JP3232040B2 - 高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法 - Google Patents
高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法Info
- Publication number
- JP3232040B2 JP3232040B2 JP04455798A JP4455798A JP3232040B2 JP 3232040 B2 JP3232040 B2 JP 3232040B2 JP 04455798 A JP04455798 A JP 04455798A JP 4455798 A JP4455798 A JP 4455798A JP 3232040 B2 JP3232040 B2 JP 3232040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon steel
- pipe
- electric resistance
- steel
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電縫溶接時の高温
割れを抑制して製品歩留の低下の少ない高加工性機械構
造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法に関する。
割れを抑制して製品歩留の低下の少ない高加工性機械構
造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械構造用高炭素鋼は、炭素量が多くな
るほど強度が上昇するが、伸びが低下すると共に、連続
鋳造時にＰの中心偏析が多くなる傾向がある。連続鋳造
した鋳片のＰ偏析部は、特に１０００℃以上の熱間加工
性が著しく低下する。このため、高炭素鋼熱延コイルを
素材として電縫鋼管を製造する際には、電縫溶接部は１
０００℃以上の温度で加工を受けるため、Ｐが濃化した
中心偏析部がコイルエッジに存在していると、電縫溶接
時に溶接点でメタルフローの上下方向に剪断が生じ、融
点の低い中心偏析部で高温割れが生じ、フッククラック
の原因となる。
るほど強度が上昇するが、伸びが低下すると共に、連続
鋳造時にＰの中心偏析が多くなる傾向がある。連続鋳造
した鋳片のＰ偏析部は、特に１０００℃以上の熱間加工
性が著しく低下する。このため、高炭素鋼熱延コイルを
素材として電縫鋼管を製造する際には、電縫溶接部は１
０００℃以上の温度で加工を受けるため、Ｐが濃化した
中心偏析部がコイルエッジに存在していると、電縫溶接
時に溶接点でメタルフローの上下方向に剪断が生じ、融
点の低い中心偏析部で高温割れが生じ、フッククラック
の原因となる。
【０００３】上記１０００℃以上の熱間での加工度は、
肉厚が厚いほど大きく、このため肉厚が厚いほどフック
クラックが多くなる。このフッククラックは、超音波探
傷試験での不良原因となって製品歩留を悪化させ、また
後工程での加工性をも著しく阻害する。このため、従来
の高炭素鋼熱延コイルは、電縫溶接が困難であり、出来
たとしても肉厚２〜３ｍｍ以下の薄肉材しかできなかっ
た。
肉厚が厚いほど大きく、このため肉厚が厚いほどフック
クラックが多くなる。このフッククラックは、超音波探
傷試験での不良原因となって製品歩留を悪化させ、また
後工程での加工性をも著しく阻害する。このため、従来
の高炭素鋼熱延コイルは、電縫溶接が困難であり、出来
たとしても肉厚２〜３ｍｍ以下の薄肉材しかできなかっ
た。
【０００４】一般に高周波溶接により製造される電縫鋼
管は、導体中の高周波電流が導体表面に集中する表皮効
果およびオープンパイプ両エッジ部の電流がほぼ平行で
逆方向のため、高周波電流がもつ近接効果によって電流
がエッジ端面に集中し、オープンパイプのエッジ近傍を
効率的に加熱して電縫溶接することができる。しかし、
この方法では、両エッジ近傍を局部的に加熱するもので
あるから、溶接部を急熱急冷することとなり、溶接部で
マルテンサイト変態が発生して焼入れ組織を生じ易くな
る。高周波溶接では、特に炭素量が多くなるほど、この
傾向が助長され、溶接部の硬度が高くなる。
管は、導体中の高周波電流が導体表面に集中する表皮効
果およびオープンパイプ両エッジ部の電流がほぼ平行で
逆方向のため、高周波電流がもつ近接効果によって電流
がエッジ端面に集中し、オープンパイプのエッジ近傍を
効率的に加熱して電縫溶接することができる。しかし、
この方法では、両エッジ近傍を局部的に加熱するもので
あるから、溶接部を急熱急冷することとなり、溶接部で
マルテンサイト変態が発生して焼入れ組織を生じ易くな
る。高周波溶接では、特に炭素量が多くなるほど、この
傾向が助長され、溶接部の硬度が高くなる。
【０００５】高炭素鋼の電縫鋼管は、溶接部が著しく硬
化していると、溶接後の切断時の衝撃によって溶接部が
脆化割れしたり、外径調整のためにリダクションをかけ
た時に溶接部に横割れが生じることがある。これを解決
するためには、溶接後に溶接部をシームアニーラにより
再加熱したのち、徐冷することによりマルテンサイト組
織をフェライト・パーライト組織に改善し、母材なみの
硬度に低減する必要がある。しかし、溶接部をシームア
ニーラにより再加熱後徐冷するには、設備費やエネルギ
ーコストが高くなり、製管速度も低下するため、比較的
製管速度の大きい小径サイズの電縫鋼管を製造する際に
シームアニールを適用するのは不適当である。
化していると、溶接後の切断時の衝撃によって溶接部が
脆化割れしたり、外径調整のためにリダクションをかけ
た時に溶接部に横割れが生じることがある。これを解決
するためには、溶接後に溶接部をシームアニーラにより
再加熱したのち、徐冷することによりマルテンサイト組
織をフェライト・パーライト組織に改善し、母材なみの
硬度に低減する必要がある。しかし、溶接部をシームア
ニーラにより再加熱後徐冷するには、設備費やエネルギ
ーコストが高くなり、製管速度も低下するため、比較的
製管速度の大きい小径サイズの電縫鋼管を製造する際に
シームアニールを適用するのは不適当である。
【０００６】高炭素鋼電縫鋼管の製造方法としては、
Ｃ：０．４〜０．８％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、
Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：
０．０３５％以下、Ａｌ：０．０３５％以下、残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物からなる高炭素鋼において、Ｍ
ｏ：０．０５〜０．１５％を添加することによって、１
０００℃以上での加工性を大幅に改善した素材を用いる
高炭素鋼電縫鋼管（特開平４−２６３０３９号公報）が
提案されている。
Ｃ：０．４〜０．８％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、
Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：
０．０３５％以下、Ａｌ：０．０３５％以下、残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物からなる高炭素鋼において、Ｍ
ｏ：０．０５〜０．１５％を添加することによって、１
０００℃以上での加工性を大幅に改善した素材を用いる
高炭素鋼電縫鋼管（特開平４−２６３０３９号公報）が
提案されている。
【０００７】また、Ｃ当量：０．５５以上を含有する溶
接部の硬化が著しい鋼の電気抵抗溶接に当たり、前記鋼
によって特定される連続冷却変態線図（以下「ＣＣＴ線
図」という）上空冷域ではベイナイトを析出する冷却速
度を設定し、周波数６０〜７０Ｈｚの溶接電流を用いて
溶接する方法（特公昭５９−４８７０９号公報）が提案
されている。
接部の硬化が著しい鋼の電気抵抗溶接に当たり、前記鋼
によって特定される連続冷却変態線図（以下「ＣＣＴ線
図」という）上空冷域ではベイナイトを析出する冷却速
度を設定し、周波数６０〜７０Ｈｚの溶接電流を用いて
溶接する方法（特公昭５９−４８７０９号公報）が提案
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−２６３
０３９号公報に開示のＭｏ添加高炭素鋼電縫鋼管は、高
価なＭｏ合金を使用しても、Ｍｏ添加のみでは非金属介
在物の中心偏析が解消されないため、溶接時に高温割れ
を起こし、超音波探傷での製品歩留が低いという問題点
を有している。
０３９号公報に開示のＭｏ添加高炭素鋼電縫鋼管は、高
価なＭｏ合金を使用しても、Ｍｏ添加のみでは非金属介
在物の中心偏析が解消されないため、溶接時に高温割れ
を起こし、超音波探傷での製品歩留が低いという問題点
を有している。
【０００９】また、特公昭５９−４８７０９号公報に開
示の鋼によって特定されるＣＣＴ線図上空冷域ではベイ
ナイトを析出する冷却速度を設定し、周波数６０〜７０
Ｈｚの溶接電流を用いて溶接する方法は、肉厚変化に対
して電流効率が悪く、電力消費量が増加すると共に、溶
接部硬度の低減改善にも限界があるという問題点を有し
ている。
示の鋼によって特定されるＣＣＴ線図上空冷域ではベイ
ナイトを析出する冷却速度を設定し、周波数６０〜７０
Ｈｚの溶接電流を用いて溶接する方法は、肉厚変化に対
して電流効率が悪く、電力消費量が増加すると共に、溶
接部硬度の低減改善にも限界があるという問題点を有し
ている。
【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、高炭素鋼におけるＰの中心偏析が軽減されて熱間
加工性の軽減された素材を用い、電縫溶接時にオープン
パイプの両エッジ部を広幅に予熱したのち本溶接するこ
とによって、溶接部の硬度を低減して高温割れや脆化割
れを抑制し、超音波探傷試験の歩留低下を防止できる高
加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法を提供す
ることにある。
消し、高炭素鋼におけるＰの中心偏析が軽減されて熱間
加工性の軽減された素材を用い、電縫溶接時にオープン
パイプの両エッジ部を広幅に予熱したのち本溶接するこ
とによって、溶接部の硬度を低減して高温割れや脆化割
れを抑制し、超音波探傷試験の歩留低下を防止できる高
加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の高加
工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法は、Ｃ：
０．３０〜０．６０％、Ｐ：０．０１２％以下を含有す
る高炭素鋼を連続鋳造した中心偏析部のＰ濃度が［Ｐ］
≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋０．２４４｝を満足す
る高炭素鋼スラブを、熱間圧延して得た高炭素鋼熱延コ
イルを素材とし、成形ロール群により円筒状に連続成形
したオープンパイプの両エッジ部を予熱したのち電縫溶
接し、溶接部を空冷することとしている。また、本発明
の請求項２では、オープンパイプの両エッジ部を、幅２
〜４ｍｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することとし
ている。
工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法は、Ｃ：
０．３０〜０．６０％、Ｐ：０．０１２％以下を含有す
る高炭素鋼を連続鋳造した中心偏析部のＰ濃度が［Ｐ］
≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋０．２４４｝を満足す
る高炭素鋼スラブを、熱間圧延して得た高炭素鋼熱延コ
イルを素材とし、成形ロール群により円筒状に連続成形
したオープンパイプの両エッジ部を予熱したのち電縫溶
接し、溶接部を空冷することとしている。また、本発明
の請求項２では、オープンパイプの両エッジ部を、幅２
〜４ｍｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することとし
ている。
【００１２】このように、Ｃ：０．３０〜０．６０％、
Ｐ：０．０１２％以下を含有する高炭素鋼を連続鋳造し
た中心偏析部のＰ濃度が［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝を満足する高炭素鋼スラブを、
熱間圧延して得た高炭素鋼熱延コイルを素材とすること
によって、鋼中のＰの中心偏析が軽減されて電縫溶接時
における高温割れを抑制できる。また、成形ロール群に
より円筒状に連続成形したオープンパイプの両エッジ部
を予熱したのち電縫溶接し、溶接部を空冷することによ
って、大入熱電縫溶接を行なうことができ、溶接後の溶
接部の冷却速度を緩やかにすることができ、溶接部にマ
ルテンサイト組織は生じることなく、ベイナイトやフェ
ライトまたはパーライト組織が生じる。このため、溶接
部と溶接熱影響部の硬度は、低下して母材硬度に近くな
り、製管中の横切れや溶接部脆化割れを防止することが
でき、フッククラックに起因する超音波探析試験におけ
る歩留低下を防止できると共に、鋼管がバルジ成形など
の加工を受ける場合に、溶接部での変形量を母材部と同
程度とすることができる。また、オープンパイプの両エ
ッジ部を予熱するので、入熱量を鋼種や板厚によって制
御できるため、過剰な電力消費を避けることができる。
Ｐ：０．０１２％以下を含有する高炭素鋼を連続鋳造し
た中心偏析部のＰ濃度が［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝を満足する高炭素鋼スラブを、
熱間圧延して得た高炭素鋼熱延コイルを素材とすること
によって、鋼中のＰの中心偏析が軽減されて電縫溶接時
における高温割れを抑制できる。また、成形ロール群に
より円筒状に連続成形したオープンパイプの両エッジ部
を予熱したのち電縫溶接し、溶接部を空冷することによ
って、大入熱電縫溶接を行なうことができ、溶接後の溶
接部の冷却速度を緩やかにすることができ、溶接部にマ
ルテンサイト組織は生じることなく、ベイナイトやフェ
ライトまたはパーライト組織が生じる。このため、溶接
部と溶接熱影響部の硬度は、低下して母材硬度に近くな
り、製管中の横切れや溶接部脆化割れを防止することが
でき、フッククラックに起因する超音波探析試験におけ
る歩留低下を防止できると共に、鋼管がバルジ成形など
の加工を受ける場合に、溶接部での変形量を母材部と同
程度とすることができる。また、オープンパイプの両エ
ッジ部を予熱するので、入熱量を鋼種や板厚によって制
御できるため、過剰な電力消費を避けることができる。
【００１３】また、本発明の請求項２の高加工性機械構
造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法は、請求項１の方法に
おいて、オープンパイプの両エッジ部を、幅２〜４ｍ
ｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することとしてい
る。このように、オープンパイプの両エッジ部を、幅２
〜４ｍｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することによ
って、大入熱電縫溶接を行なうことができ、溶接後の溶
接部の冷却速度を緩やかにすることができ、溶接部にマ
ルテンサイト組織は生じることなく、ベイナイトやフェ
ライトまたはパーライト組織が生じるので、溶接部の硬
度が低下し、溶接部と溶接熱影響部の硬度が母材硬度に
近くなり、製管中の横切れや溶接部脆化割れを防止する
ことができる。
造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法は、請求項１の方法に
おいて、オープンパイプの両エッジ部を、幅２〜４ｍ
ｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することとしてい
る。このように、オープンパイプの両エッジ部を、幅２
〜４ｍｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することによ
って、大入熱電縫溶接を行なうことができ、溶接後の溶
接部の冷却速度を緩やかにすることができ、溶接部にマ
ルテンサイト組織は生じることなく、ベイナイトやフェ
ライトまたはパーライト組織が生じるので、溶接部の硬
度が低下し、溶接部と溶接熱影響部の硬度が母材硬度に
近くなり、製管中の横切れや溶接部脆化割れを防止する
ことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明において機械構造用高炭素
鋼の化学成分を限定したのは、下記の理由による。Ｃ
は、鋼の機械的強度を上昇させるために必要な元素であ
るが、０．３０％未満では機械構造用高炭素鋼電縫鋼管
としての機械的強度を確保できず、０．６０％を超える
と伸びが低下し、加工性が悪化してオープンパイプの成
形性、電縫鋼管の切断性が悪化するので、０．３０〜
０．６０％とした。
鋼の化学成分を限定したのは、下記の理由による。Ｃ
は、鋼の機械的強度を上昇させるために必要な元素であ
るが、０．３０％未満では機械構造用高炭素鋼電縫鋼管
としての機械的強度を確保できず、０．６０％を超える
と伸びが低下し、加工性が悪化してオープンパイプの成
形性、電縫鋼管の切断性が悪化するので、０．３０〜
０．６０％とした。
【００１５】Ｐは、粒界に析出すると粒界の結合力が弱
まり、バルジ加工する際に粒界脆化を生じることがある
ため、少ないほど好ましいが、脱燐処理費用との関係で
０．０１２％以下とし、かつ、鋼中のＰの偏析を抑制し
て電縫溶接時の高温割れを防止し、超音波探傷試験にお
ける歩留低下を防止するため、高炭素鋼スラブのＰ偏析
部のＰ濃度を［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋
０．２４４｝とした。
まり、バルジ加工する際に粒界脆化を生じることがある
ため、少ないほど好ましいが、脱燐処理費用との関係で
０．０１２％以下とし、かつ、鋼中のＰの偏析を抑制し
て電縫溶接時の高温割れを防止し、超音波探傷試験にお
ける歩留低下を防止するため、高炭素鋼スラブのＰ偏析
部のＰ濃度を［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋
０．２４４｝とした。
【００１６】Ｃ、Ｐ以外のＳｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ａｌについ
ては、ＪＩＳ Ｇ ３４４５に規定の機械構造用炭素鋼
鋼管の化学成分の規定を満足させればよい。
ては、ＪＩＳ Ｇ ３４４５に規定の機械構造用炭素鋼
鋼管の化学成分の規定を満足させればよい。
【００１７】本発明において高炭素鋼スラブのＰ偏析部
のＰ濃度を［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋０．
２４４｝とするには、連続鋳造時に電磁撹拌あるいは溶
鋼の過熱度を下げるなどして鋳込むことにより満足させ
ることができる。
のＰ濃度を［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋０．
２４４｝とするには、連続鋳造時に電磁撹拌あるいは溶
鋼の過熱度を下げるなどして鋳込むことにより満足させ
ることができる。
【００１８】本発明において高炭素鋼スラブのＰ偏析部
のＰ濃度を［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋０．
２４４｝としたのは、Ｃ：０．２０〜０．９５％、Ｐ：
０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、
Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ｓ：０．０３５％以下、Ａ
ｌ：０．０３５％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純
物からなる高炭素鋼スラブの偏析部から直径８ｍｍ、長
さ１４０ｍｍの試験片を切出し、ＪＩＳ Ｚ２２７２に
規定の金属材料の引張クリープ破断試験方法に準じて１
３００℃の引張クリープ破断試験を実施し、破断絞り
（ＲＡ）を下式により求めた。 ＲＡ＝｛（Ａ０−Ａ）／（Ａ０）｝×１００（％） ただし、ＲＡ：破断絞り、Ａ：試験片の破断面を注意し
て突き合わせて測定した最小断面積（ｍｍ2）、Ａ０：
原断面積（ｍｍ2） そして、鋼中のＣ（％）とＰ（％）と破断絞り（ＲＡ）
と粒界脆化発生との関係を図３に示すとおりプロット
し、高加工性を示す破断絞り（ＲＡ）＝８０％以上にお
ける粒界脆化発生有無の境界線を描き、粒界脆化発生の
ないＰ偏析部のＰ濃度とＣ（％）との関係を示す前記式
を求めた。
のＰ濃度を［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋０．
２４４｝としたのは、Ｃ：０．２０〜０．９５％、Ｐ：
０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、
Ｍｎ：０．３〜１．５％、Ｓ：０．０３５％以下、Ａ
ｌ：０．０３５％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純
物からなる高炭素鋼スラブの偏析部から直径８ｍｍ、長
さ１４０ｍｍの試験片を切出し、ＪＩＳ Ｚ２２７２に
規定の金属材料の引張クリープ破断試験方法に準じて１
３００℃の引張クリープ破断試験を実施し、破断絞り
（ＲＡ）を下式により求めた。 ＲＡ＝｛（Ａ０−Ａ）／（Ａ０）｝×１００（％） ただし、ＲＡ：破断絞り、Ａ：試験片の破断面を注意し
て突き合わせて測定した最小断面積（ｍｍ2）、Ａ０：
原断面積（ｍｍ2） そして、鋼中のＣ（％）とＰ（％）と破断絞り（ＲＡ）
と粒界脆化発生との関係を図３に示すとおりプロット
し、高加工性を示す破断絞り（ＲＡ）＝８０％以上にお
ける粒界脆化発生有無の境界線を描き、粒界脆化発生の
ないＰ偏析部のＰ濃度とＣ（％）との関係を示す前記式
を求めた。
【００１９】本発明において電縫溶接後の溶接部の冷却
を空冷としたのは、電縫溶接後の溶接部を水冷により急
冷すると、溶接部にマルテンサイト組織が生じて焼入れ
組織となって硬化するためである。
を空冷としたのは、電縫溶接後の溶接部を水冷により急
冷すると、溶接部にマルテンサイト組織が生じて焼入れ
組織となって硬化するためである。
【００２０】本発明において、成形ロール群で円筒状に
連続成形したオープンパイプの両エッジ部の予熱は、高
周波溶接機の直前に高周波予熱装置を配置して行なう。
一般に高周波加熱においては、周波数ｆを小さくしてい
くと、電流の浸透深さδ（δ＝５．０３√（ρ／ｆ・
μ）ｃｍ、ただし、μ：比透磁率、ρ：固有抵抗Ω・ｃ
ｍ、ｆ：周波数Ｈｚ）が大きくなり、加熱幅が広くなっ
て溶接部冷却特性が改善される傾向にある。したがっ
て、本発明において高炭素鋼熱延コイルを成形ロール群
で円筒状に連続成形したオープンパイプの両エッジ部の
予熱幅は、図４に示すとおり、予熱幅Ｗが２ｍｍ〜４ｍ
ｍとなるよう、管肉厚、外径、溶接速度等に対応して高
周波予熱装置の周波数を適正に選択すればよい。一般的
には、高周波予熱装置の周波数は、４０Ｈｚ〜６０Ｈｚ
の範囲から選択される。また、電縫溶接は、周波数２０
０〜４５０ＫＨｚの高周波溶接機により行なうのが一般
的である。
連続成形したオープンパイプの両エッジ部の予熱は、高
周波溶接機の直前に高周波予熱装置を配置して行なう。
一般に高周波加熱においては、周波数ｆを小さくしてい
くと、電流の浸透深さδ（δ＝５．０３√（ρ／ｆ・
μ）ｃｍ、ただし、μ：比透磁率、ρ：固有抵抗Ω・ｃ
ｍ、ｆ：周波数Ｈｚ）が大きくなり、加熱幅が広くなっ
て溶接部冷却特性が改善される傾向にある。したがっ
て、本発明において高炭素鋼熱延コイルを成形ロール群
で円筒状に連続成形したオープンパイプの両エッジ部の
予熱幅は、図４に示すとおり、予熱幅Ｗが２ｍｍ〜４ｍ
ｍとなるよう、管肉厚、外径、溶接速度等に対応して高
周波予熱装置の周波数を適正に選択すればよい。一般的
には、高周波予熱装置の周波数は、４０Ｈｚ〜６０Ｈｚ
の範囲から選択される。また、電縫溶接は、周波数２０
０〜４５０ＫＨｚの高周波溶接機により行なうのが一般
的である。
【００２１】なお、オープンパイプ両エッジ部の予熱幅
Ｗが２ｍｍ未満では、入熱が不十分で、溶接部の急熱急
冷が改善されず、また、４ｍｍを超えると、予熱効果が
変わらず、入熱量が多すぎて電縫溶接時に溶け落ちが生
じ、良好な溶接が困難であると共に、電力が無駄となる
ため、予熱幅は２ｍｍ〜４ｍｍとした。
Ｗが２ｍｍ未満では、入熱が不十分で、溶接部の急熱急
冷が改善されず、また、４ｍｍを超えると、予熱効果が
変わらず、入熱量が多すぎて電縫溶接時に溶け落ちが生
じ、良好な溶接が困難であると共に、電力が無駄となる
ため、予熱幅は２ｍｍ〜４ｍｍとした。
【００２２】本発明における高炭素鋼熱延コイルを成形
ロール群で円筒状に連続成形したオープンパイプの両エ
ッジ部の予熱は、８００℃未満では電縫溶接時の急冷を
防ぐ熱量として予熱不十分で、また、１０００℃を超え
ると電縫溶接時に溶け落ちが生じたり、メタルフロー形
成が悪く溶鋼排出が不十分となって溶接部品質が悪化す
るため、８００℃〜１０００℃とした。
ロール群で円筒状に連続成形したオープンパイプの両エ
ッジ部の予熱は、８００℃未満では電縫溶接時の急冷を
防ぐ熱量として予熱不十分で、また、１０００℃を超え
ると電縫溶接時に溶け落ちが生じたり、メタルフロー形
成が悪く溶鋼排出が不十分となって溶接部品質が悪化す
るため、８００℃〜１０００℃とした。
【００２３】
【実施例】表１に示す鋼Ｎｏ．１〜８の化学成分の高炭
素鋼を溶製したのち、電磁撹拌しながら連続鋳造してス
ラブとなし、それぞれのスラブについて、中心偏析部の
Ｐ濃度を測定すると共に、［Ｐ］＝｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝により［Ｐ］値を演算した。ま
た、各スラブは、通常の熱間圧延を行なって板厚５．０
ｍｍの熱延コイルとなし、各熱延コイルを素材として用
い、成形ロール群により円筒状に連続成形したオープン
パイプの両エッジ部を、高周波溶接機の直前に配置した
高周波予熱装置を用い、表２に示す予熱条件で予熱した
場合と、予熱しなかった場合のそれぞれについて、２８
０ＫＨｚの高周波電流を用いて電縫溶接したのち空冷
し、外径３８．１ｍｍ、肉厚５．０ｍｍの電縫鋼管を製
造した。得られた各電縫鋼管は、溶接部最高硬度と母材
部平均硬度との硬度差と製管歩留を求めた。また、各電
縫鋼管は、焼ならし熱処理、矯正処理を行なったのち、
超音波探傷試験を行ない、超音波探傷歩留を求めると共
に、トータル歩留を求めた。その結果を表４に示す。
素鋼を溶製したのち、電磁撹拌しながら連続鋳造してス
ラブとなし、それぞれのスラブについて、中心偏析部の
Ｐ濃度を測定すると共に、［Ｐ］＝｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝により［Ｐ］値を演算した。ま
た、各スラブは、通常の熱間圧延を行なって板厚５．０
ｍｍの熱延コイルとなし、各熱延コイルを素材として用
い、成形ロール群により円筒状に連続成形したオープン
パイプの両エッジ部を、高周波溶接機の直前に配置した
高周波予熱装置を用い、表２に示す予熱条件で予熱した
場合と、予熱しなかった場合のそれぞれについて、２８
０ＫＨｚの高周波電流を用いて電縫溶接したのち空冷
し、外径３８．１ｍｍ、肉厚５．０ｍｍの電縫鋼管を製
造した。得られた各電縫鋼管は、溶接部最高硬度と母材
部平均硬度との硬度差と製管歩留を求めた。また、各電
縫鋼管は、焼ならし熱処理、矯正処理を行なったのち、
超音波探傷試験を行ない、超音波探傷歩留を求めると共
に、トータル歩留を求めた。その結果を表４に示す。
【００２４】また、比較のため、表１に示す鋼Ｎｏ．９
〜１６の化学成分の高炭素鋼を溶製したのち、電磁撹拌
しながら、あるいは電磁撹拌することなく連続鋳造して
スラブとなし、それぞれのスラブについて、中心偏析部
のＰ濃度を測定すると共に、［Ｐ］＝｛−０．３２×
［Ｃ（％）］＋０．２４４｝により［Ｐ］値を演算し
た。また、各スラブは、通常の熱間圧延を行なって板厚
５．０ｍｍの熱延コイルとなし、各熱延コイルを素材と
して用い、成形ロール群により円筒状に連続成形したオ
ープンパイプの両エッジ部を、高周波溶接機の直前に配
置した高周波予熱装置を用い、表３に示す予熱条件で予
熱した場合と、予熱しなかった場合のそれぞれについ
て、２８０ＫＨｚの高周波電流を用いて電縫溶接したの
ち空冷し、外径３８．１ｍｍ、肉厚５．０ｍｍの電縫鋼
管を製造した。得られた各電縫鋼管は、溶接部最高硬度
と母材部平均硬度との硬度差と製管歩留を求めた。ま
た、各電縫鋼管は、焼ならし熱処理、矯正処理を行なっ
たのち、超音波探傷試験を行ない、超音波探傷歩留を求
めると共に、トータル歩留を求めた。その結果を表５に
示す。また、試験Ｎｏ．７と試験Ｎｏ．８の各電縫鋼管
の溶接部中央からの距離と高温ビッカース硬さ（ＨＶ
５）との関係を求めた。その結果を図１に示す。さら
に、取鍋内Ｐ値とトータル歩留との関係を求めた。その
結果を図２に示す。
〜１６の化学成分の高炭素鋼を溶製したのち、電磁撹拌
しながら、あるいは電磁撹拌することなく連続鋳造して
スラブとなし、それぞれのスラブについて、中心偏析部
のＰ濃度を測定すると共に、［Ｐ］＝｛−０．３２×
［Ｃ（％）］＋０．２４４｝により［Ｐ］値を演算し
た。また、各スラブは、通常の熱間圧延を行なって板厚
５．０ｍｍの熱延コイルとなし、各熱延コイルを素材と
して用い、成形ロール群により円筒状に連続成形したオ
ープンパイプの両エッジ部を、高周波溶接機の直前に配
置した高周波予熱装置を用い、表３に示す予熱条件で予
熱した場合と、予熱しなかった場合のそれぞれについ
て、２８０ＫＨｚの高周波電流を用いて電縫溶接したの
ち空冷し、外径３８．１ｍｍ、肉厚５．０ｍｍの電縫鋼
管を製造した。得られた各電縫鋼管は、溶接部最高硬度
と母材部平均硬度との硬度差と製管歩留を求めた。ま
た、各電縫鋼管は、焼ならし熱処理、矯正処理を行なっ
たのち、超音波探傷試験を行ない、超音波探傷歩留を求
めると共に、トータル歩留を求めた。その結果を表５に
示す。また、試験Ｎｏ．７と試験Ｎｏ．８の各電縫鋼管
の溶接部中央からの距離と高温ビッカース硬さ（ＨＶ
５）との関係を求めた。その結果を図１に示す。さら
に、取鍋内Ｐ値とトータル歩留との関係を求めた。その
結果を図２に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】表１、表２、表４に示すとおり、本発明鋼
の鋼Ｎｏ．１〜８を電磁撹拌しながら連続鋳造した場合
は、偏析部のＰ濃度は［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝となり、かつ、電縫溶接に先立
ち、オープンパイプの両エッジ部を予熱した場合の製管
歩留は１００％、超音波探傷歩留は９８．０％以上、ト
ータル歩留は９８．０％以上であった。しかし、電縫溶
接に先立ち、オープンパイプの両エッジ部を予熱しなか
った場合は、溶接部の硬度が上昇して製管時に溶接部脆
化割れが多発し、製管歩留は９３％以下、超音波探傷歩
留は電磁撹拌しながら連続鋳造した場合と大差がない
が、トータル歩留は９０％以下となっている。
の鋼Ｎｏ．１〜８を電磁撹拌しながら連続鋳造した場合
は、偏析部のＰ濃度は［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝となり、かつ、電縫溶接に先立
ち、オープンパイプの両エッジ部を予熱した場合の製管
歩留は１００％、超音波探傷歩留は９８．０％以上、ト
ータル歩留は９８．０％以上であった。しかし、電縫溶
接に先立ち、オープンパイプの両エッジ部を予熱しなか
った場合は、溶接部の硬度が上昇して製管時に溶接部脆
化割れが多発し、製管歩留は９３％以下、超音波探傷歩
留は電磁撹拌しながら連続鋳造した場合と大差がない
が、トータル歩留は９０％以下となっている。
【００３１】一方、表１、表３、表５に示すとおり、比
較鋼の鋼Ｎｏ．１０は、電磁撹拌しながら連続鋳造して
も、偏析部のＰ濃度は［Ｐ］＞｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝となっている。また、比較鋼の
鋼Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１〜１６を電磁撹拌なしで連続鋳
造した場合は、偏析部のＰ濃度は［Ｐ］＞｛−０．３２
×［Ｃ（％）］＋０．２４４｝となり、電縫溶接に先立
ち、オープンパイプの両エッジ部を予熱した場合の製管
歩留は１００％を示すものの、超音波探傷歩留は９５％
以下となり、トータル歩留はいずれも９５％以下であ
る。さらに、電縫溶接に先立ち、オープンパイプの両エ
ッジ部を予熱しなかった場合は、溶接部の硬度が上昇し
て製管時に溶接部脆化割れが多発し、製管歩留が９３％
以下となっている。
較鋼の鋼Ｎｏ．１０は、電磁撹拌しながら連続鋳造して
も、偏析部のＰ濃度は［Ｐ］＞｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝となっている。また、比較鋼の
鋼Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１〜１６を電磁撹拌なしで連続鋳
造した場合は、偏析部のＰ濃度は［Ｐ］＞｛−０．３２
×［Ｃ（％）］＋０．２４４｝となり、電縫溶接に先立
ち、オープンパイプの両エッジ部を予熱した場合の製管
歩留は１００％を示すものの、超音波探傷歩留は９５％
以下となり、トータル歩留はいずれも９５％以下であ
る。さらに、電縫溶接に先立ち、オープンパイプの両エ
ッジ部を予熱しなかった場合は、溶接部の硬度が上昇し
て製管時に溶接部脆化割れが多発し、製管歩留が９３％
以下となっている。
【００３２】
【発明の効果】本発明の高加工性機械構造用高炭素鋼電
縫鋼管の製造方法は、Ｃ：０．３０〜０．６０％、Ｐ：
０．０１２％以下を含有する高炭素鋼を連続鋳造した中
心偏析部のＰ濃度が［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝を満足する高炭素鋼スラブを、
熱間圧延して得た高炭素鋼熱延コイルを素材とし、成形
ロール群により円筒状に連続成形したオープンパイプの
両エッジ部２〜４ｍｍを８００〜１０００℃に予熱した
のち電縫溶接し、溶接部を空冷することによって、Ｐの
中心偏析が軽減されて電縫溶接時における高温割れが抑
制されると共に、溶接部ならびに溶接熱影響部の急熱急
冷が抑制され、溶接部硬度が母材部の硬度に近くなり、
溶接時の高温割れや溶接部の脆化割れ、横切りが抑制さ
れ、製品歩留の低下を防止することができる。また、バ
ルジ加工を行なう場合は、溶接部での割れを防止するこ
とができる。
縫鋼管の製造方法は、Ｃ：０．３０〜０．６０％、Ｐ：
０．０１２％以下を含有する高炭素鋼を連続鋳造した中
心偏析部のＰ濃度が［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ
（％）］＋０．２４４｝を満足する高炭素鋼スラブを、
熱間圧延して得た高炭素鋼熱延コイルを素材とし、成形
ロール群により円筒状に連続成形したオープンパイプの
両エッジ部２〜４ｍｍを８００〜１０００℃に予熱した
のち電縫溶接し、溶接部を空冷することによって、Ｐの
中心偏析が軽減されて電縫溶接時における高温割れが抑
制されると共に、溶接部ならびに溶接熱影響部の急熱急
冷が抑制され、溶接部硬度が母材部の硬度に近くなり、
溶接時の高温割れや溶接部の脆化割れ、横切りが抑制さ
れ、製品歩留の低下を防止することができる。また、バ
ルジ加工を行なう場合は、溶接部での割れを防止するこ
とができる。
【図１】実施例におけるオープンパイプの両エッジ部の
予熱有の場合と予熱なしの場合の溶接部中央からの距離
と硬度（ＨＶ５）との関係を示すグラフである。
予熱有の場合と予熱なしの場合の溶接部中央からの距離
と硬度（ＨＶ５）との関係を示すグラフである。
【図２】実施例における取鍋内Ｐ値と鋳造条件、電縫溶
接時の予熱の有無と電縫鋼管のトータル歩留との関係を
示すグラフである。
接時の予熱の有無と電縫鋼管のトータル歩留との関係を
示すグラフである。
【図３】鋼中のＣ（％）とＰ（％）と破断絞り（ＲＡ）
と粒界脆化発生有無との関係を示すグラフである。
と粒界脆化発生有無との関係を示すグラフである。
【図４】オープンパイプ両エッジ部の予熱幅の説明図で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21C 37/00 - 43/04 C22C 38/00
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．３０〜０．６０％、Ｐ：０．０
１２％以下を含有する高炭素鋼を連続鋳造した中心偏析
部のＰ濃度が［Ｐ］≦｛−０．３２×［Ｃ（％）］＋
０．２４４｝を満足する高炭素鋼スラブを、熱間圧延し
て得た高炭素鋼熱延コイルを素材とし、成形ロール群に
より円筒状に連続成形したオープンパイプの両エッジ部
を予熱したのち電縫溶接し、溶接部を空冷することを特
徴とする高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方
法。 - 【請求項２】 オープンパイプの両エッジ部を、幅２〜
４ｍｍ、温度８００〜１０００℃に予熱することを特徴
とする請求項１記載の高加工性機械構造用高炭素鋼電縫
鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04455798A JP3232040B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04455798A JP3232040B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226634A JPH11226634A (ja) | 1999-08-24 |
| JP3232040B2 true JP3232040B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=12694811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04455798A Expired - Fee Related JP3232040B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232040B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013214680A1 (de) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Mahle International Gmbh | Wälzgelagerte Welle |
| JP5867474B2 (ja) | 2013-09-25 | 2016-02-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電縫溶接部の信頼性に優れた高炭素電縫溶接鋼管の製造方法 |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP04455798A patent/JP3232040B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11226634A (ja) | 1999-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2305850B1 (en) | High-strength thick steel products excellent in toughness and weldability, high-strength ultra-thick h shape steel and processes for manufacturing both | |
| EP3042976B1 (en) | Steel sheet for thick-walled high-strength line pipe having exceptional corrosion resistance, crush resistance properties, and low-temperature ductility, and line pipe | |
| EP1375681B1 (en) | High-strength high-toughness steel , method for producing the same and method for producing high-strength high-toughness steel pipe | |
| JP3888333B2 (ja) | 高強度鋼材及びその製造方法 | |
| US20090320965A1 (en) | UOE steel pipe excellent in collapse strength and method of production thereof | |
| JP3344308B2 (ja) | 超高強度ラインパイプ用鋼板およびその製造法 | |
| US10081042B2 (en) | Electric resistance welded steel pipe excellent in weld zone and method of production of same | |
| CN113302315B (zh) | 热轧钢板和焊接接头、以及它们的制造方法 | |
| US20240026999A1 (en) | Electric resistance welded steel pipe and method for manufacturing the same | |
| JP2008189987A (ja) | テーラードブランク用熱延鋼板およびテーラードブランク | |
| JP4341395B2 (ja) | 大入熱溶接用高張力鋼と溶接金属 | |
| JP3232040B2 (ja) | 高加工性機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法 | |
| JPH06184636A (ja) | 溶接性の優れた高強度高靭性シームレス鋼管の製造法 | |
| JP2013129885A (ja) | 脆性亀裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板の製造方法 | |
| JPH06172858A (ja) | 耐ｓｓｃ性の優れた高強度高靭性シームレス鋼管の製造法 | |
| JP2004218081A (ja) | 高張力鋼板の製造方法 | |
| JP5589335B2 (ja) | 高靭性鋼の製造方法 | |
| JPWO2019180957A1 (ja) | 圧延ｈ形鋼及びその製造方法 | |
| JP5070866B2 (ja) | 熱延鋼板およびスポット溶接部材 | |
| RU2201972C2 (ru) | Способ производства штрипсов из низколегированной стали | |
| JP4043004B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性の優れた高強度、高靭性中空鍛造品の製造法および中空鍛造品 | |
| JP3242040B2 (ja) | 機械構造用高炭素鋼電縫鋼管の製造方法 | |
| JP3473589B2 (ja) | 電縫鋼管およびその製造方法 | |
| JPH07286213A (ja) | Ｄｗｔｔ特性の良好な厚手ホットコイルの製造方法 | |
| JPH05295480A (ja) | 電子ビーム溶接部の靱性に優れた溶接構造用厚鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010816 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080914 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |