(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接後熱処理が施される原油または天然ガスの輸送用鋼管の素材としての低合金鋼であって、
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：３％以下、Ｍｎ：３％以下およびＡｌ：０．０８％以下を含み、Ｔｉ、ＶおよびＮｂから選択される１種以上を下記の（１）式を満足する範囲で含有し、Ｃｒおよび／またはＭｏを、合計で１．５％以下含み、Ｎｉおよび／またはＣｕを、合計で０．８％以下含み、Ｃａおよび／またはＭｇを、合計で０．０５％以下含み、Ｂを、下記の（２）式を満足する範囲で含み、残部がＦｅおよび不純物からなり、不純物としてのＮが０．０１％以下、Ｐが０．０５％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｏが０．０３％以下であり、溶接後熱処理が、５００〜７５０℃で３０〜６００秒で、かつ下記の（３）式を満たす条件で行なわれるものであることを特徴とする低合金鋼。
０．１×［Ｃ（％）］≦［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］≦０．２      （１）
［Ｂ（％）］＜０．１×［Ｃ（％）］      （２）
８０００≦Ｔ×｛２０＋ｌｏｇ（ｔ／３６００）｝≦１５０００      （３）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味し、Ｔは、溶接後熱処理の処理温度（℃）であり、ｔは、溶接後熱処理の処理時間（秒）である。
【請求項２】
５００〜７５０℃で３０〜６００秒の溶接後熱処理が施される原油または天然ガスの輸送用鋼管の素材としての低合金鋼であって、
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：３％以下、Ｍｎ：３％以下およびＡｌ：０．０８％以下を含み、かつＴｉ、ＶおよびＮｂから選択される１種以上を下記の（１）式を満足する範囲で含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、不純物としてのＮが０．０１％以下、Ｐが０．０５％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｏが０．０３％以下であることを特徴とする低合金鋼。
０．１×［Ｃ（％）］≦［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］≦０．２      （１）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
【請求項３】
質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｒおよび／またはＭｏを、合計で１．５％以下含むことを特徴とする請求項２に記載の低合金鋼。
【請求項４】
質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｎｉおよび／またはＣｕを、合計で０．８％以下含むことを特徴とする請求項２または３に記載の低合金鋼。
【請求項５】
質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａおよび／またはＭｇを、合計で０．０５％以下含むことを特徴とする請求項２から４までのいずれかに記載の低合金鋼。
【請求項６】
質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｂを、下記の（２）式を満足する範囲で含むことを特徴とする請求項２から５までのいずれかに記載の低合金鋼。
［Ｂ（％）］＜０．１×［Ｃ（％）］      （２）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低合金鋼に関する。特に、湿潤硫化水素環境での応力腐食割れなど水素に起因した脆化に対して、溶接後熱処理後の溶接熱影響部が優れた耐性を有する低合金鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底油田開発においては、海底に設置された油井もしくはガス井から洋上のプラットホームまでの間、または、プラットホームから陸上の精製基地までの間の原油または天然ガスの輸送には、ライザー、フローライン、トランクラインなどと呼ばれる鋼管が用いられる。一方、世界的な化石燃料の枯渇に伴い、腐食性を有する硫化水素を多く含む油田の開発が活発になっている。このような腐食性ガスを含む油田から採掘された原油または天然ガスを輸送する鋼管には、水素誘起割れ（ＨＩＣ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ。以下、「ＨＩＣ」と呼ぶ。）および硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣ：Ｓｕｌｆｉｄｅ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ。以下、「ＳＳＣ」と呼ぶ。）と呼ばれる腐食反応から生じる水素に起因した脆化による破壊が生じる場合がある。古くから耐ＨＩＣ性および耐ＳＳＣ性を改善する観点で開発された鋼が多数提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１にはＮｉ、ＣｕおよびＣａを実質的に含有させず、かつ製造時の熱履歴および熱処理条件を規定することにより優れた耐ＨＩＣ性を具備する鋼が提案されている。また、特許文献２にはＣｒ、ＮｉならびにＣｕを必須添加とすることで耐ＨＩＣ性および耐ＳＳＣ性を有する鋼が提案されている。さらに、特許文献３にはＣ、Ｔｉ、Ｎ、ＶおよびＯ量を特定の範囲に規定することにより、耐ＨＩＣ性および耐ＳＳＣ性を高めた鋼が提案されている。
【０００４】
ところで、これらの鋼からなる鋼管を配管するなど、これらの鋼を使用して構造物を組み立てる際には一般に溶接施工が行われる。しかしながら、例えば、非特許文献１に記載されているように、硬さの増大によりＳＳＣ感受性が増大することが広く知られている。鋼が溶接による加熱を受けると、いわゆる溶接熱影響部（以下、「ＨＡＺ」と呼ぶ。）に硬化する部分が生じる。その結果、如何に鋼自体の耐ＨＩＣ性および耐ＳＳＣ性能を高めても溶接構造物として実用上十分な性能を得られない場合が多い。
【０００５】
そのため、近年では、特許文献４に記載されているように、ＣおよびＭｎ量を低減するとともに０．５％以上のＭｏを含有させることにより、溶接熱影響部の硬化を抑制し、母材およびＨＡＺの耐ＨＩＣ性および耐ＳＳＣ性の両立を図った高強度鋼も提案されている。
【０００６】
溶接後熱処理（以下、「ＰＷＨＴ」と呼ぶ。）は溶接熱影響部の硬度を低減する方法として、圧力容器などに大量に用いられるＣｒ−Ｍｏ鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼において広く適用されている。例えば、特許文献５には、１インチの肉厚当たり１時間のＰＷＨＴを実施することを前提とした、０．５％以上のＣｒを含有する低合金鋼が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２５５７４６号公報
【特許文献２】特開平６−３３６６３９号公報
【特許文献３】特開２００２−６０８９４号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４５０４号公報
【特許文献５】特開２００７−３２１２２８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】小若正倫、金属の腐食損傷と防食技術、１９８３年８月２５日、株式会社アグネ発行、１９８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献４に記載の発明によれば、溶接熱影響部の硬化を抑制し、母材およびＨＡＺの耐ＨＩＣ性および耐ＳＳＣ性の両立ができるとされているが、Ｍｏは高価な元素であることから、多大なコストを要することなくＨＡＺの耐水素脆化特性を改善する手法が望まれている。
【００１０】
特許文献５に記載されるようにＰＷＨＴは一定の効果を有しているが、ラインパイプ敷設においては洋上の船上で溶接施工されるなど効率が重視されるため、一般にＰＷＨＴが実施されないか、適用する場合には極めて短時間のＰＷＨＴの適用が望まれている。
【００１１】
本発明は、ＰＷＨＴ、特に短時間のＰＷＨＴを施されたＨＡＺが湿潤硫化水素環境下などで優れた耐水素脆化特性を有する低合金鋼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】
【００１２】
本発明者らは、ＰＷＨＴが施された鋼材のＨＡＺの耐水素脆化特性を高めるために、必要な条件を明らかにするために、まず溶接ままのＨＡＺの水素脆化について調査を行った。その結果、ＨＡＺの水素脆化は、下記の機構により生じると考えられる。
【００１３】
すなわち、鋼が硫化水素を含む腐食環境に曝された場合、腐食反応により水素が鋼中に侵入する。この水素は、鋼の結晶格子中を自由に移動することができる、いわゆる拡散性水素と呼ばれる。侵入した拡散性水素は、結晶格子中の欠陥の一種である転位または空孔、さらには、セメンタイトなどの炭化物と基質の界面の格子歪に集積し、鋼を脆化させる。特に、ＨＡＺは、溶接の熱履歴により高温まで加熱され、急速に冷却され、焼入れままのマルテンサイトまたはベイナイト組織となるので、調質された母材に比して、水素がトラップされる転位および空孔が高密度に存在するとともに、セメンタイトも分散する。そのため、ＨＡＺは母材に比べて水素脆化感受性が高くなると考えられる。
【００１４】
そして、ＰＷＨＴを施した場合、転位または空孔の密度が低減し、軟化が進行する一方でセメンタイトの析出が生じる。そのため、特に短時間のＰＷＨＴで十分な軟化が生じない場合には、セメンタイトの析出とのトレードオフにより、水素脆化感受性の低減効果は大きくないと考えられる。
【００１５】
そこで、本発明者らは、ＰＷＨＴを適用したＨＡＺの耐水素脆化特性を高めるために、合金元素の最適化を試みた。その結果、ＰＷＨＴを施したＨＡＺの水素脆化感受性を高めるためには、Ｔｉ、ＶおよびＮｂのいずれか一種以上を含有させることが有効であることがわかった。その理由は、次の通りと考えられる。
【００１６】
すなわち、Ｔｉ、ＶおよびＮｂは、鉄に比べて炭素との親和力が大きくＰＷＨＴの過程でＭＸ型の微細な炭化物を形成する。ＭＸ型の炭化物は、セメンタイトに比べて母相との整合性が良好であるため、基質との界面の格子歪が小さく、かつ炭化物中の拡散性水素の吸蔵量が大きい。そのため、腐食反応により水素が侵入した場合、拡散性水素の集積サイトが分散することで顕著な水素集積とそれによる脆化起点の生成を抑制し、結果、脆化が軽減されると考えられる。
【００１７】
そして、Ｃ量が多い場合、即ち、溶接の冷却時のＨＡＺの焼入れ性が高く、転位または空孔の密度が高くなり、ＰＷＨＴ適用時のセメンタイトの析出の駆動力が大きい場合ほど、Ｔｉ、ＶおよびＮｂを適量含有させる必要があることが明らかとなった。具体的には、Ｔｉ、ＶおよびＮｂから選択される１種以上を下記の（１）式を満足する範囲で含有させることが必要であることが明らかとなった。
０．１×［Ｃ（％）］≦［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］≦０．２      （１）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
【００１８】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであって、下記の〔１〕〜〔６〕を要旨とする。
【００１９】
〔１〕溶接後熱処理が施される原油または天然ガスの輸送用鋼管の素材としての低合金鋼であって、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：３％以下、Ｍｎ：３％以下およびＡｌ：０．０８％以下を含み、Ｔｉ、ＶおよびＮｂから選択される１種以上を下記の（１）式を満足する範囲で含有し、Ｃｒおよび／またはＭｏを、合計で１．５％以下含み、Ｎｉおよび／またはＣｕを、合計で０．８％以下含み、Ｃａおよび／またはＭｇを、合計で０．０５％以下含み、Ｂを、下記の（２）式を満足する範囲で含み、残部がＦｅおよび不純物からなり、不純物としてのＮが０．０１％以下、Ｐが０．０５％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｏが０．０３％以下であり、溶接後熱処理が、５００〜７５０℃で３０〜６００秒で、かつ下記の（３）式を満たす条件で行なわれるものである低合金鋼。
０．１×［Ｃ（％）］≦［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］≦０．２      （１）
［Ｂ（％）］＜０．１×［Ｃ（％）］      （２）
８０００≦Ｔ×｛２０＋ｌｏｇ（ｔ／３６００）｝≦１５０００      （３）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味し、Ｔは、溶接後熱処理の処理温度（℃）であり、ｔは、溶接後熱処理の処理時間（秒）である。
〔２〕５００〜７５０℃で３０〜６００秒の溶接後熱処理が施される原油または天然ガスの輸送用鋼管の素材としての低合金鋼であって、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１５％、Ｓｉ：３％以下、Ｍｎ：３％以下およびＡｌ：０．０８％以下を含み、かつＴｉ、ＶおよびＮｂから選択される１種以上を下記の（１）式を満足する範囲で含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、不純物としてのＮが０．０１％以下、Ｐが０．０５％以下、Ｓが０．０３％以下、Ｏが０．０３％以下である低合金鋼。
０．１×［Ｃ（％）］≦［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］≦０．２      （１）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
【００２０】
〔３〕質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｒおよび／またはＭｏを、合計で１．５％以下含む上記〔２〕の低合金鋼。
【００２１】
〔４〕質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｎｉおよび／またはＣｕを、合計で０．８％以下含む上記〔２〕または〔３〕の低合金鋼。
【００２２】
〔５〕質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａおよび／またはＭｇを、合計で０．０５％以下含む上記〔２〕〜〔４〕のいずれかの低合金鋼。
【００２３】
〔６〕質量％で、Ｆｅの一部に代えて、Ｂを、下記の（２）式を満足する範囲で含む上記〔２〕〜〔５〕のいずれかの低合金鋼。
［Ｂ（％）］＜０．１×［Ｃ（％）］      （２）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＰＷＨＴ、特に短時間のＰＷＨＴを施されたＨＡＺにおいて、湿潤硫化水素環境下などで優れた耐水素脆化特性を有する低合金鋼を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る低合金鋼の化学組成の範囲およびその限定理由を説明する。以下の説明において、含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
【００２７】
Ｃ：０．０１〜０．１５％
Ｃは、鋼の焼入れ性を高めて強度を高めるのに有効な元素である。その効果を得るためには０．０１％以上含有させる必要がある。しかし、その含有量が０．１５％を超えると、ＰＷＨＴを施した際に多量のセメンタイトを析出させ、ＨＡＺの水素脆化感受性を高める。よって、Ｃ含有量は、０．０１〜０．１５％とする。Ｃ含有量の下限は、０．０３％とするのが好ましい。Ｃ含有量は、０．１２％以下とするのが好ましい。
【００２８】
Ｓｉ：３％以下
Ｓｉは、脱酸に有効な元素であるが、過剰に含有させると靭性の低下を招く。このため、Ｓｉ含有量は３％以下とする。Ｓｉ含有量は２％以下とするのが好ましい。下限は特に定めないが、Ｓｉ含有量を低減しても、脱酸効果が低下し、鋼の清浄度を劣化させ、過度な低減は製造コストの増大を招く。このため、Ｓｉ含有量は、０．０１％以上とするのが好ましい。
【００２９】
Ｍｎ：３％以下
Ｍｎは、Ｓｉと同様、脱酸に有効な元素であり、また、鋼の焼入れ性を高めて強度の向上に寄与する元素である。しかし、過剰に含有させると、ＨＡＺの著しい硬化を招き、耐水素脆化感受性を高めてしまう。このため、Ｍｎ含有量は３％以下とする。下限は特に定めないが、Ｍｎの強度向上効果を得る場合には、０．２％以上含有するのが好ましい。より好ましい下限は、０．４％であり、好ましい上限は、２．８％である。
【００３０】
Ａｌ：０．０８％以下
Ａｌは、脱酸に有効な元素であるが、その効果は、過剰に含有させても飽和し、また、靭性の低下を招く。よって、Ａｌ含有量は、０．０８％以下とする。好ましい含有量は、０．０６％以下である。下限は特に定めないが、過度の低減は、脱酸効果が十分に得られず鋼の清浄度を劣化させるとともに、製造コストの増大を招く。そのため、Ａｌは０．００１％以上含有させるのが好ましい。本発明のＡｌ含有量とは、酸可溶Ａｌ（所謂「ｓｏｌ．Ａｌ」）を指す。
【００３１】
Ｔｉ、ＶおよびＮｂから選択される１種以上：下記の（１）式を満足する範囲
０．１×［Ｃ（％）］≦［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］≦０．２      （１）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
これら元素は、ＰＷＨＴの過程でＭＸ型の微細な炭化物を形成し、耐水素脆化性を高める。この効果を得るためには、「［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］」を０．１×［Ｃ（％）］以上とする必要がある。しかし、その含有量が過剰な場合、炭化物が粗大となり、却って水素脆化感受性を高めるとともに、靭性の低下を招く。よって、「［Ｔｉ（％）］＋［Ｖ（％）］＋０．５×［Ｎｂ（％）］」を０．２％以下とする必要がある。好ましい上限は０．１８％であり、より好ましい上限は０．１５％である。
【００３２】
本発明に係る低合金鋼は、上記の各元素を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなるものである。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分を意味する。不純物のうち、下記の元素については、その含有量を厳密に制限する必要がある。
【００３３】
Ｎ：０．０１％以下
Ｎは、不純物として鋼中に存在するが、微細な炭窒化物を形成すると脆化を招き、固溶した場合でも靭性を低下させる。そのため、その含有量を０．０１％以下に制限する必要がある。その含有量は０．００８％以下とするのが好ましい。下限は特に定めないが、過度の低減は、製造コストの著しい増大を招く。そのため、Ｎ含有量の下限は、０．０００１％とするのが好ましい。
【００３４】
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは、不純物として鋼中に存在するが、ＨＡＺにおいて粒界に偏析し、靭性の低下を招く。そのため、その含有量を０．０５％以下に制限する。下限は特に定めないが、過度の低減は、製造コストの著しい増大を招く。そのため、Ｐ含有量の下限は、０．００１％とするのが好ましい。
【００３５】
Ｓ：０．０３％以下
Ｓは、Ｐと同様に不純物として鋼中に存在するが、鋼材中で硫化物を形成し、基質との界面が水素の集積サイトとして働き、水素脆化感受性を高め、また、ＨＡＺ靭性の低下も招く。そのため、その含有量をＰよりも厳しく、０．０３％以下に制限する。下限は特に定めないが、過度の低減は、製造コストの著しい増大を招く。そのため、Ｓ含有量の下限は、０．０００１％とするのが好ましい。
【００３６】
Ｏ：０．０３％以下
Ｏは、不純物として鋼中に存在するが、多量に含まれる場合には、多量の酸化物を生成し、加工性や延性を劣化させる。そのため、０．０３％以下とする必要がある。望ましくは０．０２５％以下である。特に下限は設ける必要はないが、過度の低減は製造コストの著しい増大を招く。そのため、望ましくは０．０００５％以上とする。
【００３７】
本発明に係る低合金鋼は、Ｆｅの一部に代えて、下記の各元素を含有させてもよい。
【００３８】
Ｃｒおよび／またはＭｏ：合計で１．５％以下
これら元素は、いずれも焼入れ性を高めて強度向上に寄与するので、含有させてもよい。しかし、その含有量が過剰な場合、炭化物として析出し、Ｔｉ等の炭化物の析出を阻害し、水素脆化感受性を高める。よって、Ｃｒおよび／またはＭｏを含有させる場合には、その含有量を合計で１．５％以下とする。なお、好ましい下限は０．０２％，さらに好ましくは０．０５％である。好ましい上限は１．２％である。
【００３９】
Ｎｉおよび／またはＣｕ：合計で０．８％以下
これら元素は、焼入れ性を高めて強度向上に寄与するので、含有させてもよい。しかし、過剰に含有させても、その効果が飽和するだけで、コスト増大を招く。よって、Ｎｉおよび／またはＣｕを含有させる場合には、その含有量を合計で０．８％以下とする。尚，添加する場合の好ましい下限は０．０２％、さらに好ましくは０．０５％である。より好ましい上限は０．７％である。
【００４０】
Ｃａおよび／またはＭｇ：合計で０．０００５〜０．０５％
これらの元素は、いずれも鋼の熱間加工性を改善するため、含有させてもよい。しかし、その含有量が過剰な場合、酸素と結合し、清浄を著しく低下させ、却って熱間加工性を劣化させるおそれがある。よって、これらの元素の１種以上を含有させる場合には、その含有量を合計で０．０５％以下とする。なお、好ましい下限は０．０００５%、さらに好ましくは０．００1％である。好ましい上限は０．03％である。
【００４１】
Ｂ：下記の（２）式を満足する範囲
［Ｂ（％）］＜０．１×［Ｃ（％）］      （２）
ただし、数式中の各元素記号は、各元素の含有量（質量％）を意味する。
Ｂは、粒界に偏析し、粒界からのフェライトの析出を抑制して間接的に焼入れ性を高め、強度向上に寄与するため、含有させてもよい。しかし、過剰な含有は、ＰＷＨＴの過程で、ホウ化物として析出するか、Ｃと置換してセメンタイト中に固溶し、基質との格子歪をより大きくし、耐水素脆化性を低下させるおそれがある。よって、Ｂを含有させる場合には、その含有量を（２）式を満たす範囲とするのが好ましい。なお、望ましい下限は０．０００1％であり、更に望ましくは０．０００５％である。
【００４２】
本発明に係る低合金鋼に施されるＰＷＨＴの条件には、特に制約はないが、本発明に係る低合金鋼は、特に、下記（３）式を満たす条件のＰＷＨＴが施される場合に優れた効果を発揮する。
８０００≦Ｔ×｛２０＋ｌｏｇ（ｔ／３６００）｝≦１５０００      （３）
ただし、Ｔは、溶接後熱処理の処理温度（℃）であり、ｔは、溶接後熱処理の処理時間（秒）である。
「Ｔ×｛２０＋ｌｏｇ（ｔ／３６００）｝」が８０００未満の場合、本発明に係る低合金鋼からなる鋼材のＨＡＺの耐水素脆化性を高めることができないおそれがある。一方、「Ｔ×｛２０＋ｌｏｇ（ｔ／３６００）｝」が１５０００を超えるとＴｉ等からなるＭＸ型の微細な炭化物の粗大化が進行し、十分な耐水素脆化性を得られなくなるとともに、溶接部を含む鋼の強度低下が顕著となる。よって、本発明に係る低合金鋼に施されるＰＷＨＴは、上記（３）式を満たす条件で行なわれるものであることが好ましい。
【００４３】
特に、５００〜７５０℃の温度域で、３０〜６００秒行うことが好ましい。これは、短時間のＰＷＨＴにより安定してＭＸ型の微細な炭化物を形成し、耐水素脆化性を高めるとともに、実施工における長時間のＰＷＨＴによる極端なコスト増大を抑制するためである。特に、ＰＷＨＴ時間については、３００秒以下とするのがより好ましい。
【００４４】
なお、本発明の低合金鋼は、その降伏強度（ＹＳ）が５５２ＭＰａ以上であることが好ましい。その理由は、強度が高い低合金鋼はＰＷＨＴにより、溶接部を含む鋼の強度低下が顕著であり、短時間のＰＷＨＴによる耐水素脆化性の改善のメリットがより得られやすいためである。
【実施例１】
【００４５】
本発明の効果を確認するべく、下記の実験を行った。即ち、表１に示す化学組成を有する肉厚１２ｍｍの低合金鋼板を、１２ｍｍ角、長さ１００ｍｍに機械加工して試験材を作製した。この試験材に、高周波誘導加熱によりＨＡＺの硬化が顕著な温度である１３５０℃に３秒間加熱した後、急冷する、ＨＡＺ再現溶接熱サイクルを付与した。この試験材を用いて、下記の試験を行った。
【００４６】
＜引張試験＞
ＪＩＳ  Ｚ２２４１に準拠し、得られた試験材から平行部径６ｍｍ、平行部長さ1０ｍｍの丸棒引張試験片を採取し、常温での引張試験を行った。
【００４７】
＜耐ＳＳＣ試験＞
得られた試験材から厚さ２ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ７５ｍｍの試験片を採取し、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎが定めるＥＦＣ１６に則った４点曲げ試験により、耐ＳＳＣ性を評価した。試験は、採取した試験片に４点曲げにより引張試験から導出した０．２％耐力の５０％に相当する応力を付加した後、１ａｔｍ硫化水素ガスを飽和させた常温（２４℃）の５％食塩＋０．５％酢酸水溶液に３３６時間浸漬し、ＳＳＣの発生有無を調べた。そして、ＳＳＣが発生しなかったものを合格、ＳＳＣが発生したものを不合格とした。
【００４８】
これらの試験結果を表２に示す。
【００４９】
【表１】
0005370503.tif 000002
【００５０】
【表２】
0005370503.tif 000003
【００５１】
表２に示すように、代符Ｘ１〜Ｘ１２は４点曲げ試験においてＳＳＣの発生は認められなかった。それに対し、代符Ｙ１およびＹ２は、化学成分が本発明の用件を満たすものの、ＰＷＨＴを実施しなかったため、ＭＸ型の炭化物が析出せず、ＳＳＣが発生した。代符Ｙ３およびＹ４は鋼に含まれるＭＸ型炭化物の構成元素であるＴｉ、ＮｂおよびＶの添加量が少なく、Ｃとの所定の関係を満足しなかったため、十分な量のＭＸ型炭化物が析出ぜず、ＳＳＣが発生した。代符Ｙ５は逆にＴｉ、ＮｂおよびＶの添加量が多すぎるため、ＭＸ型炭化物が粗大に析出し、ＳＳＣが発生した。代符Ｙ６はＢを添加したものの、その添加量が過剰であったため、ＳＳＣが発生した。さらに、代符Ｙ７はＣｒとＭｏを過剰に含有したため、これらの炭化物がＰＷＨＴにより析出し、ＭＸ型炭化物が安定して生成しなかったため、ＳＳＣが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、ＰＷＨＴ、特に短時間のＰＷＨＴを施されたＨＡＺにおいて、湿潤硫化水素環境下などで優れた耐水素脆化特性を有する低合金鋼を提供することができる。この低合金鋼は、原油または天然ガスの輸送用鋼管の素材として最適である。