高强度焊接钢管及其制造方法技术

技术编号:7900866 阅读:211 留言:0更新日期:2012-10-23 12:25
本发明专利技术提供一种高强度焊接钢管,其中,对成形为管状的钢板的对接部进行焊接,所述钢板的母材部以质量%计,含有C:0.010~0.080%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~2.00%、S:0.0001~0.0050%、Ti:0.003~0.030%、Mo:0.05~1.00%、B:0.0003~0.0100%、O:0.0001~0.0080%、N:0.006~0.0118%,剩余部分包括铁和不可避免的杂质,将以下元素限制在P:0.050%以下、Al:0.008%以下,Ceq为0.30~0.53,Pcm为0.10~0.20,[N]-[Ti]/3.4低于0.003,所述钢板的焊接热影响区的原γ晶粒的平均晶体粒径为250μm以下,在所述原γ晶粒内含有贝氏体和晶内贝氏体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及优选适用于原油及天然气输送用干线管的低温韧性优良的。本申请基于2010年2月4日提出的日本专利申请特愿2010-22831号并主张其优先权,这里引用其内容。
技术介绍
现在,作为原油及天然气的长距离输送用干线管的原材料,从美国石油协会(API)标准的X70 (抗拉强度为570MPa以上)到X80 (抗拉强度为625MPa以上)的干线用钢管正在实用化。近年来,为了进一步提高输送效率,一直在对干线管的内压的高压化进行研究,、为了能够抗高内压,要求X70以上、甚至X80以上的高强度干线管用钢管的厚壁化。此外,可以预想,今后的原油及天然气的开采区将延伸到北极圈等极寒地带,对于高强度厚壁干线管用钢管,要求_40°C以下、甚至_60°C以下的低温韧性。特别是在制造钢管时,在通过UO工序将厚钢板成形为管状后,将端部彼此之间对接,通过电弧焊焊接缝部,但是,如果板厚(壁厚)较厚,则需要大线能量,焊接热影响区(Heat Affected Zone,以下也称为HAZ)的粒径粗大化,因此低温韧性的下降成为重要的问题。与此相对应,关于提高高强度厚壁干线管用钢管的HAZ的低温韧性的技术,有通过极端降低C量而将贝氏体作为基本组织的方法(例如专利文献I 2)。此外,提出了利用晶内相变使HAZ的组织微细化的方法(例如专利文献3 5)。另外,有采用以规定了结晶方位关系的贝氏体为主体的组织,通过合金元素的均衡化控制对韧性有害的马氏体-奥氏体复合体(Martensite-Austenite constituent,以下也称为MA)的方法(例如专利文献6)。此外,即使在提高了淬透性的厚壁钢管中,也有采用以贝氏体为主体的组织,利用晶内贝氏体使HAZ微细化的方法(例如专利文献7)。以上的方法对于提高HAZ的低温韧性是非常有效的。最近,对增加高强度干线管的壁厚及对低温韧性的要求越来越高,要求20_以上的壁厚和_60°C以下时的HAZ韧性。但是,在以前的方法中,满足这些要求是困难的。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利第3602471号公报专利文献2 日本特开2000-345239号公报专利文献3 日本特开平08-325635号公报专利文献4 :日本特开2001-355039号公报专利文献5 :日本特开2003-138340号公报专利文献6 :日本特开2007-239049号公报专利文献7 :日本特开2008-163456号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题为了提高干线管的输送效率,提高钢管的强度且增加壁厚是有效的,但难以确保钢管的焊接区在低温下的HAZ韧性。特别是在20mm以上的厚壁材中,在缝焊时需要大线能量,因HAZ的粒径粗大化 而使确保_40°C、甚至_60°C这一极低温下的韧性变得非常困难。本专利技术是鉴于上述事情而完成的,特别是提供一种即使壁厚在20mm以上、甚至在30mm以上,也能充分确保_40°C、甚至_60°C这一极低温下的HAZ低温韧性的。在本专利技术中,提供一种在HAZ的金属组织中具有含有贝氏体和晶内贝氏体的微细金属组织的低温韧性优良的。用于解决课题的手段在本专利技术的高强度焊接钢管中,为了降低C及Al、抑制HAZ的原Y粒径的粗大化而添加适量的Ti和N,为了抑制在大线能量缝焊时生成的粗大的晶界铁素体而添加适量的B,将淬透性的指标即碳当量Ceq及焊接性的指标即裂纹敏感性指数Pcm控制在最适当范围,对具有这样的成分组成的钢板进行缝焊。具体地说,本专利技术的要旨如下。(I) 一种高强度焊接钢管,其是对成形为管状的钢板的对接部进行焊接而成的钢管,其特征在于所述钢板的母材部以质量%计,含有C :0. 010 0. 080%、Si :0. 01 0. 50%、Mn :0. 50 2. 00%、S :0. 0001 0. 0050%、Ti :0. 003 0. 030%、Mo :0. 05 I. 00%、B :0. 0003 0. 0100%、0 :0. 0001 0. 0080%、N :0. 006 0. 0118%,剩余部分包括铁和不可避免的杂质,并将以下元素限制在P :0. 050%以下、Al :0. 008%以下;在将、、、、、、、、、及分别定义为 C、Si、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、B、N及Ti的以质量%计的含量时,通过下式< I >求出的CeqSO. 30 0. 53,通过下式<2 >求出的PcmSO. 10 0. 20,所述及所述满足下式< 3 >,所述钢板的焊接热影响区的原Y晶粒的平均晶体粒径为250 y m以下,在所述原Y晶粒内含有贝氏体和晶内贝氏体。Ceq = + /6 + ( + )/15 + ( + + ) /5式<I >Pcm = + /30 + ( + + ) /20 + /60 + /15+ /10 + 5式< 2 > — /3. 4 < 0. 003 式< 3 >(2)根据上述(I)所述的高强度焊接钢管,其中,所述母材部以质量%计,也可以进一步含有 Cu :0. 05 I. 5%、Ni :0. 05 5. 00%、Cr :0. 02 I. 50%、W :0. 01 0. 50%、V 0. 010 0. 100%、Nb :0. 001 0. 200%、Zr :0. 0001 0. 0500%、Ta :0. 0001 0. 0500%、Mg 0. 0001 0. 0100%,Ca :0. 0001 0. 0050%,REM :0. 0001 0. 0050%,Y :0. 0001 0. 0050%、Hf :0. 0001 0. 0050%、Re :0. 0001 0. 0050% 中的 I 种以上。(3)根据上述(I)或(2)所述的高强度焊接钢管,其中,所述母材部的板厚也可以为 20 40mm n(4)根据上述(I)或(2)所述的高强度焊接钢管,其中,圆周方向为拉伸方向时的所述母材部的抗拉强度也可以为500 800MPa。(5)本专利技术的一方式涉及一种高强度焊接钢管的制造方法,其中,将具有上述(I)或(2)所述的成分组成的钢板成形为管状;通过电弧焊将对接部进行缝焊,从而形成缝焊部。(6)根据上述(5)所述的高强度焊接钢管的制造方法,其中,所述电弧焊也可以是埋弧焊。(7)根据上述(6)所述的高强度焊接钢管的制造方法,其中,所述埋弧焊的线能量也可以为3. 5 10. OkJ/mmn(8)根据上述(5)所述的高强度焊接钢管的制造方法,其中,也可以进一步对所述缝焊部进行热处理。(9)根据上述(8)所述的高强度焊接钢管的制造方法,其中,在所述热处理中的加热温度也可以为300 600°C。 专利技术效果根据本专利技术,由于含有适量的Ti及N、B,具有提高淬透性的成分组成,缝焊后的HAZ中的原Y粒径为250 iim以下,原、晶粒内的组织为含有贝氏体和晶内贝氏体的微细组织,因此,强度和极低温下的HAZ韧性得以提高。因此,本专利技术能够提供低温韧性优良的,对产业上的贡献是非常显著的。附图说明 图I是表示N的添加量与原Y粒径的关系的图示。图2是表示原Y粒径与一 60°C时的夏氏吸收能的关系本文档来自技高网
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【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:藤城泰志原卓也寺田好男坂本真也朝日均
申请(专利权)人:新日本制铁株式会社
类型:发明
国别省市:

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