JP4772486B2 - 低温用高強度鋼管 - Google Patents
低温用高強度鋼管 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4772486B2 JP4772486B2 JP2005353209A JP2005353209A JP4772486B2 JP 4772486 B2 JP4772486 B2 JP 4772486B2 JP 2005353209 A JP2005353209 A JP 2005353209A JP 2005353209 A JP2005353209 A JP 2005353209A JP 4772486 B2 JP4772486 B2 JP 4772486B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel pipe
- haz
- oxide
- toughness
- 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
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Description
例えば、CNGをシリンダータンクに−29℃の低温、13MPaの高圧で格納することによりタンクの重量を大幅に削減して効率的な輸送を可能とするアイデアが出されている。このシリンダータンクに使用される鋼管として、大径(42インチ以上)、厚肉(19mm以上)でAPI規格X80以上の高強度が要求されるとともに、−30℃という低温での優れた溶接部の靭性が要求されている。特に鋼管をシリンダータンク、いわゆる圧力容器として使用することからCTOD(Crack Tip Opening Displacement)試験によって評価される、優れた脆性破壊発生特性が要求される。
「NKK技報」No.138(1992)、pp.24〜31 The 7th offshore Mechanics Arctic Engineering (1988), volume V, pp.179〜185 「鉄と鋼」第65巻第8号、昭和54年6月発行、1232頁
(1)質量%で、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.001〜0.005%、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.030%、 Al:0.001〜0.010%、
Mg:0.0001〜0.0050%、 N :0.001〜0.006%、
O :0.001〜0.005%
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、MgとAlからなる酸化物を内包す
る0.01〜0.5μmのTiNが10000個/mm2 以上含有し、かつ酸化物と硫化物が複合した形態で0.3質量%以上のMnを含有する0.5〜10μmの粒子が10個/mm2 以上含有する母材と、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.005%以下、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.03%、 B :0.0015〜0.0050%、
Al:0.05%以下、 N :0.001〜0.01%、
O :0.015〜0.045%
を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる溶接金属部を有する鋼管において、長手方向に内外面から1層ずつ溶接した鋼管における溶接熱影響部の旧オーステナイト粒径が150μm以下であり、溶融線から150μm以内の溶接熱影響部の旧オーステナイト粒界にボロンが存在すると共に、溶接部における脆性破壊特性である−30℃でのCTOD値が0.58mm以上、−40℃でのシャルピー吸収エネルギー値が114J以上であることを特徴とする620MPa以上900MPa未満の引張強度を有する低温用高強度鋼管。
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.001〜0.005%、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.030%、 Al:0.001〜0.010%、
Mg:0.0001〜0.0050%、N :0.001〜0.006%、
O :0.001〜0.005%
を含有し、さらに
Ni:0.1〜1.0%、 Cu:0.1〜1.2%、
Cr:0.1〜1.0%、 Mo:0.1〜1.0%、
V :0.01〜0.1%、 Ca:0.0005〜0.0050%
の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、MgとAlか
らなる酸化物を内包する0.01〜0.5μmのTiNが10000個/mm2 以上含有し、かつ酸化物と硫化物が複合した形態で0.3質量%以上のMnを含有する0.5〜10μmの粒子が10個/mm2 以上含有する母材と、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.005%以下、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.03%、 B :0.0015〜0.0050%、
Al:0.05%以下、 N :0.001〜0.01%、
O :0.015〜0.045%
を含有し、さらに
Ni:0.1〜2.0%、 Cu:0.1〜2.0%、
Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.1〜1.5%、
V :0.01〜0.1%、 Mg:0.0001〜0.0050%、
Ca:0.0005〜0.0050%
の1種または2種以上を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる溶接金属部を有す
る鋼管において、長手方向に内外面から1層ずつ溶接した鋼管における溶接熱影響部の旧オーステナイト粒径が150μm以下であり、溶融線から150μm以内の溶接熱影響部の旧オーステナイト粒界にボロンが存在すると共に、溶接部における脆性破壊特性である−30℃でのCTOD値が0.58mm以上、−40℃でのシャルピー吸収エネルギー値が114J以上であることを特徴とする620MPa以上900MPa未満の引張強度を有する低温用高強度鋼管。
本発明の特徴は、低C―Nb−Ti系にMg、NおよびO量を厳格に制限し、かつMg
とAlからなる酸化物を内包する微細な炭窒化物、および酸化物と硫化物からなる複合物
とを含有させた母材部、低C−Mn−Ni−Cr−Mo−B系の溶接金属部、さらにはHAZの旧オーステナイト粒径が150μm以下であり、溶融線から150μm以内の旧オーステナイト粒界に固溶Bが存在するHAZから構成される溶接鋼管において良好なHAZ靭性を有する高強度鋼管にある。
性が劣化する傾向にある。靭性に有害なM−Aの悪影響を排除するためにはHAZの結晶
粒を徹底的に微細化しなければならない。そこで、HAZにおけるオーステナイト(γ)粒を150μm以下まで抑制する技術とともに、γ粒内からIGFを生成させる技術の複合効果によりHAZの結晶粒を微細化することが可能となる。
そこで、MgとAlから成る酸化物を内包する0.01〜0.5μmのTiNを10000個/mm2 以上含有させる必要がある。さらに、このTiNを生成させるためには0.0001%以上のMgを添加する必要がある。Mg添加量が多すぎるとMg系酸化物が増加し、低温靱性を劣化させるので、その上限を0.0050%に限定した。
合体の個数、サイズおよび組成を制御することにより、HAZにおいてもIGFが生成し、HAZ組織が微細化され、HAZ靭性が改善されることを見出した。
酸化物上にMn含有硫化物を複合析出させるための条件を探索した結果、酸化物中のMn含有量が重要である。Mn含有硫化物が複合するときの酸化物中には10%以上のMgが含有している。
一方、硫化物が複合せず単独として存在する酸化物中のMg含有量は10%未満である。すなわち、0.5〜10μmの酸化物中に10%以上のMgを含有させることで、Mn含有硫化物を安定的に複合析出させることが可能である。この結果として、酸化物と硫化物が複合した形態で0.3%以上のMnを含有する0.5〜10μmのIGF変態核を10個/mm2 以上確保することが可能となる。なお、酸化物中のMn量はEMPA(Electron Probe Micro Analyzer )によって測定される。
酸化物・硫化物の複合体におけるMn量が0.3%未満の場合、十分なIGF生成機能が得られず、HAZ組織は微細化しない。
なお、溶融線から150μm以内のγ粒界に偏析するBはα線トラックエッチング(A
TE)法により確認できる。母材には意図的にBを含有させていないので、溶融線から1
50μm以内のγ粒界に偏析するBは溶接金属からの拡散によるものと推定される。
以上述べたように、620MPa以上900MPa未満の引張強度を有する低温でのH
AZ靭性に優れた溶接鋼管を見出し、本発明に至った。
量を厳格に制限し、かつMgとAlからなる酸化物を内包する微細な炭窒化物、および酸
化物と硫化物からなる複合物とを含有させた620MPa以上で900MPa未満の引張
強度を有する母材部と、低C−Mn−Ni−Cr−Mo−B系で620MPa以上で90
0MPa未満の引張強度を有する溶接金属部と、さらにはHAZの旧オーステナイト粒径が150μm以下であり溶融線から150ミクロン以内の旧オーステナイト粒界に固溶Bが存在するHAZから構成される溶接鋼管にある。
Cは母材とHAZの強度を確保するために、0.03%以上の添加が必要である。しかし、0.10%を超えると母材およびHAZの靭性が低下するとともに溶接性が劣化するので、0.10%を上限とした。
ミクロ組織を微細化して、母材及びHAZの低温靭性を改善し、本発明において必須の元
素である。この効果を発揮させるためには0.005%以上の添加が必要である。また、
多すぎるとTiNの粗大化やTiCによる析出硬化が生じ、低温靭性を劣化させるので、
上限を0.03%に限定した。
Zの低温靭性を向上させる。このために必要な最小量は0.001%である。しかし、N
量が多すぎるとスラブ表面疵や固溶NによるHAZ靭性の劣化の原因となるので、上限は
0.006%に抑える必要がある。
基本成分にさらにこれらの元素を添加する主たる目的は、本発明鋼の特徴を損なうことなく、強度・低温靭性などの特性の向上をはかるためである。したがってその添加量は自ら制限されるべき性質のものである。
収エネルギーの増加など)させるほか、耐サワー性の向上にも著しい効果を発揮する。0
.0005%未満ではその効果が薄く、また0.005%を超えて添加するとCaO−C
aSが大量に生成してクラスター、大型介在物となり、鋼の清浄度を害するだけでなく、
現地溶接性にも悪影響を及ぼす。このためCa添加量を0.0005〜0.0050%に
制限した。
溶接金属の高温割れを防止するために、C量は0.03%以上必要である。0.03%未満では溶接後、凝固する過程でδ凝固が起こり、高温割れが発生するためである。しかしC量が0.10%を超えると、溶接金属の低温靭性が劣化するため、上限を0.10%とした。
内の旧γ粒界に固溶Bとして存在することにより、粒界の焼入れ性を増加させ微細な組織
を形成して良好な低温靭性が得られる。さらに溶接後の冷却中にHAZに拡散し、溶融線から150μm以内のγ粒界に固溶Bとして偏析し、HAZの組織微細化にも寄与する。このような効果を得るためには、Bは最低でも0.0015%必要である。一方、過剰に添加すると、低温靭性を劣化させるだけでなく、かえってBの焼入性向上効果を消失せしめることもあるので、その上限を0.0050%とした。
基本となる成分にさらに、必要に応じてこれらの元素を添加する主たる目的は、本発明鋼の優れた特徴を損なうことなく、溶接金属の強度・低温靭性などの特性の向上を図るためである。したがって、その添加量は自ら制限されるべき性質のものである。
転炉−連続鋳造法で種々の鋼成分の鋼片から製造された鋼板を用いて鋼管を製造し、諸性質を調査した。鋼管溶接部の低温靭性は内外面の1層のサブマージドアーク溶接を実施した後、シャルピー試験片およびCTOD試験片を用いて評価した。ノッチ位置は溶接金属中央及びHAZ(溶接金属とHAZが50%ずつ含まれる)とした。
鋼17は溶接金属のC量が多すぎるため、溶接金属の低温靭性が劣る。鋼18はMgとAlからなる酸化物を内包する0.01〜0.5μmのTiN、すなわちピン止め粒子の個数が少ないため、HAZ靭性が劣る。鋼19は酸化物と硫化物が複合した形態で0.3%以上のMnを含有する0.5〜10μmの粒子、すなわちIGF変態核の個数が少ないため、HAZ靭性が劣る。
鋼20はMgとAlからなる酸化物を内包する0.01〜0.5μmのTiN、すなわちピン止め粒子の個数が少なく、鋼管溶接部のHAZにおけるγ粒径が150μmを超えるためにHAZ靭性が劣る。鋼21は溶接金属のB量が少なく、鋼管溶接部の溶融線から150μm以内のγ粒界にBが偏析していないためにHAZ靭性が劣る。
Claims (2)
- 質量%で、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.001〜0.005%、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.030%、 Al:0.001〜0.010%、
Mg:0.0001〜0.0050%、 N :0.001〜0.006%、
O :0.001〜0.005%
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、MgとAlからなる酸化物を内包す
る0.01〜0.5μmのTiNが10000個/mm2 以上含有し、かつ酸化物と硫化物が複合した形態で0.3質量%以上のMnを含有する0.5〜10μmの粒子が10個/mm2 以上含有する母材と、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.005%以下、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.03%、 B :0.0015〜0.0050%、
Al:0.05%以下、 N :0.001〜0.01%、
O :0.015〜0.045%
を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる溶接金属部を有する鋼管において、長手方向に内外面から1層ずつ溶接した鋼管における溶接熱影響部の旧オーステナイト粒径が150μm以下であり、溶融線から150μm以内の溶接熱影響部の旧オーステナイト粒界にボロンが存在すると共に、溶接部における脆性破壊特性である−30℃でのCTOD値が0.58mm以上、−40℃でのシャルピー吸収エネルギー値が114J以上であることを特徴とする620MPa以上900MPa未満の引張強度を有する低温用高強度鋼管。 - 質量%で、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.001〜0.005%、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.030%、 Al:0.001〜0.010%、
Mg:0.0001〜0.0050%、 N :0.001〜0.006%、
O :0.001〜0.005%
を含有し、さらに
Ni:0.1〜1.0%、 Cu:0.1〜1.2%、
Cr:0.1〜1.0%、 Mo:0.1〜1.0%、
V :0.01〜0.1%、 Ca:0.0005〜0.0050%
の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、MgとAlか
らなる酸化物を内包する0.01〜0.5μmのTiNが10000個/mm2 以上含有し、かつ酸化物と硫化物が複合した形態で0.3質量%以上のMnを含有する0.5〜10μmの粒子が10個/mm2 以上含有する母材と、
C :0.03〜0.10%、 Si:0.6%以下、
Mn:0.8〜2.5%、 P :0.015%以下、
S :0.005%以下、 Nb:0.005〜0.05%、
Ti:0.005〜0.03%、 B :0.0015〜0.0050%、
Al:0.05%以下、 N :0.001〜0.01%、
O :0.015〜0.045%
を含有し、さらに
Ni:0.1〜2.0%、 Cu:0.1〜2.0%、
Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.1〜1.5%、
V :0.01〜0.1%、 Mg:0.0001〜0.0050%、
Ca:0.0005〜0.0050%
の1種または2種以上を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる溶接金属部を有す
る鋼管において、長手方向に内外面から1層ずつ溶接した鋼管における溶接熱影響部の旧オーステナイト粒径が150μm以下であり、溶融線から150μm以内の溶接熱影響部の旧オーステナイト粒界にボロンが存在すると共に、溶接部における脆性破壊特性である−30℃でのCTOD値が0.58mm以上、−40℃でのシャルピー吸収エネルギー値が114J以上であることを特徴とする620MPa以上900MPa未満の引張強度を有する低温高強度用鋼管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005353209A JP4772486B2 (ja) | 2005-04-26 | 2005-12-07 | 低温用高強度鋼管 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005128421 | 2005-04-26 | ||
JP2005128421 | 2005-04-26 | ||
JP2005353209A JP4772486B2 (ja) | 2005-04-26 | 2005-12-07 | 低温用高強度鋼管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006328523A JP2006328523A (ja) | 2006-12-07 |
JP4772486B2 true JP4772486B2 (ja) | 2011-09-14 |
Family
ID=37550516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005353209A Expired - Fee Related JP4772486B2 (ja) | 2005-04-26 | 2005-12-07 | 低温用高強度鋼管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4772486B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4853575B2 (ja) | 2009-02-06 | 2012-01-11 | Jfeスチール株式会社 | 耐座屈性能及び溶接熱影響部靭性に優れた低温用高強度鋼管およびその製造方法 |
JP2013078775A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Jfe Steel Corp | 溶接熱影響部靱性に優れた溶接鋼管およびその製造方法 |
CN103521549B (zh) * | 2013-10-07 | 2015-09-16 | 宝鸡石油钢管有限责任公司 | 一种x100高钢级大口径厚壁直缝埋弧焊管的制造方法 |
KR101696025B1 (ko) | 2014-08-21 | 2017-01-13 | 주식회사 포스코 | 충격인성이 우수한 용접이음부 및 그 제조 방법 |
CN105014208A (zh) * | 2015-08-06 | 2015-11-04 | 山东能源重型装备制造集团有限责任公司 | 一种900MPa级高强钢的焊接方法 |
CN106694609A (zh) * | 2015-11-16 | 2017-05-24 | 宝鸡石油钢管有限责任公司 | 一种X80级Φ1422mm直缝埋弧焊管制造方法 |
JP2017106107A (ja) | 2015-12-04 | 2017-06-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接熱影響部の低温靭性劣化および溶接熱影響部の硬さを抑制した高降伏強度を有する非調質鋼板 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001303191A (ja) * | 2000-04-19 | 2001-10-31 | Nippon Steel Corp | 溶接部haz靱性に優れた超高強度ラインパイプ鋼管とその製造方法 |
JP4116817B2 (ja) * | 2002-05-16 | 2008-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | 低温靭性と変形能に優れた高強度鋼管および鋼管用鋼板の製造法 |
JP4116857B2 (ja) * | 2002-10-02 | 2008-07-09 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接部靭性および変形能に優れた高強度鋼管 |
-
2005
- 2005-12-07 JP JP2005353209A patent/JP4772486B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006328523A (ja) | 2006-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2427663C2 (ru) | Высокопрочная толстостенная сварная стальная труба для трубопровода с превосходной низкотемпературной вязкостью и способ ее изготовления | |
US10023946B2 (en) | Thick steel sheet having excellent CTOD properties in multilayer welded joints, and manufacturing method for thick steel sheet | |
JP5146198B2 (ja) | 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
JP4772486B2 (ja) | 低温用高強度鋼管 | |
JP5900312B2 (ja) | 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
WO2017183719A1 (ja) | 高張力鋼および海洋構造物 | |
JP4585483B2 (ja) | 溶接部靭性と変形能に優れた高強度鋼管および高強度鋼板の製造方法 | |
WO2007105752A1 (ja) | サブマージアーク溶接用鋼板 | |
JPWO2011148754A1 (ja) | 厚鋼板の製造方法 | |
JP2011074403A (ja) | 大入熱溶接用鋼 | |
TWI589708B (zh) | 高熱輸入熔接用鋼材 | |
JP2011074447A (ja) | 大入熱溶接熱影響部の靭性に優れた高強度鋼 | |
JP5076939B2 (ja) | 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
JP4116857B2 (ja) | 溶接部靭性および変形能に優れた高強度鋼管 | |
JP5920542B2 (ja) | 溶接継手 | |
JP4276576B2 (ja) | 大入熱溶接熱影響部靭性に優れた厚手高強度鋼板 | |
JP5146043B2 (ja) | 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
JP4116817B2 (ja) | 低温靭性と変形能に優れた高強度鋼管および鋼管用鋼板の製造法 | |
JP2003306749A (ja) | 変形能に優れた高強度鋼管及び鋼管用鋼板の製造法 | |
JP3785376B2 (ja) | 溶接熱影響部靭性及び変形能に優れた鋼管及び鋼管用鋼板の製造法 | |
JP4964480B2 (ja) | 溶接部の靱性に優れた高強度鋼管及びその製造方法 | |
JP3745722B2 (ja) | 変形能及び溶接部靭性に優れた高強度鋼管及び高強度鋼板の製造法 | |
JP2002371338A (ja) | レーザー溶接部の靭性に優れた鋼 | |
JPH11264048A (ja) | 溶接部靱性の優れた高強度鋼板 | |
JP5343486B2 (ja) | 大入熱溶接用鋼材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100311 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100512 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110614 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110622 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4772486 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |