(57)【要約】【課題】この発明は、母材、溶接金属ともに優れた強度、靭性のＸ８０級高強度ラインパイプを提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％、Ｍｎ：１．６〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｎｂ：０．０２〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．０３％以下、残部実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ６９０ＭＰａ以上の母材と、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：１．６〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０〜１．５０％、Ｍｏ：０．５０〜１．０％、Ｖ：０．０５〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％、Ｏ：０．０１５〜０．０３５％を含み、降伏強さ６９０ＭＰａ以上の溶接金属部とする。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％、Ｍｎ：１．６〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｎｂ：０．０２〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．０３％以下、残部実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ６９０ＭＰａ以上の母材と、
質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：１．６〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０〜１．５０％、Ｍｏ：０．５０〜１．０％、Ｖ：０．０５〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％、Ｏ：０．０１５〜０．０３５％を含み、降伏強さ６９０ＭＰａ以上の溶接金属部を
有することを特徴とする低温靭性に優れた高強度ラインパイプ。
【請求項２】
母材部の鋼組成として、更に、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．３０％未満の一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項１記載の低温靭性に優れた高強度ラインパイプ。
【請求項３】
母材部の鋼組成として、更に、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｖ：０．０１〜０．０５％の一種または二種以上を含有することを特徴とする請求項１または２記載の低温靭性に優れた高強度ラインパイプ。
【請求項４】
母材部の鋼組成として、更に、Ｃａ：０．０００５〜０．００２５％を含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の低温靭性に優れた高強度ラインパイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインパイプに関し、特に、母材と溶接金属部の両者の降伏強さが６９０ＭＰａ以上で、低温靭性に優れたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプラインに使用されるラインパイプは高強度化が進み、現在、米国石油協会（ＡＰＩ）規格でＸ８０グレードまでが実用化され、その需要は増大している。また、更に高強度のＸ１００グレードへの要望も高まっている。
【０００３】
特開昭５７−３５６２５号公報、特開平０８−３１１５４８号公報は、このような高強度鋼管の製造方法に関するもので、前者は、鋼管成形後の熱処理を、後者は、高価なＣｕを１．０％前後添加することが開示されている。
【０００４】
特許第２５９８３５７号は、主にＸ７０グレードのラインパイプに関するものであるが、やはり、高強度、高靭性ラインパイプの製造方法に関するものである。
【０００５】
特開平９−３１５３６号公報、特開平９−４１０７４号公報は、Ｂや多量のＭｏ，Ｖを添加し、更に高強度のＸ１２０グレードのラインパイプの製造方法を開示している。
【０００６】
特開平９−４９０５５号公報、特開平９−３１４３７９号公報および特開平１０−３２４９５０号公報は、高強度ラインパイプのシーム溶接に関し、溶接金属へのＢ添加や、４．０〜６．５％のＮｉを含有した溶接ワイヤにより低温靭性に優れた溶接金属を得る技術が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、現在、低温靭性に優れた高強度ラインパイプは高価な成分組成や、複雑な製造条件によるものとなっている。
【０００８】
そこで、本発明は、鋼管に成形後、熱処理を行わず、また、高価な元素を使用しない成分組成により、安価に母材、溶接部（溶接金属を含む）の低温靭性に優れた降伏強さ６９０ＭＰａ以上（ＡＰＩＸ１００以上）のラインパイプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、安価に高強度且つ低温靭性の得られる成分組成について鋭意検討を行い、母材と溶接熱影響部の低温靭性はＳｉ，Ａｌを低減し、溶接金属部の低温靭性はＴｉ，Ｏを低減し、Ｂ無添加とした場合にそれぞれ向上することを見出した。
【００１０】
本発明は以上の知見を基に更に検討を加えてなされたものであり、すなわち、本発明の低温靭性に優れた高強度ラインパイプは、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．０９％、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％、Ｍｎ：１．６〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、Ｎｂ：０．０２〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．０３％以下、残部実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなる降伏強さ６９０ＭＰａ以上の母材と、
質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１０％、Ｓｉ：０．０５〜０．４０％、Ｍｎ：１．６〜２．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０〜１．５０％、Ｍｏ：０．５０〜１．０％、Ｖ：０．０５〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．０４％、Ｏ：０．０１５〜０．０３５％を含み、降伏強さ６９０ＭＰａ以上の溶接金属部とを有することを特徴とする。
【００１１】
この場合に、母材部の鋼組成として、更に、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．３０％未満の一種または二種以上を含有することが好ましい。
【００１２】
さらに、母材部の鋼組成として、Ｃｒ：０．５０％以下、Ｖ：０．０１〜０．０５％の一種または二種以上を含有することが好ましい。
【００１３】
さらに、母材部の鋼組成として、Ｃａ：０．０００５〜０．００２５％を含有することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明における母材、溶接金属部の成分限定理由、製造条件について詳細に説明する。
【００１５】
１．母材の成分
Ｃ
Ｃは、０．０３％未満では、Ｘ１００としての強度が得られず、一方、０．０９％を超えると鋼板の母材及び溶接熱影響部の靭性を劣化させるため、０．０３〜０．０９％（０．０３％以上、０．０９％以下）とする。
【００１６】
Ｓｉ
Ｓｉは、脱酸のため０．０５％以上必要で、一方、０．３０％を超えると溶接熱影響部靭性と溶接性を劣化させるため、０．０５〜０．３０％とする。
【００１７】
Ｍｎ
Ｍｎは、鋼板の母材強度および靭性向上に有効で、その効果を得るため１．６％以上添加する。一方、２．０％を超えると溶接熱影響部靭性と溶接性が著しく劣化するため、１．６〜２．０％とする。
【００１８】
Ｐ
Ｐは、本発明では不純物であり、母材、溶接熱影響部の靭性を確保するため生産原価を上昇させない範囲で極力低下することが望ましく、０．０２０％以下とする。
【００１９】
Ｓ
Ｘ１００グレードの高強度材では、ＭｎＳをＣａ添加によりＣａＳ系の介在物に形態制御しても、それにより靭性が低下する場合があるため、Ｓ含有量を０．００２０％以下とする。
【００２０】
Ｎｂ
Ｎｂは、スラブ加熱時と圧延時の結晶粒の成長を抑制し、ミクロ組織を微細とし、靭性を向上させる。その効果は０．０２％以上で顕著となり、０．０５％を超えると飽和し、溶接熱影響部（以下ＨＡＺ）の靭性を劣化させるため、０．０２〜０．０５％とする。
【００２１】
Ｔｉ
Ｔｉは、ＴｉＮを形成し、スラブ加熱時、ＨＡＺの粒成長を抑制し、ミクロ組織の微細化により靭性を改善する。その効果は０．００５％以上で顕著で、０．０２％を超えると靭性劣化が生じるため、０．００５〜０．０２％とする。
【００２２】
Ａｌ
Ａｌは、脱酸剤であるが、０．０３％を超えるとＨＡＺ靭性を低下させるため、０．０３％以下とする。
【００２３】
以上が本発明鋼の基本成分組成であり、更に特性を向上させるため、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｖの一種または二種以上を添加することができる。
【００２４】
Ｃｕ
Ｃｕは、靭性と強度の向上に有効であるが、０．５０％を超えると溶接性を阻害するため、０．５０％以下とする。
【００２５】
Ｎｉ
Ｎｉは、靭性と強度の向上に有効であるが、０．５０％を超えるとその効果が飽和するため、０．５０％以下とする。
【００２６】
Ｍｏ
Ｍｏは、靭性と強度の向上に有効であるが、０．３０％を超えるとその効果が飽和し、溶接性や耐ＨＩＣ性が阻害されるため、０．３０％以下とする。
【００２７】
Ｃｒ
Ｃｒは、Ｍｎと共に、低Ｃ系の鋼で強度向上に有効であるが、０．５０％を超えて添加すると溶接性が劣化するため、０．５０％以下とする。
【００２８】
Ｖ
Ｖは、靭性、溶接性を劣化させずに、強度を向上させるのに有効で、その効果を得るため、０．０１％以上添加する。一方、０．０５％を超えると溶接性、靭性が著しく損なわれるため、０．０１〜０．０５％とする。
【００２９】
Ｃａ
Ｃａは、硫化物系介在物の形態を制御し、ＨＡＺ靭性を改善するため、０．０００５％以上添加する。一方、０．０２５％を超えるとその効果が飽和し、清浄度を低下させ、ＨＡＺ靭性を劣化させるため、０．０００５〜０．０２５％とする。
【００３０】
２．溶接金属部の成分
Ｃ
Ｃは、０．０５％未満では、Ｘ１００としての強度が得られず、一方、０．１０％を超えると溶接金属部の靭性を劣化させるため、０．０５〜０．１０％（０．０５％以上、０．１０％以下）とする。
【００３１】
Ｓｉ
Ｓｉは、溶接金属の脱酸と作業性のため０．０５％以上必要で、一方、０．４０％を超えると溶接金属部の靭性と溶接性を劣化させるため、０．０５〜０．４０％とする。
【００３２】
Ｍｎ
Ｍｎは、溶接金属の強度および靭性向上に有効で、Ｘ８０以上に必要な強度と靭性を得るため１．６％以上とする。一方、２．０％を超えると靭性と溶接性が著しく劣化するため、１．６〜２．０％とする。
【００３３】
Ｐ、Ｓ
Ｐ，Ｓは溶接金属中では粒界に偏析し、その靭性を劣化させるため、Ｐは０．０２０％以下、Ｓを０．００５％以下とする。
【００３４】
Ｃｕ
Ｃｕは、靭性と強度の向上に有効であるが、０．５０％を超えると溶接性を阻害するため、０．５０％以下とする。
【００３５】
Ｎｉ
Ｎｉは、靭性と強度の向上に有効であり、その効果をえるため０．５０％以上とし、一方、１．５％を超えるとその効果が飽和するため、０．５０〜１．５％とする。
【００３６】
Ｍｏ
Ｍｏは、靭性と強度の向上に有効であり、その効果をえるため０．５０％以上とし、一方、１．０％を超えるとその効果が飽和し、溶接性が阻害されるため、０．５０〜１．０％以下とする。
【００３７】
Ｖ
Ｖは、靭性、溶接性を劣化させずに、強度を向上させるのに有効で、その効果を得るため、０．０５％以上とする。一方、０．１０％を超えると溶接性、靭性が著しく損なわれるため、０．０５〜０．１０％とする。
【００３８】
Ｔｉ
Ｔｉは、靭性、溶接性を劣化させずに、強度を向上させるのに有効で、その効果を得るため、０．０１％以上とする。一方、０．０４％を超えると溶接性、靭性が著しく損なわれるため、０．０１〜０．０４％とする。
【００３９】
Ｏ
Ｏは靭性に影響を与え、０．０１５％未満、０．０３５％超えで靭性の劣化傾向を示すため、０．０１５〜０．０３５％とする。
【００４０】
本発明において、鋼板は常法によるもので良く、特にその製造方法は規定しない。また、鋼管の成形方法も冷間であればよく、特に規定しない。
【００４１】
【実施例】
表１に示す成分の鋼を用い、冷間成形シーム溶接により鋼管とし、母材の強度、靭性とシーム溶接のＨＡＺ靭性を調査した。母材の降伏強さ（単位ＭＰａ），母材並びにＨＡＺのー２０℃でのシャルピー吸収エネルギー（単位Ｊ）も表１に示す。
【００４２】
強度は降伏強さ６９０ＭＰａ以上、シャルピー吸収エネルギー１００Ｊ以上の場合、それぞれ良好とした。表より明らかなように、本願発明鋼では優れた特性が得られ、一方、比較鋼では、母材強度が低く（Ｋ，Ｌ，Ｎ），母材あるいは溶接熱影響部の靭性が劣っていた（Ｉ〜Ｎ）。
【００４３】
表１の鋼Ａ，Ｈ，Ｊと種々の溶接材料を組み合わせ、鋼管を製造し、溶接金属の降伏強さと靭性を調査した。結果を表２に示す。本願発明の溶接金属（Ａ−１，Ａ−２，Ｈ−１，Ｈ−２）では、優れた強度、靭性が得られている。
【００４４】
一方、比較例の溶接金属では、強度（Ａ−３，Ｈ−３）、あるいは、靭性（Ａ−３，Ｈ−４、Ｊ−１〜３）に劣っている。
【００４５】
以上のように、母材、溶接金属ともに本発明範囲内の成分組成の場合に、優れた強度、靭性のラインパイプが得られている。
【００４６】
【表１】
2004043911.tif 000002
【００４７】
【表２】
2004043911.tif 000003
【００４８】
【００４９】
【発明の効果】
本発明により、母材、溶接金属ともに優れた強度、靭性の高強度ラインパイプが得られ、産業上極めて有用である。