TWI758956B - 電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法、電焊鋼管及其製造方法、輸送管、建築構造物 - Google Patents

電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法、電焊鋼管及其製造方法、輸送管、建築構造物 Download PDF

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Abstract

本發明係提供：電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法、電焊鋼管及其製造方法、輸送管、建築構造物。 本發明的電焊鋼管用熱軋鋼板，其組成分以質量％計，係含有C：0.030％以上且0.20％以下、Si：0.02％以上且1.0％以下、Mn：0.40％以上且3.0％以下、P：0.050％以下、S：0.020％以下、N：0.0070％以上且0.10％以下、以及Al：0.005％以上且0.080％以下，殘餘部分是Fe及不可避免的雜質，鋼中的固溶N是0.0010％以上且0.090％以下，假設鋼板厚度為t時，在1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下。

Description

電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法、電焊鋼管及其製造方法、輸送管、建築構造物
本發明係關於：很適合作為輸送管、建築物的柱材等之大型構造物的素材使用之韌性優異且具有高強度和低降伏比之電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法。又，本發明係關於：很適合使用於輸送管、建築物的柱材等之大型構造物之韌性優異且具有高強度和低降伏比之厚管壁的電焊鋼管及其製造方法。又，本發明係關於：由上述的電焊鋼管所構成之輸送管、以及建築構造物。
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。
如上所述，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，因為電焊鋼管在造管過程中會產生加工硬化，因此若與作為電焊鋼管素材使用的熱軋鋼板的降伏比相較，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，造管後的降伏比變得愈高。因此，很難將厚壁電焊鋼管適用在輸送管和建築物的柱材這種基於耐震性等的觀點考量而需要具有低降伏比的大型構造物上。
例如：專利文獻1所揭示的厚壁電焊鋼管，其母材鋼板的金屬組織以面積百分率計，係含有50～92％的多角形肥粒體，上述多角形肥粒體的平均粒徑是15μm以下，電縫焊接部的硬度是160Hv～240Hv，上述電縫焊接部的組織是變韌鐵、細粒肥粒鐵及波來鐵、或者是細粒肥粒鐵及變韌鐵。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第5293903號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1所揭示的電焊鋼管，因為在母材鋼板中，以面積百分率計，係含有50～92％的多角形肥粒體，所以無法兼具輸送管和建築構造物所需的強度與韌性。此外，在管壁厚度超過17mm的這種厚壁電焊鋼管中，因為肥粒鐵的加工硬化能不足，所以無法獲得所需的低降伏比。
如果要將電焊鋼管使用在輸送管的話，必須具備能夠耐受輸送流體的內壓之強度、以及當發生龜裂時能夠阻止龜裂漫延之韌性。又，如果要將電焊鋼管使用在建築物之柱材的話，必須具備能夠耐受地震時所發生的撓曲和衝擊力之強度以及韌性。因此，必須具備：降伏強度為450MPa以上的高強度、以及在熱軋鋼板中具備：夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度為-60℃以下之韌性；或者在電焊鋼管中必須具備：母材部在夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度為-40℃以下的韌性。
本發明係有鑒於上述情事而開發完成的，其目的是要提供：很適合作為輸送管、建築物的柱材等的大型構造物及其素材使用之韌性優異且具有高強度和低降伏比之電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法、以及厚管壁的電焊鋼管及其製造方法。此外，本發明之目的是要提供：由上述的電焊鋼管所構成的輸送管、建築構造物。
此外，在本發明中所稱的「韌性優異」，係指：依據後述的實施例中所記載的方法來實施的熱軋鋼板之夏比衝擊試驗中的延脆轉移溫度為-60℃以下；依據後述的實施例中所記載的方法來實施的電焊鋼管的母材部之夏比衝擊試驗中的延脆轉移溫度為-40℃以下。
此外，在本發明中所稱的「高強度」，係指：依據後述的實施例中所記載的方法來測定熱軋鋼板及電焊鋼管的母材部所獲得的降伏強度(YS)為450MPa以上。
又，在本發明中所稱的「低降伏比(降伏比較低)」，係指：下列數式(1)所表示的相當於熱軋鋼板的造管後的降伏比(YRP )(％)為90.0％以下；電焊鋼管的母材部的降伏比(YR)(=(電焊鋼管之母材部的降伏強度/電焊鋼管之母材部的拉伸強度)×100)(％)為90.0％以下。 YRP =(4.0FS/TS)×100 ・・・數式(1) 數式(1)中，「4.0FS」係表示4.0％標稱應變的流動應力(MPa)、TS係表示熱軋鋼板的拉伸強度(MPa)。 此外，熱軋鋼板和電焊鋼管的降伏強度以及拉伸強度，係依據後述的實施例中所記載的方法來求出的。又，在本發明中所稱的「標稱應變」，係指：在拉伸試驗中，將拉伸儀所測定出來的試驗片平行部的標點間距離的變位量除以拉伸前的標點間距離後，再乘以100倍後的數值。
又，在本發明中所稱的「厚壁」，係指：上述的熱軋鋼板之鋼板厚度及電焊鋼管之母材部的厚度係超過17mm且是30mm以下者。 [解決問題之技術手段]
本發明人等為了要解決上述課題，乃努力地進行了檢討。
一般而言，電焊鋼管係含有超過室溫時的固溶限度量的C(碳)作為侵入型固溶元素，而超過了鋼中的固溶限度量的C則是以碳化物的形態析出。
N(氮)也是與C同樣地，是鋼中的侵入型固溶元素，而超過了鋼中的固溶限度量的N則是以氮化物的形態析出。室溫時的鋼中的N(氮)的固溶限度量是高於室溫時的鋼中的C(碳)的固溶限度量，因此以原子數來比較時，N在鋼中的固溶量是多於C。
因此，本發明人等，乃針對於：在鋼中增加了固溶N量時之作為電焊鋼管的素材的熱軋鋼板以及利用該素材進行造管而製造出來的電焊鋼管的機械特性進行了調查。其結果，找到了一種創見，就是：藉由增加固溶N量，可以提高素材的加工硬化能，而在造管後可獲得低降伏比。然而，同時也得知：因為N附著固定於造管時所導入的差排中，因而導致韌性變差。
因此，本發明人等，更進一步地加以檢討。其結果，又找到了一種創見，就是：將熱軋鋼板以及電焊鋼管之母材部的1/2t位置(t：鋼板厚度；或管壁厚度)(換言之，是熱軋鋼板的話，係指：「鋼板厚部t之1/2位置」；是電焊鋼管的話，係指：「母材部的管壁厚度t的1/2位置」。以下的說明中也是同樣)處的鋼組織的平均結晶粒徑設定在20.0μm以下，並且將N含量設定在恰當的量，就可獲得優異的韌性，並且具備高強度以及低降伏比。
本發明是基於這些創見而開發完成的，本發明的要旨如下所述： [1]一種電焊鋼管用熱軋鋼板，其組成分以質量％計，係含有 C：0.030％以上且0.20％以下、 Si：0.02％以上且1.0％以下、 Mn：0.40％以上且3.0％以下、 P：0.050％以下、 S：0.020％以下、 N：0.0070％以上且0.10％以下、以及 Al：0.005％以上且0.080％以下， 殘餘部分是Fe及不可避免的雜質， 鋼中的固溶N是0.0010％以上且0.090％以下， 假設鋼板厚度為t時，在1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下。 [2]如上述[1]所述的電焊鋼管用熱軋鋼板，除了前述組成分之外，以質量％計，又含有 Nb：0.15％以下、 V：0.15％以下、 Ti：0.050％以下、 Cu：1.0％以下、 Ni：1.0％以下、 Cr：0.20％以下、 Mo：0.20％以下、 Ca：0.010％以下、以及 B：0.0050％以下 之中的一種或兩種以上。 [3]如上述[1]或[2]所述的電焊鋼管用熱軋鋼板，其中，在前述1/2t位置處的鋼組織，以體積百分率計，是90％以上的變韌鐵，殘餘部分是含有肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中的一種或兩種以上。 [4]如上述[1]或[2]或[3]所述的電焊鋼管用熱軋鋼板，其中，前述鋼板厚度是超過17mm且是30mm以下。 [5]一種電焊鋼管用熱軋鋼板之製造方法，其係用來製造上述[1]至[4]中之任一項所述的電焊鋼管用熱軋鋼板之製造方法， 係將具有上述[1]或[2]中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900℃以上且1100℃以下、精軋開始溫度為800℃以上且950℃以下、精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、並且精軋時的合計軋縮率為60％以上的條件來實施熱軋， 接下來，以鋼板厚度中心溫度為準，依照10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度，且冷卻停止溫度為400℃以上且600℃以下的條件來實施冷卻處理， 接下來，在400℃以上且600℃以下的溫度下進行捲取。 [6]一種電焊鋼管，其係具有母材部與電縫焊接部之電焊鋼管，前述母材部的組成分以質量％計，係含有 C：0.030％以上且0.20％以下、 Si：0.02％以上且1.0％以下、 Mn：0.40％以上且3.0％以下、 P：0.050％以下、 S：0.020％以下、 N：0.0070％以上且0.10％以下、以及 Al：0.005％以上且0.080％以下， 殘餘部分是Fe及不可避免的雜質， 鋼中的固溶N係0.0010％以上且0.090％以下， 假設前述母材部的厚度為t時，在前述母材部的1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下。 [7]如上述[6]所述的電焊鋼管，其中，前述母材部除了前述組成分之外，以質量％計，又含有 Nb：0.15％以下、 V：0.15％以下、 Ti：0.050％以下 Cu：1.0％以下、 Ni：1.0％以下、 Cr：0.20％以下、 Mo：0.20％以下、 Ca：0.010％以下、以及 B：0.0050％以下 之中的一種或兩種以上。 [8]如上述[6]或[7]所述的電焊鋼管，其中，在前述母材部的1/2t位置處的前述鋼組織，以體積百分率計，是90％以上的變韌鐵，殘餘部分是含有肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中的一種或兩種以上。 [9]如上述[6]或[7]或[8]所述的電焊鋼管，其中，前述母材部的前述厚度是超過17mm且是30mm以下。 [10]一種電焊鋼管之製造方法，係將上述[1]或[2]所述的熱軋鋼板，利用常溫滾壓成形加工來將該熱軋鋼板成形為圓筒狀的未密封管，再將該未密封管在圓周方向上的兩端部對接且進行電縫焊接。 [11]一種電焊鋼管之製造方法，係將含有上述[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900℃以上且1100℃以下、精軋開始溫度為800℃以上且950℃以下、精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、並且精軋時的合計軋縮率為60％以上的條件來實施熱軋， 接下來，以鋼板厚度中心溫度為準，依照10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度，且冷卻停止溫度為400℃以上且600℃以下的條件來實施冷卻處理， 接下來，在400℃以上且600℃以下的溫度下進行捲取而做成熱軋鋼板， 接下來，利用常溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀的未密封管，再將該未密封管在圓周方向上的兩端部對接且進行電縫焊接。 [12]一種輸送管，其係使用上述[6]～[9]中的任一項所述的電焊鋼管。 [13]一種建築構造物，其係使用上述[6]～[9]中的任一項所述的電焊鋼管。 [發明之效果]
根據本發明，係可提供：韌性優異且具有高強度和低降伏比的電焊鋼管用熱軋鋼板及其製造方法、以及厚管壁的電焊鋼管及其製造方法。又，根據本發明，係可提供：由具備這些特性的上述電焊鋼管所構成的輸送管、以及建築構造物。
茲詳細說明本發明如下。此外，本發明並不限定於以下的實施方式。又，電焊鋼管係在鋼管圓周方向的剖面中，假設電縫焊接部為0°時，針對於與電縫焊接部相隔90°的位置處的母材部的組成分以及鋼組織加以規定。此處，雖然是針對於與電縫焊接部相隔90°的位置處的母材部的組成分以及鋼組織加以規定，但是，例如：在與電縫焊接部相隔180°的位置處的母材部也是相同的組成分以及鋼組織。
本發明的電焊鋼管用熱軋鋼板的組成分，以質量％計，係含有C：0.030％以上且0.20％以下、Si：0.02％以上且1.0％以下、Mn：0.40％以上且3.0％以下、P：0.050％以下、S：0.020％以下、N：0.0070％以上且0.10％以下、以及Al：0.005％以上且0.080％以下，殘餘部分是Fe及不可避免的雜質，鋼中的固溶N是0.0010％以上且0.090％以下，假設鋼板厚度為t時，在1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下。
又，本發明之電焊鋼管的母材部的組成分，以質量％計，係含有C：0.030％以上且0.20％以下、Si：0.02％以上且1.0％以下、Mn：0.40％以上且3.0％以下、P：0.050％以下、S：0.020％以下、N：0.0070％以上且0.10％以下、以及Al：0.005％以上且0.080％以下，殘餘部分是Fe及不可避免的雜質，鋼中的固溶N是0.0010％以上且0.090％以下，假設母材部的厚度為t時，在母材部的1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下。
首先，說明限定了本發明之電焊鋼管用熱軋鋼板以及電焊鋼管之母材部的組成分之理由。此外，如果沒有特別聲明的話，用來表示組成分的「％」都是意味著「質量％」。
C：0.030％以上且0.20％以下 C是可藉由固溶強化來提高鋼的強度，並且可以黏著固定在差排來抑制該排差的運動，如此一來，可以阻礙變形中的差排恢復原狀，係可用來提高鋼的加工硬化能之元素。為了要獲得本發明所期望的強度及降伏比，C含量必須是在0.030％以上。然而，C含量超過0.20％的話，硬質的波來鐵及麻田散鐵的比率太高因而導致韌性變差。因此，將C含量設定為0.030％以上且在0.20％以下。C含量是在0.035％以上且在0.19％以下為宜。更好是在0.040％以上且在0.18％以下。更優是在0.050％以上且在0.15％以下。
Si：0.02％以上且1.0％以下 Si是可藉由固溶強化來提高鋼的強度之元素，可配合需求而含有Si。為了獲得這種效果，將Si含量設定為0.02％以上為宜。但是，Si含量超過1.0％的話，降伏比變太高，而導致韌性變差。因此，將Si含量設定為1.0％以下。Si含量是在0.03％以上且在0.80％以下為宜。更好是在0.05％以上且在0.50％以下。更優是在0.15％以上且在0.30％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、變韌鐵、以及麻田散鐵開始變態的溫度而有助於組織的細微化之元素。為了獲得本發明所期望的強度及韌性，Mn含量必須是0.40％以上。然而，Mn含量超過3.0％的話，降伏比變太高而導致韌性變差。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。更優是在0.70％以上且在1.7％以下。
P：0.050％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0.050％以下的話，則可以容許。因此，將P含量設定在0.050％以下的範圍內。P含量是在0.040％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大幅上漲，因此，將P含量設定在0.002％以上為宜。
S：0.020％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0.020％以下的話，則可以容許。因此，將S含量設定在0.020％以下。S含量是在0.015％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大幅上漲，因此，將S含量設定在0.0002％以上為宜。
N：0.0070％以上且0.10％以下 N是可藉由固溶強化來提高鋼的強度，並且可以黏著固定在差排來抑制該排差的運動，如此一來，可以阻礙變形中的差排恢復原狀，係可用來提高鋼的加工硬化能之元素。為了要獲得本發明所期望的強度及降伏比，N含量必須是在0.0070％以上。然而，N含量超過0.10％的話，鐵與鐵氮化物的共析組織(肥粒鐵+γ’-Fe4 N)所構成的硬質組織的比率太高因而導致韌性變差。此外，焊接時會在熔融的鋼中產生大量的N2 氣體而很容易在焊接部形成孔洞，因而造成焊接性、焊接部的強度及韌性惡化。因此，將N含量設定在0.0070％以上且0.10％以下。N含量是設定在0.0080％以上且在0.090％以下為宜。更好是在0.0090％以上且在0.080％以下。更優是在0.010％以上且在0.070％以下。
Al：0.005％以上且0.080％以下 Al係可發揮強力的脫氧劑的作用的元素。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0.080％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0.080％以下。Al含量是在0.007％以上且在0.070％以下為宜。更好是在0.009％以上且在0.050％以下。
殘餘部分是Fe及不可避免的雜質。而在不損及本發明的效果得範圍內，係可容許含有0.005％以下的Ｏ(氧)作為不可避免的雜質。
上述的成分是本發明之電焊鋼管用熱軋鋼板及電焊鋼管的母材部之基本的組成分。根據上述的必須元素即可獲得本發明所期望的特性，但亦可配合需求而進一步含有下列的元素。
Nb：0.15％以下、V：0.15％以下、Ti：0.050％以下、Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：0.20％以下、Mo：0.20％以下、Ca：0.010％以下、以及B：0.0050％以下之中的一種或兩種以上 Nb：0.15％以下 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，可配合需求來含有Nb。為了要獲得上述的效果而含有Nb的話，係將Nb含量設定在0.005％以上為宜。但是，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0.005％以上且在0.15％以下為宜。更好是在0.008％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，可配合需求來含有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0.005％以上為宜。但是，V含量若超過0.15％的話，降伏比將會變高而有導致韌性降低之虞慮。因此，如果想要含有V的話，係將V含量設定在0.005％以上且在0.15％以下為宜。更好是0.008％以上且在0.13％以下。更優是在0.010％以上且在0.10％以下。
Ti：0.050％以下 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，可配合需求來含有Ti。為了要獲得上述的效果而含有Ti的話，係將V含量設定在0.005％以上為宜。但是，Ti與N的親和性很高，因此Ti含量超過0.050％的話，固溶N量就會減少，而會有降伏比變得太高之虞慮。因此，想要含有Ti的話，係將Ti含量設定在0.005％以上且在0.050％以下為宜。更好是在0.006％以上且在0.030％以下。更優是在0.007％以上且在0.025％以下。
Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：0.20％以下、或者Mo：0.20％以下 Cu、Ni、Cr、以及Mo都是可藉由固溶強化來提昇鋼的強度之元素，係可配合需求來含有這些元素。但是，如果含量太多的話，會有導致降伏比上昇及韌性降低之虞慮。因此，若想要含有Cu、Ni、Cr或Mo的話，各自的合宜含量是Cu：1.0％以下、Ni：1.0％以下、Cr：0.20％以下、Mo：0.20％以下。 Cu含量是在0.01％以上為宜。更好是在0.02％以上且在0.9％以下。更優是在0.04％以上且在0.8％以下。 Ni含量是在0.01％以上為宜。更好是在0.02％以上且在0.9％以下。更優是在0.04％以上且在0.8％以下。 Cr含量是在0.01％以上為宜。更好是在0.02％以上且在0.18％以下。更優是在0.04％以上且在0.15％以下。 Mo含量是在0.01％以上為宜。更好是在0.02％以上且在0.18％以下。更優是在0.04％以上且在0.15％以下。
Ca：0.010％以下 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。但是，Ca含量若超過0.010％的話，會在鋼中形成Ca氧化物的群聚而有導致韌性惡化之虞慮。因此，如果想要含有Ca的話，係將Ca含量設定在0.0005％以上且在0.010％以下為宜。更好是在0.0008％以上且在0.0080％以下。更優是在0.0010％以上且在0.0060％以下。
B：0.0050％以下 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。但是，B含量若超過0.0050％的話，降伏比會上昇而有導致韌性惡化之虞慮。因此，若想含有B的話，係將B含量設定在0.0003％以上且在0.0050％以下為宜。又，更好是在0.0005％以上且在0.0030％以下。更優是在0.0008％以上且在0.0010％以下。
在本發明中，除了上述的組成分之外，又將鋼中的固溶N含量設定在0.0010％(質量％)以上且在0.090％(質量％)以下。
鋼中的固溶N含量低於0.0010％的話，鋼的加工硬化能會降低，而無法獲得本發明所期望的降伏比。又，鋼中的固溶N含量超過0.090％的話，鐵與鐵氮化物的共析組織(肥粒鐵+γ’-Fe4 N)所構成的硬質組織的比率太高因而導致韌性變差。此外，焊接時會在熔融的鋼中產生大量的N2 氣體而很容易在焊接部形成孔洞，因而造成焊接性、焊接部的強度及韌性惡化。因此，想要將鋼中的固溶N含量控制在上述範圍內的話，只要鋼是具有上述的組成分即可。因此，將鋼中的固溶N含量設定在0.0010％以上且0.090％以下。尤其是設定在0.0015％以上且在0.085％以下為宜。更好是在0.0020％以上且在0.080％以下。更優是在0.0040％以上且在0.030％以下。
其次，說明限定了本發明之電焊鋼管用熱軋鋼板及電焊鋼管之母材部的鋼組織之理由。
電焊鋼管用熱軋鋼板之1/2t位置、以及電焊鋼管的母材部之1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑：20.0μm以下 本發明中所稱的「平均結晶粒徑」係指：將受到結晶方位差(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)。此處所稱的「圓當量直徑(結晶粒徑)」，係指：與對象結晶粒的面積相等面積之圓的直徑。結晶方位差15°以上的邊界係稱為：大角結晶粒邊界，係可抵抗脆性破壞。藉由將1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑設定為20.0μm以下，可以增加大角結晶粒邊界，如此一來，就可以獲得本發明所期望的強度及韌性。1/2t位置處之鋼組織的平均結晶粒徑，更好是15.0μm以下。此外，1/2t位置處之鋼組織的平均結晶粒徑的下限並未特別地規定。平均結晶粒徑減少的話降伏比就會上昇，因此基於低降伏比的觀點考量，係將平均結晶粒徑設定在2.0μm以上為宜。更好是在4.0μm以上。
此外，結晶方位差、以及平均結晶粒徑係可利用SEM/EBSD法來進行測定。在本發明中，係可利用後述的實施例中所記載的方法來進行測定。
在本發明中，上述的鋼組織，除了上述的條件之外，以體積百分率計，係包含90％以上的變韌鐵，殘餘部分是肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之其中一種或兩種以上為宜。此外，上述的波來鐵係包含：鐵與鐵碳化物的共析組織(肥粒鐵+雪明鐵)、以及鐵與鐵氮化物的共析組織(肥粒鐵+γ’-Fe4 N)。
變韌鐵的體積百分率：90％以上 變韌鐵是較肥粒鐵更為硬質，但是又較波來鐵、麻田散鐵及沃斯田鐵更為軟質，是韌性優異的組織。如果將不同硬度的組織混合在變韌鐵內的話，將會因為硬度的差異而發生應力集中，很容易使得硬度不同的界面成為破壞的起點，而導致韌性降低。因此，係將變韌鐵的體積百分率設定成：上述1/2t位置處的整體鋼組織之90％以上為宜。更好是93％以上；更優是95％以上。
殘餘部分：肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中的一種或兩種以上 變韌鐵以外的殘餘部分的組織是肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中的一種或兩種以上。這些各種組織的體積百分率的合計超過10％的話，因為與變韌鐵之間的硬度差而很容易產生應力集中，而使得硬度不同的界面成為破壞的起點，導致韌性降低。因此，殘餘部分組織，係將各組織之合計的體積百分率設定成：上述1/2t位置處的整體鋼組織之10％以下為宜。更好是5％以下。
此外，沃斯田鐵除外之上述的各種組織，係以沃斯田鐵晶粒邊界或沃斯田鐵粒內的變形帶當作核生成位置。如後所述般地，在熱軋過程中，係藉由增加沃斯田鐵不易生成再結晶的低溫時的軋縮量，將大量的差排導入沃斯田鐵內來使沃斯田鐵微細化，並且可將大量的變形帶導入晶粒內。如此一來，可增加核生成位置的面積而提高核生成的次數，而能夠以上述的方式將鋼組織微細化。
其次，說明本發明的其中一種實施方式之電焊鋼管用熱軋鋼板的製造方法。
本發明的電焊鋼管用熱軋鋼板，例如：是先將具有上述組成分的鋼素材加熱到達1100℃以上且1300℃以下的加熱溫度之後；以粗軋結束溫度為900℃以上且1100℃以下、精軋開始溫度為800℃以上且950℃以下、精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下，並且精軋過程的合計軋縮率為60％以上的條件來實施熱軋；接下來，以鋼板厚度中心溫度為準，以10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度、400℃以上且600℃以下的冷卻停止溫度的條件來實施冷卻處理；接下來，以溫度為400℃以上且600℃以下的條件來實施捲取而製得的。
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。
加熱溫度：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，而難以確保本發明所期望之鋼組織的平均結晶粒徑。因此，將加熱溫度設定在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：900℃以上且1100℃以下 粗軋結束溫度若低於900℃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，其結果將會導致強度降低，降伏比上昇。另一方面，粗軋結束溫度若超過1100℃的話，沃斯田鐵將會變得粗大化，並且無法將充分的變形帶導入沃斯田鐵粒中，因此，無法獲得本發明所期望的鋼組織的平均結晶粒徑。因此，乃將粗軋結束溫度設定在900℃以上且在1100℃以下。更好是在910℃以上且在1000℃以下。
精軋開始溫度：800℃以上且950℃以下 精軋開始溫度低於800℃的話，在精軋工序中，鋼板表面溫度將會降到肥粒鐵變態開始溫度以下，而生成大量的加工肥粒鐵。其結果，將會導致強度降低，降伏比上昇。另一方面，精軋開始溫度超過950℃的話，沃斯田鐵將會變得粗大化，並且無法將充分的變形帶導入沃斯田鐵中，從而無法獲得本發明所期望的鋼組織的平均結晶粒徑。因此，乃將精軋開始溫度設定在800℃以上且在950℃以下。更好是在820℃以上且在930℃以下。
精軋結束溫度：750℃以上且850℃以下 精軋結束溫度低於750℃的話，在精輥軋工序中的鋼板表面溫度將會降到肥粒鐵變態開始溫度以下，因而生成大量的加工肥粒鐵，其結果，將會導致強度降低，降伏比上昇。另一方面，精軋結束溫度超過850℃的話，沃斯田鐵將會變得粗大化，並且無法將充分的變形帶導入沃斯田鐵中，從而無法獲得本發明所期望之鋼組織的平均結晶粒徑。因此，乃將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。
精軋的合計軋縮率：60％以上 精軋的合計軋縮率低於60％的話，沃斯田鐵將會變得粗大化，而且無法將充分的變形帶導入沃斯田鐵中，因此無法獲得本發明所期望之鋼組織的平均結晶粒徑。精軋的合計軋縮率是設在65％以上為宜。雖然並未特別地規定其上限，但是，超過80％的話，因軋縮率的上昇而帶來的提昇韌性的效果將會變小，只會增加設備的負荷而已，因此將精軋的合計軋縮率設定在80％以下為宜。更好是設定在75％以下。
上述的「合計軋縮率」，係指：在精軋工序中之各輥軋道次的軋縮率的合計值。
此外，在本發明中，基於確保所需的軋縮率和鋼板的溫度管理之觀點考量，係將成品鋼板厚度(精軋後之鋼板的厚度)設定在超過17mm且30mm以下為宜。
平均冷卻速度：10℃/秒以上且30℃/秒以下 以熱軋鋼板的鋼板厚度中心溫度為準，從冷卻開始起迄後述的冷卻停止為止的溫度範圍中的平均冷卻速度若低於10℃/秒的話，變韌鐵的核生成數量將會變少，無法獲得本發明所期望之鋼組織的平均結晶粒徑。此外，因為生成了大量的肥粒鐵，所以無法獲得所期望的降伏強度。另一方面，平均冷卻速度超過30℃/秒的話，將會生成大量的麻田散鐵，其結果將會導致降伏比上昇，韌性降低。因此，乃將平均冷卻速度設定為10℃/秒以上且30℃/秒以下。更好是設定為15℃/秒以上且25℃/秒以下。
此外，在本發明中，基於為了抑制在冷卻前之鋼板表面生成肥粒鐵的觀點考量，係在精軋結束後隨即開始進行冷卻處理為宜。
冷卻停止溫度：400℃以上且600℃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400℃的話，將會生成大量的麻田散鐵，其結果，將會導致降伏比上昇，韌性降低。另一方面，冷卻停止溫度若超過600℃的話，肥粒鐵及變韌鐵的晶核的生成數量減少，因而無法獲得本發明所期望之鋼組織的平均結晶粒徑以及所期望之體積百分率的變韌鐵。因此，乃將冷卻停止溫度設定在400℃以上且600℃以下。更好是設定在450℃以上且580℃以下。
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。
冷卻後，將熱軋鋼板進行捲取，然後，予以放冷。
基於鋼板組織的觀點考量，實施捲取工序時，係在400℃以上且600℃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400℃的話，將會生成大量的麻田散鐵，其結果，將會導致降伏比上昇，韌性降低。捲取溫度超過600℃的話，肥粒鐵及變韌鐵的晶核的生成數量減少，無法獲得本發明所期望之鋼組織的平均結晶粒徑以及所期望之體積百分率的變韌鐵。因此，乃將捲取溫度設定在400℃以上且600℃以下的溫度。更好是設定在450℃以上且580℃以下。
其次，說明本發明的其中一種實施方式之電焊鋼管的製造方法。
本發明的電焊鋼管，係具有：母材部與電縫焊接部。本發明的電焊鋼管，例如：係將具有上述組成分的鋼素材，加熱到達1100℃以上且1300℃以下的加熱溫度之後；以粗軋結束溫度為900℃以上且1100℃以下、精軋開始溫度為800℃以上且950℃以下、精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下，並且精軋過程的合計軋縮率為60％以上的條件來實施熱軋；接下來，以鋼板厚度中心溫度為準，以10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度、400℃以上且600℃以下的冷卻停止溫度的條件來實施冷卻處理；接下來，以溫度為400℃以上且600℃以下的條件來實施捲取而製成熱軋鋼板；接下來，利用常溫滾壓成形加工來將該熱軋鋼板成形為圓筒狀的未密封管，再將該未密封管在圓周方向上的兩端部對接且進行電縫焊接的造管加工而製得的。
此外，從進行捲取而製得熱軋鋼板為止，係與上述的電焊鋼管用熱軋鋼板的說明相同，因此，省略其說明。
捲取工序之後，對於熱軋鋼板進行造管加工。造管的工序，係對於熱軋鋼板進行室溫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兩個端部(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，利用配置在該電焊鋼管的上下左右的輥子來對於該電焊鋼管進行縮徑加工，係維持著鋼管的圓筒狀的狀態，將其沿著管軸方向進行數％程度的縮徑加工，以將鋼管外徑調整成所期望的數值。
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1000.0μm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，圖1係顯示腐蝕後的上述剖面的局部(電焊鋼管的焊接部附近)之示意圖。如圖1所示，係可以看出來熔融凝固部是具有與母材部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上述剖面中，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上述剖面中，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。
利用以上所說明的製造方法，可以製造本發明之電焊鋼管用熱軋鋼板及電焊鋼管。本發明的電焊鋼管用熱軋鋼板以及電焊鋼管，尤其是鋼板厚度及管壁厚度超過17mm這種厚度的情況下，還是具有低降伏比，而可發揮優異的變形性能以及高耐震性。並且也兼具高強度和優異的韌性。
因此，本發明的電焊鋼管，很適合作為輸送管和建築物的柱材等之建築構造物的素材來使用。尤其是基於耐震性等的觀點考量，很適合使用於需要低降伏比、且必須具有耐挫曲性、耐衝撃力等特性之大型構造物。此外，也很適合需要具備：能夠耐受輸送流體的內壓之強度、當龜裂發生時能夠停止龜裂繼續傳播之韌性等的輸送管。 [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所示的鋼板厚度(成品鋼板厚度)(mm)之電焊鋼管用熱軋鋼板。
又，捲取工序之後，對於熱軋鋼板進行室溫滾壓成形加工來做成圓筒狀的未密封管(圓型鋼管)，再將該未密封管在圓周方向上的兩個對接部進行電縫焊接。然後，利用配置在該圓型鋼管的上下左右的輥子將其沿著管軸方向進行數％程度的縮徑加工，以製作成如表2所示的外徑(mm)及管壁厚度(母材部的厚度)(mm)之電焊鋼管。
此外，從所製得的電焊鋼管用熱軋鋼板以及電焊鋼管採取出試驗片，用來進行下列的測定固溶N含量、組織觀察、拉伸試驗、夏比衝撃試驗。各種試驗片是從電焊鋼管在鋼管圓周方向的剖面中，假設電縫焊接部為0°時，位於遠離電縫焊接部90°位置處的母材部採取出來的。
[固溶N含量的測定] 固溶N含量(質量％)，係從鋼中的總N含量減掉以析出物的形態存在的N含量(析出N量)而求得的。此外，析出N量是藉由使用定電位電解法之電解萃取分析法而求出來的。在進行電解萃取時，係採用乙醯-丙酮系溶液作為電解液，以定電位進行電解，只將碳化物、氮化物之類的析出物以外的基質鐵材部分予以溶解，再對於萃取出來的殘渣進行化學分析，求出殘渣中的總N量，將這個當作析出N量。
[組織觀察] 先從熱軋鋼板採取出組織觀察用的試驗片，再進行研磨，以使得觀察面是位於從鋼板表面起算之板厚t的1/2位置處，而且是沿著熱軋時之輥軋方向的剖面。研磨之後，以硝酸腐蝕液進行腐蝕而製作成試驗片。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)來觀察位於從鋼板厚度t之1/2t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影像計算出變韌鐵及殘餘部分(肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵)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，為了將造管前後的鋼組織視為沒有產生變化，係將電焊鋼管的鋼組織視為與熱軋鋼板的鋼組織相同。因此，上述的「鋼板厚度1/2t位置」及「鋼板厚度t的1/2位置」，在電焊鋼管的身上，係指：「管壁厚度1/2t位置」及「管壁厚度t的1/2位置」。
此處，肥粒鐵是擴散變態所導致的生成物，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的組織內。
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)，或鐵與鐵氮化物的共析組織(肥粒鐵+γ’-Fe4 N)，係呈現肥粒鐵與碳化物或氮化物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板的厚度以及鋼管的管壁厚度的1/2t位置的方式，將組織觀察用的試驗片進行切削之後，又實施50μm以上的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，平均結晶粒徑是使用SEM/EBSD法來進行測定的。將測定領域設定在500μm×500μm、將測定節距大小設定在0.5μm。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粒的邊界來進行結晶粒徑的測定。從所獲得之結晶粒的邊界求出結晶粒徑(圓當量直徑)的算術平均值，將其當作平均結晶粒徑。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，係分別從電焊鋼管用熱軋鋼板和電焊鋼管採取出依據日本工業規格JIS 5號的拉伸試驗片(分別是：拉伸方向係與輥軋方向平行、拉伸方向係與鋼管長度L方向平行)，並且針對各拉伸試驗片依據日本工業規格JIS Z 2241(2011)的規定來實施拉伸試驗，以測定出降伏強度YS和拉伸強度TS。但是，降伏強度YS則是採用：0.5％標稱應變時的流動應力。 並且，計算出下列數式(1)所示的相當於熱軋鋼板造管後的降伏比(YRP )(％)。 YRP =(4.0FS/TS)×100 ・・・數式(1) 此處，在數式(1)中，「4.0FS」係表示4.0％標稱應變時的流動應力(MPa)；TS係表示熱軋鋼板的拉伸強度(MPa)。 此外，也計算出：電焊鋼管之母材部的降伏比(YR)(=(電焊鋼管之母材部的降伏強度/電焊鋼管之母材部的拉伸強度)×100)(％)。
[夏比衝撃試驗] 夏比衝撃試驗，是先從所製得的電焊鋼管用熱軋鋼板之鋼板厚度1/2t的位置及電焊鋼管的管壁厚度1/2t的位置處，分別採取出V型缺口試驗片(試驗片的長度方向係與輥軋的寬度方向或與鋼管周方向保持平行(也就是，試驗片的長度方向係與輥軋方向或鋼管長度方向保持垂直))。然後，依據日本工業規格JIS Z 2242(2018)的規定，實施夏比衝撃試驗。試驗樣本數是各三片，試驗是在各溫度下實施三次，並且求出其平均值。
將所獲得之結果標示於表1、表3及表4。
Figure 02_image001
Figure 02_image003
Figure 02_image005
Figure 02_image007
表3及表4中的鋼No.1、3、5、以及14～18是本發明例，鋼No.2、4、6～13、以及19～24是比較例。
本發明例之電焊鋼管用熱軋鋼板及電焊鋼管之母材部的組成分，都是含有C：0.030％以上且0.20％以下、Si：0.02％以上且1.0％以下、Mn：0.40％以上且3.0％以下、P：0.050％以下、S：0.020％以下、N：0.0070％以上且0.10％以下、以及Al：0.005％以上且0.080％以下，鋼中的固溶N是0.0010％以上且0.090％以下，1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下。
又，本發明例之電焊鋼管用熱軋鋼板都是降伏應力為450MPa以上，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度為-60℃以下，相當於造管後的降伏比YRP 是90.0％以下。
此外，本發明例的電焊鋼管都是降伏應力為450MPa以上，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度為-40℃以下，降伏比是90.0％以下。
另一方面，比較例的鋼No.2之N含量低於本發明的範圍，因此，降伏比無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.4，精軋的合計軋縮率太低，結晶粒變粗大化，平均結晶粒徑大於本發明的範圍。因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.6，C含量低於本發明的範圍，因此，降伏應力無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.7，C含量高於本發明的範圍，因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.8，Si含量低於本發明的範圍，因此，降伏應力無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.9，Si含量高於本發明的範圍，因此，降伏比及夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.10，Mn含量低於本發明的範圍，因此，降伏應力無法達到所期望的數值。而且結晶粒變粗大化，平均結晶粒徑大於本發明的範圍，因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.11，Mn含量高於本發明的範圍，因此，降伏比及夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.12，P含量高於本發明的範圍，因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.13，S含量高於本發明的範圍，因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.19，加熱溫度高於本發明的範圍，所以平均結晶粒徑大於本發明的範圍。因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.20，粗軋結束溫度高於本發明的範圍，所以平均結晶粒徑大於本發明的範圍。因此，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.21，精軋開始溫度高於本發明的範圍，所以精軋結束溫度也高於本發明的範圍，平均結晶粒徑大於本發明的範圍。其結果，夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.22，平均冷卻速度低於本發明的範圍，所以生成了大量的肥粒鐵，而且平均結晶粒徑大於本發明的範圍。因此，降伏強度及夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.23，冷卻停止溫度高於本發明的範圍，所以捲取溫度也高於本發明的範圍，生成了大量的肥粒鐵，而且平均結晶粒徑也大於本發明的範圍。其結果，降伏強度及夏比衝撃試驗中的延脆轉移溫度無法達到所期望的數值。
比較例的鋼No.24，固溶N量低於本發明的範圍，因此，降伏比無法達到所期望的數值。
1:母材部 2:焊接熱影響部 3:熔融凝固部
[圖1]係顯示本發明的其中一種實施方式的電焊鋼管之焊接部附近之與管軸方向垂直的剖面圖。

Claims (11)

  1. 一種電焊鋼管用熱軋鋼板，其組成分以質量%計，係含有C：0.030%以上且0.20%以下、Si：0.02%以上且1.0%以下、Mn：0.40%以上且3.0%以下、P：0.050%以下、S：0.020%以下、N：0.0070%以上且0.10%以下、以及Al：0.005%以上且0.080%以下，殘餘部分是Fe及不可避免的雜質，鋼中的固溶N是0.0010%以上且0.090%以下，假設鋼板厚度為t時，在1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下，並且以體積百分率計，是90%以上的變韌鐵，殘餘部分是含有肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中的一種或兩種以上。
  2. 如請求項1所述的電焊鋼管用熱軋鋼板，除了前述組成分之外，以質量%計，又含有Nb：0.15%以下(不包含0%)、V：0.15%以下(不包含0%)、Ti：0.050%以下(不包含0%)、Cu：1.0%以下(不包含0%)、Ni：1.0%以下(不包含0%)、Cr：0.20%以下(不包含0%)、 Mo：0.20%以下(不包含0%)、Ca：0.010%以下(不包含0%)、以及B：0.0050%以下(不包含0%)之中的一種或兩種以上。
  3. 如請求項1或請求項2所述的電焊鋼管用熱軋鋼板，其中，前述鋼板厚度是超過17mm且是30mm以下。
  4. 一種電焊鋼管用熱軋鋼板之製造方法，其係用來製造請求項1至請求項3中之任一項所述的電焊鋼管用熱軋鋼板之製造方法，係將具有請求項1或請求項2中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900℃以上且1100℃以下、精軋開始溫度為800℃以上且950℃以下、精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、並且精軋時的合計軋縮率為60%以上的條件來實施熱軋，接下來，以鋼板厚度中心溫度為準，依照10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度，且冷卻停止溫度為400℃以上且600℃以下的條件來實施冷卻處理，接下來，在400℃以上且600℃以下的溫度下進行捲取。
  5. 一種電焊鋼管，其係具有母材部與電縫焊接部之電焊鋼管，前述母材部的組成分以質量%計，係含有 C：0.030%以上且0.20%以下、Si：0.02%以上且1.0%以下、Mn：0.40%以上且3.0%以下、P：0.050%以下、S：0.020%以下、N：0.0070%以上且0.10%以下、以及Al：0.005%以上且0.080%以下，殘餘部分是Fe及不可避免的雜質，鋼中的固溶N係0.0010%以上且0.090%以下，假設前述母材部的厚度為t時，在前述母材部的1/2t位置處的鋼組織的平均結晶粒徑是20.0μm以下，並且以體積百分率計，是90%以上的變韌鐵，殘餘部分是含有肥粒鐵、波來鐵、麻田散鐵、以及沃斯田鐵之中的一種或兩種以上。
  6. 如請求項5所述的電焊鋼管，其中，前述母材部除了前述組成分之外，以質量%計，又含有Nb：0.15%以下(不包含0%)、V：0.15%以下(不包含0%)、Ti：0.050%以下(不包含0%)、Cu：1.0%以下(不包含0%)、Ni：1.0%以下(不包含0%)、Cr：0.20%以下(不包含0%)、Mo：0.20%以下(不包含0%)、Ca：0.010%以下(不包含0%)、以及 B：0.0050%以下(不包含0%)之中的一種或兩種以上。
  7. 如請求項5或請求項6所述的電焊鋼管，其中，前述母材部的前述厚度是超過17mm且是30mm以下。
  8. 一種電焊鋼管之製造方法，係將請求項1或請求項2所述的熱軋鋼板，利用常溫滾壓成形加工來將該熱軋鋼板成形為圓筒狀的未密封管，再將該未密封管在圓周方向上的兩端部對接且進行電縫焊接。
  9. 一種電焊鋼管之製造方法，係將含有請求項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900℃以上且1100℃以下、精軋開始溫度為800℃以上且950℃以下、精軋結束溫度為750℃以上且850℃以下、並且精軋時的合計軋縮率為60%以上的條件來實施熱軋，接下來，以鋼板厚度中心溫度為準，依照10℃/秒以上且30℃/秒以下的平均冷卻速度，且冷卻停止溫度為400℃以上且600℃以下的條件來實施冷卻處理，接下來，在400℃以上且600℃以下的溫度下進行捲取而做成熱軋鋼板，接下來，利用常溫滾壓成形加工來將前述熱軋鋼板成形為圓筒狀的未密封管，再將該未密封管在圓周方向上的兩端部對接且進行電縫焊接。
  10. 一種輸送管，其係使用請求項5至請求項7中的任一項所述的電焊鋼管。
  11. 一種建築構造物，其係使用請求項5至請求項7中的任一項所述的電焊鋼管。
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