JPH11279700A - 耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法 - Google Patents
耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH11279700A JPH11279700A JP9994598A JP9994598A JPH11279700A JP H11279700 A JPH11279700 A JP H11279700A JP 9994598 A JP9994598 A JP 9994598A JP 9994598 A JP9994598 A JP 9994598A JP H11279700 A JPH11279700 A JP H11279700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel pipe
- steel
- buckling resistance
- buckling
- lower bainite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】大地震の際に軸方向に作用する引張・圧縮応力
に対して、外径／管圧比が大きい場合でも局部座屈を起
こしにくく、ガスパイプライン、水道配管、鋼管柱、橋
脚等への使用に適した、耐座屈特性に優れた鋼管及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％と、
Ｓｉ：０．０１〜１％と、Ｍｎ：０．５〜２％とを含有
し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、金属組織は
面積分率で１０〜５０％の下部ベイナイトを含有するこ
とを特徴とする、耐座屈特性に優れた鋼管。
に対して、外径／管圧比が大きい場合でも局部座屈を起
こしにくく、ガスパイプライン、水道配管、鋼管柱、橋
脚等への使用に適した、耐座屈特性に優れた鋼管及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％と、
Ｓｉ：０．０１〜１％と、Ｍｎ：０．５〜２％とを含有
し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、金属組織は
面積分率で１０〜５０％の下部ベイナイトを含有するこ
とを特徴とする、耐座屈特性に優れた鋼管。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスパイプライ
ン、水道配管、鋼管柱、橋脚等に使用される鋼管に関
し、特に地震時の耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造
方法に関する。
ン、水道配管、鋼管柱、橋脚等に使用される鋼管に関
し、特に地震時の耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＵＯＥ鋼管、スパイラル鋼管、電縫鋼
管、プレスベンド鋼管などの炭素鋼鋼管あるいは低合金
鋼鋼管は大量にかつ安定して製造できるため、その優れ
た経済性や溶接施工性とあいまって、ガスパイプライン
や水道配管などの流体の輸送用配管または土木建築用の
柱材として、広く用いられている。
管、プレスベンド鋼管などの炭素鋼鋼管あるいは低合金
鋼鋼管は大量にかつ安定して製造できるため、その優れ
た経済性や溶接施工性とあいまって、ガスパイプライン
や水道配管などの流体の輸送用配管または土木建築用の
柱材として、広く用いられている。
【０００３】しかしながら、大地震が発生した場合、こ
れらの鋼管の長手方向には引張及び圧縮の大きな力が繰
返し加わり、外径／管厚比がある程度大きな鋼管では局
部座屈を起こし、場合によっては座屈に起因したき裂の
発生は破断に至ることがある。 これまでの建築用の鋼
管としては、例えば特開平３−１７３７１９号公報、特
開平５−６５５３５号公報、特開平５−１１７７４６号
公報、特開平５−１１７７４７号公報、特開平５−１５
６３５７号公報、特開平６−４９５４０号公報、特開平
６−４９５４１号公報、特開平６−２６４１４３号公
報、特開平６−２６４１４４号公報の各公報に開示され
ているように、耐震性能として降伏応力と引張強さの比
である降伏比を小さくしたものが提案されている。
れらの鋼管の長手方向には引張及び圧縮の大きな力が繰
返し加わり、外径／管厚比がある程度大きな鋼管では局
部座屈を起こし、場合によっては座屈に起因したき裂の
発生は破断に至ることがある。 これまでの建築用の鋼
管としては、例えば特開平３−１７３７１９号公報、特
開平５−６５５３５号公報、特開平５−１１７７４６号
公報、特開平５−１１７７４７号公報、特開平５−１５
６３５７号公報、特開平６−４９５４０号公報、特開平
６−４９５４１号公報、特開平６−２６４１４３号公
報、特開平６−２６４１４４号公報の各公報に開示され
ているように、耐震性能として降伏応力と引張強さの比
である降伏比を小さくしたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−１７３７１９号公報、特開平５−６５５３５号公
報、特開平５−１１７７４６号公報、特開平５−１１７
７４７号号公報、特開平５−１５６３５７号公報、特開
平６−４９５４０号公報、特開平６−４９５４１号公
報、特開平６−２６４１４３号公報、特開平６−２６４
１４４号公報の各公報に開示された技術は、いずれも塑
性変形によるエネルギー吸収を利用したものであり、圧
縮の軸力による局部座屈を防ぐための検討はこれまで行
われていない。また、ガスなどの流体輸送用ラインパイ
プでは円周方向に力が作用する内圧による延性破壊や脆
性破壊に対する検討はされてきたが、軸方向の外力に対
しては、敷設時の曲げ変形以外はほとんど考慮されてい
ない。
３−１７３７１９号公報、特開平５−６５５３５号公
報、特開平５−１１７７４６号公報、特開平５−１１７
７４７号号公報、特開平５−１５６３５７号公報、特開
平６−４９５４０号公報、特開平６−４９５４１号公
報、特開平６−２６４１４３号公報、特開平６−２６４
１４４号公報の各公報に開示された技術は、いずれも塑
性変形によるエネルギー吸収を利用したものであり、圧
縮の軸力による局部座屈を防ぐための検討はこれまで行
われていない。また、ガスなどの流体輸送用ラインパイ
プでは円周方向に力が作用する内圧による延性破壊や脆
性破壊に対する検討はされてきたが、軸方向の外力に対
しては、敷設時の曲げ変形以外はほとんど考慮されてい
ない。
【０００５】本発明の目的は、かかる事情に鑑み、大地
震の際に軸方向に作用する引張・圧縮応力に対して、外
径／管圧比が大きい場合でも局部座屈を起こしにくく、
ガスパイプライン、水道配管、鋼管柱、橋脚等への使用
に適した、耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法を
提供することにある。
震の際に軸方向に作用する引張・圧縮応力に対して、外
径／管圧比が大きい場合でも局部座屈を起こしにくく、
ガスパイプライン、水道配管、鋼管柱、橋脚等への使用
に適した、耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。
【０００７】（１）本発明の鋼管は、重量％で、Ｃ：
０．０３〜０．１５％と、Ｓｉ：０．０１〜１％と、Ｍ
ｎ：０．５〜２％とを含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不
純物からなり、金属組織は面積分率で１０〜５０％の下
部ベイナイトを含有することを特徴とする、耐座屈特性
に優れた鋼管である。
０．０３〜０．１５％と、Ｓｉ：０．０１〜１％と、Ｍ
ｎ：０．５〜２％とを含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不
純物からなり、金属組織は面積分率で１０〜５０％の下
部ベイナイトを含有することを特徴とする、耐座屈特性
に優れた鋼管である。
【０００８】（２）本発明の鋼管は、鋼成分として、重
量％でさらに、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｎｉ：０．
０５〜０．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：
０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、
Ｖ：０．００５〜０．１％、及びＴｉ：０．００５〜
０．１％の群から選択された１種または２種以上を含有
することを特徴とする、上記（１）に記載の耐座屈特性
に優れた鋼管である。
量％でさらに、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｎｉ：０．
０５〜０．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：
０．０５〜０．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、
Ｖ：０．００５〜０．１％、及びＴｉ：０．００５〜
０．１％の群から選択された１種または２種以上を含有
することを特徴とする、上記（１）に記載の耐座屈特性
に優れた鋼管である。
【０００９】（３）本発明の製造方法は、上記（１）ま
たは（２）に記載の組成を有する鋼を１０００〜１２０
０℃に加熱し、熱間圧延を行う工程と、熱間圧延された
鋼板をＡｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温度域から５００
℃以下の温度域まで１５℃／秒以上の鋼板平均冷却速度
で冷却した後、冷間成形により鋼管となす工程と、を備
え、金属組織は面積分率で１０〜５０％の下部ベイナイ
トを含有することを特徴とする、耐座屈特性に優れた鋼
管の製造方法である。但し、Ａｒ3 （℃）＝９１０−３
１０×Ｃ％−８０×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ
％−５５×Ｎｉ％−８０×Ｍｏ％
たは（２）に記載の組成を有する鋼を１０００〜１２０
０℃に加熱し、熱間圧延を行う工程と、熱間圧延された
鋼板をＡｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温度域から５００
℃以下の温度域まで１５℃／秒以上の鋼板平均冷却速度
で冷却した後、冷間成形により鋼管となす工程と、を備
え、金属組織は面積分率で１０〜５０％の下部ベイナイ
トを含有することを特徴とする、耐座屈特性に優れた鋼
管の製造方法である。但し、Ａｒ3 （℃）＝９１０−３
１０×Ｃ％−８０×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ
％−５５×Ｎｉ％−８０×Ｍｏ％
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、上記の課題を解決
すべく、鋼管軸方向の圧縮力に対する耐座屈特性につい
て鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。
すべく、鋼管軸方向の圧縮力に対する耐座屈特性につい
て鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得るに至った。
【００１１】鋼管の座屈特性は鋼材のミクロ組織に大き
く依存しており、金属組織を一定量の下部ベイナイトを
含んだ複合組織とする事により、耐座屈特性が大きく向
上する。下部ベイナイトは比較的低温で変態生成する、
きわめて強度の高い組織であるが、このような硬質相と
軟質なフェライトの混合組織となっている場合は、鋼材
の応力−歪曲線が連続降伏型（降伏棚のない応力歪曲
線）となり、座屈が生じる歪領域でのｎ値（加工硬化指
数）が高くなり、耐座屈特性が大きく向上するものであ
る。
く依存しており、金属組織を一定量の下部ベイナイトを
含んだ複合組織とする事により、耐座屈特性が大きく向
上する。下部ベイナイトは比較的低温で変態生成する、
きわめて強度の高い組織であるが、このような硬質相と
軟質なフェライトの混合組織となっている場合は、鋼材
の応力−歪曲線が連続降伏型（降伏棚のない応力歪曲
線）となり、座屈が生じる歪領域でのｎ値（加工硬化指
数）が高くなり、耐座屈特性が大きく向上するものであ
る。
【００１２】図１に０．０８Ｃ−０．３Ｓｉ−１．５Ｍ
ｎ−０．２Ｍｏ−０．０５Ｎｂ−０．０６Ｖ鋼を熱間圧
延後３０℃／秒の冷却速度で加速冷却して製造した鋼材
のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）写真を示す。金属組織は下
部ベイナイトとフェライトを主体とした複合組織で、若
干量のマルテンサイトを含有している。そして、そのよ
うな組織を得るために、鋼材の成分及び製造方法を検討
した結果、十分な強度が得られ、かつ溶接性を損なわな
い程度の範囲に成分を限定し、熱間圧延後、特定の温度
域を一定速度以上の冷却速度で加速冷却を行うことによ
り、上述した金属組織を有する鋼材が得られるものであ
る。
ｎ−０．２Ｍｏ−０．０５Ｎｂ−０．０６Ｖ鋼を熱間圧
延後３０℃／秒の冷却速度で加速冷却して製造した鋼材
のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）写真を示す。金属組織は下
部ベイナイトとフェライトを主体とした複合組織で、若
干量のマルテンサイトを含有している。そして、そのよ
うな組織を得るために、鋼材の成分及び製造方法を検討
した結果、十分な強度が得られ、かつ溶接性を損なわな
い程度の範囲に成分を限定し、熱間圧延後、特定の温度
域を一定速度以上の冷却速度で加速冷却を行うことによ
り、上述した金属組織を有する鋼材が得られるものであ
る。
【００１３】以上の知見に基づき、本発明者らは、Ｃ，
Ｓｉ，Ｍｎ量を特定した鋼の熱間圧延後の加速冷却条件
を一定範囲内に制御し、金属組織を一定量の下部ベイナ
イトを含有する複合組織とするようにして、耐座屈特性
に優れた鋼管及びその製造方法を見出し、本発明を完成
させた。
Ｓｉ，Ｍｎ量を特定した鋼の熱間圧延後の加速冷却条件
を一定範囲内に制御し、金属組織を一定量の下部ベイナ
イトを含有する複合組織とするようにして、耐座屈特性
に優れた鋼管及びその製造方法を見出し、本発明を完成
させた。
【００１４】すなわち、本発明は、鋼組成、金属組織、
及び製造条件を下記範囲に限定することにより、大地震
の際に軸方向に作用する引張・圧縮応力に対して、外径
／管圧比が大きい場合でも局部座屈を起こしにくく、ガ
スパイプライン、水道配管、鋼管柱、橋脚等への使用に
適した、耐座屈特性に優れた鋼管を提供することができ
る。
及び製造条件を下記範囲に限定することにより、大地震
の際に軸方向に作用する引張・圧縮応力に対して、外径
／管圧比が大きい場合でも局部座屈を起こしにくく、ガ
スパイプライン、水道配管、鋼管柱、橋脚等への使用に
適した、耐座屈特性に優れた鋼管を提供することができ
る。
【００１５】以下に本発明の成分添加理由、成分限定理
由、金属組織の限定理由、及び製造条件の限定理由につ
いて説明する。 （１）成分組成範囲及び金属組織 Ｃ：０．０３〜０．１５％ Ｃは鋼材の強度を確保するとともに、下部ベイナイトの
生成を促進するために必要な元素であるが、０．０３％
未満ではベイナイト変態が生じにくく、０．１５％を超
えて添加すると溶接性を損ねるだけでなく、応力−歪曲
線に降伏棚を生じ耐座屈特性が低下するので、その含有
量は０．０３〜０．１５％である。 Ｍｎ：０．５〜２％ Ｍｎは鋼材の強度を高めるために添加されるが、０．５
％未満では強度が不足し、２％を超えて添加すると母材
と溶接部の靭性の劣化および溶接性の劣化を招くので、
その含有量は０．５〜２％である。
由、金属組織の限定理由、及び製造条件の限定理由につ
いて説明する。 （１）成分組成範囲及び金属組織 Ｃ：０．０３〜０．１５％ Ｃは鋼材の強度を確保するとともに、下部ベイナイトの
生成を促進するために必要な元素であるが、０．０３％
未満ではベイナイト変態が生じにくく、０．１５％を超
えて添加すると溶接性を損ねるだけでなく、応力−歪曲
線に降伏棚を生じ耐座屈特性が低下するので、その含有
量は０．０３〜０．１５％である。 Ｍｎ：０．５〜２％ Ｍｎは鋼材の強度を高めるために添加されるが、０．５
％未満では強度が不足し、２％を超えて添加すると母材
と溶接部の靭性の劣化および溶接性の劣化を招くので、
その含有量は０．５〜２％である。
【００１６】Ｓｉ：０．０１〜１％ Ｓｉは鋼材の強度を高めるとともに製鋼過程における脱
酸剤として必要であるが、０．０１％未満ではその効果
が不十分であり、１％を超えて添加すると溶接部の靭性
を劣化させるので、その含有量は０．０１〜１％であ
る。本発明では、強度、靭性を高めるために、さらに、
以下に示す選択成分群から選択された１種または２種以
上を含有しても良い。
酸剤として必要であるが、０．０１％未満ではその効果
が不十分であり、１％を超えて添加すると溶接部の靭性
を劣化させるので、その含有量は０．０１〜１％であ
る。本発明では、強度、靭性を高めるために、さらに、
以下に示す選択成分群から選択された１種または２種以
上を含有しても良い。
【００１７】（選択成分群） Ｃｕ：０．０５〜０．５％、Ｎｉ：０．０５〜０．５
％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：０．０５〜０．
５％ Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは強度の上昇に有効であるが、
それぞれ０．０５％未満ではその効果が発揮されず、
０．５％を超えると溶接性の劣化を招くため、その含有
量は０．０５〜０．５％である。 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜０．１
％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％ Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉは靭性及び強度の向上に有効な元素であ
るが、その含有量が０．００５％未満ではその効果を有
効に発揮することができず、０．１％を超えると溶接部
の靭性を劣化させるので、その含有量は０．００５〜
０．１％である。また、その他に不純物元素として含有
される、Ｐ、Ｓ、また、脱酸剤として添加されるＡｌ等
を含有してもよく、これらの元素により本発明鋼の耐座
屈特性が損なわれるものではない。
％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：０．０５〜０．
５％ Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは強度の上昇に有効であるが、
それぞれ０．０５％未満ではその効果が発揮されず、
０．５％を超えると溶接性の劣化を招くため、その含有
量は０．０５〜０．５％である。 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜０．１
％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％ Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉは靭性及び強度の向上に有効な元素であ
るが、その含有量が０．００５％未満ではその効果を有
効に発揮することができず、０．１％を超えると溶接部
の靭性を劣化させるので、その含有量は０．００５〜
０．１％である。また、その他に不純物元素として含有
される、Ｐ、Ｓ、また、脱酸剤として添加されるＡｌ等
を含有してもよく、これらの元素により本発明鋼の耐座
屈特性が損なわれるものではない。
【００１８】金属組織：面積分率で１０〜５０％の下部
ベイナイトを含有する。
ベイナイトを含有する。
【００１９】下部ベイナイトの面積分率が１０％未満で
は軟質相の影響が強いため、高ｎ値が得られず、十分な
耐座屈特性が得られない。また、５０％を超えると、複
合組織化の効果が低下し高ｎ値が得られないため、下部
ベイナイトの面積分率は１０〜５０％である。残部の組
織については、軟質なフェライト組織を主体とする必要
があるが、若干量のマルテンサイトまたは上部ベイナイ
トを含有していても十分な特性が得られる。
は軟質相の影響が強いため、高ｎ値が得られず、十分な
耐座屈特性が得られない。また、５０％を超えると、複
合組織化の効果が低下し高ｎ値が得られないため、下部
ベイナイトの面積分率は１０〜５０％である。残部の組
織については、軟質なフェライト組織を主体とする必要
があるが、若干量のマルテンサイトまたは上部ベイナイ
トを含有していても十分な特性が得られる。
【００２０】上記の成分組成範囲及び金属組織に調整す
ることにより、大地震の際に軸方向に作用する引張・圧
縮応力に対して、外径／管圧比が大きい場合でも局部座
屈を起こしにくく、ガスパイプライン、水道配管、鋼管
柱、橋脚等への使用に適した、耐座屈特性に優れた鋼管
を得ることが可能となる。
ることにより、大地震の際に軸方向に作用する引張・圧
縮応力に対して、外径／管圧比が大きい場合でも局部座
屈を起こしにくく、ガスパイプライン、水道配管、鋼管
柱、橋脚等への使用に適した、耐座屈特性に優れた鋼管
を得ることが可能となる。
【００２１】このような特性の鋼管は以下の製造方法に
より製造することができる。
より製造することができる。
【００２２】（２）鋼管製造工程 （製造方法）上記の成分組成範囲に調整した鋼を転炉で
溶製し、連続鋳造により得られた鋼スラブを１０００〜
１２００℃に加熱し、熱間圧延を行う。次いで、熱間圧
延された鋼板をＡｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温度域か
ら５００℃以下の温度域まで１５℃／秒以上の鋼板平均
冷却速度で冷却した後、冷間成形により鋼管となす。
溶製し、連続鋳造により得られた鋼スラブを１０００〜
１２００℃に加熱し、熱間圧延を行う。次いで、熱間圧
延された鋼板をＡｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温度域か
ら５００℃以下の温度域まで１５℃／秒以上の鋼板平均
冷却速度で冷却した後、冷間成形により鋼管となす。
【００２３】但し、Ａｒ3 （℃）＝９１０−３１０×Ｃ
％−８０×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ％−５５
×Ｎｉ％−８０×Ｍｏ％ ａ．加熱温度：１０００〜１２００℃ 加熱温度が１０００℃未満ではＮｂ等の炭化物形成元素
の固溶量が少なく、圧延中に析出する炭窒化物が少なく
なり、十分な強度が得られないためである。また、加熱
温度が１２００℃超えでは、組織が粗大化し靭性が劣化
するだけでなく、スケール疵の原因となるためその上限
は１２００℃である。 ｂ．冷却開始温度：Ａｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温度
域，但し、Ａｒ3 （℃）＝９１０−３１０×Ｃ％−８０
×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ％−５５×Ｎｉ％
−８０×Ｍｏ％ 冷却開始温度をＡｒ3 変態温度より低くすることによ
り、冷却前にフェライトの析出が起こり下部ベイナイト
とフェライトの複合組織を得ることができる。しかし、
冷却開始温度がＡｒ3 を超えると下部ベイナイトの体積
分率が多くなりすぎ耐座屈特性が低下する。また、冷却
開始温度が（Ａｒ3 −８０）℃より低くなると、パーラ
イトが生成するため応力歪曲線に降伏棚が生じ、耐座屈
特性が低下する。よって冷却開始温度は、Ａｒ3 〜（Ａ
ｒ3 −８０）℃の範囲である。
％−８０×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ％−５５
×Ｎｉ％−８０×Ｍｏ％ ａ．加熱温度：１０００〜１２００℃ 加熱温度が１０００℃未満ではＮｂ等の炭化物形成元素
の固溶量が少なく、圧延中に析出する炭窒化物が少なく
なり、十分な強度が得られないためである。また、加熱
温度が１２００℃超えでは、組織が粗大化し靭性が劣化
するだけでなく、スケール疵の原因となるためその上限
は１２００℃である。 ｂ．冷却開始温度：Ａｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温度
域，但し、Ａｒ3 （℃）＝９１０−３１０×Ｃ％−８０
×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ％−５５×Ｎｉ％
−８０×Ｍｏ％ 冷却開始温度をＡｒ3 変態温度より低くすることによ
り、冷却前にフェライトの析出が起こり下部ベイナイト
とフェライトの複合組織を得ることができる。しかし、
冷却開始温度がＡｒ3 を超えると下部ベイナイトの体積
分率が多くなりすぎ耐座屈特性が低下する。また、冷却
開始温度が（Ａｒ3 −８０）℃より低くなると、パーラ
イトが生成するため応力歪曲線に降伏棚が生じ、耐座屈
特性が低下する。よって冷却開始温度は、Ａｒ3 〜（Ａ
ｒ3 −８０）℃の範囲である。
【００２４】ｃ．冷却停止温度：５００℃以下 冷却停止温度が高すぎると、下部ベイナイトの強度が低
下し、高ｎ値が得られず耐座屈特性が低下するため、冷
却停止温度は５００℃以下とする必要がある。
下し、高ｎ値が得られず耐座屈特性が低下するため、冷
却停止温度は５００℃以下とする必要がある。
【００２５】ｄ．鋼板平均冷却速度：１５℃／秒以上 冷却速度は、冷却開始から５００℃までの鋼板平均冷却
速度とするが、その値が１５℃／秒未満では、下部ベイ
ナイト組織が得られないだけでなく、十分な強度が得ら
れないため、冷却速度の下限は１５℃／秒である。な
お、鋼板平均冷却速度は、冷却前後での鋼板表面温度の
低下量をΔＴ（℃）、冷却時間をΔｔ（秒）として、Δ
Ｔ／Δｔ（℃／秒）で求めるものとする。
速度とするが、その値が１５℃／秒未満では、下部ベイ
ナイト組織が得られないだけでなく、十分な強度が得ら
れないため、冷却速度の下限は１５℃／秒である。な
お、鋼板平均冷却速度は、冷却前後での鋼板表面温度の
低下量をΔＴ（℃）、冷却時間をΔｔ（秒）として、Δ
Ｔ／Δｔ（℃／秒）で求めるものとする。
【００２６】本発明は上記の鋼板を用いて、冷間成形に
より鋼管とするが、接合部が十分な変形性能を有してい
れば、その接合方法はいずれの方法を用いても良い。鋼
管のサイズは製造可能なサイズであればよいが、管径管
厚比が６０を超えるような薄肉大径の鋼管の場合は、弾
性変形の領域で座屈を生じてしまい、所用の効果が得ら
れない。以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効果を
立証する。
より鋼管とするが、接合部が十分な変形性能を有してい
れば、その接合方法はいずれの方法を用いても良い。鋼
管のサイズは製造可能なサイズであればよいが、管径管
厚比が６０を超えるような薄肉大径の鋼管の場合は、弾
性変形の領域で座屈を生じてしまい、所用の効果が得ら
れない。以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効果を
立証する。
【００２７】
【実施例】表１に示した成分の鋼（Ａ〜Ｋ：本発明鋼、
Ｌ，Ｍ：比較鋼）を、表２に示した条件（Ｎｏ．１〜１
２：本発明例、Ｎｏ．１３〜２０：比較例）で熱間圧延
して、種々の鋼板を得た。そしてＵＯＥプロセスにより
外径×管厚＝７１１．０×１６．０（ｍｍ）の鋼管を製
造した。そして、鋼管の数ヶ所の管厚中心部でミクロ観
察を行い、１０枚の組織写真から画像解析により下部ベ
イナイトの面積分率を求めた。また、鋼管の長手方向か
ら全厚の引張試験片を採取し、引張試験により公称応力
−公称歪曲線を測定し、歪範囲１〜４％でのｎ値を求め
た。なお、ｎ値は以下の方法によって求めた。公称歪
ε、公称応力σより、真歪ｅ＝ｌｎ（１＋ε）、真応力
ｓ＝σ（１＋ε）を求め、歪が１〜４％の範囲で真応力
−真歪曲線をｓ＝Ａｅn （Ａ、ｎ：定数）により近似し
たときの定数ｎをｎ値とする。
Ｌ，Ｍ：比較鋼）を、表２に示した条件（Ｎｏ．１〜１
２：本発明例、Ｎｏ．１３〜２０：比較例）で熱間圧延
して、種々の鋼板を得た。そしてＵＯＥプロセスにより
外径×管厚＝７１１．０×１６．０（ｍｍ）の鋼管を製
造した。そして、鋼管の数ヶ所の管厚中心部でミクロ観
察を行い、１０枚の組織写真から画像解析により下部ベ
イナイトの面積分率を求めた。また、鋼管の長手方向か
ら全厚の引張試験片を採取し、引張試験により公称応力
−公称歪曲線を測定し、歪範囲１〜４％でのｎ値を求め
た。なお、ｎ値は以下の方法によって求めた。公称歪
ε、公称応力σより、真歪ｅ＝ｌｎ（１＋ε）、真応力
ｓ＝σ（１＋ε）を求め、歪が１〜４％の範囲で真応力
−真歪曲線をｓ＝Ａｅn （Ａ、ｎ：定数）により近似し
たときの定数ｎをｎ値とする。
【００２８】座屈試験は、長さ１８３０ｍｍの鋼管の両
端に鋼板を溶接した後、大型プレス試験装置を用いて圧
縮試験を実施し、座屈発生により荷重低下が開始する歪
（圧下量／全長）を座屈歪として評価した。下部ベイナ
イトの面積分率、ｎ値、引張強度及び座屈歪の測定結果
を表２に合わせて示した。
端に鋼板を溶接した後、大型プレス試験装置を用いて圧
縮試験を実施し、座屈発生により荷重低下が開始する歪
（圧下量／全長）を座屈歪として評価した。下部ベイナ
イトの面積分率、ｎ値、引張強度及び座屈歪の測定結果
を表２に合わせて示した。
【００２９】本発明例Ｎｏ．１〜１２は全て座屈歪が１
％以上であり、優れた耐座屈特性を有している。これに
対して、比較例Ｎｏ．１３〜２０は成分または製造条件
が本発明範囲から外れており、下部ベイナイトの面積分
率が小さいかまたは大きいため座屈歪が小さく、耐座屈
特性が劣っている。
％以上であり、優れた耐座屈特性を有している。これに
対して、比較例Ｎｏ．１３〜２０は成分または製造条件
が本発明範囲から外れており、下部ベイナイトの面積分
率が小さいかまたは大きいため座屈歪が小さく、耐座屈
特性が劣っている。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【発明の効果】以上に示したように、本発明によれば、
鋼組成、金属組織、及び製造条件を特定することによ
り、大地震時の際に受ける大きな圧縮荷重に対して、耐
座屈特性に優れた鋼管を提供することが可能であり、ラ
インパイプ、水道配管、鋼管柱、橋脚等への利用に適し
ているといえる。
鋼組成、金属組織、及び製造条件を特定することによ
り、大地震時の際に受ける大きな圧縮荷重に対して、耐
座屈特性に優れた鋼管を提供することが可能であり、ラ
インパイプ、水道配管、鋼管柱、橋脚等への利用に適し
ているといえる。
【図１】本発明の実施の形態に係る下部ベイナイト＋フ
ェライト組織を示した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
ェライト組織を示した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０３〜０．１５％
と、Ｓｉ：０．０１〜１％と、Ｍｎ：０．５〜２％とを
含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、金属組
織は面積分率で１０〜５０％の下部ベイナイトを含有す
ることを特徴とする、耐座屈特性に優れた鋼管。 - 【請求項２】 鋼成分として、重量％でさらに、Ｃｕ：
０．０５〜０．５％、Ｎｉ：０．０５〜０．５％、Ｃ
ｒ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、
Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｖ：０．００５〜０．１
％、及びＴｉ：０．００５〜０．１％の群から選択され
た１種または２種以上を含有することを特徴とする、請
求項１に記載の耐座屈特性に優れた鋼管。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の組成を有する
鋼を１０００〜１２００℃に加熱し、熱間圧延を行う工
程と、 熱間圧延された鋼板をＡｒ3 〜（Ａｒ3 −８０）℃の温
度域から５００℃以下の温度域まで１５℃／秒以上の鋼
板平均冷却速度で冷却した後、冷間成形により鋼管とな
す工程と、 を備え、金属組織は面積分率で１０〜５０％の下部ベイ
ナイトを含有することを特徴とする、耐座屈特性に優れ
た鋼管の製造方法。但し、Ａｒ3 （℃）＝９１０−３１
０×Ｃ％−８０×Ｍｎ％−２０×Ｃｕ％−１５×Ｃｒ％
−５５×Ｎｉ％−８０×Ｍｏ％
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9994598A JPH11279700A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9994598A JPH11279700A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279700A true JPH11279700A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=14260855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9994598A Pending JPH11279700A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279700A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471003C1 (ru) * | 2011-12-02 | 2012-12-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ производства проката с повышенным сопротивлением водородному и сероводородному растрескиванию |
| RU2496904C1 (ru) * | 2009-09-30 | 2013-10-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Толстолистовая сталь, характеризующаяся низким соотношением между пределом текучести и пределом прочности, высокой прочностью и высокой ударной вязкостью, и способ ее изготовления |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP9994598A patent/JPH11279700A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496904C1 (ru) * | 2009-09-30 | 2013-10-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Толстолистовая сталь, характеризующаяся низким соотношением между пределом текучести и пределом прочности, высокой прочностью и высокой ударной вязкостью, и способ ее изготовления |
| RU2471003C1 (ru) * | 2011-12-02 | 2012-12-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Способ производства проката с повышенным сопротивлением водородному и сероводородному растрескиванию |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2210603C2 (ru) | Способ получения сверхвысокопрочных свариваемых сталей | |
| RU2623551C2 (ru) | Высокопрочная листовая сталь, имеющая низкое отношение предела текучести к пределу прочности, превосходная с точки зрения устойчивости к последеформационному старению, способ ее производства и изготавливаемая из нее высокопрочная сварная стальная труба | |
| JP3968011B2 (ja) | 低温靱性および溶接熱影響部靱性に優れた高強度鋼とその製造方法および高強度鋼管の製造方法 | |
| EP2392682B1 (en) | Thick high-tensile-strength hot-rolled steel sheet with excellent low-temperature toughness and process for production of same | |
| JP5141073B2 (ja) | Ｘ７０グレード以下の低降伏比高強度高靱性鋼管およびその製造方法 | |
| JP2000513050A (ja) | 高張力鋼及びその製造方法 | |
| CN101331019A (zh) | 具有低屈服比、高韧性和优异可焊性的高强度双相钢 | |
| WO2004111286A1 (ja) | 低降伏比高強度高靭性の厚鋼板と溶接鋼管及びそれらの製造方法 | |
| JP2008261046A (ja) | 溶接性および塑性変形能に優れた高張力鋼材、並びに冷間成形鋼管 | |
| WO2001096624A1 (en) | High carbon steel pipe excellent in cold formability and high frequency hardenability and method for producing the same | |
| KR100934405B1 (ko) | 고강도 후강판 및 그의 제조 방법, 및 고강도 강관 | |
| JP2004515653A (ja) | 溶接構造物用のＴｉＮ＋ＺｒＮを析出させている鋼板、及びそれを製造するための方法、並びにそれを用いる溶接構造物 | |
| EP3276026A1 (en) | Thick steel sheet for structural pipe, method for manufacturing thick steel sheet for structural pipe, and structural pipe | |
| JP5368820B2 (ja) | 耐震性に優れた建築構造用７８０ＭＰａ級低降伏比円形鋼管およびその製造方法 | |
| EP3276027B1 (en) | Steel plate for structural pipe, method for producing steel plate for structural pipe, and structural pipe | |
| JP4276480B2 (ja) | 変形性能に優れたパイプライン用高強度鋼管の製造方法 | |
| JP3470632B2 (ja) | 耐座屈特性に優れたラインパイプ用鋼管及びその製造方法 | |
| JP2002226945A (ja) | 鋼管及びその製造方法 | |
| JP2001247935A (ja) | 耐震性および耐候性に優れた圧延形鋼とその製造方法 | |
| JP3579557B2 (ja) | トンネル支保工用ｈ形鋼およびその製造方法 | |
| JPH11279700A (ja) | 耐座屈特性に優れた鋼管及びその製造方法 | |
| JP2002206140A (ja) | 鋼管及びその製造方法 | |
| EP4484585A1 (en) | Steel sheet and method for manufacturing same | |
| JP3852279B2 (ja) | 耐震性に優れた圧延ｈ形鋼の製造方法 | |
| JP3077568B2 (ja) | 低温鉄筋用鋼材の製造方法 |