JPS6017053A

JPS6017053A - 電縫鋼管用熱延鋼板

Info

Publication number: JPS6017053A
Application number: JP12508183A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Sudo; 正俊須藤; Shunichi Hashimoto; 俊一橋本; Akifumi Kanbe; 神戸　章史
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-28

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】本発明は電１ａ鋼管用熱延＃ＩＩＪ坂に関し、詳しくは
、溶接後の加工１ｊ１゛にずぐれた電縫鋼管用フエライ
１−・ヘイナイト組織［０１強度熱延鋼板に関する。

？ｌｉ縫鋼管と呼ばれる高周波抵抗溶接鋼管は自動車、
車輌等の機械構造用、配管用、油井管用等、多岐にわた
る用途に使用されている。このような電縫鋼管に要求さ
れる特性は、その用途によって必ずしも同一ではないが
、例えば、抗張力５〇−１０ｋｇ／−の素板を用いて製
造される構造用鋼管において６才、溶接後に拡管や偏平
をして使用されることが多く、従って、溶接後に良好な
加工性を有することが最大の要求特性である。

本発明者ら４Ｊ、」１記のような要求に応える電縫鋼管
用高強度熱延鋼板を得るべく、鋭意研究した結果、３．
１４における化学組成を所定の範囲とすると共に、特定
の元素については特定の関係を満足せしめ、更に、その
組織をフエライｌ−と所定量のベイナイトとすることに
よって、上記要求によく応える熱延鋼イ反を得ることが
できることを見出して、本発明に至ったものである。

本発明の方法による電縫鋼管用銅強度熱延鋼板は、工［
量％でＣ０，０２〜０．１５％、Ｓ　ｉ　０．４％以下
、Ｍ　ｎ　０．８〜２．０％、３０．０１５％以下及び
ＡｒＯ，０１〜０．０６％を含有すると共に、Ｎ　ｂ　
０゜０１〜０．０８％、”ｒ’　ｉ　０．０　１〜０．
］　５５％Ｖｏ、０２−０．２％及びＺｒ０．０２〜０
．２％から選ばれる１種又は２種以上を合ｉｔで０．２
５％以下の範囲で含有し、残部が鉄及び不可避的不純物
よりなり、Ｃｅｑ−Ｃ＋　（Ｓｉ／２４）　−１−（Ｍ
ｎ／　６）　＋（Ｃｒ／　５）が０．４３１ａ下であっ
て、フェライトと面積率で５〜８０％のベイナイトとか
らなることを特徴とする。

前記したように、電縫鋼管における最大の要求特性は、
溶接後にすぐれた加工性を有することであり、この加工
性が良好でないときは、大別して２種の割れとしてそれ
が露呈される。一つば、溶接接合部での割れであり、他
は溶接熱影響部での割れである。本発明は、鋼の化学組
成及び組織と上記割れとの関係を綿密に研究し１．鋼の
化学組成を所定の関係の下で所定の範囲の組成とすると
共に、鋼組織においてベイナイ１−を所定量生成させる
ことによって、上記割れを大幅に減少させ、かくして、
溶接後の加工性にすぐれる熱延鋼板を得たものである。

先ず、本発明の鋼における化学組成について説明する。

Ｃは鋼の母材強度を高めるために最も有効な元素であり
、５０ｋｇ／−以」二の引張強さを得るには、鋼ばＣを
０．０２％含有することが必要である。しかし、余りに
多量に含有するときは、溶接部が硬化しやすくなり、加
工時に割れが発生しやすくなるので、０．１５％を」１
限とする。

Ｓｔば鋼に高強度、高靭性を与えるために添加されるが
、０．４％を越えると溶接部でペネトレーターを生じる
ので、これを−に限とする。

Ｍｎは、本発明における低Ｃ鋼の強度低下を補償すると
共にベイナイト組織を得るために、必須成分として０．
８％以上添加される。しかし、その添加■が２．０％を
越えると、Ｃ量過剰の場合と同様に溶接部が硬化し、加
工時に割れが発生しやすくなるので、上限を２．０％と
する。

Ｓは鋼における介在物量、従って、溶接熱影響部での割
れに関係するので、本発明の鋼においてはその含有量を
０．０１．５％以下の範囲とすることが必要である。

Ａ７！は７８製時の脱酸剤として添加され、０．０１〜
０．０６％の範囲で有効である。この範囲よりも少ない
ときは脱酸剤としての効果が乏しく、」１記範囲よりも
多いときはアルミナ系介在物が生じやすくなるので好ま
しくない。

Ｎｂ、■、Ｔｉ及びＺｒはいずれも析出強化元素として
作用するのみならず、Ｃ及びＭｎと共に熱延後の組織の
変態挙動に影響を与えて、ベイナイト組織を得るのに必
要な元素である。更に、溶接熱影響部でベイナイトが焼
戻されて、硬度が低下するのを防止するためにも有効で
ある。かかる効果を発揮させるために、本発明において
は、これら元素は単独で、又は２種以上が複合して添加
されるが、単独で添加するときは、前記したように、Ｎ
ｂは０．０１〜０．０８％、Ｔｉは０．０１〜０゜１５
％、■は０．０２〜０．２％及びＺｒは０．０２〜０．
２％の範囲であり、また、複合して添加されるときは、
各元素は上記範囲内であると共に、合計で０．２５％以
下とされる。各元素は上記範囲よりも少ない添加量では
析出強化の効果が乏しく、一方、単独にせよ、複合にせ
よ、上記範囲を越えて多量に添加し、でも効果が飽和し
、また、鋼の靭性を低下させるので好ましくない。

本発明の鋼においては、上記した元素以外に、更に、鋼
の強度に応じて高強度化するために、Ｐを０．０２〜０
．１２％の範囲で積極的に添加することができる。しか
し、０．１２％を越えて添加するときは、溶接部で脆性
破壊が起こりやすくなるので避けるべきである。

また、必要に応じてＣｒも０．０３〜０．５％の範囲で
添加することができる。ＣｒもＭｎと同様にベイナイト
組織を得るのに有効な元素であるが、０．０３％よりも
少ない添加量ではこの効果が殆どなく、一方、０．５％
を越えて添加することは、溶接部の特性、特に偏平試験
値を劣化させるので好ましくない。

更に、本発明においては、必要に応じて、硫化物の形状
抑制効果によって介在物を無害化し、溶接熱影響部での
割れを防止するために、希土類元素、Ｃａ及びＭｇから
選ばれる１種又は２種以上を添加することができる。そ
の添加量範囲は上記効果を有効に発現させるために、希
土類元素については０．００５〜０．１％の範囲、Ｃａ
及びＭｇについてはそれぞれ０．　ＯＯ０５〜０．０１
％の範囲が好適である。これらの元素は単独で、又は複
合して添加されるが、後者の複合添加の場合、余りに多
量に添加すると鋼の清浄度を阻害し、却って延性を低下
させるので、合計の添加量を０．１％以下に抑えるのが
望ましい。

本発明においては、鋼は合金元素についての炭素当量、
即ち、Ｃｅｑ＝Ｃ＋　（Ｓｔ／２４＞　＋　（Ｍｎ／　６）　
＋　（Ｃｒ／　５）が０．４３以下であることを要する
。Ｃｅｑが０．４３を越えるときは、得られる鋼の溶接
部の硬度が高くなり、割れを生じやすいからである。

本発明による鋼は上記のような化学組成を有し、且つ、
所定のＣｅｑを有すると共に、その組織がフェライトと
面積率で５〜８０％のベイナイトとからなることを要す
る。このように鋼組織に所定量のベイナイトを有せしめ
ることによって、変態強化によって鋼が低Ｃｅｑである
にもかかわらずに、母材強度を高めることができ、また
、Ｎｂ、Ｔｉ等の析出強化元素の添加量を抑えることが
できるので、溶接部の良好な靭性を確保することができ
るのである。ベイナイト組織が５％よりも少ないときは
、」１記のような強度への寄与が殆どなく、また、８０
％を越えると全伸びが低下するので好ましくない。

以上に説明したような組織を得るためには、鋼を熱延し
た後の冷却及び巻取り条件が重要であり、上記のような
組織を有する鋼は、本発明に従って、一つの方法として
、通常の均熱及び熱延後、７５０〜９５０℃の範囲の温
度で仕上げた後、平均２０〜ｂすることにより得ることができる。他の方法として、６
００〜７５０　”ｃの温度範囲でフェライト変態を促進
するために、３〜ｂで２〜２０秒間冷却する徐冷を行ない、その他の０温度範囲では３０〜ｂて巻取り温度まで冷却し、３５０〜５７５℃の温度範囲
で巻取ることによっても、上記した組織の鋼を得ること
ができる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例表に示す組成の鋼を１２００℃で均熱し、厚み３０ｍｍ
から２．８ｆｉまで４パスの熱間圧延し、８５０℃で仕
上げた。

この後、４０℃／秒の等速冷却速度にて５００℃まで冷
却し、５００℃の炉中に装入、１時間保持後、炉冷した
。この方法を方法■とする。別に、８５０℃で仕上げた
後、４０℃／秒の冷却速度で４秒間冷却し、その後、約
り℃／秒で１０秒間徐冷し、再び６０℃／秒の冷却速度
で５００℃まで冷却する制御冷却を施し、次いで、５０
０℃の炉中に１時間保持した後、炉冷した。この方法を
方法■とする。

このようにして、異なる冷却パターン、方法Ｉ又は■に
よって得られた鋼板を厚み２．５ｆｉに表面１研削した後、ＪＩＳ　］、　３号Ｂ引張試験片を調製し
、その機械的性質を測定し、また、３０鶴径に電縫溶接
後、偏平試験及び拡管試験を行なった。結果を表及び第
１図乃至第５図に示す。尚、このようにして得た鋼の組
織はポリゴナルフエライトと面積率１０〜７０％の範囲
のベイナイトとからなるものであった。

以下に試験結果を詳細に説明する。

前記したように、電縫鋼管における最大の要求特性は溶
接後の加工性にすぐれることであるが、この加工性が良
好でないときは、溶接接合部での割れと溶接熱影響部で
の割れが発生し、これらの割れは実験的には前者は偏平
試験により、後者は拡管試験により再現することができ
る。偏平試験は溶接鋼管の溶接熱が頂点となるように内
壁が密着するまでプレスして行ない、生じた割れの長さ
から溶接後の加工性を評価する。ここではこの溶接後の
加工性を割れ長さ比Ｄ（％）Ｄ＝（割れ長さの総和／素板の溶接長さ）Ｘ　１００で
評価した。

２ −９０−二また、拡管試験番１１管開口端に径が管内径よりも大き
い円Ｍｔ、台物を強制的に挿入し、管径を拡大して割れ
を生じさ一ロるノ）ので、ここでは頂角６０゜の円錐台
を管開口端に挿入し、拡管率ＦＦ−割れ発生時の管周長
／素管周にで評価した。

第１図は偏平試験の結果を示す。Ｃが本発明で規定する
範囲内にあるとき（第１図においてＯ及び△で示す。×
はＣが本発明で規定する範囲外にあることを示す。以１
゛においても同じ。）、Ｓｉ量とＤとはよく対応し７て
おり、Ｓｉ口を０．４　！１６以下とすることによって
Ｄを実用的に十分小さくすることができた。尚、割れ破
面には溶接過程で生じたとみられるＳｉ、、Ｍｎ、０、
Ａ７！からなるペネトレーターが認められ、Ｓｉ量が増
すにつれてその存在量が著しく増加することが認められ
た。

第２図Ｂａｔ：Ｓｔ量が０．４％以下である鋼について
、溶接接合部の最高硬度とＤとの関係を示す。最高硬度
＋１ｖの上昇と共に割れが多く発生するので、最高硬度
１１ｖが３５０以下であることが必要であ５る。本発明においては、第３図に示したように、Ｃｅｑ
を０．４３以下に抑えることによりこの溶接接合部の最
高硬度を３５０以下に設計することができると共に、鋼
組織をフェライトと面積率で５〜８０％のヘイナイトと
することにより、母材の強度を高め、また、Ｎｂ、Ｔｉ
等の析出強化元素の添加量を抑制できるので、溶接部の
靭性が損なわれない。更に、伸びフランジ性をはじめと
する延性特性にもすぐれている。

また、第４図は母材強度と拡管率との関係を示す。破断
ば溶接熱影響部と母材とに生じ、溶接熱影響部における
破断は介在物に起因する割れと硬度低下による優先変形
による割れとに大別され、拡管率Ｆは介在物による割れ
が生しるときが最も小さく、硬度低下によって溶接熱影
響部で破断が生じるときは、拡管率自体は小さくないが
、少量の変形で板厚減少が生じるので好ましくない。拡
管率は母材の引張強さ及びこれと対応する全伸びとの関
連で変動する。本発明によれば、鋼組織をフェライトと
所定のへイナイトとしたので、伸び６の劣化を極力抑えて、しかも、強度を高めることができ
るた。

以上のように、本発明による鋼ば、低炭素当量鋼であり
ながら、大きい母材強度を有し、しかも、溶接後の加工
性にすぐれることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼におけるＳｉ量と溶接後の割れ長さ比りとの
関係を示すグラフ、第２図は溶接部の最高硬度とＤとの
関係を示すグラフ、第３図は炭素当量と溶接部の最高硬
度との関係を示すグラフ第４図は母材の引張強さと拡管
率との関係を示すグラフである。２８５− 第１図希量（１量２）瘍橙塑Ｉ４俊（〃Ｖ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣ０，０２〜０．１５％、Ｓ　ｉ　Ｏ，
４％以下、Ｍ　ｎ　０．８〜２．０９ｉ、Ｓｏ、０１５
％以下及びＡｌ１．０１〜０．０６％を含有すると共に
、Ｎ　ｂ　０゜０１〜０．０８％、Ｔ　ｉ　０．０１〜
０．１５　％、Ｖ　Ｏ，Ｏ２〜０．２％及びＺｒ０．０
２〜０．２％から選ばれる１種又は２種以上を合計で０
．２５％以下の範囲で含有し、残部が鉄及び不可避的不
純物よりなり、Ｃｅｑ＝　Ｃ＋　（Ｓｉ／２４）　＋（
Ｍｎ／　６）　＋　（Ｃｒ／　５）が０．４３以下であ
って、フェライトと面積率で５〜８０％のベイナイトと
からなることを特徴とする電縫鋼管用熱延鋼板。
（２）重量％でＣ０，０２〜０．１５％、Ｓ　ｉ　０．
４％以下、Ｍ　ｎ　０．８〜２．０％、ＳＯ，０１５％
以下、Ａ１０．０１〜０．０６％、Ｐｏ、０２〜０．１
２％及びＣｒ０．０３〜０．５％を含有すると共に、Ｎ
ｂＯ，０１〜０．０８％、ＴｉＯ，０１〜０．１５％、
Ｖｏ、０２〜０゜２％及びＺ　ｒ　Ｏ，０２〜０．２％
から選ばれる１種又ｔ；Ｉ：　２種以上を合計で０．２
５％以下の範囲で含有し、残部が鉄及び不可避的不純物
よりなり、Ｃｅｑ＝Ｃ＋　（Ｓｉ／２４）　＋　（Ｍｎ
／　６）　＋　（Ｃｒ／　５）が０．４３以下であって
、フェライトと面積率で５〜８０％のベイナイ１〜とか
らなることを特徴とする電縫鋼管用熱延鋼板。
（３）重量％でＣ０，０２〜０．１５％、Ｓｉ０．４％
以下、Ｍ　ｎ　０．８〜２．０％、Ｓｏ、０１５％以下
及びＡり０．０１〜０．０６％を含有すると共に、Ｎ　
ｂ　０゜０１〜０．０８％、ＴｉＯ，０１〜０．１５％
、Ｖ　Ｏ，Ｏ２〜０．２％及びＺ　ｒ　０．０２〜０．
２％から選ばれる１種又は２種以−ヒを合計で０．２５
％以下、並びに希土類元素０．００５〜０．１％及びＣ
ａＯ，０Ｏ０５〜０．０１％から選ばれる１種又は２種
以上を合計で０．１％以下の範囲で含有し、残部が鉄及
び不可避的不純物よりなり、Ｃｅｑ＝Ｃ＋　（ｓ＋／２４）　＋　（Ｍｎ／６）　＋
　（Ｃｒ１５）が０．４３以下であって、フェライトと
面積率で５〜８０％のベイナイトとからなることを特徴
とする電縫鋼管用熱延鋼板。
（４）　重量％でＣ０，０２〜（１，１５％、Ｓ　ｉ　
０．４％以下、Ｍ　ｎ　０．８〜２．０％、Ｓｏ、０１
５％以下、ＡｒＯ，０１〜０．０６％、Ｉ）０．０２〜
０．１２％及びＣｒ０００３〜０．５％を含有すると共
に、Ｎ　ｌ）０．０１〜０．０８％、’ｐｉＱ、０１〜
０．１５％、Ｖ　Ｏ，（１２〜０゜２％及びＺ　ｒ　０
．０２〜０．２％から選ばれる１種又は２種以−にを合
計で０．２５％以下、並びに希土う゛ｎ元素０．００５
−０．１％及びＣａ　Ｏ，０００５〜０．０１％から選
ばれる１種又聞２種以」二を合δ１で０．１％以下の範
囲で含有し、残部が鉄及び不可避的不純物よりなり、Ｃｅｑ＝Ｃ−ｌ−（Ｓｉ／２４）　＋　（Ｍｎ／６）　
＋（Ｃｒ１５）が０．４１Ｊ下であって、フエライ１−
と面４１１率で５〜８０％のヘイナイトとからなること
を特徴とする電縫鋼管用熱延鋼板。