JPH11156433A - 高加工性高炭素鋼電縫鋼管 - Google Patents

高加工性高炭素鋼電縫鋼管

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JPH11156433A
JPH11156433A JP34421397A JP34421397A JPH11156433A JP H11156433 A JPH11156433 A JP H11156433A JP 34421397 A JP34421397 A JP 34421397A JP 34421397 A JP34421397 A JP 34421397A JP H11156433 A JPH11156433 A JP H11156433A
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JP
Japan
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carbon steel
high carbon
steel
electric resistance
hot
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Application number
JP34421397A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Kurata
秀敏 蔵田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電縫溶接時の高温割れを抑制し、フッククラ
ックに起因する超音波探傷試験における製品歩留の低下
を抑制できる高加工性高炭素鋼電縫鋼管を提供する。 【解決手段】 C:0.3〜0.6%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.3
〜1.5%、S:0.035%以下、Al:0.035%以下、P:0.012%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる高炭
素鋼を連続鋳造した中心偏析部のP濃度[P]が[P]≦{−0.
32×[C(%)]+0.244}を満足する高炭素鋼スラブを熱間圧
延してなる高炭素鋼熱延コイルを素材とする。

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
割れを抑制して歩留低下の少ない高加工性高炭素鋼電縫
鋼管の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】JIS G4051に規定の機械構造用
炭素鋼鋼材は、炭素量が多くなるにつれて強度は上昇す
るが、伸びは低下すると共に、Pの偏析が多くなる傾向
がある。このPの偏析部は、熱間加工性の低下を招く。
このため、管材内面に液圧を加えながら管軸方向に圧縮
力をかけて外側の金型に沿って膨張変形させるバルジ成
形のような苛酷な加工を受ける場合には、P偏析部で脆
化割れを生じることも考えられる。
【0003】高炭素鋼の電縫鋼管を製造する際には、溶
接部に偏析があると溶接点でメタルフローの上下方向流
れに剪断が生じ、融点の低い偏析部で高温割れを起こ
し、フッククラックの原因となる。また、電縫溶接時に
溶接点近傍で高温割れが生じるのは、図2に示すとお
り、P偏析部の固相線温度が正常部に比べて低下し、成
形応力が負荷された状態でエッジ溶融部1と共に偏析部
2が溶融し、そこでも剪断力が働くためである。前記フ
ッククラックは、超音波探傷試験において不良の原因と
なって製品歩留を悪化させ、後工程での加工性を著しく
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、できたとしても2〜3mm以下の
薄肉材しかできなかった。
【0004】加工性に優れた高炭素鋼電縫鋼管として
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Feおよび不可避的不純物からなる高炭素鋼におい
て、Mo:0.05〜0.15%を添加することによっ
て、偏析を軽減して熱間加工性を容易とした素材からな
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。
【0005】
【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、超音波探傷試験での製品歩留が低いという問
題点を有している。
【0006】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、電縫溶接時の高温割れを抑制し、超音波探傷試験
における製品歩留の低下を減少できる高加工性高炭素鋼
電縫鋼管の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の高加
工性高炭素鋼電縫鋼管の製造方法は、C:0.3〜0.
6%、Si:0.15〜0.35%、Mn:0.3〜
1.5%、S:0.035%以下、Al:0.035%
以下、P:0.012%以下を含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなる高炭素鋼で、連続鋳造した中
心偏析部のP濃度[P]が下記(1)式を満足する高炭
素鋼スラブを熱間圧延してなる高炭素鋼熱延コイルを素
材として使用することとしている。 [P]≦{−0.32×[C(%)]+0.244}………(1)式
【0008】このように、上記高炭素鋼の中心偏析部の
P濃度[P]が前記(1)式を満足させる高炭素鋼スラ
ブを熱間圧延してなる高炭素鋼熱延コイルを素材として
使用することによって、Pの偏析が軽減され、偏析部の
熱間加工性が改善されて電縫溶接時の高温割れが抑制さ
れ、フッククラックに起因する超音波探傷試験における
製品歩留の低下を抑制できると共に、後工程における加
工性を改善することができる。
【0009】
【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、0.3%未満では機械構造用高炭素鋼電縫鋼管と
しての機械的強度の確保ができず、0.6%を超えると
伸びが低下し、加工性が悪化して電縫鋼管の成形性、切
断性が悪化するので、0.3〜0.6%とした。
【0010】Siは、鋼中の脱酸元素として有効な元素
であるが、0.15%未満ではその効果が十分でなく、
また、0.35%を超えると電縫溶接時の溶接面で大気
中の酸素を取込んでSiO2となり、ペネトレータの原
因になると共に、JIS規格の機械構造用炭素鋼鋼材の
規格を上回るので、0.15〜0.35%とした。
【0011】Mnは、鋼の強度、靭性を確保するために
必要不可欠な元素であるが、0.3%未満ではSによる
熱間脆性を回避することができず、また、1.5%を超
えると加工性が悪化すると共に、電縫溶接時にMnO成
分によるペネトレータ欠陥が発生し易くなるので、0.
3〜1.5%とした。
【0012】Sは、鋼の熱間加工性を悪化させるので少
ないほど好ましいが、JIS規格の機械構造用炭素鋼鋼
材の規格に合わせて0.035%以下とした。
【0013】Alは脱酸上必要な元素であるが、多くな
るとアルミナクラスター生成により加工性、溶接性を悪
化させるので、0.035%以下とした。
【0014】Pは、粒界に偏析すると、粒界での結合力
が弱まり、バルジ加工する場合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減少するため、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。
【0015】本発明において高炭素鋼スラブの偏析部の
P濃度を[P]≦{−0.32×[C(%)]+0.2
44}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って満足する
ことができる。
【0016】本発明の高炭素鋼電縫鋼管の製造方法によ
れば、高炭素鋼中のP濃度を0.012%以下、高炭素
鋼スラブの偏析部のP濃度を[P]≦{−0.32×
[C(%)]+0.244}とした高炭素鋼熱延コイル
を素材とすることによって、偏析部と正常部の固相線温
度差が小さくなり、電縫溶接時における高温割れが抑制
され、超音波探傷の歩留を格段に向上させることができ
る。
【0017】本発明において高炭素鋼スラブの偏析部の
P濃度を[P]≦{−0.32×[C(%)]+0.2
44}としたのは、下記の理由による。すなわち、C:
0.20〜0.95%、P:0.01〜0.20%、S
i:0.15〜0.35%、Mn:0.3〜1.5%、
S:0.035%以下、Al: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鋼スラブ
の偏析部から直径8mm、長さ140mmの試験片を切
り出し、JIS Z2241に規定の金属材料引張試験
方法に準じて1300℃の高温引張試験を実施し、絞り
(RA)を下記(2)式により求めた。 RA=(A0−A)/(A0)×100………(2)式 ただし、RA: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
【0018】図1に示すとおり、鋼中のC(%)とP
(%)と絞り(%)と粒界脆化発生との関係を求め、高
加工性を示す絞り(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偏析部
のP濃度とC(%)との関係を示す前記式を求めた。
【0019】
【実施例】表1に示す鋼No.1〜16の化学成分の高
炭素鋼を溶製したのち、電磁撹拌しながら連続鋳造した
場合と、電磁撹拌なしで連続鋳造した場合のそれぞれの
スラブについて、中心偏析部のP濃度を測定すると共
に、前記(1)式により[P]値を演算した。また、各
スラブは、通常の熱間圧延を行って板厚5.0mmの熱
延コイルとし、各熱延コイルを素材として用い、成形ロ
ール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、280KHzの高周波電流を用いて電縫溶接
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、焼ならし熱処理、曲が
り矯正処理を行ったのち、超音波探傷試験を行い、超音
波探傷歩留を求めた。その結果を表2に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】表2に示すとおり、本発明鋼を電磁撹拌し
ながら連続鋳造した試験No.1〜7は、偏析部のP濃
度が[P]≦{−0.32×[C(%)]+0.24
4}を満足させており、超音波探傷歩留はいずれも9
8.0%以上となっている。これに対し、電磁撹拌なし
で連続鋳造した鋼No.4の本発明鋼や比較鋼の試験N
o.9〜16は、偏析部のP濃度がいずれも[P]≦
{−0.32×[C(%)]+0.244}を満足させ
られず、超音波探傷歩留はいずれも94.1%以下と大
幅に低下している。
【0023】
【発明の効果】本発明の高加工性高炭素鋼電縫鋼管の製
造方法は、C量に応じてP量を低レベルに抑制して中心
偏析を抑制した高炭素鋼スラブを熱間圧延してなる高炭
素鋼熱延コイルを素材として使用し、電縫溶接を行なう
ことによって、フッククラックによる超音波探傷試験の
不合格による歩留低下を抑制して高炭素鋼電縫鋼管を製
造することができる。また、偏析部のP濃化が少ないの
でバルジ成形などの苛酷な加工を受けた場合にも、偏析
部での脆化割れが生じる可能性が低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼中のC(%)とP(%)と絞りRA(%)と
粒界脆化発生有無との関係を示すグラフである。
【図2】高炭素鋼電縫鋼管における高温割れの発生原因
の説明図である。
【符号の説明】
1 エッジ溶融部 2 P偏析部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年1月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 高加工性高炭素鋼電縫鋼
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電縫溶接時の高温
割れを抑制して歩留低下の少ない高加工性高炭素鋼電縫
管に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、電縫溶接時の高温割れを抑制し、超音波探傷試験に
おける製品歩留の低下を減少できる高加工性高炭素鋼電
縫鋼管を提供することにある。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の高加
工性高炭素鋼電縫鋼管は、C:0.3〜0.6%、Si:0.15〜0.35
%、Mn:0.3〜1.5%、S:0.035%以下、Al:0.035%以下、P:0.
012%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物から
なる高炭素鋼で、連続鋳造した中心偏析部のP濃度[P]が
下記(1)式を満足する高炭素鋼スラブを熱間圧延してな
る高炭素鋼熱延コイルを素材としている。 [P]≦{−0.32×[C(%)]+0.244}………(1)式
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】このように、上記高炭素鋼の中心偏析部のP濃
度[P]が前記(1)式を満足させる高炭素鋼スラブを熱間圧
延してなる高炭素鋼熱延コイルを素材としたことによっ
て、Pの偏析が軽減され、偏析部の熱間加工性が改善さ
れて電縫溶接時の高温割れが抑制され、フッククラック
に起因する超音波探傷試験における製品歩留の低下を抑
制できると共に、後工程における加工性を改善すること
ができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】本発明の高炭素鋼電縫鋼管は、高炭素鋼中のP
濃度を0.012%以下、高炭素鋼スラブの偏析部のP濃度を
[P]≦{−0.32×[C(%)] +0.244}とした高炭素鋼熱延コイ
ルを素材としたことによって、偏析部と正常部の固相線
温度差が小さくなり、電縫溶接時における高温割れが抑
制され、超音波探傷の歩留を格段に向上させることがで
きる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】表2に示すとおり、本発明鋼を電磁撹拌しなが
ら連続鋳造した試験No.1〜7は、偏析部のP濃度が[P]≦
{−0.32×[C(%)] +0.244}を満足させており、超音波探
傷歩留はいずれも98.0%以上となっている。これに対
し、電磁撹拌なしで連続鋳造した鋼No.4の試験No.8や鋼
No.9〜16の試験No.9〜16は、偏析部のP濃度がいずれも
[P]≦{−0.32×[C(%)] +0.244}を満足させられず、超音
波探傷歩留はいずれも94.1%以下と大幅に低下してい
る。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】
【発明の効果】本発明の高加工性高炭素鋼電縫鋼管は
C量に応じてP量を低レベルに抑制して中心偏析を抑制し
た高炭素鋼スラブを熱間圧延してなる高炭素鋼熱延コイ
ルを素材とし、電縫溶接を行なうことによって、フック
クラックによる超音波探傷試験の不合格による歩留低下
を抑制することができる。また、偏析部のP濃化が少な
いのでバルジ成形などの苛酷な加工を受けた場合にも、
偏析部での脆化割れが生じる可能性が低くなる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.3〜0.6%、Si:0.15
    〜0.35%、Mn:0.3〜1.5%、S:0.03
    5%以下、Al:0.035%以下、P:0.012%
    以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からな
    る高炭素鋼で、連続鋳造した中心偏析部のP濃度[P]
    が下記(1)式を満足する高炭素鋼スラブを熱間圧延し
    てなる高炭素鋼熱延コイルを素材として使用することを
    特徴とする高加工性高炭素鋼電縫鋼管の製造方法。 [P]≦{−0.32×[C(%)]+0.244}………(1)式
JP34421397A 1997-11-27 1997-11-27 高加工性高炭素鋼電縫鋼管 Pending JPH11156433A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015045373A1 (ja) 2013-09-25 2015-04-02 Jfeスチール株式会社 高炭素電縫溶接鋼管の製造方法及び自動車部品

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Effective date: 20020415