JPH0250915A - 細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法 - Google Patents

細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法

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JPH0250915A
JPH0250915A JP19882788A JP19882788A JPH0250915A JP H0250915 A JPH0250915 A JP H0250915A JP 19882788 A JP19882788 A JP 19882788A JP 19882788 A JP19882788 A JP 19882788A JP H0250915 A JPH0250915 A JP H0250915A
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steel pipe
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less
hot
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JP19882788A
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Akira Yagi
明 八木
Hitoshi Asahi
均 朝日
Masakatsu Ueno
正勝 上野
Tomio Terasawa
寺沢 富雄
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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] 本発明は、細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の
製造法に関するものである。
[従来の技術] 熱延シームレス鋼管て細粒化組織の低合金高張力シーム
レス鋼管を得るには、例えば特開昭5277813号公
報のように熱間粗圧延した中空素管を強制的に一旦鋼の
温度をAr1点以下に下げて再度オーステナイト化温度
に加熱し引続き行う仕上圧延を終了後直ちに急冷し焼入
−焼戻するか、或いは通常の仕」二圧延終了後再加熱焼
入−焼戻する方法があった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、いずれの方法も熱効率上の問題のほかに
製造工程か煩雑となる欠点があった。
方、これまでの熱延シームレス圧延後の直接焼入処理で
はオーステナイト結晶粒度がASTM N: 1〜6と
粗粒であり、且つバラツキが大きいため細粒化組織の低
合金高張力シームレス鋼管か得られない問題があフだ。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼
管さらには硫化物応力割れ(以下、SSCと記す。)性
の優れたSML  (シームレス)鋼管を製造すること
を目的に多くの実験を行い検討した結果、鋼成分、熱間
圧延条件を制御することによって細粒高張力シームレス
鋼管か製造されることを知見した。
本発明は、この知見に基づいて構成したもので、その要
旨は、 温度1200℃以上に加熱された C : 0.05〜0.35%、 Sj : 0.01〜0.5%、 Mn : 0.15〜1.5%、 5001%以下、 P : 0.02%以下、 Mo : 0.05〜0.4%、 八1・ 0005〜01 % を含有し、さらに必要によっては Or: 0.1〜1.5%、Ni : 0.1〜2.0
%、V : 0.01〜01%、Ti : 0.01〜
0.1%、B : 0.0003〜0.003%の1種
または2種以上と 希土類元素: 0.001〜0.05%、Ca0001
〜002%、Go : 0.05〜0.5%、Cu :
 0.1〜0.5%の1種または2種以上 を含有し残部が実質的にFeからなる鋼片を熱間穿孔連
続圧延の最終過程でAr3〜Ar、点の温度に降下した
中空素管を該温度より高いAc3〜Ac3〜Ac3+1
00℃温度に加熱して仕上温度h<Ar3点+50℃以
上の熱間仕上圧延を施して得られた仕上鋼管をAr3点
以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いてAc1
点以下の温度に加熱して冷却する熱戻処理を施ず細粒化
組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法である。
[作用] 以下本発明の製造方法について詳細に説明する。
先ず、本発明において上記の様な鋼成分に限定した理由
について説明する。
CおよびMnは、焼入効果を増して強度を高め降伏点6
0〜80kgf/mm2の高張力鋼を安定して得るため
および細粒化を図るため重要である。少な過ぎるとその
効果がなく、多過ぎると焼割れを誘発する原因となるた
め、それぞれ0.05〜0.35%、0.15〜1.5
%とした。
Siは、脱酸剤が残存したもので強度を高める有効な成
分である。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎると介
在物を増加して鋼の性質を脆化するため0.01〜05
%とした。
Pは、粒界偏析を起こして加工の際き裂を生じ易く有害
な成分としてその含有量を0.02%以下とした。
SはMnS系介在物を形成して熱間圧延で延伸し低温靭
性に有害な成分としてその含有量を0.02%以下とし
た。
Moは、強度の上昇、靭性の改善等に有効である。少な
過ぎるとその効果がなく、多過ぎてもその効果が飽和し
、しかも非常に高価であるため0.05〜0.4*とじ
た。
A1は、Siと同様脱酸剤が残存したもので、鋼中の不
純物成分として含まれるNと結合して結晶粒の成長を抑
えて鋼の遷移温度を低下させて低温靭性を改善する。少
な過ぎるとその効果がなく、多過ぎると介在物を増加し
て鋼の性質を脆化するため0.005〜0.196とし
た。
上記の成分組成の鋼でさらに鋼の強度を高める場合Cr
等の成分を必要に応じて選択的に添加する。Cr、 N
i、Vは、鋼の焼入性を増して、強度を高めるために添
加するものである。少な過ぎるとその効果がなく、多過
ぎてもその効果か飽和し、しかも非常に高価であるため
それぞれ0.01〜15%、0.1〜2.0%、0.旧
〜O1%とした。
Tiは、鋼中の不純物成分として含まれるNと結合して
結晶粒の成長を抑えて強度を高めると共に、脱酸、脱窒
の作用からBによる焼入性を発揮させる。少な過ぎると
その効果がなく、多過ぎるとTjCを析出して鋼を脆化
し、また介在物を増加し鋼の性質を脆化するため0.0
1〜01%とした。
Bは、焼入性を著しく向上せしめて強度を高める。少な
過ぎるとその効果がなく、多過ぎても効果は変わらす、
靭性や熱間加工性を劣化させるのて0.0003〜0.
003%とした。
さらに本発明は、近年のシームレス鋼管の使用環境を鑑
み上記の成分組成で構成される鋼SSCを改善するため
に希土類元素等の成分を必要に応じて選択的に添加する
。希土類元素、Caは、介在物の形態を球状化させて無
害化する有効な成分である。少な過ぎるとその効果がな
く、多過ぎると介在物を増加して耐SSC性を低下させ
るのでそれぞれ0001〜005%、0001〜0.0
2%とした。
G:Cuは、鋼中への水素侵入抑制効果があり耐SSC
性に有効に働く。少な過きるとその効果がなく、多過ぎ
るとその効果か飽和するためそれぞれ0.05〜05%
、0.1〜05%とした。
次に熱間穿孔連続圧延の最終過程の圧延条件を上記のよ
うに限定した理由について説明1−る。
上記の様な成分組成の鋼は転炉、電気炉等の溶解炉であ
るいはさらに真空脱カス処理を経て溶製さね、連続鋳造
法または造塊分塊法て鋼片を製造する。鋼片は、直ちに
あるいは一旦冷却された後1200℃以上の温度に加熱
する。加熱温度は、熱間穿孔連続圧延の前にはとんとの
C,Cr、V、Ti等を固溶させておくために十分高く
しておかねはならない。この温度は本発明の成分範囲内
てあれば1200℃以−ヒの温度て全て固溶し、また熱
間成形加工能率上なんら支障を生じないのでその加熱温
度は1200℃以上とした。
高温度に加熱された鋼片は熱間穿孔連続圧延機に搬送さ
れ、目標の外径、肉厚に圧延されて中空素管に粗成形す
る。この圧延は製造された鋼管の材質に大きな影響を及
ぼずもので、図は直接焼入処理後のオースブナイト(以
下、γと記す。)粒度に及ぼす熱間穿孔連続圧延後の再
加熱温度の影響を示したものである。再加熱温度かへ〇
3点+100℃以上ては、面接焼入処理後のγね度はA
STMN:1程度に粗大化する。従ってγ粒の粗大化を
防止するには熱間穿孔連続圧延後の再加熱温度はAc3
〜Ac1〜Ac、+]oo℃温度にすることか必要であ
る。
このような加熱温度の影響については、本発明渚らの推
測によると、現状の熱間穿孔連続圧延工程でやむをえず
該素管の温度がAr、〜Ar、点に降温しα十γの二相
状態となり、その後へC3煮貝七の温度に加熱されると
熱間穿孔連続圧延の最終工程か比較的低温度で小さい圧
下量の下ではα→γ変態した逆変態γ粒か加熱された未
変態γ粒へ杓界移動を起こし粗大化組織となると考えら
れる。
すなわち、熱間穿孔連続圧延の最終工程で圧F量が比較
的小さい場合、再加熱でα→γへ逆変態したγ粒が未変
態γ粒へ粒界移動を起こし、γ粒は通常の二次再結晶に
よる粗大化温度にくらへ著しく低い温度て粗大化か起こ
ると考えられる。よって、熱間穿孔連続圧延後の再加熱
温度はAc3+100℃の温度以下に限定した。
また、熱間最終仕上温度についてはあまり低くなると高
強度を得るために必要とされる焼入時の完全γ状態が確
保できないためAr3点+50℃とした。焼入処理開始
温度は、十分な焼入組織を確保し必要とする強度を得る
ためAr3点以上とした。
焼入時の冷却速度は特に限定しないか空冷より速い速度
とする。焼戻温度は、強度および靭性の安定化を確保す
る必要からAc1点以下とした。その加熱方法について
は特に限定しない。
以上の製造条件で得られる鋼は粗大粒を含むことなく細
粒化組織の高張力シームレス鋼管の製造に有効である。
[実施例] 次に本発明の実施例について説明する。
第1表は転炉で溶製し連続鋳造を経て製造された鋼片を
熱間穿孔連続圧延後再加熱してその後熱間最終仕上圧延
を行って直接焼入−焼戻しだ鋼管の強度、靭性、γ粒度
および耐SSC性を示す。
尚、耐SSC性はNAc3〜AcE TM01−77に
従って定荷重方式によりa th(Threshold
 SI:ress)を求めて評価した。
本発明によって製造された鋼管は、高強度を有しかつ従
来法に比しγ粒度は微細てあり高靭性か得られ耐SSC
性はσthて0.20y以上向上することがわかる。
[発明の効果] 上記のような本発明法によって製造された鋼管は、高強
度を有しざらに細粒であるため低温靭性および耐SSC
性が優れ、極北の寒冷地や硫化物応力腐食環境において
使用される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、直接焼入処理後のγ粒度に及ぼす熱間穿孔連
続圧延後の再加熱温度の影響を示したものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%(重量%、以下同じ)、Si
    :0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有して残部が実質的にFeからなる鋼片を、熱間穿
    孔連続圧延の最終過程でAr_3〜Ar_1点の温度に
    降下した中空素管を該温度より高いAc_3〜Ac_3
    +100℃温度に加熱して仕上温度がAr_3点+50
    ℃以上の熱間仕上圧延を施して得られた仕上鋼管をAr
    _3点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いて
    Ac_1点以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を施
    すことを特徴とする細粒化組織の低合金高張力シームレ
    ス鋼管の製造法。 2、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有しさらに Cr:0.1〜1.5%、Ni:0.1〜2.0%、V
    :0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.1%、B
    :0.0003〜0.003%の1種または2種以上を
    含有し残部が実質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔連
    続圧延の最終過程でAr_3〜Ar_1点の温度に降下
    した中空素管を該温度より高いAc_3〜Ac_3+1
    00℃温度に加熱して仕上温度がAr_3点+50℃以
    上の熱間仕上圧延を施して得られた仕上鋼管をAr_3
    点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いてAc
    _1点以下の温度に加熱して冷却する熱戻処理を施すこ
    とを特徴とする細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼
    管の製造法。 3、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有しさらに、 希土類元素:0.001〜0.05%、Ca:0.00
    1〜0.02%、Co:0.05〜0.5%、Cu:0
    .1〜0.5%の1種または2種以上を含有し残部が実
    質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔連続圧延の最終過
    程でAr_3〜Ar_1点の温度に降下した中空素管を
    該温度より高いAc_3〜Ac_3+100℃温度に加
    熱して仕上温度がAr_3点+50℃以上の熱間仕上圧
    延を施して得られた仕上鋼管をAr_3点以上の温度か
    ら急冷する焼入処理を施し、続いてAc_1点以下の温
    度に加熱して冷却する熱戻処理を施すことを特徴とする
    細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法。 4、温度1200℃以上に加熱された C:0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜1.5%、 S:0.01%以下、 P:0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1% を含有しさらに、 Cr:0.1〜1.5%、Ni:0.1〜2.0%、V
    :0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.1%、B
    :0.0003〜0.003%の1種または2種以上と
    、 希土類元素:0.001〜0.05%、Ca:0.00
    1〜0.02%、Co:0.05〜0.5%、Cu:0
    .1〜0.5%の1種または2種以上、 を含有し残部が実質的にFeからなる鋼片を、熱間穿孔
    連続圧延の最終過程でAr_3〜Ar_1点の温度に降
    下した中空素管を該温度より高いAc_3〜Ac_3+
    100℃温度に加熱して仕上温度がAr_3点+50℃
    以上の熱間仕上圧延を施して得られた仕上鋼管をAr_
    3点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いてA
    c_1点以下の温度に加熱して冷却する熱戻処理を施す
    ことを特徴とする細粒化組織の低合金高張力シームレス
    鋼管の製造法。
JP19882788A 1988-08-11 1988-08-11 細粒化組織の低合金高張力シームレス鋼管の製造法 Pending JPH0250915A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7481897B2 (en) * 2000-09-01 2009-01-27 Trw Automotive U.S. Llc Method of producing a cold temperature high toughness structural steel
EP2133442A4 (en) * 2007-03-30 2010-04-28 Sumitomo Metal Ind STEEL WITH LOW ALLOY, SEAMLESS STEEL TUBE FOR OIL DRILLING, AND METHOD FOR PRODUCING SEAMLESS STEEL TUBE
US7776160B2 (en) * 2000-09-01 2010-08-17 Trw Automotive U.S. Llc Method of producing a cold temperature high toughness structural steel tubing
CN111139339A (zh) * 2020-02-12 2020-05-12 首钢集团有限公司 一种调控结构钢强度和屈强比的热处理方法

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