JP2001271141A

JP2001271141A - 高Ｃｒ継目無鋼管用鋼

Info

Publication number: JP2001271141A
Application number: JP2000084623A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Baba; 幸裕馬場; Masaharu Kita; 政春喜多; Nobuhiko Morioka; 信彦森岡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】丸ビレット以降の全ての製造過程、すなわち
穿孔プロセス、延伸プロセス、定径プロセスおよびその
後の冷却プロセスにおいて、割れの発生を効果的に解消
することができる、高Cr継目無鋼管用鋼を提供する。【解決手段】質量百分率で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：
1.00％以下、Mn：1.00％以下、Ni：0.05〜0.50％、Cr：
8.00〜10.00 ％、Ｖ：0.05〜0.50％、Nb，Ti，Ｂのうち
から選んだ１種または２種以上：0.01〜0.20％、Mo：0.
50〜3.00％、Ｎ：0.02〜0.07％、Cu：1.00％以下および
Ｗ：2.00％以下を含有し、かつ下記式(1)で示されるNi
−Bal.値が0.50〜2.50の範囲を満足し、残部は実質的に
Feとなる鋼組成とする。記 Ni-Bal.＝Ni＋0.5(Mn＋Cu）＋30（Ｃ＋Ｎ）−1.1(Cr＋
1.5 Si＋Mo＋Ｗ) ＋8.2--- (1) ここで、Ni, Mn等は各成分の質量百分率の値を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高Cr継目無鋼管用
鋼に関し、特に継目無鋼管製造時における割れの発生を
効果的に防止しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】高Crフェライト鋼については、例えば特
開平８−229606号公報や特開平８−232018号公報、特開
昭60−155619号公報および特開平11−92827 号公報等に
おいて、成分系の改良や加工方法に関する技術が種々提
案されている。特に特開平８−232018号公報には、継目
無鋼管圧延時におけるデルタフェライトに起因した割れ
を防止する方法が開示されている。

【０００３】継目無鋼管は、一般的には継目無鋼管用の
丸ビレットを製造し、穿孔、延伸および再加熱後の定径
の各工程を経て製造される。上記の技術は、これら製造
工程の穿孔および延伸における鋼管の割れを防止するも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平８−23
2018号公報に開示の技術では、高Cr継目無鋼管用鋼の継
目無圧延において良好な製管性を得るために、加工度ε
を指標として用い、この加工度εを 0.5以下に抑えると
いう技術であるが、この技術の性格上、加工度εによっ
て加工限界値が決まってしまうという問題があった。

【０００５】また鋼管製造時における割れは、穿孔、延
伸および定径後の冷却のいずれの過程でも発生するもの
であるが、上記の技術は穿孔および延伸における割れの
みが対象であり、定径後の冷却中の割れについては何ら
考慮が払われていなかった。

【０００６】本発明は、上記の問題を有利に解決するも
ので、加工度ε等による加工限界値の制限がなく、また
製造過程のいずれの段階、すなわち穿孔および延伸につ
いては言うまでもなく、定径後の冷却における割れにつ
いても効果的に解消することができる、高Cr継目無鋼管
用鋼を提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、高Crフェライト合金について、継目無
鋼管圧延に適した成分系とすることにより、良好な製造
性を実現したものである。すなわち、発明者らは、割れ
や疵の発生を制御する因子としてNi−Bal.値に着目し、
このNi−Bal.値の制御によって製管時における割れや疵
の発生を防止すべく、鋭意研究を重ねた結果、このNi−
Bal.値を0.50〜2.50の範囲に制御することによって、所
期した目的が有利に達成されるという知見を得た。本発
明は、上記の知見に立脚するものである。

【０００８】この発明は、質量百分率で、Ｃ：0.05〜0.
20％、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、Ni：0.05〜0.
50％、Cr：8.00〜10.00 ％、Ｖ：0.05〜0.50％、Nb，Ti
およびＢのうちから選んだ１種または２種以上：0.01〜
0.20％、Mo：0.50〜3.00％、Ｎ：0.02〜0.07％、Cu：1.
00％以下およびＷ：2.00％以下を含有し、かつ下記式
(1) で示されるNi−Bal.値が0.50〜2.50の範囲を満足
し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴とする高
Cr継目無鋼管用鋼である。記 Ni-Bal.＝Ni＋0.5(Mn＋Cu）＋30（Ｃ＋Ｎ）−1.1(Cr＋1.5 Si＋Mo＋Ｗ) ＋8.2 --- (1) ここで、Ni, Mn等は各成分の質量百分率の値を示す。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明において、鋼の成分組成を上記の範囲
に限定した理由について説明する。Ｃ：0.05〜0.20mass％Ｃは、マルテンサイト化を図るためのオーステナイト安
定化元素で、炭化物を析出させる点でも有用である。ま
た、Ni−Bal.値への影響度も大きく、Ni−Bal.値を安定
化させる元素としても重要であり、これらの観点からＣ
量は0.05〜0.20mass％の範囲に限定した。

【００１０】Si：1.00mass％以下 Siは、脱酸剤として有用であるが、多量に含有すると靱
性低下の原因となり、またNi−Bal.値を安定化させるた
めにも、1.00mass％以下で含有させるものとした。

【００１１】Mn：1.00mass％以下 Mnも、Siと同様、脱酸剤として有用であるが、多量に含
有すると高温強度および靱性の低下を招き、またNi−Ba
l.値を安定化させるためにも、1.00mass％以下で含有さ
せるものとした。

【００１２】Ni：0.05〜0.50mass％ Niは、オーステナイト生成元素であり、Ni−Bal.値の低
下防止効果を有するため、少なくとも0.05mass％を含有
させる必要があるが、Ni−Bal.値安定化の目的で上限を
0.50mass％とした。

【００１３】Cr：8.00〜10.00mass ％ Crは、高温の耐酸化性を確保する上で不可欠な元素であ
り、また炭化物を析出させて高温強度を高める効果も有
する。しかも、Ni−Bal.値への影響も大きく、含有量と
しては 9.0mass％前後が適当である。この観点からCr量
は8.00〜10.00mass％の範囲に限定した。

【００１４】Ｖ：0.05〜0.50mass％Ｖは、高温強度を高める元素として有用であるが、含有
量が0.05mass％未満ではその効果に乏しく、一方0.50ma
ss％を超えると（Cr＋Mo）の炭化物生成量を減少させ、
かえって高温強度の低下を招くので、Ｖ量は0.05〜0.50
mass％の範囲に限定した。

【００１５】Nb, TiおよびＢのうちから選んだ１種また
は２種以上：0.01〜0.20mass％ Nb, TiおよびＢはいずれも、高温強度を高めると共に、
組織の微細化に効果があるので、0.01mass％以上で含有
させる必要がある。しかしながら、0.20mass％を超えて
添加しても、マトリックス中に十分に固溶せずその効果
は飽和するので、上限を0.20mass％とした。

【００１６】Mo：0.50〜3.00mass％ Moは、固溶強化に有用なだけでなく、炭化物を安定化し
て高温強度を向上させる有用元素である。しかしなが
ら、含有量が0.50mass％未満では高温強度の向上効果に
乏しく、一方、3.00mass％を超えると圧延時に割れが発
生するので、0.50〜3.00mass％の範囲に限定した。

【００１７】Ｎ：0.02〜0.07mass％Ｎは、窒化物を析出させ、高温強度の向上に有効に寄与
する。この効果は、含有量が0.02mass％以上で発揮され
るが、Ni−Bal.値への影響も大きいので、この観点から
0.02〜0.07mass％の範囲に限定した。

【００１８】Cu：1.00mass％以下 Cuは、耐腐食性および高温強度の向上に有用な元素であ
るが、1.00mass％を超えて添加すると継目鋼管圧延−冷
却時に外面割れの発生が懸念されるので、1.00mass％以
下の範囲に限定した。

【００１９】Ｗ：2.00mass％以下Ｗは、高温強度の向上に有効に寄与するが、2.00mass％
を超えて添加すると、継目鋼管圧延−冷却時に外面割れ
の発生が懸念されるので、2.00mass％以下の範囲に限定
した。

【００２０】以上、本発明鋼の成分組成範囲について説
明したが、本発明では、各成分を上記の範囲に限定する
だけでは不十分で、次式(1) で示されるNi−Bal.値を Ni-Bal.＝Ni＋0.5(Mn＋Cu）＋30（Ｃ＋Ｎ）−1.1(Cr＋1.5 Si＋Mo＋Ｗ) ＋8.2 --- (1) 0.50〜2.50の範囲に規制することが重要である。

【００２１】図１に、成分調整によりNi−Bal.値を種々
に変更した溶鋼から、丸ビレットを製造し、ついで常法
に従い、穿孔プロセス、延伸プロセスおよび定径プロセ
スを通して製管した場合の割れの発生状況について調べ
た結果を、Ni−Bal.値との関係で整理して示す。図中、
白抜きで示したものは、割れの発生が観察されなかった
もである。同図に示したとおり、Ni−Bal.＝0.44の時、
穿孔プロセス後に管端割れ（先端割れ）が観察された。
また、Ni−Bal.＝2.57の時、定径プロセス後の冷却プロ
セスにおいて鋼管外面割れが観察された。そこで、本発
明では、上掲式で示されるNi−Bal.値を0.50〜2.50の範
囲に限定したのである。

【００２２】なお、先端割れとは、図２に示すような、
穿孔プロセス時に発生する管端割れのことである。ま
た、外面割れとは、図３に示すような、穿孔−圧延−定
径後に鋼管外面に発生する割れのことである。

【００２３】

【実施例】表１に示す種々の成分組成になる継目無鋼管
用の丸ビレットについて、次の条件で穿孔、延伸、定径
および冷却を実施して、高Cr継目無鋼管を製造した。上
記の各製造プロセスを経た後における割れの発生状況に
ついて調べた結果を、表１に併記する。・穿孔条件 230mmφのビレットを、1280℃まで加熱し、マンネスマ
ン・プラグミル法（ピアサー→エロンケータ→プラグミ
ル→リーラーミル→歳過熱→サイザーミル）にて、外
径：273.0 mm、肉厚：12.7mmの継目無鋼管に圧延した。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示したとおり、鋼の成分組成が本発
明の適正範囲を満足するもの（No.2〜10）はいずれも、
鋼管割れが発生することがなく、良好な品質の鋼管を得
ることができた。

【００２６】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、丸ビレット
以降の鋼管製造プロセスにおいて、鋼管割れを発生させ
ることなく、健全な品質の高Cr継目無鋼管を安定して製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ni−Bal.値と製管工程における割れの発生状
況との関係を示した図である。

【図２】穿孔プロセス時に発生する先端割れ（管端割
れ）を示した図である。

【図３】定径後の冷却において発生する鋼管外面割れ
を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森岡信彦愛知県半田市川崎町１丁目１番地川崎製鉄株式会社知多製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量百分率で、Ｃ：0.05〜0.20％、 Si：1.00％以下、 Mn：1.00％以下、 Ni：0.05〜0.50％、 Cr：8.00〜10.00 ％、Ｖ：0.05〜0.50％、 Nb，Ti，Ｂのうちから選んだ１種または２種以上：0.01
〜0.20％、 Mo：0.50〜3.00％、Ｎ：0.02〜0.07％、 Cu：1.00％以下およびＷ：2.00％以下を含有し、かつ下記式(1) で示されるNi−Bal.値が0.50
〜2.50の範囲を満足し、残部は実質的にFeの組成になる
ことを特徴とする高Cr継目無鋼管用鋼。記 Ni-Bal.＝Ni＋0.5(Mn＋Cu）＋30（Ｃ＋Ｎ）−1.1(Cr＋1.5 Si＋Mo＋Ｗ) ＋8.2 --- (1) ここで、Ni, Mn等は各成分の質量百分率の値を示す。