(57)【要約】【目的】化成処理性に加えて機械的特性も改善した構造用高強度電縫鋼管を提供する。【構成】Ｃ：０．０１〜０．２０質量％，Ｓｉ：０．５質量％以下，Ｍｎ：１．５質量％以下，Ｐ：０．０５質量％以下，Ｓ：０．０２質量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０質量％，必要に応じてＴｉ：０．０１〜０．１５質量％，Ｎｂ：０．０１〜０．１５質量％，Ｍｏ：０．０１〜０．５０質量％の１種又は２種以上を含み、残部が実質的にＦｅの組成をもつ鋼材を連続鋳造し、仕上げ温度：Ａｒ３変態点以上，巻取り温度：７５０℃以下の熱間圧延を施し、酸洗後に冷延率：１０〜６０％で冷間圧延し、冷間圧延されたままの冷延鋼帯の幅方向両端部を溶接することにより電縫鋼管を製造する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０１〜０．２０質量％，Ｓｉ：０．５質量％以下，Ｍｎ：１．５質量％以下，Ｐ：０．０５質量％以下，Ｓ：０．０２質量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０質量％，残部が実質的にＦｅの組成をもつ鋼材を連続鋳造し、仕上げ温度：Ａｒ３変態点以上，巻取り温度：７５０℃以下の熱間圧延を施し、酸洗後に冷延率：１０〜６０％で冷間圧延し、冷間圧延されたままの冷延鋼帯の幅方向両端部を溶接することを特徴とする化成処理性に優れた構造用高強度電縫鋼管の製造方法。
【請求項２】
更にＴｉ：０．０１〜０．１５質量％，Ｎｂ：０．０１〜０．１５質量％，Ｍｏ：０．０１〜０．５０質量％の１種又は２種以上を含む鋼材を使用する請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、化成処理性に優れ各種構造用部材として使用される高強度電縫鋼管を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術及び問題点】
多量のＳｉ，Ｍｎ，Ｐを添加した炭素鋼を熱間圧延し、酸洗，冷間圧延を経て連続焼鈍するとき、焼鈍状態で高い強度を示す焼鈍板が得られる。この焼鈍板を素材として電縫鋼管を製造すると、軽量化しても各種構造材に必要な機械強度を満足する電縫鋼管となる。（特開平９−２０９０８０号公報）
しかし、炭素鋼に添加されたＳｉ，Ｍｎ，Ｐ等が最終工程の連続焼鈍時に表層に拡散して酸化皮膜となり、化成処理性を著しく劣化させる。焼鈍板の再酸洗により表層の酸化皮膜を除去すると化成処理性が改善されるが、そのためには再酸洗工程を組み込む必要がある。その結果、製造工程が長くなり、製造コストが上昇する。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、化成処理性に悪影響を及ぼすＳｉ，Ｍｎ，Ｐ量を規制すると共に、特定条件下の熱間圧延，冷間圧延を組み合わせることにより、化成処理性に加えて機械的特性も改善した構造用高強度電縫鋼管を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明の構造用高強度電縫鋼管製造方法は、その目的を達成するため、Ｃ：０．０１〜０．２０質量％，Ｓｉ：０．５質量％以下，Ｍｎ：１．５質量％以下，Ｐ：０．０５質量％以下，Ｓ：０．０２質量％以下，酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０質量％，必要に応じてＴｉ：０．０１〜０．１５質量％，Ｎｂ：０．０１〜０．１５質量％，Ｍｏ：０．０１〜０．５０質量％の１種又は２種以上を含み、残部が実質的にＦｅの組成をもつ鋼材を連続鋳造し、仕上げ温度：Ａｒ３変態点以上，巻取り温度：７５０℃以下の熱間圧延を施し、酸洗後に冷延率：１０〜６０％で冷間圧延し、冷間圧延されたままの冷延鋼帯の幅方向両端部を溶接することを特徴とする。
【０００５】
【作用】
Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ量を低減すると化成処理性は向上するが、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐの強度向上作用が弱くなり、電縫鋼管の機械的特性が不足する。そこで、仕上げ温度：Ａｒ３変態点以上，巻取り温度：７５０℃以下の熱間圧延と冷延率：１０〜６０％の冷間圧延によって鋼材を加工硬化させ、電縫鋼管の機械的特性を改善している。
以下、本発明が対象とする鋼材に含まれる合金成分，含有量等を説明する。
【０００６】
Ｃ：０．０１〜０．２０質量％
鋼材の高強度化に有効な合金成分であり、０．０１質量％以上で強度向上効果が得られる。しかし、０．２０質量％を超えるＣ含有量は延性，溶接性に悪影響を及ぼす。
Ｓｉ：０．５質量％以下
マトリックスに固溶して鋼材を高強度化する合金成分であるが、０．５質量％を超える過剰量のＳｉが含まれると化成処理性が劣化する。
【０００７】
Ｍｎ：１．５質量％以下
鋼材の高強度化に有効な合金成分であるが、１．５質量％を超える過剰量のＭｎは化成処理性にとって好ましくない。
Ｐ：０．０５質量％以下
鋼材の高強度化に有効な合金成分であるが、０．０５質量％を超えるＰ含有量は化成処理性に悪影響を及ぼす。
【０００８】
Ｓ：０．０２質量％以下
熱間加工性，冷間加工性に有害な成分であることから、可能な限りＳ含有量を低減することが好ましいが、過度の極低Ｓ化は製造コストの上昇を招く。そこで、Ｓ起因の悪影響が現れない範囲として、Ｓ含有量の上限を０．０２質量％に規定した。
酸可溶Ａｌ：０．００５〜０．１０質量％
酸素親和力の高い元素であることから、製鋼段階で脱酸剤として０．００５質量％以上のＡｌが添加される。Ａｌ添加による脱酸効果は０．１０質量％で飽和し、それ以上にＡｌを添加しても鋼材の清浄度，加工性が劣化しやすい。
【０００９】
Ｔｉ：０．０１〜０．１５質量％
必要に応じて添加される合金成分であり、Ｓ，Ｎを固定して加工性を改善すると共に機械強度の向上にも寄与する。Ｔｉの添加効果は０．０１質量％以上でみられるが、０．１５質量％を超える量でＴｉを添加しても、Ｔｉの添加効果が飽和し、却って製造コストの上昇を招く。
Ｎｂ：０．０１〜０．１５質量％
必要に応じて添加される合金成分であり、Ｔｉと同様に鋼中のＣと結合して炭化物を形成し、鋼板の金属組織を微細化して強度上昇に寄与する。Ｎｂの添加効果は０．０１質量％以上でみられ、Ｎｂ含有量が多くなるほど高強度化する。しかし、０．１５質量％を超えるＮｂの過剰添加は、延性，加工性に悪影響を及ぼす。
【００１０】
Ｍｏ：０．０１〜０．５０質量％
必要に応じて添加される合金成分であり、高強度化，耐食性改善に有効である。しかし、０．５０質量％を超える過剰量のＭｏを添加すると、化成処理皮膜が十分に生成しがたくなり、その上に形成される塗膜の密着性が劣る。
【００１１】
熱間圧延
熱間圧延の仕上げ温度をＡｒ３変態点以上にすると、熱間強度が安定して鋼帯各部の塑性変形が均一化し、熱延鋼帯の板厚精度が向上する。これに対し、Ａｒ３変態点未満の仕上げ温度では、熱延中の変態に伴った熱間強度の変動が大きいばかりか、圧延方向に大きく板厚が変動するゲージハンチングや幅絞り等の製造上でのトラブルが発生しやすくなり、熱延鋼帯の板厚精度が低下する原因にもなる。
巻取り温度は、熱延鋼帯の強度や靭性に大きな影響を与える。巻取り温度は、熱延鋼帯の延性向上に重要な操業条件であり、７５０℃を超えると鋼板の結晶粒が粗大化するとともに、Ｔｉ，Ｎｂ系炭化物が生成して強度低下が著しく、冷延後の強度上昇が望めなくなる。したがって巻取り温度は７５０℃以下とした。
【００１２】
冷間圧延
熱延鋼帯は、化成処理性に有害なＳｉ，Ｍｎ，Ｐ濃化層を表層から酸洗除去した後、冷間圧延される。冷延鋼帯では、鋼帯の加工強化を促進させるために冷延率を１０〜６０％の範囲に設定する。冷間圧延による強度の上昇は１０％以上の冷延率でみられるが、冷延率の上昇に伴って一層の高強度化が図られる。しかし、高すぎる冷延率は鋼帯の延性を損なうことになるので、冷延率の上限を６０％に設定する。
【００１３】
仕上げ温度：Ａｒ３変態点以上，巻取り温度：７５０℃以下の熱間圧延と冷延率：１０〜６０％の冷間圧延とを組み合わせることにより、高強度化も図られる。すなわち、熱間圧延工程では仕上げ温度をＡｒ３変態点以上に設定して熱間強度の変動を抑制し、７５０℃以下の温度域で巻き取ることにより変態強化を促進させ、酸洗後の冷間圧延工程の際に導入される加工歪みによって鋼帯が加工硬化され、更なる高強度化が進行することになる。
【００１４】
【実施例】
表１の鋼材を溶製・鋳造した後、１２５０℃に均熱したスラブを仕上げ温度：１２５０℃，巻取り温度：５６０℃で熱間圧延し，板厚２．３ｍｍの熱延鋼帯を製造した。次いで、熱延鋼帯を酸洗し、板厚０．８２ｍｍに冷間圧延した。
【００１５】
2004292926.tif 000002
【００１６】
製造された冷延鋼帯を４０℃の脱脂浴に通板して洗浄した後、更に表面調整剤の０．１％溶液に通板し、化成処理，洗浄，乾燥した。化成処理液にはリン酸亜鉛化成処理液を使用し、液温４０℃，浸漬時間２分の条件下で処理を施し、冷延鋼帯の表面に、リン酸亜鉛付着量で２ｍｇ／ｍ２の皮膜を形成した。
【００１７】
乾燥した冷延鋼帯の圧延方向と平行にＪＩＳ  ５号試験片を切り出し、引張試験で０．２％耐力，引張強さを測定した。
また、冷延鋼帯の表面に形成されている化成処理皮膜をＳＥＭ観察し、地肌の露出がない試験片を○，地肌が観察された試験片を×として化成処理性を評価した。
【００１８】
表２の調査結果にみられるように、本発明で規定した範囲内で製造した冷延鋼帯は、８００Ｎ／ｍｍ２クラスの一般構造用電縫鋼管として要求される機械的特性を十分備えており、化成処理性にも優れていた。更に、高強度化に加え耐食性向上を狙って適正量のＭｏを添加した鋼材は、化成処理性を損なうことなく優れた機械的強度を呈した。
【００１９】
他方、酸洗後の冷延鋼帯を省略した鋼帯は、加工硬化による高強度化が期待できず、同じ鋼種であるにも拘らず０．２％耐力，引張強さ共に低い値を示しているが、化成処理性は良好であった。高強度化を狙って過剰量のＳｉ，Ｍｎ，Ｐを添加した鋼材では、機械的強度が向上したものの化成処理性に劣っていた。比較的多量のＭｏを添加した鋼材では、機械的強度が良好であるものの化成処理性に劣っていた。
【００２０】
2004292926.tif 000003
【００２１】
【発明の効果】
以上に説明したように、化成処理性に悪影響を及ぼすＳｉ，Ｍｎ，Ｐ量を低減し、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐの強化能に代えて熱間圧延，冷間圧延の組合せで加工硬化を促進させている。そのため、化成処理性，機械的強度共に優れ、構造用高強度電縫鋼管等の素材として有効な鋼材が提供される。また、化成処理された鋼材表面に形成される塗膜の密着性が良好で、過酷な腐食環境に曝される構造材として長期の使用に耐える。