(57)【要約】  本発明は冶金、特にサブゼロ温度における高延性、良好な溶接性、耐脆性化性能及び耐食性及び高温耐熱性を有する鋼における発明である。このような鋼は、加圧下で作動可能なオイルパイプライン、天然ガスパイプライン、製品パイプライン、海上作業船、溶接構造物及び容器及び-100℃乃至+450℃の温度で作動する他の装置及びその構成部品の製造に用いられる。炭素、マンガン、ケイ素、クロム、ニッケル、バナジウム、ニオブ、チタン、アルミニウム、カルシウム、硫黄、リン、窒素、銅、アンチモン、スズ、ヒ素及び鉄を含有する該鋼は、更にモリブデンを含み、次の構成成分比率(重量％)：炭素0.02-0.11、マンガン0.10-1.8、ケイ素0.06-0.6、クロム0.005-0.30、ニッケル0.005-1.0、バナジウム0.01-0.12、ニオブ0.02-0.1、チタン0.01-0.04、アルミニウム0.01-0.05、カルシウム0.0005-0.008、硫黄0.0005-0.008、リン0.001-0.012、窒素0.001-0.012、銅0.005-0.25、アンチモン0.0001-0.005、スズ0.0001-0.007、ヒ素0.0001-0.008、モリブデン0.0001-0.5、鉄残部を有し、この場合、ニッケル及びマンガンの総含量が次式に従ってモリブデン及びリンの含量(重量％)と関係する。2007517139.tif 000007
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素、マンガン、ケイ素、クロム、ニッケル、バナジウム、ニオブ、チタン、アルミニウム、カルシウム、硫黄、リン、窒素、銅、アンチモン、スズ、ヒ素及び鉄を含有する鋼であって、更にモリブデン含量を有し、次の構成成分比率(重量％):
炭素                                    0.02-0.11      
マンガン                                0.10-1.8  
ケイ素                                  0.06-0.6
クロム                                  0.005-0.30
ニッケル                                0.005-1.0
バナジウム                              0.01-0.12
ニオブ                                  0.02-0.1 
チタン                                  0.01-0.04 
アルミニウム                            0.01-0.05  
カルシウム                              0.0005-0.008
硫黄                                    0.0005-0.008
リン                                    0.001-0.012  
窒素                                    0.001-0.012  
銅                                      0.005-0.25   
アンチモン                              0.0001-0.005
スズ                                    0.0001-0.007
ヒ素                                    0.0001-0.008
モリブデン                              0.0001-0.5  
鉄                                           残部
を有することを特徴とし、この場合、ニッケル及びマンガンの総含量が、次式：
【数１】
2007517139.tif 000006
に従ってモリブデン及びリンの含量(重量％)と関係する鋼。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は冶金、特にサブゼロ温度における高延性、良好な溶接性、耐脆性化性能及び耐食性及び高温耐熱性を有する鋼における発明である。このような鋼は、加圧下で作動可能なオイルパイプライン、天然ガスパイプライン、製品パイプライン、海上作業船、溶接構造物及び容器及び-100℃乃至+450℃の温度で作動する他の装置及びその構成部品の製造に用いられる。
【０００２】
背景技術
次の構成成分比率(重量％)を有する鋼が存在する。
炭素                                  0.03 - 0.11      
マンガン                              0.9 - 1.8  
ケイ素                                0.06 - 0.6
クロム                                0.005 - 0.30
ニッケル                              0.005 - 0.3
バナジウム                            0.02-0.12
ニオブ                                0.03-0.1 
チタン                                0.01-0.04 
アルミニウム                          0.01-0.055  
カルシウム                            0.001-0.005
硫黄                                  0.0005-0.008
リン                                  0.0005-0.010  
窒素                                  0.001-0.012  
銅                                    0.005-0.25   
アンチモン                            0.001-0.005
スズ                                  0.001-0.007
ヒ素                                  0.001-0.008
鉄                                        残部
(ロシア連邦特許第2141002号、公開日  10.11.1999)。
【０００３】
この鋼は、-100℃乃至+450℃の温度で作動するオイルパイプライン、天然ガスパイプライン、製品パイプライン及び他の溶接構造物の製造に必要なすべての物性を有する。しかしこのような鋼は、20mm厚を超える鋼板製の上記及び他の製品の製造には不十分な強度特性を有するものである。この欠点は合金材の含量をより高いものとすることにより硬化特性を増強して除去することができるが、このような鋼は脆性挙動をあらわす可能性がある。
【０００４】
発明の開示
本発明は、鋼の強度物性の改良を目的とするものである。本発明の結果は次のものである。すなわち、厚さ50mmまでの鋼板及びビレットが次の物性、すなわち、550 N/mm2を超える降服応力及び620 N/mm2を超える破断強さを有し、-100℃までの低い温度において高延性を保持し、製造及び作動中は耐脆性挙動を有し、工場及び野外環境において良好な溶接性を有するものである。
【０００５】
技術的には、この必要な結果は、炭素、マンガン、ケイ素、クロム、ニッケル、バナジウム、ニオブ、チタン、アルミニウム、カルシウム、硫黄、リン、窒素、銅、アンチモン、スズ、ヒ素及び鉄を含有する該鋼が更にモリブデンを含み、次の構成成分比率(重量％)：
炭素                                    0.02-0.11      
マンガン                                0.10-1.8  
ケイ素                                  0.06-0.6
クロム                                  0.005-0.30
ニッケル                                0.005-1.0
バナジウム                              0.01-0.12
ニオブ                                  0.02-0.1 
チタン                                  0.01-0.04 
アルミニウム                            0.01-0.05  
カルシウム                              0.0005-0.008
硫黄                                    0.0005-0.008
リン                                    0.001-0.012  
窒素                                    0.001-0.012  
銅                                      0.005-0.25   
アンチモン                              0.0001-0.005
スズ                                    0.0001-0.007
ヒ素                                    0.0001-0.008
モリブデン                              0.0001-0.5  
鉄                                           残部
を有することにより得られる。
【０００６】
この場合、ニッケル及びマンガンの総含量は、次式：
【０００７】
【数１】
2007517139.tif 000002
【０００８】
に従ってモリブデン及びリンの含量(重量％)に関係する。
構成成分のこの列挙した割当て量で支持される鋼中におけるニッケル、マンガン、モリブデン及びリンを上記のごとく限定することにより、厚さ50mmまでの鋼板の硬化物性が改良され、低温(-100℃まで)における強度及び延性の高い値が得られ、且つこれらの鋼板製の製品の製造及び使用過程での脆化が除去される。
【０００９】
発明を実施するための最良の態様
表1は、公知の鋼の組成と比較したこの鋼の3種の溶湯の化学組成を表す。これらの組成はモリブデンとニッケルの鋼板強度への寄与を評価するように選択されている。
【００１０】
全ての溶湯は真空誘導炉で行われた。炉への装填は、アームコ鉄及び組成を変化させるためのニッケル、フェロモリブデン、銅及び他の装入材料とからなっていた。炉での必要な加圧(underpressure)が達成されると、該装入物の溶融が始まった。溶融が完了して金属を1630乃至1650℃へ加熱すると該装入物は脱気され、そして必要な所定量のマンガン、フェロバナジウム及びフェロニオブが該溶融池へ添加され、次いで脱酸素剤(フェロシリコン、アルミニウム及びフェロチタン)が添加された。
【００１１】
液体鋼の温度が必要なレベル(1560乃至1580℃)に達すると、この空気を含まない金属を直接精錬るつぼから鋳型へ流し込んだ。次いで、成形された鋳塊を鋳型中で非真空での常圧下で冷却した。
【００１２】
全体で、12の溶湯を真空誘導炉で行った。全ての溶湯について金属の化学組成分析を行い、その結果に基づいて当量炭素含量が0.37の3つの溶湯を選択した。
当量炭素含量は次式：
【００１３】
【数２】
2007517139.tif 000003
【００１４】
により決定した。
【００１５】
表2は、この当量炭素含量(Ceq)が0.37である公知の組成の溶湯と比較したこれらの溶湯の物性を示す。得られた結果は、上記組成の新規な鋼は50mm断面において必要な強度物性と低温での高延性を有していることを示している。溶湯1、2及び3におけるニッケルおよびマンガンの総含量とモリブデン及びリンの濃度との比率はそれぞれ0.01、0.0057及び0.0064、すなわち0.03未満である。
【００１６】
【表１】
2007517139.tif 000004
【００１７】
【表２】
2007517139.tif 000005
【国際調査報告】
2007517139.tif 000008
2007517139.tif 000009