JP4375087B2 - High strength and high toughness hot-rolled steel strip with excellent material homogeneity and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は高強度高靭性熱延鋼帯及びその製造方法に係り、特に天然ガスや原油などを輸送するAPI X80グレード以上の高強度高靭性鋼管、特に電縫鋼管の製造に用いる材質均質性の優れた高強度高靭性熱延鋼帯及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a high-strength and high-toughness hot-rolled steel strip and a method for producing the same. The present invention relates to an excellent high strength and high toughness hot-rolled steel strip and a method for producing the same.
天然ガス等の輸送用パイプラインは、輸送効率向上のため高圧操業されるようになっている。そのため、その敷設に用いる鋼管は、API5L規格X80グレード、すなわち、降伏点YSが80ksi(550MPa)以上、引張り強度TSが620MPa以上の特性値を有する。 Pipelines for transporting natural gas and the like are operated at high pressure to improve transport efficiency. Therefore, the steel pipe used for the laying has API5L standard X80 grade, that is, a yield value YS of 80 ksi (550 MPa) or more and a tensile strength TS of 620 MPa or more.
このような鋼管は、従来厚鋼板を素材とするUOEプロセスにより製造されていたが、近年ではよりコストが低く、生産性が高い電縫鋼管が用いられるようになっている。かかる電縫鋼管はコイル状に巻き取った熱延鋼帯を連続的に巻き戻しながら所定幅にスリットし、さらにケージフォーミングミルなどを用いて管状に成形した上で高周波溶接により連続的に溶接(電縫)することにより製造される。 Such a steel pipe is conventionally manufactured by a UOE process using a thick steel plate as a raw material. However, in recent years, an ERW steel pipe with lower cost and higher productivity has been used. Such an electric resistance welded steel tube is slit into a predetermined width while continuously rewinding a hot-rolled steel strip wound in a coil shape, and further formed into a tubular shape using a cage forming mill or the like and continuously welded by high frequency welding ( Manufactured by electric sewing).
このような電縫鋼管の材質は、素材熱延鋼帯の材質によって定まり、鋼帯内の材質のばらつきは、製品である鋼管の材質のばらつきとなって現れる。したがって、ラインパイプ用の鋼管を製造するための鋼帯はその全長に亘って所定の材質特性を有し、かつそのばらつきが極力小さいことが要求される。 The material of such an electric resistance welded steel pipe is determined by the material of the material hot-rolled steel strip, and the variation of the material in the steel strip appears as the variation of the material of the steel pipe as a product. Therefore, a steel strip for manufacturing a steel pipe for a line pipe is required to have predetermined material characteristics over its entire length and to have as little variation as possible.
高強度の熱延鋼帯を製造するためには、一般に熱間圧延後の加速冷却による変態強化やNb、V、Ti等の元素を含有させ、これらの元素を含む炭化物等をマトリックス中に微細析出させる析出強化が利用される。この変態強化や析出強化は比較的少ない合金元素の添加により高い強度を確保できる利点がある半面、製造条件の変動の影響を受けやすく材質が変動し易いという問題がある。このような問題は、X80等の高強度グレードの素材で特に問題となる。さらに、熱延鋼帯の製造は、圧延速度が大きい連続圧延機(ホットストリップミル)を用いて行なわれるため、仕上圧延後の冷却速度の制御が難しく、またコイル巻取り前の冷却停止温度をマルテンサイト変態点以下の低温にすると、巻取り荷重が過大となるばかりかコイル形状が悪化し、工業生産がきわめて困難になるという問題もある。 In order to produce a high strength hot-rolled steel strip, generally, transformation strengthening by accelerated cooling after hot rolling and elements such as Nb, V and Ti are contained, and carbides containing these elements are finely contained in the matrix. Precipitation strengthening is used. While this transformation strengthening and precipitation strengthening have the advantage that high strength can be secured by adding relatively few alloy elements, there is a problem that the material is easily affected by fluctuations in manufacturing conditions. Such a problem is particularly a problem with high-strength grade materials such as X80. Furthermore, since the hot-rolled steel strip is manufactured using a continuous rolling mill (hot strip mill) with a high rolling speed, it is difficult to control the cooling speed after finish rolling, and the cooling stop temperature before coil winding is reduced. When the temperature is lower than the martensitic transformation point, there is a problem that not only the winding load becomes excessive, but also the coil shape deteriorates and industrial production becomes extremely difficult.
特許文献1にはコイル状に巻き取った熱延鋼帯を酸洗後、連続焼鈍ラインで700〜900℃の温度に再加熱し、その温度に60秒以上保持した後、15℃/秒以下の冷却速度で370〜450℃の温度域まで冷却し、その温度で90秒以上保持した後室温まで冷却する熱処理することによってコイル内材質の均一性に優れた高強度熱延鋼板を製造する手段が開示されている。
In
しかし、特許文献1に開示されている方法は、一旦巻取った熱延コイルに熱処理を施すものであり、必然的にコイルの巻戻し、再巻取りを伴うものであり、操業コストの増大を招く。また、再熱処理後の鋼帯は少なくとも370〜450℃の温度域まで冷却し、その温度で保持されるので、巻取り温度は必然的に低温にならざるを得ず、巻取り荷重が過大となるという問題を解決できない。
However, the method disclosed in
本発明は、電縫鋼管用素材として好適なコイル内材質均質性に優れた高強度の熱延鋼帯及びかかる鋼帯を仕上圧延−コイル巻取りの熱延ままの状態で得ることができる手段を提供するものである。 The present invention provides a high-strength hot-rolled steel strip excellent in material homogeneity in a coil suitable as a material for an ERW steel pipe, and means capable of obtaining such a steel strip in a state of hot rolling in finish rolling and coil winding. Is to provide.
本発明者らは、上記の問題点を解決するため鋭意研究開発を行い、熱延鋼板においては変態強化量の変動が材質変動の主因であり、材質変動を低く抑えるにはほぼベイニティックフェライト単相の組織とすることが好ましいこと、またその強化のためにはNb、Vを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物を利用することを知見し、さらにそのような組織を有する鋼を製造する手段を確立したものである。本発明による熱延鋼帯は強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下であり、かつその材質均質性が優れているという特徴を有する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive research and development. In hot-rolled steel sheets, variations in the amount of transformation strengthening are the main causes of material variations. It has been found that it is preferable to have a single-phase structure, and for the strengthening thereof, it is found that fine precipitates composed of carbide, nitride or carbonitride containing Nb and V are used, and such a structure is further improved. A means for producing steel having the same is established. The hot-rolled steel strip according to the present invention is characterized by having a strength of 620 MPa or more, a toughness DWTT SATT of −20 ° C. or less, and excellent material homogeneity.
本発明の熱延鋼帯は、Nb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物により析出強化されたベイニティックフェライトを主相とする金属組織を有し、該ベイニティックフェライトは平均粒径dが1.2μm以上2.5μm以下、かつ、圧延方向平均粒径dRの板厚方向平均粒径dNに対する比dR/dNが2未満であり、前記ベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)が体積比で2%未満であるとともにセメンタイトが金属組織中に占めるセメンタイト分率Vf(θ)が0.5%以下であり、かつ、Vf(s)/3+Vf(θ)≦0.6%を満足するものであり、強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下であり、かつ材質均質性に優れている。 The hot-rolled steel strip of the present invention has a metal structure having a main phase of bainitic ferrite that is precipitation-strengthened by fine precipitates composed of carbide, nitride, or carbonitride containing Nb and V. The tick ferrite has an average particle size d of 1.2 μm or more and 2.5 μm or less, and a ratio d R / d N of the rolling direction average particle size d R to the plate thickness direction average particle size d N of less than 2, The second phase fraction Vf (s) occupying the metal structure of the second phase excluding nitrite ferrite is less than 2% by volume and the cementite fraction Vf (θ) occupying the metal structure in the metal structure is 0. 5% or less, Vf (s) / 3 + Vf (θ) ≦ 0.6%, strength is 620 MPa or more, toughness DWTT SATT is −20 ° C. or less, and material homogeneity Are better.
上記発明に係る熱延鋼板は、質量%でC:0.01%〜0.04%、Si:0.4%以下、Mn:0.5〜2.5%、P:0.015%以下、S:0.005%以下、Al:0.1%以下、N:0.006%以下、Nb:0.01%〜0.1%、V:0.1%以下、Mo:0.05〜0.4%、Ti:0.005〜0.025を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、前記Mo、C、Nb及びVの含有量がMo/C≧4、0.5≦(C/12)/((Nb/93)+(V/51))≦1.5を満足する化学組成を有する。 The hot-rolled steel sheet according to the invention is C: 0.01% to 0.04%, Si: 0.4% or less, Mn: 0.5 to 2.5%, P: 0.015% or less in mass%. S: 0.005% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.006% or less, Nb: 0.01% to 0.1%, V: 0.1% or less, Mo: 0.05 -0.4%, Ti: 0.005-0.025, with the balance being Fe and unavoidable impurities, and the contents of Mo, C, Nb and V are Mo / C ≧ 4, 0.5 It has a chemical composition satisfying ≦ (C / 12) / ((Nb / 93) + (V / 51)) ≦ 1.5.
上記化学組成においてさらにCu:0.5%以下及びNi:0.5%以下の一方又は双方、Cr:0.8%以下、B:0.002%以下、Zr:0.04%以下、Ca:0.005%以下及びREM:0.005%以下を含有するものとすることができる。 In the above chemical composition, one or both of Cu: 0.5% or less and Ni: 0.5% or less, Cr: 0.8% or less, B: 0.002% or less, Zr: 0.04% or less, Ca : 0.005% or less and REM: 0.005% or less.
上記熱延鋼帯を用いて電縫鋼管を製造することができる。 An electric-welded steel pipe can be manufactured using the hot-rolled steel strip.
本発明の強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下であり、かつ材質均質性に優れる熱延鋼帯は、上記各化学組成を有する鋳片を1000℃以上1250℃以下に加熱した後熱間圧延してコイル状に巻き取って熱延鋼帯を製造するに当たり、前記熱間圧延における仕上圧延条件を940℃以下における総圧下率:50%以上85%以下、熱延仕上温度:760℃以上870℃以下、かつ該熱延仕上温度の熱延鋼帯の面内変動巾:50℃以下とし、前記仕上圧延後の冷却−巻取り条件を平均冷却速度:3℃/s以上50℃/s以下、冷却後の巻取り温度:550℃以上670℃以下、該巻取り温度の熱延鋼帯の面内変動幅:80℃以下とすることによって製造することができる。 A hot-rolled steel strip having a strength of the present invention of 620 MPa or more, a toughness DWTT SATT of −20 ° C. or less, and excellent material homogeneity is obtained by heating a slab having the above chemical composition to 1000 ° C. or more and 1250 ° C. or less. In producing a hot-rolled steel strip by hot-rolling into a coil shape, the final rolling conditions in the hot-rolling are as follows: total rolling reduction at 940 ° C. or less: 50% to 85%, hot-rolling finishing temperature: 760 The in-plane fluctuation width of the hot-rolled steel strip at a hot rolling finish temperature of 50 ° C. or lower: 50 ° C. or lower, and the cooling-winding condition after the finish rolling is an average cooling rate: 3 ° C./s or higher and 50 ° C. / S or less, the coiling temperature after cooling: 550 ° C. or more and 670 ° C. or less, and the in-plane variation width of the hot-rolled steel strip at the coiling temperature: 80 ° C. or less.
本発明により電縫鋼管用素材として好適な強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下であり、かつ材質均質性に優れる熱延鋼帯コイル内材質均質性に優れた高強度の熱延鋼帯を仕上圧延−コイル巻取りの熱延ままの状態で製造することができ、それによって天然ガス等の輸送用パイプラインに用いるAPI5L規格X80グレードの鋼管を経済的に製造することが可能になる。 According to the present invention, a high strength hot rolling excellent in material homogeneity in a hot rolled steel strip coil having a strength suitable for an ERW steel pipe of 620 MPa or more, a toughness DWTT SATT of −20 ° C. or less and excellent material homogeneity. Steel strip can be manufactured in the state of hot rolling of finish rolling-coil winding, so that it is possible to economically manufacture API5L standard X80 grade steel pipes used for pipelines for transportation of natural gas etc. Become.
本発明に係る熱延鋼帯は、Nb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物により析出強化されたベイニティックフェライトを主相とする金属組織を有する。ここに、ベイニティックフェライトとは、ベイニティックフェライトのほかにこれにポリゴナルフェライト、偽ポリゴナルフェライト、アシキュラーフェライトの混合物を含むものをいう。ただし、主相中に占めるベイニティックフェライトの比率は体積比で50%以上とする。 The hot-rolled steel strip according to the present invention has a metal structure whose main phase is bainitic ferrite that is precipitation-strengthened by fine precipitates made of carbide, nitride, or carbonitride containing Nb and V. Here, bainitic ferrite refers to one containing a mixture of polygonal ferrite, pseudopolygonal ferrite, and acicular ferrite in addition to bainitic ferrite. However, the proportion of bainitic ferrite in the main phase is 50% or more by volume.
ここでベイニティックフェライトとは、マルテンサイト変態のような剪断機構及び拡散機構により変態したベイナイトに類似した組織であるが、本発明のような熱延鋼帯においては、通常、冷却停止及びその後の巻取り処理に伴う熱履歴の影響を受け、変態直後に焼き戻しされるためフェライトに性質および外観が類似したものとなる。なお、ポリゴナルフェライト、偽ポリゴナルフェライトであってもベイニティックフェライトに近い比較的低温で析出したものであれば、本発明の強度、靭性を達成し得る。また、アシキュラーフェライトのようなこれらが混合した組織であっても第2相の量を制限することにより本発明の効果が得られるため、これらの混合組織を含むものとする。したがって本発明において「ベイニティックフェライト」というときはこれらの組織のすべて含むものである。 Here, bainitic ferrite is a structure similar to bainite transformed by a shearing mechanism and a diffusion mechanism such as martensitic transformation. However, in a hot-rolled steel strip such as the present invention, cooling is usually stopped and thereafter. Due to the influence of the heat history associated with the winding process, the steel is tempered immediately after transformation, so that its properties and appearance are similar to those of ferrite. In addition, even if it is polygonal ferrite and pseudopolygonal ferrite, if it is precipitated at a relatively low temperature close to bainitic ferrite, the strength and toughness of the present invention can be achieved. Moreover, even if it is a structure | tissue which these mixed like acicular ferrite, since the effect of this invention is acquired by restrict | limiting the quantity of a 2nd phase, these mixed structures shall be included. Therefore, in the present invention, “bainitic ferrite” includes all of these structures.
金属組織の主相をベイニティックフェライト(フェライト等との混合物を含む)としたのは、ベイニティックフェライトはその生成温度によらず機械的性質が安定しており、それにより鋼帯をその全長に亘って機械的性質のばらつきの少ない材質均一性に優れたものとすることができ、かつ後述するNb、V等を含む微細析出物により強化可能であるからである。 The main phase of the metal structure is bainitic ferrite (including a mixture with ferrite, etc.). Bainitic ferrite has stable mechanical properties regardless of the temperature at which it is formed, which This is because it can be made excellent in material uniformity with little variation in mechanical properties over the entire length, and can be strengthened by fine precipitates containing Nb, V, etc., which will be described later.
上記のベイニティックフェライト(ポリゴナルフェライト等との混合物を含む)以外の低温変態相、例えばマルテンサイト、下部ベイナイトや高温での変態相であるパーライトの存在は極力排除される。これらは微量であっても鋼帯内での著しい材質変動をもたらし、鋼帯内の強度のばらつきを抑制し、熱延鋼帯を材質均質性に優れたものとするという本発明の目的を達成できなくする。したがってこれら低温変態相や高温変態相の存在量は後述するようにセメンタイトを含めて金属組織中の2%以下に限定される。 Existence of low temperature transformation phases other than the above bainitic ferrite (including a mixture with polygonal ferrite etc.) such as martensite, lower bainite and pearlite which is a transformation phase at high temperature is eliminated as much as possible. Even if it is a very small amount, it causes significant material fluctuations in the steel strip, suppresses variations in strength within the steel strip, and achieves the object of the present invention to make the hot-rolled steel strip excellent in material homogeneity. Make it impossible. Therefore, the abundance of these low-temperature transformation phase and high-temperature transformation phase is limited to 2% or less in the metal structure including cementite as described later.
本発明で目的とする強度620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下とするために、本発明では(1)上記ベイニティックフェライトをNb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物により強化するとともに、(2)ベイニティックフェライトの粒径等について一定の限定を設け、さらに(3)ベイニティックフェライトを除く第2相の存在量及びセメンタイトとの関係について一定の限定を設ける。以下、これらの限定について詳細に説明する。 In order to set the target strength of 620 MPa or more and the toughness DWTT SATT to −20 ° C. or less in the present invention, in the present invention, (1) the bainitic ferrite is made of carbide, nitride or carbonitride containing Nb and V. In addition to strengthening with fine precipitates, (2) a certain limitation is imposed on the grain size of bainitic ferrite, and (3) the abundance of the second phase excluding bainitic ferrite and the relationship with cementite are constant. Set a limit. Hereinafter, these limitations will be described in detail.
ベイニティックフェライトの強化はNb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物により行なわれる。本発明では、Nb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物により析出強化されたベイニティックフェライトの平均粒径dを1.2μm以上2.5μm以下とするとともに、圧延方向平均粒径dRの板厚方向平均粒径dNに対する比dR/dNが2未満とする。 The strengthening of bainitic ferrite is performed by fine precipitates made of carbide, nitride or carbonitride containing Nb and V. In the present invention, the average particle diameter d of bainitic ferrite that is precipitation strengthened by fine precipitates composed of carbide, nitride, or carbonitride containing Nb and V is 1.2 μm or more and 2.5 μm or less, and rolling the ratio d R / d N for the plate thickness direction average particle diameter d N direction average particle diameter d R is less than 2.
ベイニティックフェライトの平均粒径dを1.2μm以上2.5μm以下とするのは、その平均粒径を、2.5μm超とするとDWTT靭性が劣化するとともに強度が低下し、一方、1.2μm未満とすると粒界エネルギーが大きいため、溶接時に熱影響部において粒成長が激しくなり溶接熱影響部(HAZ)の強度および靭性の劣化が著しくなるからである。 The average particle diameter d of bainitic ferrite is set to 1.2 μm or more and 2.5 μm or less. If the average particle diameter exceeds 2.5 μm, DWTT toughness deteriorates and strength decreases. This is because if the grain size is less than 2 μm, the grain boundary energy is large, so that the grain growth is intense in the heat affected zone during welding, and the strength and toughness of the weld heat affected zone (HAZ) are significantly deteriorated.
本発明においては、圧延方向と板厚方向の平均フェライト粒径dRとdNの比dR/dNを2以下とする必要がある。図1は、表1に示す化学組成を有する鋼片を1200℃に再加熱し、940℃以下での仕上圧下条件を総圧下率60〜65%とし、仕上圧延温度を740〜790℃、冷却速度を平均7〜15℃/sとして冷却した後530〜670℃で巻き取った板厚12.7mmの鋼帯の引張り強度(TS)を上記パラメータ「dR/dN」との関係で示したグラフである。ここに示すように上記パラメータ「dR/dN」が2以下のとき鋼帯の引張り強度(TS)が680MPaを確実に超えることができるようになる。 In the present invention, the ratio d R / d N of the average ferrite grain diameters d R and d N in the rolling direction and the plate thickness direction needs to be 2 or less. FIG. 1 shows that the steel slab having the chemical composition shown in Table 1 is reheated to 1200 ° C., the finish reduction condition at 940 ° C. or less is the total reduction ratio of 60 to 65%, the finish rolling temperature is 740 to 790 ° C. The tensile strength (TS) of a steel strip having a thickness of 12.7 mm after cooling at an average speed of 7 to 15 ° C./s and then wound up at 530 to 670 ° C. is shown in relation to the parameter “d R / d N ”. It is a graph. As shown here, when the parameter “d R / d N ” is 2 or less, the tensile strength (TS) of the steel strip can surely exceed 680 MPa.
このような関係が生ずるのは、熱延仕上圧延時に生ずる圧延ひずみの影響によりフェライト相が極度にへん平組織になると、仕上圧延時あるいは仕上圧延後の高温領域でNb及びVを含む炭化物、炭窒化物等が析出するようになり、析出硬化の効果を得られなくなるためであろうと推定される。逆にいえば、上記比の制限は、Nb及びVを含む炭化物、炭窒化物等による析出強化を保証する要素であり、これにより所期の強度が確実に得られることになるとともに上記析出機構が安定することとなり、それにより材質変動の原因が除外できるのである。 Such a relationship occurs when the ferrite phase becomes an extremely flat structure due to the influence of rolling strain generated during hot rolling finish rolling, and carbides, charcoal containing Nb and V at the high temperature region during finish rolling or after finish rolling. It is presumed that nitrides and the like are precipitated and the effect of precipitation hardening cannot be obtained. Conversely, the limitation of the ratio is an element that guarantees precipitation strengthening due to carbides, carbonitrides, and the like containing Nb and V, and thereby the expected strength can be reliably obtained and the precipitation mechanism described above. Therefore, the cause of the material fluctuation can be excluded.
なお、圧延方向の平均フェライト粒径dRとは、熱延鋼板の厚さ方向(1/4)t、(1/2)t、および(3/4)tの位置において圧延方向に平行に2000μmの長さに亘って粒界によって区切られた切片長の算術平均値を求め、さらにこれら板厚方向3箇所の切片長の算術平均値の算術平均値を2/π1/2倍して得たものである。また、板厚方向の平均フェライト粒径dNとは熱延鋼板の熱延鋼板の厚さ方向(1/4)t、(1/2)t、および(3/4)tの位置において板厚方向に平行に2000μmの長さに亘って粒界によって区切られた切片長の算術平均値を求め、さらにこれら板厚方向3箇所の切片長の算術平均値の算術平均値を2/π1/2倍して得たものである。なお、フェライト粒径の確定に当たっては、亜粒界のような薄い粒界を含めてすべて粒界とする。 Incidentally, the average ferrite grain diameter d R of the rolling direction, the thickness direction of the hot rolled steel sheet (1/4) t, (1/2) t, and (3/4) parallel to the rolling direction at the position of t calculated delimited arithmetic mean of intercept length by grain boundaries over the length of 2000 .mu.m, further the arithmetic mean value of arithmetic mean of intercept length of plate thickness direction three 2 / [pi 1/2 times to It is obtained. Further, the thickness direction (1/4) of the hot-rolled steel sheet hot-rolled steel sheet with an average ferrite grain size d N in the thickness direction t, (1/2) t, and (3/4) plate at the position of t The arithmetic average value of the section length divided by the grain boundary over the length of 2000 μm in parallel with the thickness direction is obtained, and the arithmetic average value of the section lengths at the three sections in the thickness direction is calculated as 2 / π 1. / 2 times obtained. In determining the ferrite grain size, all grain boundaries including thin grain boundaries such as subgrain boundaries are used.
上記のように粒径及び扁平率を制限したベイニティックフェライト中に微細な炭化物、炭窒化物等を析出物させることによって、強度及び靭性の確保が可能となるが、微細析出物の析出量を確保し、また鋼帯内における強度の変動を抑制するためには、ベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)が体積比で2%未満であるとともにセメンタイトが金属組織中に占めるセメンタイト分率Vf(θ)が0.5%以下であり、かつ、Vf(s)/3+Vf(θ)≦0.6%を満足することとしなければならない。 Strength and toughness can be ensured by depositing fine carbides, carbonitrides, etc. in bainitic ferrite with limited particle size and flatness as described above. In order to ensure the strength and to suppress the fluctuation of the strength in the steel strip, the second phase fraction Vf (s) in the metal structure of the second phase excluding bainitic ferrite is less than 2% by volume. And the cementite fraction Vf (θ) occupied by cementite in the metal structure is 0.5% or less and Vf (s) / 3 + Vf (θ) ≦ 0.6% must be satisfied. .
図2は、表1に示す化学組成を有する鋼片を1200℃に再加熱し、940℃以下での仕上圧下条件を総圧下率60〜65%とし、仕上温度を740〜790℃、冷却速度を平均7〜15℃/sとして冷却した後530〜670℃で巻き取った板厚12.7mmの鋼帯の引張り強度(TS)とベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)との関係を整理したグラフである。ここに示すようにベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)を体積比で2%未満とすることにより鋼帯の引張り強度(TS)が680MPaを確実に超えることができるようになる。なお、ベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)が体積比で2%以上となると強度変動の原因ともなる。 FIG. 2 shows that the steel slab having the chemical composition shown in Table 1 is reheated to 1200 ° C., the finishing reduction condition at 940 ° C. or less is the total reduction ratio of 60 to 65%, the finishing temperature is 740 to 790 ° C., and the cooling rate Of steel strip with a thickness of 12.7 mm wound at 530 to 670 ° C. after cooling to an average of 7 to 15 ° C./s and the second phase excluding bainitic ferrite occupy the metal structure It is the graph which arranged the relationship with 2nd phase fraction Vf (s). As shown here, the tensile strength (TS) of the steel strip is 680 MPa by setting the second phase fraction Vf (s) occupied by the second phase excluding bainitic ferrite in the metal structure to less than 2% by volume. Can be reliably exceeded. In addition, if the second phase fraction Vf (s) occupied in the metal structure by the second phase excluding bainitic ferrite is 2% or more by volume ratio, it may cause strength fluctuation.
ここに、ベイニティックフェライトを除く第2相とは、パーライト、マルテンサイト及び組織観察により容易に、ベイニティックフェライトと区別できるベイナイトをいい、非金属介在物は含まない。また、セメンタイトとは、ベイニティックフェライト粒界に存在する粒界セメンタイトを意味し、パーライトを構成するラメラーセメンタイトを含まない。 Here, the second phase excluding bainitic ferrite refers to bainite that can be easily distinguished from bainitic ferrite by pearlite, martensite, and structure observation, and does not include non-metallic inclusions. Moreover, cementite means the grain boundary cementite which exists in a bainitic ferrite grain boundary, and does not contain the lamellar cementite which comprises pearlite.
また、本発明ではセメンタイトが金属組織中に占めるセメンタイト分率Vf(θ)が0.5%以下としなければならない。図3は、表1に示す化学組成を有する鋼片を1200℃に再加熱し、940℃以下での仕上圧下条件を総圧下率60〜65%とし、仕上圧延温度を740〜790℃、冷却速度を平均7〜15℃/sとして冷却した後530〜670℃で巻き取った板厚12・7mmの鋼帯の引張り強度(TS)とセメンタイトが金属組織中に占めるセメンタイト分率Vf(θ)との関係を整理したグラフである。ここに示すように、ベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)を体積比で2%未満とすることにより鋼帯の引張り強度(TS)が680MPaを確実に超えることができるようになる。これに反し、セメンタイト分率Vf(θ)が0.5%以上では、ベイニティックフェライトの粒界にセメンタイトが析出した場合に、NbおよびVがセメンタイト中に取り込まれてしまい、微細炭化物、炭窒化物等の析出に寄与するこれら元素量が少なくなり、本発明の目的を達することができなくなる。 In the present invention, the cementite fraction Vf (θ) occupied by cementite in the metal structure should be 0.5% or less. FIG. 3 shows that the steel slab having the chemical composition shown in Table 1 is reheated to 1200 ° C., the finishing reduction condition at 940 ° C. or less is the total reduction ratio of 60 to 65%, the finishing rolling temperature is 740 to 790 ° C., and the cooling is performed. Tensile strength (TS) of a steel strip with a thickness of 12.7 mm wound at 530 to 670 ° C. after cooling at an average speed of 7 to 15 ° C./s and the cementite fraction Vf (θ) of cementite in the metal structure It is the graph which arranged the relationship with. As shown here, the tensile strength (TS) of the steel strip is reduced by setting the second phase fraction Vf (s) occupied by the second phase excluding bainitic ferrite in the metal structure to less than 2% by volume. It becomes possible to reliably exceed 680 MPa. On the other hand, when the cementite fraction Vf (θ) is 0.5% or more, when cementite is precipitated at the grain boundaries of bainitic ferrite, Nb and V are taken into the cementite, resulting in fine carbides, charcoal. The amount of these elements contributing to the precipitation of nitride or the like is reduced, and the object of the present invention cannot be achieved.
上記第2相分率及びセメンタイト分率Vf(θ)は、Vf(s)/3+Vf(θ)のパラメータで整理したとき、そのベイニティックフェライトに対する占積率が0.6%以下となるようにしなければならない。図4は、表1に示す化学組成を有する鋼片を1200℃に再加熱し、940℃以下における仕上圧下条件を総相圧下60〜65%とし、仕上圧延温度を740〜790℃、冷却速度を平均7〜15℃/sとして冷却した後530〜670℃で巻き取った板厚12.7mmの鋼帯の引張り強度を上記パラメータ「Vf(s)/3+Vf(θ)」との関係で示したグラフである。ここに示すように、上記パラメータが0.6以下、好ましくは0.4以下のとき引張り強さTSが680MPa以上となり、かつそのばらつきが小さくなっていることが分かる。 When the second phase fraction and cementite fraction Vf (θ) are arranged by the parameter of Vf (s) / 3 + Vf (θ), the space factor for bainitic ferrite is 0.6% or less. Must be. FIG. 4 shows a steel slab having the chemical composition shown in Table 1 reheated to 1200 ° C., and the finish reduction condition at 940 ° C. or less is 60 to 65% under the total phase pressure, the finish rolling temperature is 740 to 790 ° C., and the cooling rate Shows the tensile strength of a steel strip having a thickness of 12.7 mm which is cooled at an average of 7 to 15 ° C./s and then wound at 530 to 670 ° C. in relation to the parameter “Vf (s) / 3 + Vf (θ)”. It is a graph. As shown here, it can be seen that when the parameter is 0.6 or less, preferably 0.4 or less, the tensile strength TS is 680 MPa or more, and the variation is small.
上記の組織的条件を満足する鋼帯は、強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下であり、かつ材質均質性の優れたものとなる。なお、材質均質性とは熱延された鋼帯の長さ方向の位置による強度変動が小さいこと、すなわち、長さ方向において強度の変動が中央値から5%以内にあることをいう。これにより、高圧操業され、かつ寒冷地で使用されるラインパイプ敷設に用いる鋼管に要求される諸特性を十分満足する鋼管を経済的に製造することが可能になる。 A steel strip that satisfies the above structural conditions has a strength of 620 MPa or more, a toughness DWTT SATT of −20 ° C. or less, and excellent material homogeneity. The material homogeneity means that the strength fluctuation due to the position in the length direction of the hot-rolled steel strip is small, that is, the strength fluctuation in the length direction is within 5% from the median value. Thereby, it becomes possible to economically manufacture a steel pipe that sufficiently satisfies various characteristics required for a steel pipe used for laying a line pipe that is operated at a high pressure and used in a cold region.
本発明に係る鋼は上記の組織的条件を満足するとともに、下記の組成(単位はmass%)を満たすことにより確実に上記組織的条件及び強度、靭性の確保が可能になる。 Steel according to the present invention allows for reliably the tissue conditions and strength, ensuring toughness by filling The rewritable satisfy the organizational conditions, the following composition (in mass%).
C:0.01%〜0.04%
Cは鋼の高強度化に寄与する元素である。その含有量が0.01%未満ではNb,Vとともに炭化物を形成して強度を確保することが困難であり、0.04%を超では、第2相分率、特に低温変態相の分率が変動して強度のばらつきが大きくなる。また、低温変態相を生じやすくなり靭性が劣化する原因になる。
C: 0.01% to 0.04%
C is an element that contributes to increasing the strength of steel. If the content is less than 0.01%, it is difficult to form a carbide together with Nb and V to ensure the strength, and if it exceeds 0.04%, the second phase fraction, particularly the low temperature transformation phase fraction. Fluctuates to increase the intensity variation. Moreover, it becomes easy to produce a low temperature transformation phase, and causes toughness to deteriorate.
Si:0.4%以下
Siは電縫鋼管製造時、シーム溶接の接合面に生成するMnO系のペネトレーター欠陥を低減させる効果がある。そのためには0.1%程度含有させるのがよい。しかし、0.4%を超えると、鋼の変態点を上昇させて析出強化に寄与する析出物を粗大化させるとともに、γ−α変態時にγ相中にCを濃化させて低温変態相を生成しやすくし靭性劣化の原因になる。
Si: 0.4% or less Si has an effect of reducing MnO-based penetrator defects generated on the joint surface of seam welding during the production of an electric resistance welded steel pipe. For that purpose, it is good to contain about 0.1%. However, if it exceeds 0.4%, the transformation point of the steel is increased to coarsen precipitates that contribute to precipitation strengthening, and at the time of γ-α transformation, C is concentrated in the γ phase to form a low temperature transformation phase. Produces easily and causes toughness deterioration.
Mn:0.5〜2.5%
MnはAr3変態点を低下させてフェライト相の粗大化を防止するとともにベイニティックフェライトを安定的に生成させる元素である。その含有量が0.8%未満ではその効果が得られず、2.5%を超えると連続鋳造の際発生する偏析によるMn濃化部による組織の不均一化が著しくなりスラブ割れが発生する原因となる。
Mn: 0.5 to 2.5%
Mn is an element that lowers the Ar 3 transformation point to prevent coarsening of the ferrite phase and stably generates bainitic ferrite. If the content is less than 0.8%, the effect cannot be obtained. If the content exceeds 2.5%, the structure becomes uneven due to the Mn-concentrated portion due to segregation that occurs during continuous casting, and slab cracking occurs. Cause.
P:0.015%以下、S:0.005%以下
Pは鋼中に不純物として含まれ、粒界に偏析して靭性を劣化させる。Sも鋼中に不純物として含まれ、硫化物を形成して靭性を劣化させる。そのためこれら元素はそれぞれ上限を0.02%、0.005%に制限する。
P: 0.015% or less, S: 0.005% or less P is contained as an impurity in the steel and segregates at the grain boundary to deteriorate toughness. S is also contained as an impurity in the steel and forms sulfides and deteriorates toughness. Therefore, these elements limit the upper limits to 0.02% and 0.005%, respectively.
Al:0.1%以下
Alは脱酸剤として有用であるが、過剰に存在すると電縫管製造時シーム部に酸化物を形成して接合部欠陥の原因になるため、上限を0.1%に制限する。
Al: 0.1% or less Al is useful as a deoxidizing agent, but if it is present in excess, an oxide is formed in the seam portion during the manufacture of the ERW pipe, causing joint defects. %.
N:0.006%以下
NはNb、Vと結合して窒化物を形成してベイニティックフェライトの強化に寄与する。しかし、0.006%を超えると、スラブ鋳造時にNb、V、Tiを含む粗大な複合炭化物が析出し、これがスラブ加熱時に完全には溶解しきらず、後の析出強化量に変動を生じ、材質を著しく変動させるとともに溶接部の靭性が劣化する。そのため上限を0.006%とする。
N: 0.006% or less N combines with Nb and V to form nitrides and contributes to strengthening of bainitic ferrite. However, if it exceeds 0.006%, a coarse composite carbide containing Nb, V, Ti precipitates during slab casting, and this does not completely dissolve during slab heating, resulting in fluctuations in the subsequent precipitation strengthening amount. As a result, the toughness of the welded portion deteriorates. Therefore, the upper limit is made 0.006%.
Nb:0.01%〜0.1%
Nbは微細な炭化物、窒化物、炭窒化物を形成する元素であり、析出強化により強度を大幅に上昇させる効果を有する。また、フェライト粒径を細粒化させる効果により強度、特に降伏点を上昇させる元素である。これらの効果は0.01%以上、特に0.02%以上で顕著に現れる。しかし、0.1%を超えると、スラブ鋳造時に粗大な炭窒化物を形成し、微細析出による析出強化効果を低減させる。
Nb: 0.01% to 0.1%
Nb is an element that forms fine carbides, nitrides, and carbonitrides, and has the effect of significantly increasing the strength by precipitation strengthening. Further, it is an element that increases the strength, particularly the yield point, by the effect of reducing the ferrite grain size. These effects are noticeable at 0.01% or more, particularly 0.02% or more. However, if it exceeds 0.1%, coarse carbonitride is formed during slab casting, and the precipitation strengthening effect due to fine precipitation is reduced.
V:0.1%以下
VはNbと同様に微細な炭化物、窒化物、炭窒化物を形成する元素であり、析出強化により強度を大幅に上昇させる効果を有する。しかし0.1%を超えると溶接性を劣化させる。そのため上限を0.1%とする。
V: 0.1% or less V is an element that forms fine carbides, nitrides, and carbonitrides similarly to Nb, and has the effect of significantly increasing strength by precipitation strengthening. However, if it exceeds 0.1%, the weldability deteriorates. Therefore, the upper limit is made 0.1%.
Mo:0.05〜0.4%
Moは変態相界面の移動を遅延させて析出強化量を安定的に確保する作用がある。その効果は0.05%以上で現れる。しかし、0.4%を超えると効果が飽和するばかりか、熱間圧延時の変形抵抗が著しく増大する。
Mo: 0.05-0.4%
Mo has the effect of delaying the movement of the transformation phase interface and stably securing the precipitation strengthening amount. The effect appears at 0.05% or more. However, if it exceeds 0.4%, the effect is saturated, and the deformation resistance during hot rolling is remarkably increased.
上記元素のほかに、Tiを含有させ、さらにMo/Cr及びNb,Vに対するCの原子比に一定の関係をもたせると、本発明の効果が確実に得られるようになる。 In addition to the above elements , if Ti is contained, and the atomic ratio of C to Mo / Cr and Nb, V is given a certain relationship, the effect of the present invention can be obtained with certainty.
Ti:0.005〜0.025%
Tiは安定な窒化物を形成して溶接熱影響部のγ粒の粗大化を防止して、溶接部の靭性を向上させる効果がある。その効果は0.005%以上で得られる。しかし0.025%を超えるとTi炭化物の形成により靭性が劣化する。
Ti: 0.005-0.025%
Ti has the effect of forming stable nitrides and preventing the coarsening of the γ grains in the weld heat affected zone and improving the toughness of the weld zone. The effect is obtained at 0.005% or more. However, if it exceeds 0.025%, the toughness deteriorates due to the formation of Ti carbide.
Mo/C≦4
Cは前述のように強度確保には必須の元素であるが、同時にパーライトが生じやすくなり、鋼帯内での材質変動が生じやすくなる。Moはパーライトの生成を遅らせ、ベイニティックフェライトの生成を促進する。その効果はMo/C比を4以上とした場合に顕著になる。
Mo / C ≦ 4
As described above, C is an essential element for securing the strength, but at the same time, pearlite is likely to be generated, and the material is likely to vary within the steel strip. Mo delays the formation of pearlite and promotes the formation of bainitic ferrite. The effect becomes remarkable when the Mo / C ratio is 4 or more.
0.5≦(C/12)/((Nb/93)+(V/51))≦1.5
Nb及びVに対してCが過剰に存在するとベイニティックフェライト間に低温変態相が生じやすくなり、逆にCが不足するとベイニティックフェライト中にNb及びVが固溶した状態となり溶接性を劣化させる。上記関係式はこのNb及びVのCに対する原子比を0.5〜1.5の範囲に定めるものであり、主相であるベイニティツクフェライ卜中にNb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物を有する組織とするために有効な条件である。
0.5 ≦ (C / 12) / ((Nb / 93) + (V / 51)) ≦ 1.5
If C is excessively present relative to Nb and V, a low temperature transformation phase is likely to occur between bainitic ferrites. Conversely, if C is insufficient, Nb and V are in a solid solution state in bainitic ferrite, resulting in weldability. Deteriorate. The above relational expression defines the atomic ratio of Nb and V to C in the range of 0.5 to 1.5, and carbides, nitrides or Nb and V containing Nb and V in the main phase of bainitic clay This is an effective condition for obtaining a structure having fine precipitates made of carbonitride.
上記元素のほかに、さらに、下記の元素を追加的に含有させると、本発明の効果が一層確実に得られるようになる。
Cu:0.5%以下、Ni:0.5%以下
Cu及びNiは固溶強化による強度を上昇させるとともにα−γ変態を遅延させる元素であり、その含有によりNb及びVの炭化物等の析出量を安定的に確保できる。しかし、その含有量が0.5%を超えると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。そのためこれらの元素の含有量はいずれも0.5%以下の範囲とする。
In addition to the above elements, the effects of the present invention can be obtained more reliably when the following elements are additionally contained.
Cu: 0.5% or less, Ni: 0.5% or less Cu and Ni are elements that increase the strength by solid solution strengthening and delay the α-γ transformation. Precipitation of Nb and V carbides and the like by inclusion thereof The amount can be secured stably. However, if the content exceeds 0.5%, the toughness of the weld heat affected zone is deteriorated. Therefore, the content of these elements is set to a range of 0.5% or less.
Cr:0.8%以下
Crにはパーライト変態を遅延させる元素であり、また粒界セメンタイトを低減する効果がある。しかしその含有量が0.8%を超えると電縫管のシーム部に焼き入れ組織を生ずるおそれがあるため、上限を0.8%とする。
Cr: 0.8% or less Cr is an element that delays pearlite transformation and has an effect of reducing grain boundary cementite. However, if the content exceeds 0.8%, there is a risk of forming a quenched structure in the seam portion of the electric resistance welded tube, so the upper limit is made 0.8%.
B:0.002%以下
Bは高温でのフェライト変態点を防止してフェライトの硬度低下を防止する効果がある。しかし、0.002%を超えると電縫管のシーム部に焼き入れ組織を生ずるおそれがある。
B: 0.002% or less B has an effect of preventing a ferrite transformation point at a high temperature and preventing a decrease in ferrite hardness. However, if it exceeds 0.002%, there is a possibility that a quenched structure is formed in the seam portion of the electric resistance welded tube.
Zr:0.04%以下
ZrはTiと同様に安定な窒化物を形成して溶接熱影響部のγ粒の粗大化を防止して、溶接部の靭性を向上させる効果がある。その効果は0.04%を超えるとZr炭化物の形成により靭性が劣化するので上限を0.04%とする。
Zr: 0.04% or less Zr has the effect of forming a stable nitride like Ti and preventing the coarsening of γ grains in the weld heat affected zone and improving the toughness of the weld zone. If the effect exceeds 0.04%, the toughness deteriorates due to the formation of Zr carbide, so the upper limit is made 0.04%.
Ca:0.005%以下、REM:0.005%以下
Ca及びREMはSを固定して靭性を確保する効果がある。しかし、過剰に含有させても効果が飽和するばかりか、鋼の清浄度を損なうので上限を0.005%とする。
Ca: 0.005% or less, REM: 0.005% or less Ca and REM have an effect of fixing S and securing toughness. However, even if contained excessively, the effect is saturated and the cleanliness of the steel is impaired, so the upper limit is made 0.005%.
本発明に係る鋼は、上記の組成を有するスラブを加熱後、粗圧延、仕上圧延を行って最終厚さの鋼帯とし、これに加速冷却を行った後に所定温度で巻き取ることにより製造することができる。その主たる条件は下記のとおりである。 The steel according to the present invention is manufactured by heating a slab having the above composition, followed by rough rolling and finish rolling to obtain a steel strip having a final thickness, and after performing accelerated cooling on the steel strip, it is wound at a predetermined temperature. be able to. The main conditions are as follows.
鋳片加熱温度:1000℃以上1250℃以下
鋳片加熱温度が1000℃未満では析出強化に寄与するNb、Vが充分固溶せず、1250℃を超えると加熱時にγ粒が粗大化して靭性が劣化する。
Slab heating temperature: 1000 ° C. or more and 1250 ° C. or less If the slab heating temperature is less than 1000 ° C., Nb and V that contribute to precipitation strengthening do not sufficiently dissolve, and if it exceeds 1250 ° C., γ grains become coarse during heating and the toughness to degrade.
940℃以下における総圧下率:50%以上85%以下
熱間仕上圧延を940℃以下行うことによりγ相の再結晶が遅延して歪が蓄積し、γ−α変態時にフェライト粒が微細化して強度及び靭性が向上する。その効果は940℃以下における総圧下率が50%未満では充分ではなく、85%を超えると変形抵抗が増大して圧延に支障をきたす。なお、940℃以下における総圧下率とは、ホットストリップミルの仕上圧延機列を構成する圧延スタンドでの入側温度が940℃以下に到達した後の累積圧下率をいい、温度は赤外放射温度計によるのが一般的である。
Total rolling reduction at 940 ° C. or less: 50% or more and 85% or less By performing hot finish rolling at 940 ° C. or less, recrystallization of the γ phase is delayed and strain accumulates, and the ferrite grains are refined during the γ-α transformation. Strength and toughness are improved. The effect is not sufficient if the total rolling reduction at 940 ° C. or less is less than 50%, and if it exceeds 85%, the deformation resistance increases and hinders rolling. The total rolling reduction at 940 ° C. or lower refers to the cumulative rolling reduction after the entry temperature at the rolling stand constituting the finishing rolling mill of the hot strip mill reaches 940 ° C. or lower, and the temperature is infrared radiation. It is common to use a thermometer.
熱延仕上温度:870℃以下760℃以上
熱延仕上温度は仕上圧延後冷却までの歪の回復に影響するため、870℃以下とすることが望ましい。しかし、760℃未満であると、仕上圧延時に熱延コイル後端部および幅側端部が温度低下により強度が低下する。このため、熱延仕上温度は760℃以上870℃以下とすることが望ましい。
Hot rolling finishing temperature: 870 ° C. or lower 760 ° C. or higher Hot rolling finishing temperature is preferably 870 ° C. or lower because it affects the recovery of strain from finish rolling to cooling. However, when the temperature is lower than 760 ° C., the strength of the rear end portion of the hot-rolled coil and the width-side end portion is lowered due to the temperature drop during finish rolling. For this reason, it is desirable that the hot rolling finishing temperature be 760 ° C. or higher and 870 ° C. or lower.
熱延仕上温度の面内の変動幅:50℃以内
熱延された鋼帯の仕上温度が鋼帯面内でばらつくと、仕上圧延後冷却までの歪の回復量が鋼帯内で変動して材質安定性が確保できなくなる。そのため熱延仕上温度の面内変動幅を50℃以内とすることが望ましい。なお、熱延仕上温度とは、ホットストリップミルの仕上圧延機列を構成する最終圧延スタンドでの出側において赤外放射温度計等により測定される鋼帯の表面温度をいう。その面内の変動幅とは、鋼帯長手方向の実測温度(ただし、鋼帯の先後端部の実測温度は除く)を基準に決定される最高温度−最低温度をいう。
In-plane fluctuation range of hot-rolling finishing temperature: Within 50 ° C If the finishing temperature of the hot-rolled steel strip varies within the surface of the steel strip, the amount of strain recovery from finish rolling to cooling varies within the steel strip. Material stability cannot be secured. Therefore, it is desirable that the in-plane variation width of the hot rolling finishing temperature is within 50 ° C. The hot rolling finishing temperature refers to the surface temperature of the steel strip measured by an infrared radiation thermometer or the like on the exit side of the final rolling stand constituting the finishing rolling mill row of the hot strip mill. The fluctuation range in the plane means the highest temperature minus the lowest temperature determined based on the measured temperature in the longitudinal direction of the steel strip (excluding the measured temperature at the front and rear end portions of the steel strip).
仕上圧延後の冷却速度:平均3℃/s以上50℃/s以下
パーライト変態を阻止し、鋼帯の組織をベイニティックフェライト主体の組織とするには、冷却速度を3℃/s以上とすることが必要である。しかし、冷却速度が50℃/s以上となると、巻取り温度の制御が困難になるため、冷却速度は3℃/s以上50℃/sとする。
Cooling rate after finish rolling: average 3 ° C./s or more and 50 ° C./s or less In order to prevent pearlite transformation and make the steel strip structure mainly composed of bainitic ferrite, the cooling rate is set to 3 ° C./s or more. It is necessary to. However, when the cooling rate is 50 ° C./s or higher, it is difficult to control the coiling temperature, so the cooling rate is 3 ° C./s or higher and 50 ° C./s.
巻取り温度:670℃以下550℃以上
巻取り温度はベイニティックフェライト内にNb及びVを含む炭化物、窒化物又は炭窒化物からなる微細析出物を析出させ、安定に保持するために670℃以下550℃以上とする必要がある。巻取り温度が670℃超であるとパーライトが生成してしまうことがあり、その部分で十分な強度が確保できず、材質均質性が確保できなくなる。一方、巻取り温度が550℃未満であると微細析出物の析出量が不十分となり、十分な強度が得られなくなくなる。
Winding temperature: 670 ° C. or lower 550 ° C. or higher The winding temperature is 670 ° C. in order to precipitate fine precipitates composed of carbide, nitride or carbonitride containing Nb and V in bainitic ferrite and keep them stable. Below, it is necessary to set it as 550 degreeC or more. When the coiling temperature is higher than 670 ° C., pearlite may be generated, and sufficient strength cannot be secured at that portion, so that material homogeneity cannot be secured. On the other hand, when the coiling temperature is less than 550 ° C., the amount of fine precipitates is insufficient, and sufficient strength cannot be obtained.
巻取り温度の面内変動幅:80℃以下
巻取り温度の面内変動幅80℃超えると、局部的に強度のばらつきを生じ鋼帯の全長、前幅における材質均質性を確保することができなくなる。巻取り温度は、通例のごとくホットストリップミル後面側に設けられた巻取り機の前面に設けた赤外放射温度計等により測定される。本発明では、この温度測定を鋼帯の全長に亘り行い、鋼帯長手方向の実測温度(ただし、鋼帯の先後端部の実測温度は除く)を基準に決定される最高温度−最低温度を巻取温度の面内変動幅とする。
In-plane fluctuation range of the coiling temperature: 80 ° C or less When the in-plane fluctuation range of the coiling temperature exceeds 80 ° C, the strength varies locally and the material homogeneity in the entire length and front width of the steel strip can be secured. Disappear. As usual, the coiling temperature is measured by an infrared radiation thermometer or the like provided on the front surface of the winder provided on the rear side of the hot strip mill. In the present invention, this temperature measurement is performed over the entire length of the steel strip, and the maximum temperature-minimum temperature determined based on the actually measured temperature in the longitudinal direction of the steel strip (excluding the actual temperature measured at the front and rear ends of the steel strip). The in-plane variation range of the coiling temperature.
表2に示す組成を有するスラブを準備し、表3に示す条件により熱延鋼帯を製造した。得られた板厚12.7mmの熱延鋼帯の長手方向両端部及び中間部のそれぞれ幅方向1/2及び1/4の位置から試料を採取し材料試験を行った。試験結果は表4に示すとおりである。
Slabs having the compositions shown in Table 2 were prepared, and hot-rolled steel strips were produced under the conditions shown in Table 3. Samples were taken from the positions in the
Claims (8)
前記ベイニティックフェライトは平均粒径dが1.2μm以上2.5μm以下、かつ、圧延方向平均粒径d R の板厚方向平均粒径d N に対する比d R /d N が2未満であり、
前記ベイニティックフェライトを除く第2相が金属組織中に占める第2相分率Vf(s)が体積比で2%未満であるとともにセメンタイトが金属組織中に占めるセメンタイト分率Vf(θ)が0.5%以下であり、かつ、Vf(s)/3+Vf(θ)≦0.6%を満足することを特徴とする強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下である材質均質性の優れた熱延鋼帯。 C: 0.01% to 0.04% by mass, Si: 0.4% or less, Mn: 0.5 to 2.5%, P: 0.015% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.006% or less, Nb: 0.01% to 0.1%, V: 0.1% or less, Mo: 0.05 to 0.4%, Ti: 0 0.005 to 0.025, the balance being Fe and inevitable impurities, and the contents of Mo, C, Nb and V are Mo / C ≧ 4, 0.5 ≦ (C / 12) / (( Nb / 93) + (V / 51)) ≦ 1.5, bainitic precipitation strengthened by fine precipitates comprising carbide, nitride or carbonitride containing Nb and V A hot-rolled steel strip having a metal structure with a main phase of ferrite,
The bainitic ferrite has an average particle diameter d of 1.2 μm or more and 2.5 μm or less, and a ratio d R / d N of the rolling direction average particle diameter d R to the sheet thickness direction average particle diameter d N of less than 2. ,
The second phase fraction Vf (s) that the second phase excluding the bainitic ferrite occupies in the metal structure is less than 2% by volume, and the cementite fraction Vf (θ) that cementite occupies in the metal structure is Material homogeneity with strength of 620 MPa or more and toughness DWTT SATT of −20 ° C. or less characterized by satisfying Vf (s) / 3 + Vf (θ) ≦ 0.6% . Excellent hot rolled steel strip.
前記熱間圧延における仕上圧延条件を940℃以下における総圧下率:50%以上85%以下、熱延仕上温度:760℃以上870℃以下、かつ該熱延仕上温度の面内変動巾:50℃以下とし、
前記仕上圧延後の冷却−巻取り条件を平均冷却速度:3℃/s以上50℃/s以下、冷却後の巻取り温度:550℃以上670℃以下、該巻取り温度の熱延鋼帯の面内変動幅:80℃以下とすることを特徴とする強度が620MPa以上、靭性DWTT SATTが−20℃以下である材質均質性の優れた熱延鋼帯の製造方法。 In producing a hot-rolled steel strip by heating the cast slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 6 to 1000 ° C. or more and 1250 ° C. or less and then hot-rolling it into a coil shape.
The final rolling conditions in the hot rolling are as follows: total rolling reduction at 940 ° C. or less: 50% to 85%, hot rolling finishing temperature: 760 ° C. to 870 ° C., and in-plane variation width of the hot rolling finishing temperature: 50 ° C. And
The cooling and winding conditions after the finish rolling are as follows: average cooling rate: 3 ° C./s or more and 50 ° C./s or less, winding temperature after cooling: 550 ° C. or more and 670 ° C. or less, In-plane fluctuation range: A method for producing a hot-rolled steel strip excellent in material homogeneity, wherein the strength is 620 MPa or more and the toughness DWTT SATT is -20 ° C. or less, characterized by being 80 ° C. or less.
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