高强度电焊钢管、高强度电焊钢管用钢板的制造方法和高强度电焊钢管的制造方法技术

一种电焊钢管，能确保近年来对油井管所要求的高强度和高韧性。其成分组成以质量％计，在钢管的母材部，将下述点作为基准点的情况下，以所述基准点为中心在厚度方向的两侧具有0.5mm的宽度的区域中的金属组织由10面积％以下的多边形铁素体和余量的贝氏体铁素体构成，所述点是作为在厚度方向上距表面的距离为厚度的1/4的点而规定的点；厚度为15mm以上。

High strength welding electric steel pipe, method for manufacturing steel plate for high strength electric welding steel pipe and method for manufacturing high strength electric welding steel pipe

An electric welded steel pipe, which ensures high strength and high toughness required by an oil well pipe in recent years. The composition of the quality of the steel pipe%, the parent material, the following points as a reference point, the metal tissue to the reference point for both sides of the center in the thickness direction with the width of 0.5mm in the area from polygon area% below 10 iron in bainitic ferrite and residual in body, the point is defined as in the thickness direction and the distance from the surface to the thickness of the 1/4 points; thickness is more than 15mm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度电焊钢管、高强度电焊钢管用钢板的制造方法和高强度电焊钢管的制造方法
本专利技术涉及高强度电焊钢管，特别是涉及强度和韧性均以高水平兼备的高强度电焊钢管。另外，本专利技术涉及这样的钢管所使用的钢板的制造方法以及这样的钢管的制造方法。
技术介绍
近年来，油井、气井的钻掘深度有愈来愈大的倾向，为了提高套管(casing)等的压溃强度，强烈要求油井管高强度化。最近，为了谋求钻掘成本的削减，对高强度、且不实施对造管后的钢管整体的热处理的、造管状态的电焊钢管的需求提高。为了提高钢材的强度，充分地含有碳量是有效，曾提出了一种将碳含量设为0.25质量％以上，在造管状态下具有800MPa以上的抗拉强度的电焊钢管(参照专利文献1(日本特开平07-102321号公报))。但是，在含有大量的碳来提高了强度的情况下，有时钢材的韧性降低。另外，为了提高钢材的强度，利用作为马氏体和贝氏体等的硬质金属组织的低温相变组织也是有效的。而且，在电焊钢管的制造工序中进行造管、定径(sizing)等，因此也可将由冷加工引起的加工硬化用于强度的提高。通过将这样的组织强化和加工硬化组合，提供在造管状态下抗拉强度为862MPa以上的电焊钢管(参照专利文献2(国际公开第2012/144248号))。
技术实现思路
在专利文献2的技术中，制造作为电焊钢管的坯料(母材)的热轧钢板时，降低卷取温度，使金属组织为贝氏体从而确保了强度，但这终究是通过使钢板的板厚以及径较小来实现的。与此相对，在制造板厚更大且板宽度也大的钢板的情况下，从制造性的观点出发，希望提高卷取温度，但若提高卷取温度，则难以均以高水平确保钢板的强度和韧性。另外，在为了使韧性提高而降低钢板的碳量并确保了强度的情况下，添加有钛以及硼的低碳成分系(低C-Ti-B系)是有利的。但是，为了提高油井管的压溃强度，不仅要求高强度化还要求厚壁化。对于添加有钛以及硼的低碳成分系(低C-Ti-B系)的钢材，在谋求厚壁化的情况下，热轧制后的卷取温度变高，因此有可能钢板的强度以及韧性降低。本专利技术人进行了专心研究，结果得到以下见解：在制造厚壁的油井管时，若使钢板的板厚较大，则即使是(低C-Ti-B系)的成分系，也不能够以高水平兼备强度和韧性。另外还得到以下见解：由板厚的增大导致的上述倾向特别是在板厚15mm以上的电焊钢管用热轧钢板中较显著。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供能够以高的水平兼备对油井管所要求的强度和韧性的高强度电焊钢管。另外，本专利技术的目的还在于提供用于上述高强度电焊钢管的高强度电焊钢管用钢板的制造方法、以及上述高强度电焊钢管的制造方法。本专利技术人专心研究了能够以高的水平兼备对油井管所要求的强度和韧性的高强度电焊钢管。其结果，本专利技术人得到以下见解：(I)将电焊钢管的制造所用的热轧钢板的成分系设为含有使淬硬性提高、而且也能得到析出强化的效果的元素Mo的(低C-Ni-Cu-Mo系)，并且，(II)适当控制热轧结束后的热轧钢板的冷却速度以及卷取温度，可得到具有机械特性(强度和韧性)优异的金属组织的电焊钢管制造用的热轧钢板，(III)即使电焊钢管的厚度为规定值以上，也能得到强度和韧性优异的高强度电焊钢管。再者，还得到以下见解：(IV)如果在使用上述热轧钢板(母钢板)造管之后对焊接部(焊接区)实施适当的热处理，则在焊接部能够确保与钢管部同样的优异的强度以及韧性。本专利技术是基于以上的见解而完成的，其要旨如下。(1)一种高强度电焊钢管，其特征在于，成分组成以质量％计含有C：0.040～0.070％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.60～2.00％、Nb：0.020～0.080％、V：0.060％以下、Ti：0.010～0.025％、Mo：0.20～0.40％、Ni：0.10～0.50％、Al：0.050％以下、3Mo％+Ni％：超过1.00％，余量包含Fe以及不可避免的杂质，在钢管的母材部，将下述点作为基准点的情况下，以上述基准点为中心在厚度方向的两侧具有0.5mm的宽度的区域中的金属组织由10面积％以下的多边形铁素体和余量的贝氏体铁素体(BainiticFerrite)构成，所述点是作为在厚度方向上距表面的距离为厚度的1/4的点而规定的点，厚度为15.0～19.8mm。(2)根据上述(1)所述的高强度电焊钢管，上述成分组成以质量％计还含有P：0.030％以下、S：0.004％以下、N：0.006％以下、O：0.004％以下。(3)根据上述(1)或(2)所述的高强度电焊钢管，上述成分组成以质量％计还含有Cu：0.10～0.50％、Cr：0.05～0.50％Ca：0.0005～0.0040％REM：0.0005～0.0050％之中的一种或两种以上。(4)根据上述(3)所述的高强度电焊钢管，3Mo％+Ni％+Cu％超过1.20％。(5)根据上述(1)～(4)的任一项所述的高强度电焊钢管，上述多边形铁素体的平均粒径为20μm以下。(6)根据上述(1)～(5)的任一项所述的高强度电焊钢管，上述金属组织的机械特性是：轴向的抗拉强度超过725MPa；轴向的屈服强度为655～758MPa；在0℃下周向的夏比冲击吸收能为22J以上。(7)一种高强度电焊钢管用钢板的制造方法，其特征在于，将具有上述(1)～(3)的任一项中所述的成分组成的热轧钢板在790℃以上进行热轧，以8～15℃/秒的平均冷却速度冷却，在500～630℃进行卷取，并且，在相变开始时以超过5℃/秒的冷却速度冷却。(8)根据上述(7)所述的高强度电焊钢管用钢板的制造方法，上述相变开始时的温度低于665℃。(9)根据上述(7)或(8)所述的高强度电焊钢管用钢板的制造方法，上述热轧钢板是将铸坯加热并实施950℃以下的累计压下率为50％以上的热轧制而得到的热轧钢板。(10)一种高强度电焊钢管的制造方法，其特征在于，将采用上述(7)～(9)的任一项所述的方法制造的钢板成形为管状，对上述钢板的端部进行电阻焊接，并将焊接部的外表面加热到950～1050℃，在焊接部的内表面以8℃/秒以上的冷却速度冷却到上述外表面的冷却停止温度600～450℃。再者，制造出这样电焊钢管后，可以适当进行定径。本专利技术涉及的高强度钢管，对于该钢管的成分组成、金属组织以及厚度进行了改良。其结果，根据本专利技术涉及的高强度钢管，能够实现足以作为油井管使用的强度以及韧性。附图说明图1是表示钢管的轴向的抗拉强度TS与屈服强度YS的关系的图。图2是表示本专利技术涉及的高强度钢管的金属组织的一例的照片。具体实施方式以下详细地说明本专利技术涉及的高强度电焊钢管、高强度电焊钢管用的钢板的制造方法、以及高强度电焊钢管的制造方法的各实施方式。再者，以下所示的“％”，只要没有特别说明就意指“质量％”。另外，“L方向”意指“钢管的轴向”，“C方向”意指“钢管的周向”。＜高强度电焊钢管以及高强度电焊钢管用钢板＞(成分组成)首先，对本实施方式涉及的高强度电焊钢管(以下有时仅称为“本电焊钢管”)、以及本实施方式涉及的高强度电焊钢管用钢板(以下有时仅称为“本钢板”)的成分组成的限定理由进行说明。C：0.040～0.070％C是提高本钢板的淬硬性、提高其强度的元素。当低于0.040％时，得不到所需要的强度，因此C设为0.040％以上。优选为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度电焊钢管，其特征在于，成分组成以质量％计含有C：0.040～0.070％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.60～2.00％、Nb：0.020～0.080％、V：0.060％以下、Ti：0.010～0.025％、Mo：0.20～0.40％、Ni：0.10～0.50％、Al：0.050％以下、3Mo％+Ni％：超过1.00％，余量包含Fe以及不可避免的杂质，在钢管的母材部，将下述点作为基准点的情况下，以所述基准点为中心在厚度方向的两侧具有0.5mm的宽度的区域中的金属组织由10面积％以下的多边形铁素体和余量的贝氏体铁素体构成，所述点是作为在厚度方向上距表面的距离为厚度的1/4的点而规定的点，厚度为15.0～19.8mm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.20 JP 2015-1029201.一种高强度电焊钢管，其特征在于，成分组成以质量％计含有C：0.040～0.070％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.60～2.00％、Nb：0.020～0.080％、V：0.060％以下、Ti：0.010～0.025％、Mo：0.20～0.40％、Ni：0.10～0.50％、Al：0.050％以下、3Mo％+Ni％：超过1.00％，余量包含Fe以及不可避免的杂质，在钢管的母材部，将下述点作为基准点的情况下，以所述基准点为中心在厚度方向的两侧具有0.5mm的宽度的区域中的金属组织由10面积％以下的多边形铁素体和余量的贝氏体铁素体构成，所述点是作为在厚度方向上距表面的距离为厚度的1/4的点而规定的点，厚度为15.0～19.8mm。2.根据权利要求1所述的高强度电焊钢管，所述成分组成以质量％计还含有P：0.030％以下、S：0.004％以下、N：0.006％以下、O：0.004％以下。3.根据权利要求1或2所述的高强度电焊钢管，所述化学成分以质量％计含有Cu：0.10～0.50％、Cr：0.05～0.50％Ca：0.0005～0.0040％REM：0.0005～0.0050％之中的一种或两种以上。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：石冢哲夫，岩本修治，津末高志，小林俊一，吉田治，河野英人，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP