抗HIC厚钢板及UOE钢管制造技术

本发明专利技术的X60级以上的高强度、抗HIC特性优良的厚钢板及UOE钢管具有如下化学组成：按质量％计为C：0.02％～0.07％、Si：0.05％～0.50％、Mn：1.1％～1.6％、P：0.015％以下、S：0.002％以下、Nb：0.005％～0.060％、Ti：0.005％～0.030％、Al：0.005％～0.06％、Ca：0.0005％～0.0060％、N：0.0015％～0.007％、Cu、Ni、Cr和Mo中的至少一种合计大于0.1％、小于1.5％、其余部分由Fe和杂质构成，而且，Nb和Ti的偏析度分别为2.0以下，Nb偏析度/Mn偏析度之比及Ti偏析度/Mn偏析度之比均为1.0以上、1.5以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及厚钢板及UOE钢管，更具体地讲是涉及适合用于管线管、海洋构造物、 压力容器等用途的、抗氢致裂纹特性(抗HIC特性)优良的X60级以上的高强度的厚钢板及将该厚钢板作为原料的UOE钢管。在本专利技术中，“厚钢板”的意思是指板厚6. Omm以上的钢板。
技术介绍
对用于输送原油、天然气的管线管，除了要求强度、韧性、焊接性等通常的特性之外，由于有可能在含有硫化氢的腐蚀环境下使用，因此，作为重要的特性还要求上述管线管具有对于氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking)(以下简记作“HIC”)的耐性。实际上过去在管线管、油井管等中就发生过由HIC引起的漏油、破坏、爆炸事故， 因此，以往对HIC进行了很多研究。结果可明确HIC的产生原理因腐蚀反应而产生的氢离子吸附在钢表面，作为原子状氢扩散到钢内部而聚集在钢材中的MnS、氧化物系夹杂物的周围，分子化而成为气体，因该气体的内压而产生裂纹。因此，作为HIC的防止对策，公开有如下地大致区分的方法。(1)在专利文献1中记载有这样的内容基于在钢材中存在MnS时会以MnS为起点产生裂纹、若MnS在轧制时伸展得较长则裂纹敏感性增大这样的见解，通过降低钢中的S 含有量且向钢中添加Ca、REM,来使钢中的S成为微细的球状化的CaS、REM硫化物。(2)在专利文献2中公开有这样的内容考虑到在铸坯的相当于中心偏析部的部位，由于C、Mn、P等偏析会形成有马氏体、贝氏体等较硬的组织，这些较硬的组织会成为裂纹的传播路径，而通过降低钢中的C、Mn、P等的浓度、进行利用扩散来减轻偏析的均热处理以及提高轧制后的冷却速度来防止生成较硬的组织。另外，在专利文献3、4中公开有通过在连续铸造的残留有未凝固钢液的阶段使铸坯暂且凸起(bulging)之后将其压下来消除中心偏析的部分。(3)在专利文献5 7中公开有这样的内容随着最近越来越要求提高钢材的强度规格，利用应对上述中心偏析部、MnS生成的单独对策并不足够的情况越来越增多，因此， 通过向钢中添加Cu、Ni，而在钢材表面形成保护被膜来抑制氢进入到钢中，并且同时添加 Cr、Mo 等、进行车 L 制时的力口工热处理(TMCP, thermomechanical control process)。专利文献1 JP54-110119A1专利文献2 JP61-60866A1专利文献3 JP09-57410A1 专利文献 4 JP2002-105604A1专利文献5 JP06-220577A1专利文献6 JP09-209037A1专利文献7 :JP2003-2^922A
技术实现思路
本专利技术人主要对于管线管等所采用的X60级(YS :60ksi、YP为70ksi左右)以上的厚钢板进行了研究，新查明了利用上述(1) (3)所说明的以往对策无法防止的HIC产生原理。本专利技术的目的在于对于)(60级以上的强度等级的厚钢板、特别是易于显著地引起偏析的板厚IOmm以上的厚钢板，提供能够防止利用迄今共知的HIC的防止对策无法防止的 HIC的、抗HIC特性优良的厚钢板(以下也称作抗HIC厚钢板)以及UOE钢管。本专利技术是除了基于以往被看作是妨碍抗HIC特性的主要原因的MnS、C、Mn、P之外， 还基于Nb的碳氮化物为HIC的产生起点这样的重要见解而完成的。本专利技术是一种抗HIC特性优良的厚钢板，其特征在于，该厚钢板具有如下的化学组成按质量 ％ 计为 C :0. 02% 0. 07%、Si :0. 05% 0. 50%、Mn :1. 1 % 1. 6%、 P :0. 015 % 以下、S :0. 002 % 以下、Nb :0. 005 % 0. 060 %、Ti :0. 005 % 0. 030 %、Al 0. 005% 0. 06%、Ca 0. 0005% 0. 0060%, N 0. 0015% 0. 007%、从满足式(1)的量的Cu、Ni、Cr和Mo中选择的至少一种、V 0. 10%、其余部分由!^e和杂质构成，而且， Nb偏析度为2. 0以下，Nb偏析度与Mn偏析度之比α ( α =Nb偏析度/Mn偏析度)为1. 0 以上、1. 5以下，Ti偏析度为2. 0以下，Ti偏析度与Mn偏析度之比β (β = Ti偏析度/Mn 偏析度)为1.0以上、1.5以下。式(1)0. 1%< (Cu+Ni+Cr+Mo) < 1. 5%上述式中，元素符号是指各元素的含有量(质量％ )的意思。在本专利技术中，“Nb偏析度”、“Mn偏析度”及“Ti偏析度”的意思是指，在钢板的与板轧制方向平行地剖切而成的截面(与板表面垂直的截面)中，在自板厚中心向上下50点以上、优选为100点或者更多的地点测定Nb、Mn及Ti浓度，针对Nb、Mn及Ti，分别通过以作为所有测定值的算术平均值的平均浓度去除作为所有测定值中的最大测定值的最高浓度而计算出的值。即，Nb偏析度是最高Nb浓度/平均Nb浓度，同样，Mn偏析度是最高Mn浓度/平均Mn浓度，Ti偏析度是最高Ti浓度/平均Ti浓度。50点以上、优选为100点或者更多的测定点优选为在板厚方向上整个板厚的20% 以上的长度范围(即，从板厚中心向上下分别为整个板厚的10%以上的长度范围)内，自板厚中心向上下方向大致以均等的增量变化的位置。例如自板厚中心向上下以100 μ m(= 0. 1mm)间隔分别在25点以上、优选为50点或者更多的地点测定Nb、Mn、Ti的各浓度。在任一种情况下，通过由得到的50点以上的测定值求出Nb、Mn、Ti的平均浓度和最大浓度，能够计算出各元素的偏析值。如后所述，在本专利技术的实施例中，通过自板厚中心向上下以0. Imm 间隔各对60点(合计测定长度12mm)进行测定来求得偏析度。“厚钢板1Π上所述是指板厚6. Omm以上的钢板的意思。优选的板厚是特别易于引起偏析的IOmm以上。板厚的上限并没有特别的规定，但只要采用本专利技术，就能够实现板厚 40mm以内的抗HIC厚钢板。从另一个方面考虑，本专利技术是一种UOE钢管，其特征在于，将上述抗HIC厚钢板作为原料。UOE钢管通过将厚钢板冲压成形为U型、接着冲压成形为0型，将板的对接部埋弧焊接之后，从内侧利用扩管器扩管而精加工为规定尺寸来制造。4在本专利技术的抗HIC厚钢板及UOE钢管中，能够得到X60级(YP70ksi左右)以上的高强度。另外，除了控制Mn、C、P、S等以往提出的导致产生HIC的元素之外，能够防止由 Nb、Ti的碳氮化物引起产生HIC，因此，能够可靠地防止在高强度厚钢板中产生HIC。本专利技术的抗HIC特性优良的厚钢板能够用于制造海洋构造物、压力容器等构造物或者UOE钢管。本专利技术的抗HIC特性优良的UOE钢管特别适合管线管，但也能够在海洋构造物中使用。由于能够可靠地防止产生HIC，因此制品的可靠性显著升高。附图说明图1是表示利用激光ICP法得到的Mn、P、S、Nb、C的偏析度调查结果的坐标图。图2的(a)是表示Mn浓度和Nb浓度的关系的坐标图，图2的(b)是表示Mn浓度和Ti浓度的关系的坐标图。具体实施例方式本专利技术的厚钢板的化学组成像以下说明的那样。另外，在以下说明中，与钢的化学组成相关的％全部是指质量％的意思。C 0. 02% 以上、0. 07% 以下通常，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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥伸彰，山本昭夫，湊出，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：