(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．０１〜０．８０％、Ｍｎ：０．５０〜１．８０％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｎｂ：０．０２０〜０．０７０％、Ｖ：０．０２０〜０．０９０％、Ｔｉ：０．００１〜０．０２９％、Ｎ：０．００６０％以下、Ａｌ：０．０２０〜０．０８０％を含有し、残部が鉄及び不可避不純物からなる鋼を、１１５０〜１２５０℃に加熱後、粗圧延を９３０℃以上、且つ粗圧延圧下率（１６×√板厚（ｍｍ））％以上で行ない、次いで、仕上圧延を入り側温度９００℃未満、且つ仕上圧延圧下率６５％以上で行ない、その後、５００〜６４０℃で巻取りを行うことにより、時効指数（ＡＩ）≦４０ＭＰａとしたことを特徴とする高張力ラインパイプ用熱延鋼帯。
【請求項２】
前記鋼は更に、質量％で、Ｍｏ：０．０１〜０．３０％、Ｃｕ：０．０１〜０．４０％、Ｎｉ：０．０１〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．４０％、Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうち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記載の高張力ラインパイプ用熱延鋼帯。
【請求項３】
前記鋼は更に、質量％で、Ｃａ：０．０００１〜０．００３０％を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の高張力ラインパイプ用熱延鋼帯。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の鋼を１１５０〜１２５０℃に加熱後、粗圧延を９３０℃以上、且つ粗圧延圧下率（１６×√板厚（ｍｍ））％以上で行ない、次いで、仕上圧延を入り側温度９００℃未満、且つ仕上圧延圧下率６５％以上で行ない、その後、５００〜６４０℃で巻取りを行うことを特徴とする高張力ラインパイプ用熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラインパイプ等に用いる高張力熱延鋼帯に関し、特に溶接部の靭性に優れたものに関する
【０００２】
【従来の技術】
高張力熱延鋼帯の製造方法に関しては多数の先行文献が開示されているが、特に厚肉で低温靭性に優れたものに関する先行文献として特開昭５８−５５５２９号公報、特開昭６３−１３４６２８号公報が挙げられる。
【０００３】
特開昭５８−５５５２９号公報には、所定の成分組成の鋼を熱間圧延し、特定の温度範囲に急冷後、巻取りし、強度、低温靭性及び溶接性に優れた板厚４．５ｍｍ以上の熱延鋼板を製造する技術が開示されている。
【０００４】
しかし、実施例などによれば、板厚の上限は１１ｍｍ程度で、スラブの加熱温度が１０００℃以下と低温加熱のため、熱間変形抵抗が高く、より板厚を厚くすることは困難である。
【０００５】
特開昭６３−１３４６２８号公報には、成分組成としてＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｂ、Ｓｏｌ．Ａｌ，Ｎを所定量含有する鋼を熱間圧延する際、粗圧延と仕上圧延間を急冷し、ＮｂＣＮの析出を抑制し、高強度高靭性の厚鋼板を製造する技術が開示されているが、対象は厚鋼板であり、コイリングを行う熱延鋼帯に本技術を適用することは出来ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高張力ラインパイプ材として必要な強度（ＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａ），靭性（ｖＥ０≧３００Ｊ）、時効指数（ＡＩ）≦４０ＭＰａ及び優れた溶接部特性（最高加熱温度を１３５０℃とする再現熱サイクルシャルピー衝撃試験で、ｖＴｒｓ≦０℃）を備えた板厚１１．５ｍｍ以上の熱延鋼帯およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、すなわち、本発明は、
１．  質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１２％、Ｓｉ：０．０１〜０．８０％、Ｍｎ：０．５０〜１．８０％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｎｂ：０．０２０〜０．０７０％、Ｖ：０．０２０〜０．０９０％、Ｔｉ：０．００１〜０．０２９％、Ｎ：０．００６０％以下、Ａｌ：０．０２０〜０．０８０％を含有し、残部が鉄及び不可避不純物からなる鋼を、１１５０〜１２５０℃に加熱後、粗圧延を９３０℃以上、且つ粗圧延圧下率（１６×√板厚（ｍｍ））％以上で行ない、次いで、仕上圧延を入り側温度９００℃未満、且つ仕上圧延圧下率６５％以上で行ない、その後、５００〜６４０℃で巻取りを行うことにより、時効指数（ＡＩ）≦４０ＭＰａとしたことを特徴とする高張力ラインパイプ用熱延鋼帯。
【０００８】
２．  前記鋼は更に、質量％で、Ｍｏ：０．０１〜０．３０％、Ｃｕ：０．０１〜０．４０％、Ｎｉ：０．０１〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．４０％、Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうちの一種または二種以上を含有することを特徴とする１記載の高張力ラインパイプ用熱延鋼帯。
【０００９】
３．  前記鋼は更に、質量％で、Ｃａ：０．０００１〜０．００３０％を含有することを特徴とする１又は２記載の高張力ラインパイプ用熱延鋼帯。
【００１０】
４．  １乃至３の何れか１に記載の鋼を１１５０〜１２５０℃に加熱後、粗圧延を９３０℃以上、且つ粗圧延圧下率（１６×√板厚（ｍｍ））％以上で行ない、次いで、仕上圧延を入り側温度９００℃未満、且つ仕上圧延圧下率６５％以上で行ない、その後、５００〜６４０℃で巻取りを行うことを特徴とする高張力ラインパイプ用熱延鋼帯の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、化学成分、製造条件の限定理由について詳細に説明する。
【００１２】
Ｃ
Ｃは、強度の向上に有効で添加する。０．０３％未満では、ＹＳ≧４４６ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａの強度が得られず、一方、０．１２％を超えると時効指数（ＡＩ）が４０ＭＰａを超え、靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊを満たさないため、０．０３〜０．１２％（０．０３％以上、０．１２％以下）とする。
【００１３】
Ｓｉ
Ｓｉは、強度の向上に有効で添加する。０．８０％を超えると靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊを満たさないため、０．８０％以下とする。
【００１４】
Ｍｎ
Ｍｎは、強度の向上に有効で添加する。０．５０％未満では、ＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａの強度が得られず、一方、１．８０％を超えると靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊが得られないため、０．５０〜１．８０％とする。
【００１５】
Ｐ，Ｓ，Ｎ
Ｐ，Ｓ，Ｎは、何れも靭性に悪影響を及ぼす不純物元素で、極力低減することが望ましい。含有量は低減効果が顕著となるＰ≦０．０２５％、Ｓ≦０．００３％、Ｎ≦０．００６０％とする。
【００１６】
Ｓｏｌ．Ａｌ
Ｓｏｌ．Ａｌ量は、靭性に影響を与えるため、規定する。０．０２０％未満では時効指数（ＡＩ）が４０ＭＰａを超え、靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊが得られない。一方、０．０８０％を超えると、靭性改善効果が飽和し、且つスラブの品質を低下させるため、０．０２０〜０．０８０％とする。
【００１７】
Ｎｂ
Ｎｂは、強度を向上させるため添加する。０．０２０％未満では、ＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａの強度が得られず、一方、０．０７０％を超えると靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊが得られず、且つ溶接部の特性が劣化するため、０．０２０〜０．０７０％とする。
【００１８】
Ｖ
Ｖは、強度を向上させるため添加する。０．０２０％未満では、ＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａの強度が得られず、一方、０．０９０％を超えると靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊが得られず、且つ溶接部の特性が劣化し、最高加熱温度を１３５０℃とする再現熱サイクル衝撃試験で、ｖＴｒｓ≦０℃を満足しないため、０．０２０〜０．０７０％とする。
【００１９】
Ｔｉ
Ｔｉは、強度を向上させ、溶接部の特性を向上させるため、０．００１〜０．０２９％を添加する。
【００２０】
図１は、最高加熱温度を１３５０℃とする再現熱サイクル衝撃試験結果（ｖＴｒｓ）に及ぼすＴｉ添加量の影響を示すもので、Ｔｉ添加量が０．００１〜０．０２９％で、ｖＴｒｓ≦０℃が得られている。
【００２１】
以上が本発明の基本成分組成で、十分な特性が得られるが、更に所望の特性を向上させる場合、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｂ，Ｃａを任意元素として選択的に添加することができる。
【００２２】
これらの元素を添加する場合、質量％で、Ｍｏ：０．０１〜０．３０％、Ｃｕ：０．０１〜０．４０％、Ｎｉ：０．０１〜０．４０％、Ｃｒ：０．０１〜０．４０％、Ｂ：０．０００１〜０．００３０％、Ｃａ：０．０００１〜０．００３０％の一種または二種以上とする。
【００２３】
これらの元素で、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｂは、所望の靭性を確保しつつ固溶強化、変態強化で鋼材の強度を向上させるとともに、耐サワー性能も向上させ、Ｃａは硫化物の形態制御により、靭性を向上させる。このような効果を得る場合、上述した範囲を好適範囲とする。
【００２４】
時効指数（ＡＩ）：ＡＩは固溶Ｃ，Ｎの存在状態を示すパラメータで、ｖＥ0≧３００Ｊを得るため、４０ＭＰａ以下とする。
【００２５】
尚、時効指数（ＡＩ）(ＭＰａ）は、１０％予歪後、１００℃×１ｈの時効熱処理前後の引張試験での流動応力の差より求めるものとする。
【００２６】
図２は、靭性（ｖＥ0）に及ぼす時効指数（ＡＩ）の影響を示すもので、時効指数（ＡＩ）が４０ＭＰａ未満の場合、ｖＥ0≧３００Ｊを満足している。
【００２７】
製造条件
スラブ加熱温度
スラブ加熱温度は、強度と靭性を確保するため、規定する。１１５０℃未満ではＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａの強度が得られず、一方、１２５０℃を超えるとｖＥ0≧３００Ｊを満足しないため、１１５０〜１２５０℃とする。
【００２８】
粗圧延条件
粗圧延は、変態前のオーステナイト組織を均一微細とし、靭性を確保するため、規定する。ｖＥ0≧３００Ｊを確保するため、９３０℃以上で粗圧延圧下率（累積圧下率）を（１６×√板厚（ｍｍ））％以上とする。
【００２９】
仕上圧延条件、巻取温度条件
仕上圧延は、板厚１１．５ｍｍｔ以上の厚物熱延鋼帯において、強度を確保しつつ靭性を飛躍的に向上させるため、熱延仕上入り温度を９００℃未満、９００℃未満での仕上圧延圧下率（累積圧下率）を６５％以上とし、巻取温度は、５００〜６４０℃とした。
【００３０】
図４に、ｖＥ0に及ぼす熱延仕上入り温度、巻取温度とｖＥ0の関係を示す。熱延仕上入り温度を９００℃未満、巻取温度を５００〜６４０℃とした場合、ｖＥ0≧３００Ｊが得られている。
【００３１】
【実施例】
表１に示す１５種類の供試鋼を用い、表２に示す条件で、板厚１１．５〜１６ｍｍの熱延鋼帯を製造した。得られた鋼帯より、４５°方向でゲージ長さ５０．８ｍｍ，平行部幅３８．１ｍｍのＡＳＴＭ引張試験を採取し、強度（ＹＳ，ＴＳ）を評価すると共に、時効指数ＡＩ（ＭＰａ）を求めた。時効指数ＡＩ（ＭＰａ）は、１０％予歪後、１００℃×１ｈの時効熱処理前後の引張試験での流動応力の差より求めた。
【００３２】
図５に、引張特性の方向依存性を示す。４５°方向が最も強度が低く、引張特性はこの方向で評価した。衝撃特性は靭性値が最も低くなるＣ方向より２ｍｍＶノッチシャルピー試験片を採取し、ｖＥ0で評価した。
【００３３】
溶接部の特性は、Ｌ方向から１０×１０×１１０（ｍｍ）の試験片を採取し、最高加熱温度１３５０℃、８００℃〜５００℃までの冷却時間１０ｓで溶接ＨＡＺ部相当の再現熱サイクルを付与し、その後、シャルピー衝撃試験により破面遷移温度ｖＴｒｓ（℃）を求め、溶接部特性を評価した。
【００３４】
表２に試験結果を示す。本発明の範囲内にある鋼Ａ〜Ｅを用いた実施例Ｎｏ．１〜５ではいずれも時効指数ＡＩが４０ＭＰａ以下であり、優れた強度（ＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａ）、靭性（ｖＥ0≧３００Ｊ）、及び優れた溶接部特性（ｖＴｒｓ≦０℃）が得られている。
【００３５】
一方、成分組成（Ｃ，Ｐ，Ｓ，ｓｏｌ．Ａｌ，Ｎ）が本発明範囲外である鋼Ｆ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｏによる実施例Ｎｏ．６，９，１０，１１，１５では時効指数（ＡＩ）が４０ＭＰａを超え靭性が劣化し、ｖＥ0≧３００Ｊを満足しない。
【００３６】
更に、実施例Ｎｏ．１０，１１，１２，１３，１５では溶接部特性がｖＴｒｓ≦０℃を満足しない。又、成分組成（Ｓｉ，Ｍｎ）が本発明範囲外である鋼Ｇ，Ｈを用いた実施例Ｎｏ．７，８では時効指数ＡＩは４０ＭＰａ未満ながら、靭性はｖＥ0≧３００Ｊを満足しない。
【００３７】
成分組成（Ｔｉ）が本発明範囲外である鋼Ｎを用いた実施例Ｎｏ．１４では、靭性はｖＥ0≧３００Ｊであるが、溶接部特性としてｖＴｒｓ≦０℃を満足しない。
【００３８】
表３に本発明の成分範囲内にある鋼Ａ〜Ｅを用い、種々の条件により製造した鋼帯の特性を示す。本発明範囲内の条件で製造した鋼帯である実施例Ｎｏ．１６〜２２ではいずれも良好な強度、靭性及び溶接部特性が得られている。
【００３９】
一方、スラブ加熱温度、巻取温度が本発明範囲外である実施例Ｎｏ．２３，２９では、強度、靭性が劣っている。また、加熱温度、粗圧延終了温度、粗圧延圧下率、仕上げ圧延入り口温度、仕上圧延圧下率、巻取温度のいずれかが本発明範囲外の実施例Ｎｏ．２４，２５，２６，２７，２８，３０ではｖＥ0≧３００Ｊを満足せず、靭性に劣っている。
【００４０】
実施例Ｎｏ．２５，３０は、粗圧延終了温度、巻き取り温度が本発明範囲外で低く、変形抵抗増大に伴う通板不良から製品形状が不良となった。
【００４１】
本発明範囲内であれば、実施例Ｎｏ．２１の如く、板厚１１．５ｍｍ未満である板厚９ｍｍでも製造可能である。尚、板厚が１０ｍｍに満たない鋼帯の靭性評価は３／４サイズ試験片で行ない、得られた吸収エネルギーに４／３を乗じた。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
【表２】
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【００４４】
【表３】
0003747773.tif 000004
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、従来困難であった板厚１１．５ｍｍ以上の厚肉材であっても、高張力ラインパイプ材として必要な強度（ＹＳ≧４４８ＭＰａ，ＴＳ≧５３０ＭＰａ）、靭性（ｖＥ0≧３００Ｊ）、及び優れた溶接部特性（ｖＴｒｓ≦０℃）を備えた高強度熱延鋼帯およびその製造方法が得られ、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶接部特性（再現熱サイクル試験：ｖＴｒｓ）に及ぼすＴｉ添加量の影響を示す図。
【図２】靭性（ｖＥ0）に及ぼす時効指数の影響を示す図。
【図３】時効指数ＡＩ（ＭＰａ）に及ぼす巻取温度、Ｓｏｌ．Ａｌ量の影響を示す図。
【図４】靭性（ｖＥ0）に及ぼす巻取温度、熱延仕上入り温度の影響を示す図。
【図５】強度特性（ＹＳ，ＴＳ）に及ぼす採取方向の影響を示す図。
【図１】
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【図２】
0003747773.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003747773.tif 000009