(57)【要約】      （修正有）【課題】絞り圧延を備えたマンネスマン製管法を用いて、内面品質に優れる二相ステンレス鋼からなる継目無し鋼管の製造する。【解決手段】ビレットを穿孔圧延して得られた中空素材を延伸圧延し、そののちに絞り圧延を経て所定寸法の継目無鋼管を製造する方法であって、冷間加工用素管を製造する場合に、前記絞り圧延では外径加工度Ｒｄ（％）に応じて減肉量ΔＴ（ｍｍ）を下記(a)式に規定する範囲で制御すること、または、熱間仕上げ鋼管を製造する場合に、下記(b)式に規定する範囲で制御することを特徴とする。ΔT≧1.09×10-3Rd2−7.05×10-2×Rd＋0.503  ・・(a)ΔT≧1.60×10-3Rd2−5.92×10-2×Rd−0.174・・(b)  (a)、(b)の製造方法では、製造された鋼管が優れた耐食性を備えるように、ビレットに適用される二相ステンレス鋼の成分組成を適切に設計するのが望ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビレットを穿孔圧延して得た中空素材を延伸圧延し、次いで絞り圧延を行って継目無鋼管を製造する方法であって、前記絞り圧延における外径加工度Ｒｄ（％）と減肉量ΔＴ（ｍｍ）とを下記（ａ）式に規定する範囲で行って冷間加工用の継目無鋼管を製造することを特徴とする二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法。
ΔＴ≧１．０９×１０−３×Ｒｄ２−７．０５×１０−２×Ｒｄ＋０．５０３・・・  （ａ）
但し、外径加工度Ｒｄが４０％以下の場合には、減肉量ΔＴは−０．５ｍｍ以上を確保するものとする
【請求項２】
ビレットを穿孔圧延して得た中空素材を延伸圧延し、次いで絞り圧延を行って継目無鋼管を製造する方法であって、前記絞り圧延における外径加工度Ｒｄ（％）と減肉量ΔＴ（ｍｍ）とを下記（ｂ）式に規定する範囲で行って熱間仕上げ継目無鋼管を製造することを特徴とする二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法。
ΔＴ≧１．６１×１０−３×Ｒｄ２−５．９２×１０−２×Ｒｄ−０．１７４・・・  （ｂ）
但し、外径加工度Ｒｄが４０％以下の場合には、減肉量ΔＴは０ｍｍ以上を確保するものとする
【請求項３】
前記ビレットは、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００８％以下、ｓｏｌ−Ａｌ：０．１％以下、Ｎｉ：５〜１１％、Ｃｒ：１７〜３０％、Ｍｏ：１〜６％、Ｗ：０．０５〜５％、Ｎ：０．１〜０．４％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製管方法。
【請求項４】
前記ビレットは、質量％で、さらにＣａ：０．０００５〜０．０２％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０２％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．２％およびＢ：０．０００１〜０．０５％のうちの１種または２種以上、並びにＣｕ：０．１〜２％、Ｖ：０．０５〜１．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％およびＮｂ：０．０１〜０．５％のうちの１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項３に記載の二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製管方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンネスマン製管法による二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法に関し、さらに詳しくは絞り圧延での加工条件を適切に制御することにより、内面品質の優れた二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
二相ステンレス鋼は、耐食性や溶接性に優れており、フェライト系やオーステナイト系のステンレス鋼に比べて、特に耐海水腐食性と強度に優れている。このため、二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管は、腐食環境におけるラインパイプなどとして広い範囲で用いられている。
【０００３】
通常、継目無鋼管の熱間製造方法としてマンネスマン製管法が用いられているが、二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管を製造する場合には、フェライト組織のｂｃｃ構造に起因する変形異方性が要因となり、鋼管の内表面に段差が発生し易くなる。この場合に、サイザーやストレッチレデューサー等の絞り圧延機によって仕上げ圧延を施す際に、内表面に発生した段差が助長され、鋼管の内表面にシワ状の微小疵（シワ疵）が発生することがある。
【０００４】
このシワ疵は、腐食環境下において内面腐食の原因となるため、その発生を防止する必要がある。内面腐食の厳しい環境での使用に耐え得るシワ疵は、その疵深さを０．１ｍｍ以下にする必要があるが、上記絞り圧延機を用いるマンネスマン製管法では、このような内面品質に優れた二相ステンレス鋼管を得ることができなかった。
【０００５】
このため、二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造に際しては、鋼管の内面品質を確保するため、熱間押出し圧延により製造された素管を、冷間加工し、鋼管に仕上げる方法や、熱間押出し圧延により製造された素管の内面を研削して、鋼管に仕上げる方法が採用されている。
【０００６】
しかしながら、上述した熱間押出し圧延による方法は、一般的に生産性が低いことから製造コストが高い。そのため、マンネスマン製管法を適用し、さらに内面品質に優れ、寸法精度も良好なマンドレルミル圧延方法を採用して二相ステンレス鋼管を製造することが望まれていた。
【０００７】
絞り圧延機を有するマンドレルミル圧延方法を採用して、二相ステンレス鋼管を製造する技術は種々提案されている。特許文献１では、穿孔圧延後に延伸加工を施して再加熱したのち、縮管加工率Ｒｎ（％）に応じて、縮管加工の材料温度Ｔｍ（℃）を管理することにより、二相ステンレス鋼管の靭性、および耐食性を向上させる製造方法が提案されている。
【０００８】
特許文献２では、穿孔圧延用主ロールの回転速度を４．５ｍ／ｓｅｃ未満に限定することにより、プラグ先端圧下率を９５％以上に維持して、管内面疵の発生を抑制することができる継目無鋼管の製造方法が開示されている。
【０００９】
特許文献３には、素材となるビレットの加熱温度および穿孔条件を、フェライト含有量が４０〜８０体積％になる温度域に加熱した後、穿孔圧延または穿孔圧延とこれに引き続く傾斜ロール式管圧延機による延伸圧延を、延伸比３．０以下の条件で行う二相ステンレス鋼製の継目無鋼管の製管方法が記載されている。
【００１０】
特許文献１で提案された製造方法は、二相ステンレス鋼管の靭性、および耐食性の改善を目的とするものであり、また、特許文献２で開示された製造方法は、難加工材または鋳造ままで品質の悪い素材を穿孔圧延するに際し、穿孔条件の最適化を図り、内面被れ（ヘゲ）状の大きな内面疵をなくすためのものである。
【００１１】
したがって、特許文献１、２では、耐食性に優れた二相ステンレス鋼で必要とされるシワ疵を防止することは何ら意図されていない。このため、特許文献１、２で提案される製造方法では、鋼管の内面に発生するシワ疵の抑制はできず、これらの方法を用いても、耐食性に優れ内面品質の良好な二相ステンレス鋼管を製造することは困難である。
【００１２】
【特許文献１】
特開平０１−１２３０２６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３４５０５号公報
【特許文献３】
特開平０９−２７１８１１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３には、管内外面の被れ（ヘゲ）状の大きな疵および外面のシワ疵を抑制する製造方法が記載されており、この製造方法を用いることにより、マンドレルミル圧延等の延伸圧延後において、その母管の内外面粗さ、内面品質を向上させることができるとしている。
【００１４】
すなわち、二相ステンレス鋼は高温強度が高いことから、熱間加工性を向上させるためにビレットをより高温に加熱すると、フェライト含有量が多くなり、フェライト粒の不均一変形に起因するリジング現象が発生し、管外面にシワ疵が発生する。これを抑制するため、ビレットの加熱温度を規制して、フェライト含有量を適正にし、フェライト粒の不均一変形に起因するリジング現象を抑制し管外面にシワ疵が発生しないようにしている。
【００１５】
しかしながら、ビレットの加熱炉抽出後の降温等によって、リジング現象が発生し、それに伴う管の内外面の粗さを完全に除去できないのが実情である。このため、延伸圧延した母管を再加熱後に絞り圧延する際、外面は工具（ロール）による拘束を加えながら圧下するので、管の外表面は平滑化されるが、内表面は工具による拘束がないため、絞り圧延に伴う内表面圧縮応力の作用によって、微小な内表面の凹凸や段差を起点としたシワ疵が発生する。このため、特許文献３に記載された製造方法だけでは、管の内表面に発生するシワ疵を抑制することができない。
【００１６】
本発明は、このような二相ステンレス鋼管を製造する際のマンネスマン製管法による製造上の問題点に鑑みてなされたものであり、サイザーやストレッチレデューサー等の絞り圧延機を用いて延伸圧延後の母管を仕上げ圧延する場合に、絞り圧延での加工条件の適正化を図り、内面品質に優れた二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決するため、二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の内面に微小シワ疵が発生するメカニズムを種々検討した結果、次の▲１▼〜▲３▼の知見を得ることができた。
▲１▼  管内面に発生するシワ疵の深さは、ビレットのフェライト含有量によって変化する。
▲２▼  管内面のシワ疵は、絞り圧延工程において進展が著しい。
▲３▼  上記絞り圧延工程で進展するシワ疵の深さは、絞り圧延における被圧延材に作用する張力によって変化する。
【００１８】
前述の通り、二相ステンレス鋼に含まれるフェライト組織はｂｃｃ構造であり、変形異方性を示すことから、各組織の生成する方向によって変形が異なる特性を有している。このため、管表面が凹凸となって、シワ疵の起点となる段差が発生し易くなる。
【００１９】
ところが、今回の検討結果によれば、管内面に発生するシワ疵は、絞り圧延工程において著しく進展する。これは、絞り圧延では被圧延材への内面工具による拘束がなく、絞り圧延での管周方向の圧縮変形に伴って、管内面の周方向に圧縮応力が作用し、前述の変形異方性により発生した段差を起点として、内面への折れ込みが進展していくことによる。
【００２０】
したがって、この管内面に発生する周方向応力を適切に制御すれば、先に発生した段差を起点とするシワ疵への進展を抑制できるのではないかと想定した。そこで、絞り圧延において、外径加工度に応じて張力を付与することにより、管軸方向の変形を増加させる実験を行った。
【００２１】
具体的には、絞り圧延における減肉量を種々に変動させて、管内面のシワ疵深さと外径加工度との関係を検討した。その結果、絞り圧延において外径加工度に応じて減肉量を適切な範囲で制御するようにするれば、管内面のシワ疵深さを小さくできることを知見した。
【００２２】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、次の（１）〜（３）の二相ステンレス鋼からなる継目無し鋼管の製造方法を要旨としている。
（１）  ビレットを穿孔圧延して得た中空素材を延伸圧延し、次いで絞り圧延を行って継目無鋼管を製造する方法であって、前記絞り圧延における外径加工度Ｒｄ（％）と減肉量ΔＴ（ｍｍ）とを下記（ａ）式に規定する範囲で行って冷間加工用の継目無鋼管を製造することを特徴とする二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法である。
【００２３】
ΔＴ≧１．０９×１０−３×Ｒｄ２−７．０５×１０−２×Ｒｄ＋０．５０３・・・  （ａ）
但し、外径加工度Ｒｄが４０％以下の場合には、減肉量ΔＴは−０．５ｍｍ以上を確保するものとする
（２）  ビレットを穿孔圧延して得た中空素材を延伸圧延し、次いで絞り圧延を行って継目無鋼管を製造する方法であって、前記絞り圧延における外径加工度Ｒｄ（％）と減肉量ΔＴ（ｍｍ）とを下記（ｂ）式に規定する範囲で行って熱間仕上げ継目無鋼管を製造することを特徴とする二相ステンレス鋼からなる継目無鋼管の製造方法である。
【００２４】
ΔＴ≧１．６１×１０−３×Ｒｄ２−５．９２×１０−２×Ｒｄ−０．１７４・・・  （ｂ）
但し、外径加工度Ｒｄが４０％以下の場合には、減肉量ΔＴは０ｍｍ以上を確保するものとする
（３）  上記（１）、（２）の製造方法では、前記ビレットは、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００８％以下、ｓｏｌ−Ａｌ：０．１％以下、Ｎｉ：５〜１１％、Ｃｒ：１７〜３０％、Ｍｏ：１〜６％、Ｗ：０．０５〜５％、Ｎ：０．１〜０．４％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる二相ステンレス鋼にするのが望ましい。
【００２５】
前記ビレットは、質量％で、さらにＣａ：０．０００５〜０．０２％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０２％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．２％およびＢ：０．０００１〜０．０５％のうちの１種または２種以上、並びにＣｕ：０．１〜２％、Ｖ：０．０５〜１．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％およびＮｂ：０．０１〜０．５％のうちの１種または２種以上を含ませるのが、更に望ましい。
【００２６】
本発明において「冷間加工用の継目無鋼管」とは、冷間加工用の素管として供給され、抽伸・冷間圧延等の冷間加工が施された後、必要とされる熱処理を行って、冷間仕上げ鋼管とされるものをいう。一方、本発明において「熱間仕上げ継目無鋼管」は、マンネスマン製管後必要な熱処理を行った状態で製品として供給される鋼管をいう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明を上記のように規定した理由を、「マンネスマン製管法による絞り圧延」、「絞り圧延での減肉量と外径加工度の関係および管内面のシワ疵深さ」および「ビレットの組成」に区分して説明する。
１．マンネスマン製管法による絞り圧延について
本発明の製造方法では、二相ステンレス鋼からなるビレットを所定の加熱温度域で均一加熱し、穿孔圧延機に供して穿孔圧延された中空素材を得る。得られた中空素材は、穿孔圧延に引き続いて、傾斜ロール式の管圧延機による延伸圧延を介するか、または介さずに孔型ロールを有する管圧延機によってさらに延伸圧延され、そののちに絞り圧延を経て所定の寸法に仕上げられる。
【００２８】
上記穿孔圧延機としては、傾斜ロール式の２ロールピアサー、３ロールピアサー、または２個一対の対向孔型ロールを備えるプレスピアシングミルなどの圧延機を用いることができる。また、上記傾斜ロール式の管圧延機としては、傾斜ロール式の２ロールエロンゲータ、３ロールエロンゲータ、アッセルミルなどの圧延機を用いることができる。
【００２９】
さらに、上記絞り圧延機としては、延伸圧延ののちに管を所定の寸法に仕上げるストレッチレデューサ、サイザ等の仕上げ圧延機があり、その後の熱処理および精整工程を経て製品鋼管を製造する。
【００３０】
次に、本発明で採用する圧延ラインの構成方式は、継目無鋼管製造用の各圧延機が、例えば、ピアサー→（エロンゲータ）→マンドレルミル→ストレッチレデューサの順に配置される、所謂マンネスマン−マンドレルミル方式を用いることが望ましいが、これに限定されず、ピアサー→（エロンゲータ）→プラグミル→リーラ→サイザの順に配置される、所謂マンネスマン−プラグミル方式であってもよい。
２．絞り圧延での減肉量と外径加工度の関係および管内面のシワ疵深さについて本発明では、上記マンネスマン製管法による絞り圧延の際、絞り圧延での外径加工度Ｒｄ（％）と減肉量ΔＴ（ｍｍ）とを所定の範囲に制御する必要がある。以下に、絞り圧延における減肉量を種々に変動させて、管内面のシワ疵深さと外径加工度との関係を検討した結果を説明する。
【００３１】
表１に示す化学組成の鋼種Ａ〜Ｈからなる二相ステンレス鋼を準備して、外径１７８ｍｍのビレットを作製した。上記組成の二相ステンレス鋼は、いずれも本発明が規定する望ましい化学組成を満足しており、しかも各成分の含有量も近似するものであった。このため、いずれの鋼種であっても、後述する図１、図２に示す結果が得られる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
穿孔圧延前に、上記のビレットを１２８０℃に加熱して３時間均熱保持した。加熱されたビレットを直ちに傾斜ロール式の２ロールピアサーに搬送し、延伸比２．５〜２．９で穿孔圧延して、外径１９６ｍｍ、肉厚１５．０〜１８．１ｍｍの中空素材に成形した。次いで、７スタンドのリテインド式マンドレルミル圧延を行い、外径１１０ｍｍおよび１５１ｍｍで、肉厚４．５〜７．０ｍｍの母管を作製した。
【００３４】
マンドレルミル圧延後の母管に発生した管内面のシワ疵深さは、いずれも０．０２ｍｍ程度であった。このときの管内面のシワ疵深さの測定は、試験材を鋼管先端部および後端から１０ｍ部を除いた部分から採取して、試験材の任意の３〜５断面におけるミクロ写真観察の結果から各断面における管内面の最大シワ疵深さを測定し、その平均値を管内面のシワ疵深さとした。
【００３５】
そののち、得られた母管を１０００℃以上で再加熱した後、３ロール式ストレッチレデューサーを用いて、外径加工度Ｒｄおよび減肉量ΔＴを種々に変更させながら絞り圧延を行い、外径２７．２〜１１４．３ｍｍで、肉厚５．０ｍｍの継目無鋼管を製造した。母管の管内面のシワ疵深さの測定と同じ条件で、絞り圧延後の鋼管の管内面のシワ疵深さを測定した。
【００３６】
マンネスマン製管法では、絞り圧延によって継目無鋼管が仕上げられるが、通常、これらが熱間製管ままの状態で製品になる場合（熱間仕上げ鋼管）には、測定バラツキ等を考慮して、管内面のシワ疵深さの限界値は０．０５ｍｍとされる。一方、冷間抽伸または冷間圧延等の冷間加工用の素管として使用する場合には、冷間加工に伴ってシワ疵深さが減少するのを考慮して、管内面のシワ疵深さの限界値は０．０８５ｍｍとされる。
【００３７】
絞り圧延における外径加工度Ｒｄおよび減肉量ΔＴは、絞り圧延機の入口肉厚をＴｉ、仕上げ肉厚をＴｏとし、絞り圧延機の入口外径をＯＤｉ、仕上げ外径をＯＤｏとした場合に、下記（ｃ）および（ｄ）式で示される。
【００３８】
ΔＴ＝Ｔｉ−Ｔｏ（ｍｍ）                              ・・・    （ｃ）
Ｒｄ＝［（ＯＤｉ−ＯＤｏ）／ＯＤｉ］×１００（％）  ・・・  （ｄ）
図１は、絞り圧延における減肉量ΔＴをパラメータとして管内面のシワ疵深さと外径加工度Ｒｄとの関係を示す図である。同図では、減肉量ΔＴを−０．５ｍｍ（増肉）から２．０ｍｍの範囲で、０．５ｍｍピッチで変化させている。図１に示す関係に基づいて、管内面のシワ疵深さの限界値を０．０８５ｍｍ、または０．０５ｍｍとした場合の外径加工度の上限を整理すると表２を得る。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２に示すように、管内面のシワ疵深さの限界値を０．０８５ｍｍ（Ａ）から０．０５ｍｍ（Ｂ）に減少させると、許容される外径加工度Ｒｄ（％）の上限が低減する。また、減肉量ΔＴの増加にともなって、許容される外径加工度Ｒｄ（％）の上限も増加している。したがって、外径加工度に応じて張力を付与することにより管軸方向の変形を増加させ、管内面のシワ疵の進展を抑制できることが分かる。
【００４１】
図２は、管内面のシワ疵深さの限界値（０．０８５ｍｍおよび０．０５ｍｍ）をパラメータとして絞り圧延での減肉量ΔＴと外径加工度Ｒｄとの関係を示す図である。図２は、前記図１の減肉量ΔＴと外径加工度Ｒｄとの関係を整理し直したものであるが、この結果から、絞り圧延での外径加工度Ｒｄ（％）に応じて減肉量ΔＴ（ｍｍ）を調整することによって、管内面のシワ疵深さを抑制できることが分かる。
【００４２】
すなわち、管内面のシワ疵深さの限界値を０．０８５ｍｍとする場合、言い換えると、冷間加工用素管を製造する場合には、下記（ａ）式を満足する必要がある。
【００４３】
ΔＴ≧１．０９×１０−３×Ｒｄ２−７．０５×１０−２×Ｒｄ＋０．５０３・・・  （ａ）
さらに、管内面のシワ疵深さの限界値を０．０５ｍｍとする場合、同様に、熱間仕上げ鋼管を製造する場合には、下記（ｂ）式を満足する必要がある。
【００４４】
ΔＴ≧１．６１×１０−３×Ｒｄ２−５．９２×１０−２×Ｒｄ−０．１７４・・・  （ｂ）
なお、上記（ａ）、（ｂ）式を満足する場合であっても、外径加工度Ｒｄが４０％以下の範囲になると、絞り圧延機での圧延スタンドが減少する等の要因により延伸加工の管理が難しくなり、過度の圧縮を作用させるとエッジ部が噛み出し外面形状の不正が発生すること、および外面形状の不正を防止する観点より、上記（ａ）、（ｂ）式における減肉量ΔＴの下限を、それぞれ−０．５ｍｍ、０ｍｍとする必要がある。
３．ビレットの組成について
本発明で用いるビレットは、二相ステンレス鋼であればよい。しかし、さらに、優れた耐食性などを備える必要がある場合には、下記の化学成分を有する二相ステンレス鋼を用いるのが望ましい。
【００４５】
すなわち、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００８％以下、ｓｏｌ−Ａｌ：０．１％以下、Ｎｉ：５〜１１％、Ｃｒ：１７〜３０％、Ｍｏ：１〜６％、Ｗ：０．０５〜５％、Ｎ：０．１〜０．４％を含み、さらにＣａ：０．０００５〜０．０２％、Ｍｇ：０．０００５〜０．０２％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．２％およびＢ：０．０００１〜０．０５％のうちの１種または２種以上、並びにＣｕ：０．１〜２％、Ｖ：０．０５〜１．５％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％およびＮｂ：０．０１〜０．５％のうちの１種または２種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる二相ステンレス鋼である。
【００４６】
ここで、二相ステンレス鋼が上記各成分と含有量を有するものであるのが望ましい理由は、以下の通りである。
【００４７】
Ｃ：Ｃは、オーステナイト相を安定化するのに有効である。しかし、その含有量が０．０３％を超えると炭化物が析出し易くなり耐食性が劣化する。
Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸剤として有効であるが、その含有量が０．１％未満ではその効果が得られない。一方、その含有量が２％を超えると、脆いσ相が析出し易くなり靭性が劣化する。
【００４８】
Ｍｎ：Ｍｎは、脱酸および脱硫剤として有効であり、さらにオーステナイト相の安定化および熱間加工性の向上にも寄与するが、その含有量が０．１％未満ではこれらの効果が得られない。一方、その含有量が２％を超えると耐食性を劣化させる。
【００４９】
Ｐ：Ｐは、鋼中に不可避的に混入する不純物元素であり、その含有量が０．０５％を超えると耐食性および靭性が著しく劣化する。
【００５０】
Ｓ：Ｓは、上記Ｐと同様、鋼中に不可避的に混入する不純物元素であり、熱間加工性を著しく劣化させる。また、その硫化物は孔食の起点となって耐食性をも劣化させる。このため、その含有量は可能な限り少ない方がよく、０．００８％以下であれば実用上特に問題とはならないが、望ましくは０．００５％以下とする。
【００５１】
ｓｏｌ−Ａｌ：Ａｌは、鋼の脱酸剤として有効である。しかし、耐食性を向上させるべくＮを多く添加含有させた二相ステンレス鋼では、Ａｌを多量に添加含有させるとＡｌＮが多量に析出し、靭性および耐食性が劣化する。このため、その含有量はできるだけ少ない方がよく、ｓｏｌ−Ａｌ含有量で０．１％以下であれば実用上特に問題とならない。
【００５２】
Ｎｉ：Ｎｉは、オーステナイト相生成元素であり、かつδ−フェライト相の析出抑制に寄与する。しかし、その含有量が５％未満ではフェライト量が多くなりすぎて、二相ステンレス鋼の特徴が消失する。また、フェライト中のＮ固溶度は小さく、窒化物が析出しやすくなって耐食性が劣化する。一方、その含有量が１１％を超えると、フェライト量が少なくなりすぎて二相ステンレス鋼の特徴が消失するほか、脆いσ相が析出しやすくなって靭性が劣化する。
【００５３】
Ｃｒ：Ｃｒは、耐食性を確保するための必須成分であるが、その含有量が１７％未満では必要な耐食性を確保することができない。一方、その含有量が３０％を超えると脆いσ相が析出し易くなり、耐食性のみならず熱間加工性および溶接性が劣化する。
【００５４】
Ｍｏ：Ｍｏは、Ｃｒと同様、耐食性、特に耐孔食性および耐隙間腐食性を向上させるのに有効である。しかし、その含有量が１％未満ではその効果が得られない。一方、その含有量が６％を超えると脆いσ相が析出し易くなり、熱間加工性が低下する。
【００５５】
Ｗ：Ｗは、Ｍｏとは異なり、σ相などの金属間化合物を生成促進させることなく、耐食性、特に耐孔食性および耐隙間腐食性を向上させるのに有効であり、上記のＣｒやＭｏさらには後述するＮの含有量を増やさずに高い耐食性を確保することができる元素である。この効果を得るためには、その含有量を０．０５％以上にする必要があり、更に望ましくは１．５％以上である。一方、５％を超えて含有させても耐食性の向上効果は飽和するので、その上限は５％とする。
【００５６】
Ｎ：Ｎは、オーステナイト生成元素であり、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなどのフェライト相生成元素を比較的多く含有する鋼の熱的安定と耐食性を向上させるのに有効な元素である。しかし、その含有量が０．１％未満ではこれらの効果が得られない。一方、その含有量が０．４％を超えると、鋼の融点（固相線温度）が低くなって高温側での高温延性が低下するのみならず、製品管同士を突き合わせ接合する溶接時において溶接部にブローホールが発生するほか窒化物が多量に生成し、溶接部の靭性低下および耐食性低下を招く。
【００５７】
Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭ（Ｌａ、Ｃｅ、Ｙなど）およびＢ：これらの元素は、いずれも、鋼中に不純物として不可避的に含まれるＳが結晶粒界に偏析するのを抑制して、熱間加工性を向上させる元素であり、ビレットの塑性加工中に温度が低下して熱間加工性が悪くなることを防止するのに有効な元素である。
【００５８】
すなわち、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭにつては、鋼中に固溶されたＳおよびＯ（酸素）をその硫化物および酸化物として固定し、ＳおよびＯが結晶粒界に偏析するのを抑制して熱間加工性を向上させる。また、Ｂについては、その原子の大きさがＳおよびＯに比べて大きいことから結晶粒界に優先的に偏析析出し、ＳおよびＯが結晶粒界に偏析析出するのを抑制して熱間加工性を向上させる。このため、熱間加工性をさらに向上させたい場合には、これら元素のうちから選んだ１種または２種以上を添加含有させるのが望ましい。
【００５９】
しかし、その含有量が、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭについてはいずれも０．０００５％未満、Ｂについては０．０００１％未満では、上記の効果が得られない。一方、その含有量が、Ｃａ、Ｍｇについては０．０２％超、ＲＥＭについては０．２％超、Ｂについては０．０５％超になると、耐食性が劣化する。
【００６０】
すなわち、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭを上記上限値を超えて多量に含有させると、鋼中に孔食の起点となる硫化物や酸化物が多く生成し、耐食性が劣化する。また、Ｂを上記上限値を超えて多量に含有させると鋼中にＢの窒化物や炭化物が多く生成し、靱性が劣化する。
【００６１】
したがって、これらの元素を添加含有させる場合の含有量は、ＣａおよびＭｇについてはいずれも０．０００５〜０．０２％、ＲＥＭについては０．０．０００５〜０．２％、Ｂについては０．０００１〜０．０５％とするのが望ましい。
【００６２】
Ｃｕ、Ｖ、ＴｉおよびＮｂ：これらの元素は、いずれも、鋼の耐食性を向上させる作用を有している。このうち、特に、Ｃｕは、還元性の低ｐＨ環境、すなわち、硫酸や硫化水素を多く含む環境下での耐食性をより一段と向上させる作用を有している。また、Ｖは、Ｗとの複合添加によった場合、耐隙間腐食性をより一段と向上させる作用を有している。よって、これらの効果を得たい場合には、上記各元素のうちから選択した１種または２種以上を添加含有させることができる。
【００６３】
しかし、その含有量が、Ｃｕについては０．１％未満、Ｖについては０．０５％未満、ＴｉおよびＮｂについてはいずれも０．０１％未満では、上記の効果が得られない。一方、Ｃｕについては、その含有量が２％を超えると熱間加工性が低下する。また、Ｖについては、その含有量が１．５％を超えるとフェライト量が増加し、逆に耐食性が低下するのみならず、靱性が低下する。さらに、ＴｉおよびＮｂについては、いずれもその含有量が０．５％を超えると靱性が低下する。
【００６４】
したがって、これらの元素を添加含有させる場合の含有量は、Ｃｕについては０．１〜２％、Ｖについては０．０５〜１．５％、ＴｉおよびＮｂについてはいずれも０．０１〜０．５％とするのが望ましい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の二相ステンレス鋼からなる継目無し鋼管の製造方法は、上述したように、マンネスマン製管法におけるストレッチレデューサ、サイザ等の絞り圧延に際し、発生する管内面のシワ疵深さの進展を阻止するものであり、内面品質の優れる継目無鋼管の製造に有効である。
【００６６】
しかも、具体的な構成は、絞り圧延の過程で外径加工度Ｒｄ（％）と減肉量ΔＴ（ｍｍ）とを適正な範囲で制御するものであるから、圧延ラインの操業性を損なうことがなく、効率的に製造することができる。さらに、ビレットに適用する二相ステンレス鋼の成分組成を適切に設計すれば、優れた耐食性を備える継目無鋼管とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】絞り圧延における減肉量ΔＴをパラメータとして管内面のシワ疵深さと外径加工度Ｒｄとの関係を示す図である。
【図２】管内面のシワ疵深さの限界値（０．０８５ｍｍおよび０．０５ｍｍ）をパラメータとして絞り圧延での減肉量ΔＴと外径加工度Ｒｄとの関係を示す図である。
【図１】
2005014032.tif 000005
【図２】
2005014032.tif 000006