JPS61147812A - 遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法 - Google Patents

遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法

Info

Publication number
JPS61147812A
JPS61147812A JP26644484A JP26644484A JPS61147812A JP S61147812 A JPS61147812 A JP S61147812A JP 26644484 A JP26644484 A JP 26644484A JP 26644484 A JP26644484 A JP 26644484A JP S61147812 A JPS61147812 A JP S61147812A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
content
less
temperature
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26644484A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Niikura
新倉 正和
Hiroyoshi Suenaga
末永 博義
Chiaki Ouchi
大内 千秋
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP26644484A priority Critical patent/JPS61147812A/ja
Publication of JPS61147812A publication Critical patent/JPS61147812A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、遅れ破壊特性の優れた、降伏強度が100
kg/−以上の高強度鋼の製造方法に関するものである
〔従来技術とその問題点〕
例えば、油井管用の高強度継目無鋼管(V150級II
)のような、降伏強度が100に9/−以上の高強度鋼
の製造は、従来、炭素含有量が0.15wt%以上の中
炭素系または高炭素系の低合金鋼を、再加熱し焼入れ焼
戻し処理することにより行なわれていた。
しかしながら、この種の高強度鋼には、一般に遅れ破壊
感受性が高いため使用中にしばしば破壊事故の発生する
問題があった。
第2図は、遅れ破壊試験における500時間で破断しな
い限界応力拡大係数(K15cc )即ち遅れ破壊特性
と、降伏強度(Y”S )との関係を示すグラフである
。なお、第2図におけるK15cc値は、次のようにし
て求めた。即ち、長さ150〜0.高さ15龍、厚さ1
0+tの大きさで、その長さ方向中央に1.5imの深
さのソウノツンと前記ソウノツチに続<1.5imの深
さの疲労ノツチとを、0.2mmの幅で形成した試験片
を調製し、この試験片に対し、片持ちはり式の遅れ破壊
試験機を使用して、3.5%Na C1水溶液中に浸漬
した状態で、試験時間500時間での破断限界を測定し
、その限界応力拡大係数−(Kfscc)を、下記式に
より求めた。
23.17 (a/w)3+24.80 (a/w)’
) (kg/mm3/2)但し、M:ノツチ断面の曲げ
モーメントa:ノツチ深さ B:試験片厚さ W:試験片高さ 、″第2図かられかるように、降伏強度が100に9/
L4以上になると、KI8CCは急激に低下する。
このように高強度鋼は、上述した遅れ破壊感受性の増大
により、その使用が著しく制約される問題を有している
本発明者等は、高強度鋼の遅れ破壊特性について、系統
的かつ詳細な調査を行なったところ、組織的に結晶粒界
上にセメンタイトが存在すると、遅れ破壊感受性が高く
なることから、鋼中のC量を0.15wt%以下に低減
させれば、遅れ破壊に対する抵抗力の高まることがわか
った。
しかしながら、C量の低減は、鋼の強度を低下させるこ
とになるので、このような強度低下を防止するための強
化方法が必要となる。
鋼の強度を強化するだめの方法としては、■析出強化元
素を添加または増量すること、■ 焼戻し温度を低くす
ること、が知られている。しかしながら、■の方法は、
降伏強度が100 kg /、、j。
以上の高強度鋼においては、既に、Cr、 Mo、  
V等のような析出強化元素を多量に添加することが行な
われているので、このような析出強化元素をこれ以上に
増量しても、析出強化能が飽和して効果が薄く、製造コ
ストを高めるだけになる。一方、■の方法のように焼戻
し温度を低くすると、鋼の・靭性が低下する問題が生ず
る。
〔発明の目的〕
従って、この発明の目的は、遅れ破壊特性の優れた、降
伏強度が100 kg/、Ili以上の高強度鋼を、靭
性の低下等を招くことなく効率的に製造することができ
る、遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法を提供す
ることにある。
本発明者等は、上述した問題が生ずることなく、高強度
鋼の遅れ破壊に対する抵抗力を強化させる方法を開発す
べく鋭意研究を重ねた。その結果、鋼中のC量を0.1
5wt%以下に低減すれば、遅れ破壊に対する抵抗力が
高められこの結果生ずる強度の低下は、通常の再加熱焼
入れ処理では析出強化能な持たないNbを添加し且つ直
接焼入れ処理を施すことによって防止し得ることを知見
した。
〔発明の概要〕
この発明は、上記知見に基いてなされたものであって、 C:  0.05〜0.15wt %、Si : 0.
01〜0.50wt%、Mn : 0.3〜1.5 w
t%、 Cr : 0.1〜1.5 wt%、 Mo:0.1〜1.9wt%、 V : 0.01〜0.2 wt %、Nb:0.01
〜0.2wt%、 Sol、Aノ :  0.001〜0.10 wt%、
残り二Feおよび不可避不純物 からなる成分組成を有する鋼片を、1050℃以上に加
熱し、このように加熱された鋼片に対して熱間加工を施
した後、Ar3変態点以上の温度域から直接焼入れし、
最終的に550℃からAQ1変態点までの範囲内の温度
で焼戻すことに特徴を有するものである。
〔発明の構成〕
次に、この発明において、鋼片の成分組成を上述のよう
に限定した理由について説明する。
Cの含有量が0.15 wt%を超えると、粒界上のセ
メンタイトの析出が多くなり、遅れ破壊感受性が著しく
高くなる。一方、′□その含有量が0.05wt%未満
では、後述する析出強化元素であるC r 、 Mo 
+V更に運を添加しても、降伏強度を100 kll/
 −以上にすることができない。従って、Cの含有量は
、0.05から0.15 wt%″の範囲内とすべきで
ある。
Siは、鋼中のO量を低減させるために必要な元素であ
る。しかしながら、その含有量が0.01wt%未満で
は上記作用に所望の効果が得られず、一方、0.50w
t%を超えると靭性の劣下を招く。従って、Siの含有
量は、0.01から0.50wt%の範囲内とすべきで
ある。
Mnは、高強度を得るために必要な焼入性を安価に確保
し得る有効な元素である。しかしながら、その含有量が
0.3wt%未満では、上記作用に所望の効果が得られ
ず、一方、1.5wt%を超えると焼戻し脆化現象を著
しく助長する問題が生ずる。従って、Mnの含有量は、
0.3から1.5wt%の範囲内とすべきである。
CrおよびMoは、高強度を得るために必要な析出強化
能を発揮させる作用を有している。しかしながら、その
含有量が0.1wt%未満では、上記作用に所望の効果
が得られず、一方、Crの場合は1.5wt%を超える
と、またMoの場合は1.0wt%を超えると析出強化
能は飽和し、製造コストの上昇を招くのみとなる。従っ
て、Crの含有量は、0.1から1.5wt%の範囲内
、そして、Moの含有量は、0.1から1.0wt%の
範囲内とすべきである。
■は、CrおよびMoと同じく、高強度を得るために必
要な析出強化能を発揮させる作用を有している。しかし
ながら、その含有量が0.01wt%未満では、上記作
用に所望の効果が得られず、一方、0.2wt%を超え
ると析出強化能は飽和し、製造コストの上昇を招くのみ
となる。従って、■の含有iハ、0.01から0.2w
t%の範囲内とすべきである。
運は、本発明において極めて重要な元素であり、直接焼
入れ処理との組合わせKよって、析出強化能を発揮させ
る作用を有している。しかしながら、その含有量が0.
01 wt%未満では、上記作用に所望の効果が得られ
ず、一方、0.2 wt%を超えると析出強化能は飽和
し、製造コストの上昇を招くのみとなる。従って、歯の
含有量は、0.01から0.2・wt%の範囲内とすべ
きである。
Sol、AA!は、鋼中のO量を低減させるために必要
な元素である。しかしながら、その含有量が0.001
 wt%未満では、上記作用に所望の効果が得られず、
一方、0.10 wt%を超えると靭性の劣化を招く。
従って、Sol!、Mの含有mは、0.001から0.
10wt%の範囲内とすべきである。
この発明においては、上記元素に加えて、Cu。
Ni、  Ti、  Zr、  B、  Ca、  R
EMの少なくとも1つの元素を、特定の範囲で含有させ
ることができる。
次に、これらの元素の含有範囲とその限定理由について
述べる。
Cu、NiおよびBは、鋼の焼入れ性を改善する作用を
有している。従って、鋼材の寸法が大きく、焼入れ性が
不足するような場合においては、これらの元素を含有さ
せることが好ましい。しかしながら、Cuの含有量が1
 wt%を超え、Niの含有量が2 wt%を超えそし
てBの含有量が0.005 wt%を超えると、靭性の
劣化を招く。従ってCuの含有量は1 wt%以下、N
iの含有量は2 wt%以下、Bの含有量は0.005
 wt%以下とすべきである。
Tiおよびzrは、その窒化物の作用によりオーステナ
イト結晶粒を微細化して、靭性を改善する作用を有して
いる。しかしながら、各々の含有量が0.2wt%を超
えると、逆に靭性の劣化を招く。
従って、Tiおよびzrの含有量は、0.2wt%以下
とすべきである。  − CaおよびREMは、鋼中の介在物特にA系介在物を、
圧延によってその方向に伸長しない形状に制御し、これ
によって、高強度油井管で問題となる硫化物応力腐食割
れ特性および靭性を向上させる作用を有している。しか
しながら、各々の含有量が0.2wt%を超えると、逆
に靭性の劣化を招く。
従って、CaおよびREMの含有量は、0.2wt%以
下とすべきである。
次に、この発明において、上述した成分組成の鋼片の加
熱、焼入れ、焼戻し温度を上述のように限定した理由に
ついて説明する。
直接焼入れ処理における加熱温度は、難溶性析出強化元
素であるNbによる強化能を発揮させる上で重要である
。即ち、Cの含有量を0.05〜0.15wt%の範囲
内とし、Nbを0.01〜0.2wt%含有させた鋼に
おいて、Nbの固溶、再析出による強化能を得るために
は、加熱温度を1050℃以上にする必要があり、10
50℃未満では上述した作用に所望の効果が得られない
この発明においては、上記温度に加熱された鋼片を熱間
加工した後、直ちに直接焼入れする。この直接焼入−れ
は、通常の焼入れと同じくオーステナイト単相域即ちA
r、変態点以上の温度から行なうものである。従って、
熱間加工の開始および終了は、オーステナイト単相域で
行なわれなければならない。
このようにして直接焼入れ処理の施された鋼材は、この
ままでは強度(硬度)が非常に高く、延性および靭性が
劣るので、焼戻しによってその性質を改善する必要があ
る。この焼戻し温度が550−ステナイトが形成されて
、焼入れによる低温変態生成物の形成が無意味になる。
従って、焼戻し温度は、550℃から、Ac1変態点の
範囲内とすべきである。
第1図は、この発明の方法によって製造した高強度鋼と
従来方法によって製造した高強度鋼との、Cの含有量と
遅れ破壊特性(Klsec)および降伏強度(YS )
との関係を示すグラフである。図面において、白丸印は
この発明の方法により製造された鋼であって、Si :
 0.18 wt%、Mn : 0,8 wt   ’
%s Cr : 1 wt%、Mo : o、5 wt
%、V : 0.1 wt%、Nb : 0.04 w
t%、SoA! 、 Al: 0.022 wt%を含
有し、Cの含有量が0.07 、 0.10 、 0.
13 wt%である3種類の鋼に対し、直接焼入れ、焼
戻し処理(焼戻し温度二600℃)を施して製造したも
のである。黒丸印は比較鋼であって、Si : 0.1
8wt%、 Mn : O’、8 wt%、Cr:1w
t%、 Mo:0.5wt、%、V:0.1wt%、 
 Sol、  Al: 0.022wt%を含有し、C
の含有量が0.07. 0.15゜0.21 wt%で
ある3種類の鋼に対し、再加熱焼入れ、焼戻し処理(焼
戻し温度:600℃)を施し。
て製造したものである。
図面から明らかなように、この発明の方法によってm造
した鋼は、Cの含有量を0.07〜0.13wt%に低
減しても、Cの含有量が高い(C: 0.21wt%)
比較鋼と同程度の高強度が得られ、そのKIsccは、
上記Cの含有量が高い比較鋼と比べて、格段に優れてい
る。
〔発明の実施例〕
次に、この発明を実施例により述べる。
表は、本発明方法により製造した本発明鋼猶1〜3と、
比較1i11Nn1〜4の成分組成、焼入れ焼戻し処理
手段、および、その降伏強度(YS)、引張り強度(T
S)、破面遷移温度(vTs )および限界応力拡大係
数(KISCC)である。
表において、DQ (直接焼入れ)は、鋼・片加熱温度
1200°C5焼入れ温度1000℃の条件で行ない、
RQ(再加熱焼入れ)は、焼入れ温度℃0℃の条件で行
なった。
表から明らかなように〜本発明の方法により、Cの含有
量を0.15wt%以下となすと共に0.01から0.
2wt%の範囲内のNbを含有させ、直接焼入れ処理を
施した鋼は、100kg/−以上の高強度を保持した状
態で遅れ破壊特性を顕著に改善することができた。
これに対して、Cの含有量が0.21〜0.25wt%
であって、運を含有しない比較鋼は、何れも遅れ破壊特
性が低かった。
〔発明の効果〕
以上述べたように1この発明の方法によれば、遅れ破壊
特性の優れた、降伏強度が100kg/d以上の高強度
鋼を、靭性の低下等を招くことなく効率的に製造するこ
とができる工業1優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法によって製造した高強度鋼と従
来方法によって製造した高強度鋼との、Cの含有量と遅
れ破壊特性および降伏強度との関係を示すグラフ、第2
図は遅れ破壊特性と降伏強度との関係を示すグラフであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.05〜0.15wt%、 Si:0.01〜0.50wt%、 Mn:0.3〜1.5wt%、 Cr:0.1〜1.5wt%、 Mo:0.1〜1.0wt%、 V:0.01〜0.2wt%、 Nb:0.01〜0.2wt%、 Sol、Al:0.001〜0.10wt%、残り:F
    eおよび不可避不純物 からなる成分組成を有する鋼片を、1050℃以上に加
    熱し、このように加熱された鋼片に対して熱間加工を施
    した後、直ちにAr_3変態点以上の温度域から直接焼
    入れし、最終的に550℃からAc_1変態点までの範
    囲内の温度で焼戻すことを特徴とする、遅れ破壊特性の
    優れた高強度鋼の製造方法。
  2. (2)C:0.05〜0.15wt%、 Si:0.01〜0.50wt%、 Mn:0.3〜1.5wt%、 Cr:0.1〜1.5wt%、 Mo:0.1〜1.0wt%、 V:0.01〜0.2wt%、 Nb:0.01〜0.2wt%、 Sol、Al:0.001〜0.10wt%を含有し、
    更に、 Cu:1wt%以下、 Ni:2wt%以下、 Ti:0.2wt%以下、 Zr:0.2wt%以下、 B:0.005wt%以下、 Ca:0.2wt%以下、 REM:0.2wt%以下、 からなる群のうちの少なくとも1種を含有し、残り:F
    eおよび不可避不純物 からなる成分組成を有する鋼片を、1050℃以上に加
    熱し、このように加熱された鋼片に対して熱間加工を施
    した後、直ちにAr_3変態点以上の温度域から直接焼
    入れし、最終的に550℃からAc_1変態点までの範
    囲内の温度で焼戻すことを特徴とする、遅れ破壊特性の
    優れた高強度鋼の製造方法。
JP26644484A 1984-12-19 1984-12-19 遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法 Pending JPS61147812A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26644484A JPS61147812A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26644484A JPS61147812A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61147812A true JPS61147812A (ja) 1986-07-05

Family

ID=17431015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26644484A Pending JPS61147812A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61147812A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08333625A (ja) * 1996-05-27 1996-12-17 Daido Steel Co Ltd 高強度部品の製造方法
WO2007023805A1 (ja) * 2005-08-22 2007-03-01 Sumitomo Metal Industries, Ltd. ラインパイプ用継目無鋼管とその製造方法
WO2009056055A1 (fr) * 2007-10-26 2009-05-07 Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. Tôle d'acier à limite d'élasticité de grade 800 mpa et faible sensibilité à la fissuration de soudure, et son procédé de fabrication
CN104946990A (zh) * 2015-05-04 2015-09-30 河北工程大学 一种155ksi钢级的射孔枪管和成型方法
CN110106445A (zh) * 2019-06-05 2019-08-09 上海大学 一种用于海洋平台铸造节点高强度高低温韧性用钢及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5573848A (en) * 1978-11-22 1980-06-03 Kawasaki Steel Corp High strength steel for welded structure with superior sulfide stress corrosion cracking resistance
JPS5576020A (en) * 1978-11-30 1980-06-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of steel plate stable in strength and toughness by direct hardening and tempering
JPS5861223A (ja) * 1981-10-07 1983-04-12 Nippon Steel Corp Z方向材質特性の優れた50Kg/mm↑2級以上の高溶接性非調質高張力鋼の製造方法
JPS58120720A (ja) * 1982-01-11 1983-07-18 Kawasaki Steel Corp 調質鋼の製造方法
JPS59159932A (ja) * 1983-03-02 1984-09-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 強度及び靭性の優れた高張力鋼板の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5573848A (en) * 1978-11-22 1980-06-03 Kawasaki Steel Corp High strength steel for welded structure with superior sulfide stress corrosion cracking resistance
JPS5576020A (en) * 1978-11-30 1980-06-07 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of steel plate stable in strength and toughness by direct hardening and tempering
JPS5861223A (ja) * 1981-10-07 1983-04-12 Nippon Steel Corp Z方向材質特性の優れた50Kg/mm↑2級以上の高溶接性非調質高張力鋼の製造方法
JPS58120720A (ja) * 1982-01-11 1983-07-18 Kawasaki Steel Corp 調質鋼の製造方法
JPS59159932A (ja) * 1983-03-02 1984-09-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 強度及び靭性の優れた高張力鋼板の製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08333625A (ja) * 1996-05-27 1996-12-17 Daido Steel Co Ltd 高強度部品の製造方法
WO2007023805A1 (ja) * 2005-08-22 2007-03-01 Sumitomo Metal Industries, Ltd. ラインパイプ用継目無鋼管とその製造方法
JPWO2007023805A1 (ja) * 2005-08-22 2009-03-26 住友金属工業株式会社 ラインパイプ用継目無鋼管とその製造方法
JP4502011B2 (ja) * 2005-08-22 2010-07-14 住友金属工業株式会社 ラインパイプ用継目無鋼管とその製造方法
US7896984B2 (en) 2005-08-22 2011-03-01 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method for manufacturing seamless steel pipe for line pipe
WO2009056055A1 (fr) * 2007-10-26 2009-05-07 Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. Tôle d'acier à limite d'élasticité de grade 800 mpa et faible sensibilité à la fissuration de soudure, et son procédé de fabrication
US8702876B2 (en) 2007-10-26 2014-04-22 Boashan Iron & Steel Co., Ltd. Steel plate having a low welding crack susceptibility and a yield strength of 800MPa and manufacture method thereof
CN104946990A (zh) * 2015-05-04 2015-09-30 河北工程大学 一种155ksi钢级的射孔枪管和成型方法
CN110106445A (zh) * 2019-06-05 2019-08-09 上海大学 一种用于海洋平台铸造节点高强度高低温韧性用钢及其制备方法
CN110106445B (zh) * 2019-06-05 2021-04-16 上海大学 一种用于海洋平台铸造节点高强度高低温韧性用钢及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107109509B (zh) 热处理钢材、耐久特性优异的超高强度成型品及其制造方法
US5944921A (en) Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles
CN101634001B (zh) 一种ct90级连续油管用钢及其制造方法
AU2006225855A1 (en) Steel for oil well pipe having excellent sulfide stress cracking resistance and method for manufacturing seamless steel pipe for oil well
JPH0967624A (ja) 耐sscc性に優れた高強度油井用鋼管の製造方法
CN101353765A (zh) 一种ct80级连续油管用钢及其制造方法和应用
US3726723A (en) Hot-rolled low alloy steels
JPH06116635A (ja) 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度低合金油井用鋼の製造方法
JP2861024B2 (ja) 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼材とその製造方法
EP0031800B1 (en) Austenitic, precipitation hardenable stainless steel
JP3842888B2 (ja) 冷間加工性と高強度特性を兼備した高周波焼入れ用鋼材の製造方法
JPS62267420A (ja) 耐遅れ破壊性の優れた高張力、高靭性線材の製造法
JPH039168B2 (ja)
JPH062904B2 (ja) 高強度低合金鋼極厚鋼材の製造方法
JPS61147812A (ja) 遅れ破壊特性の優れた高強度鋼の製造方法
JPS619519A (ja) 耐硫化物腐食割れ性に優れた高強度鋼の製法
JPS58224116A (ja) 耐硫化物応力腐食割れ性にすぐれた継目無鋼管の製造方法
JPS6137333B2 (ja)
JPS5920423A (ja) 低温靭性の優れた80kgf/mm2級継目無鋼管の製造方法
JPH0741855A (ja) 細粒フェライト主体の金属組織を呈した低降伏比高靭性継目無鋼管の製造法
JPH07110970B2 (ja) 耐応力腐食割れ性の優れた針状フェライトステンレス鋼の製造方法
JPH06264189A (ja) 低温衝撃特性のすぐれた高強度高靭性ステンレス鋼およびその製造方法
JP3688311B2 (ja) 高強度高靭性鋼の製造方法
JPH07113126B2 (ja) 耐応力腐食割れ性の優れたステンレス鋼の製造方法
JPS6210240A (ja) 耐食性と圧潰強度の優れた継目無油井管用鋼