JPH02138417A - 高温強度に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法 - Google Patents
高温強度に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法Info
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- JPH02138417A JPH02138417A JP9880089A JP9880089A JPH02138417A JP H02138417 A JPH02138417 A JP H02138417A JP 9880089 A JP9880089 A JP 9880089A JP 9880089 A JP9880089 A JP 9880089A JP H02138417 A JPH02138417 A JP H02138417A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
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]
本発明は高クロム系継目無鋼管の製造方法に係り、従来
法より低コスト化された高温用途に使用される高温強度
に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法に関する。
法より低コスト化された高温用途に使用される高温強度
に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法に関する。
[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、ユージンセジュルネ方式、エ
アハルトブツシュベンチ方式等の熱間押出法で製造され
るが、比較的小径サイズの造管には生産性、寸法精度が
優れているマンドレルミル方式の圧延法が広く利用され
ている。
式等の圧延法、あるいは、ユージンセジュルネ方式、エ
アハルトブツシュベンチ方式等の熱間押出法で製造され
るが、比較的小径サイズの造管には生産性、寸法精度が
優れているマンドレルミル方式の圧延法が広く利用され
ている。
高Or系フェライト鋼の継目無鋼管をマンドレルミル方
式にて製造する場合には、例えば、第1図に示すように
、素材ビレット2は回転炉床式加熱炉4において所定の
温度まで加熱された後、マンネスマンピアサ6により穿
孔圧延されて中空素管8Aとなる。あるいは、この中空
素管8Aは中空素管製造用連続鋳造#115等によって
直接製造されてもよい、この中空素管8A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lOに
より減肉延伸される。マンドレルミルlOは中空素管8
Aにマンドレルバ−12を挿入した状態で延伸圧延する
圧延機であり1通常6〜8基のロールスタンドから構成
されており、各ロールスタンドは2本の孔型ロール14
を備え、隣接するロールスタンド間ではこの孔型ロール
14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。中空素管8Aはマンドレルミル
lOで元の長さの2〜4倍の長さに延伸され、仕上圧延
用素管8Bとなる。仕上圧延用素管8Bは、必要に応じ
て再加熱炉16によって所定の温度に再加熱された後、
仕上圧延機であるストレッチレデューサ18によって仕
上圧延され、冷却床で常温まで冷却される。ストレッチ
レデューサ18によっ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ーサ18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
比較的優れた外径寸法精度の仕上管20が得られる。そ
の後仕上管20は、所定の機械的性値を附加する目的の
ために熱処理炉にて再び1040〜1080℃に加熱保
持され、その後常温まで空冷にて冷却される。さらに再
加熱されて730〜780℃で焼きもどされて室温まで
空冷され最終製品となる。
式にて製造する場合には、例えば、第1図に示すように
、素材ビレット2は回転炉床式加熱炉4において所定の
温度まで加熱された後、マンネスマンピアサ6により穿
孔圧延されて中空素管8Aとなる。あるいは、この中空
素管8Aは中空素管製造用連続鋳造#115等によって
直接製造されてもよい、この中空素管8A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lOに
より減肉延伸される。マンドレルミルlOは中空素管8
Aにマンドレルバ−12を挿入した状態で延伸圧延する
圧延機であり1通常6〜8基のロールスタンドから構成
されており、各ロールスタンドは2本の孔型ロール14
を備え、隣接するロールスタンド間ではこの孔型ロール
14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。中空素管8Aはマンドレルミル
lOで元の長さの2〜4倍の長さに延伸され、仕上圧延
用素管8Bとなる。仕上圧延用素管8Bは、必要に応じ
て再加熱炉16によって所定の温度に再加熱された後、
仕上圧延機であるストレッチレデューサ18によって仕
上圧延され、冷却床で常温まで冷却される。ストレッチ
レデューサ18によっ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ーサ18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
比較的優れた外径寸法精度の仕上管20が得られる。そ
の後仕上管20は、所定の機械的性値を附加する目的の
ために熱処理炉にて再び1040〜1080℃に加熱保
持され、その後常温まで空冷にて冷却される。さらに再
加熱されて730〜780℃で焼きもどされて室温まで
空冷され最終製品となる。
ところで、高温強度に優れた高Cr系鋼管としてASH
E 5A213(ASTN^213)に規定されている
GradeT91鋼管、別名5uper9Cr鋼管が良
く知られている。この鋼管の製造条件はASME/AS
TNに規定されているように、ノルマ熱処理(焼きなら
し) 1040℃以ヒ、テンパー熱処理(焼きもどし)
730 ”0以上のノルマ+テンパーの再熱処理を行
なうようになっている。
E 5A213(ASTN^213)に規定されている
GradeT91鋼管、別名5uper9Cr鋼管が良
く知られている。この鋼管の製造条件はASME/AS
TNに規定されているように、ノルマ熱処理(焼きなら
し) 1040℃以ヒ、テンパー熱処理(焼きもどし)
730 ”0以上のノルマ+テンパーの再熱処理を行
なうようになっている。
この5uper9Cr鋼管の特性等については文献等に
報告されており、例えば三菱重工技報Vo1.23No
、4(1985) 543頁〜55o頁や火力原子力発
電Vo1.3B No、θ(1985) +131頁〜
942頁に報告されている。
報告されており、例えば三菱重工技報Vo1.23No
、4(1985) 543頁〜55o頁や火力原子力発
電Vo1.3B No、θ(1985) +131頁〜
942頁に報告されている。
この!9uper 9Cr鋼管は鋼管に造管した後、通
常1050℃付近でノルマを行ない、さらに750〜7
70℃付近でテンパーを行なって製造される。
常1050℃付近でノルマを行ない、さらに750〜7
70℃付近でテンパーを行なって製造される。
最近、T91鋼管よりも高強度な改良型Tel鋼管が求
められている。改良型Te3鋼として9Cr −12C
r系鋼にWを添加した鋼が提案されており、例えば発明
者は特開昭f13−78854等を提案している。
められている。改良型Te3鋼として9Cr −12C
r系鋼にWを添加した鋼が提案されており、例えば発明
者は特開昭f13−78854等を提案している。
[発明が解決しようとする課題)
ところで、近年製造コスト低減への期待は大きく、ボイ
ラ用鋼管に対してもその例外ではない。
ラ用鋼管に対してもその例外ではない。
特に5uper9Crll管等の高Cr系鋼管は5US
304 HTBtかそれ以上の高温強度を有しているが
コストは5uS304 HTBより安価であるので使用
増大の傾向にある。
304 HTBtかそれ以上の高温強度を有しているが
コストは5uS304 HTBより安価であるので使用
増大の傾向にある。
しかしながら、高Cr系鋼管は低合金鋼よりは高価であ
るので、その低コスト化への期待は大きい。
るので、その低コスト化への期待は大きい。
また、高Cr系鋼管は使用前に溶接され、溶接熱影響を
緩和するため後熱処理(PWH↑)を行なっている。こ
の後熱処理は、管の使用条件(温度、時間)と管製造時
のテンパー条件(温度、時間)を考えてその中間の条件
で行なりれているが、使用後の組織安定性からは、なる
べく高い温度で焼きもどしできることが望ましい。
緩和するため後熱処理(PWH↑)を行なっている。こ
の後熱処理は、管の使用条件(温度、時間)と管製造時
のテンパー条件(温度、時間)を考えてその中間の条件
で行なりれているが、使用後の組織安定性からは、なる
べく高い温度で焼きもどしできることが望ましい。
このようにり来の高Cr系鋼管については、その優れた
特性を活かしつつさらにコストの低減とpH)1丁の高
温化が期待されていた。
特性を活かしつつさらにコストの低減とpH)1丁の高
温化が期待されていた。
本発明は、高温環境で使用される高温強度に優れた高C
r系継目無鋼管を従来法より簡素化された工程で製造す
ることを目的とする。
r系継目無鋼管を従来法より簡素化された工程で製造す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明者らは、高Cr系鋼管の優れた特性を活かしつつ
、さらにコストの低減とPWHTの高温化が実現できる
製造方法を開発すべく、成分や造管時の加熱、圧延条件
について種々検討を行なった。
、さらにコストの低減とPWHTの高温化が実現できる
製造方法を開発すべく、成分や造管時の加熱、圧延条件
について種々検討を行なった。
高Cr系鋼管は造管後の再加熱によりノルマ熱処理を行
なった後、テンパー熱処理を行なっている0本発明者ら
は、高Cr系の継目無鋼管をマンネスマン方式で製造す
るに際して、製造工程を詳細に見直し、高Crt!4の
ノルマ熱処理の目的がオーステナイト状態から空冷程度
の冷却スピードで冷却し、均一なマルテンサイト組織を
得ること、その際結晶粒が粗大化しないようにする必要
があることを考慮して、造管ままでノルマ処理を行なっ
たと同様となるような造管条件を鋭意検討した結果、本
発明を達成するに至った。
なった後、テンパー熱処理を行なっている0本発明者ら
は、高Cr系の継目無鋼管をマンネスマン方式で製造す
るに際して、製造工程を詳細に見直し、高Crt!4の
ノルマ熱処理の目的がオーステナイト状態から空冷程度
の冷却スピードで冷却し、均一なマルテンサイト組織を
得ること、その際結晶粒が粗大化しないようにする必要
があることを考慮して、造管ままでノルマ処理を行なっ
たと同様となるような造管条件を鋭意検討した結果、本
発明を達成するに至った。
すなわち、請求項1に記載の本発明は、重量%でC:
0.05〜0.15%、Si : 1.0%以下、Mn
:0.2−1.0 %、 Cr : 7.5 〜1
2.0%、 No : 0.5 〜1.2%、 Nb
: 0.02〜0.15%、V : 0.09
〜0.30%、N :0.01〜0.08%を含有する
高クロム系継目無鋼管を製造するに当たり、仕上圧延用
素管を850−1.1石θ℃に再加熱した後、仕上圧延
用素管の断面積をAo(Cm2) 、仕上管の断面積を
A (Cm2)とする時に、次式 %式%) で表わされる仕上圧延時の加工歪εが0.1以上になる
ように圧延を行ない空冷した後、7へ0〜820℃でテ
ンパー熱処理を施すことにより、高靭性で高温強度に優
れた高Cr系継目無鋼管の製造方法である。
0.05〜0.15%、Si : 1.0%以下、Mn
:0.2−1.0 %、 Cr : 7.5 〜1
2.0%、 No : 0.5 〜1.2%、 Nb
: 0.02〜0.15%、V : 0.09
〜0.30%、N :0.01〜0.08%を含有する
高クロム系継目無鋼管を製造するに当たり、仕上圧延用
素管を850−1.1石θ℃に再加熱した後、仕上圧延
用素管の断面積をAo(Cm2) 、仕上管の断面積を
A (Cm2)とする時に、次式 %式%) で表わされる仕上圧延時の加工歪εが0.1以上になる
ように圧延を行ない空冷した後、7へ0〜820℃でテ
ンパー熱処理を施すことにより、高靭性で高温強度に優
れた高Cr系継目無鋼管の製造方法である。
また、請求項2に記載の本発明は、重量%でC: 0.
05〜0.15%、Si : 1.0%以下、Mn:
0.2〜1.0%、Cr : 7.5〜12.0%、N
o : 0.5〜1.2%、W : O,t〜 3.0
%、 Nb : 0.02〜0.15%、■ 〜0.
09〜0.30%、N:0.01〜0.08%を含有す
る高クロム系継目無鋼管を製造するに当たり、仕上圧延
■素管を 850〜1200℃に再加熱した後、仕上圧
延用素管の断面積をAo(Cm2) 、仕上管の断面積
をA(Cm2)とする時に、次式 %式%) で表わされる仕上圧延時の加工歪εが0.1以上になる
ように圧延を行ない空冷した後、740〜830℃でテ
ンパー熱処理を施すことにより、高靭性で高温強度に優
れた高クロム系継目無鋼管の製造方法である。
05〜0.15%、Si : 1.0%以下、Mn:
0.2〜1.0%、Cr : 7.5〜12.0%、N
o : 0.5〜1.2%、W : O,t〜 3.0
%、 Nb : 0.02〜0.15%、■ 〜0.
09〜0.30%、N:0.01〜0.08%を含有す
る高クロム系継目無鋼管を製造するに当たり、仕上圧延
■素管を 850〜1200℃に再加熱した後、仕上圧
延用素管の断面積をAo(Cm2) 、仕上管の断面積
をA(Cm2)とする時に、次式 %式%) で表わされる仕上圧延時の加工歪εが0.1以上になる
ように圧延を行ない空冷した後、740〜830℃でテ
ンパー熱処理を施すことにより、高靭性で高温強度に優
れた高クロム系継目無鋼管の製造方法である。
[作用]
(1)以下に請求項1と請求項2のそれぞれに記載の本
発明における成分限定理由について説明する。なお、以
下に示す成分の%は全て重量%である。
発明における成分限定理由について説明する。なお、以
下に示す成分の%は全て重量%である。
C:
Cは固溶硬化ならびに炭化物の形成・析出により、常温
や高温強度を確保するのに必須の元素である。十分な強
度を得るためには少なくとも0.05%は必要である。
や高温強度を確保するのに必須の元素である。十分な強
度を得るためには少なくとも0.05%は必要である。
一方0.15%を越えると焼き入れ性が増し、強度は増
加するが、溶接性、加工性が劣化するのでCは0,15
%以下とした。°L記理由によりc6は0.05%以上
0.15%以下とした。
加するが、溶接性、加工性が劣化するのでCは0,15
%以下とした。°L記理由によりc6は0.05%以上
0.15%以下とした。
Si :
Siは脱酸剤として添加するが、多量に用いると鋼の靭
性が低下するので、良好な靭性を確保するためにE限を
1.0%とした。高温長時間強度と靭性向りのために
はSiを下げた方がよいので下限は規定しない。
性が低下するので、良好な靭性を確保するためにE限を
1.0%とした。高温長時間強度と靭性向りのために
はSiを下げた方がよいので下限は規定しない。
Mn :
Mr+は脱酸、脱硫剤として、また強度、熱間加工性を
改善した適正な組織を得るために有用な元素であるが、
0.2%未満では効果が適正ではなく、一方高強度高C
r鋼の場合、1.0%を越えると強度が上がるものの、
曲げ等の加工性や靭性の劣化を招くので0,2〜1.0
%とした。
改善した適正な組織を得るために有用な元素であるが、
0.2%未満では効果が適正ではなく、一方高強度高C
r鋼の場合、1.0%を越えると強度が上がるものの、
曲げ等の加工性や靭性の劣化を招くので0,2〜1.0
%とした。
Cr:
C「は耐高温酸化性、高温長時間強度の向上のために添
加するもので、上記効果を発揮するためには7.5%以
上の添加が必要である。一方Crが12.0%より多く
なると、デルタフェライトが発生し、高温長時間強度が
低下する。このためCrの成分範囲は7.5〜12.0
%とした。
加するもので、上記効果を発揮するためには7.5%以
上の添加が必要である。一方Crが12.0%より多く
なると、デルタフェライトが発生し、高温長時間強度が
低下する。このためCrの成分範囲は7.5〜12.0
%とした。
Mo=
)Iaは高温長時間強度を著しく高めるため、耐熱鋼に
は不可欠の元素である。Noは鋼中に固溶し強化するほ
か、炭化物を析出してクリープ強度を向丘させるが0.
5%未満ではこの効果がなく、一方1.2%を越えると
デルタフェライトが生じ高温強度が低下するためNo量
は0.5〜1.2%とした。
は不可欠の元素である。Noは鋼中に固溶し強化するほ
か、炭化物を析出してクリープ強度を向丘させるが0.
5%未満ではこの効果がなく、一方1.2%を越えると
デルタフェライトが生じ高温強度が低下するためNo量
は0.5〜1.2%とした。
Wb、 V:
Wb、 Vは炭化物もしくは炭窒化物として析出し、長
時間にわたって高温強度の低下を抑制する。 Nb炭化
物もしくはNb炭窒化物の溶解度積はV炭化物もしくは
V炭窒化物の溶解度積より小さく、析出しやすいので高
温短時間強度を著しく高めるが、単独添加ではNb炭化
物、Nb炭窒化物は凝集粗大化しやすく長時間高温強度
を維持するのが困難となる。長時間強度の向上には、
Wb、 Vの複合添加が有効で、製造過程で析出したW
b(C,N)に高温で使用中M2,06 、 N6Gの
炭化物が析出し、マはV2Oうの炭化物のほかに固溶状
態にあるVが上記炭化物H23C4、N6Gに拡散し、
これら炭化物の粗大化を抑制する。 Nb、 Vの複合
添加により微細析出したWb、 Vの析出物、さらに長
時間経過後に微細析出するM23C4、x4c 、固有
Vが高温長時間強度を向トさせる。
時間にわたって高温強度の低下を抑制する。 Nb炭化
物もしくはNb炭窒化物の溶解度積はV炭化物もしくは
V炭窒化物の溶解度積より小さく、析出しやすいので高
温短時間強度を著しく高めるが、単独添加ではNb炭化
物、Nb炭窒化物は凝集粗大化しやすく長時間高温強度
を維持するのが困難となる。長時間強度の向上には、
Wb、 Vの複合添加が有効で、製造過程で析出したW
b(C,N)に高温で使用中M2,06 、 N6Gの
炭化物が析出し、マはV2Oうの炭化物のほかに固溶状
態にあるVが上記炭化物H23C4、N6Gに拡散し、
これら炭化物の粗大化を抑制する。 Nb、 Vの複合
添加により微細析出したWb、 Vの析出物、さらに長
時間経過後に微細析出するM23C4、x4c 、固有
Vが高温長時間強度を向トさせる。
したがって、V単独でも微細炭化物”29C1M6Gは
得られず、長時間強度を改善することはできない、 N
bは0.02%、Vは0.09%未満では上記の効果が
不十分である。また、WbもしくはVが多すぎても炭化
物が著しく粗大化しクリープ破断強度を下げ、しかも切
欠靭性や溶接性を低下させるので、Nbは0.15%以
下、Vは0.30%以下、!: L、り。
得られず、長時間強度を改善することはできない、 N
bは0.02%、Vは0.09%未満では上記の効果が
不十分である。また、WbもしくはVが多すぎても炭化
物が著しく粗大化しクリープ破断強度を下げ、しかも切
欠靭性や溶接性を低下させるので、Nbは0.15%以
下、Vは0.30%以下、!: L、り。
N:
Nは窒化物もしくは炭窒化物の形成、さらに固有Nの残
存から高温長時間強度を向上させるが、0.01%未満
ではその効果がなく、0.08%を越えると溶接時ブロ
ーホールが形成され、著しく溶接性を劣化するので、N
は0.01%〜o、oso%とじた。
存から高温長時間強度を向上させるが、0.01%未満
ではその効果がなく、0.08%を越えると溶接時ブロ
ーホールが形成され、著しく溶接性を劣化するので、N
は0.01%〜o、oso%とじた。
w:
WはNoと同様に高温長時間強度を著しく高める効果が
大きい元素であり、鋼中に固溶して強化するほか、炭化
物を析出してクリープ強度を向上させるが0.1%未満
ではこの効果がなく、一方3%を越えるとデルタフェラ
イト量が増し高温強度を低下させる上に貿は高価な元素
であるから、コスト高となり経済性の上からも好ましく
ない、よってWは0.1〜3.0%とした。
大きい元素であり、鋼中に固溶して強化するほか、炭化
物を析出してクリープ強度を向上させるが0.1%未満
ではこの効果がなく、一方3%を越えるとデルタフェラ
イト量が増し高温強度を低下させる上に貿は高価な元素
であるから、コスト高となり経済性の上からも好ましく
ない、よってWは0.1〜3.0%とした。
(2)次に製造条件の限定理由を説明する。
(2−1) (請求項1に記載の本発明において仕上
圧延用素管を850〜1150℃に再加熱すること)第
2図(A)に5uper9Cr鋼について再加熱炉での
温度を変えて加熱し本発明に基づいて造管、焼きもどし
熱処理(770℃×80分)した鋼管の機械的性質を示
す1図から認められるように再加熱温度が850℃未満
では、シャルピー吸収エネルギーが低いが850℃以上
になると、吸収エネルギーが15kgf・鵬と良好な値
となる。一方再加熱温度が高くなれば吸収エネルギーは
良好となるが1150℃を越えると引張り強さは低下し
従来の製造法である造管後再加熱によりノルマ熱処理、
テンパー熱処理を行なったのと同じ強度となる。上記実
験結果より再加熱炉での加熱温度範囲は850〜115
0℃に限定した。
圧延用素管を850〜1150℃に再加熱すること)第
2図(A)に5uper9Cr鋼について再加熱炉での
温度を変えて加熱し本発明に基づいて造管、焼きもどし
熱処理(770℃×80分)した鋼管の機械的性質を示
す1図から認められるように再加熱温度が850℃未満
では、シャルピー吸収エネルギーが低いが850℃以上
になると、吸収エネルギーが15kgf・鵬と良好な値
となる。一方再加熱温度が高くなれば吸収エネルギーは
良好となるが1150℃を越えると引張り強さは低下し
従来の製造法である造管後再加熱によりノルマ熱処理、
テンパー熱処理を行なったのと同じ強度となる。上記実
験結果より再加熱炉での加熱温度範囲は850〜115
0℃に限定した。
(請求項2に記載の本発明において仕上圧延用素管を8
50−1200℃に再加熱すること)第2図(B)にC
: 0.10. Si : 0.33、Mn:0.45
、Cr: 9.5 Ha: O,?Q、 Ttj:
1.4 Nb:0.0?、 V : 0.1B、
N:0.03%鋼ニツイテ再加熱炉での温度を変えて加
熱し本発明に基づいて造管、焼きもどし熱処理(780
℃×60分)した鋼管の機械的性質を示す0図から認め
られるように再加熱温度が850℃未満では、シャルピ
ー吸収エネルギーが低いが850℃以上になると、吸収
エネルギーが10 kgf ・■と良好な値となる。一
方再加熱温俄が高くなれば吸収エネルギーは良好となる
が1200℃を越えると引張り強さは低下し従来の製造
法である造管後再加熱によりノルマ熱処理、テンパー熱
処理を行なったのと同じ強度となる。上記実験結果より
再加熱炉での加熱温度範囲は850〜1200℃に限定
した。
50−1200℃に再加熱すること)第2図(B)にC
: 0.10. Si : 0.33、Mn:0.45
、Cr: 9.5 Ha: O,?Q、 Ttj:
1.4 Nb:0.0?、 V : 0.1B、
N:0.03%鋼ニツイテ再加熱炉での温度を変えて加
熱し本発明に基づいて造管、焼きもどし熱処理(780
℃×60分)した鋼管の機械的性質を示す0図から認め
られるように再加熱温度が850℃未満では、シャルピ
ー吸収エネルギーが低いが850℃以上になると、吸収
エネルギーが10 kgf ・■と良好な値となる。一
方再加熱温俄が高くなれば吸収エネルギーは良好となる
が1200℃を越えると引張り強さは低下し従来の製造
法である造管後再加熱によりノルマ熱処理、テンパー熱
処理を行なったのと同じ強度となる。上記実験結果より
再加熱炉での加熱温度範囲は850〜1200℃に限定
した。
(2−2) (請求項1と請求項2のそれぞれに記載
の本発明において仕上圧延時の加工歪εを0.1になる
ように加工すること) 什ヒ圧延用素管の断面積をAo(am2) 、仕上管の
断面積をA (cm2)とすると、仕上圧延時の加工歪
εは下記(1)式で表される。
の本発明において仕上圧延時の加工歪εを0.1になる
ように加工すること) 什ヒ圧延用素管の断面積をAo(am2) 、仕上管の
断面積をA (cm2)とすると、仕上圧延時の加工歪
εは下記(1)式で表される。
ε=交n(Ao/A) ・・・(1)什
」―圧延用素管を仕上管に圧延する時、熱間加工時の加
工歪による強度と昇と結晶粒を均一に細かくするため最
低0.1以上の加工歪εを加える必要がある。
」―圧延用素管を仕上管に圧延する時、熱間加工時の加
工歪による強度と昇と結晶粒を均一に細かくするため最
低0.1以上の加工歪εを加える必要がある。
(2−3) (請求項1に記載の本発明においてテン
パー熱処理を740〜820℃で行なうこと)第3図(
A)に5uperQCr鋼について本発明に基づいて造
管した後焼きもどし温度を種々かえて熱処理した時の硬
さ(Hマ)の変化を示す、ボイラ用鋼管として使用する
時1通常硬さHRC25以下が望ましい、これは硬さH
マで285以下に相当する。第3図から認められるよう
にこの硬さ範囲を満足するためには、焼きもどし温度を
740℃以上にする必要がある。一方820℃を越える
と硬さはそれ以辷下がらずむしろ増加する傾向となる。
パー熱処理を740〜820℃で行なうこと)第3図(
A)に5uperQCr鋼について本発明に基づいて造
管した後焼きもどし温度を種々かえて熱処理した時の硬
さ(Hマ)の変化を示す、ボイラ用鋼管として使用する
時1通常硬さHRC25以下が望ましい、これは硬さH
マで285以下に相当する。第3図から認められるよう
にこの硬さ範囲を満足するためには、焼きもどし温度を
740℃以上にする必要がある。一方820℃を越える
と硬さはそれ以辷下がらずむしろ増加する傾向となる。
これは加熱により一部オーステナイトに変態し冷却中に
マルテンサイトを生じて硬化するものである。このため
焼きもどし温度を820℃以下とした。上記理由より焼
きもどし温度を740〜820℃にする必要がある。
マルテンサイトを生じて硬化するものである。このため
焼きもどし温度を820℃以下とした。上記理由より焼
きもどし温度を740〜820℃にする必要がある。
(請求項2に記載の本発明においてテンパー熱処理を7
40〜830℃で行なうこと) 第3図(B)にC:0.1O2Si : 0.33、M
n:0.45. Cr: 9.5 No: 0.7
0、 w: 1.4 、 Nb:0.07、V: 0.
18. N: 0.03%鋼ニツイテ木’A明ニ基づ
いて造管した後焼きもどし温度を種々かえで熱処理した
時の硬さ(Hマ)の変化を示す、ボイラ用鋼管として使
用する時、通常硬さHRC25以下が望ましく、これは
硬さHマで285以下に相当する。第3図から認められ
るようにこの硬さ範囲を満足するためには、焼きもどし
温度を740℃以上にする必要がある。一方810℃を
越えると硬さはそれ以上下がらずむしろ増加する傾向と
なる。これは加熱により一部オーステナイトに変態し冷
却中にマルテンサイトを生じて硬化するものである。こ
のため焼きもどし温度を830℃以下とした。L記理由
より焼きもどし温度を740〜830℃にする必要があ
る。
40〜830℃で行なうこと) 第3図(B)にC:0.1O2Si : 0.33、M
n:0.45. Cr: 9.5 No: 0.7
0、 w: 1.4 、 Nb:0.07、V: 0.
18. N: 0.03%鋼ニツイテ木’A明ニ基づ
いて造管した後焼きもどし温度を種々かえで熱処理した
時の硬さ(Hマ)の変化を示す、ボイラ用鋼管として使
用する時、通常硬さHRC25以下が望ましく、これは
硬さHマで285以下に相当する。第3図から認められ
るようにこの硬さ範囲を満足するためには、焼きもどし
温度を740℃以上にする必要がある。一方810℃を
越えると硬さはそれ以上下がらずむしろ増加する傾向と
なる。これは加熱により一部オーステナイトに変態し冷
却中にマルテンサイトを生じて硬化するものである。こ
のため焼きもどし温度を830℃以下とした。L記理由
より焼きもどし温度を740〜830℃にする必要があ
る。
[実施例]
(第1実施例)
第1表に示すA〜Cの3種の高Cr系フェライト鋼を用
いて第2表に示す製造条件で継目無鋼管を製造した。第
2表の製造条件において、実験No、1〜8は未発明例
(請求項一1に記載の本発明例) 、 No、9〜14
は比較例、No、15〜1Bは従来例である。
いて第2表に示す製造条件で継目無鋼管を製造した。第
2表の製造条件において、実験No、1〜8は未発明例
(請求項一1に記載の本発明例) 、 No、9〜14
は比較例、No、15〜1Bは従来例である。
比較例に対して、請求項1に記載の本発明の条件を満足
していない項目はアンダーライン(または本印)を付し
て示したが、No、9は素管再加熱温度が1180℃の
例、No、10は造管後のテンパー温度が720℃の例
、No、11は素管再加熱温度が830℃の例、 No
、12は造管後のテンパー温度が850℃の例、No1
3は造管時の加工歪(が0.08の例、No、 14は
素管再加熱温度が1180℃で造管後のテンパー温度が
730℃の例である。
していない項目はアンダーライン(または本印)を付し
て示したが、No、9は素管再加熱温度が1180℃の
例、No、10は造管後のテンパー温度が720℃の例
、No、11は素管再加熱温度が830℃の例、 No
、12は造管後のテンパー温度が850℃の例、No1
3は造管時の加工歪(が0.08の例、No、 14は
素管再加熱温度が1180℃で造管後のテンパー温度が
730℃の例である。
従来例のNo、15 、18は現在通常行なわれている
再加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なった場合
である。
再加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なった場合
である。
上記の各種の製造条件による実験材のそれぞれの機械的
性質等を調査してその試験結果を第3表に併せて示した
。
性質等を調査してその試験結果を第3表に併せて示した
。
第3表において明らかなように1本発明例はいずれも再
加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なう従来例N
o、15 、 X8に比べて造管後のテンパー温度を高
くしても室温および高温での強度は高くなっておりかつ
伸び、シャルピー吸収エネルギーは同等以上となってい
る。すなわち、従来例に比較して高強度で高靭性である
。一方本発明の条件を満足しない比較例は、いずれも本
発明例に比較して強度または伸びや吸収エネルギー値が
低く劣っている。
加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なう従来例N
o、15 、 X8に比べて造管後のテンパー温度を高
くしても室温および高温での強度は高くなっておりかつ
伸び、シャルピー吸収エネルギーは同等以上となってい
る。すなわち、従来例に比較して高強度で高靭性である
。一方本発明の条件を満足しない比較例は、いずれも本
発明例に比較して強度または伸びや吸収エネルギー値が
低く劣っている。
(第2実施例)
第4表に示すD−Gの4種の高Cr系フェライト鋼を用
いて第5表に示す製造条件で継目無鋼管を製造した。第
5表の製造条件において、実験No、1〜9は本発明例
(請求項2に記載の本発明例)、No、10〜15は比
較例、 No、16〜17は従来例である。
いて第5表に示す製造条件で継目無鋼管を製造した。第
5表の製造条件において、実験No、1〜9は本発明例
(請求項2に記載の本発明例)、No、10〜15は比
較例、 No、16〜17は従来例である。
比較例に対して、請求項2に記載の本発明の条件を満足
していない項目はアンダーライン(または*印)を付し
て示したが、No、10は素管再加熱温度が1220℃
の例、No、11は造管後のテンパー温度が710℃の
例、No、12は素管再加熱温度が830℃の例、No
、13は造管後のテンパー温度が850℃の例、No、
14は造管時の加工歪εが0.09の例、No、i5は
素管再加熱温度が1220℃で造管後のテンパー温度が
850℃の例である。
していない項目はアンダーライン(または*印)を付し
て示したが、No、10は素管再加熱温度が1220℃
の例、No、11は造管後のテンパー温度が710℃の
例、No、12は素管再加熱温度が830℃の例、No
、13は造管後のテンパー温度が850℃の例、No、
14は造管時の加工歪εが0.09の例、No、i5は
素管再加熱温度が1220℃で造管後のテンパー温度が
850℃の例である。
従来例のNo、18 、17は現在通常行なわれている
再加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なった場合
である。
再加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なった場合
である。
上記の各種の製造条件による実験材のそれぞれの機械的
性質等を調査してその試験結果を第6表に併せて示した
。
性質等を調査してその試験結果を第6表に併せて示した
。
第6表において明らかなように、本発明例はいずれも再
加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なう従来例N
o、18 、17に比べて造管後のテンパー温度を高く
しても室温および高温での強度は高くなっておりかつ伸
び、シャルピー吸収エネルギーは同等具トとなっている
。すなわち、従来例に比較して高強度で高靭性である。
加熱によるノルマ処理、テンパー処理を行なう従来例N
o、18 、17に比べて造管後のテンパー温度を高く
しても室温および高温での強度は高くなっておりかつ伸
び、シャルピー吸収エネルギーは同等具トとなっている
。すなわち、従来例に比較して高強度で高靭性である。
−大木発明の条件を満足しない比較例は、いずれも本発
明例に比較して強度または伸びや吸収エネルギー値が低
く劣っている。
明例に比較して強度または伸びや吸収エネルギー値が低
く劣っている。
【発明の効果]
以上説明したように1本発明によれば上記実験例からも
明らかなように高Or系継目無鋼管を製造する際に仕上
圧延用素管を適正範囲で再加熱を行なうことにより、再
結晶状態と炭化物の再固溶化状態を達成した後、ホット
ストレッチレデューサ−圧延を行ない、その時の加工歪
(が0.1以上となるようにして圧延ままでノルマ熱処
理状態を得てその後740〜820℃もしくは740〜
830℃でテンパー熱処理を行なうことにより、再加熱
によるノルマ処理が不要となり低コスト化が達成できる
。しかも1本発明法ではテンパー温度を従来法より高温
度で実施できるので鋼管使用時溶接を行なった後の後熱
処理温度を従来より高温度にでき、鋼管の使用上有利に
することが可能である。
明らかなように高Or系継目無鋼管を製造する際に仕上
圧延用素管を適正範囲で再加熱を行なうことにより、再
結晶状態と炭化物の再固溶化状態を達成した後、ホット
ストレッチレデューサ−圧延を行ない、その時の加工歪
(が0.1以上となるようにして圧延ままでノルマ熱処
理状態を得てその後740〜820℃もしくは740〜
830℃でテンパー熱処理を行なうことにより、再加熱
によるノルマ処理が不要となり低コスト化が達成できる
。しかも1本発明法ではテンパー温度を従来法より高温
度で実施できるので鋼管使用時溶接を行なった後の後熱
処理温度を従来より高温度にでき、鋼管の使用上有利に
することが可能である。
このことより、高強度で靭性に優れた高Or系継目無鋼
管を広く高温用用途に使用することが可能である。
管を広く高温用用途に使用することが可能である。
第1図はマンドレルミル方式による継目無鋼管製造ライ
・ンの一例を示す概要図、第2図(A)は5uper1
3Cr鋼について素管加熱温度を変えて造管し、 77
0℃×80分の焼もどし熱処理を行なった後の機械的性
質を示した線図、第2図(B)は9(:rMoW系鋼に
ついて素管加熱温度を変えて造管し、780℃X80分
の焼もどし熱処理を行なった後の機械的性質を示した線
図、第3図(A)は5uperQCr鋼について造管後
の焼きもどし温度を変えた場合の硬さ(Hマ)の変化を
示した線図、第3図(B)は9Crに0賛系鋼について
造管後の焼きもどし温度を変えた場合の硬さ(Hマ)の
変化を示した線図である。
・ンの一例を示す概要図、第2図(A)は5uper1
3Cr鋼について素管加熱温度を変えて造管し、 77
0℃×80分の焼もどし熱処理を行なった後の機械的性
質を示した線図、第2図(B)は9(:rMoW系鋼に
ついて素管加熱温度を変えて造管し、780℃X80分
の焼もどし熱処理を行なった後の機械的性質を示した線
図、第3図(A)は5uperQCr鋼について造管後
の焼きもどし温度を変えた場合の硬さ(Hマ)の変化を
示した線図、第3図(B)は9Crに0賛系鋼について
造管後の焼きもどし温度を変えた場合の硬さ(Hマ)の
変化を示した線図である。
Claims (2)
- (1)重量%でC:0.05〜0.15%、Si:1.
0%以下、Mn:0.2〜1.0%、Cr:7.5〜1
2.0%、Mo:0.5〜1.2%、Nb:0.02〜
0.15%、V:0.09〜0.30%、N:0.01
〜0.08%を含有する高クロム系継目無鋼管を製造す
るに当たり、仕上圧延用素管を850〜1150℃に再
加熱した後、仕上圧延用素管の断面積をAo(cm^2
)、仕上管の断面積をA(cm^2)とする時に、次式 ε=ln(Ao/A) で表わされる仕上圧延時の加工歪εが0.1以上になる
ように圧延を行ない空冷した後、740〜820℃でテ
ンパー熱処理を施すことを特徴とする高温強度に優れた
高クロム系継目無鋼管の製造方法。 - (2)重量%でC:0.05〜0.15%、Si:1.
0%以下、Mn:0.2〜1.0%、Cr:7.5〜1
2.0%、Mo:0.5〜1.2%、W:0.1〜3.
0%、Nb:0.02〜0.15%、V:0.09〜0
.30%、N:0.01〜0.08%を含有する高クロ
ム系継目無鋼管を製造するに当たり、仕上圧延用素管を
850〜1200℃に再加熱した後、仕上圧延用素管の
断面積をAo(cm^2)、仕上管の断面積をA(cm
^2)とする時に、次式ε=ln(Ao/A) で表わされる仕上圧延時の加工歪εが0.1以上になる
ように圧延を行ない空冷した後、740〜830℃でテ
ンパー熱処理を施すことを特徴とする高温強度に優れた
高クロム系継目無鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098800A JPH0735547B2 (ja) | 1988-04-22 | 1989-04-20 | 高温強度に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9826988 | 1988-04-22 | ||
| JP63-98269 | 1988-04-22 | ||
| JP1098800A JPH0735547B2 (ja) | 1988-04-22 | 1989-04-20 | 高温強度に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02138417A true JPH02138417A (ja) | 1990-05-28 |
| JPH0735547B2 JPH0735547B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=26439463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1098800A Expired - Fee Related JPH0735547B2 (ja) | 1988-04-22 | 1989-04-20 | 高温強度に優れた高クロム系継目無鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735547B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320410A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-29 | Nippon Steel Corp | 高クリープ破断強度を有する高Crフェライト系耐熱鋼管の製造方法 |
| JPH09263830A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 合金鋼鋼管の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288716A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-28 | Nippon Steel Corp | 高クリープ破断強度を有する高Crフェライト系耐熱鋼管の製造方法 |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP1098800A patent/JPH0735547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288716A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-28 | Nippon Steel Corp | 高クリープ破断強度を有する高Crフェライト系耐熱鋼管の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320410A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-29 | Nippon Steel Corp | 高クリープ破断強度を有する高Crフェライト系耐熱鋼管の製造方法 |
| JPH09263830A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 合金鋼鋼管の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735547B2 (ja) | 1995-04-19 |
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