压力配管用钢管及钢管坯料制造技术

一种实施了自紧处理的压力配管用钢管，其外表层区域的平均硬度为内表层区域的平均硬度的1.20倍以上，将钢管的外径设为D、内径设为d、外表面的残留应力的实测值设为σ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力配管用钢管及钢管坯料


[0001]本专利技术涉及压力配管用钢管及钢管坯料。

技术介绍

[0002]液压缸、气囊钢管、蓄压器、氢气用配管等的压力配管不仅要求高的强度，还要求优异的内压疲劳特性。
[0003]例如，专利文献1中公开了一种内压疲劳特性优异的缸筒用钢管的制造方法，其特征在于，在拉拔钢管而制造缸筒用钢管时，拉拔后在300～350℃下进行热处理。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开平4
‑
183820号公报
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：中山英介、宫原光雄、冈村一男、富士本博纪、福井清之，“基于超小型试验片的汽车用薄板点焊接头的疲劳强度予测”、材料、2004年10月、第53卷、第10号、p.1136
‑
1142
[0009]非专利文献2：社团法人日本材料学会编、“X射线应力测定法标准(2002年版)
‑
钢铁篇”、2002年3月

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]根据专利文献1，通过提高比例极限强度，能够得到内压疲劳特性优异的缸筒用钢管。但是，近年来，要求进一步提高内压疲劳特性，尚有改善的余地。
[0012]其中，作为提高内压疲劳特性的方法，可列举出进行自紧处理的方法。自紧处理是指通过使过大内压作用而使内表面附近局部发生塑性变形，产生压缩残留应力的处理。
[0013]如果钢管材料的强度变高，则自然能够提高对钢管的内侧施加的压力。但是，对钢管的内侧施加压力时，作为在钢管内表面不会发生由疲劳导致的破坏的极限的内压(以下，称为“极限内压”)不仅仅取决于钢管材料的强度。通过进行自紧处理，从而即使不使钢管的拉伸强度上升，也能够增加极限内压。
[0014]然而，在自紧处理中，若对钢管的内表面施加的压力过大，则破裂(burst)的风险提高，因此，从安全性的方面出发，通常设定得较低。其结果，在现有技术中，即使进行了自紧处理，也无法充分提高极限内压，尚有改善的余地。
[0015]而且，如果是薄壁的钢管，则存在管的内外表面的应力差变小，钢管整体存在发生屈服的风险，还存在难以仅使内表面附近局部发生塑性变形的问题。
[0016]本专利技术的目的在于，解决上述课题，提供具有高的极限内压的压力配管用钢管及钢管坯料。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本专利技术是为了解决上述课题而进行的，其以下述的压力配管用钢管及钢管坯料作为主旨。
[0019](1)一种实施了自紧处理的压力配管用钢管，
[0020]所述钢管具有外表面和内表面，
[0021]自所述外表面至壁厚的1/4的深度位置的外表层区域的平均硬度为自所述内表面至壁厚的1/4的深度位置的内表层区域的平均硬度的1.20倍以上，
[0022]将所述钢管的外径设为D(mm)、内径设为d(mm)、自紧处理后的所述钢管的外表面的残留应力的实测值设为σ
o1
(MPa)、自紧处理后且对半切割后的所述钢管的外表面的残留应力的实测值设为σ
o2
(MPa)、自紧处理后且对半切割后的所述钢管的内表面的残留应力的实测值设为σ
i2
(MPa)时，
[0023]由下述(i)式～(iv)式求出的自紧处理后的所述钢管的内表面的残留应力的推定值σ
i1
(MPa)为
‑
150MPa以下，
[0024]σ
i1
＝(
‑
σ
i2
)/(A
×
(t/T)2‑
1)
···
(i)
[0025]t/T＝((σ
o2
‑
σ
o1
)/(A
×
(σ
o2
‑
σ
o1
)
‑
C
×
σ
i2
))
1/2
···
(ii)
[0026]A＝3.9829
×
exp(0.1071
×
(D/d)2)
···
(iii)
[0027]C＝
‑
3.3966
×
exp(0.0452
×
(D/d)2)
···
(iv)。
[0028](2)根据上述(1)所述的压力配管用钢管，其中，D/d为2.0以下。
[0029](3)一种用于实施自紧处理的用途的压力配管用钢管坯料，
[0030]所述钢管坯料具有外表面和内表面，
[0031]自所述外表面至壁厚的1/4的深度位置的外表层区域的平均硬度为自所述内表面至壁厚的1/4的深度位置的内表层区域的平均硬度的1.20倍以上，
[0032]实施了自紧处理时，
[0033]将自紧处理后的钢管的外径设为D(mm)、内径设为d(mm)、自紧处理后的所述钢管的外表面的残留应力的实测值设为σ
o1
(MPa)、自紧处理后且对半切割后的所述钢管的外表面的残留应力的实测值设为σ
o2
(MPa)、自紧处理后且对半切割后的所述钢管的内表面的残留应力的实测值设为σ
i2
(MPa)时，
[0034]由下述(i)式～(iv)式求出的自紧处理后的所述钢管的内表面的残留应力的推定值σ
i1
(MPa)为
‑
150MPa以下。
[0035]σ
i1
＝(
‑
σ
i2
)/(A
×
(t/T)2‑
1)
···
(i)
[0036]t/T＝((σ
o2
‑
σ
o1
)/(A
×
(σ
o2
‑
σ
o1
)
‑
C
×
σ
i2
))
1/2
···
(ii)
[0037]A＝3.9829
×
exp(0.1071
×
(D/d)2)
···
(iii)
[0038]C＝
‑
3.3966
×
exp(0.0452
×
(D/d)2)
···
(iv)
[0039](4)根据上述(3)所述的压力配管用钢管坯料，其中，D/d为2.0以下。
[0040]专利技术的效果
[0041]根据本专利技术，能够稳定地获得具有高的极限内压的压力配管用钢管。
附图说明
[0042]图1是示出要利用推定装置来推定残留应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种实施了自紧处理的压力配管用钢管，所述钢管具有外表面和内表面，自所述外表面至壁厚的1/4的深度位置的外表层区域的平均硬度为自所述内表面至壁厚的1/4的深度位置的内表层区域的平均硬度的1.20倍以上，将所述钢管的外径设为D(mm)、内径设为d(mm)、自紧处理后的所述钢管的外表面的残留应力的实测值设为σ
o1
(MPa)、自紧处理后且对半切割后的所述钢管的外表面的残留应力的实测值设为σ
o2
(MPa)、自紧处理后且对半切割后的所述钢管的内表面的残留应力的实测值设为σ
i2
(MPa)时，由下述(i)式～(iv)式求出的自紧处理后的所述钢管的内表面的残留应力的推定值σ
i1
(MPa)为
‑
150MPa以下，σ
i1
＝(
‑
σ
i2
)/(A
×
(t/T)2‑
1)
···
(i)t/T＝((σ
o2
‑
σ
o1
)/(A
×
(σ
o2
‑
σ
o1
)
‑
C
×
σ
i2
))
1/2
···
(ii)A＝3.9829
×
exp(0.1071
×
(D/d)2)
···
(iii)C＝
‑
3.3966
×
exp(0.0452
×
(D/d)2)
···
(iv)。2.根据权利要求1所述的压力配管用钢管，其中，D/d为2.0以下。3.一种用于实施自紧处理的用途...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧野泰三，山崎正弘，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：