JPS59182919A - 高張力低合金鋼管の製造方法 - Google Patents

高張力低合金鋼管の製造方法

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JPS59182919A
JPS59182919A JP5646683A JP5646683A JPS59182919A JP S59182919 A JPS59182919 A JP S59182919A JP 5646683 A JP5646683 A JP 5646683A JP 5646683 A JP5646683 A JP 5646683A JP S59182919 A JPS59182919 A JP S59182919A
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JP
Japan
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rolling
steel
steel pipe
alloy steel
tensile
Prior art date
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Pending
Application number
JP5646683A
Other languages
English (en)
Inventor
Taishi Yamamoto
山本 泰資
Minoru Kubota
稔 久保田
Shinichiro Kato
信一郎 加藤
Norimichi Taguchi
田口 訓陸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP5646683A priority Critical patent/JPS59182919A/ja
Publication of JPS59182919A publication Critical patent/JPS59182919A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (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】 この発明は、引張強さ:95〜120 kgf、ろdの
高強度を示す高張力低合金継目無鋼管を歩留り良く安定
して製造する方法に関するものである。
今日、継目無鋼管の製造方法として多数のものが知られ
ており、鋼管の材質、形状、その他の要因に応じて最適
なものが選択され実施されてきているが、その中でも、
マンドレルミル方式に代表される穿孔圧延型製管法は、
鋼管製造能率が高く大量生産に適していることから、現
在、継目無鋼管製造方法の中で最も大きな比重を占める
に至っているものである。
このような穿孔圧延型製管法は、プラグ等を使用して加
熱されたビレットの穿孔、圧延を行う工程と、これに続
く絞り圧延によって仕上げを行う工程とから成っている
が、この場合、穿孔・圧延工程を経ると鋼材温度が’7
00〜800℃程度に降下してしまうのが普通であり、
次工程である絞り圧延時の引抜荷重が犬となることから
、通常は、仕上り温度が800〜850℃程度となるよ
うに絞り圧延の前に再加熱を実施することが行われてい
た。
ところで、近年、各種構造部材軽量化の声は、2輪車の
フロントフォーク、クレーンのブーム材等の継目無鋼管
部材にまで及んできており、引張強さ:95〜120 
kgf/−程度の高張力鋼管に対する要望が日々高まっ
ているが、本出願人はこれらの要求に対処するために、
穿孔型製管機での製管によって前記95〜120 kg
f/−の引張強度を有する高張力鋼管を製造し得る低合
金鋼を、特開昭55−131159号として先に提案し
た。
この特開昭55−13115号として提案された高張力
鋼(以下、「先の提案鋼」と呼ぶ)は、C,Mn、Cr
、Cu及びN1の適量添加によって強度及び靭性を確保
するとともに、適量のSl及びsot、AQの添加によ
って脱酸を十分行わせて組織の微細化を図り、かつ適量
のMo、  Vの添加で焼戻し温度を高めて靭性を向上
させ、またNを適量範囲に、そしてP、 As、 Sb
、 Bi、Sn等の不純物を極力低位に規制することに
よって、N1必要量を低減すると同時に良好な熱間製管
性を達成したものである。
しかしながら、このような先の提案鋼に、前述のような
通常の穿孔圧延型製管法を適用して製管実施例 ■ 得られる製品のへん平試験成績があまシ良くない、 ■ 絞り圧延後、常温まで大気放冷し、矯正、切断等の
次工程に付している間に割れを発生する場合がある、 等の問題点の存在することが、本発明者等のその後の検
討で明らかになっためである。
本発明者等は、上述のような観点から、引張強さ:95
〜120.klilf/m++fの高強度を示すととも
にへん平試験成績も良好な高張力継目無鋼管を、製管工
程中に割れの発生を伴うことなく安定して製造する手段
を見出すべく、まず、先の提案鋼を穿孔圧延型製管法に
て製管した際に遭遇する前記間融点発生原因について検
討を加えたところ、先の提案鋼は、焼準じ一焼戻し熱処
理により引張強さ:95〜120 kgf7m=の高張
力が得られる非常に焼入れ性の良好な鋼であるため、オ
ーステナイト組織状態からの大気放冷によって容易にマ
ルテンサイト組織が得られるが、かかる鋼においては、
穿孔圧延型製管法における仕上圧延の仕上り温度がオー
ステナイトの再結晶温度以下になると、圧延によって変
形したオーステナイト粒が整粒とならずに変形粒のまま
となり、その後の空気冷却によって変形オーステナイト
粒からマルテンサイト変態を生ずることになる。ところ
が、この変形オーステナイト粒から変態したマルテンサ
イト組織が鋼管の静的へん平性質及び衝撃へん平性質を
悪化させ、冷却後の鋼管処理工程で割れを発生させる原
因となる、  5 − との事実を確認したのである。
そこで本発明者等は、極めて高い引張強度を実現する先
の提案鋼に穿孔圧延型製管法を適用して靭性の良好な製
品を得るには、仕上圧延後に細粒かつ整粒のオーステナ
イトを再結晶させ、冷却後の鋼管の組織を、との細粒か
つ整粒オーステナイト粒から変態したマルテンサイト組
織にする必要があるとの認識の下に、それを実現し得る
手段を模索した結果 先の提案鋼を用いて穿孔圧延型製管法にて製管する際に
、穿孔・圧延後の再加熱温度、及び絞り圧延時の仕上り
温度を適当にコントロールすることにより、絞り圧延後
に細粒かつ整粒のオーステナイトを再結晶させることが
でき、これをそのまま大気放冷すれば細粒かつ整粒のマ
ルテンサイト組織が得られて、熱間圧延の壕まで良好な
靭性を示し、冷却後の各工程中においても割れを生ずる
ことのない高張力継目無鋼管が得られること、を知見す
るに至ったのである。
第1及び2図は、第1表に示しだ成分組成の鋼 6− を用いた板圧延によるシミュレーションテストの結果を
示すものであって、第1図は仕上圧延後大気放冷しだ後
の顕微鏡組織(倍率: 400倍、オーステナイト粒界
エツチング)を示す写真図、第2図は仕上り温度とシャ
ルピー衝撃値との関係を示す線図である。
なお、このときの圧延シミュレーションテストの条件は
第3図に模式図で示した通りであった。
第   1   表 第1図に示される結果からは次のことが明らかである。
即ち、仕上圧延の仕上り温度が850℃以下では、圧延
後大気放冷した鋼材の顕微鏡組織は変形オーステナイト
粒から変態したマルテンサイト組織であり、仕上9温度
が860〜920℃では整粒のオーステナイト粒から変
態したマルテンサイトが得られていること。
そして、第2図からは、シャルピー衝撃値は顕微鏡組織
と良く対応し、整粒のオーステナイトから変態したマル
テンサイト組織の得られる860℃以上の仕上り温度の
場合に、シャルピー衝撃値の顕著な向上をみるというこ
とが明らかである。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 穿孔圧延型製管法にて継目無鋼管を製造するに際して、 C:0.30〜045%(以下、係は重量割合とする)
Si: 0.10〜0.50%、 Mn: 1.30〜
2.00 %。
Cr: 0.60〜1.50%、 Ni: 0.30〜
0.80%。
Mo : O]−5〜0.50%、 V : 0.05
〜0.40%。
Cu : 0.2 C1〜0.50 ’%。
soL、AQ : 0.010〜0.080%。
N:0.0020〜0.0200%。
を含有し、 Fe及び不可避不純物;残り。
から成る成分組成を有し、かつ、不純物中における P:0.025%以下。
As、 Bi、 Sb及びSn:各々0.0030%以
下。
である高張力低合金鋼を使用し、これを常法通りに加熱
し、穿孔、圧延を施した後、引続いて950〜1050
℃に再加熱し、仕上り温度:860〜900℃の仕上圧
延を行うことにより、引張強度が高く、かつへん平性質
の良好な高張力低合金継目無鋼管を歩留り良く安定して
製造することに特徴を有するものである。
なお、この場合、穿孔圧延後650℃以下に一旦冷却し
た後、950〜1050℃のオーステナイト化温度に再
加熱すると、オーステナイトが一層フエライトに変態し
た後再度最初の加熱温度よp低温でオーステナイト化す
るので、よシ細粒のオーステナイトが形成され、仕上圧
延の細粒化効 9 − 果と相俟ってさらなる細・整粒のマルテンサイト組織を
達成することができ、得られる鋼管の靭性が一層向上す
る。従って、前記の再加熱は、鋼材の温度が650℃以
下に降下してから行うのが望ましい。
つぎに、この発明の方法において、鋼の成分組成を前記
の如くに数値限定した理由を説明し、併せて、再加熱温
度と仕上圧延の仕上シ温度を前記範囲に限定した理由に
ついて再度明確に説明する。
A、鋼の成分組成 (a)C C成分の含有量が0.30%未満では所望の強度を得る
ことができず、他方0.45%を越えて含有させると熱
間製管性が低下する。
(b)  5i Si成分の含有量が0.10%未満では脱酸及び鋼組織
の微粒化効果に乏しく、他方0.50%を越えて含有さ
せると靭性が劣化する。
(C)Mn Mn成分の含有量が130%未満では所望の強度10− を得ることができず、他方200%を越えて含有させる
と熱間製管性が低下する。
(d)Cr Cr成分の含有量が0.60%未満では所望の強度を得
ることができず、他方1.50%を越えて含有させると
熱間製管性が低下する。
(e)N1 Ni成分は靭性向上に最も効果のある元素であるが、そ
の含有量が0.30%未満では前記効果が十分でなく、
他方、所望の靭性を確保するには0.80%捷での含有
量で十分であり、それ以上の添加は返って熱間加工性を
低下させることとなる。
(f)  MO Mo成分は靭性向上を目的として添加される元素である
が、O1S係未満の含有量では焼戻し温度を高めて靭性
を向上させる効果に乏しく、他方、0.50%を越えて
添加してもそれ以上の向上効果が認められず、経済性に
欠けることとなる。
(g)  V ■成分はMOと共存することによって焼戻し温度上昇に
効果のある元素であるが、その含有量が0050%未満
では前記効果に乏しく、他方0.40係を越えて含有さ
せてもそれ以上の効果の向」二がみられないばかりでな
く、逆に靭性を低下させることとなる。
(h)  Cu Cu成分の含有量が0.20%未満では所望の強度及び
靭性を得ることができず、他方0.50 %を越えて含
有させると熱間製管性が低下する。
(i)  s oL AA soムAQ成分の含有量が0.0 ]、 00%満では
脱酸及び鋼組織の微粒化効果に乏しく、他方0.080
係を越えて含有させると溶製上の問題が生ずる。
(j)  N N成分はAP、と共存することによってP等の不純物に
基づく焼戻し脆性を防止する性質を有しているが、その
含有量が0.0020%未満では焼戻し脆性防止効果に
乏しく、他方o、 0200 %を越えて含有させると
熱間製管性を低下させる。
(k)P Pは鋼の不可避的な不純成分であり、その含有量が0.
025 %を越えると焼戻し脆性を生じ熱間製管性を低
下させる。
(t)  As、 Bi 、 Sb 、及びSnこれら
の元素も、いずれも鋼の不純成分であり、その含有量が
それぞれについて0.0030%を越えると焼戻し脆性
を生じて熱間製管性を低下させる。
B、再加熱温度、及び仕上圧延仕上り温度仕上圧延の仕
上り温度が860℃を下回る場合には、その後の大気放
冷中に、変形されたままのオーステナイト粒が変態して
マルテンサイト組織となり、鋼管の靭性を劣化すること
となる。他方、該仕上り温度が900℃を越えると、絞
り圧延中に鋼管が破断する恐れがあることから、仕上圧
延の仕上シ温度を860〜900℃と定めたのである。
また、仕上圧延のだめの鋼材再加熱温度は、仕上シ温度
が制限されれば、下限はその圧延作業の流れから自ずと
決定されるものであシ、再加熱温度が950℃未満では
仕上圧延の仕上シ温度:13− 860℃を確保することができず、他方、再加熱温度が
1050℃を越えるとオーステナイト粒が大きくなって
靭性が劣化するとともに仕上圧延の仕上シ温度が高くな
り過ぎて炉から出した後しばらく待つ必要が出てくるの
で、再加熱温度を950〜1050℃と定めたのである
。そして、円滑な作業性を確保するには、950〜10
00℃の温度域に再加熱することが推奨される。
ついで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。
実施例 まず、常法によシ第2表に示される如き成分組成の鋼を
溶製し、直径:187711711のビレットを製造し
た。
つぎに、これを1200℃に加熱後、マンネスマン・プ
ラグミル方式に従って、第1ピアサ−2第2ピアサ−に
て穿孔し、プラグミルにて圧延した後、第3表に示す再
加熱温度にそれぞれ加熱し、続いてリーラ−及びサイザ
ーにて仕上圧延を施して、直径: 4 B、 6 my
n、肉厚:4.571+711の継目無鋼管14− を製造した。なお、この際の丙加熱直前の鋼材温度も第
3表に併せて示した。
仕上圧延後の鋼管はそのまま常温壕で大気放冷されたが
、その各々に620℃での焼戻し処理を施し、へん平試
験並ひに引張試験を実施した。このようにして得られた
結果も、第3表に併せて示した。なお、各試験はそれぞ
れ3個ずつの試料について実施しだものである。壕だ、
第4図は仕上圧延後大気放冷した鋼管の顕微鏡組織図(
倍率:400倍)であり、第4図(a)は試験番号lの
本発明方法で得られた鋼管のもの、第4図(b)は試験
番号2の比較法で得られた銅管のものである。
これらに示される結果からも、本発明方法によれば、引
張強さ: 100 kyf/mm以上の高強度を有し、
しかも、静的へん平性及び衝撃へん平性により評価され
る靭性か極めて優れた継目無鋼管が得られるのに対して
、再加熱温度及び仕上圧延仕上り温度が本発明の範囲か
ら外れた比較法では靭性の劣る鋼管しか得られないこと
が明白である。
上述のように、本発明によれば、鋼管製造工程中のトラ
ブル発生もなく、引張強度の極めて高い継目無鋼管を安
定して製造することができ、継目無鋼管の適用分野を更
に拡大することが可能となるなど、工業上有用な効果が
もたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は各種仕上圧延仕上り温度における大気放冷後の
鋼管の組織を示す顕微鏡写真図、第2図は仕上圧延仕上
り温度とシャルピー衝撃値との関係を示す線図、第3図
は圧延シミュレーション模式図、第4図は仕上圧延後大
気放冷しだ鋼管の顕微鏡写真図であり、第4図(a)は
本発明方法で得られた鋼管の例、第4図(b)は比較法
で得られた鋼管の例である。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  富  1) 和  夫 ほかコ9名第1図 400 第2図 第3図 B−?  閏 − (a) X4QQ (b)  400

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 穿孔圧延型製管法にて継目無鋼管を製造するに際して、
    重量割合で、 C: 030〜045%、Si:0.10〜050係。 Mn: 1.30〜2.00%、  Cr : 0.6
    0〜1.5096゜Ni: 0.30〜0.80%、 
     Mo: 0.15〜0.50%。 V : 0.05〜0.40%、  Cu : 0.2
    0〜0.50%。 soL、AQ : 0.010〜0080%。 N : 0.0020〜0.0200%。 を含有し、 Fe及び不可避不純物:残シ。 から成る成分組成を有し、かつ、不純物中における P:0.025%以下。 1− As、 Bi 、 Sb及びSn:各々O,OO30%
    以下。 である高張力低合金鋼を使用し、これを常法通りに加熱
    し、穿孔、圧延を施した後、引続いて950〜1050
    ℃に再加熱し、仕上シ温度:860〜900℃の仕上圧
    延を行うことを特徴とする高張力低合金鋼管の製造方法
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01247532A (ja) * 1988-03-29 1989-10-03 Sumitomo Metal Ind Ltd スプリング用継目無鋼管の製造方法
US8313591B2 (en) * 2008-12-25 2012-11-20 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Austenitic heat resistant alloy
JP2013530907A (ja) * 2010-07-21 2013-08-01 湖南三一智能控制設備有限公司 クレーンブームの連繋構造
US8601852B2 (en) 2006-03-28 2013-12-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method of manufacturing seamless pipe and tube

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