JPH0641637A - 低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法 - Google Patents
低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法Info
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- JPH0641637A JPH0641637A JP10708692A JP10708692A JPH0641637A JP H0641637 A JPH0641637 A JP H0641637A JP 10708692 A JP10708692 A JP 10708692A JP 10708692 A JP10708692 A JP 10708692A JP H0641637 A JPH0641637 A JP H0641637A
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Abstract
ト結晶粒コントロール技術により、圧延終了後空冷処理
で微細化組織の低降伏比高靭性シームレス鋼管を提供す
る。 【構成】 アズロール化の障害となっていた圧延中のオ
ーステナイト粒の粗大化を抑制する製造法を考案した。
0.005〜0.1%Tiを添加し熱間圧延中に110
0〜900℃まで強制冷却し、その後肉厚断面減少率で
15%以上の熱間連続圧延を行ない再結晶オーステナイ
ト粒の粗大化を防止する。さらに、0.005〜0.1
%Nb添加により圧延後の再加熱炉で起こるオーステナ
イト粒の異常粗大化を防止し、Ar3 点以上の温度から
空冷処理を行う。
Description
ス鋼管製造法に関するものである。
極北でのガス井、油井開発が活発化してきた。このた
め、生産物の輸送用機材としての低合金シームレス鋼管
に対して、寒冷地での高圧操業に使用に耐えるため、低
降伏比で且つ高靭性(−60℃保証)、高強度(X52
以上)を兼ね備えた性質が要求される傾向にある。高強
度材に低降伏比を付与するには、例えば「鉄と鋼」(’
87−S1315)ではC量の増加あるいは焼入後の焼
戻温度を低下すること等が報告されている。しかしなが
ら、C量の増加はラインパイプ材の基本的な使用性能で
ある溶接性が著しく低下させ、またこの場合溶接前に予
熱が必要となるがラインパイプの敷設時に著しい作業性
の低下をきたす。一方、低温焼戻処理で製造したライン
パイプ材は低温靭性が不安定となるため寒冷地での使用
に制約があった。
な技術上の制約がなく、鋼成分、熱間圧延条件を調整す
ることにより、微細化組織とした低降伏比高靭性のシー
ムレス鋼管を製造する方法を供給することを目的とす
る。
成するために構成したもので、その要旨は、重量%とし
て C :0.05〜0.35%、Si:0.01〜2.5
%、Mn:0.15〜2.5%、S :0.01%以
下、P :0.02%以下、Al:0.005〜0.1
%、Ti:0.005〜0.1%、Nb:0.005〜
0.1%、N :0.01%以下、を含有し、必要に応
じて Cr:0.1〜1.5%、Mo:0.05〜0.4%、
Ni:0.1〜2.0%、V :0.01〜0.1%、
B :0.0003〜0.0033% の1種または2種以上と、さらに必要に応じて 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種以上を含有して、残部が実質的にFe
からなる鋼片を1200℃以上に加熱した後、熱間穿孔
連続圧延途中に1100℃〜900℃まで強制冷却し、
引き続き肉厚断面減少率で15%以上の熱間連続圧延を
行ない、850℃〜Ar1 点の温度まで降下した中空素
管を該温度より高い900〜1000℃に加熱後、仕上
温度がAr3 点+50℃以上の熱間仕上圧延を施し、こ
のようにして得られた仕上げ鋼管を該温度から空冷処理
を施すことを特徴とする低降伏比高靭性シームレス鋼管
の製造法である。
先ず、本発明において上記のような鋼成分に限定した理
由について説明する。C,Mnは、強度の確保のためお
よび微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、多過ぎると溶接性の低下の原因となるためそ
れぞれ0.05〜0.35%,0.15〜2.5%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〜
2.5%とした。
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。Al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〜
0.1%とした。
結晶粒径の制御元素として本発明の成分の中で最も重要
な元素である。Tiは、鋼中の不純物成分として含まれ
るNと結合して、熱間穿孔圧延中の結晶粒抑制および熱
間連続圧延途中に1100℃〜900℃まで強制冷却し
その後行う熱間連続圧延中の結晶粒の成長を抑え、耐S
SC性、低温靭性を高めると共に、脱酸、脱窒の作用か
らBによる焼入性を発揮させ強度を高める。少な過ぎる
とその効果がなく、多過ぎるとTiC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。そのた
め0.01〜0.1%とした。一方、Nbは熱間穿孔連
続圧延終了後の結晶粒径を制御する。熱間穿孔連続圧延
終了後850℃〜Ar1 点の温度まで降下した該素管を
該温度より高い900〜1000℃に加熱した場合のγ
粒は、再結晶によりγ粒粗大化温度が著しく低下し通常
の再加熱温度(最終仕上圧延後に焼入処理を行うために
必要とされる再加熱温度)では異常粗大化する。Nb
は、このような圧延履歴を持ったγ粒の異常粗大化を抑
制する重要な元素である。少な過ぎるとその効果がな
く、多過ぎるとその効果が飽和し、しかも非常に高価で
あるため0.005〜0.1%とした。
る場合、Cr,Mo,Ni,V等を必要に応じて選択的
に添加する。Cr,Mo,Ni,Vは、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それぞれ0.1〜1.5%,0.0
5〜0.40%,0.1〜2.0%,0.01〜0.1
%とした。
使用環境を鑑み上記の成分組成で構成される鋼の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SS
C性を低下させるのでそれぞれ0.001〜0.05
%,0.001〜0.02%とした。Co,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。少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎるとその効果
が飽和するためそれぞれ0.05〜0.5%,0.1〜
0.5%とした。
件を上記のように限定した理由について説明する。上記
のような成分組成の鋼は転炉、電気炉等の溶解炉である
いはさらに真空脱ガス処理を経て溶製され、連続鋳造法
または造塊分塊法で鋼片を製造する。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、熱間押込連続圧延の前にほとんどの
C,Cr,V,Ti等を固溶させておくために十分高く
しておかねばならない。本発明の成分範囲内であれば1
200℃以上の温度で全ての成分は固溶し、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。
に搬送される。穿孔圧延が行なわれた素管は、その後熱
間連続圧延途中に強制冷却し、目標の外径、肉厚に圧延
されて中空素管に粗成形するがこの強制冷却温度が11
00℃以上では圧延後の再結晶粒は著しく成長するため
目的とする微細粒は得られない。図1は熱間連続圧延後
の再結晶γ粒度に及ぼす強制冷却後の圧延温度の影響を
示したものである。熱間連続圧延後の再結晶γ粒度は、
圧延温度が1100℃以上では再結晶粒の著しい成長が
起こりASTMNo.1〜2程度となる。したがって、強
制冷却温度は1100℃以下が必要である。また、圧延
温度が900℃以下では圧延負荷の増大により鋼管の成
形性が著しく低下し目標の外径、肉厚が得られにくくな
る。よって、熱間連続圧延途中の強制冷却温度は110
0℃〜900℃とした。強制冷却後の熱間連続圧下量は
小さいと微粒化効果がなくなるため15%以上とした。
点の温度まで降下した該素管は、該温度より高い900
〜1000℃に再加熱して仕上温度が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、Ar
3 点以上の温度から空冷処理を施す。図2はこの圧延で
製造された鋼管のフェライト粒度に及ぼすNbの影響を
示したものである。結晶粒制御元素としてTiを添加し
1100℃〜900℃間での圧延で微細γ粒を得ても、
空冷処理後のフェライト粒度は、Nbが添加されないか
添加量0.005%以下では著しく粗粒化しASTMN
o.5程度のγ粒度となる。Nbを0.005〜0.1
%添加すると粒成長は抑制される。このようなNbの影
響については、本発明者らの推測によると、Nbが添加
されない場合、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850℃〜Ar1点の温度まで降下し
熱間穿孔連続圧延での最終過程が比較的低い温度で弱加
工の条件では、特定のγ粒が周辺のγ粒へ粒界移動し粗
大組織となることが考えられる。このようなγ粒からの
空冷で得られるフェライト粒は粗粒となる。Nb0.0
05%以上の添加は、このような圧延履歴を持ったγ粒
の成長粗大化を抑制する重要な働きをする。すなわち、
Nbは熱間穿孔連続圧延後の冷却時およびその後の再加
熱時にNbCとして析出しγ粒の粗大化を抑制し粗粒フ
ェライト粒を得るため重要な効果を発揮することを知見
した。
され850℃〜Ar1 点の温度に降下した中空素管を9
00〜1000℃に加熱する。この加熱温度は、900
℃以下では仕上げ圧延後のパイプ形状が不十分となる
が、1000℃以上では鋼表面に多量の酸化スケールが
生じ鋼管の形状精度の確保に悪影響を及ぼすため900
〜1000℃の温度に限定した。以上の製造条件で得ら
れるフェライト粒は粗大化を含むことなく細粒化組織の
低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造に有効である。
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
孔圧延後、熱間連続圧延途中強制冷却し熱間連続圧延後
再加熱し、その後熱間最終圧延を行って空冷し製造した
鋼管の靭性、フェライト粒度を示した。
に比しフェライト粒は微細であり高靭性が得られること
がわかる。
た鋼管は、高強度を有しさ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。
後の圧延温度の影響を示す図。
を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜2.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 N :0.01%以下、 を含有して残部が実質的にFeからなる鋼片を1200
℃以上に加熱した後、熱間穿孔連続圧延途中に1100
℃〜900℃まで強制冷却し、引き続き肉厚断面減少率
で15%以上の熱間連続圧延を行ない、850℃〜Ar
1 点の温度まで降下した中空素管を該温度より高い90
0〜1000℃に加熱後、仕上温度がAr3 点+50℃
以上の熱間仕上圧延を施し、このようにして得られた仕
上げ鋼管を該温度から空冷処理を施すことを特徴とする
低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法。 - 【請求項2】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜2.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 N :0.01%以下、 を含有して、さらに Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.05〜0.4%、 Ni:0.1〜2.0%、 V :0.01〜0.1%、 B :0.0003〜0.0033% の1種または2種以上を含有して残部が実質的にFeか
らなる鋼片を1200℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延途中に1100℃〜900℃まで強制冷却し、引
き続き肉厚断面減少率で15%以上の熱間連続圧延を行
ない、850℃〜Ar1 点の温度まで降下した中空素管
を該温度より高い900〜1000℃に加熱後、仕上温
度がAr3 点+50℃以上の熱間仕上圧延を施し、この
ようにして得られた仕上げ鋼管を該温度から空冷処理を
施すことを特徴とする低降伏比高靭性シームレス鋼管の
製造法。 - 【請求項3】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜2.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 N :0.01%以下、 を含有して、さらに 希土類元素:0.001〜0.05%、 Ca:0.001〜0.02%、 Co:0.05〜0.5%、 Cu:0.1〜0.5%、 の1種または2種以上を含有して残部が実質的にFeか
らなる鋼片を1200℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延途中に1100℃〜900℃まで強制冷却し、引
き続き肉厚断面減少率で15%以上の熱間連続圧延を行
ない、850℃〜Ar1 点の温度まで降下した中空素管
を該温度より高い900〜1000℃に加熱後、仕上温
度がAr3 点+50℃以上の熱間仕上圧延を施し、この
ようにして得られた仕上げ鋼管を該温度から空冷処理を
施すことを特徴とする低降伏比高靭性シームレス鋼管の
製造法。 - 【請求項4】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜2.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 N :0.01%以下、 を含有して、さらに Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.05〜0.4%、 Ni:0.1〜2.0%、 V :0.01〜0.1%、 B :0.0003〜0.0033% の1種または2種以上と 希土類元素:0.001〜0.05%、 Ca:0.001〜0.02%、 Co:0.05〜0.5%、 Cu:0.1〜0.5%、 の1種または2種以上を含有して残部が実質的にFeか
らなる鋼片を1200℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延途中に1100℃〜900℃まで強制冷却し、引
き続き肉厚断面減少率で15%以上の熱間連続圧延を行
ない、850℃〜Ar1 点の温度まで降下した中空素管
を該温度より高い900〜1000℃に加熱後、仕上温
度がAr3 点+50℃以上の熱間仕上圧延を施し、この
ようにして得られた仕上げ鋼管を該温度から空冷処理を
施すことを特徴とする低降伏比高靭性シームレス鋼管の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107086A JP2556643B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107086A JP2556643B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641637A true JPH0641637A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2556643B2 JP2556643B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=14450122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4107086A Expired - Fee Related JP2556643B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556643B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686051A (en) * | 1994-11-11 | 1997-11-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ozone water production apparatus |
| US5882609A (en) * | 1996-03-05 | 1999-03-16 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ozone production apparatus |
| KR100340545B1 (ko) * | 1997-11-25 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | 열처리간략형80kgf/㎟급강관용열연강대의제조방법 |
| CN117947343A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-04-30 | 鞍钢股份有限公司 | 一种油缸用无缝钢管及其制造方法 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP4107086A patent/JP2556643B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686051A (en) * | 1994-11-11 | 1997-11-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ozone water production apparatus |
| US5882609A (en) * | 1996-03-05 | 1999-03-16 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ozone production apparatus |
| KR100340545B1 (ko) * | 1997-11-25 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | 열처리간략형80kgf/㎟급강관용열연강대의제조방법 |
| CN117947343A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-04-30 | 鞍钢股份有限公司 | 一种油缸用无缝钢管及其制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2556643B2 (ja) | 1996-11-20 |
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