(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ ：０．０２〜０．６０、Ｓｉ：０．５以下、Ｍｎ：０．３〜２．０、Ｐ ：０．０４以下、Ｓ：０．０１〜０．０４、Ａｌ：０．００６以下、Ｎ ：０．００５〜０．０１５を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする被削性に優れた機械構造用継目無鋼管。
【請求項２】
重量％で、Ｃ ：０．０２〜０．６０、Ｓｉ：０．５以下、Ｍｎ：０．３〜２．０、Ｐ ：０．０４以下、Ｓ：０．０３〜０．０４、Ａｌ：０．００６以下、Ｎ ：０．０１〜０．０１５を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする被削性に優れた機械構造用継目無鋼管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削性に優れた機械構造用継目無鋼管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
切削加工の自動化、高能率化の進展に伴い、切削加工を施して製品とされる各種シリンダ等の管状部品の素材として切り屑処理性などの被削性に優れた継目無鋼管の需要が増大している。機械構造用継目無鋼管は低コストで大量生産が可能なマンネスマン方式の圧延法によって継目無管に製管されるのが通例であるが、マンネスマン圧延法は、熱間加工方法の中でも最も苛酷な加工方法として知られている。
【０００３】
被削性に優れた鋼材としては、硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材がＪＩＳ  Ｇ  ４８０４に規格化されているが、熱間加工性に有害な元素であるＳ（０．０８〜０．４０％）を多量に含むため、熱間加工性が悪く、マンネスマン圧延法によって製管する際、割れが発生することがあった。そのため、マンネスマン圧延法により被削性に優れた継目無鋼管を製造することは困難であった。
【０００４】
このような圧延中の割れ問題に対して、特公昭６０−３５２０５号公報に見られるように、穿孔圧延前にビレットの穿孔開始側端面に普通鋼を接合し、この接合普通鋼を先導として穿孔圧延を行う技術や、特公平５−３９６８７号公報に見られるように、穿孔圧延前にビレットの穿孔開始側端部の外周面にテーパー加工を施し、ビレットの穿孔開始側端部の外形寸法が圧延機のロール間の開度寸法以下とする技術が提示されている。
【０００５】
これらの方法はいずれも穿孔開始側端部の割れの発生を防止しようとするものであり、割れ防止のために相応の効果を期待できるが、快削鋼の熱間加工に伴う割れの問題を完全に解決するものではない。また、前者の方法においては、ビレットの溶接及び穿孔圧延終了後に普通鋼を除去する工程が必要であるため生産性が低下するという問題があり、後者の方法においても、ビレットの穿孔開始側端部の外周面にテーパー加工を施す必要があり、生産性が低下するという問題がある。
【０００６】
このように、従来提示されてきた技術では、快削鋼をマンネスマン圧延法によって継目無管に製管する時に発生する割れの問題を、生産性を阻害することなく解決することが困難であった。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、上記したような間題点を解決しようとするものであって、被削性に優れ、かつ、マンネスマン圧延法による製造が可能な機械構造用継目無鋼管を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、成分の異なる種々の素材に対して熱間加工性と被削性について研究を重ねた結果、本鋼種においてはＳを通常の硫黄系快削鋼よりも大幅に少ない０．０１〜０．０４％の範囲とし、これにＮを０．００５〜０．０１５％複合添加し、さらにＡｌを０．００６％以下とすることにより、熱間圧延時の割れの問題を生じることなくマンネスマン方式の熱間圧延法によって継目無管に製管することが可能であり、かつ、切り屑処理性などの被削性は必要とするレベルを十分満足できることを知見した。
【０００９】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、上記したような間題点を解決しようとするものであって、被削性に優れ、かつ、マンネスマン圧延法による製造が可能な機械構造用継目無鋼管を提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の機械構造用継目無鋼管の成分限定理由について詳細に説明する。
Ｃ：Ｃは機械構造用鋼としての強度を確保するために必須の元素である。０．０２％未満では必要な強度が確保できず、０．６％を超えると靭性が低下するので、最適添加範囲を０．０２〜０．６％とした。
【００１１】
Ｓｉ：Ｓｉは製鋼工程において脱酸剤として添加され、残存するものである。０．５％を超えて含有されると靭性及び被削性が劣化することから、上限を０．５％とした。
【００１２】
Ｍｎ：ＭｎはＳと結合してＭｎＳを形成し被削性を向上させる元素であり、また、Ｓによる熱間加工性の劣化を防止する元素である。これらの効果は０．３％未満では発現されず、また、２．０％を超えて添加すると粒界強度を低下させ靭性が劣化するので、最適添加範囲を０．３〜２．０％とした。
【００１３】
Ｐ：Ｐは粒界に偏析して粒界強度を低下させ、靭性を劣化させる不純物元素であり、可及的低レベルが望ましいが、現状精錬技術の到達可能レベルとコストを考慮して、上限を０．０４％とした。
【００１４】
Ｓ：ＳはＭｎと結合してＭｎＳを形成し、被削性を向上させる元素である。この効果は０．０１％未満では発現されないので下限を０．０１％とした。また、Ｓは熱間加工性を劣化させる元素でもあり、０．０４％を超えると熱間圧延時に割れが発生するため、上限を０．０４％とした。なお、ＳとＮの複合添加による被削性向上効果をより有効に発揮させるためにはＳの添加範囲は０．０３〜０．０４％であることが望ましい。
【００１５】
Ａｌ：Ａｌは製鋼工程において脱酸剤として添加され残存する元素であるが、ＡｌＮの析出により固溶Ｎによる被削性向上効果を低減するうえ、熱間加工性を劣化させるので、上限を０．００６％とした。
【００１６】
Ｎ：ＮはＳとの相乗作用によって被削性を向上させる元素である。これは鋼中に存在する固溶Ｎが切削加工温度域で転位に固着するため、強度が増加し、伸び、絞りが減少してもろくなる青熱脆性が起こるためである。この効果は０．００５％未満では発現されず、０．０１５％を超えて添加すると熱間加工性が劣化することから、最適添加範囲を０．００５〜０．０１５％とした。なお、ＳとＮの複合添加による被削性向上効果をより有効に発揮させるためにはＮの添加範囲は０．０１〜０．０１５％であることが望ましい。
【００１７】
本発明鋼は、通常の転炉または電気炉で溶製した鋼を必要に応じて脱ガス処理を行なった後造塊法または連続鋳造法で製造した鋼片等を用い、主にマンネスマン方式の熱間圧延法によって継目無管に造管される。
【００１８】
ここでいうマンネスマン方式の圧延法とは、矩形断面もしくは丸断面のビレットを用い、プレスロース穿孔法あるいはマンネスマン穿孔法により穿孔した後、必要に応じて傾斜圧延機（エロンゲータ）により延伸し、さらにプラグミルあるいはマンドレルミルにより造管していくプロセスを意味する。
【００１９】
【実施例】
表１に示す組成の２１７mm×２１７mm断面の連続鋳造鋳片を鋳造ままでマンネスマン方式の熱間圧延法によって継目無管に造管した。圧延終了後、パイプの表面疵発生状況を調査した。結果を表１に示す。また、ＮＣ旋盤を用いて上記パイプの切削試験を行い、切屑処理性を評価した。結果を表１に併せて示す。
【００２０】
なお、切削試験は、切削速度１００ｍ/min、切り込み０．７５mm、送り０．０３〜０．２７mm/revの切削条件で、超鋼バイトを用いて行い、切屑を採取した。切屑処理性は切屑長さが５０mm以下となる条件数の全条件数に対する百分率で示した。この値が高いほど切り屑処理性が良好である。
【００２１】
また、表１より、本発明例（No．１〜４）では表面疵発生率が低く、かつ良好な切屑処理性が得られることがわかる。
さらに、本発明例の中でＳ量が０．０３〜０．０４％、Ｎ量が０．０１〜０．０１５％の範囲にあるもの（No．１，２）は、特に優れた切屑処理性を示すことがわかる。
一方、Ｓ量が０．０１％未満である比較例（No．５，６）や、Ｓ量は本発明範囲内であるがＮまたはＡｌの量が本発明で示した成分範囲から逸脱している比較例（No．７，８）では、表面疵発生率は低いが切屑処理性に劣ることがわかる。また、Ｓ量が０．０４％を超える比較例（No．９，１０）では切屑処理性は比較的良好であるが表面疵発生率が高いことがわかる。
【００２２】
以上より、Ｓ，Ｎ，Ａｌの量を本発明で示した成分範囲に特定することにより、表面疵の発生率は低く、かつ、切屑処理性が良好である機械構造用継目無鋼管が得られることが明らかである。
【００２３】
【表１】
0003750389.tif 000002
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被削性に優れ、かつ、マンネスマン圧延法による製造が可能な機械構造用継目無鋼管を提供する。