JPH073330A - Production of high tensile strength and high toughness bent tube excellent in corrosion resistance - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To regulate the carbon equivalent of a bent tube into low one and impart excellent HIC resistance and SSCC resistance thereto by subjecting a straight pipe of low C-low alloy steel having specified chemical components to bending in a specified temp. range and next executing hardening and tempering treatment. CONSTITUTION:A straight pipe is formed by using low alloy steel having a compsn. contg., by weight, 0.02 to 0.08% C, 0.05 to 0.5% Si, 0.8 to 2.0% Mn, 0.01 to 0.06% Nb, 0.005 to 0.05% Ti, 0.01 to 0.06% Al, 0.002 to 0.01% N and 0.001 to 0.005% Ca, in which P and S as impurities are respectively limited to <=0.015% and <=0.002%, and the balance Fe. This straight pipe is heated to the AC3 point-1050 deg.C, is subjected to bending, is immediately subjected to hardening treatment and is then subjected to tempering treatment in the range of 250 to 500 deg.C. The compsn. of this steel is incorporated with at least one kind from among <=0.5% Cu, <=1.0% Ni, <=0.3% Cr, <=0.3% Mo and <=0.1% V according to need.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水素誘起割れ（ＨＩ
Ｃ）や硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣＣ）の生じにくい耐
蝕性に優れた高張力高靱性曲がり管の製造方法に関す
る。The present invention relates to hydrogen-induced cracking (HI
The present invention relates to a method for producing a high-strength, high-toughness bent pipe excellent in corrosion resistance in which C) and sulfide stress corrosion cracking (SSCC) hardly occur.

【０００２】[0002]

【従来の技術】石油や天然ガスを輸送する手段としてパ
イプラインが用いられている。パイプライン用鋼材とし
ては、通常ＡＰＩ規格に規定されているＸ８０グレード
までの強度と、−１０℃以下でのＤＷＴＴ特性が要求さ
れるため、シャルピー衝撃試験における破面遷移温度ｖ
Ｔｒｓで−６０℃以下の低温靭性を確保する必要があ
る。また、輸送流体である原油や天然ガス中に硫化水素
を含む場合には、上記強度及び靭性のみならず、ＨＩＣ
やＳＳＣＣの生じにくい耐食性をも考慮した鋼材が要求
される。2. Description of the Related Art Pipelines are used as means for transporting oil and natural gas. As a steel material for pipelines, strength up to X80 grade, which is usually specified in API standards, and DWTT characteristics at −10 ° C. or lower are required, so the fracture surface transition temperature v in the Charpy impact test
It is necessary to secure a low temperature toughness of -60 ° C or lower in Trs. In addition, when hydrogen sulfide is contained in crude oil or natural gas as a transport fluid, not only the strength and toughness described above but also HIC
Steel materials that take into account the corrosion resistance that does not easily cause SSCC or SSCC are required.

【０００３】パイプラインには、直管部分のほか輸送方
向を変化させたり、直管部分の温度変化による膨張収縮
を吸収するための曲がり管の部分もあり、直管部分のみ
ならず曲がり管部分に対しても強度及び靭性、並びに耐
食性に優れた鋼材が要求されている。In addition to the straight pipe portion, the pipeline also has a bent pipe portion for changing the transportation direction and absorbing expansion and contraction due to temperature change of the straight pipe portion, and not only the straight pipe portion but also the bent pipe portion. However, a steel material excellent in strength, toughness, and corrosion resistance is required.

【０００４】従来、これらの曲がり管は、直管を連続的
に誘導加熱曲げ加工装置に押し入れ、加熱コイル内を通
して加熱しながら曲げる方法、又は、軸方向に沿って曲
がった半円筒形状の鋼板２つを溶接により接合する方法
等により製造されている。Conventionally, these bent pipes are formed by continuously pushing a straight pipe into an induction heating bending apparatus and bending it while heating it through a heating coil, or by bending it in the axial direction into a semi-cylindrical steel plate 2. It is manufactured by a method of joining two by welding.

【０００５】これらの場合、加工後の熱処理として、Ａ
ＰＩ ５Ｌ規格Ｘ５２以上の鋼種については特開昭６２
−１５１５４号公報、特開平４−１５４９１３号公報に
記載されているように、曲げ加工後焼入れ処理（Ｑ）と
４５０〜６５０℃の温度で焼戻し処理（Ｔ）を行なう
か、又は、特公昭６３−７６５２５号公報に記載されて
いるように、焼入れのままで製造されている。In these cases, as a heat treatment after processing, A
For steel grades of PI 5L standard X52 or higher, see JP-A-62
As described in JP-A-15154 and JP-A-4-154913, quenching treatment (Q) after bending and tempering treatment (T) at a temperature of 450 to 650 ° C. are performed, or JP-B-63 As described in Japanese Patent Publication No. -76525, it is manufactured by quenching.

【０００６】ところが、特開昭６２−１５１５４号公報
に記載されているように、焼き入れ後、５５０〜６５０
℃の温度で焼戻し処理を行なうと、耐食性は優れるもの
の、矯正試験片において高い降伏応力（ＹＳ）が得られ
ず、さらにＹＳが低い割にＤＷＴＴ特性を含めた低温靭
性が劣るという問題がある。また、特開平４−１５４９
１３号公報に記載されているように、焼入れ処理及び４
５０〜６００℃の温度での焼戻し処理によってＢを含有
した鋼からなる曲がり管を得ると、強度及び耐食性は優
れるものの、低温靭性及び溶接性が劣るといった問題が
ある。However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-15154, 550 to 650 after quenching.
When the tempering treatment is performed at a temperature of ° C, although the corrosion resistance is excellent, a high yield stress (YS) cannot be obtained in the straightened test piece, and further, the low temperature toughness including DWTT characteristics is inferior despite the low YS. In addition, JP-A-4-1549
As described in Japanese Patent No. 13, a quenching treatment and 4
When a bent pipe made of steel containing B is obtained by a tempering treatment at a temperature of 50 to 600 ° C., the strength and corrosion resistance are excellent, but the low temperature toughness and weldability are inferior.

【０００７】一方、特公昭６３−７６５２５号公報に記
載されているように、焼入れ処理のままで製造されてい
る曲がり管は、低炭素量、低炭素当量で高い引張強度
（ＴＳ）が得られるが、降伏点が現れないため、降伏応
力（ＹＳ）が低い。従って、所望のＹＳを得るためには
ＴＳを高くしなければならず、その場合には硬さが上昇
して耐食性が劣る場合があるという問題がある。以上の
ように、従来の方法では、耐食性、強度、低温靭性の要
求を全て満たす曲がり管を製造することは困難であっ
た。On the other hand, as described in Japanese Patent Publication No. Sho 63-76525, the bent pipe manufactured by the quenching treatment has a low carbon content and a high tensile strength (TS) at a low carbon equivalent. However, since the yield point does not appear, the yield stress (YS) is low. Therefore, in order to obtain the desired YS, it is necessary to increase the TS, and in that case, there is a problem in that the hardness increases and the corrosion resistance may deteriorate. As described above, according to the conventional method, it is difficult to manufacture a bent pipe that satisfies all the requirements of corrosion resistance, strength, and low temperature toughness.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、低炭素量、低炭素当量で
耐食性に優れた高張力高靭性曲がり管の製造方法を提供
することを目的とする。具体的には、ＡＰＩ ５Ｌ規格
Ｘ６０〜Ｘ７０グレードを満たす強度、及びｖＴｒｓ≦
−６０℃、ＤＷＴＴの８５％ＳＡＴＴ≦−１０℃なる低
温靭性を示しつつ、耐ＨＩＣ性、耐ＳＳＣＣ性に優れた
曲がり管の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a high-strength, high-toughness bent pipe having a low carbon content, a low carbon equivalent and excellent corrosion resistance. To aim. Specifically, strength satisfying API 5L standard X60 to X70 grade, and vTrs ≤
It is an object of the present invention to provide a method for producing a bent pipe having excellent HIC resistance and SSCC resistance while exhibiting low temperature toughness of -60 ° C and 85% SATT ≤ -10 ° C of DWTT.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】本願発明者ら
は、上述した従来の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、炭素当量を低くした特定組成の低合金鋼を、原
則としてＡｃ₃ 以上に加熱して曲げ加工を行ない直ちに
焼入れし、その後２５０〜５００℃という従来よりも低
い温度で焼き戻すことによって、耐食性に優れた高張力
高靭性を有する曲がり管を得ることができることを見出
した。本発明は本願発明者らのこのような知見に基づい
て完成されたものであって、第１に、重量％で、Ｃ：
０．０２〜０．０８％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍ
ｎ：０．８〜２．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０６％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ａｌ：０．０１〜０．
０６％、Ｎ：０．００２〜０．０１％、Ｃａ：０．００
１〜０．００５％を含有し、不純物としてのＰ、Ｓを夫
々、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００２％以下に制
限し、残部鉄及びその他の不可避的不純物からなる低合
金鋼で形成された直管を、Ａｃ₃ 点以上、１０５０℃以
下の温度範囲に加熱して曲げ加工を行い、その直後に焼
き入れ処理を施し、次いで、２５０〜５００℃の温度範
囲で焼き戻すことを特徴とする耐食性に優れた高張力高
靭性曲がり管の製造方法であり、第２に、重量％で、
Ｃ：０．０２〜０．０８％、Ｓｉ：０．０５〜０．５
％、Ｍｎ：０．８〜２．０％、Ｎｂ：０．０１〜０．０
６％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ａｌ：０．０１
〜０．０６％、Ｎ：０．００２〜０．０１％、Ｃａ：
０．００１〜０．００５％を含有し、さらに、Ｃｕ：
０．５％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：０．３％以
下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｖ：０．１％以下のうち少な
くとも１種を含有し、不純物としてのＰ、Ｓを夫々、
Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００２％以下に制限
し、残部鉄及びその他の不可避的不純物からなる低合金
鋼で形成された直管を、Ａｃ₃ 点以上、１０５０℃以下
の温度範囲に加熱して曲げ加工を行い、その直後に焼き
入れ処理を施し、次いで、２５０〜５００℃の温度範囲
で焼き戻すことを特徴とする耐食性に優れた高張力高靭
性曲がり管の製造方法である。As a result of intensive studies to solve the above-mentioned conventional problems, the inventors of the present invention have found that a low alloy steel of a specific composition with a low carbon equivalent is, in principle, Ac. It was found that a bent pipe having high tensile strength and high toughness with excellent corrosion resistance can be obtained by heating to ₃ or more, bending, quenching immediately, and then tempering at a lower temperature of 250 to 500 ° C than before. It was The present invention has been completed based on such findings of the inventors of the present application. Firstly, C:
0.02-0.08%, Si: 0.05-0.5%, M
n: 0.8 to 2.0%, Nb: 0.01 to 0.06%,
Ti: 0.005-0.05%, Al: 0.01-0.
06%, N: 0.002-0.01%, Ca: 0.00
1 to 0.005%, P and S as impurities are limited to P: 0.015% or less and S: 0.002% or less, respectively, and a low alloy containing the balance iron and other unavoidable impurities. A straight pipe made of steel is heated to a temperature range of Ac ₃ points or higher and 1050 ° C or lower to be bent, immediately after that, a quenching treatment is performed, and then tempered in a temperature range of 250 to 500 ° C. A second aspect of the present invention is a method for producing a high-strength, high-toughness bent pipe having excellent corrosion resistance, which is characterized by:
C: 0.02 to 0.08%, Si: 0.05 to 0.5
%, Mn: 0.8 to 2.0%, Nb: 0.01 to 0.0
6%, Ti: 0.005 to 0.05%, Al: 0.01
~ 0.06%, N: 0.002-0.01%, Ca:
0.001 to 0.005%, and further Cu:
0.5% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 0.3% or less, Mo: 0.3% or less, V: 0.1% or less, and P as an impurity. , S respectively
P: 0.015% or less, S: 0.002% or less, and a straight pipe formed of a low alloy steel consisting of the balance iron and other unavoidable impurities, at a temperature of Ac ₃ points or more and 1050 ° C or less. A method for producing a high-strength, high-toughness bent pipe excellent in corrosion resistance, which is characterized in that heating is performed in a range to perform bending, quenching is performed immediately after that, and then tempering is performed in a temperature range of 250 to 500 ° C. is there.

【００１０】本発明においてこのような構成をとる理由
は以下のとおりである。なお、以下の説明において元素
の量を示す％表示は全て重量％である。 （１）低合金鋼のＣ量を０．０８％以下にし、かつＮｂ
等を添加することにより、焼入れ組織を細粒のベイナイ
トもしくはベイナイトとフェライトの混合組織とする。
なお、Ｃ量の低下による強度の低下はＭｎまたは前述の
合金成分の増加により補う。また、Ｃ量を０．０８％以
下とするのは、後述する図１から明らかな通り、ｖＴｒ
ｓを−６０℃以下とするためであり、また、０．０８％
を超えると、後述する焼戻し処理を施しても島状マルテ
ンサイトなどの硬化組織が消失しない場合があり、その
硬化組織がＨＩＣの起点となるためである。The reason why such a configuration is adopted in the present invention is as follows. In the following description, all percentages indicating the amounts of elements are% by weight. (1) C content of low alloy steel is 0.08% or less, and Nb
And the like make the quenching structure a fine grain bainite or a mixed structure of bainite and ferrite.
Note that the decrease in strength due to the decrease in the amount of C is compensated by the increase in Mn or the above alloy components. In addition, the amount of C is set to 0.08% or less as shown in FIG.
This is because s is set to -60 ° C or less, and 0.08%
If it exceeds, the hardened structure such as island martensite may not disappear even if the tempering treatment described later is performed, and the hardened structure becomes a starting point of HIC.

【００１１】（２）直管として用いる低合金鋼のＡｃ₃
点以上の温度に加熱し、その温度において管を曲げ加工
し、直ちに急冷してその強度を向上させる。 （３）最後に、２５０〜５００℃の温度で焼き戻すと、
ベイナイト中の島状マルテンサイトが分解して硬さが低
下し、耐ＨＩＣ性、耐ＳＳＣＣ性が向上すると共に、Ｙ
Ｓび低温靱性が向上する。(2) Ac _{3 which is a} low alloy steel used as a straight pipe
Heat to a temperature above the point, bend the tube at that temperature and immediately quench to improve its strength. (3) Finally, when tempering at a temperature of 250 to 500 ° C.,
Island-like martensite in bainite is decomposed to reduce hardness, improve HIC resistance and SSCC resistance, and Y
S and low temperature toughness are improved.

【００１２】以下、具体的に説明する。図１は、Ｃ−Ｍ
ｎ−Ｎｂ−Ｖ−Ｔｉ系の厚さ２５ｍｍの鋼材における焼
入れ処理と焼入れ焼戻し処理後のＹＳ、ＴＳ、ｖＴｒｓ
に及ぼすＣ量の影響を示した。なお、焼入れ焼戻し処理
後のものについては、耐ＨＩＣ性、耐ＳＳＣＣ性につい
ても示した。A detailed description will be given below. Figure 1 shows CM
YS, TS, vTrs after quenching treatment and quenching and tempering treatment on an n-Nb-V-Ti-based steel material having a thickness of 25 mm
The effect of the amount of C on C. The HIC resistance and SSCC resistance after the quenching and tempering treatment are also shown.

【００１３】焼入れ処理条件は、加熱温度を１０３０℃
とし、その後８００℃から４００℃までの平均冷却速度
１０℃／ｓｅｃとし、焼戻し処理条件は、加熱温度４０
０℃で３０分間保持し、その後空冷とした。The quenching condition is that the heating temperature is 1030 ° C.
Then, the average cooling rate from 800 ° C. to 400 ° C. was 10 ° C./sec, and the tempering treatment condition was a heating temperature of 40 ° C.
It was kept at 0 ° C. for 30 minutes and then air-cooled.

【００１４】ＨＩＣ試験は、２種類の溶液で行った。一
つはＮＡＣＥ ＴＭ０２−８４に準拠したｐＨ４．８〜
５．４のいわゆるＢＰ溶液であり、他はＮＡＣＥ ＴＭ
０１−７７に準拠したｐＨ３．０〜４．０のいわゆるＮ
ＡＣＥ溶液である。試験条件は、いずれの溶液において
もＮＡＣＥ ＴＭ０２−８４に従った。また、ＳＳＣＣ
試験については、ＮＡＣＥ ＴＭ０１−７７に準拠し、
Ｘ６０グレードの規格下限降伏応力（ＳＭＹＳ）の８０
％に相当する応力３３．８kgf ／mm² を負荷して７２０
時間浸漬し、破断の有無を調査した。The HIC test was carried out with two types of solutions. One is pH 4.8 based on NACE TM02-84.
5.4 so-called BP solution, others NACE ™
So-called N having a pH of 3.0 to 4.0 according to 01-77
It is an ACE solution. The test conditions were in accordance with NACE TM02-84 in all the solutions. Also, SSCC
Regarding the test, according to NACE TM01-77,
X60 grade standard lower limit yield stress (SMYS) of 80
720 by applying a stress equivalent to 33.8 kgf / mm ²
It was immersed for a period of time and examined for breakage.

【００１５】図１から明らかなように、４００℃の焼戻
処理を行なうことにより、焼入れ処理のままよりもＹＳ
とｖＴｒｓが向上している。また、Ｃ量を下げることに
より４００℃という低温での焼戻し処理後に優れた低温
靱性、耐ＨＩＣ性、耐ＳＳＣＣ性を得ることができる。As is apparent from FIG. 1, by performing the tempering treatment at 400.degree.
And vTrs have improved. Further, by reducing the C content, excellent low temperature toughness, HIC resistance, and SSCC resistance can be obtained after tempering at a low temperature of 400 ° C.

【００１６】図２は、図１に示したＣ０．０５％鋼につ
いて、焼き入れ後種々の温度で焼戻したときの強度、靱
性、耐ＨＩＣ性、耐ＳＳＣＣ性を示す。なお、鋼成分は
０．３３％Ｓｉ−１．５％Ｍｎ−０．０３６％Ｎｂ−
０．０６５％Ｖ−０．０１２％Ｔｉ−０．０２８％Ａｌ
−０．００３５％Ｎである。熱処理として、１０３０℃
に加熱後、８００℃から４００℃間の平均冷却速度１０
℃／ｓｅｃで焼入れ処理を行ない、焼戻し処理は２００
℃から６５０℃までの種々の温度で３０分間保持し、そ
の後空冷した。FIG. 2 shows the strength, toughness, HIC resistance, and SSCC resistance of the C0.05% steel shown in FIG. 1 when tempered at various temperatures after quenching. The steel composition is 0.33% Si-1.5% Mn-0.036% Nb-.
0.065% V-0.012% Ti-0.028% Al
-0.0035% N. As heat treatment, 1030 ℃
After heating to 80 ℃, the average cooling rate between 800 ℃ and 400 ℃ is 10
Quenching at ℃ / sec, tempering at 200
The temperature was kept at various temperatures from 0 ° C to 650 ° C for 30 minutes, followed by air cooling.

【００１７】図２から明らかなとおり、ＹＳ、耐ＳＳＣ
Ｃ性は２５０℃以上の焼戻し温度で向上し、ＹＳは５５
０℃以上でＮｂ，Ｖの炭窒化物の析出によって大幅に上
昇している。As is clear from FIG. 2, YS and SSC resistant
C property improves at tempering temperature of 250 ° C or higher, and YS is 55
At 0 ° C. or higher, the precipitation of Nb and V carbonitrides significantly increases.

【００１８】一方、靱性は、５００℃までは温度の上昇
とともに向上するが、５００℃を超えると炭窒化物の析
出により劣化する。特に、ＤＷＴＴの８５％ＳＡＴＴ特
性はその傾向が著しく、５５０℃以上では焼入れのまま
と同等か、もしくはさらに高温側となる。On the other hand, the toughness improves as the temperature rises up to 500 ° C., but if it exceeds 500 ° C., it deteriorates due to the precipitation of carbonitrides. In particular, the tendency of the 85% SATT characteristic of DWTT is remarkable, and at 550 ° C. or higher, it is equivalent to the as-quenched state, or becomes higher temperature side.

【００１９】以上のように、低Ｃ量の低合金鋼において
は、焼戻し温度を５００℃以下とすることによって、耐
食性に優れ、かつ、従来の焼入れ処理のままや、焼入れ
後６００℃付近の温度で焼戻す場合よりも良好な強度と
低温靱性のバランスが得られる。As described above, in a low alloy steel with a low C content, by setting the tempering temperature to 500 ° C. or less, the corrosion resistance is excellent, and the temperature is about 600 ° C. after the quenching process or after the conventional quenching treatment. A good balance between strength and low temperature toughness can be obtained as compared with the case of tempering.

【００２０】しかし、図１に示すようにＣ量を低下させ
ることにより靱性及び耐食性は向上するものの、強度は
低下する。そこで、本発明では、強度を向上させるため
Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖなどの元素を必要な量添加する。However, as shown in FIG. 1, although the toughness and corrosion resistance are improved by reducing the C content, the strength is reduced. Therefore, in the present invention, necessary amounts of elements such as Mn, Cr, Mo and V are added to improve the strength.

【００２１】図３はＣ量が０．０８％以下で厚さ２５ｍ
ｍの鋼板について、焼入れままと焼き入れ後４００℃で
焼戻したときの炭素当量ＣｅｑとＴＳ，ｖＴｒｓとの関
係を示した図である。ここで、Ｃｅｑは以下の式で表わ
される。FIG. 3 shows that the amount of C is 0.08% or less and the thickness is 25 m.
It is a figure showing the relation between carbon equivalent Ceq and TS, vTrs when tempering at 400 ° C after quenching about the steel plate of m. Here, Ceq is represented by the following formula.

【００２２】Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／
１５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５ この図３から、Ｃ量が低下しても他の元素を添加するこ
とによりＣｅｑを一定以上にすれば必要な強度を維持す
ることができることがわかる。Ceq = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) /
15+ (Cr + Mo + V) / 5 From this FIG. 3, it can be seen that the required strength can be maintained if the Ceq is kept above a certain level by adding other elements even if the C content decreases.

【００２３】次に、本発明の鋼の成分範囲を上述のよう
に規定した理由について説明する。Ｃ量は０．０２〜
０．０８％の範囲に規定される。Ｃは、図１に示す通
り、０．０８％を超えると、（１）４００℃で焼戻をし
てもｖＴｒｓ−６０℃以上となり、６００℃で焼戻しさ
れる従来の曲がり管よりも高い低温靱性が得られないこ
と、（２）焼戻し処理を施しても島状マルテンサイトな
どの硬化組織が消失しない場合があり、その硬化組織が
ＨＩＣの起点となること、などの不都合がある。従っ
て、Ｃ量の上限を０．０８％とした。Next, the reason why the composition range of the steel of the present invention is defined as described above will be explained. C amount is 0.02-
It is specified in the range of 0.08%. As shown in FIG. 1, when C exceeds 0.08%, (1) it becomes vTrs−60 ° C. or higher even if tempered at 400 ° C., which is higher than the conventional bent pipe tempered at 600 ° C. There are inconveniences such as the lack of toughness, and (2) the hardening structure such as island martensite may not disappear even after the tempering treatment, and the hardening structure serves as the starting point of HIC. Therefore, the upper limit of the amount of C is set to 0.08%.

【００２４】一方、下限については、Ｃ量が低いほど強
度が下がるので、その分他の元素を補充しなければなら
なくなるので、経済的な観点から０．０２％とした。Ｓ
ｉ量は０．０５〜０．５％の範囲に規定される。On the other hand, the lower limit is 0.02% from an economical point of view because the lower the amount of C is, the lower the strength is, so that other elements must be supplemented accordingly. S
The i amount is specified in the range of 0.05 to 0.5%.

【００２５】Ｓｉは脱酸効果を有する元素であり、その
効果を得るために０．０５％以上であることが必要であ
る。しかし、その量が０．５％を超えると、焼戻し処理
後も島状マルテンサイトが残存し、耐ＨＩＣ性及び靭性
の向上が望めない。従って、その上限を０．５％とし
た。Si is an element having a deoxidizing effect, and it is necessary that the Si content be 0.05% or more in order to obtain the effect. However, if the amount exceeds 0.5%, island martensite remains after the tempering treatment, and improvement in HIC resistance and toughness cannot be expected. Therefore, the upper limit is set to 0.5%.

【００２６】Ｍｎ量は０．８〜２％の範囲に規定され
る。Ｍｎは、Ｃに次いで有効な強化元素であり、所望の
強度を確保するためには少なくとも０．８％以上添加す
る必要がある。しかし、過度に添加すると靱性と溶接性
に悪影響をあたえると共に、ミクロ偏析が顕著となり、
耐ＨＩＣ性を害するので、その上限をこれらの悪影響を
及ぼさない限界である２．０％に規定した。The amount of Mn is specified in the range of 0.8 to 2%. Mn is an effective strengthening element next to C, and it is necessary to add at least 0.8% or more in order to secure desired strength. However, if added excessively, the toughness and weldability are adversely affected, and the microsegregation becomes remarkable,
Since the HIC resistance is impaired, its upper limit is set to 2.0%, which is the limit at which these adverse effects are not exerted.

【００２７】Ｎｂ量は０．０１〜０．０６％の範囲に規
定される。Ｎｂは炭窒化物を形成し、焼入れ加熱時の粒
成長を抑制し、靱性の向上をもたらすとともに、オース
テナイト粒に適度に固溶すると焼入れ性を向上させ、強
度を確保する。従って、強度確保の観点から０．０１％
以上は必要であるが、０．０６％を超えると溶接性を低
下させるだけでなく、固溶Ｎｂ量の増加によって靱性を
劣化させるため、上限を０．０６％とした。The amount of Nb is specified in the range of 0.01 to 0.06%. Nb forms carbonitrides, suppresses grain growth during quenching and heating, and improves toughness. When it forms an appropriate solid solution with austenite grains, Nb improves quenchability and secures strength. Therefore, from the viewpoint of securing strength, 0.01%
The above is necessary, but if it exceeds 0.06%, not only the weldability is deteriorated, but also the toughness is deteriorated due to an increase in the amount of solute Nb, so the upper limit was made 0.06%.

【００２８】Ｔｉ量は０．００５〜０．０５％に規定さ
れる。Ｔｉは、窒化物として焼入れ加熱時の粒成長を抑
制し、靭性向上に寄与するが、０．００５％未満ではそ
の効果が小さい。一方、０．０５％を超えるとその効果
が飽和するとともに、靱性及び溶接性を害するので、上
限を０．０５％とした。The amount of Ti is specified to be 0.005 to 0.05%. Ti suppresses grain growth during quenching and heating as a nitride and contributes to improvement of toughness, but if less than 0.005%, its effect is small. On the other hand, if it exceeds 0.05%, the effect is saturated and the toughness and weldability are impaired, so the upper limit was made 0.05%.

【００２９】Ａｌ量は０．０１〜０．０６％の範囲に規
定される。Ａｌは脱酸材として有効な元素であり、ま
た、ＡｌＮとして析出して焼入れ加熱時に粒成長を抑制
し、靭性向上に寄与するが、これらの効果を得るために
は０．０１％以上添加する必要がある。しかし、０．０
６％を超えると靭性を害するだけでなく、鋳塊の表面疵
を多発させるので、上限を０．０６％とした。The amount of Al is specified in the range of 0.01 to 0.06%. Al is an element effective as a deoxidizing agent, and is precipitated as AlN to suppress grain growth during quenching and heating and contributes to the improvement of toughness. To obtain these effects, 0.01% or more is added. There is a need. But 0.0
If it exceeds 6%, not only the toughness is impaired but also surface defects of the ingot occur frequently, so the upper limit was made 0.06%.

【００３０】Ｎ量は０．００２〜０．０１％の範囲に規
定される。Ｎは、ＴｉＮ、ＡｌＮとして析出して、焼入
れ加熱時に粒成長を抑制し、もって靭性向上に寄与する
が、その効果を発揮するためには０．００２％以上は必
要である。しかし、その量が０．０１％を超えると、特
に溶接部の靱性が損なわれるため、上限を０．０１％と
した。The amount of N is specified in the range of 0.002 to 0.01%. N precipitates as TiN and AlN and suppresses grain growth during quenching and heating, thus contributing to improvement of toughness, but 0.002% or more is necessary to exert the effect. However, if the amount exceeds 0.01%, the toughness of the welded part is particularly impaired, so the upper limit was made 0.01%.

【００３１】Ｃａ量は０．００１〜０．００５％の範囲
に規定される。Ｃａは、ＭｎＳを球状化して耐ＨＩＣ
性、耐ＳＳＣＣ性及び靭性に寄与する元素であるが、こ
れらの効果を発揮するためにはその量が０．００１％以
上であることが必要である。一方、その量が０．００５
％を超えると、Ｃａ系介在物を形成して耐食性を劣化さ
せるばかりでなく、靭性及び溶接性をも劣化させるの
で、上限を０．００５％とした。The amount of Ca is specified in the range of 0.001 to 0.005%. Ca makes MnS spherical and HIC resistant
Element, which contributes to the toughness, SSCC resistance, and toughness, but its amount must be 0.001% or more to exert these effects. On the other hand, the amount is 0.005
%, The Ca-based inclusions are formed to deteriorate not only corrosion resistance but also toughness and weldability, so the upper limit was made 0.005%.

【００３２】本発明における鋼の成分は、上記組成を基
本とするが、より管厚が厚い場合や、強度の高いグレー
ドの鋼成分は、上記組成にＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ
のうち少なくとも１種を以下の範囲の量で含有させるこ
とにより得ることができる。The steel composition in the present invention is basically based on the above composition. However, when the pipe thickness is thicker or the steel composition of the grade having high strength is Cu, Ni, Cr, Mo, V in the above composition.
It can be obtained by containing at least one of these in an amount within the following range.

【００３３】Ｃｕ量は０．５％以下の範囲とする。Ｃｕ
は、強度、靭性、耐ＨＩＣ性の向上に効果があるが、
０．５％を超えると熱間加工性を害するので上限を０．
５％とした。The amount of Cu is set to 0.5% or less. Cu
Has the effect of improving strength, toughness, and HIC resistance,
If it exceeds 0.5%, the hot workability is impaired, so the upper limit is set to 0.
It was set to 5%.

【００３４】Ｎｉ量は１．０％以下の範囲とする。Ｎｉ
は良好な強度靭性バランスを得るための有効な元素であ
り、Ｃｕ疵の発生を防止する作用もあるが、多量の添加
は溶接性を損なうとともに経済的にも不利となるため、
上限を１．０％とした。The Ni content is in the range of 1.0% or less. Ni
Is an effective element for obtaining a good balance of strength and toughness, and also has an effect of preventing the generation of Cu flaws, but addition of a large amount impairs weldability and is economically disadvantageous.
The upper limit was 1.0%.

【００３５】Ｃｒ量は０．３％以下の範囲とする。Ｃｒ
は強度向上に効果があるが、多過ぎると靱性及び溶接性
を害するので、上限を０．３％とした。The Cr content is within the range of 0.3% or less. Cr
Has the effect of improving strength, but if it is too large, it impairs toughness and weldability, so the upper limit was made 0.3%.

【００３６】Ｍｏ量は０．３％以下の範囲とする。Ｍｏ
は、鋼の強度を向上と組織のベイナイト化に寄与する
が、多過ぎると靱性及び溶接性を害するので、上限を
０．３％とした。The Mo content is in the range of 0.3% or less. Mo
Contributes to improving the strength of the steel and making the structure bainite, but if it is too large, it impairs the toughness and weldability, so the upper limit was made 0.3%.

【００３７】Ｖ量は０．１％以下の範囲とする。Ｖは、
鋼の強度向上に有効な元素であるが、多過ぎると靱性や
溶接性を害するので、上限を０．１％とした。The amount of V is set in the range of 0.1% or less. V is
It is an element effective for improving the strength of steel, but if it is too much, it impairs toughness and weldability, so the upper limit was made 0.1%.

【００３８】本発明における鋼は、上記添加元素の他、
残部の鉄及び不可避的不純物からなる。これら不純物の
うち、特にＰ及びＳについては、以下のように規定され
る。Ｐ量は０．０１５％以下の範囲とする。In the steel according to the present invention, in addition to the above-mentioned additional elements,
The balance consists of iron and inevitable impurities. Of these impurities, P and S in particular are defined as follows. The amount of P shall be 0.015% or less.

【００３９】Ｐはミクロ偏析することにより耐ＨＩＣに
有害な元素であり、さらに靭性にも影響を与えるため、
上限をこのような悪影響を及ぼさない限界である０．０
１５％とした。P is an element harmful to HIC resistance due to micro-segregation and further affects toughness.
The upper limit is 0.0, which is a limit that does not have such an adverse effect.
It was set to 15%.

【００４０】Ｓ量は０．００２％以下の範囲とする。Ｓ
はＭｎＳを形成し、耐ＨＩＣ性及び靭性に有害な元素で
あるため、上限をこのような悪影響を及ぼさない限界で
ある０．００２％とした。The amount of S is set to 0.002% or less. S
Forms MnS and is an element harmful to HIC resistance and toughness, so the upper limit was made 0.002%, which is the limit that does not have such an adverse effect.

【００４１】その他の不可避的不純物は、製造される曲
がり管の特性を損なわせない範囲で許容される。次に、
曲げ加工条件の限定理由を説明する。Other unavoidable impurities are acceptable as long as they do not impair the characteristics of the bent pipe manufactured. next,
The reasons for limiting the bending conditions will be described.

【００４２】曲げ加工時の加熱温度は、鋼のＡｃ₃ 点以
上１０５０℃以下とする。これにより、オーステナイト
組織とし、その後の処理によって所望の組織を得ること
ができる。適度なＮｂの固溶とオーステナイト粒の成長
抑制の観点から、加熱温度の上限を１０５０℃とした。
これは、１０５０℃を超えるとオーステナイト粒が粗大
化して焼入れ性が増加し、過度に強度が上昇して靭性及
び耐食性が劣化するためである。上記温度範囲であれば
耐食性が優れているが、強度靭性のバランスを最良とす
るためには９００〜１０５０℃の範囲とすることが望ま
しい。The heating temperature during bending is set to the Ac ₃ point of the steel or more and 1050 ° C. or less. Thereby, an austenite structure can be obtained, and a desired structure can be obtained by the subsequent treatment. The upper limit of the heating temperature was set to 1050 ° C. from the viewpoint of moderate solid solution of Nb and suppression of growth of austenite grains.
This is because when the temperature exceeds 1050 ° C., the austenite grains are coarsened and the hardenability is increased, the strength is excessively increased and the toughness and the corrosion resistance are deteriorated. Although the corrosion resistance is excellent in the above temperature range, it is desirable to set it in the range of 900 to 1050 ° C. in order to obtain the best balance of strength and toughness.

【００４３】この加熱の際の保持時間は、オーステナイ
ト粒の粗大化を防止する点から短時間であることが望ま
しい。所望の短時間加熱は誘導加熱により達成すること
ができるが、誘導加熱に限定されるものではない。The holding time during this heating is preferably short in order to prevent coarsening of austenite grains. The desired short-time heating can be achieved by induction heating, but is not limited to induction heating.

【００４４】また、加熱時における加熱速度は３℃／ｓ
ｅｃ以上、保持時間は１０分以内とすることが望まし
い。焼入れの際の冷却速度は、８００℃から４００℃間
の平均冷却速度で８℃／秒以上とすることが望ましい。The heating rate during heating is 3 ° C./s.
ec or more and the holding time is preferably 10 minutes or less. The cooling rate during quenching is preferably 8 ° C./sec or more at an average cooling rate between 800 ° C. and 400 ° C.

【００４５】次に、焼戻し処理条件の限定理由について
説明する。まず、その温度については図２に示すとお
り、ＹＳが焼入れのままより上昇し、耐食性が向上する
２５０℃を下限とし、Ｎｂ，Ｖなどの炭窒化物による析
出硬化によって靱性が劣化しない５００℃を上限とす
る。Next, the reason for limiting the tempering condition will be described. First, as shown in FIG. 2, the lower limit of the temperature is 250 ° C. at which YS rises further as it is quenched and the corrosion resistance is improved, and 500 ° C. at which the toughness does not deteriorate due to precipitation hardening by carbonitrides such as Nb and V. The upper limit.

【００４６】また、保持時間については、特に限定され
るものではないが、３０分間の保持でもＹＳ、靱性、耐
食性の向上が認められるので、従来のように管厚１イン
チ当り１時間といった長時間の保持は必要ない。一般的
に長時間に亘って焼戻し温度に保持することは軟化を招
くので、３０分間程度とすることが望ましい。The holding time is not particularly limited, but since YS, toughness, and corrosion resistance are improved even after holding for 30 minutes, a long time such as 1 hour per 1 inch of pipe thickness as in the conventional case. Need not be retained. Generally, holding the tempering temperature for a long time causes softening, so it is desirable to set the tempering temperature to about 30 minutes.

【００４７】なお、焼戻処理は一般的には加熱炉におい
て実施されるが、これに限定されるものではない。な
お、本発明における曲がり管には、継目無し鋼管のみで
なく溶接鋼管をも含まれる。この場合、溶接金属を母材
と同一組成、すなわち上記組成と同一にしておけば、上
記熱処理によって、耐食性、強度、靭性に優れた溶接部
及び溶接熱影響部が得られる。The tempering treatment is generally carried out in a heating furnace, but is not limited to this. The bent pipe in the present invention includes not only seamless steel pipe but also welded steel pipe. In this case, if the weld metal has the same composition as the base metal, that is, the same composition as the above, the heat treatment provides a welded portion and a weld heat affected zone having excellent corrosion resistance, strength, and toughness.

【００４８】[0048]

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。表１に示す寸法及び化学成分を有する直管を、表
２に示す曲げ加工条件にて曲がり管に製造した。なお、
焼き入れ時の冷却速度は１０〜５０℃／秒であり、焼戻
し処理における保持時間は３０分間とした。EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described. Straight pipes having the dimensions and chemical components shown in Table 1 were manufactured into bent pipes under the bending conditions shown in Table 2. In addition,
The cooling rate during quenching was 10 to 50 ° C./sec, and the holding time in the tempering treatment was 30 minutes.

【００４９】表２には、従来の曲がり管と本発明による
曲がり管の引張試験、シャルピー試験、ＤＷＴＴ、ＨＩ
Ｃ試験、ＳＳＣＣ試験の結果を併せて示した。なお、試
験片は、曲がり管の曲げ内周側（コンプレッション側）
から採取した。引張試験片については、未矯正のまま採
取する丸棒試験片と、矯正して採取する全厚試験片のう
ちＹＳが低く現れる試験片を用いた。すなわち、焼入れ
ままの曲がり管については未矯正のまま採取する丸棒試
験片で評価し、焼き戻し処理をほどこした曲がり管につ
いては矯正して採取する全厚試験片で評価した。また、
ＨＩＣ試験については、前述のＢＰ溶液とＮＡＣＥ溶液
の２種類の溶液で行った、ＳＳＣＣ試験についてはＮＡ
ＣＥ ＴＭ０１−７７に準拠し、規格下限降伏応力（Ｓ
ＭＹＳ）の８０％に相当する負荷応力のもとで７２０時
間浸漬し、破断の有無を調査した。Table 2 shows the tensile test, Charpy test, DWTT, and HI of the conventional bent pipe and the bent pipe according to the present invention.
The results of the C test and SSCC test are also shown. In addition, the test piece is the bending inner circumference side of the bent pipe (compression side).
Collected from. As the tensile test piece, a round bar test piece that was sampled without correction and a test piece that showed a low YS among all the thickness-corrected test pieces that were sampled were used. That is, a bent bar as-quenched was evaluated by a round bar test piece that was taken uncorrected, and a bent tube that had been tempered was evaluated by a full-thickness test piece that was straightened and collected. Also,
The HIC test was carried out with two kinds of solutions, the BP solution and the NACE solution, and the SSCC test was NA.
In conformity with CE TM01-77, the standard lower limit yield stress (S
It was immersed for 720 hours under a load stress corresponding to 80% of MYS), and the presence or absence of breakage was investigated.

【００５０】[0050]

【表１】 [Table 1]

【００５１】[0051]

【表２】 [Table 2]

【００５２】表１、表２に示す比較曲がり管は、鋼の化
学成分及び曲げ加工条件のいずれかが本発明の範囲から
外れており（表１及び２中白抜き三角で示す）、表２に
示すように強度、靭性、耐食性の少なくとも１つが劣っ
ていた（黒塗り三角で示す）。In the comparative bent pipes shown in Tables 1 and 2, either the chemical composition of steel or the bending conditions are out of the scope of the present invention (shown by white triangles in Tables 1 and 2). As shown in, at least one of strength, toughness, and corrosion resistance was inferior (indicated by black triangles).

【００５３】これに対して、化学成分及び曲げ加工条件
がいずれも本発明に規定する範囲内の本発明曲がり管
は、ｖＴｒｓ≦−６０℃、８５％ＳＡＴＴ≦−１０℃と
いう優れた低温靭性、及び優れた耐食性が得られること
が確認され、本発明の効果が明らかとなった。On the other hand, the bent pipe of the present invention, in which both the chemical composition and the bending condition are within the range specified in the present invention, has excellent low temperature toughness of vTrs ≦ -60 ° C. and 85% SATT ≦ -10 ° C. It was also confirmed that excellent corrosion resistance was obtained, and the effect of the present invention was clarified.

【００５４】[0054]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
低炭素量、低炭素当量で耐食性に優れた高張力高靭性曲
がり管の製造方法が提供される。具体的には、ＡＰＩ
５Ｌ規格Ｘ６０〜Ｘ７０グレードを満たす強度、及びｖ
Ｔｒｓ≦−６０℃、ＤＷＴＴの８５％ＳＡＴＴ≦−１０
℃なる低温靭性を示しつつ、耐ＨＩＣ性、耐ＳＳＣＣ性
に優れた曲がり管を製造することができ、工業的価値は
大である。As described above, according to the present invention,
Provided is a method for producing a high tensile strength and high toughness bent pipe having a low carbon content, a low carbon equivalent and excellent corrosion resistance. Specifically, API
Strength that satisfies 5L standard X60 to X70 grade, and v
Trs ≦ −60 ° C., DWTT 85% SATT ≦ −10
It is possible to manufacture a bent pipe excellent in HIC resistance and SSCC resistance while exhibiting a low temperature toughness of ℃, and its industrial value is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】強度、靭性、耐食性に及ぼすＣ量の影響を示す
図。FIG. 1 is a diagram showing the influence of C content on strength, toughness, and corrosion resistance.

【図２】焼戻し温度による材質変化を要約して示す図。FIG. 2 is a diagram summarizing a change in material depending on a tempering temperature.

【図３】炭素当量ＣｅｑとＴＳおよびｖＴｒｓとの関係
を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between carbon equivalent Ceq and TS and vTrs.

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/14 (72)発明者 高岸 正章 東京都中央区築地一丁目13番10号 第一高 周波工業株式会社内 (72)発明者 木原 惣一 東京都中央区築地一丁目13番10号 第一高 周波工業株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification number Reference number in the agency FI Technical indication C22C 38/14 (72) Inventor Masaaki Takagishi 1-13-10 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Dai-ichi High Frequency Industrial Co., Ltd. In-house (72) Inventor Souichi Kihara 1-13-10 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Inside Daiichi High Frequency Industry Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】重量％で、Ｃ ：０．０２〜０．０８％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．８〜２．０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０６％、Ｔｉ：０．００５〜０．
０５％、Ａｌ：０．０１〜０．０６％、Ｎ ：０．００
２〜０．０１％、Ｃａ：０．００１〜０．００５％を含
有し、不純物としてのＰ、Ｓを夫々、Ｐ ：０．０１５
％以下、Ｓ ：０．００２％以下に制限し、残部鉄及び
その他の不可避的不純物からなる低合金鋼で形成された
直管を、Ａｃ₃ 点以上、１０５０℃以下の温度範囲に加
熱して曲げ加工を行い、その直後に焼き入れ処理を施
し、次いで、２５０〜５００℃の温度範囲で焼き戻すこ
とを特徴とする耐食性に優れた高張力高靭性曲がり管の
製造方法。1. C .: 0.02 to 0.08% by weight,
Si: 0.05-0.5%, Mn: 0.8-2.0%,
Nb: 0.01 to 0.06%, Ti: 0.005 to 0.
05%, Al: 0.01 to 0.06%, N: 0.00
2 to 0.01%, Ca: 0.001 to 0.005%, and P and S as impurities, respectively, P: 0.015
% Or less, S: 0.002% or less, and a straight pipe formed of a low alloy steel consisting of the balance iron and other unavoidable impurities is heated to a temperature range of Ac ₃ points or more and 1050 ° C. or less. A method for producing a high-strength, high-toughness bent tube excellent in corrosion resistance, which comprises bending, immediately followed by quenching, and then tempering in a temperature range of 250 to 500 ° C. 【請求項２】重量％で、Ｃ ：０．０２〜０．０８％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．８〜２．０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０６％、Ｔｉ：０．００５〜０．
０５％、Ａｌ：０．０１〜０．０６％、Ｎ ：０．００
２〜０．０１％、Ｃａ：０．００１〜０．００５％を含
有し、さらに、Ｃｕ：０．５％以下、Ｎｉ：１．０％以
下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｖ ：
０．１％以下のうち少なくとも１種を含有し、不純物と
してのＰ、Ｓを夫々、Ｐ ：０．０１５％以下、Ｓ ：
０．００２％以下に制限し、残部鉄及びその他の不可避
的不純物からなる低合金鋼で形成された直管を、Ａｃ₃
点以上、１０５０℃以下の温度範囲に加熱して曲げ加工
を行い、その直後に焼き入れ処理を施し、次いで、２５
０〜５００℃の温度範囲で焼き戻すことを特徴とする耐
食性に優れた高張力高靭性曲がり管の製造方法。2. By weight%, C: 0.02-0.08%,
Si: 0.05-0.5%, Mn: 0.8-2.0%,
Nb: 0.01 to 0.06%, Ti: 0.005 to 0.
05%, Al: 0.01 to 0.06%, N: 0.00
2 to 0.01%, Ca: 0.001 to 0.005%, and further Cu: 0.5% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 0.3% or less, Mo: 0. 0.3% or less, V:
At least one of 0.1% or less is contained, and P and S as impurities are respectively P: 0.015% or less and S:
A straight pipe formed of a low alloy steel containing the balance iron and other unavoidable impurities is restricted to Ac ₃
Bending is performed by heating in a temperature range of 1050 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower, followed by quenching treatment, and then 25
A method of manufacturing a bent pipe having high tensile strength and high toughness, which is excellent in corrosion resistance, characterized by tempering in a temperature range of 0 to 500 ° C.