管线管用无缝钢管的制造方法及管线管用无缝钢管技术

本发明专利技术提供管线管用无缝钢管的制造方法及管线管用无缝钢管，该制造方法能够提高管线管用无缝钢管的韧性。对圆钢坯进行加热（S1），该圆钢坯具有如下化学成分：以质量％计，含有C：0.02％～0.15％、Si：0.5％以下、Mn：0.5％～2.5％，余量由Fe及杂质组成。对加热后的圆钢坯进行穿孔轧制而制造管坯（S2）。对管坯进行延伸轧制及定径轧制而制造无缝钢管（S3）。对无缝钢管进行水冷，并在无缝钢管的温度达到450℃以下时停止水冷（S5）。对水冷后的无缝钢管进行淬火（S6）。对淬火后的无缝钢管进行回火（S7）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无缝钢管的制造方法及无缝钢管，更详细地说，涉及管线管(linepipe)用无缝钢管的制造方法及管线管用无缝钢管。
技术介绍
配置在海底的管线在内部通过有高压流体。并且，管线受到由波浪造成的循环应变(繰>9返歪)和海水压力。因此，要求在海底的管线中所使用的钢管具有高强度与高韧性。若增厚管线管用无缝钢管的壁厚，则能够获得高强度。但是，若壁厚增厚，则容易产生脆性破坏，韧性会降低。因此，对于在海底中所使用的管线管用无缝钢管，特别谋求其具有优异的韧性。 在日本特开2000 - 104117号公报(专利文献I)中公开有提高管线管用无缝钢管的韧性的制造方法。在专利文献I所公开的制造方法中，使紧接着穿孔轧制之后的钢管温度为950°C以上。然后，使钢管温度不为Ar3点以下地在900°C 1000°C的温度下均热钢管。然后，以5°C / sec以上的冷却速度冷却被均热的钢管。此外，在日本特开昭63 - 215309号公报(专利文献2)、日本特开平9 一 3539号公报(专利文献3)、日本特开2008 - 266700号公报(专利文献4)、日本特许第3755163号(专利文献5)以及日本特许第3855300号(专利文献6)中公开有提高不是管线管用无缝钢管的其他钢管的韧性的制造方法。在专利文献2所公开的制造方法中，利用穿轧机、芯棒式无缝管轧机、冷却设备、再加热炉以及张力减径机(stretch reducer)。利用穿轧机将钢坯穿孔而制成管坯。然后，利用芯棒式无缝管轧机对管坯进行延伸轧制。利用冷却设备将延伸轧制后的管坯冷却至Arl点以下。然后，在张力减径机中对冷却后的管坯进行定径轧制。在专利文献3所公开的制造方法中，以空气冷却以上的冷却速度从Ar3点以上的温度对精轧后的钢管进行冷却。然后，在Acl点以下的温度对冷却后的钢管进行回火。在专利文献4所公开的制造方法中，对定径轧制后的钢管进行加速冷却。然后，将加速冷却后的钢管保持在350°C 600°C的温度。在专利文献5所公开的制造方法中，将精轧后的钢管加热至850°C 1100°C。然后，对加热后的钢管进行淬火。对于淬火的冷却速度并没有特别限定。在专利文献6所公开的制造方法中，以80°C /分钟以上的冷却速度将精轧后的钢管冷却至Ar3点以下的温度。然后，对被冷却的钢管进行淬火、回火。专利文献I所公开的制造方法一定程度地提高管线管用无缝钢管的韧性。但是，在最近，谋求进一步提高管线管用无缝钢管的韧性。专利文献2 专利文献6的制造方法用于制造与管线管用无缝钢管不同钢种的钢管。因此，这些制造方法未必适合于提高管线管用无缝钢管的韧性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高管线管用无缝钢管的韧性的、管线管用无缝钢管的制造方法。本专利技术人为了提高管线管用无缝钢管的韧性，对进一步细化钢的晶粒的方法进行了研究。其结果，本专利技术人认为在对利用热加工制造的钢管进行了加速冷却之后，还对其进行淬火，由此，会细化钢管的晶粒。具体地说，在对利用穿孔机及连续轧机(芯棒式无缝管轧机及定径机(sizer)或张力减径机)制造而得的无缝钢管进行水冷(加速冷却)的工序与对其进行回火的工序之间插入对其进行淬火的工序。利用该制造方法制造而得的管线管用无缝钢管的晶粒会被细化，其韧性会提高。本专利技术人还认为若在加速冷却中降低水冷停止温度，则会进一步细化晶粒。水冷停止温度是指在加速冷却中停止水冷时钢管的表面温度。当对具有Ar3点以上的表面温度的管线管用钢管进行水冷时，若水冷停止温度较低，则会在钢中生成贝氏体组织。贝氏体组织被认为是与马氏体组织相同地由晶格相变而生成的，其含有位错等高密度的晶格缺 陷。若将贝氏体组织的钢管加热至淬火温度，则会以高密度的晶格缺陷为起点生成微小的Y晶粒。因此，淬火及回火后的钢管的晶粒会被细化，钢管的韧性会提高。基于以上见解，对加速冷却中的水冷停止温度与韧性间的关系进行了调查。在图I中表示水冷停止温度与韧性间的关系。图I是利用以下方法获得的。准备了具有表I所示的化学成分的多个钢坯。化学成分(质量％'余量为Fe以及P、S、Al以外的杂质)C Si Mn P S Lu Cr Ni Mo Ti V Nb Al0.06 0.3 1.3 0.01 0.001 — 0.2 — 0.1 0.03 — 0.03 0.05利用加热炉对各钢坯进行了加热。接着，利用穿孔机对各钢坯进行穿孔轧制而制成管坯。接着，利用延伸轧制机对各管坯进行了延伸轧制。接着，利用定径轧制机对各管坯进行定径轧制，制造了多根管线管用无缝钢管。接着，对所制造的各无缝钢管进行水冷(力口速冷却)。此时，针对每根无缝钢管改变水了冷停止温度。水冷开始时的无缝钢管的表面温度(外表面温度)均为1100°c。对冷却后的各无缝钢管进行了淬火。淬火温度为950°C，均热40分钟。在淬火之后，对各无缝钢管进行了回火。回火温度为650°C，均热30分钟。利用以上工序制造了管线管用无缝钢管。从所制造的各管线管用无缝钢管的壁厚中央部提取了符合JIS Z 2202的V型切口试验片。然后，使用各V型切口试验片，实施符合JIS Z 2242的夏比冲击试验，并求得能量转变温度νΤΕ，获得了图I所示的曲线Cl。参照图1，随着水冷停止温度降低，能量转变温度νΤΕ ( V )降低。并且，以水冷停止温度=450°C为界，曲线Cl的斜率发生了变化。更具体地说，当水冷停止温度降低时，直到水冷停止温度达到450°C为止，能量转变温度急速地降低。另一方面，在不足450°C的温度范围内，即使水冷停止温度降低，能量转变温度也没有那么急速地降低。即，曲线Cl在水冷停止温度=450 V时具有拐点。基于以上新的发现，本专利技术人完成了以下的专利技术。本专利技术的管线管用无缝钢管的制造方法具有对圆钢坯进行加热的工序，该圆钢坯具有如下化学成分以质量％计，含有c :0. 02% O. 15%, Si :0. 5%以下、Mn :0. 5% 2.5%，余量由Fe及杂质组成；对加热后的圆钢坯进行穿孔轧制而制造管坯的工序；对管坯进行延伸轧制及定径轧制而制造无缝钢管的工序；对所制造的无缝钢管进行水冷，并在无缝钢管的温度为450°C以下时停止水冷的工序；对水冷后的无缝钢管进行淬火的工序；以及对淬火后的无缝钢管进行回火的工序。 优选管线管用无缝钢管的制造方法还具有将所制造的无缝钢管加热至900°C 1100°C的工序。在进行水冷的工序中，对加热后的无缝钢管进行水冷。优选圆钢坯的化学成分还含有从由如下元素组成的组中选择的I种或2种以上的元素Cu 1. 5% 以下、Ni 1. 5% 以下、Cr 1. 0% 以下、Mo 0. 8% 以下、V 0. 2% 以下、Nb O. 06%以下以及Ti :0. 05%以下。本专利技术的管线管用无缝钢管利用上述的制造方法制造。附图说明图I是表示本专利技术的管线管用无缝钢管的能量转变温度与水冷停止温度间的关系的图。图2是表示本专利技术的管线管用无缝钢管的制造设备线的结构的框图。图3是表示利用了图2所示的制造设备线的管线管用无缝钢管的制造流程的流程图。图4是表示图3所示的制造流程中的各工序中的材料的表面温度的变化的图。图5是表示实施例I的管线管用无缝钢管的强度与水冷停止温度间的关系的图。图6是表示实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.27 JP 2010-0160041.一种管线管用无缝钢管的制造方法，其中， 该管线管用无缝钢管的制造方法具有 对圆钢坯进行加热的工序，该圆钢坯具有如下化学成分以质量％计，含有C :0.02% O. 15%、Si 0. 5%以下、Mn :(λ 5% I. 5%，余量由Fe及杂质组成； 对加热后的圆钢坯进行穿孔轧制而制造管坯的工序； 对上述管坯进行延伸轧制及定径轧制而制造无缝钢管的工序； 对上述无缝钢管进行水冷，并在上述无缝钢管的温度达到450°C以下时停止水冷的工序; 对水冷后的上述无缝钢管进行淬火的工序；以及 对淬火后的上述无缝钢管进行回火的工序。2.根据权利要求I所述的管线管用无缝钢管的制造方法，其中， 该管线管用无缝钢管的制造方法还具有将上述制造出的无缝钢管加热至900°C 1100°C的工序， 在上述进行水冷的工序中，对上述加热后的无缝钢管进行水冷。3.根据权利要求I所述的管线管用无缝钢管的制造方法，其中， 上述化学成分还含有从由如下元素组成的组中选择的I种或2种以上的元素Cu 1.5% 以下、Ni :1. 5% 以下、Cr :1. 0% 以下、Mo :0. 8% 以下、V :0. 2% 以下、Nb :0. 06% 以下以及Ti :0. 05%以下。4.根据权利要求2所述的管线管用无缝钢管的制造方法，其中， 上述化学成分还含有从由如下元素组...

【专利技术属性】
技术研发人员：一入启介，近藤邦夫，荒井勇次，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：