无缝钢管制造用管坯及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种内表面特性良好的奥氏体类不锈钢穿孔轧制管坯，并确立能以工业规模量产优质奥氏体类不锈钢制无缝钢管的方法。对Ｐ含量为：０．０４０％或０．０４０％以下、Ｓ含量为：０．０２０％或０．０４０％以下的奥氏体类不锈钢钢坯进行穿孔轧制以使扩管比Ｈ（管坯的外径／材料钢坯的直径）满足下述式，得到奥氏体类不锈钢制的管坯。另外，制造奥氏体类不锈钢制无缝钢管时，对上述管坯进行轧制来进行制管。［Ｐ（％）／０．０２５×Ｈ－０．０１］↑［２］＋［Ｓ（％）／０．０１５×Ｈ－０．０１］↑［２］≤１。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造由奥氏体类不锈钢制成的无缝钢管的管坯及其制造方法、以及使用该管坯或该制造方法的奥氏体类不锈钢的无缝钢管的制造方法。
技术介绍
现在，制造无缝钢管(以下称“制管”)的方法的代表例是这样的方法使用穿孔机(斜轧穿孔机)对原材料钢坯进行斜轧穿孔(以下称“穿孔轧制”)来获得空心管坯(以下仅称“管坯”)，周延伸轧机、芯棒轧管机或芯棒式无缝管轧机等轧制机对该管坯进行轧制来使其延伸后，最终由定径机或拉伸缩径轧机来进行整形。在该情况下，无缝钢管的原材料若是合金成分比较少的通常的低碳钢，则通过有利于量产的穿孔来获得优质管坯是比较容易的。但是，在使用例如JIS规定的SUS316、SUS321、SUS347等奥氏体类不锈钢等的高合金钢作为原材料的情况下，由于该材料也是难加工性材料，因此，当应用穿孔轧制时，则在管坯上容易产生由穿孔轧制特有的满乃斯曼破坏导致的内面裂纹，若产生内面裂纹，则往往不能获得优质的无缝钢管制品。作为防止产生这样的内面裂纹的手段、且可适用于实际生产线的适当的防止发生对策尚未被报道过。因此，以工业规模对奥氏体类不锈钢等的高合金钢的无缝钢管进行量产是困难的。特别是在为奥氏体类不锈钢的情况下，除此之外，还容易产生由“晶界熔化”导致的内面裂纹。该晶界熔化是由于斜轧穿孔机的加工发热使存在于结晶晶界处的低熔点物质熔化而产生的现象，当产生晶界熔化时，材料的延展性就会急剧下降，在穿孔轧制时导致管坯的断裂，即裂缝缺陷。另外，在穿孔轧制过程中，上述晶界熔化是从材料温度最高的材料内部到内表面范围中产生的，以此处为起点来发展的裂纹几乎不能修复，因此对成品率的显著降低是无可奈何的。奥氏体类不锈钢，特别是含有Mo、Ti、Nb、Cu等合金元素的SUS316、SUS321、SUS347等的奥氏体类不锈钢中，由于这些合金元素容易生成低熔点物质，所以特别容易发生晶界熔化。此外，当添加这些合金元素时，材料的强度增加，穿孔轧制时加工发热大，这也成为助长晶界熔化发生的原因。为防止该晶界熔化，认为抑制了由穿孔机导致的加工发热的穿孔轧制是有效的。要抑制加工发热而进行穿孔轧制，通常采用减少倾斜辊的转速来降低材料的应变速度的方法，或加厚穿孔轧制壁厚的方法。但是，若降低辊转速，则在用穿孔机进行穿孔轧制时花费时间较大，不仅工具(特别是芯棒)的使用寿命显著降低，而且得到的管坯的温度也降低，所以降低辊转速的方法，即降低穿孔轧制速度的方法不能适用于实际的生产线。另一方面，若加厚穿孔轧制壁厚，则在穿孔机下游的制管轧制机(延伸轧机、芯棒轧管机或芯棒式无缝管轧机等)中的轧制变得不稳定，无缝钢管的制造成品率显著变差，所以该方法也不能适用于实际的生产线。然而，为了使处于穿孔机下游的制管轧制机中的轧制稳定，最好对该轧制机供给尽量高温的薄壁材料，即供给高温的薄壁管坯，但若为了供给高温的管坯而提高原材料钢坯的加热温度，则由极少的加工发热就会到达晶界熔化的温度，因此，在这样提高钢坯的加热温度的条件下，进行需要大加工度的薄壁穿孔轧制就越发困难。在日本特开2000-301212号公报中，作为难加工性金属的穿孔轧制方法，公开有“使钢坯的加热温度与穿孔机的穿孔轧制速度相关联来进行调节，由此将钢坯的温度保持在低于过热温度(1260～1310℃)来进行穿孔轧制的方法”。在此，“过热温度”是材料发生晶界熔化的温度，SUS316、SUS321、SUS347等奥氏体类不锈钢的晶界熔化温度在该1260～1310℃的范围内。然而，在日本特开2000-301212号公报中所公开的方法，只不过是控制以穿孔轧制速度和钢坯加热温度作为变量的式子的值，使其小于过热温度，由此谋求穿孔轧制中的钢坯温度不会成为过热温度或过热温度以上的方法，从其“实施例”也可知，具体而言，为了得到无裂纹的管坯，必须将钢坯加热到1100～1180℃这样的低温。此外，上述公报的“实施例”中的穿孔轧制速度为300mm/秒或300mm/秒以下，要得到8m的管坯时，需要30妙的时间，并不实际。另外，在其“实施例”中，进行的是代用粘土((plasticine)此为金属在热时的塑性变形的模型试验所使用的一种油粘土)的模拟，此时，穿孔轧制后的管坯的壁厚/外径的比率(t/d的比率)是15％，是相当厚的壁。因此，在该方法中，不能确保后续轧制机中的轧制稳定性，另外穿孔机工具的寿命也不充分。此外，“CAMP-ISIJ”Vol.6(1993)的第370～373页中也报道有用实际生产线上使用的穿孔机对SUS316L进行穿孔轧制的例子，但在该报道中，也认为为了防止穿孔轧制管坯的内面裂纹，需要降低倾斜辊的圆周速度的同时，还需将钢坯加热温度控制在1190℃或1190℃以下，存在与上述日本特开2000-301212号公报中公开的方法相同的问题。另外，在日本特开2001-162306号公报中公开有这样的方法控制以钢坯直径、倾斜辊直径及倾斜辊转速为变量的式子的值，来防止穿孔轧制管坯的内面裂纹，但该方法终究也还是使倾斜辊低速旋转来进行穿孔轧制的，总之不过是根据需要来限制穿孔轧制速度、即材料的应变速度的方法，存在穿孔轧制时间长、工具寿命降低、管坯温度降低等问题，所以不能说是可适用于实际生产线的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，可以提供能够稳定地制造内面特性良好的奥氏体类不锈钢的无缝钢管的优质管坯，还可提供在充分适用于实际生产线的条件下，能够稳定地制造这样的管坯的方法。另外，根据本专利技术，可以使用这样的管坯来提供奥氏体类不锈钢的无缝钢管，还可提供能以工业规模量产这样的无缝钢管的制造方法。为稳定地制造薄壁的奥氏体类不锈钢的无缝钢管，本专利技术人们着眼于使用与通常的碳素钢同样的管坯。并且，为此，在奥氏体类不锈钢中，最好作成原材料钢坯的加热温度至少为1200℃或1200℃以上、穿孔机穿孔轧制后的管坯壁厚t/外径d的比率为(t/d比率)7％或7％以下的管坯。但是，在奥氏体类不锈钢中，以以往的穿孔轧制技术，不能得到不产生晶界熔化的那样的管坯。本专利技术人们为了达到上述目的而从各种角度进行研究，并在以往的经验之上得出以下的结论。即，如上所述，为了在实际的产线中稳定地制造奥氏体类不锈钢制的无缝钢管，需要向位于穿孔机下游的轧制机供给尽可能薄壁的穿孔轧制管坯，即，以高温供给与制造碳素钢制的钢管的情况相同程度地薄壁的管坯，使位于穿孔机下游的轧制机中的轧制稳定。从本专利技术人们的经验来看，在为奥氏体类不锈钢的情况下，为了能够实现位于穿孔机下游的轧制机中的负载减轻和防止轧废，进而使奥氏体类不锈钢的无缝钢管的制管稳定化，其必要条件是使穿孔机穿孔轧制后(倾斜轧制后)的管坯的t/d比率为7％或7％以下，并使钢坯的加热温度为1200℃或1200℃以上。然而，根据本专利技术人们进行的追加试验，在想由穿孔机得到的管坯的t/d比率为7％或7％以下的情况下，即使对辊转速和钢坯加热温度加以限制，也不可避免发生晶界熔化。为此，为了在对奥氏体类不锈钢钢坯加热至1200℃或1200℃以上、并且不对辊转速加以特别限制的条件下，进行穿孔轧制，得到穿孔轧制后的t/d比率为7％或7％以下的优质的穿孔轧制管坯，本专利技术人们为求得用于上述的方法而持续研究，其结果得到如下结论。本专利技术人们首先着眼于在奥氏体类不锈钢的穿孔轧制中成为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝钢管制造用管坯，用于制造奥氏体类不锈钢的无缝钢管，其特征在于，构成所述管坯的钢中的Ｐ含量为０．０４０质量％或０．０４０质量％以下、且Ｓ含量为０．０２０质量％或０．０２０质量％以下，并且具有扩管比Ｈ满足下述式的条件的斜孔穿孔履历， ［公式１］［Ｐ／０．０２５×Ｈ－０．０１］↑［２］＋［Ｓ／０．０１５×Ｈ－０．０１］↑［２］≤１＊＊＊。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：下田一宗，山川富夫，仙波润之，堀裕文，近藤恒夫，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]