抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝制造技术

一种高强度扁钢丝，其以质量％计，含有C：0.25～0.60％、Si：大于0.50％且小于2.0％、Mn：0.20～1.50％、S：0.015％以下、P：0.015％以下、Cr：0.005～1.50％、Al：0.005～0.080％、N：0.0020～0.0080％，以满足[Ca]+[Mg]>0.20×[S]的方式含有还含有Ca：0～0.0050％、Mg：0～0.0050％中的1种或2种，余量由Fe和杂质组成，所述高强度扁钢丝的拉伸强度为1000MPa以上，且在与长度方向垂直的截面上测定的Hv硬度的平均值为320以上且小于450，测定值的标准偏差σHv为15以下，所述扁钢丝的宽度/厚度比为1.5以上且10以下。[Ca]、[Mg]、[S]表示各元素的以质量％计的含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝
本专利技术涉及为了原油等高压流体输送用的柔性管等在包含硫化氢的酸性环境中使用的部件的张力增强等而使用的高强度扁钢丝。
技术介绍
天然气、原油等的高压流体输送用的柔性管中使用扁钢丝作为增强材料。海底油田的开发有与石油需要增大的同时采掘深度深远化的倾向，对柔性管的增强材料，高强度化的期望提高。另外，柔性管在包含硫化氢的酸性环境下使用，因此，增强材料中使用的扁钢丝必须有不发生氢致裂纹(HydrogenInducedCracking；HIC)的特性、抗氢致开裂性。然而，一般，越成为高强度线，越容易产生氢致裂纹，因此，难以将高强度线材用于在酸性环境下使用的柔性管那样的部件。至此，提出了提供这样的酸性环境下使用的高强度线的技术。专利文献1中提出了一种高强度钢材，其具有如下组成和组织：所述组成以质量％计包含C：0.25～0.35％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.8％以下，P：0.010％以下，S：0.003％以下，Al：0.003～0.1％、N：0.0040％以下，Cr：0.5～0.7％、Mo：0.5～1.0％、Cu：0.05～0.8％、Ti：0.015～0.030％、Nb：0.005～0.025％、V：0.05～0.10％、B：0.0005～0.0015％，且以满足P/有效Ti量<1.6(有效Ti量＝Ti-3.4×N)的方式调整并含有P、Ti、N，余量由Fe和不可避免的杂质组成；所述组织由Mo偏析度为1.5以下、原奥氏体粒的平均粒径为12μm以下的回火马氏体相形成。专利文献2中提出了一种热轧线材，其以质量％计含有C：0.20～0.5％、Si：0.05～0.3％、Mn：0.3～1.5％、Al：0.001～0.1％、P：超过0％且0.01％以下、S：超过0％且0.01％以下，和其他元素，用电子束微分析仪以200μm间隔测定300处以上的S量，将S量的最大值Smax(质量％)相对于S量的平均值Save(质量％)设为偏析度(Smax/Save)时，该偏析度为30以下。专利文献3中，作为海洋油田钻孔用的挠性的管部件，公开了一种异形线，其特征在于，高的机械性质和对氢脆化的耐性优异，其中，0.75<C％<0.95、0.30<Mn％<0.85、且Cr≤0.4％、V≤0.16％、Si≤1.40％、优选≥0.15％，根据情况含有Al：0.06％以下，Ni：0.1％以下，Cu：0.1％以下，异形线如下得到：在超过900℃且在其奥氏体区域进行热轧，冷却至室温而得到线材，从所得线材出发，首先对前述线材实施基于2个连续地依次进行的阶段热机械处理、即实施对线材赋予均匀的珠光体微细结构的等温回火；和，实施之后的、用于赋予其最终形状的、以含在50％与最大80％之间的整体加工硬化率的冷机械相变操作，从而得到，接着对所得异形线在小于构成钢的Acl温度的温度下实施短期间恢复热处理，赋予期望的最终的机械特性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-227611号公报专利文献2：日本特开2015-212412号公报专利文献3：日本特表2013-534966号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1中公开的技术中，Si量低，形成扁钢丝的形状时，硫化物沿长度方向被拉伸，因此，形成拉伸强度为1000MPa以上的扁钢丝的情况下，在pH小于5.5的酸性环境下引起氢致裂纹，因此，提高扁钢丝的强度存在极限。专利文献2中公开的技术中，形成拉伸强度为1000MPa以上的高强度扁钢丝的情况下，Si量低，因此，容易引起氢致裂纹。而且硫化物沿长度方向被拉伸，因此，形成拉伸强度为1000MPa以上的扁钢丝的情况下，在酸性环境下容易引起氢致裂纹，提高扁钢丝的强度存在极限。专利文献3中公开的技术中，C量高，异形线截面内的硬度分布不均匀，形成扁钢丝的形状时硫化物沿长度方向被拉伸，因此，形成拉伸强度为1000MPa以上的扁钢丝的情况下，在pH小于5.5的严苛的酸性环境下，容易引起氢致裂纹，因此，提高扁钢丝的强度存在极限。本专利技术是鉴于上述现状而作出的，其目的在于，提供拉伸强度为1000MPa以上的高强度扁钢丝、且即使为pH小于5.5的严苛的酸性环境也不易引起氢致裂纹、能作为柔性管等的增强线材使用的扁钢丝。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决前述课题，实施了各种研究。其结果，获得下述(a)～(d)的见解。(a)扁钢丝的氢致裂纹以扁钢丝中所含的粗大的硫化物为起点而发生。特别是，MnS等硫化物为粗大的情况下，进行作为从经热轧的线材以扁钢丝的形式成型的工序所需的1次拉丝加工和平压加工(flatrolling)时，在粗大的硫化物的周围产生孔隙，在pH小于5.5的严苛的酸性环境下，成为促进氢致裂纹的因素。(b)因此，必须尽量使线材中不可避免地含有的硫化物微细化。为了使硫化物微细化，有效的是，微量地添加Ca或Mg，形成使Ca、Mg一部分固溶了的MnS或CaS、MgS。(c)为了改善扁钢丝的抗氢致开裂性，有效的是，使Si固溶于基质中。推定这可能是由于，作为母材的Fe基质中固溶的Si作为侵入至扁钢丝的氢的捕获位点发挥作用，抑制对氢致裂纹造成不良影响的氢的扩散。(d)从线材至扁钢丝例如如下进行加工：将经轧制的线材进行1次拉丝后，通过用加工成扁钢丝的形状的模具的异形拉丝加工、或用冷轧机的冷轧进行加工。以这样的工序制造的扁钢丝由于伴有冷加工的加工应变而使扁钢丝的厚度方向中心部的硬度有变高的倾向，在截面内产生大的硬度不均。特别是，拉伸强度为1000MPa以上的扁钢丝中，截面内的硬度不均诱发氢致裂纹，因此，必须尽量减小扁钢丝截面内的硬度不均。本专利技术是基于上述见解而完成的，其主旨在于，下述(1)～(4)所示的抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝。(1)一种抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝，其特征在于，以质量％计，含有C：0.25～0.60％、Si：大于0.50％且小于2.0％、Mn：0.20～1.50％、S：0.015％以下、P：0.015％以下、Cr：0.005～1.50％、Al：0.005～0.080％、和N：0.0020～0.0080％以满足下述式<1>的方式进一步含有Ca：0～0.0050％和Mg：0～0.0050％中的1种或2种，任选含有的成分为Ti：0.10％以下、Nb：0.050％以下、V：0.50％以下、Cu：1.0％以下、Ni：1.50％以下、Mo：1.0％以下、B：0.01％以下、REM：0.10％以下、和Zr：0.10％以下，余量由Fe和杂质组成，所述扁钢丝的拉伸强度为1000MPa以上，且在与长度方向垂直的截面上测定的Hv硬度的平均值为320以上且小于450，Hv硬度的测定值的标准偏差σHv为15以下，所述扁钢丝的宽度/厚度比为1.5以上且10以下。[Ca]+[Mg]>0.20×[S]···<1>其中，上述式<1>中的[Ca]、[Mg]、[S]表示各元素的以质量％计的含量。(2)根据(1)所述的抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝，其特征在于，以质量％计，含有选自Ti：0.001～0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝，其特征在于，以质量％计，含有C：0.25～0.60％、Si：大于0.50％且小于2.0％、Mn：0.20～1.50％、S：0.015％以下、P：0.015％以下、Cr：0.005～1.50％、Al：0.005～0.080％、和N：0.0020～0.0080％，以满足下述式

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.07 JP 2016-0439611.一种抗氢致开裂性优异的高强度扁钢丝，其特征在于，以质量％计，含有C：0.25～0.60％、Si：大于0.50％且小于2.0％、Mn：0.20～1.50％、S：0.015％以下、P：0.015％以下、Cr：0.005～1.50％、Al：0.005～0.080％、和N：0.0020～0.0080％，以满足下述式<1>的方式进一步含有Ca：0～0.0050％和Mg：0～0.0050％中的1种或2种，任选含有的成分为Ti：0.10％以下、Nb：0.050％以下、V：0.50％以下、Cu：1.0％以下、Ni：1.50％以下、Mo：1.0％以下、B：0.01％以下、REM：0.10％以下、和Zr：0.10％以下，余量由Fe和杂质组成，所述扁钢丝的拉伸强度为1000MPa以上，且在与长度方向垂直的截面上测定的Hv硬度的平均值为320以上且小于450，测定值...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井直树，大羽浩，矶新，杉丸聪，手岛俊彦，
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