JP2015212412A - 熱間圧延線材 - Google Patents
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Abstract
【課題】高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．２０〜０．５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ａｌ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０％超、０．０１％以下、およびＳ：０％超、０．０１％以下を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる熱間圧延線材であり、該熱間圧延線材に含まれるＳ量を電子線マイクロアナライザーを用いて２００μｍ間隔で３００箇所以上測定し、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）に対するＳ量の最大値Ｓmax（質量％）を偏析度（Ｓmax／Ｓave）としたとき、該偏析度が３０以下である熱間圧延線材。
【選択図】なし
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．２０〜０．５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ａｌ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０％超、０．０１％以下、およびＳ：０％超、０．０１％以下を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる熱間圧延線材であり、該熱間圧延線材に含まれるＳ量を電子線マイクロアナライザーを用いて２００μｍ間隔で３００箇所以上測定し、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）に対するＳ量の最大値Ｓmax（質量％）を偏析度（Ｓmax／Ｓave）としたとき、該偏析度が３０以下である熱間圧延線材。
【選択図】なし
Description
本発明は、鋼線の製造に用いる熱間圧延線材に関する。詳細には、硫化水素を含むサワー環境で用いられる部品またはフレキシブルライザーなどの補強材として用いられる鋼線を製造するために用いる熱間圧延線材に関する。
石油の需要は、近年益々増大しており、海底油田の開発が行われている。油田開発では、原油を汲み上げるために、例えば、フレキシブルライザーが用いられる。フレキシブルライザーは、樹脂製のパイプと鋼線を用いて製造され、鋼線は、樹脂製のパイプの補強材として用いられる。油田は、硫化水素を含むサワー環境下となるため、上記鋼線には、高強度で、且つ硫化物応力腐食割れ（Ｓｕｌｆｉｄｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｒａｃｋｉｎｇ；ＳＳＣ）が抑制される特性（以下、耐ＳＳＣ性ということがある）が求められる。そのため、この鋼線の素材となる熱間圧延線材にも高強度で、耐ＳＳＣ性に優れることが要求される。
耐ＳＳＣ性に優れた高強度鋼材を提供する技術としては、特許文献１が知られている。この文献に開示されている鋼材は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．３５％、Ｓｉ：０．１０〜０．３０％、Ｍｎ：０．８％以下、Ｐ：０．０１０％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ａｌ：０．００３〜０．１％、Ｎ：０．００４０％以下、Ｃｒ：０．５〜０．７％、Ｍｏ：０．５〜１．０％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｔｉ：０．０１５〜０．０３０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｖ：０．０５〜０．１０％、Ｂ：０．０００５〜０．００１５％を含み、かつＰ、Ｔｉ、ＮをＰ／有効Ｔｉ量＜１．６を満足するように調整して含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成と、旧オーステナイト粒の平均粒径が１２μｍ以下で、Ｍｏ偏析度が１．５以下であり、旧オーステナイト粒の平均粒径が１２μｍ以下である焼戻しマルテンサイト相からなる組織を有している。
上記文献には、上記高強度鋼材の製造方法として、上記成分組成を満足する鋼素材に、加熱温度：１２００℃超〜１２７０℃未満の範囲の温度で３０ｍｉｎ以内の時間保持する高温加熱処理を施したのち、前記鋼素材に熱間加工を施して熱延鋼材とし、ついで該熱延鋼材に、２回以上の焼入れ処理を施したのち、焼戻処理を施すに当たり、前記焼入れ処理を、加熱温度：８５０〜９２０℃の範囲の温度で５〜１０ｍｉｎ間保持したのち、３０℃／ｓ以上の平均冷却速度で室温まで急冷する処理とし、前記焼戻処理を、６００〜６８０℃の範囲の温度で１５〜３０ｍｉｎ保持する処理とすることが記載されている。
上記特許文献１に開示されている鋼材は、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ等の合金元素の分布を均一化してマクロ偏析を低減し、さらに粗大介在物の抑制を徹底することにより、耐ＳＳＣ性を維持しながら、降伏強さ（以下、ＹＳと表記することがある。ＹＳはＹｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの略称である。）が１２０ｋｓｉ（８２７ＭＰａ）級以上の高強度を確保するものである。しかし、近年の要求特性は厳しくなっており、更なる強度化と耐ＳＳＣ性の向上が求められている。
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供することにある。
本発明者らは、熱間圧延線材の強度を高めると共に、耐ＳＳＣ性を一層改善するために、鋭意検討を重ねた。その結果、熱間圧延線材の成分組成を適切に制御したうえで、線材内部に発生するＳの偏析を低減すれば、強度を確保したうえで、耐ＳＳＣ性を改善できることが明らかとなった。即ち、Ｓは、結晶粒界に偏析しやすく、Ｓの偏析により粒界強度が低下するため、水素による脆化が進行すると、粒界破断を起こしやすくなる。その結果、耐ＳＳＣ性が低下すると考えられる。
そして本発明者らが更に検討を重ねた結果、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）とＳ量の最大値Ｓmax（質量％）に基づいて算出される偏析度（Ｓmax／Ｓave）を３０以下とすれば、高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供できることを見出し、本発明を完成した。
即ち、上記課題を解決することのできた本発明に係る熱間圧延線材は、質量％で、Ｃ：０．２０〜０．５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ａｌ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０％超、０．０１％以下、およびＳ：０％超、０．０１％以下を含有し、残部が鉄および不可避不純物である。そして、該熱間圧延線材に含まれるＳ量を電子線マイクロアナライザーを用いて２００μｍ間隔で３００箇所以上測定し、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）に対するＳ量の最大値Ｓmax（質量％）を偏析度（Ｓmax／Ｓave）としたとき、該偏析度が３０以下を満足するところに要旨を有している。
上記熱間圧延線材は、更に、他の元素として、質量％で、
（ａ）Ｃｒ：０％超、１％以下、およびＢ：０％超、０．０１％以下の少なくとも１種、（ｂ）Ｎｉ：０％超、０．５％以下、およびＣｕ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｃ）Ｔｉ：０％超、０．１％以下、およびＶ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｄ）Ｍｏ：０％超、１．５％以下、
（ｅ）Ｎｂ：０％超、０．１％以下、
等を含んでもよい。
（ａ）Ｃｒ：０％超、１％以下、およびＢ：０％超、０．０１％以下の少なくとも１種、（ｂ）Ｎｉ：０％超、０．５％以下、およびＣｕ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｃ）Ｔｉ：０％超、０．１％以下、およびＶ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｄ）Ｍｏ：０％超、１．５％以下、
（ｅ）Ｎｂ：０％超、０．１％以下、
等を含んでもよい。
本発明によれば、熱間圧延線材の成分組成を適切に制御したうえで、線材内部に発生するＳの偏析を低減しているため、高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供できる。
本発明に係る熱間圧延線材は、Ｓの偏析度が３０以下であり、２８以下であることが好ましく、より好ましくは２７以下であり、できるだけ小さいことが好ましい。
上記偏析度とは、上記熱間圧延線材に含まれるＳ量を電子線マイクロアナライザーを用いて２００μｍ間隔で３００箇所以上測定し、Ｓ量の平均値をＳave（質量％）、Ｓ量の最大値をＳmax（質量％）としたとき、Ｓ量の平均値Ｓaveに対するＳ量の最大値Ｓmaxの比を意味する。従って、Ｓの偏析が認められない場合は、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）とＳ量の最大値Ｓmax（質量％）は等しくなるため、偏析度（Ｓmax／Ｓave）は１となる。
上記熱間圧延線材に含まれるＳ量は、熱間圧延線材の中心を含み表層に向かって元素マッピングを行なって測定すればよく、中心または表層に偏らないように測定すればよい。
本発明の熱間圧延線材は、上記偏析度が３０以下を満足すると共に、その成分組成も適切に制御する必要がある。即ち、本発明の熱間圧延線材は、質量％で、Ｃ：０．２０〜０．５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ａｌ：０．００１〜０．１％、Ｐ：０％超、０．０１％以下、およびＳ：０％超、０．０１％以下を含んでいる。
Ｃは、線材の強度を確保するために必要な元素であり、０．２０％以上含有する。Ｃ量は、好ましくは０．２２％以上、より好ましくは０．２３％以上である。しかし、Ｃ量が０．５％を超えると、Ｓの偏析が助長され、耐ＳＳＣ性が低下する。従ってＣ量は、０．５％以下とし、好ましくは０．４８％以下、より好ましくは０．４７％以下である。
Ｓｉは、脱酸および固溶強化のために必要な元素であり、０．０５％以上とする。Ｓｉ量は、好ましくは０．０６％以上、より好ましくは０．０７％以上である。しかし、Ｓｉ量が増加するにつれて、Ｓが偏析し、水素脆化を起こしやすなり、耐ＳＳＣ性が低下する。従ってＳｉ量は、０．３％以下とする。Ｓｉ量は、好ましくは０．２７％以下、より好ましくは０．２５％以下である。
Ｍｎは、焼入れ性を向上し、線材の強度を高める元素であり、０．３％以上含有させる必要がある。Ｍｎ量は、好ましくは０．４％以上、より好ましくは０．４５％以上である。しかし、Ｍｎ量が過剰になると、不純物元素、特にＳの偏析を助長する。また、強度が高くなり過ぎて硬度が高くなり、耐ＳＳＣ性が低下する。従ってＭｎ量は、１．５％以下とし、好ましくは１．４０％以下、より好ましくは１．３０％以下である。
Ａｌは、Ｓｉと同様、脱酸のために添加する元素であり、０．００１％以上含有させる。Ａｌ量は、好ましくは０．００３％以上であり、より好ましくは０．００５％以上である。しかし、Ａｌ量が０．１％を超えると、線材の靭性が低下する。従ってＡｌ量は、０．１％以下とする。Ａｌ量は、好ましくは０．０９％以下、より好ましくは０．０８％以下である。
Ｐは、結晶粒界に偏析し、粒界強度を低下させ、水素による粒界破断を起こしやすくする元素である。従ってＰ量は、０．０１％以下とする。Ｐ量は、好ましくは０．００９％以下、より好ましくは０．００８％以下である。Ｐ量は、できるだけ低減することが好ましいが、Ｐ量を０．０００１％未満にするにはコスト高となるため、好ましくは０．０００１％以上であればよい。
Ｓは、結晶粒界や線材の中心部に偏析し、粒界強度を低下させ、水素による粒界破断を起こしやすくする元素である。特に、硫化水素を含むサワー環境下では、水素は線材に侵入しやすくなるため、耐ＳＳＣ性が低下する。従ってＳ量は、０．０１％以下とする。Ｓ量は、好ましくは０．００９％以下、より好ましくは０．００８％以下である。Ｓ量は、できるだけ低減することが好ましいが、Ｓ量を０．０００１％未満にするにはコスト高となるため、好ましくは０．０００１％以上であればよい。
本発明に係る熱間圧延線材の成分組成は、上記の通りであり、残部は、鉄および不可避不純物である。上記線材は、更に他の元素として、
（ａ）Ｃｒ：０％超、１％以下、およびＢ：０％超、０．０１％以下の少なくとも１種、（ｂ）Ｎｉ：０％超、０．５％以下、およびＣｕ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｃ）Ｔｉ：０％超、０．１％以下、およびＶ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｄ）Ｍｏ：０％超、１．５％以下、
（ｅ）Ｎｂ：０％超、０．１％以下
等を含有してもよい。
（ａ）Ｃｒ：０％超、１％以下、およびＢ：０％超、０．０１％以下の少なくとも１種、（ｂ）Ｎｉ：０％超、０．５％以下、およびＣｕ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｃ）Ｔｉ：０％超、０．１％以下、およびＶ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種、
（ｄ）Ｍｏ：０％超、１．５％以下、
（ｅ）Ｎｂ：０％超、０．１％以下
等を含有してもよい。
（ａ）ＣｒおよびＢは、焼入れ性を高め、線材の強度を高めるために有効に作用する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｃｒは、０．０５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．３％以上である。しかし、Ｃｒが過剰になると、線材の表面にピットが形成され、水素脆化による破断を起こしやすくなり、耐ＳＳＣ性が劣化する。従って、Ｃｒは、１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．９５％以下、更に好ましくは０．９％以下である。
Ｂは、０．０００５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０００７％以上、更に好ましくは０．００１％以上である。しかし、Ｂが過剰になると、熱間圧延時に割れが発生しやすくなる。従って、Ｂは、０．０１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．００８％以下、更に好ましくは０．００７％以下である。なお、ＣｒおよびＢは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。
（ｂ）ＮｉおよびＣｕは、線材の表面に皮膜を形成し、水素の侵入を防ぎ、耐ＳＳＣ性を向上させる元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｎｉは、０．０５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．１２％以上である。しかし、Ｎｉが０．５％を超えると、線材の表面にピットが形成され、水素脆化による破断を起こしやすくなり、耐ＳＳＣ性が劣化する。従って、Ｎｉは、０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．４７％以下、更に好ましくは０．４５％以下である。
Ｃｕは、０．０５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．１２％以上である。しかし、Ｃｕを０．５％を超えて含有させても添加効果は飽和するため、Ｃｕは０．５％以下とすることが好ましい。Ｃｕは、より好ましくは０．４７％以下、更に好ましくは０．４５％以下である。なお、ＮｉおよびＣｕは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。
（ｃ）ＴｉおよびＶは、水素のトラップサイトを形成し、耐ＳＳＣ性を向上させるのに有効に作用する元素である。即ち、Ｔｉは、鋼中のＣやＮと結合し、水素のトラップサイトとなるＴｉＣやＴｉＮ、或いはこれらの複合物を形成し、耐ＳＳＣ性を改善する元素である。また、Ｔｉは、結晶粒を微細化し、靭性を向上させる元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｔｉは、０．００５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０１％以上であり、更に好ましくは０．０１５％以上である。しかし、Ｔｉが過剰になると、粗大なＴｉＮが生成し、水素脆化の起点となるため、Ｔｉは、０．１％以下であることが好ましい。Ｔｉは、より好ましくは０．０９５％以下であり、更に好ましくは０．０９％以下である。
Ｖは、鋼中のＣと結合し、水素のトラップサイトとなる微細なＶＣを形成し、耐ＳＳＣ性を改善する元素である。Ｖ量が少な過ぎると、ＶＣを析出させるために時間がかかり、生産性が低下するため、Ｖは、０．０５％以上含有させることが好ましい。Ｖは、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．１５％以上である。しかし、Ｖが過剰になると、析出した炭化物が増大し、過剰転位が残りやすい。転位は水素トラップ効果があるため、過剰転位が残ると水素を過剰にトラップし、破断の起点となる。従って、Ｖは、０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．４５％以下、更に好ましくは０．４％以下である。なお、ＴｉおよびＶは、単独で用いてもよいし、併用してもよい。
（ｄ）Ｍｏは、Ｓの偏析を抑制し、耐ＳＳＣ性の向上に有効に作用する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．１％以上、更に好ましくは０．２１％以上、特に好ましくは０．２２％以上である。しかし、Ｍｏが過剰になると、水素吸蔵量や腐食量が増加するため、かえって耐ＳＳＣ性が劣化する。また、鋼材コストの高騰に繋がる。Ｍｏは、１．５％以下であることが好ましい。Ｍｏは、より好ましくは１．４５％以下、更に好ましくは１．４％以下、特に好ましくは１．３％以下である。Ｍｏは、１％以下であってもよく、更には０．９８％以下であってもよい。Ｍｏは、特には０．９５％以下であってもよく、０．７％以下であってもよい。
（ｅ）Ｎｂは、結晶粒を微細化し、靭性を向上させる元素である。またＮｂは、耐食性を向上させる元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、０．０１％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０３％以上、更に好ましくは０．０５％以上である。しかし、Ｎｂを過剰に含有すると、却って靭性が低下することがある。Ｎｂは、０．１％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０９５％以下、更に好ましくは０．０８５％以下である。
次に、本発明に係る熱間圧延線材を製造する方法について説明する。
本発明の熱間圧延線材の製造方法は、特に限定されず常法により、上記成分組成を満足する鋼を溶製し、分塊圧延して得られた鋼片を加熱し、熱間圧延することにより製造できる。
上記鋼片の加熱温度は、例えば、７００〜１０００℃とすればよく、この温度域で熱間圧延を行えばよい。
上記熱間圧延は、多スタンドの粗圧延機、中間圧延機、および仕上げ圧延機からなる圧延機を用いて行えばよく、本発明では、粗圧延機における初期の３パスにおける圧延歪の合計を０．３以上とすることが推奨される。初期の３パスとは、粗圧延機における最初の３機の圧延機を意味する。
初期の３パスにおける圧延歪の合計を０．３以上とすることによって、動的再結晶を起こすことができる。その結果、Ｓを均一に拡散でき、Ｓの偏析を低減でき、耐ＳＳＣ性を向上できる。また、初期の３パスにおける圧延歪の合計が０．３を下回ると、パス数が増えるため、コスト高となる。上記圧延歪の合計は、０．４以上であることが好ましく、より好ましくは０．５以上である。上記圧延歪の合計の上限は特に限定されないが、設備の制約により、通常、２．０以下である。
上記圧延歪は、熱間圧延前における鋼片の断面積（ｍｍ2）をＳ0、熱間圧延時において初期の３パス終了時点での鋼片の断面積（ｍｍ2）をＳとしたとき、下記式（１）で算出できる。
圧延歪＝ｌｎ（Ｓ0／Ｓ） ・・・（１）
圧延歪＝ｌｎ（Ｓ0／Ｓ） ・・・（１）
熱間圧延して得られた線材は、焼入れ、焼戻しなどの熱処理を行い、金属組織をマルテンサイトとすることが好ましい。焼入れは、例えば、８５０〜１０００℃に加熱した後、室温まで平均冷却速度３０℃／秒以上で冷却して行えばよい。平均冷却速度の上限は、例えば、１００℃／秒である。焼戻しは、例えば、４００〜６５０℃に加熱すればよい。
上記熱処理は、１回とすればよく、熱処理を１回とすることにより、２回以上の焼入れ処理を行っている上記特許文献１よりも生産性を向上できる。
熱処理して得られた熱間圧延線材は、硫化水素を含むサワー環境で用いられる部品またはフレキシブルライザーの補強材のように、耐ＳＳＣ性が求められる鋼線を製造するための素材として用いることができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
下記表１に示す成分組成の鋼を溶製し、得られた溶鋼を鋳造し、鋼片を製造した。該鋼の残部は、鉄および不可避不純物である。得られた鋼片を分塊圧延し、得られたビレットを熱間圧延して線材を製造した。熱間圧延前のビレットは、１５５ｍｍ×１５５ｍｍの角材であり、熱間圧延して線径がφ１１〜１６ｍｍの線材を製造した。熱間圧延は、初期の３パスにおける圧延歪（ε）の合計を下記表２に示すように制御した。圧延歪は、熱間圧延前におけるビレットの断面積（ｍｍ2）をＳ0、熱間圧延時における初期の３パス終了時点でのビレットの断面積（ｍｍ2）をＳとしたとき、下記式（１）で算出できる。
圧延歪＝ｌｎ（Ｓ0／Ｓ） ・・・（１）
圧延歪＝ｌｎ（Ｓ0／Ｓ） ・・・（１）
次に、得られた線材に、焼入れ、焼戻し処理を施して供試材を得た。焼入れは、８５０〜１０００℃に加熱し、この温度域で５〜１５分間保持した後、平均冷却速度を３０℃／秒以上として室温まで冷却して行った。焼戻しは、４００〜６５０℃の温度域で、５０〜７０分間保持して行った。
得られた供試材について、金属組織の観察、およびＳの偏析度を測定した。
（金属組織の観察）
上記供試材から採取した金属組織観察用の試験片をマウントに埋め込み、光学顕微鏡で、観察倍率を４００倍として金属組織を観察した。その結果、いずれの供試材も金属組織は、マルテンサイトであった。
上記供試材から採取した金属組織観察用の試験片をマウントに埋め込み、光学顕微鏡で、観察倍率を４００倍として金属組織を観察した。その結果、いずれの供試材も金属組織は、マルテンサイトであった。
（Ｓの偏析度）
電子線マイクロアナライザー（Electron Probe Microanalyzer；ＥＰＭＡ）を用い、測定元素をＳとし、通常中心部で偏析を起こしやすいことから、供試材中心を含み表面に向かって元素マッピングを行った。測定は中心と表層を含み、２００μｍ間隔で、３００箇所以上測定した。特性Ｘ線のスペクトル強度に基づいてＳ量（質量％）を算出し、平均値Ｓave（質量％）と最大値Ｓmax（質量％）を求めた。Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）に対するＳ量の最大値Ｓmax（質量％）を偏析度（Ｓmax／Ｓave）とし、結果を下記表２に示す。
電子線マイクロアナライザー（Electron Probe Microanalyzer；ＥＰＭＡ）を用い、測定元素をＳとし、通常中心部で偏析を起こしやすいことから、供試材中心を含み表面に向かって元素マッピングを行った。測定は中心と表層を含み、２００μｍ間隔で、３００箇所以上測定した。特性Ｘ線のスペクトル強度に基づいてＳ量（質量％）を算出し、平均値Ｓave（質量％）と最大値Ｓmax（質量％）を求めた。Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）に対するＳ量の最大値Ｓmax（質量％）を偏析度（Ｓmax／Ｓave）とし、結果を下記表２に示す。
次に、得られた供試材からＪＩＳ １４Ａ号試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ２２４１（２０１１年）に基づいて引張試験を行い、降伏強さ（ＹＳ）を測定した。降伏強さの単位はＭＰａである。測定結果を下記表２に示す。本発明では、降伏強さが９００ＭＰａ以上を高強度と判定し、合格とした。
次に、得られた供試材の耐ＳＳＣ性を次の手順で評価した。得られた供試材から、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７で規定されるＭｅｔｈｏｄ Ａ法用の試験片を採取し、Ｍｅｔｈｏｄ Ａ法で供試材の耐ＳＳＣ性を評価した。耐ＳＳＣ性の評価は、得られた試験片を、ＮａＣｌを５．０質量％およびＣＨ3ＣＯＯＨを０．５質量％含むＳｏｌｕｔｉｏｎ Ａに浸漬し、上記溶液にＨ2Ｓガスを飽和させ、上記で測定した降伏強さの８０％の応力を付与し、破断までの時間を測定して行った。測定結果を下記表２に示す。本発明では、破断時間が７２０時間以上を合格とし、耐ＳＳＣ性に優れると評価した。
表１、表２から次のように考察できる。Ｎｏ．２〜４、１１〜１５、１７、１９〜２３は、いずれも本発明で規定する要件を満足する例である。成分組成およびＳの偏析度が適切に制御できているため、降伏強さが９００ＭＰａ以上の高強度で、しかも耐ＳＳＣ性を改善できた。
一方、Ｎｏ．１、５〜１０、１６、１８は、本発明で規定する要件を満足しない例である。これらのうち、Ｎｏ．１は、Ｃが少な過ぎたため、降伏強さが９００ＭＰａ未満となった。Ｎｏ．５、１６は、初期３パスにおいて導入する圧延歪が０．３を下回ったため、Ｓが偏析した例である。Ｓの偏析度が３０を超えたため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。Ｎｏ．６は、Ｓｉを過剰に含有し、Ｓの偏析度が３０を超えたため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。Ｎｏ．７は、Ｍｎを過剰に含有し、Ｓの偏析度が３０を超えたため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。Ｎｏ．８は、Ｓを過剰に含有し、Ｓの偏析度が３０を超えたため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。Ｎｏ．９は、Ｓｉが少な過ぎたため、固溶強化が不充分となり、降伏強さが９００ＭＰａ未満となった。Ｎｏ．１０は、Ｍｎが少な過ぎたため、焼入れ性が不充分となり、降伏強さが９００ＭＰａ未満となった。Ｎｏ．１８は、Ｃを過剰に含有し、Ｓの偏析度が３０を超えたため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
Claims (6)
- 質量％で、
Ｃ ：０．２０〜０．５％、
Ｓｉ：０．０５〜０．３％、
Ｍｎ：０．３〜１．５％、
Ａｌ：０．００１〜０．１％、
Ｐ ：０％超、０．０１％以下、および
Ｓ ：０％超、０．０１％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなる熱間圧延線材であり、
該熱間圧延線材に含まれるＳ量を電子線マイクロアナライザーを用いて２００μｍ間隔で３００箇所以上測定し、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）に対するＳ量の最大値Ｓmax（質量％）を偏析度（Ｓmax／Ｓave）としたとき、
該偏析度が３０以下であることを特徴とする熱間圧延線材。 - 更に、他の元素として、質量％で、
Ｃｒ：０％超、１％以下、および
Ｂ ：０％超、０．０１％以下の少なくとも１種を含む請求項１に記載の熱間圧延線材。 - 更に、他の元素として、質量％で、
Ｎｉ：０％超、０．５％以下、および
Ｃｕ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種を含む請求項１または２に記載の熱間圧延線材。 - 更に、他の元素として、質量％で、
Ｔｉ：０％超、０．１％以下、および
Ｖ ：０％超、０．５％以下の少なくとも１種を含む請求項１〜３のいずれかに記載の熱間圧延線材。 - 更に、他の元素として、質量％で、
Ｍｏ：０％超、１．５％以下を含む請求項１〜４のいずれかに記載の熱間圧延線材。 - 更に、他の元素として、質量％で、
Ｎｂ：０％超、０．１％以下を含む請求項１〜５のいずれかに記載の熱間圧延線材。
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