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公開番号2025135517
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033425
出願日2024-03-05
発明の名称溶接鋼管及び溶接鋼管の製造方法
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 20060101AFI20250910BHJP(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】高強度であり、優れた耐LME性を有する溶接鋼管を提供する。
【解決手段】
本開示による溶接鋼管は、母材部と、溶接鋼管の管軸方向に延びる溶接部とを備える。母材部の引張強さは800MPa以上である。溶接部の幅方向中央位置から溶接鋼管の周方向に±10mm以内の領域である溶接部近傍領域において、ベイナイト又はマルテンサイトである硬質組織の総面積率は50%以上であり、硬質組織のパケットの平均円相当径は10.0μm以下であり、溶接鋼管の外表面における周方向の残留応力は650MPa以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
溶接鋼管であって、
母材部と、
前記溶接鋼管の管軸方向に延びる溶接部と、を備え、
前記母材部の引張強さは８００ＭＰａ以上であり、
前記溶接部の幅方向中央位置から前記溶接鋼管の周方向に±１０ｍｍ以内の領域である溶接部近傍領域において、
ベイナイト又はマルテンサイトである硬質組織の総面積率は５０％以上であり、
前記硬質組織のパケットの平均円相当径は１０．０μｍ以下であり、
前記溶接鋼管の外表面における周方向の残留応力は６５０ＭＰａ以下である、
溶接鋼管。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の溶接鋼管であって、
前記残留応力は５００ＭＰａ以下である、
溶接鋼管。
【請求項３】
請求項１に記載の溶接鋼管であって、
前記母材部の化学組成は、質量％で、
Ｃ：０．０３～０．３０％、
Ｓｉ：０．０３～０．４０％、
Ｍｎ：１．００～２．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．５００％、
Ｎｂ：０．０１０～０．０６０％、及び、
Ｎ：０．０００３～０．００６０％、を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなる、
溶接鋼管。
【請求項４】
請求項１に記載の溶接鋼管であって、
前記母材部の化学組成は、質量％で、
Ｃ：０．０３～０．３０％、
Ｓｉ：０．０３～０．４０％、
Ｍｎ：１．００～２．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．５００％、
Ｎｂ：０．０１０～０．０６０％、及び、
Ｎ：０．０００３～０．００６０％、を含有し、
さらに、第１群及び第２群からなる群から選択される１種以上を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなる、
溶接鋼管。
［第１群］
Ｔｉ：１．０００％以下、
Ｃｕ：１．００％以下、
Ｎｉ：１．００％以下、
Ｃｒ：１．００％以下、
Ｍｏ：０．５０％以下、
Ｖ：０．２０％以下、
Ｂ：０．０１００％以下、及び、
Ｗ：０．１０％以下、からなる群から選択される１種以上
［第２群］
Ｃａ：０．０２００％以下、
Ｍｇ：０．０２００％以下、
Ｚｒ：０．０２００％以下、及び
希土類元素（ＲＥＭ）：０．０２００％以下、からなる群から選択される１種以上
【請求項５】
請求項４に記載の溶接鋼管であって、
前記化学組成は、第１群を含有する、
溶接鋼管。
【請求項６】
請求項４に記載の溶接鋼管であって、
前記化学組成は、第２群を含有する、
溶接鋼管。
【請求項７】
請求項１に記載の溶接鋼管であって、
前記溶接部の幅は０．３ｍｍ以下である、
溶接鋼管。
【請求項８】
請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の溶接鋼管であってさらに、
前記溶接鋼管の表面の少なくとも一部に形成されるめっき層を備える、
溶接鋼管。
【請求項９】
請求項８に記載の溶接鋼管であって、
前記めっき層は亜鉛系めっき層である、
溶接鋼管。
【請求項１０】
請求項１に記載の溶接鋼管の製造方法であって、
引張強さが８００ＭＰａ以上の鋼板を曲げ加工して円筒状のオープンパイプにする成形工程と、
前記オープンパイプに対して溶接を実施して、管軸方向に延びる溶接部が形成された中間溶接鋼管を形成する溶接工程と、
前記中間溶接鋼管の前記溶接部を焼準するシーム熱処理工程と、
前記シーム熱処理工程後の前記中間溶接鋼管を、一列に配列された複数のスタンドを含むサイジングミルを用いて縮径するサイジング工程と、を備え、
前記シーム熱処理工程では、
加熱温度Ｔが前記鋼板のＡ
ｃ３
変態点＋１０℃以上、Ａ
ｃ３
変態点＋１００℃以下であり、
平均冷却速度ＣＲが５０℃／秒以上であり、
前記サイジング工程では、
前記サイジングミルの前記複数のスタンドのうち、前記中間溶接鋼管に対して最後に圧下を付与する前記スタンドの縮径率Ｄ１の、累積縮径率Ｄ０に対する比率Ｒは４０％以下である、
溶接鋼管の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶接鋼管、及び、溶接鋼管の製造方法に関し、さらに詳しくは、母材部と、管軸方向に延びる溶接部とを備える溶接鋼管、及び、溶接鋼管の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
架線柱は電線、送電線及び電話線等を支持する用途で用いられる。架線柱は屋外に設置される。そのため、架線柱は表面にめっき処理が施される。
【０００３】
架線柱はさらに、地震等の大きな衝撃に対する耐震性の向上が求められている。架線柱の素材として、溶接鋼管が用いられる。溶接鋼管の強度を高めれば、架線柱の強度を高くすることができ、架線柱の耐震性を高めることができる。そのため、架線柱の素材となる溶接鋼管の高強度化が求められている。架線柱用途として、溶接鋼管の母材部の引張強さが８００ＭＰａ以上であれば、十分な耐震性が得られると考えられる。
【０００４】
ところで、溶接鋼管にめっき処理を施す場合、溶接部近傍領域において、ＬＭＥ（ＬｉｑｕｉｄＭｅｔａｌＥｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ）割れが発生しやすい。ＬＭＥ割れとは、液化した亜鉛が結晶粒界に侵入することにより生じる割れを意味する。溶接鋼管の強度を高めれば、ＬＭＥ割れ感受性が高くなる。したがって、架線柱用途の溶接鋼管では、優れた強度と耐ＬＭＥ性との両立が必要となる。
【０００５】
高強度、かつ、溶接部のＬＭＥ割れを抑制する技術が、特開２００４－２１１１５８号公報（特許文献１）に提案されている。
【０００６】
特許文献１に開示された溶接用亜鉛系合金めっき鋼材は、亜鉛系合金めっき層を鋼材表面に備え、鋼材の母材の化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０１～０．３％、Ｓｉ：０．０１～２．０％、Ｍｎ：０．１～３．０％、Ｓ：０．０１５％以下、Ａｌ：０．００１～０．５％、Ｂ：３～４０ｐｐｍ、Ｎ：０．０００５～０．００６％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。この溶接用亜鉛系合金めっき鋼材では、母材成分のＣ含有量を０．０１～０．３％とし、さらに母材成分のＢ含有量を３～４０ｐｐｍとする。これにより、溶接用亜鉛系合金めっき鋼材の溶接部における靭性を確保しつつ、ＬＭＥ割れを抑制できる、と特許文献１には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００４－２１１１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、溶接鋼管において、引張強さが８００ＭＰａ以上の高強度と、優れた耐ＬＭＥ性との両立については、検討されていない。
【０００９】
本開示の目的は、母材部の引張強さが８００ＭＰａ以上の高強度であっても、優れた耐ＬＭＥ性が得られる溶接鋼管、及び、その製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示による溶接鋼管は、
母材部と、
前記溶接鋼管の管軸方向に延びる溶接部と、を備え、
前記母材部の引張強さは８００ＭＰａ以上であり、
前記溶接部の幅方向中央位置から前記溶接鋼管の周方向に±１０ｍｍ以内の領域である溶接部近傍領域において、
ベイナイト又はマルテンサイトである硬質組織の総面積率は５０％以上であり、
前記硬質組織のパケットの平均円相当径は１０．０μｍ以下であり、
前記溶接鋼管の外表面における周方向の残留応力は６５０ＭＰａ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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