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公開番号2024104080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-02
出願番号2023008103
出願日2023-01-23
発明の名称継目無鋼管
出願人日本製鉄株式会社
代理人アセンド弁理士法人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20240726BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】高強度を有し、溶接後に極低温環境におけるHAZ靭性が優れる継目無鋼管を提供する。
【解決手段】本開示による継目無鋼管は、明細書に記載の化学組成を有し、式(1)で定義されるFn1が0.500～1.200であり、式(2)で定義されるFn2が0.400以上であり、式(3)で定義されるFn3が2.80～5.50であり、式(4)で定義されるFn4が20.00以下である。降伏強度が625MPa以上である。Ti含有量が70質量%以上を満たし、円相当径が0.20μm以下のTi含有粒子の個数密度をND個/mm²と定義したとき、Fn2と、NDとが、式(5)を満たす。
Fn1=Cr+1.2Mo+V+8Nb (1)
Fn2=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 (2)
Fn3=Ti/N (3)
Fn4=Ti/Ca (4)
19.6×Fn2-ND×10^-6≦6.4 (5)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
継目無鋼管であって、
質量％で、
Ｃ：０．０８０超～０．１８０％、
Ｓｉ：０．０３～１．００％、
Ｍｎ：０．５０～２．５０％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｕ：１．００％以下、
Ｎｉ：０．２５～１．００％、
Ｔｉ：０．００１～０．０５０％、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００２０～０．０１５０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、及び、
Ｂ：０．０００５～０．００５０％を含有し、さらに、
Ｃｒ：０．０１～０．６０％、
Ｍｏ：０．０１～０．４０％、
Ｖ：０．０１～０．１０％、及び、
Ｎｂ：０．０１～０．０５％からなる群から選択される１元素以上を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
式（１）で定義されるＦｎ１が０．５００～１．２００であり、
式（２）で定義されるＦｎ２が０．４００以上であり、
式（３）で定義されるＦｎ３が２．８０～５．５０であり、
式（４）で定義されるＦｎ４が２０．００以下であり、
降伏強度が６２５ＭＰａ以上であり、
前記継目無鋼管中において、
Ｔｉ含有量が７０質量％以上を満たし、円相当径が０．２０μｍ以下のＴｉ含有粒子の個数密度をＮＤ個／ｍｍ
2
と定義したとき、
前記Ｆｎ２と、前記ＮＤとが、式（５）を満たす、
継目無鋼管。
Ｆｎ１＝Ｃｒ＋１．２Ｍｏ＋Ｖ＋８Ｎｂ（１）
Ｆｎ２＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／１５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５（２）
Ｆｎ３＝Ｔｉ／Ｎ（３）
Ｆｎ４＝Ｔｉ／Ｃａ（４）
１９．６×Ｆｎ２－ＮＤ×１０
-6
≦６．４（５）
ここで、式（１）～（４）中の元素記号には、対応する元素の含有量が質量％で代入される。なお、対応する元素が含有されない場合、当該元素記号には「０」が代入される。
続きを表示（約 75 文字）【請求項２】
請求項１に記載の継目無鋼管であって、
前記継目無鋼管は、海洋構造部材用継目無鋼管である、
継目無鋼管。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼材に関し、さらに詳しくは、継目無鋼管に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
石油や天然ガス資源の需要増大に伴い、海底油田の開発が活発化している。ここで、海底油田の開発では、プラットフォームやジャッキアップリグに代表される海洋構造物が用いられる。また、海洋構造物の大型化に伴い、海洋構造物の重量が高まってきている。そこで、海洋構造物の部材（以下、単に「海洋構造部材」ともいう）として、継目無鋼管が用いられる場合がある。海洋構造部材として中空の継目無鋼管を用いることで、海洋構造物の重量を低減できる。一方、このような海洋構造部材用の継目無鋼管には、高い強度が求められる。
【０００３】
国際公開第２００５／０５２２０５号（特許文献１）、及び、国際公開第２０１３／０５１２３１号（特許文献２）は、海洋構造物の部材として用いられる高強度の鋼材を提案する。
【０００４】
特許文献１に記載の鋼材は、高張力鋼であって、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１０％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．８～１．８％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｕ：０．８～１．５％、Ｎｉ：０．２～１．５％、Ａｌ：０．００１～０．０５％、Ｎ：０．００３～０．００８％、Ｏ：０．０００５～０．００３５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物であって、かつ、Ｎ／Ａｌが０．３～３．０である。この鋼材は、降伏強度が４２０ＭＰａ以上であり、溶接部靭性が優れる、と特許文献１には開示されている。
【０００５】
特許文献２に記載の鋼材は、高張力鋼板であって、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１４％、Ｓｉ：０．０１～０．３０％以下、Ｍｎ：０．３～２．３％、Ｐ：０．００８％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．００５～０．１％、Ｎｉ：０．５～４％、Ｂ：０．０００３～０．００３％、Ｎ：０．００１～０．００８％を含有し、Ｃｅｑ（＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋［Ｃｕ＋Ｎｉ］／１５＋［Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ］／５）≦０．８０、中心偏析部硬さ指標ＨＣＳが式（ＨＣＳ＝５．５［Ｃ］４／３＋１５［Ｐ］＋０．９０［Ｍｎ］＋０．１２［Ｎｉ］＋０．５３［Ｍｏ］≦２．５）を満たし、残部がＦｅ及び不純物からなる。さらに、鋼板の中心偏析部の硬さが式（ＨＶｍａｘ／ＨＶａｖｅ≦１．３５＋０．００６／Ｃ－ｔ／７５０、ＨＶｍａｘは中心偏析部のビッカース硬さの最大値、ＨＶａｖｅは中心偏析部と表裏面から板厚の１／４を除く部分のビッカース硬さの平均値、Ｃは炭素の含有量（質量％）、ｔは鋼板の板厚（ｍｍ））を満たす。この高張力鋼板は、降伏強度が６２０ＭＰａ以上であり、小～中入熱による多層溶接部の溶接熱影響部の靭性が優れる、と特許文献２には開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２００５／０５２２０５号
国際公開第２０１３／０５１２３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、海洋構造物のさらなる大型化に伴い、海洋構造部材用継目無鋼管には、さらに高い強度が求められてきている。具体的に、６２５ＭＰａ以上の降伏強度を有する継目無鋼管が求められてきている。一方、上記特許文献１及び２では、６２５ＭＰａ以上の降伏強度を有する継目無鋼管について、検討されていない。
【０００８】
ところで、海洋構造物を建造する際、海洋構造部材用継目無鋼管同士が、溶接により接合される。一方、複数の継目無鋼管同士を溶接した場合、溶接の熱影響部（以下、ＨＡＺ（ＨｅａｔＡｆｆｅｃｔｅｄＺｏｎｅ）という）の靭性が低下しやすい。近年さらに、特に北海、北極海沿岸、シベリアといった地域での使用が想定された海洋構造部材が求められてきている。このような海洋構造部材では、たとえば、－４０℃以下の極低温環境において、溶接後のＨＡＺに優れた靭性が求められる。一方、上記特許文献１及び２では、－４０℃以下という極低温環境における優れたＨＡＺ靭性を有する継目無鋼管について、検討されていない。
【０００９】
本開示の目的は、高強度を有し、溶接後に極低温環境におけるＨＡＺ靭性が優れる、継目無鋼管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示による継目無鋼管は、
質量％で、
Ｃ：０．０８０超～０．１８０％、
Ｓｉ：０．０３～１．００％、
Ｍｎ：０．５０～２．５０％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｕ：１．００％以下、
Ｎｉ：０．２５～１．００％、
Ｔｉ：０．００１～０．０５０％、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００２０～０．０１５０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、及び、
Ｂ：０．０００５～０．００５０％を含有し、さらに、
Ｃｒ：０．０１～０．６０％、
Ｍｏ：０．０１～０．４０％、
Ｖ：０．０１～０．１０％、及び、
Ｎｂ：０．０１～０．０５％からなる群から選択される１元素以上を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
式（１）で定義されるＦｎ１が０．５００～１．２００であり、
式（２）で定義されるＦｎ２が０．４００以上であり、
式（３）で定義されるＦｎ３が２．８０～５．５０であり、
式（４）で定義されるＦｎ４が２０．００以下であり、
降伏強度が６２５ＭＰａ以上であり、
前記継目無鋼管中において、
Ｔｉ含有量が７０質量％以上を満たし、円相当径が０．２０μｍ以下のＴｉ含有粒子の個数密度をＮＤ個／ｍｍ
2
と定義したとき、
前記Ｆｎ２と、前記ＮＤとが、式（５）を満たす。
Ｆｎ１＝Ｃｒ＋１．２Ｍｏ＋Ｖ＋８Ｎｂ（１）
Ｆｎ２＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／１５＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５（２）
Ｆｎ３＝Ｔｉ／Ｎ（３）
Ｆｎ４＝Ｔｉ／Ｃａ（４）
１９．６×Ｆｎ２－ＮＤ×１０
-6
≦６．４（５）
ここで、式（１）～（４）中の元素記号には、対応する元素の含有量が質量％で代入される。なお、対応する元素が含有されない場合、当該元素記号には「０」が代入される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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