JPH0241400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高靭性高耐食性クラツド鋼板の製造方
法の創案に係り、サワーなどの環境下で使用され
るラインパイプ材等に要求される高耐食性をステ
ンレスによつて得しめると共に高靭性且つ高せん
断強度の特質を具備した非調質ステンレスクラツ
ド鋼板を適切に製造することのできる方法を得よ
うとするものである。 鋼板の使用条件が苛酷になるに従い高耐食性の
観点よりして近年クラツド鋼板の使用が増加して
いるが、この場合において単に耐食性のみでなく
高靭性も要求されることが多い。例えばサワーガ
スなどの環境下で使用されるラインパイプ材等に
おいてはこのような高耐食性高靭性が共に強く要
求される。然して圧延クラツド鋼板の製造におい
ては良好な接合性を得るために高温高圧下の圧延
を行うのが通常であり、圧延温度、パススケジユ
ール、パス圧下率などの圧延条件は主として接合
性の観点によつてのみ決定されている。従つて母
材が厳しい低温靭性や高い延性が要求されるよう
な場合にはクラツド圧延の後に、熱処理が施され
るのが通常である。ところがこのように熱処理を
施すことは生産コストの上昇及び生産能率の低下
を招く不利がある。又その合わせ材がオーステナ
イト系ステンレス鋼の場合においてσ相脆化、鋭
敏化（徐冷によるCr炭化物の析出に伴う脆化）
等の各種脆化現象があるため充分な時間の焼もど
し処理が行えないなど熱処理方法に大きな制約が
あり、充分な低温靭性や高いせん断強さを得るに
は大きな困難が伴うことになる。 本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたもので、炭素鋼とオーステナイトス
テンレス鋼による部材を重ね合せて圧延しクラツ
ド鋼板を製造するに当つて、前記炭素鋼の炭素含
有量を0.12％以下とすると共にオーステナイトス
テンレス鋼の炭素含有量を0.05％以下となし、し
かも1000〜1250℃の温度域においては下記する
式の関係を満す接合粗圧下率による圧延を行い、
又650〜950℃の温度域においては下記式の関係
を満す累積圧下率による圧延を行うことを特徴と
する高靭性高耐食性クラツド鋼板の製造方法であ
る。 累積粗圧下率（％）≧15％＋0.2×〔CR率（％）〕…
20％≦CR率≦〔90％−200×｛炭素鋼の含有炭素量（w
t％）｝〕… 但し上記、式においてCR率は650〜950℃
の温度域における累積圧下率を示すものである。 このような本発明について更に説明すると、圧
延ままで高靭性鋼板を製造する方法として制御圧
延法が知られているが、上記したようなオーステ
ナイト系ステンレスクラツド鋼板の製造にこの制
御圧延法を用いると、圧延過程（950〜650℃）で
クロム炭化物の析出が顕著に顕われ、ステンレス
鋼自身の耐食性を低下し、又炭素鋼とステンレス
鋼界面の接合力低下を来すのでステンレスクラツ
ド鋼板の容易に該制御圧延技術を採用することは
困難と考えられる。ところが本発明者等は圧延パ
ターンの詳細な検討を行つた結果、制御圧延され
たステンレスクラツド鋼板におけるクロム炭化物
の析出を抑制し、炭素鋼−ステンレス鋼界面での
充分なせん断強度（例えばJISで規定される20
Kg／mm²以上）を得るための因子として、 炭素鋼のＣ量 オーステナイト系ステンレス鋼のＣ量 1250〜1000℃間の全圧下率 950℃以下の温度域での全圧下率 の如きを制御することによりこのせん断強度を適
切に確保されることを見出した。即ち本発明にお
いては熱間圧延の際に特殊なパススケジユールを
採用することにより高靭性非調質のステンレスク
ラツド鋼を得るものである。 上記したような本発明によるものの技術的内容
について更に説明すると、圧延クラツド鋼板など
の製造において、Ｃ0.12％の炭素鋼鋼片とＣ
0.05％のオーステナイト系スンレス鋼片を組み合
わせ、1250℃未満、650℃以上の温度範囲で圧延
するに当つて、 1250℃以下、1000℃以上の温度間の接合粗圧
下率を次の式で示す下限圧下率以上で圧延を
行う。 接合粗圧下率（％）≧15％＋0.2×〔950℃以下の累積圧
下率（％）〕…… 又上記に続いて950℃以下の温度域での累
積圧下率（CR率）が次の式で示される範囲
の圧延を行う。 20％≦CR率（％）≦〔90％−200×｛炭素鋼のＣ量；wt
％｝〕… のような圧延パターンを彩用する。即ちこの
によつて示される圧延条件は第１図においてハツ
チングを以て示す通りであつて、このような圧延
パターンにより制御圧延過程におけるクロム炭化
物の析出を制御し、炭素鋼−ステンレス鋼界面で
20Kg／mm²以上の高せん断強度を得ることができ
る。なお上記のような圧延に先行して行われる鋼
片の加熱については特に限定する必要がないが、
その温度を1050〜1300℃とすることが好ましい。 然して上記のように接合粗圧下率を規定した
理由について説明すると、炭素鋼とステンレス鋼
との界面において高せん断強度を得るには、前記
のような高温域で一定以上の大圧下を加えること
が基本的に重要であることは明らかであるが、低
温域で制御圧延を行う場合にはそのCR率の大き
さに応じてこの高温域における接合粗圧下率を増
大させることが必要である。つまり低温域での制
御圧延は前記界面近傍に累積的に変形歪を与え、
せん断強度を漸次低下させるからである。 又前記のようにCR率の上限を規定する理由
は、高CR率条件では、クロム炭化物析出が顕著
な低温域（950〜650℃）における鋼材滞在時間が
長くなるとともに界面近傍の変形歪の増大するこ
とによつてクロム炭化物析出が促進される。即ち
本発明者等が検討した結果によると式に示した
上限以上のCR率ではせん断強さを20Kg／mm²以上
に保持することが不可能である。又この上限CR
率は母材の炭素含有量に依存し、上記の圧延で
上限CR率を超えた圧延を行うと炭素鋼とステン
レス鋼の界面にクロム炭化物の析出を生じ、せん
断強さの著しい低下を生ずる。理論的には上記
CR率は母材炭素鋼およびステンレス鋼合わせ材
双方の炭素量に依存すると考えられるが、通常は
母材炭素鋼の炭素量の方が数倍高く、上限CR率
は実質的にこの母材炭素量に支配される。 又上記においてCR率の下限を規定した理由
は、これ以下のCR率では炭素鋼の靭性水準を充
分に高く（例えばDWTT試験における85％
SATT≦０℃）することが不可能である。 更に母材炭素鋼とステンレス合わせ材の上限炭
素量を規定した理由については、母材炭素量が
0.12％を超える領域ではクロム炭化物の析出が急
激に増大し、前記における式が成立しなくな
つて、本発明に従つて圧延を行つても充分な接合
強度を得ることが不可能である。 又ステンレス合わせ材の炭素量が0.052％を超
えると、制御圧延されたステンレス鋼表面の耐食
性が低下する。更に圧延温度が650℃未満となる
と両鋼片、特に炭素鋼の変形抵抗が著しく増大し
て圧延が非常に困難となると共に両鋼片間の接着
強度が低下してくる。又圧延温度を1250℃以上と
するとオーステナイト粒が粗大化して本発明で目
的とする高靭性クラツド鋼板が得られない。従つ
て圧延温度は650〜1250℃とする必要がある。 なお圧延に当つては炭素鋼−ステンレス鋼−ス
テンレス鋼−炭素鋼のように重合し、そのステン
レス鋼間には圧延後にオーステナイトステンレス
鋼同志の間の分離を容易ならしめるセパレータを
介在させると共に上下の炭素鋼板寸法を中間のス
テンレス鋼板より大とし、更に圧延に先立つて行
われる加熱中にステンレス−炭素鋼の接合面が酸
化するのを防止するため上下の炭素鋼板四周を溶
接したサンドイツチ状体を準備し、このものを加
熱圧延するものである。 本発明によるものの具体的な実施例について説
明すると以下の通りである。 本発明者等の具体的に採用した供試鋼の組成は
次の第１表に示す通りであり、母材と合わせ材は
何れも表面をシヨツトブラストして用いた。なお
合わせ材厚さは３mmであり、上記したようなサン
ドイツチ法に従つて準備したものを採用した。

【表】 加熱温度は1250℃であり、次いで第２表に示す
ような母材と合わせ材の各種組合わせにより元厚
のものを同じく第２表に示すような圧延条件で圧
延したものについての機械的性質をこの第２表に
おいて併せて示す。なお何れのパススケジユール
においても仕上温度は700℃で、仕上厚は10mmで
あり、引張強度およびせん断強さ試験片は何れも
圧延直角方向から採取した。

【表】

【表】 第２図には接合粗圧下率と950〜650℃の累積圧
下率（CR率）を変化させた場合のせん断強さを
示すが、せん断強さを20Kg／mm²以上に保持するた
めに必要な下限粗圧下率および上限累積圧下率が
存在する。前記第２表におけるNo.15のものは母材
炭素量が上限炭素量を超えた組合わせにおいて本
発明の標準的な圧延を行つたものであり、剪断強
さの著しい低下が認められる。 No.６、No.10およびNo.14のものは接合粗圧下率、
CR率が何れも高く靭性に優れていてもせん断強
さにおいて大幅に劣つている。このことはNo.16お
よびNo.17或いはNo.21、22のものでも同様である。
これに対しNo.18、19或いはNo.24、25のものはせん
断強さに優れているけれども靭性において劣つて
いることが明かで、何れも本発明の目的を達し得
ない。 本発明の条件を満足したNo.４、５、No.７〜９、
No.11〜13およびNo.20のものは何れも靭性において
−℃であり、しかもせん断強さは25Kg／mm²以上で
靭性とせん断強さが共に優れており、好ましいク
ラツド材であることは明かである。 なお本発明方法は、炭素鋼とステンレス鋼の間
に、(a)Ni等のインサート材を含まない場合、(b)
最終製品において０〜50μの厚みをもつNi等のイ
ンサート材を含む場合の双方の場合に適用するこ
とができ、この程度の厚みのNiなどによるイン
サート材を含む場合でもステンレス鋼の界面にお
けるクロム炭化物の析出挙動はインサート材を含
まない場合に比較して大きな差が認められない。
又本発明でいうオーステナイト・ステンレス鋼と
は炭素含有量以外については特に特定するものが
なく、一般的に認識されているものを言う。即ち
Si：２％以下、Mn：５％以下、Ni：６〜50％、
Cr：10〜30％、Al：１％以下で残部が鉄および
不可避不純物から成る鋼を基本組成として、必要
に応じて更にTi：２％以下、Nb：２％以下、
Cu：４％以下、Mo：10％以下の１種又は２種以
上を添加含有した鋼などが含まれる。又本発明で
いう炭素鋼も炭素含有量以外は特に規定する必要
はないが、Si：0.10〜0.70％、Mn：0.20〜2.00
％、so1.Al：0.07％以下で残部が鉄および不可避
不純物から成る鋼を基本組成とし、必要に応じて
これにNb：0.20％以下、Ｖ：0.30％以下、Zr：
0.20％以下、Ti：0.30％以下、Ta：0.10％以下、
Ｂ：0.002％以下、Mo：0.6％以下、Cu：1.0％以
下、Ni：3.0％以下の何れか１種又は２種以上を
添加含有した鋼などを示すものである。これらの
オーステナイトステンレス鋼、炭素鋼について本
発明によるものが同様に適用し、所期の作用効果
を発揮し得ることは実験的に充分確認できる。 以上説明したような本発明によるときは苛酷な
使用条件に耐える高靭性でステンレス材による高
耐食性を適切に具備したクラツド鋼板を制御圧延
法を用い、クロム炭化物の析出を抑制し、又充分
な接合強度をもつたクラツド材として適切に製造
し得るものであり、それによつてサワーガスなど
の環境下に使用されるに適した好ましい各種製品
を必要し得るものであるから工業的にその効果の
大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は接合粗圧下率とCR率との関係での
本発明方法の範囲を示した図表、第２図は接合粗
圧下率とCR率に対するせん断強さ20Kg／mm²以上
の範囲を示した図表である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素鋼とオーステナイトステンレス鋼による
   部材を重ね合せて圧延しクラツド鋼板を製造する
   に当つて、前記炭素鋼の炭素含有量を0.12％以下
   とすると共にオーステナイトステンレス鋼の炭素
   含有量を0.052％以下となし、しかも1000〜1250
   ℃の温度域においては下記する式の関係を満す
   接合粗圧下率による圧延を行い、又650〜950℃の
   温度域においては下記式の関係を満す累積圧下
   率による圧延を行うことを特徴とする高靭性高耐
   食性クラツド鋼板の製造方法。 接合粗圧下率（％）≧15％＋0.2×〔CR率（％）〕…
   20％≦CR率≦〔90％−200×｛炭素鋼の含有炭素量（w
   t％）｝〕… 但し上記、式においてCR率は650〜950℃
   の温度域における累積圧下率を示すものである。