無縫鋼管以及其的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無縫鋼管以及其的制造方法，更詳細而言，涉及適宜管線管用途的無 縫鋼管以及其制造方法。
[0002] 本申請要求基于在2012年08月29日在日本提出的日本特愿2012-188634號的 優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來進行以深海以及寒冷地為代表的、與以往相比更嚴苛的酸環(huán)境的油井以及 氣井的開發(fā)。對于在架設(shè)于這樣的嚴苛的酸環(huán)境的海底管道，要求比以往高的強度（耐壓 性）以及韌性，進而要求耐氫致裂紋性（耐HIC性）。
[0004] 對于要求這樣的特性的海底管道，與焊接鋼管相比無縫鋼管更適宜。這是由于焊 接鋼管沿長度方向具有焊接部（縫部）。焊接部與母材相比韌性低。因此，對于海底管道適 宜無縫鋼管。
[0005] 若增厚無縫鋼管的壁厚，則得到高耐壓性。然而，若壁厚變厚，則容易產(chǎn)生脆性破 壞、韌性降低。在厚壁的無縫鋼管中，為了提高強度以及韌性，若增加碳等合金元素的含量、 提高淬火性即可。然而，對提高了淬火性的無縫鋼管相互進行圓周焊接時，焊接熱影響部容 易硬化，圓周焊接部的韌性以及耐HIC性降低。
[0006] 專利文獻1~3中公開了提高強度以及韌性的管線管用途的無縫鋼管以及其制造 方法。
[0007] 在專利文獻1中記載了在所公開的管線管用途的無縫鋼管中，Mn含量以及Mo含 量的積為〇. 8~2. 6,由此，強度以及韌性提高。進而，專利文獻1中記載了所公開的管線管 用途的無縫鋼管含有Ca以及稀土類金屬（REM)中的1種以上，由此，耐SSC性高。
[0008] 專利文獻2中所公開的管線管用途的無縫鋼管具有以貝氏體為主體，滲碳體的長 度為20ym以下的金相組織。專利文獻2中記載了由此即便為厚壁也可以得到高強度且良 好的韌性以及耐蝕性。
[0009] 在專利文獻3中記載了所公開的無縫鋼管中，在鋼中存在的直徑大于300ym的氧 化物系夾雜物的個數(shù)為每lcm2l個以下、直徑為5~300ym的氧化物系夾雜物的個數(shù)為每 lcm2200個以下。專利文獻3中記載了如上所述通過限制氧化物系夾雜物的個數(shù)，從而可以 抑制晶粒界面的脆化，提高無縫鋼管的韌性。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :國際公開第2007/023804號小冊子
[0013] 專利文獻2 :國際公開第2007/023806號小冊子
[0014] 專利文獻3 :日本特開2004-124158號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的問題
[0016] 然而，在專利文獻1~3中所公開的無縫鋼管中，基于API標準具有X80以上、即 550MPa以上的屈服強度的情況下，可能存在耐HIC性低的情況。
[0017] 進而，專利文獻1~3中所記載的無縫鋼管在當?shù)剡M行圓周焊接時，存在在圓周焊 接部之中的焊接熱影響部（HAZ)、尤其是熔融邊界線部（粘合部）的硬度高，耐HIC性降低 的情況。
[0018] 本發(fā)明的目的在于提供，具有高強度以及優(yōu)異的耐HIC性，即便在被圓周焊接時， HAZ的耐HIC性也優(yōu)異的、適于管線管用途的無縫鋼管。
[0019] 用于解決問題的方案
[0020] (1)本發(fā)明的一個實施方式的無縫鋼管的化學(xué)成分以質(zhì)量％計含有C:0. 02~ 0? 10%、Si:0? 05 ~0? 5%、Mn:1. 0 ~2. 0%、M〇 :0? 5 ~1. 0%、Cr:0? 1 ~1. 0%、A1 :0? 01 ~ 0? 10%、P:0? 03% 以下、S:0? 005% 以下、Ca:0? 0005 ~0? 005%、V:0? 010 ~0? 040%、以 及、N:0. 002~0. 007%，還含有選自由Ti:0. 008%以下、以及、Nb:0. 02~0. 05%組成的組 中的1種或2種，余量為Fe以及雜質(zhì)；由下述式（a)定義的碳當量Ceq為0. 50~0. 58% ; 以50質(zhì)量％以上的比例含有Mo,含有V，進而含有選自由Ti以及Nb組成的組中的1種或 2種，含有由長徑的平均值定義的大小為20nm以上的特定碳化物。
[0021] Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15…（a)
[0022] 在此，在前述式（a)中的元素記號中代入對應(yīng)的元素的單位質(zhì)量％的含量，不含 有對應(yīng)于前述各元素記號的元素時在前述元素記號代入"0"。
[0023] (2)上述（1)中記載的無縫鋼管也可以含有選自由Cu:1.0%以下、以及Ni:1.0% 以下組成的組中的1種或2種代替前述Fe的一部分。
[0024] (3)在上述⑴或⑵中記載的無縫鋼管中，屈服強度為550MPa以上、在距內(nèi)表面 1mm內(nèi)側(cè)的位置的維氏硬度為248HV10以下即可。
[0025] (4)上述（1)~（3)中任一項記載的無縫鋼管通過包括淬火和在660~700°C下 的回火的工序制造即可。
[0026] (5)本發(fā)明的其它方式的無縫鋼管的制造方法具備：加熱如下鋼原材料的加熱工 序，所述鋼原材料的化學(xué)成分以質(zhì)量％計含有C:0. 02~0. 10%、Si:0. 05~0. 5%、Mn: 1. 0 ~2. 0%、Mo:0? 5 ~1. 0%、Cr:0? 1 ~1. 0%、A1 :0? 01 ~0? 10%、P:0? 03% 以下、S: 0? 005% 以下、Ca:0? 0005 ~0? 005%、V:0? 010 ~0? 040%、以及、N:0? 002 ~0? 007%，還含 有選自由Ti:0. 008%以下、以及、Nb:0. 02~0. 05%組成的組中的1種或2種，余量為Fe 以及雜質(zhì)，由下述式（b)定義的碳當量Ceq為0. 50~0. 58% ;穿孔乳制工序，對前述加熱 工序后的前述鋼原材料進行穿孔軋制制造管坯；乳制工序，對前述管坯進行軋制制造無縫 鋼管；淬火工序，對前述無縫鋼管在^點以上的淬火溫度下進行淬火；和回火工序，對前述 淬火工序后的前述無縫鋼管在660~700°C的回火溫度下進行回火。
[0027] Ceq=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15…（b)
[0028] 在此，在所述式（b)中的元素記號中代入對應(yīng)的元素的含量（質(zhì)量％ )，不含對應(yīng) 于所述各元素記號的元素時在所述元素記號中代入"〇"。
[0029](6)在上述（5)中記載的無縫鋼管的制造方法中，在前述軋制工序與前述淬火工 序之間，還具備將前述無縫鋼管以100°c/分鐘以上的冷卻速度加速冷卻至前述無縫鋼管 的溫度達到4:點以下的加速冷卻工序，在前述淬火工序中，對前述加速冷卻工序后的前述 無縫鋼管進行淬火即可。
[0030] (7)在上述（5)或（6)中記載的無縫鋼管的制造方法中，前述化學(xué)成分也可以含 有選自由Cu:1.0%以下、以及Ni:1.0%以下組成的組中的1種或2種代替前述Fe的一部 分。
[0031] 發(fā)明的效果
[0032] 上述的無縫鋼管具有高強度以及優(yōu)異的耐HIC性，即便被圓周焊接時，HAZ的耐 HIC性也優(yōu)異。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本實施方式的無縫鋼管的制造線的框圖。
[0034] 圖2為表示本實施方式的無縫鋼管的制造工序的流程圖。
[0035] 圖3為表示圖2中的各工序中的鋼原材料、管坯、無縫鋼管的溫度的示意圖。
[0036] 圖4為在實施例中實施圓周焊接部的韌性調(diào)查時的無縫鋼管的坡口形狀的截面 圖。
[0037] 圖5為用于說明在實施例中從圓周焊接部采取的維氏硬度試驗片的示意圖。
[0038] 圖6為用于說明在實施例中從圓周焊接部采取的方形試驗片的示意圖。
【具體實施方式】
[0039] 以下，參照附圖，詳細地說明本發(fā)明的實施方式。圖中同一或相當部分標記同一附 圖標記，不重復(fù)其說明。
[0040] 本發(fā)明人等對于無縫鋼管的強度、耐HIC性進行調(diào)查、研宄。其結(jié)果，本發(fā)明人等 得到如下見解。
[0041] (A)提高鋼的強度時，提高C含量即可。然而，C含量過高時，鋼的硬度過高、耐HIC 性降低。尤其是對于無縫鋼管實施圓周焊接時，包含熔融邊界線部的HAZ的硬度高、HAZ的 耐HIC性降低。因此，C含量優(yōu)選限制于0.02~0. 10%。
[0042] (B)若C含量低，則難以得到高強度。因此，本實施方式中，將下述式（1)中所示的 碳當量Ceq設(shè)為0? 50~0? 58%。
[0043] Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15- (1)
[0044] 在此，在式（1)中的元素記號中代入對應(yīng)的元素的含量（質(zhì)量％ )。不含對應(yīng)于各 元素記號的元素時，在元素記號中代入"0"。
[0045] 將碳當量Ceq設(shè)為0.50~0.58%時，即便C含量處于上述范圍，也可以得到 550MPa以上的屈服強度。進而，即便實施圓周焊接，也不會使HAZ的硬度過度地變高。因 此，可以維持優(yōu)異的HAZ的耐HIC性。
[0046] (C)為了得到高強度以及優(yōu)異的耐HIC性，使無縫鋼管含有多種的特定碳化物是 有效的。在此，"特定碳化物"意味著以Mo為主體，含有V并且含有Ti以及Nb之中的1種 或2種的碳化物。
[0047] 特定碳化物的大小優(yōu)選為20nm以上。若特定碳化物的大小過小，則鋼的硬度過 高、耐HIC性降低。將特定碳化物的大小設(shè)為20nm以上，為了將鋼的硬