(57)【要約】【課題】板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板において、電縫油井管の素材として必要な強度と靭性、更に、低温靭性を確保する。【解決手段】成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０６〜０．１０％、Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、Ｍｎ：１．７０〜１．９０％、Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％、Ｂ：０．００１０〜０．００２５％、Ｍｏ：０．０４〜０．２５％、Ｖ：０．０４０〜０．０６０％、Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％、更に、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００４％以下、Ｏ：０．００４０％以下、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、金属組織が、焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下であることを特徴とする板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．０６〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．７０〜１．９０％、
Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％、
Ｂ  ：０．００１０〜０．００２５％、
Ｍｏ：０．０４〜０．２５％、
Ｖ  ：０．０４０〜０．０６０％、
Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％
を含有し、更に、
Ｐ  ：０．０３０％以下、
Ｓ  ：０．００４％以下、
Ｏ  ：０．００４％以下、
残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、
金属組織が焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下である
ことを特徴とする板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板。
【請求項２】
前記成分組成が、更に、
Ａｌ：０．０５％以下、及び、Ｃａ：０．００３０％以下の１種又は２種を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板を製造する方法において、
（ｉ）請求項１又は２に記載の成分組成を有する鋳片を所要の温度に加熱し、９５０℃以下の累積圧下率が５０％以上の熱間圧延を施し、次いで、
（ii）直ちに、巻取り温度まで平均冷却速度８〜１５℃／秒で冷却し、４５０〜５５０℃で巻き取る
ことを特徴とする板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板を母材として製造したことを特徴とする肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【請求項５】
請求項４に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管において、電縫溶接部に熱処理が施されていることを特徴とする請求項４に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【請求項６】
前記母材の金属組織の機械特性が、
引張強度７２５ＭＰａ超、Ｌ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａ、及び、０℃でＣ方向のシャルピー値２２Ｊ以上である
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【請求項７】
前記母材の成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．０６〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．７０〜１．９０％、
Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％、
Ｂ  ：０．００１０〜０．００２５％、
Ｍｏ：０．０４〜０．２５％、
Ｖ  ：０．０４０〜０．０６０％、
Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％
を含有し、更に、
Ｐ  ：０．０３０％以下、
Ｓ  ：０．００４％以下、
Ｏ  ：０．００４０％以下、
残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、
前記母材の金属組織が、焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【請求項８】
前記母材の金属組織の機械特性が、
引張強度７２５ＭＰａ超、Ｌ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａ、及び、０℃でＣ方向のシャルピー値２２Ｊ以上である
ことを特徴とする請求項７に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【請求項９】
前記母材の成分組成が、更に、
Ａｌ：０．０５％以下、及び、Ｃａ：０．００３０％以下の１種又は２種を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【請求項１０】
前記電縫溶接部の金属組織が焼戻しマルテンサイトであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度の電縫油井管の製造に用いる板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板及びこれを素材とする電縫鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、油井やガス井（以下、総称して油井と呼ぶ。）の掘削深度はますます深くなる傾向にあり、ケーシングなどの圧潰強度を高めるため、油井管の高強度化が求められている。最近では、掘削コストの削減を狙いとして、高強度であり、造管後の熱処理を実施しない造管成形したままの電縫鋼管に対する要求が強くなっている。
【０００３】
鋼材の強度を高めるには、Ｃ（炭素）の含有量の増加が有効であり、０．２５質量％以上のＣを含有し、造管ままで８００ＭＰａ以上の引張強度を有する電縫鋼管が提案されている（例えば、特許文献１、参照）。しかし、多量のＣを添加して強度を高めた場合、靱性が低下することがある。
【０００４】
また、鋼材の強度の上昇には、マルテンサイトやベイナイトなどの硬質の金属組織、いわゆる、低温変態組織の利用も有効である。更に、電縫鋼管の製造工程では、造管やサイジングなどが施されるため、冷間加工による加工硬化も強度の上昇に利用することができる。このような組織強化と加工硬化とを組み合わせることにより、造管ままで引張強度を８６２ＭＰａ以上に高めた電縫鋼管が提案されている（例えば、特許文献２、参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１０２３２１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２−１４４２４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の方法では、電縫鋼管の素材となる熱延鋼板を製造する際に、巻取温度を低下させて、金属組織をベイナイトとし、強度を確保しているが、特に板厚が厚い鋼板を製造する場合は、製造性の観点から、巻取温度を高めることが望ましい。しかし、本発明者らの検討の結果、巻取温度を高めると、強度と靱性の確保が難しくなることが解った。
【０００７】
靱性を向上させるためにＣ量を低減した場合、強度の確保には、Ｔｉ及びＢを添加した成分系（低Ｃ−Ｔｉ−Ｂ系）が有利である。しかし、油井管の圧潰強度を高めるために、高強度化だけでなく、厚肉化も求められており、熱間圧延後の冷却速度が低下することなどの理由で、熱延鋼板の強度及び靱性の劣化が懸念された。
【０００８】
本発明者らが検討した結果、厚肉の油井管を製造するため、鋼板の板厚を厚くすると、低Ｃ−Ｔｉ−Ｂ系の成分であっても、強度と靱性が低下する傾向にあることが解った。特に、この傾向は、板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板において顕著であることが判明した。
【０００９】
そこで、本発明は、板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板において、油井管として必要な強度と靭性、更に、低温靭性を確保することを課題とし、該課題を解決する板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、（ｉ）Ｃ量の低減と、所要量の（Ｔｉ＋Ｂ）の添加で、強度と靱性を確保するには、巻取温度の制御が重要であること、及び、（ii）金属組織を、旧オーステナイト粒（以下、旧γ粒と呼ぶことがある。）が短径を２５μｍ以下とする楕円状である上部ベイナイトにすれば、０℃における靱性を確保できることを見いだした。
【００１１】
旧γ粒は、圧延直後の、即ち、冷却によって上部ベイナイトに変態する前のオーステナイトの結晶粒であり、本発明では熱間圧延によって偏平化している。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１３】
（１）成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．０６〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．７０〜１．９０％、
Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％、
Ｂ  ：０．００１０〜０．００２５％、
Ｍｏ：０．０４〜０．２５％、
Ｖ  ：０．０４０〜０．０６０％、
Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％
を含有し、更に、
Ｐ  ：０．０３０％以下、
Ｓ  ：０．００４％以下、
Ｏ  ：０．００４％以下、
残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、
金属組織が焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下である
ことを特徴とする板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板。
【００１４】
（２）前記成分組成が、更に、
Ａｌ：０．０５％以下、及び、Ｃａ：０．００３０％以下の１種又は２種を含む
ことを特徴とする前記（１）に記載の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板。
【００１５】
（３）前記（１）又は（２）に記載の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板を製造する方法において、
（ｉ）前記（１）又は（２）に記載の成分組成を有する鋳片を所要の温度に加熱し、９５０℃以下の累積圧下率が５０％以上の熱間圧延を施し、次いで、
（ii）直ちに、巻取り温度まで平均冷却速度８〜１５℃／秒で冷却し、４５０〜５５０℃で巻き取る
ことを特徴とする板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板の製造方法。
【００１６】
（４）前記（１）又は（２）に記載の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板を母材として製造したことを特徴とする肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【００１７】
（５）前記（４）に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管において、電縫溶接部に熱処理が施されていることを特徴とする前記（４）に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【００１８】
（６）前記母材の金属組織の機械特性が、
引張強度７２５ＭＰａ超、Ｌ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａ、及び、０℃でＣ方向のシャルピー値２２Ｊ以上である
ことを特徴とする前記（４）又は（５）に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【００１９】
（７）前記母材の成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．０６〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．７０〜１．９０％、
Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％、
Ｂ  ：０．００１０〜０．００２５％、
Ｍｏ：０．０４〜０．２５％、
Ｖ  ：０．０４０〜０．０６０％、
Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％
を含有し、更に、
Ｐ  ：０．０３０％以下、
Ｓ  ：０．００４％以下、
Ｏ  ：０．００４０％以下、
残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、
前記母材の金属組織が、焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下である
ことを特徴とする前記（４）又は（５）に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【００２０】
（８）前記母材の金属組織の機械特性が、
引張強度７２５ＭＰａ超、Ｌ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａ、及び、０℃でＣ方向のシャルピー値２２Ｊ以上である
ことを特徴とする前記（７）に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【００２１】
（９）前記母材の成分組成が、更に、
Ａｌ：０．０５％以下、及び、Ｃａ：０．００３０％以下の１種又は２種を含むことを特徴とする前記（７）又は（８）に記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【００２２】
（１０）前記電縫溶接部の金属組織が焼戻しマルテンサイトであることを特徴とする前記（７）〜（９）のいずれかに記載の肉厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、油井管として必要な強度と靭性、更に、低温靭性を備える板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板とその製造方法を提供することができ、更に、外径３００ｍｍ以上の油井管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】鋼管のＬ方向における引張強度ＴＳと降伏強度ＹＳを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明について説明する。
【００２６】
本発明の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板（以下「本発明熱延鋼板」ということがある。）は、
成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．０６〜０．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：１．７０〜１．９０％、
Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％、
Ｂ  ：０．００１０〜０．００２５％、
Ｍｏ：０．０４〜０．２５％、
Ｖ  ：０．０４０〜０．０６０％、
Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％、
を含有し、更に、
Ｐ：０．０３％以下、
Ｓ：０．００４％以下、
Ｏ：０．００４０％以下、
に制限し、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、
金属組織が、焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下である
ことを特徴とする。
【００２７】
本発明の板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板の製造方法（以下「本発明製造方法」ということがある。）は、
本発明熱延鋼板を製造する方法において、
（ｉ）本発明熱延鋼板の成分組成を有する鋳片を所要の温度に加熱し、９５０℃以下の累積圧下率が５０％以上の熱間圧延を施し、次いで、
（ii）直ちに、巻取り温度まで平均冷却速度８〜１５℃／秒で冷却し、４５０〜５５０℃で巻き取る
ことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の電縫鋼管（以下「本発明電縫鋼管」ということがある。）は、本発明熱延鋼板を母材として製造したことを特徴とする。
【００２９】
まず、本発明熱延鋼板（本発明電縫鋼管の母材）の成分組成の限定理由を説明する。なお、以下％は質量％を意味する。
【００３０】
Ｃ：０．０６〜０．１０％
Ｃは、鋼の焼入れ性を高めて、鋼板の強度を高める元素である。所要の機械特性を得るため０．０６％以上とする。好ましくは０．０７％以上である。一方、０．１０％を超えると、母材鋼板の靭性及び溶接熱影響部の靭性が低下するので０．１０％以下とする。好ましくは０．０９％以下である。
【００３１】
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％
Ｓｉは、脱酸や、強度の向上を目的として添加する元素である。添加効果を得るため０．１０％以上とする。好ましくは０．２０％以上である。一方、０．５０％を超えると、電縫溶接時にＳｉを含有する酸化物が生成し、溶接部の品質が低下すとともに、溶接熱影響部の靭性が低下するので、０．５０％以下とする。好ましくは０．４０％以下である。
【００３２】
Ｍｎ：１．７０〜１．９０％
Ｍｎは、鋼の焼入れ性を高めて、鋼板の強度を高め、また、ＭｎＳを形成してＳを固定し、鋳片割れを抑制する元素である。添加効果を得るため、１．７０％以上とする。好ましくは１．７５％以上である。一方、１．９０％を超えると、耐硫化物応力割れ性が低下するので、１．９０％以下とする。好ましくは１．８５％以下である。
【００３３】
Ｔｉ：０．０１０〜０．０２５％
Ｔｉは、窒化物を形成し、Ｎを固定して鋳片割れを防止するとともに、ＢＮの析出を防止し、焼入れ性を確保するのに必要な元素である。添加効果を得るため０．０１０％以上とする。好ましくは０．０１３％以上である。一方、０．０２５％を超えると、鋼板の靱性及び溶接熱影響部の靭性が低下するので、０．０２５％以下とする。好ましくは０．０２２％以下である。
【００３４】
Ｂ：０．００１０〜０．００２５％
Ｂは、鋼の焼入れ性を高めて、鋼板の強度を高める元素である。添加効果を得るため、０．００１０％以上とする。好ましくは０．００１３％以上である。一方、０．００２５％を超えると靱性が低下するので、０．００２５％以下とする。好ましくは０．００１８％以下である。
【００３５】
Ｍｏ：０．０４〜０．２５％
Ｍｏは、鋼の焼入れ性を高めるとともに、炭窒化物（析出物）を形成して、強度の向上に寄与する元素である。添加効果を得るため０．０４％以上とする。好ましくは０．０５％以上である。一方、０．２５％を超えると、溶接性が低下するので、０．２５％以下とする。好ましくは０．２０％以下である。
【００３６】
Ｖ：０．０４０〜０．０６０％
Ｖは、炭窒化物として微細に析出し、溶接性を損なうことなく、鋼板強度の向上に寄与する元素である。添加効果を得るため０．０４０％以上とする。好ましくは０．０４５％以上である。一方、０．０６０％を超えると、溶接性が低下するので０．０６０％以下とする。好ましくは０．０５５％以下である。
【００３７】
Ｎｂ：０．０４０〜０．０６０％
Ｎｂは、炭窒化物として微細に析出してオーステナイトの粒界移動を抑制し、オーステナイト粒の粗大化、再結晶を抑制し、熱間仕上げ圧延におけるオーステナイト未再結晶温度域圧延を可能にするとともに、オーステナイト未再結晶温度域直上での粗大粒の発生を防止する作用をなす元素である。
【００３８】
また、Ｎｂは、炭窒化物として微細に析出して、溶接性を損なうことなく、熱延鋼板の強度を高める作用をなす元素である。添加効果を得るため０．０４０％以上とする。好ましくは０．０４５％以上である。一方、０．０６０％を超えると、熱間仕上げ圧延中の圧延荷重の増大をもたらし、熱間圧延が困難となる場合があるので０．０６０％以下とする。好ましくは０．０５５％以下である。
【００３９】
Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、不純物であり、粒界に偏析して耐硫化物応力割れ性を低下させる元素であるので、０．０３０％以下とする。好ましくは０．０２０％以下である。
【００４０】
Ｓ：０．００４％以下
Ｓは、不純物であり、靱性を損なうとともに、ＭｎＳを形成して耐硫化物応力割れ性を阻害する元素であるので、０．００４％以下とする。好ましくは０．００２％以下である。
【００４１】
Ｏ：０．００４％以下
Ｏは、電縫溶接部で溶接欠陥の原因となる酸化物を形成し、耐硫化物応力割れ性を阻害する元素であるので、０．００４％以下とする。好ましくは０．００２％以下である。
【００４２】
本発明熱延鋼板は、上記元素の他、Ａｌ：０．０５％以下、及び、Ｃａ：０．００３０％以下の１種又は２種を含有してもよい。
【００４３】
Ａｌ：０．０５％以下
Ａｌは、脱酸剤として作用する元素であるが、０．０５％を超えると、鋼に固溶してフェライト相の形成を促進し、また、電縫溶接部の清浄性を損なうので０．０５％以下とする。好ましくは０．０３％以下である。下限は特に限定しないが、脱酸効果を充分に得るためには０．０１％以上が好ましい。
【００４４】
Ｃａ：０．００３０％以下
Ｃａは、展伸した粗大な硫化物を球状化し、靱性の向上に寄与する元素であるが、０．００３０％を超えると、鋼板の清浄度が低下するので、０．００３０％以下とする。下限は特に限定しないが、添加効果を充分に得るためには０．０００５％以上が好ましい。
【００４５】
本発明熱延鋼板は、上記元素、上記選択元素の他、本発明鋼板の金属組織及び機械特性を損なわない範囲で、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、及び、ＲＥＭの１種又は２種以上を含有してもよい。
【００４６】
Ｃｒ：０．５％以下
Ｃｒは、焼入れ性を高め、鋼板強度の向上に寄与する元素であるが、０．５％を超えると、電縫溶接時に溶接欠陥を誘発することがあるので０．５％以下が好ましい。下限は特に限定しないが、添加効果を充分に得るためには０．０５％以上が好ましい。
【００４７】
Ｎｉ：０．５％以下
Ｎｉは、鋼板の靭性向上に寄与する元素であるが、０．５％を超えると、溶接性が低下するとともに、材料コストが高騰するので、０．５％以下が好ましい。下限は特に限定しないが、添加効果を充分に得るためには０．０５％以上が好ましい。
【００４８】
Ｃｕ：０．５％以下
Ｃｕは、固溶強化又は析出強化で鋼板強度の向上に寄与する元素であるが、０．５％を超えると、熱間加工性が低下することがあるので、０．５％以下が好ましい。下限は特に限定しないが、添加効果を充分に得るためには、０．０５％以上が好ましい。
【００４９】
ＲＥＭ：０．００５％以下
ＲＥＭは、展伸した粗大な硫化物を球状化して靱性の向上に寄与する元素であるが、０．００５％を超えると、鋼板の清浄度が低下することがあるので、０．００５％以下が好ましい。下限は特に限定しないが、添加効果を充分に得るためには、０．０００５％以上が好ましい。
【００５０】
以上、本発明熱延鋼板（本発明電縫鋼管の母材）の成分組成について説明したが、成分組成の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。なお、不可避的不純物として、Ｎを、０．００６％以下の範囲で許容できる。好ましくは、０．００４％以下、より好ましくは０．００３％以下とする。
【００５１】
本発明熱延鋼板（本発明電縫鋼管の母材）は、成分組成の他、金属組織が、焼戻し上部ベイナイトであり、楕円状の旧γ粒の短径が２５μｍ以下であることを特徴とする。
【００５２】
一般に、上部ベイナイトは靱性が劣るので、鋳片に、未再結晶領域で、累積圧下率５０％以上の熱間圧延を施すことによって、熱延鋼板の旧γ粒の短径を２５μｍ以下に偏平化し、靱性及び低温靱性を確保する。好ましくは２０μｍ以下である。
【００５３】
本発明製造方法では、製造性の観点から、熱延鋼板の巻取温度を４５０〜５５０℃としている。高温で巻き取るので、熱延鋼板の金属組織は、焼戻された上部ベイナイトとなる。金属組織を焼戻し上部ベイナイトとし、楕円状の旧γ粒の短径を２５μｍ以下とすることにより、本発明熱延鋼板を母材として製造した電縫鋼管は、Ｌ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａを確保することができる。
【００５４】
ここで、本発明熱延鋼板を母材として製造した電縫鋼管の機械特性について説明する。
【００５５】
機械特性は、引張強度が７２５ＭＰａ超、Ｌ方向の降伏強度が６５５〜７５８ＭＰａ、(c3)０℃、Ｃ方向のシャルピー値が２２Ｊ以上である。
【００５６】
本発明熱延鋼板においては、Ｃの低減分を、Ｎを固定するＴｉと焼入れ性向上元素のＢの添加で補い、本発明熱延鋼板を母材として製造した電縫鋼管の引張強度７２５ＭＰａ超を確保する。
【００５７】
本発明熱延鋼板を母材として製造した電縫鋼管のＬ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａと、０℃、Ｃ方向のシャルピー値２２Ｊ以上は、熱延鋼板の金属組織を、旧γ粒の短径が２５μｍ以下の焼戻し上部ベイナイトとすることによって確保する。
【００５８】
次に、本発明熱延鋼板を製造する本発明製造方法について説明する。
【００５９】
本発明熱延鋼板の成分組成の溶鋼を通常の方法で鋳造し鋳片とする。この鋳片を、所要の温度に加熱し、９５０℃以下の累積圧下率が５０％以上の熱間圧延を施す。鋳片の加熱温度は１１５０〜１３００℃が好ましい。
【００６０】
所要温度の鋳片に、９５０℃以下の累積圧下率が５０％以上の熱間圧延を施す。９５０℃を超える温度の熱間圧延では、オーステナイトが再結晶し、旧γ粒が偏平にならない。
【００６１】
また、本発明製造方法では、９５０℃以下の累積圧下率が重要である。９５０℃以下の累積圧下率が５０％未満であると、楕円状の旧γ粒の短径を２５μｍ以下にすることが困難であるので、９５０℃以下の累積圧下率は５０％以上とする。好ましくは６５％以上である。
【００６２】
熱延終了後は、直ちに、巻取温度まで、平均冷却速度８〜１５℃／秒で冷却し、４５０〜５５０℃で巻き取る。
【００６３】
巻取温度まので平均冷却速度が８℃／秒未満であると、フェライトが生成して強度が低下するので、巻取温度までの平均冷却速度は８℃／秒以上とする。好ましくは１０℃／秒以上である。一方、巻取温度までの平均冷却速度が１５℃／秒を超えると、強度が上昇しすぎて靱性が低下することがあるので、巻取温度までの平均冷却速度は１５℃／秒以下とする。好ましくは１３℃／秒以下である。
【００６４】
巻取温度は４５０〜５５０℃とする。巻取温度の下限は、製造性の観点から４５０℃以上とする。好ましくは４７０℃以上である。一方、巻取温度が５５０℃を超えると、強度及び靱性を確保できない場合があるので、巻取温度は５５０℃以下とする。好ましくは５３０℃以下である。
【００６５】
本発明電縫鋼管は、本発明熱延鋼板を母材として用い、冷間加工によって管状に成形し、鋼板端部を突き合わせて電縫溶接し、製造したことを特徴とするものである。管全体には熱処理を施さないが、電縫溶接部に熱処理を施してもよい。
【００６６】
電縫溶接部には、加熱温度９００〜１０００℃、冷却速度１５℃秒以上、冷却停止温度５００℃以下、再加熱温度５００〜５５０℃の熱処理を施すことが好ましい。この熱処理で、電縫溶接部においても、Ｌ方向の降伏強度６５５〜７５８ＭＰａと、０℃、Ｃ方向のシャルピー値２２Ｊ以上を確保することができる。
【００６７】
本発明熱延鋼板を母材として製造した電縫鋼管は、電縫溶接部が低温靱性に優れているので、油井管として使用することができる。また、本発明熱延鋼板を母材として用いれば、電縫溶接部の機械特性に優れる、外径３００ｍｍ以上の油井管を製造することができる。
【実施例】
【００６８】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００６９】
（実施例１）
表１に示す成分組成の鋼を溶製し、連続鋳造で得た鋼片を、表２に示す加熱温度、９５０℃以下の累積圧下率、圧延終了速度、冷却速度、巻取温度で熱間圧延し、板厚１５〜１７ｍｍの熱延鋼板を製造した。得られた熱延鋼板を冷間で管状に成形し、電縫溶接して、外径４７３ｍｍの鋼管（肉厚１５〜１７ｍｍ）を製造した。
【００７０】
【表１】
2015168864.tif 000003
【００７１】
【表２】
2015168864.tif 000004
【００７２】
鋼管から試験片を採取し、鋼管の長手方向（Ｌ方向）の引張強度ＴＳ、鋼管の長手方向の０．５％耐力ＹＳ、０℃のシャルピー吸収エネルギーvＥoを測定した。また、長手方向の断面を観察面として光学顕微鏡で金属組織を観察し、旧γ粒の短径を測定した。結果を表２に併せて示す。
【００７３】
管Ｎｏ．ａ〜ｄは、鋼管の長手方向（Ｌ方向）の引張強度ＴＳ及び０．５％ＹＳがＡＰＩ  Ｒ９５グレードを満足し、０℃の吸収エネルギーvＥoが２２Ｊ以上で靱性が良好な発明例である。
【００７４】
一方、管Ｎｏ．ｅは、９５０℃以下の累積圧下率が低かったために、旧γ粒の短径が大きく、０℃の吸収エネルギーvＥoが２２Ｊ以下で、靱性に乏しい比較例である。管Ｎｏ．ｆは、熱延終了後から巻取りまでの冷却速度が遅かったために、金属組織の一部がフェライトとなり、十分な強度が得られなかった比較例である。
【００７５】
管Ｎｏ．ｇは、熱延終了後から巻取りまでの冷却速度が速すぎたために、長手方向（Ｌ方向）の０．５％ＹＳが高すぎた比較例である。管Ｎｏ．ｈは、巻取温度が高かったために、金属組織の一部がフェライトとなり、十分な強度が得られなかった比較例である。
【００７６】
（実施例２）
表３に示す成分組成の鋼を溶製し、連続鋳造で得た鋼片を、加熱温度：１２００〜１２５０℃、９５０℃以下の累積圧下率：６５〜７０％、圧延終了温度：７８０〜８４０℃、冷却速度８〜１５℃／ｓ、巻取温度：５００〜５５０℃で熱間圧延し、板厚１５〜１７ｍｍの熱延鋼板を製造した。
【００７７】
【表３】
2015168864.tif 000005
【００７８】
得られた熱延鋼板を冷間で管状に成形し、電縫溶接して、外径４７３ｍｍの鋼管（肉厚１５〜１７ｍｍ）を製造した。鋼管から試験片を採取し、鋼管の長手方向（Ｌ方向）の引張強度ＴＳ、長手方向の０．５％耐力ＹＳ、０℃のシャルピー吸収エネルギーvＥoを測定した。また、長手方向の断面を観察面として光学顕微鏡で金属組織を観察し、旧γ粒の短径を測定した。結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】
2015168864.tif 000006
【００８０】
管Ｎｏ．Ａ〜Ｈは、鋼管の長手方向（Ｌ方向）の引張強度ＴＳ及び０．５％ＹＳがＡＰＩ  Ｒ９５グレードを満足し、０℃の吸収エネルギーvＥoが２２Ｊ以上で靱性が良好な発明例である。
【００８１】
一方、管Ｎｏ．Ｉは、Ｃ量が少なすぎたため、十分な強度が得られなかった比較例である。管Ｎｏ．Ｊは、Ｍｎ量が少なすぎたため、十分な強度が得られなかった比較例である。管Ｎｏ．Ｋは、ＮｂとＶの量が少なすぎたため、十分な強度が得られなかった例である。
【００８２】
管Ｎｏ．Ｌは、ＴｉとＢの量が少なすぎたため、金属組織の一部がフェライトとなり、十分な強度が得られなかった比較例である。管Ｎｏ．ＭはＣとＭｎの量多すぎたために下部ベイナイト組織となり、強度が高すぎた比較例である。管Ｎｏ．Ｎは、Ｓ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉの量が多すぎたため、靱性が低下した比較例である。
【００８３】
ここで、図１に、実施例で測定した、鋼管のＬ方向における引張強度ＴＳと降伏強度ＹＳを示す。図１に示すように、本発明熱延鋼板を母材として製造した電縫鋼管においては、引張強度７２５ＭＰａ超、及び、降伏強度６５５〜７５８ＭＰａが得られている。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
前述したように、本発明によれば、電縫油井管として必要な強度と靭性、更に、低温靭性を備える板厚１５ｍｍ以上の電縫鋼管用熱延鋼板とその製造方法を提供することができ、更に、外径３００ｍｍ以上の電縫油井管を製造することができる。よって、本発明は、油井管製造及び施工産業において利用可能性が高いものである。
【図１】
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