する基本元素であ
る。しかし、１６％未満では十分な効果が生じないため
下限を１６．０％とする。耐食性の面からは多い方が好
ましいが、２６％を超えると熱間加工性を劣化させ、か
つ材料も高価となるため、上限を２６．０％とする。

Ｎｉ　：　６．０〜２２．０％Ｎｉは、オーステナイト系ステンレス鋼の基本元素であ
り、この発明鋼において安定なオーステナイト相を得る
ためには少なくとも６％以上は必要であるため、下限を
６．０％とする。しかし、２２％を超えると熱間加工性
を劣化させ、かつ材料も高価となるため、上限を２２．
０％とする。

Ｓｂおよび／またはＳｎ　：　０．００１〜０．０２４
％ＳｂおよびＳｎは、この発明においてとくに重要な成
分であり、かかる元素の添加によって耐浸炭性能を効果
的に向上させることができる。

しかしながら含有量がｏ、ｏｏｉ％に満たないと耐浸炭
性能の向上効果に乏しく、一方０．０２４％を超えて多
量に添加しても上記の効果は飽和に達するだけでなく、
かえって熱間加工性の劣化を招くので、ＳｂおよびＳｎ
の含有量は単独使用および併用いずれの場合においても
０．００１〜０．０２４％の範囲に限定した。

Ｍｏ　：　２．０〜３．０％Ｍｏは、耐食性を向上させるために有効であり、必要に
応じて添加する。

しかし、２％未満では耐食性向上に十分ではないため、
下限を２．０％とする。一方３％を超えると、熱間加工
性が劣化し、かつ材料も高価となるため、上限を３．０
％とする。

Ｔｉ　：４　Ｘ　（ＣＸ）〜０．６％、　Ｎｂ　：８　
Ｘ　（（Ａ）　〜１．２％Ｔｉ　、　Ｎｂはいずれも、
耐食性、特に耐粒界腐食性の改善に有効であり、必要に
応じて添加する。

この耐食性改善の効果は、これらの元素がＣと結合し、
Ｃｒの耐食性改善の効果を減するＣｒ炭化物の生成を抑
制することによるものである。したがって、Ｔｉ　、　
Ｎｂの添加量は鋼中Ｃの安定化に必要な量だけあればよ
＜、Ｔｉは４×（０％）以上、Ｎｂは８×（０％）以上
あればよい。しかし過剰の添加は熱間加工性を劣化させ
、高温での脆化をもたらすので、Ｔｉは０．６％以下、
Ｎｂは１．２％以下とする。

なお上記の成分の他、鋼中には不純物が製鋼過程で不可
避に混入してくるが、かような不純物のうちとくにＰお
よびＳは熱間加工性を著しく劣化させるのでその混入は
極力低減することが好ましい。しかしながらこれらの不
純物についても、Ｐ：　０．０４％以下、Ｓ：０．０３
％以下で許容できる。

（作　用）この発明に従いオーステナイト系ステンレス鋼にＳｂお
よび／またはＳｎを少量添加することによって耐浸炭性
能が著しく向上するのは、次の理由によるものと考えら
れる。

すなわち、鋼中においてＳｂ　、　Ｓｎは粒界や表面に
偏析し、さらにガス分子の化学吸着を阻止する。

したがって鋼の表面におけるＣ原子の附加が抑制され、
浸炭を防止するものと考えられる。

（実施例）容量５トンの真空溶解炉を用いて表１に示す種々の成分
組成になる合金溶湯を溶製したのち、鋼塊を作り、得ら
れた鋼塊から直径１１０ｍ、長さ：１３００ａｗｉのビ
レットをそれぞれ作成した。

各ビレットを回転炉床式加熱炉にて１２４０°Ｃに加熱
したのち、マンネスマンピアサ−にて外径＝１１０閣、
肉厚：　１１．２５　ｙｍ、長さ：　３２００ｍｍの中
空素管に穿孔圧延し、ついで表面に黒鉛＝２８％、有機
バインダー：　１０．４％、水：　６１．６％の組成に
なる潤滑剤を塗布したマンドレルバ−を挿入し、マンド
レルミルにて外径：９０ｍ、肉厚：　３．７５９１１、
長さ：　１１７００■の仕上げ圧延素管とした。

その後９６０°Ｃに再加熱後、ストレッチレデューサに
て外径：　６０．５ｍ、肉厚：４．０ｒｔａ、長さ：　
１６３００■の仕上り管とした。

ついで１０８０℃に１０分間保保持水冷する溶体化処理
を施したのち、さらに６５０°Ｃに２時間保持後空冷す
る鋭敏化熱処理を行った。

かくして得られた各鋼管の耐浸炭性について調べた結果
を表１に併記する。

なお耐浸炭性は、ＪＩＳ　Ｇ　０５７１に定められる管
断面の１０％しゅう酸電界エツチング試験を行い、その
結果、内表面側で肉厚中央部と比較して浸炭に起因して
粒界腐食された深さを浸炭深さとして評価した。

同表より明らかなように、この発明に従いオーステナイ
ト系ステンレス鋼にＳｂおよび／またはＳｎを０．００
１〜０．０２４％の範囲において添加させたものは、浸
炭現象が全く生じてなく、優れた耐浸炭性を示している
。

（発明の効果）かくしてこの発明によれば、耐浸炭性に優れたオーステ
ナイト系ステンレス鋼を容易に得ることができ、ひいて
はこの種鋼材に、黒鉛系の潤滑材を塗布したマンドレル
バ−を挿入してマンドレルミル圧延を実施したとしても
、内表面に浸炭が生ぜず、耐粒界腐食割れ性能に優れた
オーステナイト系ステンレス継目無鋼管を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マンドレルミル方式による継目無鋼管の製造
要領を示す工程図である。１・・・素材ビレット　　　２・・・回転炉床式加熱炉
３・・・マンネスマンピアサ− ４八・・・中空素管　　　　　４Ｂ・・・仕上圧延用素
管５・・・中空素管製造用連続鋳造機６・・・マンドレルミル　　７・・・マンドレルバ−８
・・・孔型ロール　　　　９・・・再加熱炉１０・・・
ストレッチレデューサ１１・・・仕上り管

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｃ：０．１５ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．５ｗｔ％以下、Ｍｎ：２．０ｗｔ％以下、Ｃｒ：１６．０〜２６．０ｗｔ％およびＮｉ：６．０〜２２．０ｗｔ％を含み、さらにＳｂおよびＳｎのうちから選んだいずれか一種または二種：０．００１〜０．０２４ｗｔ％を含有
し、残部は実質的にＦｅの組成になることを特徴とする
、継目無鋼管用オーステナイト系ステンレス鋼。２、Ｃ：０．１５ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．５ｗｔ％以下、Ｍｎ：２．０ｗｔ％以下、Ｃｒ：１６．０〜２６．０ｗｔ％、Ｎｉ：６．０〜２２．０ｗｔ％およびＭｏ：２．０〜３．０ｗｔ％を含み、さらにＳｂおよびＳｎのうちから選んだいずれか一種または二種：０．００１〜０．０２４ｗｔ％を含有
し、残部は実質的にＦｅの組成になることを特徴とする
、継目無鋼管用オーステナイト系ステンレス鋼。３、Ｃ：０．１５ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．５ｗｔ％以下、Ｍｎ：２．０ｗｔ％以下、Ｃｒ：１６．０〜２６．０ｗｔ％およびＮｉ：６．０〜２２．０ｗｔ％を含み、かつＴｉおよびＮｂのうち少くともいずれか一
方をＣ含有量に応じＴｉ：４×（Ｃ％）〜０．６ｗｔ％Ｎｂ：８×（Ｃ％）〜１．２ｗｔ％の範囲において含有し、さらにＳｂおよびＳｎのうちから選んだいずれか一種または二種：０．００１〜０．０２４ｗｔ％を含有
し、残部は実質的にＦｅの組成になることを特徴とする
、継目無綱管用オーステナイト系ステンレス鋼。