无缝钢管及其制造方法技术

一种无缝钢管，其化学组成以质量％计为C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.2％、P≤0.025％、S≤0.005％、Cu≤0.20％、N≤0.007％、Ni：0.20～0.50％、Cr：0.30％以上且小于0.50％、Mo：0.30～0.50％、Nb：0.01～0.05％、Al：0.001～0.10％、B：0.0005～0.0020％、Ti：0.003～0.050％、V：0.01～0.20％、Ca、Mg和REM中的任意1种以上的总量：0～0.025％、余量：Fe和杂质，Pcm(＝C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo/15)+(V/10)+5B)≤0.30，金相组织以面积％计为回火马氏体≥90％，拉伸强度≥980MPa，使用2mmV型缺口试验片的‑40℃下的夏比冲击值≥75J/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无缝钢管及其制造方法
本专利技术涉及一种无缝钢管及其制造方法。
技术介绍
机械结构构件中，对于圆筒形的构件，现有技术中，很多都是对棒钢实施锻造或拉伸轧制，或者进一步实施切削加工得到期望的形状后，实施热处理，从而赋予机械结构构件所必须的机械特性。但是，近年来，受机械结构物的大型化和高耐力化的倾向的影响，要求通过将圆筒形的机械结构构件替换为中空的无缝钢管，以实现轻量化。尤其是，对于用于起重机的起重臂上的钢管，除了高层建筑所需的起重机的大型化外，还需要在寒冷地区作业，因此要求其高强度化的同时，还要求其高韧性化。具体地，最近，作为起重机的起重臂的用途，还要求一种具有980MPa以上的拉伸强度，且在-40℃这样的低温下具有优异的韧性的无缝钢管。对于高强度且高韧性的无缝钢管及其制造方法，已经公开了各种各样的技术。例如，专利文献1中公开了一种无须添加高价的合金钢，通过在线加工热处理，能够制造韧性优异的高强度无缝钢管的方法。专利文献2中公开了一种拉伸强度为950MPa以上，屈服强度为850MPa以上，且-40℃下的夏比冲击吸收能量为60J以上的无缝钢管及其制造方法。专利文献3中公开了一种拉伸强度为950MPa以上，屈服强度为850MPa以上，且-40℃下的夏比冲击吸收能量为60J以上，壁厚为超过30mm的无缝钢管及其制造方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-240913号公报专利文献2：国际公开第2010/061882号专利文献3：日本特开2012-193404号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1中公开的高强度无缝钢管的拉伸强度最大也仅为899MPa，用于起重机的起重臂用途的强度不能够说是充分的。而专利文献2中公开的无缝钢管具有拉伸强度为950MPa以上及屈服强度为850MPa以上的高强度，且低温下的韧性亦优异，而且焊接施工后的特性也为令人满意的水准。另外，专利文献3中公开的无缝钢管即使为壁厚超过30mm的厚壁时，也具有拉伸强度为950MPa以上及屈服强度为850MPa以上的高强度，且低温下的韧性亦优异。此处，作为起重机的起重臂的用途中，不仅要求钢管具有高强度和高韧性，还要求具有高焊接性。作为焊接性的评价标准，为人熟知的是下述[A]式所示的Pcm(焊接裂纹敏感性组成(％))。Pcm＝C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo/15)+(V/10)+5B…[A]其中，[A]式中的元素符号表示各元素的钢中含量(质量％)，不含时记为0。一般来说，Pcm大的话，则容易产生焊接部的低温裂纹。因此，Pcm在实际的焊接中，多用作预热温度的管理的指标。进一步地，最近为了避免焊接施工繁杂，出现了省略预热或要求尽可能低温的预热的倾向。因此，起重机的起重臂用无缝钢管产品中，Pcm并非焊接性的单纯的标准，有时还作为规格要求其值为规定值以下(具体地，例如Pcm≤0.30)。此时，对于Pcm＞0.30的产品，即使通过对该产品的焊接性进行实际评价，认为其实用上完全没问题，也会在进行该实际的评价之前，以Pcm的值为由判断为不采用。专利文献2中公开的无缝钢管以高值含有Cr和Mo。因此，也能设想到无法满足Pcm为0.30以下这样严格的要求。另外，专利文献3中公开的无缝钢管也是以高值含有Cr和Mo的，因此也能设想到无法满足Pcm为0.30以下这样严格的要求。进一步地，该无缝钢管的制造方法是对低合金钢进行热加工来制管后，实施2次以上的淬火与回火的方法。因此，可以设想到生产率方面不利，能量成本会增加。本专利技术的目的在于提供一种拉伸强度为980MPa以上，使用2mmV型缺口夏比试验片的-40℃下的冲击值(以下，仅称为“-40℃下的夏比冲击值”)为75J/m2以上，且Pcm为0.30以下的无缝钢管及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术是为了解决上述的技术问题而得到的，其要点为下述所示的无缝钢管及其制造方法。(1)一种无缝钢管，其化学组成以质量％计为C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.2％、P：0.025％以下、S：0.005％以下、Cu：0.20％以下、N：0.007％以下、Ni：0.20～0.50％、Cr：0.30％以上且小于0.50％、Mo：0.30～0.50％、Nb：0.01～0.05％、Al：0.001～0.10％、B：0.0005～0.0020％、Ti：0.003～0.050％、V：0.01～0.20％、Ca、Mg和REM中的任意1种以上的总量：0～0.025％、余量：Fe和杂质，下述[A]式所示的Pcm的值为0.30以下，金相组织以面积％计为回火马氏体：90％以上，拉伸强度为980MPa以上，使用2mmV型缺口试验片的-40℃下的夏比冲击值为75J/cm2以上。Pcm＝C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo/15)+(V/10)+5B…[A]其中，[A]式中的元素符号表示各元素的钢中含量(质量％)，不含时记为0。(2)一种制造上述(1)所述的无缝钢管的方法，其为使用具有上述(1)所述的化学组成的钢坯，依次实施下述的[i]～[iv]的工序的无缝钢管的制造方法。[i]：热制管工序，将钢坯加热至1200～1300℃后，进行以截面减少率计为40～99％的加工从而制造管坯[ii]：冷却工序，将所述管坯冷却至小于Ac1点的温度[iii]：淬火工序，将冷却的管坯加热至Ac3点～950℃后，进行骤冷[iv]：回火工序，将淬火的管坯加热至500～600℃后，冷却至室温专利技术的效果根据本专利技术，能够得到具有拉伸强度为980MPa以上的高强度的同时，低温韧性亦优异，且Pcm小至0.30以下的焊接性优异的无缝钢管。附图说明图1为回火马氏体的面积率为90％以上且小于95％的试验编号1的组织照片。图2为回火马氏体的面积率为小于90％的试验编号3的组织照片。图3为回火马氏体的面积率为95％以上的试验编号31的组织照片。具体实施方式本专利技术人等针对以廉价的低合金钢为基础的化学组成，通过热加工来制管后，仅实施1次淬火和回火，即可得到能够确保规定的强度与夏比冲击值且Pcm为0.30以下的无缝钢管的方法进行了不断研究。其结果，得到了下述重要的见解。(a)从焊接性的角度出发，为了将Pcm控制为0.30以下的低值，降低上述的[A]式中含有的合金元素的含量即可。但是，若仅降低该合金元素量，则会导致淬火性的降低，而无法得到充分的淬火组织。因此，即使能够确保良好的焊接性，也无法兼具规定的强度与韧性。(b)以质量％计，B的含量若为0.0020％以下，则为了降低Pcm而将Cr和Mo的含量上限均控制为0.50％的话，复合含有这些的钢在回火时也不会形成粗大的硼碳化物，能够确保良好的低温韧性。即，通过含有适当量的B，存在低合金钢的成分体系，其能够较便宜地提高淬火性，能够兼具强度与韧性。(c)而为了通过仅实施1次淬火和回火，即兼具高强度与高韧性，微细化该淬火时的奥氏体晶粒即可。本专利技术是基于上述的见解得到的。以下，针对本专利技术的各特征进行详细说明。(A)化学组成本专利技术涉及的无缝钢管和钢坯的化学组成的限定理由如下所示。下述的说明中，针对各元素的含量的“％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无缝钢管，其化学组成以质量％计为C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.2％、P：0.025％以下、S：0.005％以下、Cu：0.20％以下、N：0.007％以下、Ni：0.20～0.50％、Cr：0.30％以上且小于0.50％、Mo：0.30～0.50％、Nb：0.01～0.05％、Al：0.001～0.10％、B：0.0005～0.0020％、Ti：0.003～0.050％、V：0.01～0.20％、Ca、Mg和REM中的任意1种以上的总量：0～0.025％、余量：Fe和杂质，下述[A]式所示的Pcm的值为0.30以下，金相组织以面积％计为回火马氏体：90％以上，拉伸强度为980MPa以上，使用2mmV型缺口试验片的‑40℃下的夏比冲击值为75J/cm2以上，Pcm＝C+(Si/30)+(Mn/20)+(Cu/20)+(Ni/60)+(Cr/20)+(Mo/15)+(V/10)+5B…[A]其中，[A]式中的元素符号表示各元素的钢中质量％含量，不含时记为0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.01 JP 2016-1509471.一种无缝钢管，其化学组成以质量％计为C：0.10～0.20％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.2％、P：0.025％以下、S：0.005％以下、Cu：0.20％以下、N：0.007％以下、Ni：0.20～0.50％、Cr：0.30％以上且小于0.50％、Mo：0.30～0.50％、Nb：0.01～0.05％、Al：0.001～0.10％、B：0.0005～0.0020％、Ti：0.003～0.050％、V：0.01～0.20％、Ca、Mg和REM中的任意1种以上的总量：0～0.025％、余量：Fe和杂质，下述[A]式所示的Pcm的值为0.30以下，金相组织以面积％计为回火马氏体：90％以上，拉伸强度为980MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：三木健史，荒井勇次，三原佑介，内田阳介，山崎正弘，山本将之，
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