TW202122601A - 電焊鋼管及其製造方法、輸送管以及建築構造物 - Google Patents

電焊鋼管及其製造方法、輸送管以及建築構造物 Download PDF

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Abstract

本發明之目的，係提供：很適合用來作為輸送管、建築物的柱材等的大型構造物之具有高強度且韌性及耐挫曲性皆優異之電焊鋼管及其製造方法、建築構造物以及輸送管。 本發明的電焊鋼管，係具有：母材部與電縫焊接部之電焊鋼管，母材部是具有既定的組成分，鋼組織以體積百分率計，係含有：超過30%的肥粒鐵，及10%以上的變韌鐵，該肥粒鐵及該變韌鐵的體積百分率的合計，係70%以上且95%以下，殘餘部分是含有波來鐵、麻田散鐵、及沃斯田鐵的其中一種或兩種以上，將受到相鄰的結晶的方位差為15°以上的邊界所圍繞的領域視為結晶粒時，該結晶粒的平均結晶粒徑係小於7.0μm，且結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒以體積百分率計，係30%以下，在內外表面上之管軸方向的壓縮殘留應力的大小是250 MPa以下。

Description

電焊鋼管及其製造方法、輸送管以及建築構造物
本發明係關於：很適合使用於輸送管、建築構造物等之電焊鋼管及其製造方法、輸送管及建築構造物。
在製造電焊鋼管時，係將捲成捲材狀的熱軋鋼板(鋼帶)連續地釋出的同時，實施室溫冷軋滾壓成形來做成圓筒狀的未密封管，然後先將該未密封管在圓周方向上的對接部利用高頻電阻加熱方式予以熔融化，再利用擠壓輥來將兩個對接部進行擠壓對接而壓合在一起之後，實施電縫焊接，然後利用定徑輥將其縮小直徑至既定的外徑而做成電焊鋼管。
電焊鋼管，因為是在室溫下所進行的連續造管，所以是有：生產性佳和形狀精度良好之優點。然而，因為在造管過程中會產生加工硬化，因此若與作為鋼管素材的熱軋鋼板相較，係有：鋼管長軸方向的降伏比更高，且鋼管在彎折變形時的變形能(延展性)較低之缺點。
此外，電焊鋼管的管壁厚度愈大，在造管過程中所產生的加工硬化也就愈大。因此，如果是管壁厚度大的厚壁電焊鋼管的話，造管後的降伏比將會變高，變形能(延展性)將會降低。
因此，從輸送管、建築物的柱材的耐震性等的觀點來考量，很難將厚壁電焊鋼管適用在對於耐挫曲性的要求很高的大型構造物。
例如：專利文獻1所揭示的大厚度電焊鋼管的特徵為：以面積百分率計，係含有50～92%的多角形肥粒鐵，上述多角形肥粒鐵的平均粒徑係15μm以下，電縫焊接部的硬度係160～240Hv，電縫焊接部的組織係：變韌鐵、或細粒肥粒鐵及波來鐵、或細粒肥粒鐵及變韌鐵。
又，專利文獻2所揭示的輸送管用軋製狀態型電焊鋼管，在其母材部的厚度中央部的金屬組織中，多角形肥粒鐵的百分率是60～90%，平均結晶粒徑是15μm以下，結晶粒徑為20μm以上的結晶粒的面積百分率亦即，粗大結晶粒的百分率是20%以下，並且管軸方向的降伏比是80～95%。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許第5293903號公報 [專利文獻2] 日本特許第6260757號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1及2所揭示的熱軋鋼板，尤其是作為管壁厚度超過17mm的這種厚壁電焊鋼管的素材來使用的話，將會因為造管後的降伏比變得太高，而無法作為適用於大型構造物的厚壁電焊鋼管的素材來使用。
本發明係有鑒於上述情事而開發完成的，其目的是要提供：很適合用來作為輸送管、建築物的柱材等的大型構造物之具有高強度且韌性及耐挫曲性皆優異之電焊鋼管及其製造方法、輸送管以及建築構造物。
此外，在本發明中所稱的「高強度」，係指：降伏應力為380 MPa以上，在本發明中所稱的「韌性優異」，係指：-40℃時的夏比衝擊試驗的衝擊吸收能量為70J以上。又，在本發明中所稱的「耐挫曲性優異」，係指：在進行鋼管的軸壓縮試驗時的開始挫曲變形εc(%)是符合數式(1)的關係。
Figure 02_image001
此處，在數式(1)中的εc係表示在軸壓縮試驗中之壓縮負荷趨於最大時的變形量(%)、D係表示外徑(mm)、t係表示鋼管厚度(mm)。 [解決問題之技術手段]
本發明人等經過努力檢討之結果，找到了一種創見，就是：為了要符合耐挫曲性的要求，必須將電焊鋼管之管軸方向的降伏比(=降伏應力/拉伸強度×100)設定在90%以下，並且將鋼管內外表面上之管軸方向的壓縮殘留應力的大小設定在250 MPa以下。換言之，降低降伏比來提高變形能(延展性)，並且減少有助於壓縮變形的壓縮殘留應力，如此一來，就可以提高耐挫曲性。
更進一步地努力檢討之結果，找到了一種創見，就是：為了獲得所期望的降伏比，必須將鋼組織設定為肥粒鐵與變韌鐵的混合組織，將殘餘部分的組織設定為從硬質的波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中所選出的一種或兩種以上。
但是，也得知：在這種的鋼組織中，一部分的變韌鐵很容易極端的粗大化，因而導致韌性大幅度降低。因此，找到一種創見，就是：在具有這種鋼組織的電焊鋼管中，為了要獲得所期望的韌性，不僅是必須規定其平均結晶粒徑，也必須降低粗大的結晶粒的比率。
本發明是基於以上的這些創見而開發完成的，本發明的要旨如下所述。 [1]一種電焊鋼管，其係具有：母材部與電縫焊接部之電焊鋼管， 該母材部的組成分以質量%計，係含有： C：0.040%以上且0.50%以下、 Si：0.02%以上且2.0%以下、 Mn：0.40%以上且3.0%以下、 P：0.10%以下、 S：0.050%以下、 Al：0.005%以上且0.10%以下、以及 N：0.010%以下； 殘餘部分係由Fe及不可避免的雜質所組成； 鋼組織以體積百分率計，係含有超過30%的肥粒鐵和10%以上的變韌鐵； 該肥粒鐵及該變韌鐵之體積百分率的合計，係70%以上且95%以下； 該殘餘部分係含有：從波來鐵、麻田散鐵和沃斯田鐵選出的一種或兩種以上； 將受到相鄰的結晶的方位差為15°以上的邊界所圍繞的領域視為結晶粒時，該結晶粒的平均結晶粒徑係小於7.0μm，且結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒以體積百分率計，係30%以下；並且 在內外表面上之管軸方向的壓縮殘留應力的大小是250 MPa以下。 [2]如[1]所述之電焊鋼管，以質量%計，除了前述組成分之外，還含有從： Nb：0.15%以下、 V：0.15%以下、 Ti：0.15%以下 Cu：1.0%以下、 Ni：1.0%以下、 Cr：1.0%以下、 Mo：1.0%以下、 Ca：0.010%以下、以及 B：0.0050%以下 之中所選出的一種或兩種以上。 [3]如[1]或[2]所述之電焊鋼管，其鋼管厚度是超過17mm且30mm以下。 [4]如[1]或[2]或[3]所述之電焊鋼管，其軸壓縮特性係符合下列數式(1)的關係：
Figure 02_image003
此處，在數式(1)中，εc係表示在軸壓縮試驗中，壓縮負荷趨於最大時的變形量(%)、D係表示外徑(mm)、t係表示鋼管厚度(mm)。 [5]一種電焊鋼管之製造方法，其係將含有[1]或[2]所述的組成分之熱軋鋼板，利用室溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀之後，實施電縫焊接而做成電焊鋼管，然後再以可使得鋼管的周長的減少比率為0.30%以上且2.0%以下的方式，來對於該電焊鋼管進行縮徑加工。 [6]一種電焊鋼管之製造方法，其係將含有[1]或[2]所述的組成分之鋼素材，加熱到1100℃以上且1300℃以下的加熱溫度之後； 再以粗軋結束溫度為850℃以上且1150℃以下、最終精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、以及溫度930℃以下的合計軋縮率為65%以上的條件，來實施熱軋； 接下來，以板厚中心溫度為準，以平均冷卻速度為10℃/秒以上且30℃/秒以下、以及冷卻停止溫度為450℃以上且650℃以下的條件來進行冷卻處理； 接下來，以捲取溫度為450℃以上且650℃以下的條件來進行捲取而做成熱軋鋼板； 接下來，利用室溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀之後，實施電縫焊接而做成電焊鋼管； 然後，再以可使得鋼管的周長的減少比率為0.30%以上且2.0%以下的方式，來對於該電焊鋼管進行縮徑加工。 [7]一種輸送管，其係使用[1]至[4]中的任一項所述的電焊鋼管。 [8]一種建築構造物，其係使用[1]至[4]中的任一項所述的電焊鋼管。 [發明之效果]
根據本發明，係可獲得具有高強度且韌性及耐挫曲性皆優異的電焊鋼管。又，本發明的電焊鋼管很適合應用在輸送管和建築構造物。
茲說明本發明的電焊鋼管及其製造方法如下。
首先，說明在本發明中限定電焊鋼管的母材部的組成分之理由。此外，沒有做特別聲明的話，用來表示鋼組成的「%」都是「質量%」。
C：0.040%以上且0.50%以下 C是可藉由固溶強化來提高鋼的強度之元素。此外，C可促進波來鐵的生成，提高淬火硬化性而有助於麻田散鐵的生成，也有助於沃斯田鐵的穩定化，因此也是有助於形成硬質相的元素。為了確保所期望的強度及降伏比，C含量必須是在0.040%以上。然而，C含量超過0.50%的話，硬質相的比率過高而導致韌性變差，而且焊接性也會惡化。因此，將C含量設定為0.040%以上且在0.50%以下。C含量是在0.060%以上且在0.40%以下為宜。更好是超過0.12%且在0.25%以下。
Si：0.02%以上且2.0%以下 Si是可藉由固溶強化來提高鋼的強度之元素。為了獲得這種效果，將Si含量設定為0.02%以上。但是，Si含量超過2.0%的話，很容易在電縫焊接部產生氧化物，焊接部的特性將會變差。此外，也會導致電縫焊接部以外的母材部的降伏比變高，而使得韌性變差。因此，將Si含量設定為2.0%以下。Si含量是在0.03%以上且在1.0%以下為宜。更好是在0.05%以上且在0.50%以下。Si含量特優是在0.10%以上且在0.5%以下。
Mn：0.40%以上且3.0%以下 Mn是可藉由固溶強化來提高鋼的強度之元素。此外，Mn是可降低肥粒鐵開始變態的溫度而有助於組織的細微化之元素。為了確保本發明所期望的強度及組織，Mn含量必須是0.40%以上。然而，Mn含量超過3.0%的話，很容易在電縫焊接部產生氧化物，焊接部的特性將會變差。而且因為固溶強化及組織的細微化，使得降伏應力變高，而無法獲得所期望的降伏比。因此，將Mn含量設定為0.40%以上且是3.0%以下。Mn含量是在0.50%以上且在2.5%以下為宜。更好是在0.60%以上且在2.0%以下。
P：0.10%以下 P是會偏析於晶粒邊界而導致材料的不均質，作為不可避免的雜質的話是儘量減少其含量為宜，但是如果含量是在0.10%以下的話，則可以容許。因此，將P含量設定在0.10%以下的範圍內。P含量是在0.050%以下為宜，更好是在0.030%以下。此外，P含量的下限雖然沒有特別規定，但是過度的減少P含量，將會導致煉製的成本上漲，因此，將P含量設定在0.002%以上為宜。
S：0.050%以下 S在鋼中，通常是以MnS的形態存在，但是MnS在熱軋工序時被延伸成很薄，而對於延性造成不良影響。因此，在本發明中，係將S含量儘量減少為宜，但是如果S含量是0.050%以下的話，則可以容許。因此，將S含量設定在0.050%以下。S含量是在0.020%以下為宜，更好是在0.010%以下。此外，S含量的下限雖然沒有特別規定，但是過度的減少S含量，將會導致煉製的成本上漲，因此，將S含量設定在0.0002%以上為宜。
Al：0.005%以上且0.10%以下 Al係可發揮強力的脱氧劑的作用的元素。為了獲得這種效果，Al含量必須設定在0.005%以上。但是，Al含量若超過0.10%的話，焊接性將會惡化，並且氧化鋁系的夾雜物變多，導致表面的性狀惡化。而且焊接部的韌性也下降。因此，將Al含量設定在0.005%以上且在0.10%以下。Al含量是在0.010%以上且在0.080%以下為宜。更好是在0.015%以上且在0.070%以下。
N：0.010%以下 N係可將差排的運動予以牢牢地黏固而是具有降低靭性的作用之元素。在本發明中，雖然是儘量地降低N含量為宜，但可容許N含量最高是0.010%。因此，將N含量設定在0.010%以下。N含量在0.0080%以下更好。
殘餘部分是Fe以及不可避免的雜質。但是，作為不可避免的雜質之O的含量，若是在0.0050%以下的話也是無妨。
上述的成分是本發明的電焊鋼管的基本組成分。此外，亦可因應必要又含有從下列的元素所選出的一種或兩種以上。
Nb：0.15%以下 Nb含量若超過0.15%的話，降伏比將會變高而導致韌性降低。因此，如果想要含有Nb的話，係將Nb含量設定在0.15%以下為宜。Nb會在鋼中形成細微的碳化物、氮化物而有助於提昇鋼的強度。此外，Nb可以抑制在熱軋過程中之沃斯田鐵的粗大化，是有助於組織的細微化之元素。為了要獲得上述的效果而含有Nb的話，係將Nb含量設定在0.002%以上為宜。更好是在0.005%以上且在0.13%以下。更優是在0.010%以上且在0.10%以下。
V：0.15%以下 V含量若超過0.15%的話，降伏比將會變高而導致韌性降低。因此，如果想要含有V的話，係將V含量設定在0.15%以下為宜。V會在鋼中形成細微的碳化物、氮化物而是有助於提昇鋼的強度之元素，可因應必要來含有V。為了要獲得上述的效果而含有V的話，係將V含量設定在0.002%以上為宜。更好是0.005%以上且在0.13%以下。更優是在0.010%以上且在0.10%以下。
Ti：0.15%以下 Ti含量若超過0.15%的話，降伏比將會變高而導致韌性降低。因此，如果想要含有Ti的話，係將Ti含量設定在0.15%以下為宜。Ti會在鋼中形成細微的碳化物、氮化物而是有助於提昇鋼的強度之元素。此外，Ti與N的親和性很高，因此也是有助於減少鋼中的固溶N之元素，可因應必要來含有Ti。為了要獲得上述的效果而含有Ti的話，係將Ti含量設定在0.002%以上為宜。更好是0.005%以上且在0.13%以下。更優是在0.010%以上且在0.10%以下。
Cu：1.0%以下、Ni：1.0%以下 Cu和Ni都有導致韌性降低及焊接性惡化之虞慮。因此，想要含有Cu和Ni的話，分別是將Cu含量和Ni含量都設定在1.0%以下為宜。又，Cu和Ni都是可藉由固溶強化來提昇鋼的強度之元素。為了要獲得上述的效果而含有Cu和Ni的話，分別是將Cu含量和Ni含量都設定在0.01%以上為宜。更好是將Cu含量設定在0.05%以上且在0.70%以下；更好是將Ni含量設定在0.10%以上且在0.70%以下。更優是將Cu含量設定在0.10%以上且在0.50%以下。更優是將Ni含量設定在0.10%以上且在0.50%以下。
Cr：1.0%以下、Mo：1.0%以下 Cr和Mo都有導致韌性降低及焊接性惡化之虞慮。因此，想要含有Cr和Mo的話，分別是將Cr含量和Mo含量都設定在1.0%以下為宜。又，Cr和Mo都是可提昇鋼的淬火硬化性和提昇鋼的強度之元素，可因應必要來含有Cr和Mo。為了獲得上述的效果而含有Cr和Mo的話，係分別將Cr含量和Mo含量都設定在0.01%以上為宜。更好的Cr含量是在0.05%以上且在0.70%以下。更好的Mo含量是在0.05%以上且在0.70%以下。更又的Cr含量是在0.10%以上且在0.50%以下。更優的Mo含量是在0.10%以上且在0.50%以下。
Ca：0.010%以下 Ca含量若超過0.010%的話，會在鋼中形成Ca氧化物的群聚而導致韌性惡化。因此，如果想要含有Ca的話，係將Ca含量設定在0.010%以下為宜。又，Ca係可將在熱軋工序中被延伸成很薄的MnS之類的硫化物予以球狀化，因此係有助於提昇鋼的韌性之元素，可因應必要來含有Ca。為了獲得上述效果而含有Ca的話，係將Ca含量設定在0.0005%以上為宜。更好是在0.0008%以上且在0.008%以下。更優是在0.0010%以上且在0.0060%以下。
B：0.0050%以下 B含量若超過0.0050%的話，降伏比會上昇而導致韌性惡化。因此，若想含有B的話，係將B含量設定在0.0050%以下為宜。又，B係可降低肥粒鐵變態開始溫度，因而是有助於組織的細微化之元素，可因應必要而含有B。為了獲得上述效果而含有B的話，係將B含量設定在0.0003%以上為宜。更好是在0.0005%以上且在0.0030%以下。更優是在0.0008%以上且在0.0020%以下。
其次，說明限定本發明的電焊鋼管的鋼組織之理由。
本發明的電焊鋼管的鋼組織，相對於整體的鋼組織，以體積百分率計，係含有：肥粒鐵超過30%，變韌鐵是10%以上，肥粒鐵及變韌鐵的合計是70%以上95%以下，殘餘部分是從波來鐵、麻田散鐵以及沃斯田鐵之中所選出的一種或兩種以上。將受到相鄰的結晶的方位差為15°以上的邊界所圍繞的領域視為結晶粒時，該結晶粒的平均結晶粒徑(平均圓當量直徑)係小於7.0μm，且結晶粒徑(圓當量直徑)為40.0μm以上的結晶粒，相對於整體的鋼組織，以體積百分率計，係30%以下。
此外，在本發明中所稱的結晶粒徑(圓當量直徑)係指：與作為對象的結晶粒相等面積的圓之直徑。又，所稱的鋼組織係指：電縫焊接部以外之位於母材部的鋼管厚度中央處的鋼組織。
肥粒鐵的體積百分率為超過30%，變韌鐵的體積百分率為10%以上，肥粒鐵及變韌鐵的體積百分率的合計為70%以上且95%以下 肥粒鐵是軟質組織，藉由與其他的硬質組織混合來降低鋼的降伏比。為了藉由這種效果來獲得本發明所期望的降伏比，肥粒鐵的體積百分率必須超過30%。肥粒鐵的體積百分率是在40%以上更好。又，為了確保所期望的降伏應力，肥粒鐵的體積百分率是低於70%為宜，更好是在60%以下。
變韌鐵是具有中間性的硬度之組織，可提昇鋼的強度。如果只有上述的肥粒鐵的話，無法獲得所期望的降伏應力及拉伸強度，因此，必須將變韌鐵的體積百分率設定在10%以上。更好是將變韌鐵的體積百分率設定在15%以上。又，為了確保所期望的降伏比，是將變韌鐵的體積百分率設定成低於40%為宜，更好是在35%以下。
此外，若肥粒鐵與變韌鐵的體積百分率之合計低於70%的話，無法獲得本發明所期望的降伏比或韌性。另一方面，若肥粒鐵與變韌鐵的體積百分率之合計超過95%的話，也無法獲得本發明所期望的降伏應力及降伏比。因此，除了上述肥粒鐵及變韌鐵之各自的體積百分率之外，也必須將肥粒鐵與變韌鐵的體積百分率之合計設定在70%以上且在95%以下。更好是在75%以上且93%以下。
殘餘部分為從波來鐵、麻田散鐵以及沃斯田鐵之中所選出的一種或兩種以上 波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵都是硬質的組織，尤其是可提昇鋼的拉伸強度，並且可藉由與軟質的肥粒鐵混合而能夠降低鋼的降伏比。為了獲得這種效果，係將波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之各個體積百分率的合計設定在5%以上且在30%以下為宜。更好是在7%以上且在25%以下。殘餘部分的組織可以是從上述的波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中所選出的一種或兩種以上所構成的組織。
此外，肥粒鐵、變韌鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵的體積百分率，係可利用後述的實施例中所記載的方法來進行測定。
將受到相鄰的結晶的方位差(結晶方位差)為15°以上的邊界所圍繞的領域視為結晶粒時，該結晶粒的平均結晶粒徑係小於7.0μm，且結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒的體積百分率係30%以下 如上所述，本發明的鋼組織為了要獲得本發明所期望的低降伏比、降伏應力，乃採用混合了軟質組織與硬質組織的鋼(以下，稱「複合組織鋼」)。但是，複合組織鋼的韌性是低於單一組織鋼。因此，本發明為了兼具上述的機械特性與優異的韌性，乃規定了將受到結晶方位差為15°以上的邊界所圍繞的領域視為結晶粒時之結晶粒的平均結晶粒徑的上限。結晶粒之平均結晶粒徑為7.0μm以上的話，肥粒鐵粒不夠細微，因此無法獲得所期望的降伏應力及韌性。結晶粒的平均結晶粒徑是低於6.0μm為宜。平均結晶粒徑減少的話，降伏比就上昇，因此從低降伏比的觀點而言，平均結晶粒徑是2.0μm以上為宜。更好是4.0μm以上。
一般而言，單一組織鋼或近似於單一組織鋼之鋼的結晶粒徑分布，係呈現對數常態分布，也就是說，具有單一個峰值，且在變數大的這一側分布較廣而在變數小的這一側分布較窄。但是，本發明的這種含有肥粒鐵與變韌鐵之複合組織鋼中的結晶粒徑分布，則是在粗大粒的這一側又新出現了一個變韌鐵的峰值。
具體而言，在本發明的鋼組織中，也就是說，在肥粒鐵的體積百分率超過30%且變韌鐵的體積百分率是10%以上的複合組織鋼中的結晶粒徑分布，在粗大粒這一側又新出現了一個變韌鐵的峰值。這是表示在鋼組織中混合著粗大的變韌鐵。有粗大的變韌鐵混在其中的話，將會成為韌性大幅度惡化之原因。其結果，即使規定了複合組織鋼中之最大結晶粒徑的上限，也是無法壓低粗大的變韌鐵之存在比率。因此，為了獲得良好的韌性，也必須規定粗大的結晶粒之存在比率的上限。
變韌鐵並不會成長超過方位差較大的晶粒邊界(沃斯田鐵晶粒邊界、因差排的累積而形成的次晶粒邊界)。因此，為了抑制上述粗大的變韌鐵的生成，儘可能地在低溫下進行熱軋中的精輥軋，來將大量的差排導入沃斯田鐵中以增加次晶粒邊界的面積，而形成細微的次晶粒構造(以下，也稱「細微化」)的作法是特別有效。
本發明的鋼管的韌性，係藉由增加可用來抵抗脆性破壞之晶粒邊界的總面積來提高韌性。本發明係藉由預備實驗而找到了一個新的創見，就是：結晶粒徑為40.0μm以上之粗大的結晶粒的體積百分率若超過30%的話，將會無法確保充分的晶粒邊界面積來獲得所需的韌性。因此，在本發明中，將上述結晶粒的平均結晶粒徑設定成小於7.0μm，進而又將結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒的體積百分率設定在30%以下。更好是將結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒的體積百分率設定在20%以下。
此外，結晶方位差、平均結晶粒徑、以及結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒的體積百分率，係可利用SEM/EBSD法來進行測定。在本說明書中，係可利用後述的實施例所記載的方法來進行測定。
在本發明中，即使上述的鋼組織存在於以鋼管厚度中央為中心而沿著鋼管厚度方向±1.0mm的範圍內，都同樣地可獲得上述的效果。因此，在本發明中所稱的「在鋼管厚度中央的鋼組織」係指：上述的鋼組織存在於以鋼管厚度中央為中心而沿著鋼管厚度方向±1.0mm的範圍內之意。
其次，說明限定本發明的電焊鋼管之壓縮殘留應力的大小之理由。
本發明的電焊鋼管，在內外表面上的管軸方向的壓縮殘留應力的大小是250 MPa以下。鋼管的壓縮殘留應力超過250 MPa的話，對於軸方向的壓縮變形、或者對於彎折變形時之位於彎折內側的壓縮變形之剛性降低，因而容易發生挫曲。因此，將鋼管內外表面上之管軸方向的壓縮殘留應力的大小設定在250 MPa以下。更好是在200 MPa以下。
本發明的電焊鋼管的軸壓縮特性，係符合下列數式(1)的關係為宜。
Figure 02_image005
數式(1)中，εc係表示在軸壓縮試驗中的最大壓縮負荷時的變形量(%)，D係表示鋼管外徑(mm)，t係表示鋼管厚度(mm)。
其次，說明本發明的其中一種實施方式的電焊鋼管的製造方法。
本發明的電焊鋼管，例如：係將具有上述組成分的熱軋鋼板利用室溫滾壓成形加工來將該熱軋鋼板成形為圓筒狀之後，進行電縫焊接而做成電焊鋼管，再以可使得鋼管周長是按照0.30%以上且2.0%以下的比率遞減的方式，來對於該電焊鋼管進行縮徑加工。或者，本發明的電焊鋼管，例如：係將具有上述組成分的鋼素材加熱到1100℃以上且1300℃以下的加熱溫度之後；再以粗軋結束溫度為850℃以上且1150℃以下、最終精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、以及溫度930℃以下的合計軋縮率為65%以上的條件，來實施熱軋；接下來，以板厚中心溫度為準，以平均冷卻速度為10℃/秒以上且30℃/秒以下、以及冷卻停止溫度為450℃以上且650℃以下的條件來進行冷卻處理；接下來，以捲取溫度為450℃以上且650℃以下的條件來進行捲取而做成熱軋鋼板；接下來，利用室溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀之後，實施電縫焊接而做成電焊鋼管；然後，再以可使得鋼管周長是按照0.30%以上且2.0%以下的比率遞減的方式，來對於該電焊鋼管進行縮徑加工而製得的。
此外，在以下的製造方法的說明中，關於溫度「℃」的表示，如果沒有做特別聲明的話，都是表示鋼素材和鋼板(熱軋鋼板)的表面溫度。這些表面溫度係可利用幅射熱溫度計等來進行測定。又，鋼板之板厚度中心的溫度，係可以利用熱傳導解析方法來計算出鋼板剖面內的溫度分布，再將其結果利用鋼板的表面溫度進行修正而求得。又，所稱的「熱軋鋼板」係包含：熱軋鋼板和熱軋鋼帶。
本發明中之鋼素材(鋼胚料)的熔製方法，並未特別地限定，係可採用轉爐、電爐、真空熔解爐等之習知的熔製方法。鑄造方法也未特別地限定，係可採用連續鑄造法等之習知的鑄造方法來製造成所期望的尺寸。此外，亦可採用造塊暨分塊輥軋法來取代連續鑄造法。亦可針對於熔鋼又實施了盛鋼桶精煉等的二次精煉。
接下來，將所製得的鋼素材(鋼胚料)加熱到1100℃以上且1300℃以下的加熱溫度之後；再以粗軋結束溫度為850℃以上且1150℃以下的條件實施粗輥軋；再以最終精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下的條件實施精輥軋；並且是以溫度930℃以下的合計軋縮率為65%以上的條件實施熱軋而做成熱軋鋼板。
加熱溫度為1100℃以上且1300℃以下 加熱溫度若低於1100℃的話，被輥軋材的變形阻力變得太大而難以進行輥軋。另一方面，加熱溫度超過1300℃的話，沃斯田鐵粒將會變得粗大化，在後續的輥軋(粗輥軋、精輥軋)中將無法獲得細微的沃斯田鐵粒，而難以確保本發明之電焊鋼管之鋼組織的平均結晶粒徑。此外，難以抑制粗大的變韌鐵的生成，很難將結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒的體積百分率予以控制在本發明的範圍內。因此，將熱軋工序時的加熱溫度設定在1100℃以上且在1300℃以下。更好是在1120℃以上且在1280℃以下。
此外，本發明除了可以採用：先製造出鋼胚料(鋼胚)之後，一旦先讓鋼胚料冷卻至室溫，然後再度進行加熱之習知的製造方法之外，也可以採用：不必讓鋼胚料冷卻至室溫，保持熱鋼胚料的狀態直接送入加熱爐，或者僅做稍微的保持熱度處理之後隨即進行輥軋工序，也就是說，本發明也可以採用這種直接進行輥軋的節省能源的製程。
粗軋結束溫度為850℃以上且1150℃以下 粗軋結束溫度若低於850℃的話，在後續的精輥軋工序中，鋼板表面溫度將會掉到肥粒鐵變態開始溫度以下，因而生成大量的加工肥粒鐵，導致降伏比上昇。另一方面，粗軋結束溫度若超過1150℃的話，在沃斯田鐵未再結晶溫度域的軋縮量將會不足，因而無法獲得細微的沃斯田鐵粒。其結果，將會難以確保本發明所期望的電焊鋼管之鋼組織的平均結晶粒徑。此外，很難抑制粗大的變韌鐵的生成。因此，乃將粗軋結束溫度設定在850℃以上且在1150℃以下。更好是在860℃以上且在1000℃以下。
最終精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下 最終精軋結束溫度若低於750℃的話，在精輥軋工序中的鋼板表面溫度將會掉到肥粒鐵變態開始溫度以下，因而生成大量的加工肥粒鐵，導致降伏比上昇。另一方面，最終精軋結束溫度若超過850℃的話，在沃斯田鐵未再結晶溫度域的軋縮量變得不足，無法獲得細微的沃斯田鐵粒。其結果，將會難以確保本發明之電焊鋼管之鋼組織的平均結晶粒徑。此外，很難抑制粗大的變韌鐵的生成。因此，乃將最終精軋結束溫度設定在750℃以上且在850℃以下。更好是設定在770℃以上且在830℃以下。
溫度930℃以下的合計軋縮率為65%以上 在本發明中，係藉由在熱軋工序時將沃斯田鐵中的次晶粒予以細微化，來將在後續的冷卻工序、捲取工序時所生成的肥粒鐵、變韌鐵以及殘餘部分組織予以細微化，因而能夠獲得具有所期望的強度及韌性之電焊鋼管的鋼組織。為了在熱軋工序中，將沃斯田鐵中的次晶粒予以細微化，必須提高在沃斯田鐵未再結晶溫度域中的軋縮率，來導入充分量的加工變形。為了達成這種效果，在本發明中，係將溫度930℃以下的合計軋縮率設定在65%以上。
溫度930℃以下的合計軋縮率若低於65%的話，在熱軋工序中將會無法導入充分量的加工變形，因此，無法獲得具有本發明所期望的結晶粒徑之組織。溫度930℃以下的合計軋縮率是在70%以上為宜。雖然並未特別地規定其上限，但是，若超過80%的話，相對於軋縮率的上昇所產生之提高韌性的效果將會變小，只會增大設備負荷而已，並無助益。因此，將溫度930℃以下的合計軋縮率設定在80%以下為宜。更好是設定在75%以下。
此外，將溫度設定為930℃以下的理由，是因為如果溫度超過930℃的話，在熱軋工序中，沃斯田鐵會再結晶，使得藉由輥軋所導入的差排全部都消失，因而無法獲得細微的沃斯田鐵之緣故。
此外，上述所稱的合計軋縮率係指：在930℃以下的溫度域之各輥軋道次之軋縮率的合計。
此外，在對於鋼胚料進行熱軋時，亦可實施將上述的粗輥軋及精輥軋之兩個工序中之溫度930℃以下的合計軋縮率為65%以上的熱軋。或者，也可以實施只進行精輥軋而且在930℃以下的合計軋縮率為65%以上的熱軋。後者的情況下，如果只進行精輥軋而無法將930℃以下的合計軋縮率達到65%以上的話，則在進行粗輥軋的途中，先將鋼胚料冷卻至溫度為930℃以下之後，再將粗輥軋與精輥軋的兩個工序中之溫度930℃以下的合計軋縮率調整到65%以上。
在本發明中，雖然並未特別規定精軋鋼板厚度(精輥軋後之成品鋼板的厚度)的上限，但是基於想要確保所需的軋縮率、和鋼板的溫度管理之觀點考量，係將精軋鋼板厚度設定在超過17mm且在30mm以下為宜。
熱軋工序之後，對於熱軋鋼板實施冷卻工序。在冷卻工序中，到達冷卻停止溫度之前，係以10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度來進行冷卻，而冷卻停止溫度係設定在450℃以上且650℃以下。
冷卻開始至冷卻停止(冷卻結束)為止的平均冷卻速度為10℃/秒以上30℃/秒以下 以熱軋鋼板的鋼板厚度中心溫度為準，從冷卻開始至後述之冷卻停止為止的溫度域中的平均冷卻速度若低於10℃/秒的話，肥粒鐵的晶核的生成數量減少，肥粒鐵粒變粗大化，因此無法使得平均結晶粒徑小於7.0μm。此外，很難將結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒的體積百分率控制在本發明所期望的範圍內。另一方面，平均冷卻速度若超過30℃/秒的話，將會生成大量的麻田散鐵，肥粒鐵與變韌鐵的體積百分率的合計將會低於70%。因此係將平均冷卻速度設定在15℃/秒以上且25℃/秒以下為宜。
此外，在本發明中，基於抑制冷卻前之在鋼板表面生成肥粒鐵的觀點考量，係在精輥軋結束後隨即開始進行冷卻為宜。
冷卻停止溫度為450℃以上且650℃以下 以熱軋鋼板的鋼板厚度中心溫度為準，冷卻停止溫度若低於450℃的話，將會生成大量的麻田散鐵，肥粒鐵與變韌鐵的體積百分率的合計將會低於70%。另一方面，冷卻停止溫度若超過650℃的話，肥粒鐵的晶核的生成數量減少，肥粒鐵晶粒變粗大化，並且溫度高於變韌鐵變態開始溫度，因而無法使得變韌鐵的體積百分率達到10%以上。因此，係將冷卻停止溫度設定在480℃以上且620℃以下為宜。
此外，在本發明中所稱的平均冷卻速度，如果沒有特別地聲明的話，係指：利用((冷卻前的熱軋鋼板的鋼板厚度中心溫度－冷卻後的熱軋鋼板的鋼板厚度中心溫度)/冷卻時間)所求得的數值(冷卻速度)。冷卻方法，係可舉出：利用噴嘴噴射出水來進行水冷、利用噴射出冷卻用氣體來進行氣冷等的方法。在本發明中，是以對於熱軋鋼板的兩面都以相同條件來進行冷卻的方式，來對於熱軋鋼板的兩面實施冷卻操作(處理)為宜。
冷卻工序之後，實施：先在450℃以上且650℃以下的捲取溫度的條件下，將熱軋鋼板進行捲取之後，再予以放冷之捲取工序。 基於鋼板組織的觀點考量，實施捲取工序時，係在450℃以上且650℃以下的捲取溫度的條件下，將熱軋鋼板進行捲取。捲取溫度若低於450℃的話，將會生成大量的麻田散鐵，有時候將會導致肥粒鐵與變韌鐵的體積百分率的合計無法達到70%。捲取溫度超過650℃的話，肥粒鐵的晶核的生成數量減少，肥粒鐵晶粒變粗大化，並且溫度高於變韌鐵變態開始溫度，因而有時候無法使得變韌鐵的體積百分率達到10%以上。因此，將捲取溫度設定在480℃以上且620℃以下為宜。
捲取工序之後，實施造管工序。造管工序時，係對於熱軋鋼板進行滾壓成形加工來做成圓筒狀的未密封管(圓型鋼管)，然後將該未密封管在圓周方向上的對接部利用高頻電阻加熱方式予以熔融化的同時，利用擠壓輥來將兩個對接部進行擠壓對接而壓合在一起之後，進行電縫焊接，而做成電焊鋼管。然後，實施利用配置在電焊鋼管的上下左右的輥子來對於電焊鋼管進行縮徑加工，以將鋼管外徑調整成所期望的數值之定徑處理。
電縫焊接時的擠壓對接量，為了可以將造成韌性變差的原因之氧化物、氮化物等的夾雜物可與熔鋼一起被排出去，乃將該擠壓對接量設定為鋼板厚度的20%以上為宜。如果擠壓對接量是超過鋼板厚度的100%的話，將會導致擠壓輥的負荷過大。因此，乃將擠壓對接量設定在鋼板厚度的20%以上且鋼板厚度的100%以下為宜。更好是在40%以上且在80%以下。
在電縫焊接後的定徑工序中，為了要符合本發明所期望的管軸方向的殘留應力，必須以可使得鋼管的周長在定徑工序中之全部的輥軋機的合計減少比率是0.30%以上的方式，來對於鋼管進行縮徑加工。但是，如果是以使得鋼管的周長之合計減少比率是超過2.0%的方式，來對於鋼管進行縮徑加工的話，在通過軋輥時之鋼管管軸方向的撓曲量太大，反而會導致縮徑加工後的鋼管管軸方向的殘留應力上昇。此外，鋼管也會大幅度產生加工硬化而導致延展性變差，耐挫曲性能下降。因此，係以可使得鋼管的周長的減少比率為0.30%以上且2.0%以下的方式來對於鋼管進行縮徑加工。更好是0.50%以上且1.8%以下。
此外，在定徑工序中，為了儘量地縮小鋼管通過軋輥時之鋼管管軸方向的撓曲量，來抑制發生在管軸方向的殘留應力，是採用複數台輥軋機來進行多階段的縮徑加工為宜，並且在各輥軋機所進行的縮徑加工，是以可使得鋼管的周長的減少比率為1.0%以下的方式來進行縮徑加工為宜。
又，判斷鋼管是否為電焊鋼管時，將電焊鋼管從與管軸方向垂直的面進行切斷，將包含焊接部(電縫焊接部)在內的剖斷面進行研磨之後，再予以腐蝕，然後利用光學顯微鏡進行觀察即可判斷出來。如果焊接部(電縫焊接部)之熔融凝固部在鋼管圓周方向上的寬度在鋼管總厚度中達到1.0μm以上且1000μm以下的話，即為電焊鋼管。
此時所採用的腐蝕液，係配合鋼的組成分、鋼管的種類來做適當的選擇即可。又，熔融凝固部係如圖1之腐蝕後的剖面示意圖所示般地，可以看出來是具有與母材部1及焊接熱影響部2不同的組織形態和對比度之領域(熔融凝固部3)。例如：碳鋼及低合金鋼之電焊鋼管的熔融凝固部，在以硝酸腐蝕液進行腐蝕後的剖面中，係能夠從以光學顯微鏡進行觀察時之白色領域來界定出該熔融凝固部。又，碳鋼及低合金鋼之大口徑直縫電焊鋼管(UOE鋼管)的熔融凝固部，在以硝酸腐蝕液進行腐蝕後的剖面中，係能夠從以光學顯微鏡進行觀察時之含有晶格狀或樹枝狀的凝固組織的領域來界定出該熔融凝固部。
藉由以上所述的製程可以製造本發明的電焊鋼管。本發明的電焊鋼管，尤其是鋼管厚度超過17mm且30mm以下的電焊鋼管，係可發揮優異的耐挫曲性能。並且也兼具高強度和優異的韌性。
又，本發明的電焊鋼管，很適合使用於輸送管、以及土木建築構造物的柱材的這種基於耐震性等的觀點考量而被要求具有耐挫曲性之大型構造物中。 [實施例]
茲佐以實施例來進一步詳細說明本發明如下。但是，本發明並不限於以下的實施例。
首先，熔製出具有表1所示的組成分之熔鋼且做成鋼胚料。再對於所製得的鋼胚料依照表2所示的條件，實施熱軋工序、冷卻工序、捲取工序，而做成表2所示的成品鋼板厚度(mm)之電焊鋼管用熱軋鋼板。
捲取工序之後，將熱軋鋼板利用滾壓成形加工而成形為圓筒狀的圓型鋼管，將其對接部分進行電縫焊接。然後，利用配置在圓型鋼管的上下左右的軋輥來對於鋼管進行縮徑加工，而製得表2所示的外徑(mm)及鋼管厚度(mm)之電焊鋼管。
從所製得的電焊鋼管採取出在管軸方向上具有1800mm長度之電焊鋼管，用來進行測定管軸方向的殘留應力及軸壓縮試驗。
此外，從所製得的電焊鋼管採取出試驗片，用來進行組織觀察、拉伸試驗、夏比衝撃試驗。各種試驗片是從在鋼管圓周方向上遠離電縫焊接部90°的母材部所採取出來的。
[測定殘留應力] 殘留應力的測定，是利用X射線繞射法，針對於電焊鋼管的長度中央部的內外表面分別實施過100μm的電解研磨之後的表面所進行的測定。以管軸方向來作為進行測定之殘留應力的方向。針對於電縫焊接部和、以該電縫焊接部為基準之在鋼管周方向上每間隔30度的各位置來進行測定，每一根電焊鋼管係測定24處。從這些24個測定處的測定結果來求出壓縮殘留應力的大小之最大值。
[組織觀察] 組織觀察，係使用光學顯微鏡(倍率：1000倍)或掃描型電子顯微鏡(SEM、倍率：1000倍)來觀察位於從鋼管外面起算之鋼管厚度t之1/4t位置處的組織，並且進行照相。從取得的光學顯微鏡影像及SEM影像計算出肥粒鐵、波來鐵、變韌鐵及殘餘部分組織的面積百分率。
先進行觀察5個視野以上，再計算出各視野所獲得的數值的平均值來作為各組織的面積百分率。此處，係將組織觀察所獲得的面積百分率當作各組織之體積百分率。
此外，肥粒鐵是擴散變態所產生的生成物，差排密度很低，係呈現出幾乎完全復原的組織。多角形肥粒鐵以及擬多角形肥粒鐵也被包含在肥粒鐵內。變韌鐵是差排密度很高之針板狀的肥粒鐵與雪明鐵的複相組織。波來鐵是鐵與鐵碳化物的共析組織(肥粒鐵+雪明鐵)，係呈現線狀的肥粒鐵與雪明鐵交替排列的疊層狀的組織。麻田散鐵是差排密度非常高之針板狀的低溫變態組織。在SEM影像中，肥粒鐵和變韌鐵是顯現出比較明亮的對比度。
又，在光學顯微鏡影像及SEM影像中很難以分辨出麻田散鐵和沃斯田鐵。因此，先從所獲得的SEM影像中測定出被視為麻田散鐵或沃斯田鐵的組織的面積百分率，再將從這個面積百分率(當作體積百分率)減掉依據後述的方法所測定出來的沃斯田鐵的體積百分率之後的數值，當作麻田散鐵的體積百分率。
沃斯田鐵之體積百分率，是利用X射線繞射法來進行測定的。先以X射線繞射面是位於鋼管的外表面起算之鋼管厚度t的1/4t位置的方式，將組織觀察用的試驗片進行切削之後，又實施化學性研磨來除去表面加工層而製作成組織觀察用試驗片。並且是使用Mo的Kα射線來進行測定，而從fcc鐵的(200)、(220)、(311)面與bcc鐵的(200)、(211)面之積分強度來計算出沃斯田鐵的體積百分率。
此外，平均結晶粒徑(平均圓當量直徑)及結晶粒徑(圓當量直徑)為40.0μm以上之結晶粒的體積百分率，則是使用SEM/EBSD法來進行測定的。 先求出相鄰的結晶粒之間的方位差，再將方位差15°以上的邊界視為結晶晶粒的邊界來進行結晶粒徑的測定。從所獲得之結晶晶粒的邊界求出粒徑的算術平均值，將其當作平均結晶粒徑。將測定領域設定在500μm×500μm、將測定節距大小設定在0.5μm。此外，在進行結晶粒徑的解析時，將結晶粒徑小於2.0μm的結晶粒視為測定雜訊而從解析對象予以排除，將所獲得的面積百分率視為體積百分率。
[拉伸試驗] 拉伸試驗，係先採取出依據日本工業規格JIS 5號的拉伸試驗片(拉伸方向係與鋼管長度方向平行)，並且依據日本工業規格JIS Z 2241的規定來實施拉伸試驗。先測定出降伏應力YS(MPa)和拉伸強度TS(MPa)之後，再計算出以(YS/TS)×100來定義的降伏比YR(%)。但是，降伏應力YS則是採用：0.5%標稱應變時的流動應力。
[夏比衝撃試驗] 夏比衝撃試驗，是先從所製得的電焊鋼管的鋼板厚度中央處，採取出V型缺口試驗片(試驗片的長度方向係鋼管周方向(也就是，與鋼管長度方向保持垂直)。然後，依據日本工業規格JIS Z 2242的規定，於-40℃的溫度下實施夏比衝撃試驗，而求出夏比衝撃試驗吸收能量。試驗樣本數是各三片，將這些試驗樣本的吸收能量的平均值當作電焊鋼管的夏比衝撃試驗吸收能量。
[軸壓縮試驗] 先在鋼管的兩端安裝耐壓板，然後利用大型壓縮試驗裝置來實施了軸壓縮試驗。將壓縮負荷最大時的變形量當作開始挫曲變形εc(%)。將開始挫曲變形εc(%)符合下列數式(1)的關係之鋼管視為合格。
Figure 02_image007
數式(1)中的D係表示鋼管外徑(mm)、t係表示鋼管厚度(mm)。
將試驗所獲得的結果標示於表3。
Figure 02_image009
Figure 02_image011
Figure 02_image013
表3中的鋼管No.1～3、12是本發明例，鋼管No.4～11是比較例。
本發明例之電焊鋼管的組成分皆為含有C：0.040%以上且0.50%以下、Si：0.02%以上且2.0%以下、Mn：0.40%以上且3.0%以下、P：0.10%以下、S：0.050%以下、Al：0.005%以上且0.10%以下、以及N：0.010%以下，殘餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成，其微觀組織以體積百分率計，係含有超過30%的肥粒鐵和10%以上的變韌鐵、而且肥粒鐵及變韌鐵的合計是70%以上且95%以下，殘餘部分是從波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵所選出的一種或兩種以上，結晶粒的平均結晶粒徑(平均圓當量直徑)是低於7.0μm，而且結晶粒徑(圓當量直徑)40.0μm以上的結晶粒的體積百分率是30%以下，在鋼管內外表面上之管軸方向的壓縮殘留應力的大小是250 MPa以下。
此外，這些本發明例的機械特性都是降伏應力為450 MPa以上，降伏比為90%以下，-40℃溫度下之夏比衝擊試驗的衝擊吸收能量為70J以上，開始挫曲變形εc是符合數式(1)的關係。
另一方面，比較例的鋼管No.4，因為C含量高於本發明的範圍，所以肥粒鐵和變韌鐵的合計體積百分率無法達到所期望的值。其結果，-40℃溫度下之夏比衝擊試驗的衝擊吸收能量無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.5，因為C含量低於本發明的範圍，所以降伏應力以及降伏比無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.6，因為Si含量高於本發明的範圍，所以降伏比以及-40℃溫度下之夏比衝擊試驗的衝擊吸收能量無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.7，因為Si含量低於本發明的範圍，所以降伏應力無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.8，因為Mn含量高於本發明的範圍，所以降伏比無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.9，因為Mn含量低於本發明的範圍，所以結晶粒的平均結晶粒徑及40.0μm以上的結晶粒之合計體積百分率無法達到所期望的值。其結果，降伏應力以及-40℃溫度下之夏比衝擊試驗的衝擊吸收能量無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.10，因為在930℃以下之合計軋縮率太低，所以40.0μm以上的結晶粒之合計體積百分率無法達到所期望的值。其結果，-40℃溫度下之夏比衝擊試驗的衝擊吸收能量無法達到所期望的值。
比較例的鋼管No.11，因為在定徑工序中的縮徑的比率太低，所以壓縮殘留應力的大小無法達到所期望的值。其結果，開始挫曲變形無法達到所期望的值。
1:母材部 2:焊接熱影響部 3:熔融凝固部
[圖1]係電焊鋼管之電縫焊接部的管圓周方向的剖面之示意圖。

Claims (8)

  1. 一種電焊鋼管，其係具有：母材部與電縫焊接部之電焊鋼管， 該母材部的組成分以質量%計，係含有： C：0.040%以上且0.50%以下、 Si：0.02%以上且2.0%以下、 Mn：0.40%以上且3.0%以下、 P：0.10%以下、 S：0.050%以下、 Al：0.005%以上且0.10%以下、以及 N：0.010%以下； 殘餘部分係由Fe及不可避免的雜質所組成； 鋼組織以體積百分率計，係含有超過30%的肥粒鐵和10%以上的變韌鐵； 該肥粒鐵及該變韌鐵之體積百分率的合計，係70%以上且95%以下； 該殘餘部分係含有：從波來鐵、麻田散鐵和沃斯田鐵選出的一種或兩種以上； 將受到相鄰的結晶的方位差為15°以上的邊界所圍繞的領域視為結晶粒時，該結晶粒的平均結晶粒徑係小於7.0μm，且結晶粒徑為40.0μm以上的結晶粒以體積百分率計，係30%以下；並且 在內外表面上之管軸方向的壓縮殘留應力的大小是250 MPa以下。
  2. 如請求項1所述之電焊鋼管，以質量%計，除了前述組成分之外，還含有從： Nb：0.15%以下、 V：0.15%以下、 Ti：0.15%以下 Cu：1.0%以下、 Ni：1.0%以下、 Cr：1.0%以下、 Mo：1.0%以下、 Ca：0.010%以下、以及 B：0.0050%以下 之中所選出的一種或兩種以上。
  3. 如請求項1或請求項2所述之電焊鋼管，其鋼管厚度是超過17mm且30mm以下。
  4. 如請求項1至請求項3之任一項所述之電焊鋼管，其軸壓縮特性係符合下列數式(1)的關係：
    Figure 03_image001
    此處，在數式(1)中，εc係表示在軸壓縮試驗中，壓縮負荷趨於最大時的變形量(%)、D係表示外徑(mm)、t係表示鋼管厚度(mm)。
  5. 一種電焊鋼管之製造方法，其係將含有請求項1或請求項2所述的組成分之熱軋鋼板，利用室溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀之後，實施電縫焊接而做成電焊鋼管，然後再以可使得鋼管的周長的減少比率為0.30%以上且2.0%以下的方式，來對於該電焊鋼管進行縮徑加工。
  6. 一種電焊鋼管之製造方法，其特徵為： 將含有請求項1或請求項2所述的組成分之鋼素材，加熱到1100℃以上且1300℃以下的加熱溫度之後； 再以粗軋結束溫度為850℃以上且1150℃以下、最終精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、以及溫度930℃以下的合計軋縮率為65%以上的條件，來實施熱軋； 接下來，以板厚中心溫度為準，以平均冷卻速度為10℃/秒以上且30℃/秒以下、以及冷卻停止溫度為450℃以上且650℃以下的條件來進行冷卻處理； 接下來，以捲取溫度為450℃以上且650℃以下的條件來進行捲取而做成熱軋鋼板； 接下來，利用室溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀之後，實施電縫焊接而做成電焊鋼管； 然後，再以可使得鋼管的周長的減少比率為0.30%以上且2.0%以下的方式，來對於該電焊鋼管進行縮徑加工。
  7. 一種輸送管，其係使用請求項1至請求項4中的任一項所述的電焊鋼管。
  8. 一種建築構造物，其係使用請求項1至請求項4中的任一項所述的電焊鋼管。
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