JP2924592B2 - 耐磨耗性に優れた鋼管 - Google Patents
耐磨耗性に優れた鋼管Info
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- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
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- F16L9/02—Rigid pipes of metal
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業機械、鉱山関連装
置、鉱石質スラリ−、石炭質スラリ−の如きスラリ−状
物質の輸送など磨耗の激しい部位に好適な耐磨耗鋼管に
関する。
置、鉱石質スラリ−、石炭質スラリ−の如きスラリ−状
物質の輸送など磨耗の激しい部位に好適な耐磨耗鋼管に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に鋼の耐磨耗性はその表面硬度を上
昇させることで向上する。このため従来の耐磨耗鋼はＣ
をはじめ多量の合金元素を含む鋼を焼入処理して製造す
ることが多い。このような耐磨耗鋼では、その高硬度の
ため加工性が劣り、また炭素当量が必然的に高くなるた
め溶接性が劣るという欠点を有していた。
昇させることで向上する。このため従来の耐磨耗鋼はＣ
をはじめ多量の合金元素を含む鋼を焼入処理して製造す
ることが多い。このような耐磨耗鋼では、その高硬度の
ため加工性が劣り、また炭素当量が必然的に高くなるた
め溶接性が劣るという欠点を有していた。
【０００３】この問題点を解決するため鋼板に関しては
以下のような技術が開示されている。その一つは、比較
的炭素当量の低い鋼を用いて熱間圧延の後焼入処理する
ことにより耐磨耗鋼を製造する方法で、特公昭５６−１
４１２７、特開昭５７−８９４２６、特開昭６１−７６
６１５などに開示されている。これらの鋼板は焼入処理
により硬さがＨｖ３５０以上に達しその高い硬度が耐磨
耗性を与えている。しかしこれらのように単に熱処理の
みで硬度をあげた場合は溶接時の熱により溶接熱影響部
の軟化が大きいことが知られている。鋼管を製造する場
合鋼板を円筒形に加工したのちその合せ目を溶接しなけ
ればならないから、鋼管の製造にこの鋼板を用いると溶
接熱影響部の軟化が大きくこの部分の耐磨耗性が劣化す
ると予想される。また、これら既に開示されている鋼板
は加工性、溶接性がまだ劣っており、これらを用いて耐
磨耗鋼管を製造することは難しい。
以下のような技術が開示されている。その一つは、比較
的炭素当量の低い鋼を用いて熱間圧延の後焼入処理する
ことにより耐磨耗鋼を製造する方法で、特公昭５６−１
４１２７、特開昭５７−８９４２６、特開昭６１−７６
６１５などに開示されている。これらの鋼板は焼入処理
により硬さがＨｖ３５０以上に達しその高い硬度が耐磨
耗性を与えている。しかしこれらのように単に熱処理の
みで硬度をあげた場合は溶接時の熱により溶接熱影響部
の軟化が大きいことが知られている。鋼管を製造する場
合鋼板を円筒形に加工したのちその合せ目を溶接しなけ
ればならないから、鋼管の製造にこの鋼板を用いると溶
接熱影響部の軟化が大きくこの部分の耐磨耗性が劣化す
ると予想される。また、これら既に開示されている鋼板
は加工性、溶接性がまだ劣っており、これらを用いて耐
磨耗鋼管を製造することは難しい。
【０００４】また、硬さの高い鋼板と硬さの低い鋼板を
重ね合わせた複合鋼板を用いて、耐磨耗性は表面に位置
する硬さの高い鋼板で確保し溶接性は内部に位置する硬
さの低い鋼板に持たせるような耐磨耗用複合鋼板が特開
平３−２２７２３３に開示されている。しかし、複合鋼
板では硬化層である硬さの高い鋼板の厚みは薄いことか
ら、磨耗により硬化層が薄くなる環境では長期間使用で
きないことおよび複合鋼板を用いて鋼管を製造する場合
の溶接が極めて難しいという問題点がある。
重ね合わせた複合鋼板を用いて、耐磨耗性は表面に位置
する硬さの高い鋼板で確保し溶接性は内部に位置する硬
さの低い鋼板に持たせるような耐磨耗用複合鋼板が特開
平３−２２７２３３に開示されている。しかし、複合鋼
板では硬化層である硬さの高い鋼板の厚みは薄いことか
ら、磨耗により硬化層が薄くなる環境では長期間使用で
きないことおよび複合鋼板を用いて鋼管を製造する場合
の溶接が極めて難しいという問題点がある。
【０００５】また、上記の硬化層に位置する鋼板をオ−
ステナイト系ないしマルテンサイト系ステンレス鋼とし
た複合鋼板を用いた耐磨耗鋼管の製造方法が特開昭６３
−２９０６１６に開示されている。しかし、これらは上
に述べた複合鋼板特有の問題点にくわえ、高価なＣｒを
１２％以上含むことから結果的に高価なものになってし
まうという問題点がある。
ステナイト系ないしマルテンサイト系ステンレス鋼とし
た複合鋼板を用いた耐磨耗鋼管の製造方法が特開昭６３
−２９０６１６に開示されている。しかし、これらは上
に述べた複合鋼板特有の問題点にくわえ、高価なＣｒを
１２％以上含むことから結果的に高価なものになってし
まうという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は溶接性、加工
性に優れ、安価でかつ鋼管母材、溶接金属部および溶接
熱影響部のすべての部分、とりわけ溶接時軟化しやすい
溶接熱影響部の耐磨耗性が優れた溶接鋼管を提供するこ
とを目的とする。
性に優れ、安価でかつ鋼管母材、溶接金属部および溶接
熱影響部のすべての部分、とりわけ溶接時軟化しやすい
溶接熱影響部の耐磨耗性が優れた溶接鋼管を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するには
安価にするために炭素鋼を基本として、耐磨耗性、溶接
性、加工性に影響する成分を適切な量だけ鋼管母材およ
び溶接金属部双方にそれぞれ含有させると同時に硬さを
Ｈｖで２００以上３５０以下にすることによって達成で
きる。ここで、耐磨耗性を向上させるために単に硬さを
高めるのみならず、耐磨耗性に富む金属組織を発現させ
ることが重要である。
安価にするために炭素鋼を基本として、耐磨耗性、溶接
性、加工性に影響する成分を適切な量だけ鋼管母材およ
び溶接金属部双方にそれぞれ含有させると同時に硬さを
Ｈｖで２００以上３５０以下にすることによって達成で
きる。ここで、耐磨耗性を向上させるために単に硬さを
高めるのみならず、耐磨耗性に富む金属組織を発現させ
ることが重要である。
【０００８】具体的には以下のごとくである。即ち、鋼
管母材が重量％でＣ：０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：
０．５０〜２．００％、Ａｌ：０．０２０〜２．００
％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％を含有し残部がＦｅお
よび不可避不純物からなり、かつ溶接部をもつ鋼管のい
ずれの部分においてもビッカース硬さでＨｖ２００以上
３５０以下の硬さを有する鋼管が上記課題を解決するこ
とを見出した。
管母材が重量％でＣ：０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：
０．５０〜２．００％、Ａｌ：０．０２０〜２．００
％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％を含有し残部がＦｅお
よび不可避不純物からなり、かつ溶接部をもつ鋼管のい
ずれの部分においてもビッカース硬さでＨｖ２００以上
３５０以下の硬さを有する鋼管が上記課題を解決するこ
とを見出した。
【０００９】また、鋼管母材が重量％でＣ：０．０５〜
０．１５％、Ｓｉ：０．５０〜２．００％、Ａｌ：０．
０２０〜２．００％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％を含
有するにくわえ、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：
０．０５〜２．００％、Ｃｒ：０．０５〜２．００％、
Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｎｂ：０．００５〜０．
１０％、Ｖ：０．００５〜０．１０％、Ｔｉ：０．００
５〜０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．００２０％の
うち１種以上をさらに含有させ、かつビッカース硬さで
Ｈｖ２００以上３５０以下の硬さを有し、シーム溶接金
属部分が重量％でＣ：０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：
０．５０〜２．００％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％、
Ａｌ：０．０２０〜２．００％を含有し、かつ、Ｃｕ：
０．０５〜１．００％、Ｎｉ：０．０５〜２．００％、
Ｃｒ：０．０５〜２．００％、Ｍｏ：０．０５〜１．０
０％、Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、Ｖ：０．００５
〜０．１０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、Ｂ：
０．０００３〜０．００２０％のうち１種以上を含有さ
せ、さらに溶接のままでビッカース硬さでＨｖ２００以
上３５０以下の硬さをもたせることにより、Ｃｕないし
Ｂを含有させない場合に比べ容易に耐磨耗性を達成でき
る。
０．１５％、Ｓｉ：０．５０〜２．００％、Ａｌ：０．
０２０〜２．００％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％を含
有するにくわえ、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：
０．０５〜２．００％、Ｃｒ：０．０５〜２．００％、
Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｎｂ：０．００５〜０．
１０％、Ｖ：０．００５〜０．１０％、Ｔｉ：０．００
５〜０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．００２０％の
うち１種以上をさらに含有させ、かつビッカース硬さで
Ｈｖ２００以上３５０以下の硬さを有し、シーム溶接金
属部分が重量％でＣ：０．０５〜０．１５％、Ｓｉ：
０．５０〜２．００％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％、
Ａｌ：０．０２０〜２．００％を含有し、かつ、Ｃｕ：
０．０５〜１．００％、Ｎｉ：０．０５〜２．００％、
Ｃｒ：０．０５〜２．００％、Ｍｏ：０．０５〜１．０
０％、Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、Ｖ：０．００５
〜０．１０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、Ｂ：
０．０００３〜０．００２０％のうち１種以上を含有さ
せ、さらに溶接のままでビッカース硬さでＨｖ２００以
上３５０以下の硬さをもたせることにより、Ｃｕないし
Ｂを含有させない場合に比べ容易に耐磨耗性を達成でき
る。
【００１０】さらに、耐磨耗鋼管からなる配管において
は真っ直ぐな鋼管のみならず一部に曲り管も必要である
が、曲り管においても、上記の成分の真っ直ぐな鋼管を
曲り管に成型した後の状態でビッカ−ス硬さでＨｖ２０
０以上の硬さを実現することにより十分な耐磨耗性をも
つ。
は真っ直ぐな鋼管のみならず一部に曲り管も必要である
が、曲り管においても、上記の成分の真っ直ぐな鋼管を
曲り管に成型した後の状態でビッカ−ス硬さでＨｖ２０
０以上の硬さを実現することにより十分な耐磨耗性をも
つ。
【００１１】
【作用】以下に本発明の限定理由を説明する。 （１）Ｃ：０．０５〜０．１５％ Ｃは耐磨耗性を向上させる島状マルテンサイトおよびマ
ルテンサイトの面積分率を上昇させるため、Ｃの含有は
必須である。Ｃ含有量が０．０５％未満ではこの効果が
小さいのでＣ含有量の下限は０．０５％とする。Ｃ含有
量が０．１５％を超えると溶接性の劣化を招くのでＣ含
有量の上限は０．１５％とする。
ルテンサイトの面積分率を上昇させるため、Ｃの含有は
必須である。Ｃ含有量が０．０５％未満ではこの効果が
小さいのでＣ含有量の下限は０．０５％とする。Ｃ含有
量が０．１５％を超えると溶接性の劣化を招くのでＣ含
有量の上限は０．１５％とする。
【００１２】（２）Ｓｉ：０．５０−２．００％ Ｓｉ含有量が０．５０−２．００％と従来の耐磨耗鋼よ
りも高く含有していることは本発明の特徴の一つであ
る。即ち、Ｓｉ含有量を高めることにより耐磨耗性を向
上されるマルテンサイトを必要量生成させ、その結果、
硬さが従来の耐磨耗鋼より低いにもかかわらず、それと
同程度の耐磨耗性を発揮させるという効果を持つ。
りも高く含有していることは本発明の特徴の一つであ
る。即ち、Ｓｉ含有量を高めることにより耐磨耗性を向
上されるマルテンサイトを必要量生成させ、その結果、
硬さが従来の耐磨耗鋼より低いにもかかわらず、それと
同程度の耐磨耗性を発揮させるという効果を持つ。
【００１３】Ｓｉ含有量が０．５０％以上であれば、十
分な量のマルテンサイトを生成させることにより良好な
耐磨耗性を発揮するが、０．５０％未満だと耐磨耗性に
対し効果がない。そのためＳｉ含有量の下限は０．５０
％とする。一方、２．００％を越えて含有させると鋼板
の熱間延性の劣化、溶接性の劣化、溶接部の割れの原因
となるので上限は２．００％とする。なお、Ｓｉ含有量
の下限は０．５０％であるが、０．８０％以上の含有が
好ましい。
分な量のマルテンサイトを生成させることにより良好な
耐磨耗性を発揮するが、０．５０％未満だと耐磨耗性に
対し効果がない。そのためＳｉ含有量の下限は０．５０
％とする。一方、２．００％を越えて含有させると鋼板
の熱間延性の劣化、溶接性の劣化、溶接部の割れの原因
となるので上限は２．００％とする。なお、Ｓｉ含有量
の下限は０．５０％であるが、０．８０％以上の含有が
好ましい。
【００１４】（３）Ｍｎ：０．５０−２．５０％ Ｍｎは残留オ−ステナイト量やマルテンサイト量の上昇
に有効であるのでＭｎの含有は必須である。含有量が
０．５０％未満ではこの効果が小さく、２．５０％を超
えると溶接性の劣化を招くので含有量は０．５０−２．
５０％とする。
に有効であるのでＭｎの含有は必須である。含有量が
０．５０％未満ではこの効果が小さく、２．５０％を超
えると溶接性の劣化を招くので含有量は０．５０−２．
５０％とする。
【００１５】（４）Ａｌ：０．０２０−２．００％ ＡｌはＳｉと同様の効果をもつ。即ち、Ａｌを０．０２
％含有することにより耐磨耗性を向上させるマルテンサ
イトを必要量生成させる。従って、０．０２％以上の含
有は必須である。しかし、２．００％を越えて含有させ
ると鋼板の熱間延性の劣化、溶接性の劣化を招くので上
限は２．００％とする。
％含有することにより耐磨耗性を向上させるマルテンサ
イトを必要量生成させる。従って、０．０２％以上の含
有は必須である。しかし、２．００％を越えて含有させ
ると鋼板の熱間延性の劣化、溶接性の劣化を招くので上
限は２．００％とする。
【００１６】以上は本発明の鋼管の主成分に相当する
が、この他に下記の複数の元素からなる群のうちから１
種又は２種以上を選択的に添加する。 （５）微量添加元素：Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｔｉ，Ｂ これらは島状マルテンサイトおよびマルテンサイトの量
を増加させ、あるいは基地組織部分の硬さを上昇させる
ことにより耐磨耗性を向上させるのに有効な成分で、こ
れらの１種又は２種以上を下記の範囲内で添加する。含
有量の下限はいずれも上記効果を発揮するに最低限必要
な量で、その上限は溶接性を劣化させずにその効果を発
揮する上限値である。
が、この他に下記の複数の元素からなる群のうちから１
種又は２種以上を選択的に添加する。 （５）微量添加元素：Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，
Ｖ，Ｔｉ，Ｂ これらは島状マルテンサイトおよびマルテンサイトの量
を増加させ、あるいは基地組織部分の硬さを上昇させる
ことにより耐磨耗性を向上させるのに有効な成分で、こ
れらの１種又は２種以上を下記の範囲内で添加する。含
有量の下限はいずれも上記効果を発揮するに最低限必要
な量で、その上限は溶接性を劣化させずにその効果を発
揮する上限値である。
【００１７】Ｃｕ：０．０５ −１．００％ Ｎｉ：０．０５ −２．００％ Ｃｒ：０．０５ −２．００％ Ｍｏ：０．０５ −１．００％ Ｎｂ：０．００５ −０．１０％ Ｖ ：０．００５ −０．１０％ Ｔｉ：０．００５ −０．１０％ Ｂ ：０．０００３ −０．００２０％ （６）硬さ：ビッカ−ス硬さでＨｖ２００以上３５０以
下 本発明の成分範囲の鋼であっても硬さがＨｖ２００未満
だとＪＩＳ ＳＳ４００鋼の１．５倍以上の良好な耐磨
耗性が得られないので硬さの下限はＨｖ２００とする。
一方、３５０を越えると、鋼板を円筒形に加工する際に
割れたり、溶接熱影響部の軟化あるいは割れの原因とな
るため、上限を３５０とする。
下 本発明の成分範囲の鋼であっても硬さがＨｖ２００未満
だとＪＩＳ ＳＳ４００鋼の１．５倍以上の良好な耐磨
耗性が得られないので硬さの下限はＨｖ２００とする。
一方、３５０を越えると、鋼板を円筒形に加工する際に
割れたり、溶接熱影響部の軟化あるいは割れの原因とな
るため、上限を３５０とする。
【００１８】硬さをＨｖ２００以上にするための方法は
特に限定しないが、鋼管母材部については鋼管製造後に
鋼管を熱処理する方法、熱処理した鋼板を用いて鋼管を
製造する方法などがある。熱処理としてはその鋼のＡｃ
３とＡｃ１との中間温度に加熱後水冷などの方法で急冷
するのが好ましい。また鋼板は、上に述べた成分に調整
した鋼を熱間圧延により製造する。
特に限定しないが、鋼管母材部については鋼管製造後に
鋼管を熱処理する方法、熱処理した鋼板を用いて鋼管を
製造する方法などがある。熱処理としてはその鋼のＡｃ
３とＡｃ１との中間温度に加熱後水冷などの方法で急冷
するのが好ましい。また鋼板は、上に述べた成分に調整
した鋼を熱間圧延により製造する。
【００１９】鋼管は、鋼板を円筒形状に成型加工しその
合わせ目を溶接して製造するが、その溶接部のうち溶接
熱影響部については本発明の化学成分をもつ鋼板であれ
ばそれを熱処理した後に溶接を行っても溶接熱影響部の
軟化は認められず、Ｈｖ２００以上３５０以下の硬さが
得られる。また、溶接後鋼管を熱処理する方法であれば
溶接熱影響部の硬さは鋼管母材部とまったく同じにな
る。また、鋼管の溶接部のうち溶接金属部についてはサ
ブマ−ジア−ク溶接、ガスメタルア−ク溶接などの場合
は溶接金属と鋼管母材とで化学組成が異なるが、その場
合でも溶接金属の化学組成が本発明の範囲内であれば溶
接のままでもＨｖ２００以上の硬さと十分な耐磨耗性が
得られる。溶接後に熱処理をしても当然十分な硬さと耐
磨耗性が得られる。
合わせ目を溶接して製造するが、その溶接部のうち溶接
熱影響部については本発明の化学成分をもつ鋼板であれ
ばそれを熱処理した後に溶接を行っても溶接熱影響部の
軟化は認められず、Ｈｖ２００以上３５０以下の硬さが
得られる。また、溶接後鋼管を熱処理する方法であれば
溶接熱影響部の硬さは鋼管母材部とまったく同じにな
る。また、鋼管の溶接部のうち溶接金属部についてはサ
ブマ−ジア−ク溶接、ガスメタルア−ク溶接などの場合
は溶接金属と鋼管母材とで化学組成が異なるが、その場
合でも溶接金属の化学組成が本発明の範囲内であれば溶
接のままでもＨｖ２００以上の硬さと十分な耐磨耗性が
得られる。溶接後に熱処理をしても当然十分な硬さと耐
磨耗性が得られる。
【００２０】曲り管の製造方法は本発明の化学組成をも
つ鋼管を熱間で曲げ、曲げ加工中あるいは曲げ加工後に
熱処理する方法、本発明の鋼管を冷間で曲げる方法など
いずれでもよい。
つ鋼管を熱間で曲げ、曲げ加工中あるいは曲げ加工後に
熱処理する方法、本発明の鋼管を冷間で曲げる方法など
いずれでもよい。
【００２１】
【実施例】表１に供試材の化学成分を示す。表１の鋼の
溶接性および加工性はいずれも一般の構造用鋼として用
いられるものと同等で価格も同等と考えられる。表１の
鋼より熱間圧延により鋼板を製造した後円筒形に加工
し、その合せ目をサブマ−ジア−ク溶接あるいは電縫溶
接にて溶接して鋼管に製造した。その間、必要に応じ鋼
板または鋼管の段階で熱処理を実施した。熱処理はＡｃ
３とＡｃ１の中間の温度に加熱後水で急冷した。表２は
鋼管の溶接金属の化学成分を示す。表２において、ＳＡ
Ｗはサブマ−ジア−ク溶接、ＥＲＷは電縫溶接をそれぞ
れ意味する。
溶接性および加工性はいずれも一般の構造用鋼として用
いられるものと同等で価格も同等と考えられる。表１の
鋼より熱間圧延により鋼板を製造した後円筒形に加工
し、その合せ目をサブマ−ジア−ク溶接あるいは電縫溶
接にて溶接して鋼管に製造した。その間、必要に応じ鋼
板または鋼管の段階で熱処理を実施した。熱処理はＡｃ
３とＡｃ１の中間の温度に加熱後水で急冷した。表２は
鋼管の溶接金属の化学成分を示す。表２において、ＳＡ
Ｗはサブマ−ジア−ク溶接、ＥＲＷは電縫溶接をそれぞ
れ意味する。
【００２２】また、鋼管の性能評価はビッカ−ス硬さと
耐磨耗性で評価した。耐磨耗性は、水と珪砂を混合した
環境で試験片回転型の磨耗試験をおこない、それぞれの
磨耗試験片の磨耗減量をＪＩＳ ＳＳ４００の磨耗減量
で除した値（磨耗量比率と呼ぶ）で評価した。磨耗量比
率が小さいほど耐磨耗性は良好と評価される。試験装置
の概略は図１に示すもので、（ａ）はその断面図を示し
たもので、試験槽１には水と珪砂の混合液が満たされて
いる。磨耗試験片３は回転軸２から１５０ｍｍの間隔を
とってを取り付けられており、水と珪砂の混合液の中で
回転させることにより磨耗が生じる。（ｂ）は磨耗試験
片３の寸法を示しており、直径１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ
である。母材および溶接金属の磨耗試験片は鋼管厚み中
央部からそれぞれ丸棒を削り出して得た。溶接熱影響部
の試験は母材部より削り出した丸棒にそれぞれの溶接時
の熱履歴を再現熱サイクル試験機によって与えることに
より実際の溶接熱影響部と同じ金属組織を再現した試験
片を用いて実施した。
耐磨耗性で評価した。耐磨耗性は、水と珪砂を混合した
環境で試験片回転型の磨耗試験をおこない、それぞれの
磨耗試験片の磨耗減量をＪＩＳ ＳＳ４００の磨耗減量
で除した値（磨耗量比率と呼ぶ）で評価した。磨耗量比
率が小さいほど耐磨耗性は良好と評価される。試験装置
の概略は図１に示すもので、（ａ）はその断面図を示し
たもので、試験槽１には水と珪砂の混合液が満たされて
いる。磨耗試験片３は回転軸２から１５０ｍｍの間隔を
とってを取り付けられており、水と珪砂の混合液の中で
回転させることにより磨耗が生じる。（ｂ）は磨耗試験
片３の寸法を示しており、直径１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ
である。母材および溶接金属の磨耗試験片は鋼管厚み中
央部からそれぞれ丸棒を削り出して得た。溶接熱影響部
の試験は母材部より削り出した丸棒にそれぞれの溶接時
の熱履歴を再現熱サイクル試験機によって与えることに
より実際の溶接熱影響部と同じ金属組織を再現した試験
片を用いて実施した。
【００２３】表３に各鋼管の母材部、溶接熱影響部、溶
接金属部の硬さおよび耐磨耗性を示す。表３において、
母材および溶接金属の化学成分が本発明の成分範囲を満
足しているものには○、そうでないものには×をつけて
示したが、以下に表３の内容について説明する。 （実施例１）実施例１は熱処理した鋼板を用いて鋼管を
製造した結果である。鋼管に熱処理は施していない。実
施例１には比較材の結果も含めているが、比較材の一つ
として鋼板、鋼管のいずれにも熱処理を施してない例
（鋼管Ａ−２Ｓ）を一例記している。
接金属部の硬さおよび耐磨耗性を示す。表３において、
母材および溶接金属の化学成分が本発明の成分範囲を満
足しているものには○、そうでないものには×をつけて
示したが、以下に表３の内容について説明する。 （実施例１）実施例１は熱処理した鋼板を用いて鋼管を
製造した結果である。鋼管に熱処理は施していない。実
施例１には比較材の結果も含めているが、比較材の一つ
として鋼板、鋼管のいずれにも熱処理を施してない例
（鋼管Ａ−２Ｓ）を一例記している。
【００２４】表中実施例１の欄に見られるように、鋼管
母材および溶接金属の成分が本発明の範囲内で、しかも
硬さがＨｖ２００以上の鋼管では磨耗量比率が０．７以
下と良好な耐磨耗性が得られた。一方、本発明鋼を用い
ない場合は磨耗量比率が０．８以上で耐磨耗性としては
不十分で、たとえ硬さがＨｖ２００以上であっても十分
な耐磨耗性が得られていない（鋼管Ｒ−１Ｓ、Ｓ−１
Ｓ、Ｔ−１Ｓ）。また、本発明鋼であっても硬さがＨｖ
２００未満であれば磨耗量比率は０．８以上となり耐磨
耗性としては不十分である（鋼管Ａ−２Ｓ）。また、鋼
管Ｒ−２Ｓは溶接金属のみが本発明鋼であるので溶接金
属の耐磨耗性は良好であるが、本発明鋼の成分範囲から
外れている母材、溶接熱影響部の耐磨耗性はよくない。
母材および溶接金属の成分が本発明の範囲内で、しかも
硬さがＨｖ２００以上の鋼管では磨耗量比率が０．７以
下と良好な耐磨耗性が得られた。一方、本発明鋼を用い
ない場合は磨耗量比率が０．８以上で耐磨耗性としては
不十分で、たとえ硬さがＨｖ２００以上であっても十分
な耐磨耗性が得られていない（鋼管Ｒ−１Ｓ、Ｓ−１
Ｓ、Ｔ−１Ｓ）。また、本発明鋼であっても硬さがＨｖ
２００未満であれば磨耗量比率は０．８以上となり耐磨
耗性としては不十分である（鋼管Ａ−２Ｓ）。また、鋼
管Ｒ−２Ｓは溶接金属のみが本発明鋼であるので溶接金
属の耐磨耗性は良好であるが、本発明鋼の成分範囲から
外れている母材、溶接熱影響部の耐磨耗性はよくない。
【００２５】（実施例２）実施例２は熱間圧延ままの鋼
板から鋼管を製造した後溶接部を含む鋼管全体を熱処理
した結果である。本発明鋼管は良好な耐磨耗性を示した
が成分が本発明鋼から外れた鋼管Ｑ−１Ｓは磨耗量比率
が０．８以上と耐磨耗性としては不十分である。
板から鋼管を製造した後溶接部を含む鋼管全体を熱処理
した結果である。本発明鋼管は良好な耐磨耗性を示した
が成分が本発明鋼から外れた鋼管Ｑ−１Ｓは磨耗量比率
が０．８以上と耐磨耗性としては不十分である。
【００２６】（実施例３）実施例３は曲り管の結果であ
る。鋼管Ｂ−１Ｓは熱処理していない鋼板から鋼管形状
に加工、溶接しそれを高周波加熱しながら曲げ加工して
曲り管を製造した例で、曲げ加工中水冷して熱処理を同
時に実施している。鋼管Ｎ−１Ｓは熱処理した鋼板から
鋼管形状に加工、溶接しそれを冷間加工で曲り管に製造
した。いずれの曲り管も本発明によるもので、耐磨耗性
に優れることが表３の結果から見出される。
る。鋼管Ｂ−１Ｓは熱処理していない鋼板から鋼管形状
に加工、溶接しそれを高周波加熱しながら曲げ加工して
曲り管を製造した例で、曲げ加工中水冷して熱処理を同
時に実施している。鋼管Ｎ−１Ｓは熱処理した鋼板から
鋼管形状に加工、溶接しそれを冷間加工で曲り管に製造
した。いずれの曲り管も本発明によるもので、耐磨耗性
に優れることが表３の結果から見出される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように鋼管母材および溶接
金属の化学成分と硬さを本発明の範囲に制御することに
より母材のみならず溶接部、溶接熱影響部ともに耐磨耗
性に優れる安価な鋼管および曲り管を提供できる。特
に、本発明の化学成分をもつ鋼板であれば、それを熱処
理した後に溶接を行なっても溶接熱影響部の軟化は認め
られず、ビッカース硬さ値Ｈｖで２００以上３５０以下
の硬さが得られる。
金属の化学成分と硬さを本発明の範囲に制御することに
より母材のみならず溶接部、溶接熱影響部ともに耐磨耗
性に優れる安価な鋼管および曲り管を提供できる。特
に、本発明の化学成分をもつ鋼板であれば、それを熱処
理した後に溶接を行なっても溶接熱影響部の軟化は認め
られず、ビッカース硬さ値Ｈｖで２００以上３５０以下
の硬さが得られる。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【図１】耐磨耗性評価試験装置を示す図で、（ａ）は全
体の断面構造、（ｂ）は磨耗試験片の寸法をそれぞれ示
す。
体の断面構造、（ｂ）は磨耗試験片の寸法をそれぞれ示
す。
１…試験槽 ２…回転軸 ３…磨耗試験片
フロントページの続き (72)発明者 卯目 和巧 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−263043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−83225（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−227233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−98629（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−276018（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 301 C22C 38/06 C22C 38/54 C22C 38/58
Claims (3)
- 【請求項１】 鋼管母材が重量％でＣ：０．０５〜０．
１５％、Ｓｉ：０．５０〜２．００％、Ｍｎ：０．５０
〜２．５０％、Ａｌ：０．０２０〜２．００％を含有し
残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、かつ溶接部を
もつ鋼管のいずれの部分においてもビッカース硬さでＨ
ｖ２００以上３５０以下の硬さを有することを特徴とす
る耐磨耗性に優れた鋼管。 - 【請求項２】 鋼管母材が重量％でＣ：０．０５〜０．
１５％、Ｓｉ：０．５０〜２．００％、Ｍｎ：０．５０
〜２．５０％、Ａｌ：０．０２０〜２．００％を含有
し、かつ、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：０．０
５〜２．００％、Ｃｒ：０．０５〜２．００％、Ｍｏ：
０．０５〜１．００％、Ｎｂ：０．００５〜０．１０
％、Ｖ：０．００５〜０．１０％、Ｔｉ：０．００５〜
０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．００２０％のうち
１種以上を含有し残部がＦｅおよび不可避不純物からな
り、かつビッカース硬さでＨｖ２００以上３５０以下の
硬さを有し、シーム溶接金属部分が重量％でＣ：０．０
５〜０．１５％、Ｓｉ：０．５０〜２．００％、Ｍｎ：
０．５０〜２．５０％、Ａｌ：０．０２０〜２．００％
を含有し、かつ、Ｃｕ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：
０．０５〜２．００％、Ｃｒ：０．０５〜２．００％、
Ｍｏ：０．０５〜１．００％、Ｎｂ：０．００５〜０．
１０％、Ｖ：０．００５〜０．１０％、Ｔｉ：０．００
５〜０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．００２０％の
うち１種以上を含有し残部がＦｅおよび不可避不純物か
らなり、かつ溶接のままでビッカース硬さでＨｖ２００
以上３５０以下の硬さを有することを特徴とする耐磨耗
性に優れた鋼管。 - 【請求項３】 鋼管が曲り管であることを特徴とする請
求項１又は２に記載の耐磨耗性に優れた鋼管。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5227087A JP2924592B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 耐磨耗性に優れた鋼管 |
| US08/142,249 US5397654A (en) | 1993-09-13 | 1993-10-22 | Abrasion-resistant welded steel pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5227087A JP2924592B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 耐磨耗性に優れた鋼管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790489A JPH0790489A (ja) | 1995-04-04 |
| JP2924592B2 true JP2924592B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16855299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5227087A Expired - Lifetime JP2924592B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 耐磨耗性に優れた鋼管 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5397654A (ja) |
| JP (1) | JP2924592B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107186383A (zh) * | 2017-07-29 | 2017-09-22 | 安徽华众焊业有限公司 | 一种铝硅药芯焊丝 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3519966B2 (ja) * | 1999-01-07 | 2004-04-19 | 新日本製鐵株式会社 | 低温靱性に優れた超高強度ラインパイプおよびその製造法 |
| US6782921B1 (en) * | 2000-06-09 | 2004-08-31 | Nippon Steel Corporation | High-strength steel pipe excellent in formability and burst resistance |
| TW574380B (en) * | 2000-10-06 | 2004-02-01 | Jfe Steel Corp | Submerged-arc welding point with large heat input, method for producing the welding point, steel solder wire used by the method, and solder flux |
| JP5874402B2 (ja) * | 2012-01-10 | 2016-03-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐溶接割れ性と耐スラリー腐食摩耗性に優れた溶接鋼管およびその製造方法 |
| JP5375981B2 (ja) | 2012-01-10 | 2013-12-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐溶接割れ性に優れた耐摩耗溶接鋼管およびその製造方法 |
| DE102017110631A1 (de) | 2017-05-16 | 2018-11-22 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten Stahlrohrs, verschleißfestes Stahlrohr und Verwendung eines solchen Stahlrohrs |
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| CA753036A (en) * | 1967-02-21 | J. Thielsch Helmut | Weld joint and method for making the same | |
| DE1783028B1 (de) * | 1968-09-20 | 1973-08-23 | Huettenwerk Oberhausen Ag | Verwendung von unlegierten und niedriglegierten baustaehlen fuer geschweisste konstruktionen |
| JPS5257011A (en) * | 1975-11-07 | 1977-05-11 | Nippon Steel Corp | Material for welding of low susceptibility to weld crack and the proce ss for production |
| JPS5614127A (en) * | 1979-07-16 | 1981-02-10 | Toshiba Corp | Rotor-temperature detector |
| JPS5789426A (en) * | 1980-11-19 | 1982-06-03 | Nippon Steel Corp | Manufacture of high-hardness and wear resistant steel having excellent weldability |
| JPS58151425A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 低温靭性の優れた高耐食性クラツド鋼管の製造方法 |
| JPS6176615A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-19 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐摩耗鋼の製造方法 |
| JPS62103344A (ja) * | 1985-07-25 | 1987-05-13 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 低温割れおよび高温割れ感受性が低く、靭性に優れ且つ溶接継手部のクリ−プ強度が高い９％クロム系耐熱鋼 |
| JPH0674487B2 (ja) * | 1986-11-28 | 1994-09-21 | 新日本製鐵株式会社 | 耐サワ−性の優れた高靱性電縫鋼管 |
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| JPH0639656B2 (ja) * | 1990-02-02 | 1994-05-25 | 新日本製鐵株式会社 | 加工性および溶接性に優れた耐摩耗複合鋼板 |
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| GB2259881B (en) * | 1991-08-30 | 1994-07-20 | Nippon Kokan Kk | Method for gas-shield arc welding of a pipe and weld wire for use in the welding method |
| GB2259040B (en) * | 1991-08-30 | 1994-11-16 | Kobe Steel Ltd | A girth-welding process for a pipe and a high cellulose type coated electrode |
| JPH05171264A (ja) * | 1991-12-18 | 1993-07-09 | Nippon Steel Corp | 耐火・耐候性に優れた複層型溶接鋼管の製造方法 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP5227087A patent/JP2924592B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-22 US US08/142,249 patent/US5397654A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107186383A (zh) * | 2017-07-29 | 2017-09-22 | 安徽华众焊业有限公司 | 一种铝硅药芯焊丝 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5397654A (en) | 1995-03-14 |
| JPH0790489A (ja) | 1995-04-04 |
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