JPH0790375A - 高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法 - Google Patents
高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法Info
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- JPH0790375A JPH0790375A JP24144793A JP24144793A JPH0790375A JP H0790375 A JPH0790375 A JP H0790375A JP 24144793 A JP24144793 A JP 24144793A JP 24144793 A JP24144793 A JP 24144793A JP H0790375 A JPH0790375 A JP H0790375A
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Abstract
接を行っても、なお、高強度、高靱性の得られる厚肉ベ
ンド鋼管。 【構成】 重量%で、C:0.04〜0.10,Ni:
0.20〜0.60で、Si:0.30,Mn:1.7
0,Ti:0.20以下で、残部Feおよび不可避的不
純物で、かつ、Ceg=C+1/6(Mn)+1/15
(Cu+Ni)+1/5(Cr+Mo+V)が0.35
〜0.45である鋼を、1100〜1200℃に加熱し
てから圧延を開始し、690〜800℃で圧延を完了
後、得られる鋼板を素材として、溶接金属が、C:0.
04〜0.08で、Si:0.25,Mn:1.70,
Mo:0.03,Ti:0.008,Ni:0.60,
B:0.003,N:0.0060,O:0.04以下
で、残部は溶接上不可避的に入ってくる混入成分および
Feの組成になる直状溶接鋼管を製造、当該鋼管のベン
ド予定部を980〜1050℃で曲げ加工、800〜5
00℃を8℃/分以上で冷却焼入、500〜600℃で
焼き戻す。
Description
加工を施してベンド鋼管を製造する方法、特に、大径で
高強度、厚肉、高靱性のベンド鋼管の製造方法に関す
る。
いて、輸送効率を上げるために、ラインパイプの管内の
輸送圧力を増加させる傾向にあり、これにともないライ
ンパイプ素材の高強度、厚肉化さらに使用環境の寒冷地
化にともなう高靱性化が要求されるようになってきてい
る。
ベンド鋼管の2種が用いられ、河川横断地域で用いられ
るベンド鋼管は直状鋼管を適宜角度に曲げ加工して製造
する。しかし、例えば外径が16インチ以上という大径
管の場合、このようなベンド鋼管を製造するには、コス
ト面で有利なため、加工には熱間加工がよく用いられる
が、熱間加工時、加熱のため、材料特性が変化し、特に
溶接金属の靱性の低下が問題となる。
接や、小電流溶接、MIG 溶接や小入熱サブマージアーク
溶接による多層溶接によって回避することはできるが、
これらの溶接では大入熱サブマージアーク溶接内外面1
パス溶接と比較した場合、大幅に製造能率が低下する。
く求められる状況下では大入熱サブマージアーク溶接内
外面1パス溶接を前提としたベンド鋼管のより経済的な
製造方法を開発しなければならない。
50℃で 120秒以内の保持時間で曲げ加工してから300 ℃
まで15〜60℃/secで冷却する例が特開昭60−258411号公
報に開示されているが、90KJ/cm 以上の大入熱SAW
(サブマージアーク溶接) を必要とする厚肉品はなく十
分とは云えなかった。
ているように、熱間圧延条件から溶接管製造後の曲げ加
工、そしてその後の熱処理条件まで規定する考えも提案
されているが、90KJ/cm 以上の大入熱SAWを必要とす
る厚肉品はなく、十分とは云えなかった。
は、熱間で曲げ加工を行なう大径溶接ベンド鋼管の製造
方法において、直状溶接鋼管の製造の際に、大入熱サブ
マージアーク溶接による内外面1パス溶接を行なって
も、なお、高強度、高靱性の得られる厚肉ベンド鋼管の
製造方法を提供することである。
入熱サブマージアーク溶接による内外面1パス溶接によ
り得た直状溶接鋼管を曲げ加工して強度530N/mm2以上、
靱性vE-30 ≧100(J)以上の母材金属と、強度530N/mm2以
上、靱性vE-30 ≧100(J)以上の溶接金属を備えた厚肉ベ
ンド鋼管の製造方法を提供することである。
題を解決すべく、大入熱サブマージアーク溶接による内
外面1パス化、および熱間加工によるベンド加工を前提
として種々検討を重ねた結果、素材組成、圧延条件、溶
接金属組成、曲げ加工条件、および加工後の熱処理条件
までを、総括的に規定することによって、従来得られな
かった程度の厚肉ベンド鋼管の強度、靱性の確保を図る
ことができることを見出し、本発明を完成した。
%以下、 Ni:0.20〜0.60%、 Ti:0.20%以下、 残部Feおよび不可避的不純物からなり、下式から求めら
れる炭素当量Ceq が、0.35〜0.45wt%である鋼を、1100
℃〜1200℃の温度に加熱してから圧延を開始し、690 ℃
〜800 ℃の温度で圧延を完了後、放冷するか、または、
圧延終了後、圧延終了温度から450 ℃以下まで冷却速度
5〜50℃/secで強制冷却してからそのまゝ室温にまで強
制冷却するかもしくは放冷して室温にまで冷却し、得ら
れた鋼板を素材として、溶接金属が、重量%で、 C:0.04〜0.08%、 Si:0.25%以下、 Mn:1.70
%以下、 Mo:0.03%以下、 Ti:0.008 %以下、 Ni:0.6
%以下、 B:0.003 %以下、 N:0.0060%以下、 酸素:0.
04%以下 残部は溶接上不可避的に入ってくる混入成分およびFeの
組成になる、直状溶接鋼管を製造し、当該鋼管のベンド
予定部を 980℃〜1050℃の温度に加熱しているうちに曲
げ加工を終え、直ちに製品の1/2板厚部における温度
が、 800℃〜 500℃の間を8℃/sec以上の平均冷却速度
で冷却して焼入れした後、 500℃〜 600℃の温度で焼き
戻すことを特徴とする高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管
の製造方法である。
加工条件さらに熱処理条件を上述のように限定した理由
を、その作用とともに説明する。なお、本明細書におい
て特にことわりがない限り、「%」は「重量%」であ
る。
0.04%未満では、必要な強度が得られず、一方0.10%を
超えると、溶接部が硬化し、靱性が劣化する。
て必要な元素であるが、0.30%を超えると、溶接熱影響
部 (HAZ)の靱性を低下させるので、0.30%以下とする。
てまた強度、靱性向上のため、必要であるが、1.70%を
超えると、溶接部が硬化し、靱性が劣化する。
せるのに有効であるが、0.20%未満ではあまり効果がな
く、一方0.60%超としてもあまり靱性は変わらず、かつ
コスト的に不利なため、本発明では0.20〜0.60%とす
る。
オ−ステナイト粒の微細化効果による靱性向上のために
必要であるが、過剰添加および溶接金属への過剰希釈
は、不経済であり、また、溶接金属の靱性の劣化を招く
おそれが有るため、0.20%以下とする。
%未満では目標強度を達成できなくなり、一方、0.45%
をこえると、靱性が不足するので、0.35〜0.45%とす
る。
圧延を行う。熱間圧延条件 熱間圧延に先立って加熱されるが、そのときの加熱温度
は、100 %オ−ステナイト組織とするためおよび強度確
保のため1100℃以上とするが、1200℃を超えるとオ−ス
テナイト粒が過大になり、靱性低下を招くので1100℃〜
1200℃とした。
微細化が不十分で靱性劣化を招き、逆に690 ℃未満で
は、フェライトに加工を加えることになり、靱性劣化を
招くので 熱間圧延終了温度は、690 ℃〜 800℃とし
た。
は本発明によれば、次の三つがあり、目的とする靱性、
強度を適宜考慮して決定すればよい。 (1) そのまま室温まで放冷する。 (2) 450 ℃以下まで5〜50℃/secの冷却速度で、強制冷
却した後、常温まで放冷する。 (3) 常温まで、5〜50℃/secの冷却速度で、強制冷却す
る。
満では、強度上昇の効果なく、一方、50℃/secを超える
と、焼入れ組織になり靱性が劣化する。なお、強度改善
と靱性改善とは両立せず、上記(1) は靱性を改善する手
段であるが、強度の低下は免れない。また上記(3) の手
段は高強度とするのに有利であるが、靱性の改善は期待
できない。上記(2) はそれらの中間的手段ということが
できる。
それに制限されるものではないが、通常板厚が1〜2イ
ンチのものであり、次いでこの熱間圧延鋼板から曲げ加
工後溶接鋼管を製造するが、本発明においてはそのよう
な曲げ加工および溶接操作自体は特に制限はなく、慣用
のそれを用いればよいが、好ましくは90KJ/cm 以上の大
入熱サブマージアーク溶接による内外面1パス溶接によ
り行う。
部の金属組成、つまり溶接金属組成は次のように規定す
る。溶接金属組成 C (炭素):炭素は、強度を確保するために必要な元素で
0.04%未満では、必要な強度が得られず、一方0.08%を
超えると、溶接部が硬化し、靱性が劣化する。 Si (珪素) :珪素は、0.25%を超えると、溶接部の靱性
を低下させるので、0.25%以下とする。
えると、溶接部が硬化し、靱性が劣化する。 Mo (モリブデン) :靱性低下を招くので含有しない方が
望ましいが、0.03%までは許容できるので、0.03%以下
とする。
は、著しい効果はなくコスト高になり得策ではない。 Ti (チタン) :チタンはオ−ステナイト粒の微細化効果
による靱性向上の効果があるが、余り多いと溶接金属の
靱性の劣化を招くおそれが有るため、0.008 %以下とす
る。
粒の微細化効果による靱性向上のため0.003 %以下とす
る。 N (窒素) :靱性低下を招くので0.0060%以下とする。 酸素:酸素は靱性低下を招くので0.04%以下とする。
ら、熱間での曲げ加工を加えてベンド鋼管とする。熱間曲げ加工 本発明が対象とするような大径鋼管全体を長時間、高温
にさらすと軟化した鋼管が自重により変形をおこす。そ
のため、本発明にあっては曲げ加工に際しても、短時間
で加熱可能な、かつ局部加熱が可能な誘導加熱を採用す
る。
0 ℃以上とし、靱性劣化を防ぐ理由から1050℃以下とし
た。 (ii)焼入れ時、冷却速度 曲げ加工後直ちに、加熱部分を冷却するが、靱性確保の
ためには、800 〜500℃の温度領域を冷却するとき8℃/
sec以上の平均冷却速度が必要である。好ましくは、8
〜15℃/secの平均冷却速度で冷却する。なお、温度は製
品の1/2板厚部のそれとする。 (iii) 焼戻し 強度低下防止のために 600℃以下、靱性確保のため500
℃以上の温度で焼戻し処理を行う。次に、実施例によっ
て本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
し、冷却後、内、外面の少なくとも一方が90KJ/cm の大
入熱のサブマージアーク溶接で、内外面各1層溶接を行
い、溶接後、熱間で90°の曲げ加工を行ってから、焼入
れ、焼戻しの熱処理を行った。各加工および処理条件は
同じく表1にまとめて示す。表2は溶接金属の鋼組成の
分析値とその機械的特性を示すものである。
の製造方法によれば、直状鋼管の製造工程において、大
入熱のサブマージアーク溶接で、内外面各1層溶接を行
なった後、熱間加工を行なっても、加工部全体に高強
度、高靱性が付与され、これにより製造コストを低減し
た、かつ製品価値の高い厚肉のベンド鋼管が製造でき
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、 C:0.04〜0.10%、 Si:0.30%以下、 Mn:1.70
%以下、 Ni:0.20〜0.60%、 Ti:0.20%以下、 残部Feおよび不可避的不純物からなり、下式から求めら
れる炭素当量Ceq が、0.35〜0.45wt%である鋼を、1100
℃〜1200℃の温度に加熱してから圧延を開始し、690 ℃
〜800 ℃の温度で圧延を完了後、放冷するか、または、
圧延終了後、圧延終了温度から450 ℃以下まで冷却速度
5〜50℃/secで強制冷却してからそのまゝ室温にまで強
制冷却するかもしくは放冷して室温にまで冷却し、得ら
れた鋼板を素材として、溶接金属が、重量%で、 C:0.04〜0.08%、 Si:0.25%以下、 Mn:1.70
%以下、 Mo:0.03%以下、 Ti:0.008 %以下、 Ni:0.6
%以下、 B:0.003 %以下、 N:0.0060%以下、 酸素:0.
04%以下 残部は溶接上不可避的に入ってくる混入成分およびFeの
組成になる、直状溶接鋼管を製造し、当該鋼管のベンド
予定部を 980℃〜1050℃の温度に加熱しているうちに曲
げ加工を終え、直ちに製品の1/2 板厚部における温度
が、800 ℃〜 500℃の間を8℃/sec以上の平均冷却速度
で冷却して焼入れした後、 500℃〜 600℃の温度で焼き
戻すことを特徴とする高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管
の製造方法。 Ceq=C+1/6(Mn)+1/15 ( Cu+Ni) +1/5 (Cr
+Mo+V)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5241447A JP2827839B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5241447A JP2827839B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0790375A true JPH0790375A (ja) | 1995-04-04 |
JP2827839B2 JP2827839B2 (ja) | 1998-11-25 |
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ID=17074447
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---|---|---|---|
JP5241447A Expired - Lifetime JP2827839B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 高強度、厚肉、高靱性ベンド鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
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- 1993-09-28 JP JP5241447A patent/JP2827839B2/ja not_active Expired - Lifetime
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