JPS591656A - 高度の力学的性質を有する棒鋼及び鋼管並びにその製造方法 - Google Patents

高度の力学的性質を有する棒鋼及び鋼管並びにその製造方法

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JPS591656A
JPS591656A JP58070866A JP7086683A JPS591656A JP S591656 A JPS591656 A JP S591656A JP 58070866 A JP58070866 A JP 58070866A JP 7086683 A JP7086683 A JP 7086683A JP S591656 A JPS591656 A JP S591656A
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JP
Japan
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steel
hot
weight
steel bar
bar
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JP58070866A
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English (en)
Inventor
ベルナ−ル・エリチエ
フイリツプ・メ−トルピエ−ル
ジエ−ム・ロフ−ヴエルニ
アラン・ヴイカエル
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Ugine Aciers SA
Original Assignee
Ugine Aciers SA
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弱く合金され、熱間加工したままの′状態で
高tWの力学的性質を示し、弾性限界、破断′荷1、お
よび弾性エネルギーが特に大きい棒鋼および鋼′dの新
しい製造法に係る。この方法によれば、鋼から高度の力
学的性質を有する棒鋼あるいは鋼qへの加工費が著しく
軽減できる。
本発明はまた、熱間圧延されたままの状態で、定められ
た変動幅内での一定の組成と、ベイナイト優越(pre
dominance bainitique)構造とを
有するために高度の力学的性質を示す8鋼および鋼管に
も係る。
より具体的にいえば、本発明は少なくとも、アメリカ石
油研究所(1’American P@troleum
Institute)で規定されたグレードN80 (
gradeN80)の力学的性質を有し、しかも慣用方
法よりもはるかに経済的な精練および加工方法によって
碍られる棒鋼または鋼管に係る。
アメリカ石油研究所のグレードN80に対応する力学的
性質を示す棒鋼または@管の従来の製造方法は、規格A
FNOR40MD7による鋼のような、弱く合金されf
t、聾(を精練する事にある。この暢Y1は全量基準の
パーセンテージとして、炭素(C) 0.25乃至O,
SO;マンガン(Mn) 1.20乃芋1.70;モリ
ブデン(Mo) 0.20および通常の不純物を含む。
連続鋳造による鋳塊または棒鋼の鋳造後に、この鋼は熱
間圧延によって、たとえば直径100乃至200龍の丸
棒鋼のような、望ましい断面を有する棒鋼へ加工される
。熱間圧延したままの状態では、これらの棒鋼は、KC
U試験試験片側定では、一般におよそ750 MPaの
弾性限界を有するが、弾性エネルギーは低く、その値は
30ジユール乙イよりも低い。
そこでそれらに望ましい力学的性質を与えるため、約8
75’0のオーステナイト化焼な1しを行い、続いて室
温に近い温度での冷却を行い、それから約600 ’0
から650℃での焼戻しを含む熱処理を施す。
このようにして得ら′i″した棒鋼は、前記グレードN
80に合致する力学的性成を示す。すなわち、破断荷i
i     R) 700 MPa弾性限界    ]
l;)550MPa弾性エネルキー   KCU ) 
80 J / otFこの圧延後の熱処理操作は、時間
がかかり、取り扱いと制御の費用も、熱エネルギーの費
用も高くつき、その上このような処理を行い得る大きな
設備が必要である。
熱間圧延したままの状態で、利用者に要求される力学的
性質を有する棒鋼を得る事を目的として、特定の組成の
鋼の精練と加工の方法の開発の可能性が探求されてきた
。また、これらの棒鋼から、熱間せん孔により、次にチ
ャック上での熱間圧延により、熱間圧延したままの状態
でこれらの棒鋼と同様な力学的性質を示す鋼・Uを製造
する研究も行われてきた。
特に、80 J %mを超える弾性エネルギーKCUと
、550MPaを超える弾性限界Eとを示す棒鋼あるい
は釦i’ifを、熱間圧延したままの状態で得る方法が
研究されてきた。
本発明によれば、全量基準の/母−センテージとして次
のような組成を示す鋼を精、紳する事が行われる:C(
炭素)0.060乃至0.120好ましくはo、oso
乃至0.110;珪素(St) 0.30乃芋0.70
;マンガン(Mn) 1.30乃至2.00好ましくは
1.50乃至1.80;ニオブ(Nb) 0.050乃
至0.120  ;硼素(B) 0.0025乃至0.
0060;アルミニウム(Aj)0.040乃至o、0
80;4素(N) < 0.010 ;残部は鉄(Fa
)および通常の不純物。たいていくず鉄から精練される
この鋼は、ニラクル(Ni) 、クローム(Cr) 、
 tFl(Cu)およびモリプデy(Mo)などかなり
多くの金、′、4製不純物を含み得るが、金14不純物
の総量はおよそ1%を超えるべきでない。場合によって
eま0.12%までのパナノウム(V)の付加(添加)
も行われ得る。また、機械加工性を改善するため、およ
そ0.040乃芋0.070%までの璧の硫黄(S)が
付加し得る。この付加と共に、カルシウム(Ca)およ
び/またはマグネシウム(Mg)のようなアルカリ土類
金属、および/または希土類金属の非常に少量を、力学
的性質の等方性を改善するため付加する事もできる。
鋳塊あるいは連続鋳造による棒鋼−\の鋳造後、鋼は制
御された榮件の下で加工される。鋳塊の、分塊ロールへ
の荒引きは、約1200°Cから1050℃のill、
fで、伝統的方法で行われる。このようにして得られた
棒鋼、あるいは連続鋳造された棒鋼は、円形であるかな
いかにかかわらず望ましい断面を有した棒鋼を得るまで
、一度の加熱によって1000℃と700°0との間の
温度での制御された圧延を施される。鋼管の圧延の場合
には、熱間圧延されたままの棒鋼は熱間せん孔によって
せん孔され、次に、得られた管の粗製品は、望みの寸法
までチャック上で熱間圧延される。鋼管に関してと同様
棒鋼に関しても、ニオブ(Nb)の析出完了を可能なら
しめ、その主要な利益が弾性限界を高める事であるよう
な焼戻しを行う事が有利である場合もあり得る。この焼
戻しは好ましくは550°Cと700℃との間の温度で
行われる。
本発明方法によって得られた生成物の高度の力学的性′
ぽは主に、定められた温度の範囲内で、またはっきり決
められた鍛圧比で、より高度に定められた組成範囲内に
その組成があるような鋼に行われた熱間圧延操作の作用
により得られたものと思われる。さらに、はっきり決め
られたマンガン含量と、臨界比におけるニオブ、硼素お
よびアルミニウムの付加と、低い炭素含量とは本発明の
必須条件であって、これによつ、で、全く独自の力学的
性質を得るために従来必要であると考えられていた面倒
な伝統的処理が、本発明では省略できるのであると考え
られる。
以下の非制限的な実施例により、本発明を一層具体的に
説明する。
実施例 1 全量基阜の・や−センテーノとして、炭素(C)0.0
85;珪素(Si) 0−452 ; マンガン(Mn
)1.520;ニオブ(Nb) 0.060 ;アルミ
ニウム(Al) 0.071;硼素(B) 0.004
9 ;窒素(N) 0.007 ;ニラクル(Nl) 
0.I36 ;クローム(Cr) 0.167 ;1i
il (Cu)0.228 ; 硫黄(S) 0.02
8 ; 燐(P) 0.017 ラミ有し;残部は鉄お
よび通常の不純物である鋼を精練する。
この@は5.8トンの鋳塊へと鋳造される。これらの鋳
塊は1230℃で予熱処理され、次に1200゛Cと1
050°Cの間の温度で、分塊ロールによって182X
182imの棒鋼に荒引きされ、次に直径140闘の丸
棒鋼へと連続的に圧延される。圧延機の入り口の温度は
約950℃、圧延機の最後のスタンドの出口の温度は約
710°Cである。これらの、熱圧延したままの棒鋼か
ら、引張り試験のための直径10朋の試験片と、縦方向
のKCU型の弾性エネルギーの測定のための試験片とを
採取する。これらの採取は表面から25 mm ((f
i径(φ)10mm試験片の軸はこの表面の下25朋に
位置している)で行われる。
次の表は得られた試料の力学的性質を示す。
弾性限界は550 MPaを超え、弾性エネルギーは8
0 J/clを超える事が−わかる。他方では、マイク
ログラフテストにより、棒鋼の組成がすべての点で均質
であり、ペイナイ+−U越である事を示している0本発
明方法を、円形以外の断面を有する。
正方形または長方形または任意の断面の棒鋼の製造に適
用する事も可能である。あらゆる場合において、これら
のt+鋼を得るための圧延操作は700°Cと1000
℃の間の温度で行われなければならず、鍛圧比は好まし
くは、中間的な再加熱なしに少なくとも50チである。
先に述べたように、熱間圧延し′fJ:、ttの棒鋼の
弾性限界を、好ましくは550°0と700°0の間の
渦j租での焼戻しをそれらに施す事によってさらに増大
させる事が可能である。
実施例 2 本実施例によって、極微挺のCaと附加と共にSを附加
することにより機械加工性が向上する点を明らかにする
実施例1で得られた鋳造棒鋼(A)の機械加工性と、以
下の組成(重量%)を有する鋳造+#鋼(B)の機械加
工性とを、規格NF A 03−655による長期旋盤
加工試験によって比較した。
組成:  CO,092;  Sl  O,510;M
n  1.630;   Nb  O,065;At 
O,068;   B   O,047;N   O,
006;   Nl   O,124;Cr  O,1
75;   Cu  O,212;S   O,055
;   P   O,018;Ca  O,0020;
 残部Fe及び通常の不純物。
鋳造鋼(B)を鋳造鋼(A)と同様に直径14011N
の丸棒(B)に加工した。丸棒(B)の機械的特性は次
のとおりである。
E=610MPa ; R=685MPa ;A%=2
2;Z%=51 ; KCU=85 J/al10旋盤
試験は、規格NFAO3−655に従って、長さ約60
0朋の表面処理した試料押に対して、各操作後生なくと
も5分間中断しながら以下の切断条件で連続的に処理し
た。
切断条件− 送り     0.25朋/回 処理の深さ   1.5朋 処理用薄IN (plaquette) ”、 ISO
の各称による炭化物5NTJN 12−04−08.I
SOの炭化物分類によるタイプP20の炭化物。
試験で試料棒(A)及び(B)上に保持された工具の磨
耗基準はV   であった。即ち、30分間B 50−
0.5 に0.3脂の抜は勾配を工具にもたらす切断速9であっ
た。
旋盤試験による鋼(A)に対する鋼(B)の機械加工性
イ/デノクスー規格NFA 03−655によるUV(
t)−は125チであった。
この実施例は、 0.040乃至0.070%のSの附
加とそれと同時に極微:はのCaの附加した場合の効果
を示している。このようなSの添加により、アルカリ土
類金属又は希土類金属を極微給添加しない場合でも、機
械加工性が顕著に改善される。
出願人 ユ5ノンヌ・了シエ 代理人弁理士川  口 義 第1頁の続き 0発 明 者 アラン・ヴイカエル フランス国13290サン・ミト ルーレーランバール・プルヴア ール・フオンテーヌ・ドユ・ル 18

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱間圧延したままの状態で、微細ベイナイト優越
    構造と、550MPaを超える弾性限界及び80J/d
    を超える弾性エネルギーを示す棒鋼及び鋼肯の製造方法
    において、重置チで、炭素(C)0.060乃全0.1
    20;珪素(St) 0.30乃至ρ、70 ;マンガ
    ン(Mn) 1.30乃至2.00;=オプ(Nb) 
    0.05(1乃至o、120;硼素(B) 0.002
    5乃芋0.0060;アルミニウム(AI) 0.04
    0乃至o、osoを含有し、窒素(N) < 0.01
    0 ; ハナゾウb (v) < 0.120であり、
    iM常の不純物としてニラクル(Nl) 、クロム(C
    r)、銅(Cu) 、モリブデン(Mo)のような金属
    不純物の総酸が1.0%を超えず、残部が鉄である鋼の
    精練と、1000℃と700°0との間の温度での一回
    の加熱で、初期断面の少なくとも50チの減少率を示す
    制御された最終圧延を伴う、棒鋼の形態への熱間加工と
    の段階を含むことを特徴とする棒釦i及び鋼Uの製造方
    法。
  2. (2)鋼が、重量%で炭素(C)0.080乃芋011
    0とマンガン(Mn) 1.50乃至1.80を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)鋼が、重J&%でバナジウム(V) 0.060
    乃至0.120を含んでいることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項に記載の方法。
  4. (4)鋼が、重量%で硫黄(S) 0.040乃至0.
    070を更に含んでいることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項乃芋第3項のいずれかに記載の方法。
  5. (5)鋼が、重量%で硫黄(S)0.040乃至0.0
    70と、アルカリ土類金属及び希土類金属から成るグル
    ープの中から選択された少なくとも一種の金属を更に含
    んでいることを特徴とする特fF請求の範囲第1項乃至
    第3項のいずれかに記載の方法。
  6. (6)熱間圧延によって得られた棒鋼が次に熱間せん孔
    され、さらに管状のチャック上で熱間圧延されることr
    特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか
    に記載の方法。
  7. (7)熱間圧延された棒鋼又は悄ば刀・、550°0か
    ら700℃に含まれる温度で焼戻しされることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載
    の方法。
  8. (8)熱間圧延したままの状態で、細粒状のベイナイト
    優越構造と、表面より25闘下において、550 MP
    aを超える弾性限界と、80 J /crdを超える弾
    性エネルギーとを有し、重量係で、炭素(C)0.06
    0乃至0.120;珪素(Sl) 0.30乃至0.7
    0:マンがン(Mn) 1.30乃至2.00;=オプ
    (Nb)0.050乃至0.120;アルミニウム(A
    I) 0.040乃至0.080;硼素(B)0.00
    25乃至0.0060を含有し、メ素(N) (0,0
    10; ハナノウム(v) < 0.120であり、直
    営の不純物としての二ンクル(Nl)、クローム(Cr
    )、銅(’Cu)、モリブデン(Mo)のような金属不
    純物の総量が1.0%を超えず、残部(・ま鉄である棒
    鋼又は鋼管。
  9. (9)重量%で、炭素(c) o、oso乃至0゜11
    0及びマンガン(Mn) 1.50乃至1.80を含ん
    でいることを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の
    棒鋼又は鋼管。 uI  重量%で、バナジウムff) 0.060乃孕
    0.120を含んでいることを特徴とする%IF請求の
    範囲第8項又は第9項に記載の棒鋼又は鋼管。 す■ 重斌チで硫黄(S)0.040乃キo、o7oを
    更に・含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第8
    項乃至第10項のいずれかに記載の棒鋼又は鋼90α→
     重量%で硫黄(S)0.040乃芋0.070と、ア
    ルカリ土類金属及び希土類金4から成るグループの中か
    ら選択された少なくとも一種の金;属とを更に含んでい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第染J 8項乃至第10項のいずれか記載の棒鋼又は鋼管。
JP58070866A 1982-04-22 1983-04-21 高度の力学的性質を有する棒鋼及び鋼管並びにその製造方法 Pending JPS591656A (ja)

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