JP2008163455A - 低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】管状に成形された母材鋼板をシーム溶接した鋼管で、母材鋼板は、C:0.030〜0.080%、Si:0.01〜0.50%、Mn:0.50〜2.00%、Al:0.020%以下、Ti:0.003〜0.030%、Mo:0.10〜1.50%を含有し、炭素当量Ceqが0.40〜0.56、割れ感受性指数Pcmが0.16〜0.21で、式3を満足し、母材鋼板の金属組織が面積率で30%以下のポリゴナルフェライトと面積率で70%以上のベイナイトからなり、有効結晶粒径が20μm以下、溶接熱影響部の有効結晶粒径が150μm以下である低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。10C+100Al+5Mo+5Ni<3.3 ・・・ (式3)
【選択図】図2
Description
・・・ (式1)
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60
+Mo/15+V/10+5B ・・・ (式2)
10C+100Al+5Mo+5Ni<3.3 ・・・ (式3)
ここで、C、Si、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、B、Alは、各元素の含有量[質量%]である。
(3) 前記鋼管の周方向を引張方向とする、前記母材鋼板の引張強度が600〜800MPaであることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。
(5) 前記母材鋼板が、さらに、質量%で、Cr:0.02〜1.50%、V:0.010〜0.100%、Nb:0.001〜0.200%、Zr:0.0001〜0.0500%、Ta:0.0001〜0.0500%のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか1項に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。
(6) 前記母材鋼板が、さらに、質量%で、Mg:0.0001〜0.0100%、Ca:0.0001〜0.0050%、REM:0.0001〜0.0050%、Y:0.0001〜0.0050%、Hf:0.0001〜0.0050%、Re:0.0001〜0.0050%、W:0.01〜0.50%のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか1項に記載の高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。
(9) 前記鋼片を1000℃以上に加熱し、900℃以下から圧延終了までの圧下比を2.5以上として熱間圧延し、停止温度を600℃以下とする水冷を行うことを特徴とする上記(8)に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
(10) 前記鋼板をUO工程で管状に成形し、突き合わせ部を内外面からサブマージドアーク溶接し、その後、拡管を行うことを特徴とする上記(8)又は(9)記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
(11) 前記サブマージドアーク溶接の入熱が、4.0〜10.0kJ/mmであることを特徴とする上記(10)に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
(13) シーム溶接部の熱処理を、300〜500℃の範囲内で行うことを特徴とする上記(12)に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
・・・ (式1)
また、母材鋼板及び溶接鋼管のHAZの低温靭性を確保するために、C、Si、Mn、Cu、Cr、Ni、Mo、V、Bの含有量[質量%]から計算される、下記(式2)の割れ感受性指数Pcmを0.16〜0.21とする。
+Mo/15+V/10+5B ・・・ (式2)
更に、HAZの低温靭性の確保のためには、上述のように、C、Al、Mo、Niの含有量[質量%]が下記(式3)を満足することが必要である。
なお、選択的に含有される元素である、Ni、Cu、Cr、Vが、上述した好ましい下限未満である場合は不純物であるから、上記(式1)〜(式3)においては、0として計算する。
+13.1W−30Mn−11Cr−20Cu+700P+400Al
+400Ti
Ar3=910−310C−55Ni−80Mo−80Mn−15Cr−20Cu
更に、圧延終了後水冷を実施するが、水冷停止温度を600℃以下にすれば、上述した金属組織が得られ、母材鋼板の靱性が良好になる。水冷停止温度の下限は規定せず、室温まで水冷しても良いが、生産性や水素性欠陥を考慮すると、150℃以上とすることが好ましい。
2 マルテンサイトとオーステナイトとの混成物
3 旧オーステナイト粒界
Claims (13)
- 管状に成形された母材鋼板をシーム溶接した鋼管であって、前記母材鋼板が、質量%で、
C :0.030〜0.080%、
Si:0.01〜0.50%、
Mn:0.50〜2.00%、
S :0.0001〜0.0050%、
Ti:0.003〜0.030%、
Mo:0.10〜1.50%、
O :0.0001〜0.0080%
を含み、
P :0.050%以下、
Al:0.020%以下
に制限し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、下記(式1)によって求められるCeqが0.40〜0.56であり、下記(式2)によって求められるPcmが0.16〜0.21であり、下記(式3)を満足し、前記母材鋼板の金属組織が面積率で30%以下のポリゴナルフェライトと面積率で70%以上のベイナイトからなり、有効結晶粒径が20μm以下であり、溶接熱影響部の有効結晶粒径が150μm以下であることを特徴とする低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。
Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5
・・・ (式1)
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60
+Mo/15+V/10+5B ・・・ (式2)
10C+100Al+5Mo+5Ni<3.3 ・・・ (式3)
ここで、C、Si、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、B、Alは、各元素の含有量
[質量%]である。 - 前記母材鋼板の肉厚が25〜40mmであることを特徴とする請求項1に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。
- 前記鋼管の周方向を引張方向とする、前記母材鋼板の引張強度が600〜800MPaであることを特徴とする請求項1又は2に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。
- 前記母材鋼板が、さらに、質量%で、
Cu:0.05〜1.50%、
Ni:0.05〜5.00%
の一方又は双方を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。 - 前記母材鋼板が、さらに、質量%で、
Cr:0.02〜1.50%、
V:0.010〜0.100%、
Nb:0.001〜0.200%、
Zr:0.0001〜0.0500%、
Ta:0.0001〜0.0500%
のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。 - 前記母材鋼板が、さらに、質量%で、
Mg:0.0001〜0.0100%、
Ca:0.0001〜0.0050%、
REM:0.0001〜0.0050%、
Y :0.0001〜0.0050%、
Hf:0.0001〜0.0050%、
Re:0.0001〜0.0050%、
W :0.01〜0.50%
のうち1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。 - 溶接金属が、質量%で、
C :0.010〜0.100%、
Si:0.01〜0.50%、
Mn:1.0〜2.0%、
Ni:0.2〜3.2%、
Cr+Mo+V:0.2〜2.5%、
Al:0.001〜0.100%、
Ti:0.003〜0.050%、
O :0.0001〜0.0500%
を含み、
P :0.020%以下、
S :0.010%以下
に制限し、残部が鉄及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管。 - 鋼を溶製する際に、Si、Mnを添加して弱脱酸を行った後、Tiを添加して、請求項1、4〜6の何れか1項に記載の成分に調整した鋼を鋳造し、得られた鋼片を熱間圧延し、得られた鋼板を管状に成形して突合せ部をシーム溶接することを特徴とする低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
- 前記鋼片を1000℃以上に加熱し、900℃以下から圧延終了までの圧下比を2.5以上として熱間圧延し、停止温度を600℃以下とする水冷を行うことを特徴とする請求項8に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
- 前記鋼板をUO工程で管状に成形し、突き合わせ部を内外面からサブマージドアーク溶接し、その後、拡管を行うことを特徴とする請求項8又は9に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
- 前記サブマージドアーク溶接の入熱が、4.0〜10.0kJ/mmであることを特徴とする請求項10に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
- シーム溶接部を熱処理することを特徴とする請求項8〜11の何れか1項に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
- シーム溶接部の熱処理を、300〜500℃の範囲内で行うことを特徴とする請求項12に記載の低温靱性に優れた高強度厚肉ラインパイプ用溶接鋼管の製造方法。
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