JPH05320775A - 低温靭性に優れた電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
低温靭性に優れた電縫鋼管の製造方法Info
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- JPH05320775A JPH05320775A JP13065892A JP13065892A JPH05320775A JP H05320775 A JPH05320775 A JP H05320775A JP 13065892 A JP13065892 A JP 13065892A JP 13065892 A JP13065892 A JP 13065892A JP H05320775 A JPH05320775 A JP H05320775A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電縫鋼管の製造に当り、シーム部外面側の組織
を確実に微細フェライトにし、溶接部の靭性を向上さ
せ、シーム部及びその近傍全体を母材とほぼ同等の硬度
を有するようにし、低温靭性に優れた均一な材質とす
る。 【構成】鋼帯1のエッジを溶接電極3で加熱し、スクイ
ズロール4で加圧接合し、次いで誘導加熱装置5、6に
より、Ac3 変態点以上1050℃以下に加熱し、水冷
装置8により水冷し、Ar1 変態点±100℃の範囲内
の温度で冷却停止し、次いで、400℃以下まで空冷
し、再度600〜800℃に加熱して焼戻し処理し、2
相加熱域の硬度を下げる。
を確実に微細フェライトにし、溶接部の靭性を向上さ
せ、シーム部及びその近傍全体を母材とほぼ同等の硬度
を有するようにし、低温靭性に優れた均一な材質とす
る。 【構成】鋼帯1のエッジを溶接電極3で加熱し、スクイ
ズロール4で加圧接合し、次いで誘導加熱装置5、6に
より、Ac3 変態点以上1050℃以下に加熱し、水冷
装置8により水冷し、Ar1 変態点±100℃の範囲内
の温度で冷却停止し、次いで、400℃以下まで空冷
し、再度600〜800℃に加熱して焼戻し処理し、2
相加熱域の硬度を下げる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接部の靭性が優れた
電縫鋼管の製造方法に関するものである。
電縫鋼管の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電縫鋼管の溶接部の靭性を向上させるた
めに、従来一般的に行われていたノルマライジング処理
に代えて、焼入れ焼戻しをする方法が、例えば特開昭5
9−43827号公報あるいは特開昭59−15383
9号公報等に開示されている。この熱処理は焼入れによ
る結晶粒の微細化を狙ったものであり、微細なフェライ
ト組織を得ることで靭性の向上を図るものである。しか
し焼入れの際外面側がより高温であること、外面冷却の
ため外面側の冷却速度が大きいことにより、外面がベー
ナイトなどの焼入れ組織となり硬度上昇を招いて靭性が
劣化する恐れがある。さらに焼入れの際の急冷によりシ
ーム加熱時の2相域に島状マルテンサイトが生成し母材
に比べて硬度がかなり上昇するという悪影響がある。
めに、従来一般的に行われていたノルマライジング処理
に代えて、焼入れ焼戻しをする方法が、例えば特開昭5
9−43827号公報あるいは特開昭59−15383
9号公報等に開示されている。この熱処理は焼入れによ
る結晶粒の微細化を狙ったものであり、微細なフェライ
ト組織を得ることで靭性の向上を図るものである。しか
し焼入れの際外面側がより高温であること、外面冷却の
ため外面側の冷却速度が大きいことにより、外面がベー
ナイトなどの焼入れ組織となり硬度上昇を招いて靭性が
劣化する恐れがある。さらに焼入れの際の急冷によりシ
ーム加熱時の2相域に島状マルテンサイトが生成し母材
に比べて硬度がかなり上昇するという悪影響がある。
【0003】これを改善するために特開平4−4161
9号公報に、電縫部の再加熱後の水冷速度、冷却停止温
度を適正に制御することにより微細フェライト組織を形
成して靭性を向上させる方法が記載されている。この技
術では、一般的に焼入れ焼戻しに比べてシーム部外面の
硬度は下がり靭性は向上する傾向にあるものの、鋼種に
よっては冷却速度が不適当で依然として溶接部外面側が
焼入れ組織となる危険性があり、またシーム加熱時の2
相域には、やはり島状マルテンサイトが生成するため、
シーム及びその近傍全体に渡って硬度は母材と同等には
ならないという欠点がある。
9号公報に、電縫部の再加熱後の水冷速度、冷却停止温
度を適正に制御することにより微細フェライト組織を形
成して靭性を向上させる方法が記載されている。この技
術では、一般的に焼入れ焼戻しに比べてシーム部外面の
硬度は下がり靭性は向上する傾向にあるものの、鋼種に
よっては冷却速度が不適当で依然として溶接部外面側が
焼入れ組織となる危険性があり、またシーム加熱時の2
相域には、やはり島状マルテンサイトが生成するため、
シーム及びその近傍全体に渡って硬度は母材と同等には
ならないという欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電縫管溶接
部の冷却過程に改善を加え、鋼種毎に冷却速度を調整し
冷却停止を行ってシーム部外面側の組織を確実に微細フ
ェライトにし、さらにその後焼戻しを加えることによっ
て、溶接部の靭性を向上させ、またシーム及びその近傍
全体に渡って母材とほぼ同等の硬度を有する、低温靭性
に優れた均一な材質の電縫鋼管を製造することを目的と
する。
部の冷却過程に改善を加え、鋼種毎に冷却速度を調整し
冷却停止を行ってシーム部外面側の組織を確実に微細フ
ェライトにし、さらにその後焼戻しを加えることによっ
て、溶接部の靭性を向上させ、またシーム及びその近傍
全体に渡って母材とほぼ同等の硬度を有する、低温靭性
に優れた均一な材質の電縫鋼管を製造することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するためになされたものであって、C:0.01〜
0.10重量%、Si:0.5重量%以下、Mn:0.
5〜2.0重量%、P:0.030重量%以下、S:
0.008重量%以下、N:0.01重量%以下、A
l:0.06重量%以下を含み、かつNb:0.1重量
%以下、V:0.1重量%以下、Ti:0.05重量%
以下のうちの一種以上を含有し、残部Fe及び不可避的
不純物よりなる帯鋼を連続的に成形した後に電縫溶接
し、これに引き続いて溶接部をAc3 変態点以上、10
50℃以下に加熱した後、800℃以上の温度から(A
r1 変態点+100℃)以下(Ar1 変態点−100
℃)以上の温度範囲の所定温度まで10℃/sec以上
かつ前記鋼のCCT曲線から求まるフェライトが析出す
る冷却速度で強制冷却し、引続きその温度から400℃
以下まで空冷した後に、再び該溶接部を600℃以上8
00℃以下に加熱して焼戻すことを特徴とする低温靭性
に優れた電縫鋼管の製造方法である。
成するためになされたものであって、C:0.01〜
0.10重量%、Si:0.5重量%以下、Mn:0.
5〜2.0重量%、P:0.030重量%以下、S:
0.008重量%以下、N:0.01重量%以下、A
l:0.06重量%以下を含み、かつNb:0.1重量
%以下、V:0.1重量%以下、Ti:0.05重量%
以下のうちの一種以上を含有し、残部Fe及び不可避的
不純物よりなる帯鋼を連続的に成形した後に電縫溶接
し、これに引き続いて溶接部をAc3 変態点以上、10
50℃以下に加熱した後、800℃以上の温度から(A
r1 変態点+100℃)以下(Ar1 変態点−100
℃)以上の温度範囲の所定温度まで10℃/sec以上
かつ前記鋼のCCT曲線から求まるフェライトが析出す
る冷却速度で強制冷却し、引続きその温度から400℃
以下まで空冷した後に、再び該溶接部を600℃以上8
00℃以下に加熱して焼戻すことを特徴とする低温靭性
に優れた電縫鋼管の製造方法である。
【0006】
【作用】以下この発明について詳細に説明する。まず素
材成分の限定理由について説明する。Cは強度を確保す
るための元素であるが、含有量が増えると靭性が劣化す
るため0.01〜0.10重量%とした。
材成分の限定理由について説明する。Cは強度を確保す
るための元素であるが、含有量が増えると靭性が劣化す
るため0.01〜0.10重量%とした。
【0007】Siも強度確保のための必要元素である
が、0.5重量%を超えると溶接部にペネトレータが発
生しやすくなり靭性が劣化するため0.5重量%以下と
した。Mnも強度を保つための必要元素であるが、0.
5重量%未満では必要強度が得られず、2.0重量%を
超えるとSiと同様に溶接部にペネトレータが発生しや
すくなるため0.5〜2.0重量%とした。
が、0.5重量%を超えると溶接部にペネトレータが発
生しやすくなり靭性が劣化するため0.5重量%以下と
した。Mnも強度を保つための必要元素であるが、0.
5重量%未満では必要強度が得られず、2.0重量%を
超えるとSiと同様に溶接部にペネトレータが発生しや
すくなるため0.5〜2.0重量%とした。
【0008】Pは偏析を生じて靭性を劣化させる元素な
ので低い方が望ましく、0.030重量%以下とした。
さらに耐サワー性を考慮する場合には、Pは0.010
重量%以下が望ましい。SはMnSの介在物が靭性に影
響を及ぼすため低いほうが望ましく、0.008重量%
以下とした。さらにMnSはHICの起点となるので、
Sは耐サワー性確保の点からは極力低く押さえて、0.
003重量%以下が望ましい。
ので低い方が望ましく、0.030重量%以下とした。
さらに耐サワー性を考慮する場合には、Pは0.010
重量%以下が望ましい。SはMnSの介在物が靭性に影
響を及ぼすため低いほうが望ましく、0.008重量%
以下とした。さらにMnSはHICの起点となるので、
Sは耐サワー性確保の点からは極力低く押さえて、0.
003重量%以下が望ましい。
【0009】Nはサイジング工程で加工を受けた際、歪
時効による靭性劣化の原因となるための低いほうがよ
く、0.01重量%以下とした。AlはAlNとしてオ
ーステナイト粒を細粒化する効果が大きいが、0.06
重量%を超えると介在物が増加し欠陥の原因となるため
0.06重量%以下とした。
時効による靭性劣化の原因となるための低いほうがよ
く、0.01重量%以下とした。AlはAlNとしてオ
ーステナイト粒を細粒化する効果が大きいが、0.06
重量%を超えると介在物が増加し欠陥の原因となるため
0.06重量%以下とした。
【0010】Nb,V,Tiについては、強度確保及び
結晶粒微細化のために必要な元素であり、Nb,Vは
0.1重量%以下、Tiは0.05重量%以下とした。
次に、熱処理条件について説明する。電縫溶接後の加熱
温度をAc3 変態点以上、1050℃以下の範囲に限定
したのは、電縫溶接直後の靭性の劣化した急冷組織を消
去するためAc3 変態点以上に加熱してオーステナイト
組織にする必要があるが、誘導加熱などによる外面側一
方向からの急速加熱の場合、加熱温度がAc3 変態点未
満では内面側まで十分焼きならしができず、一方加熱温
度が1050℃を越えると結晶粒が粗大化し靭性が劣化
するためである。
結晶粒微細化のために必要な元素であり、Nb,Vは
0.1重量%以下、Tiは0.05重量%以下とした。
次に、熱処理条件について説明する。電縫溶接後の加熱
温度をAc3 変態点以上、1050℃以下の範囲に限定
したのは、電縫溶接直後の靭性の劣化した急冷組織を消
去するためAc3 変態点以上に加熱してオーステナイト
組織にする必要があるが、誘導加熱などによる外面側一
方向からの急速加熱の場合、加熱温度がAc3 変態点未
満では内面側まで十分焼きならしができず、一方加熱温
度が1050℃を越えると結晶粒が粗大化し靭性が劣化
するためである。
【0011】その後の冷却条件について、冷却開始温度
を800℃以上としたのは、冷却開始温度が800℃よ
り低くなると組織の整粒均一化が行われず急冷の効果が
なくなるためである。冷却速度の限定理由は、冷却速度
が10℃/secより遅いと結晶粒が粗大化してしま
い、靭性が劣化するためであり、一方冷却速度が例えば
図4に示すようなCCT曲線(連続冷却変態曲線)で決
まるフェライトが析出する範囲の冷却速度を越えると外
面側がベーナイト或いはマルテンサイトの脆化組織とな
り好ましくないためである。
を800℃以上としたのは、冷却開始温度が800℃よ
り低くなると組織の整粒均一化が行われず急冷の効果が
なくなるためである。冷却速度の限定理由は、冷却速度
が10℃/secより遅いと結晶粒が粗大化してしま
い、靭性が劣化するためであり、一方冷却速度が例えば
図4に示すようなCCT曲線(連続冷却変態曲線)で決
まるフェライトが析出する範囲の冷却速度を越えると外
面側がベーナイト或いはマルテンサイトの脆化組織とな
り好ましくないためである。
【0012】冷却停止温度を(Ar1 変態点+100
℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上の温度とし、
その後空冷にて400℃以下まで冷却する理由について
述べる。冷却停止とそれに引き続いて空冷する目的はC
が濃化した微小な未変態γ域が急冷によって低温変態
し、ベーナイト或いはマルテンサイトの脆化組織となる
のを防ぐことにある。冷却停止温度が(Ar1 変態点+
100℃)を越えるとフェライトの細粒化の効果がなく
なる。一方冷却停止温度が(Ar1 変態点−100℃)
より低くなるか、或いは冷却停止後の冷却速度が空冷よ
り速い場合、Cが濃化した微小な未変態γ域がベーナイ
ト或いはマルテンサイトとなり外面側が硬化してしま
う。また空冷にて400℃以下まで冷却するのは、全体
の組織を変態完了させ安定化するためである。従って、
細粒化をしつつ、外面側の硬化が起こらないように組織
を調整するには冷却停止温度を(Ar1 変態点+100
℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上にし、その後
空冷にて400℃以下まで冷却する必要がある。
℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上の温度とし、
その後空冷にて400℃以下まで冷却する理由について
述べる。冷却停止とそれに引き続いて空冷する目的はC
が濃化した微小な未変態γ域が急冷によって低温変態
し、ベーナイト或いはマルテンサイトの脆化組織となる
のを防ぐことにある。冷却停止温度が(Ar1 変態点+
100℃)を越えるとフェライトの細粒化の効果がなく
なる。一方冷却停止温度が(Ar1 変態点−100℃)
より低くなるか、或いは冷却停止後の冷却速度が空冷よ
り速い場合、Cが濃化した微小な未変態γ域がベーナイ
ト或いはマルテンサイトとなり外面側が硬化してしま
う。また空冷にて400℃以下まで冷却するのは、全体
の組織を変態完了させ安定化するためである。従って、
細粒化をしつつ、外面側の硬化が起こらないように組織
を調整するには冷却停止温度を(Ar1 変態点+100
℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上にし、その後
空冷にて400℃以下まで冷却する必要がある。
【0013】最終の加熱温度を600℃〜800℃の範
囲に限定したのは、600℃未満ではシーム近傍の2相
加熱域の硬度があまり低下しないため十分な焼戻し効果
が得られず、一方800℃を越えるとフェライト結晶粒
が粗大化して靭性が劣化するためである。
囲に限定したのは、600℃未満ではシーム近傍の2相
加熱域の硬度があまり低下しないため十分な焼戻し効果
が得られず、一方800℃を越えるとフェライト結晶粒
が粗大化して靭性が劣化するためである。
【0014】
【実施例】本発明を実施する電縫管製造設備の概略を図
1に示す。連続的に成形された鋼帯1はエッジを溶接電
極3で加熱され、スクイズロール4で加圧、接合され、
電縫溶接部2をもつ電縫管9となる。この電縫溶接部2
は誘導加熱装置5,6によって所定温度まで加熱された
後、水冷装置8により外面側から所定の冷却速度で冷却
を施され、所定温度にて冷却停止した後空冷にて400
℃以下まで冷却され、さらに誘導加熱装置7で再加熱さ
れ、焼戻し処理が施される。
1に示す。連続的に成形された鋼帯1はエッジを溶接電
極3で加熱され、スクイズロール4で加圧、接合され、
電縫溶接部2をもつ電縫管9となる。この電縫溶接部2
は誘導加熱装置5,6によって所定温度まで加熱された
後、水冷装置8により外面側から所定の冷却速度で冷却
を施され、所定温度にて冷却停止した後空冷にて400
℃以下まで冷却され、さらに誘導加熱装置7で再加熱さ
れ、焼戻し処理が施される。
【0015】次に、本発明の加熱冷却パターンの一例を
図2に示す。電縫溶接部をAc3 変態点(900℃)以
上1050℃以下に加熱し、800℃以上の温度から鋼
種に応じた所定の冷却速度で冷却し、(Ar1 変態点+
100℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上の範囲
で冷却停止の後空冷に移行するが、冷却停止直後は復熱
により外面の温度が一旦上昇しその後下降する。この空
冷時の冷却速度は1〜6℃/secである。空冷の状態
で400℃以下まで冷却し組織が変態完了した後に、再
度600℃〜800℃に加熱し焼戻し処理により2相加
熱域の硬度を下げる。以上のように制御冷却時の冷却速
度、冷却停止温度を限定しその後空冷、焼戻しを加える
ことによって優れた溶接部低温靭性と均一な材質が得ら
れる。
図2に示す。電縫溶接部をAc3 変態点(900℃)以
上1050℃以下に加熱し、800℃以上の温度から鋼
種に応じた所定の冷却速度で冷却し、(Ar1 変態点+
100℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上の範囲
で冷却停止の後空冷に移行するが、冷却停止直後は復熱
により外面の温度が一旦上昇しその後下降する。この空
冷時の冷却速度は1〜6℃/secである。空冷の状態
で400℃以下まで冷却し組織が変態完了した後に、再
度600℃〜800℃に加熱し焼戻し処理により2相加
熱域の硬度を下げる。以上のように制御冷却時の冷却速
度、冷却停止温度を限定しその後空冷、焼戻しを加える
ことによって優れた溶接部低温靭性と均一な材質が得ら
れる。
【0016】表1に示される化学成分組成の鋼を用い、
図1に概略を示す装置を用いて、電縫溶接と熱処理を実
施し、外径508mmφ、肉厚12.7mmの電縫鋼管
を製造した。このようにして製造された電縫鋼管の溶接
部から、10mm×10mm、2Vノッチのシャルピー
試験片を切り出して試験を実施し、シャルピー遷移曲線
から破面遷移温度を調査した。また合せて溶接部の硬度
分布も測定した。
図1に概略を示す装置を用いて、電縫溶接と熱処理を実
施し、外径508mmφ、肉厚12.7mmの電縫鋼管
を製造した。このようにして製造された電縫鋼管の溶接
部から、10mm×10mm、2Vノッチのシャルピー
試験片を切り出して試験を実施し、シャルピー遷移曲線
から破面遷移温度を調査した。また合せて溶接部の硬度
分布も測定した。
【0017】表2に溶接部の熱処理条件と溶接部シャル
ピー衝撃試験による遷移温度を示す。表2には合せてフ
ェライトが析出する臨界冷却速度も示してある。本発明
によれば従来法に比べて靭性が良好であることがわか
る。次にシーム近傍の外面側硬度分布の一例を図3に示
す。全般的にシーム部及び2相加熱域の硬度が高いが、
本発明によれば従来法に比べてこの部分の母材との硬度
差が小さく、シーム近傍全体に亘って均一な材質が得ら
れていることがわかる。
ピー衝撃試験による遷移温度を示す。表2には合せてフ
ェライトが析出する臨界冷却速度も示してある。本発明
によれば従来法に比べて靭性が良好であることがわか
る。次にシーム近傍の外面側硬度分布の一例を図3に示
す。全般的にシーム部及び2相加熱域の硬度が高いが、
本発明によれば従来法に比べてこの部分の母材との硬度
差が小さく、シーム近傍全体に亘って均一な材質が得ら
れていることがわかる。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
法により従来法に比べて溶接部低温靭性に優れ、シーム
及びその近傍全体に亘って母材と同等の硬度を有する均
質な材質の電縫鋼管の製造が可能である。
法により従来法に比べて溶接部低温靭性に優れ、シーム
及びその近傍全体に亘って母材と同等の硬度を有する均
質な材質の電縫鋼管の製造が可能である。
【図1】本発明を実施する電縫鋼管製造設備の概略図で
ある。
ある。
【図2】本発明法の加熱冷却パターンの一例を示す図で
ある。
ある。
【図3】本発明の効果を示すグラフである。
【図4】CCT曲線の例を示す図である。
1 鋼帯 2 電縫溶
接部 3 溶接電極 4 スクイ
ズロール 5,6,7 誘導加熱装置 8 水冷装
置 9 電縫管
接部 3 溶接電極 4 スクイ
ズロール 5,6,7 誘導加熱装置 8 水冷装
置 9 電縫管
Claims (1)
- 【請求項1】 C:0.01〜0.10重量%、 Si:0.5重量%以下、 Mn:0.5〜2.0重量%、 P:0.030重量%以下、 S:0.008重量%以下、 N:0.01重量%以下、 Al:0.06重量%以下 を含み、かつ Nb:0.1重量%以下、 V:0.1重量%以下、 Ti:0.05重量%以下 のうちの一種以上を含有し、残部Fe及び不可避的不純
物よりなる帯鋼を連続的に成形した後に電縫溶接し、こ
れに引き続いて溶接部をAc3 変態点以上、1050℃
以下に加熱した後、800℃以上の温度から(Ar1 変
態点+100℃)以下(Ar1 変態点−100℃)以上
の温度範囲の所定温度まで10℃/sec以上かつ前記
鋼のCCT曲線から求まるフェライトが析出する冷却速
度で強制冷却し、引続きその温度から400℃以下まで
空冷した後に、再び該溶接部を600℃以上800℃以
下に加熱して焼戻すことを特徴とする低温靭性に優れた
電縫鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13065892A JPH05320775A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 低温靭性に優れた電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13065892A JPH05320775A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 低温靭性に優れた電縫鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320775A true JPH05320775A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=15039517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13065892A Withdrawn JPH05320775A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 低温靭性に優れた電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05320775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998048061A1 (en) * | 1997-04-17 | 1998-10-29 | Aspector Oy | Heat treatment of steel |
| JP2006299413A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Jfe Steel Kk | 低温靭性に優れた低降伏比電縫鋼管の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP13065892A patent/JPH05320775A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998048061A1 (en) * | 1997-04-17 | 1998-10-29 | Aspector Oy | Heat treatment of steel |
| JP2006299413A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Jfe Steel Kk | 低温靭性に優れた低降伏比電縫鋼管の製造方法 |
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