JPH04358026A - 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法 - Google Patents
細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法Info
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- JPH04358026A JPH04358026A JP3014237A JP1423791A JPH04358026A JP H04358026 A JPH04358026 A JP H04358026A JP 3014237 A JP3014237 A JP 3014237A JP 1423791 A JP1423791 A JP 1423791A JP H04358026 A JPH04358026 A JP H04358026A
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Abstract
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Description
ームレス鋼管の製造法に関するものである。
高張力シームレス鋼管を得るには、例えば特開昭52−
77813号公報のように熱間粗圧延した中空素管を強
制的に一旦鋼の温度をAr1 点以下に下げてから再度
オーステナイト化温度に加熱し、引続き行う仕上圧延を
終了後直ちに急冷(焼入)し−焼戻するか、或いは通常
の仕上圧延終了後再加熱焼入−焼戻する方法があった。
ような方法はいずれも熱効率上の問題のほかに製造工程
が煩雑となる欠点があった。一方、これまでの熱延シー
ムレス圧延後の直接焼入処理ではオーステナイト結晶粒
度がASTM No.1〜6と粗粒であり、且つバラ
ツキが大きいため細粒化組織の低合金シームレス鋼管が
得られない問題があった。
って成分と熱延条件を組合せて細粒化組織とすることに
より、高強度、強靭性でかつ耐応力腐食割れ性にすぐれ
たシームレス鋼管の製造法を提供することを目的とする
。
織の低合金シームレス鋼管さらには耐硫化物応力割れ(
以下、耐SSCと記す。)性の優れたSML(シームレ
ス)鋼管を製造することを目的に多くの実験を行い検討
した結果、鋼成分、熱間圧延条件を制御することによっ
て細粒化組織の低合金シームレス鋼管が製造されること
を知見した。
のでその要旨は、重量%として C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 を含有し、さらに必要によっては Cr:0.1〜1.5%、 Ni:0.1〜2.0%
、V :0.01〜0.1%、 B :0.0003〜0.003%、の1種または2
種以上と、 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種以上を含有し残部が実質的にFeから
なる鋼片を1200℃以上の過度に加熱した後、熱間穿
孔連続圧延で中空素管を製管し、850℃〜Ar1 点
の温度に降下した該素管を該温度より高い900〜10
00℃に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、Ar3 点
以上の温度から急冷する焼入処理と、続いてAc1 点
以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を施す細粒化組
織の低合金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およびMnは、焼入効果を増
して強度を高め降伏点60〜80kgf/mm2 の高
張力鋼を安定して得るためおよび細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、多過ぎると焼割
れを誘発する原因となるため、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0.01〜0.5%とした。Pは
、粒界偏析を起こして加工の際き裂を生じ易く有害な成
分としてその含有量を0.02%以下とした。SはMn
S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。Mo
は、強度の上昇、靭性の改善等に有効である。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0.05〜0.4%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
。Nbは、本発明の成分の中で最も重要な元素である。 熱間穿孔連続圧延により中空素管を製管した後850℃
〜Ar1 点の温度に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
よるγ粒粗大化温度が著しく低下するため通常の再加熱
温度(最終仕上圧延後の焼入れ温度の確保のため必要な
温度)では粗大化する。Nb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元素である。 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0.005〜0.1
%とした。Tiは、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強度を高めると共にB
による焼入性を発揮させる。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ため0.005〜0.1
%とした。
める場合Cr,Ni,VおよびB等の成分を必要に応じ
て選択的に添加する。Cr,Ni,Vは、鋼の焼入性を
増して、強度を高めるために添加するものである。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0.01〜1.
5%、0.1〜2.0%、0.01〜0.1%とした。 Bは、焼入性を著しく向上せしめて強度を高める。 少な過ぎるとその効果がなく、多過ぎても効果は変わら
ず、靭性や熱間加工性を劣化させるので0.0003〜
0.003%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。希土類元素および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
SSC性を低下させるのでそれぞれ0.001〜0.0
5%、0.001〜0.02%とした。Co,Cuは、
鋼の強度を増加しまた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
るに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、熱間穿孔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。この温度は本発明の成分範囲内で
あれば1200℃以上の温度で全て固溶し、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。
延機に搬送され、目標の外径、肉厚に圧延されて中空素
管に粗成形する。その後850℃〜Ar1 点の温度に
降下した該素管は該温度より高い900〜1000℃に
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、Ar3 点以上の温
度から急冷する焼入処理を施す。図はこの圧延で製造さ
れた鋼管の直接焼入処理後のオーステナイト(以下、γ
と記す。)粒度に及ぼすNbの影響を示したものである
。
れないか添加量0.005%以下では著しく粗大化し、
ASTM No.1程度となる。従ってγ粒の粗大化
を防止するにはNb0.005〜0.1%必要である。 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が添加されないか添加量0.005%以下
では、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 点に降温し、その後Ac3
点以上の温度に加熱されると、熱間穿孔連続圧延工程
での最終過程が比較的低温度で小さい圧下の下では、再
加熱過程で、γ間のひずみ量の不均一から粒界移動が起
こり、周辺のγ粒より2〜3倍の粒に成長する。このよ
うな粒がその後2次再結晶を起こし粗大γ粒となる。N
bの0.005%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は熱間押込連続圧延後の冷却時およびそ
の後の再加熱時にNb(CN)として析出しγ粒の粗大
化を抑制する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
900〜1000℃に加熱する。この加熱温度は、90
0℃以下では熱間最終仕上圧延後の焼入温度が確保でき
ず、また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9
00〜1000℃の温度に限定した。
低くなると高強度を得るために必要とされる焼入時の完
全γの状態が確保できないためAr3 点+50℃とし
た。焼入処理開始温度は、十分な焼入組織を確保し必要
とする強度を得るためAr3 点以上とした。焼入時の
冷却速度は特に限定しないが空冷より速い速度とする。 焼戻温度は、強度および靭性の安定化を確保する必要か
らAc1 点以下とした。その加熱方法については特に
限定しない。
むことなく細粒化組織の低合金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
孔連続圧延後再加熱してその後熱間最終仕上圧延を行っ
て直接焼入−焼戻した鋼管の強度、靭性、γ粒度および
耐SSC性を示す。尚、耐SSC性はNACE TM
01−77に従って定荷重量方式によりσth(Thr
eshold Stress)を求めて評価した。「
本発明によって製造された鋼管は、高強度を有しかつ従
来法に比しγの粒度は微細であり高靭性が得られ、耐S
SCF性はσthで0.2σy以上向上することがわか
る。
れた鋼管は、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
腐食環境において極めて有効である。
圧延のNb量の影響を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 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、熱間穿孔連続圧延で中空素管を製
管し、850℃〜Ar1 点の温度に降下した該素管を
、該温度より高い900〜1000℃に加熱して仕上温
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鋼管を、Ar3 点以上の温
度から急冷する焼入処理を施し、続いてAc1 点以下
の温度に加熱して冷却する焼戻処理を行うことを特徴と
する細粒化組織の低合金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:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 を含有し、さらに Cr:0.1〜1.5%、 Ni:0.1〜2.0%
、V :0.01〜0.1%、B :0.0003
〜0.003%、 の1種または2種以上を含有し残部が実質的にFeから
なる鋼片を1200℃以上に加熱後、熱間穿孔連続圧延
で中空素管を製管し、850℃〜Ar1 点の温度に降
下した該素管を、該温度より高い900〜1000℃に
加熱して仕上温度が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鋼管を、Ar
3 点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いて
Ac1 点以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を行
うことを特徴とする細粒化組織の低合金シームレス鋼管
の製造法。 - 【請求項3】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 を含有し、さらに、 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
延で中空素管を製管し、850℃〜Ar1点の温度に降
下した該素管を、該温度より高い900〜1000℃に
加熱して仕上温度が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鋼管を、Ar
3 点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いて
Ac1 点以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を行
うことを特徴とする細粒化組織の低合金シームレス鋼管
の製造法。 - 【請求項4】 重量%として、 C :0.05〜0.35%、 Si:0.01〜0.5%、 Mn:0.15〜2.5%、 S :0.01%以下、 P :0.02%以下、 Mo:0.05〜0.4%、 Al:0.005〜0.1%、 Ti:0.005〜0.1%、 Nb:0.005〜0.1%、 を含有し、さらに、 Cr:0.1〜1.5%、 Ni:0.1〜2.0%
、V :0.01〜0.1%、 B :0.0003〜0.003%、の1種または2
種以上と、 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
圧延で中空素管を製管し、850℃〜Ar1点の温度に
降下した該素管を、該温度より高い900〜1000℃
に加熱して仕上温度が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鋼管をAr
3 点以上の温度から急冷する焼入処理を施し、続いて
Ac1 点以下の温度に加熱して冷却する焼戻処理を行
うことを特徴とする細粒化組織の低合金シームレス鋼管
の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3014237A JP2551692B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3014237A JP2551692B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04358026A true JPH04358026A (ja) | 1992-12-11 |
JP2551692B2 JP2551692B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=11855476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3014237A Expired - Lifetime JP2551692B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 細粒化組織の低合金シームレス鋼管の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2551692B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007196237A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 機械構造部品用継目無鋼管の製造方法 |
US20120118441A1 (en) * | 2009-08-21 | 2012-05-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of manufacturing heavy-wall seamless steel pipe |
CN102553926A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-11 | 张芝莲 | 一种大口径无缝合金钢管的制造方法 |
CN113549817A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-26 | 鞍钢股份有限公司 | 770MPa级低合金高强高韧性无缝钢管及其制造方法 |
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CN102560283A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-11 | 张芝莲 | 一种大口径无缝合金钢管 |
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JPS6075523A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-27 | Kawasaki Steel Corp | 高強度油井管用継目無鋼管の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3014237A patent/JP2551692B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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CN113549817A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-26 | 鞍钢股份有限公司 | 770MPa级低合金高强高韧性无缝钢管及其制造方法 |
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