CN101287853B

CN101287853B - 管线用无缝钢管及其制造方法

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Publication number: CN101287853B
Application number: CN200680038324.8A
Authority: CN
Inventors: 近藤邦夫; 荒井勇次; 久宗信之
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: US20080216928A1; AU2006282412A1; CA2620069C; CA2620054A1; EP1918397A1; CA2620069A1; BRPI0615215B1; BRPI0615215A2; EP1918398A1; AR054935A1; WO2007023805A1; BRPI0615362B1; JPWO2007023804A1; JP4502010B2; CA2620049C; JP4502012B2; US7896985B2; AU2006282412B2; NO20080939L; CN101287852A

Abstract

本发明提供一种管线用无缝钢管及其制造方法，其特征在于，即使是厚壁也具有高强度和优良的韧性，还具有良好的耐腐蚀性，适用于出油管道和立管，其具有下述的化学组成，其中，以质量％计含有C：0.02～0.08％、Si：0.5％以下、Mn：1.5～3.0％、Al：0.001～0.10％、Mo：0.4％～1.2％但不含0.4％、N：0.002～0.015％，还含有合计0.0002～0.007％的Ca及REM中的一种或两种，余量由Fe及杂质组成，杂质中的P为0.05％以下，S为0.005％以下，O为0.0005％以下，满足下述公式：0.8≤[Mn]×[Mo]≤2.6(公式中[Mn]及[Mo]分别表示等于以质量％计的Mn及Mo的含量的数值)。

Description

管线用无缝钢管及其制造方法

技术领域

本发明涉及强度、韧性、耐腐蚀性、焊接性优异的管线用无缝钢管及其制造方法。本发明涉及的无缝钢管，不仅具有良好的韧性和耐腐蚀性，而且具有API(美国石油协会)规格规定的X80级以上的强度，具体地说，就是具有X80级(屈服强度551MPa以上)、X90级(屈服强度620MPa以上)或者X100级(屈服强度689MPa以上)的强度，是用于管线的高强度、高韧性、厚壁的无缝钢管，特别适用于海底出油管道用钢管或立管用钢管。

背景技术

近年来，由于位于陆地和水深约500米为止的浅海区域的油田的石油、天然气资源逐渐枯竭，导致海面下1000～3000米的深海海底油田的开发日益活跃。在深海油田中，需要用被称为出油管道和立管的钢管，将原油和天然气从设在海底的油井、天然气井的坑口输送到海面上的平台。

在构成铺设在深海中的出油管道或立管的钢管内部，除了深的地层压之外，还要承受高压的内部流体压，另外，停止作业时还有受到深海海水压的影响。构成立管的钢管，还要承受波浪导致的反复应变的影响。

这里所谓的出油管道是指沿着地上或海底面的地势铺设的输送用钢管，立管是指从海底面立起通到海上的平台为止的输送用钢管。用于深海油田时，这些钢管的厚度通常需要达到30mm以上，实际上一般使用的是40～50mm的厚壁管。由此也可以看出它们是用于严酷条件下的构件。

图1是表示立管及出油管道在海中的配置例的模式说明图。图中，设在海底10的坑口12和设在垂直上方的海面13上的平台14之间，通过顶部张力立管连接在一起。另一方面，从未图示的位于远方的坑口到平台14的附近为止延设有出油管道18，该出油管道18与坑口连接，被设置在海底上，通过在平台附近立起的钢悬链线立管20，将该出油管道18的端部和平台14连接在一起。

这些立管及出油管道的使用环境是严酷的，例如温度通常达到177℃，内压达到1400个大气压以上。因此，用于立管和出油管道的钢管必须能够承受这样严酷的使用环境。而且，对于立管来说，由于受到波浪的弯曲压力，因此还必须承受这些来自外部的影响。

因此，优选采用高强度、高韧性的钢管用于立管和出油管道。另外，为了确保高可靠性，不能采用焊接钢管，而应采用无缝钢管。

在焊接钢管的领域中，已经公开有制造强度超过X80级的钢管的技术。例如在特许文献1(特开平9-41074号公报)中，公开有超过API规格的X100级(屈服强度689MPa以上)的钢。制造焊接钢管时，首先制造钢板，将钢板卷起后进行焊接而制成钢管。在制造钢板的阶段，为了向钢板付与强度、韧性等主要性能，在轧制钢板时一直采用通过施以加工热处理，对钢板的微观组织进行控制的方法。在特许文献1中，也采用了在对钢板进行热轧时施以加工热处理，对其微观组织进行控制，使该微观组织含有加工铁氧体的方法，通过该方法，可以确保焊接后的钢管的性能。因此，特许文献1所公开的技术，仅可以在容易通过控制轧制进行热处理加工的钢板的轧制工艺中进行，虽然适用于焊接钢管，但并不适用于无缝钢管。

仅从无缝钢管来看，近年来逐步开发出X80级的无缝钢管。由于开发出的用于焊接钢管的利用加工热处理的上述技术，难以适用于无缝钢管，因此基本上需要通过造管后的热处理确保无缝钢管的性能。例如在特许文献2(特开2001-288532号公报)中，公开了制造X80级(屈服强度551MPa以上)的无缝钢管的技术。但是，如特许文献2的实施例所述，该技术仅局限于本质上淬火性良好且薄壁(壁厚11.1mm)的无缝钢管。因此，即使采用这里公开的技术制造实际用作立管和出油管道的厚壁(壁厚40～50mm左右)的无缝钢管时，在这种厚壁钢管中，特别是中心部在淬火时的冷却速度变慢，会导致不能确保充分的强度和韧性的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，具体地说，其目的在于提供一种壁厚特别大的无缝钢管，即能够确保高强度和稳定的韧性以及良好的耐腐蚀性的出油管道用无缝钢管及其制造方法。

对于现有的出油管道用钢，例如可以通过如下所示的被称为C当量式的CE(IIW)公式或Pcm公式，对其强度进行预测，以这些公式为参考，调整强度进行了材质设计。

CE(IIW)＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B

但是，虽然在现有的出油管道用钢中，上述数式是成立的，但对于近年来要求更高强度的用于立管和出油管道的壁厚超过30mm的厚壁钢管用材料，上述公式并不能作为参考，在上述公式中，即使是应该具有高强度的材质，也存在韧性显著下降的问题。即，单纯地添加C当量式中记载的合金元素，仅确保材质的高强度是不充分的，还需要改善材质的韧性。

本发明的发明人员，对支配厚壁无缝钢管的韧性的因子进行了分析。结果发现尤其在厚壁钢管中，为了确保强度和韧性，需要在将C控制为低含量的同时，添加Ca或REM，再者，重要的是以质量％计，Mn添加量和Mo添加量之积为0.8以上。再者，根据需要可以添加Cr、Ti、Ni、Nb、V、Cu、B、Mg的一种或者两种以上，但重要的是将这些元素调整到特定的范围内。

对于本发明中在高强度下能够出现韧性改良效果的原理尚不明确，但当前可以认为的原理如下所述。但本发明并不限定于该原理。

Mn具有提高钢的淬火性，有助于到厚壁材的中央部为止形成微细的转变组织，提高强度和韧性的作用。另一方面，添加提高钢的回火软化抵抗性的Mo时，即使在获得相同的目标强度的情况下，也可以设定高的回火温度，因此可以大幅提高钢的韧性。即使单独添加Mn和Mo，也可以获得上述效果。但是，一起添加Mn和Mo到一定水平以上时，钢的淬火性得到提高，同时产生高温回火性的效果，在厚壁的无缝钢管中，可以获得以往没有达到的层次的高强度和高韧性。当Mn含量高于以往的水平时，使韧性及耐腐蚀性下降的MnS容易析出，但添加Ca、REM，可以防止MnS的析出，再通过降低C含量，减少碳化物的析出量，可以进一步提高钢的韧性和耐腐蚀性。

采用具有上述化学组成的材料时，通过造管后包含淬火和回火的制造方法，可以获得高强度且高韧性的厚壁无缝钢管。

本发明涉及的出油管道用无缝钢管，其特征在于，具有如下化学组成，其中，以质量％计含有0.02～0.08％的C、0.5％以下的Si、1.5～3.0％的Mn、0.001～0.10％的Al、0.4％、～0.10％但不包括0.4％的Mo、0.002～0.015％的N，还含有合计为0.0002～0.007％的Ca及REM的一种或两种，余量由Fe及杂质构成，杂质中的P含量为0.05％以下，S含量为0.005％以下，O含量为0.005％以下，并满足下式：

0.8≤[Mn]×[Mo]≤2.6

(公式中[Mn]及[Mo]分别表示等于以质量％计的Mn及Mo的含量的数值)。

所述化学组成，还可以含有从下述元素中选出的一种或两种以上(含量表示质量％)：

1.0％以下的Cr、0.05％以下的Ti、2.0％以下的Ni、0.04％以下的Nb、0.2％以下的V、1.5％以下的Cu、0.01％以下的B、0.007％以下的Mg。

本发明还涉及出油管道用无缝钢管的制造方法。

在第1种方式中，本发明的方法通过热加工从具有上述化学组成的钢片制成无缝钢管，先对形成的钢管进行冷却，然后进行再加热，施以淬火及回火。

在另外的方式中，本发明的方法包括通过热加工从具有上述化学组成的钢片制成无缝钢管后，对形成的钢管直接进行淬火，再进行回火。

根据本发明，通过对无缝钢管的化学组成，即钢组成及其制造方法进行如上所述的规定，特别是在厚度为30mm以上的厚壁无缝钢管中，仅通过淬火、回火的热处理，就可以制成具有X80级(屈服强度551MPa以上)、X90级(屈服强度620MPa以上)、X100级(屈服强度689MPa以上)的高强度的、且具有优良的韧性和耐腐蚀性的管线用无缝钢管。

这里所谓的“管线”，是指用于输送原油、天然气等流体的管状构造物，不仅可以在陆地上使用，也可以在海上、海中使用。本发明涉及的无缝钢管，特别适用于所述的出油管道、立管等可以在海上、海中使用的管线，但其用途并不限定于此。

对本发明的无缝钢管的形状、尺寸并不作特殊的限定，但由于无缝钢管的制造工序造成的限制，一般情况下，无缝钢管的最大外径为500mm左右，最小为150mm左右。尤其是壁厚为30mm以上的无缝钢管，能够充分发挥这种钢管的效果，但并不局限于此。

本发明的无缝钢管，尤其可以用作海底出油管道，在条件更为严酷的深海中进行铺设。因此，本发明会对能源的稳定供给做出很大的贡献。将无缝钢管用于立管和铺设在深海的出油管道时，优选将其壁厚设为30mm以上。对壁厚的上限并不作特殊限定，但通常为60mm以下。

附图说明

图1是表示本发明的无缝钢管的一种用途的模式说明图。

图2是表示基于实施例的结果的[Mn]×[Mo]的值和强度以及韧性的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，对在本发明中对钢管的化学组成进行上述规定的理由进行说明。此外，如前所述，表示化学成分的含量(浓度)的[％]表示[质量％]。

C：0.02～0.08％

C是确保钢的强度的重要元素。为了提高钢的淬火性，使厚壁材料具有足够的强度，将C含量设为0.02％以上。另一方面，其含量超过0.08％时，会导致钢的韧性下降。因此将C含量设为0.02～0.08％。从确保厚壁材料的强度的观点来看，优选C含量的下限为0.03％，更优的下限为0.04％。C含量的更优的上限为0.06％。

Si：0.5％以下

由于在制钢中，Si具有脱氧剂的作用，因此需要添加，但其含量越烧越好。原因在于通过圆周焊接对管线进行连接时，Si会导致焊接热影响部的钢的韧性大幅下降。Si含量超过0.5％时，大热输入焊接时的热影响部的韧性显著下降，因此需要将当作脱氧剂添加的Si量设为0.5％以下。优选Si含量为0.3％以下，更优选为0.15％以下。

Mn.1.5～3.0％

为了提高钢的淬火性，即使是厚壁材料也能够对其中心为止进行强化，同时提高韧性，需要添加多量的Mn。当Mn含量低于1.5％时，不能获得这些效果，超过3.0％时，耐HIC(耐氢致裂纹)特性下降，因此将其含量设为1.5～3.0％。Mn含量的优选下限为1.8％，较优选为2.0％，更优选为2.1％。另外，如后所述，将Mn和Mo复合添加时，可以获得高强度、高韧性的效果，因此需要考虑到Mo的添加量而对Mn进行添加。

Al：0.001～0.10％

在制钢中将Al作为脱氧剂进行添加。为了获得脱氧剂的效果，添加Al使其含量达到0.001％以上。另一方面，Al含量超过0.10％时，钢中的夹杂物变为团簇状，使钢的韧性劣化，另外还会导致对管端的斜面进行加工时，产生很多表面缺陷。因此将Al含量设为0.001～0.10％。从防止表面缺陷的观点来看，最好进一步限制Al含量的上限，优选上限为0.05％，更优的上限为0.03％。为了充分进行脱氧并提高钢的韧性，优选Al含量的下限为0.010％。本发明的Al含量是指酸可溶Al(即所谓的“sol.Al”)。

Mo：0.4％～1.2％但不含0.4％。

即使在冷却速度特别慢的条件下，Mo也具有提高钢的淬火性的效果，即使是厚壁材，也可以对钢的中心部为止进行强化，同时通过提高钢的回火软化阻抗，使高温回火成为可能，从提高韧性这一点来看，Mo为本发明中的重要元素。为了获得这些效果，Mo含量需要大于0.4％。Mo含量的优选下限为0.5％，更优的下限为0.6％。但，由于Mo价格昂贵，并且含量达到1.2％左右时其效果达到饱和，因此将Mo含量的上限设为1.2％。再者，如后所述，复合添加Mo和Mn可以获得高强度、高韧性的效果，因此需要考虑到Mn添加量而添加Mo。

N：0.002％～0.015％

为了提高钢的淬火性，使厚壁材也获得足够的强度，将N含量设为0.002％以上。另一方面，由于N含量超过0.015％时，会导致钢的韧性下降，因此将N含量设为0.002～0.015％。

Ca、REM的至少一种：合计0.0002～0.007％

为了通过控制夹杂物的形态，改善钢的韧性、耐腐蚀性，以及抑制浇注时的喷嘴堵塞，改善浇注特性，而添加这些元素。为了获得这些效果，使钢中含有从Ca及REM中选出的至少一种元素，将其合计含量设为0.0002％以上。另一方面，这些元素的合计含量超过0.007％时，上述效果达到饱和，不仅不能发挥出更好的效果，反而会使夹杂物变得容易团簇化，导致钢的韧性、耐HIC特性下降。因此，添加上述元素，使其至少一种的合计含量达到0.0002％～0.007％，优选达到0.0002％～0.005％。REM是指镧系元素、Y以及Sc的17种元素的总称，在本发明中，将含有其中至少一种时的合计含量定为REM含量。

本发明的管线用无缝钢管，含有上述成分，余量由Fe和杂质构成。但，如下所述，对杂质中的P、S、O的各个元素的含量的上限进行控制。

P：0.05％以下

P是使钢的韧性下降的杂质元素，优选尽可能地减少其含量。当其含量超过0.05％时，钢的韧性显著下降，因此将P的容许上限设为0.05％。优选P含量为0.02％以下，更优选为0.01％以下。

S：0.005％以下

S也是使钢的韧性下降的杂质元素，优选尽可能地减少其含量。当其含量超过0.005％时，钢的韧性显著下降，因此将S的容许上限设为0.005％。优选P含量为0.003％以下，更优选为0.001％以下。

O：0.005％以下

O也是使钢的韧性下降的杂质元素，优选尽可能地减少其含量。当其含量超过0.005％时，钢的韧性显著下降，因此将O的容许上限设为0.005％。优选O含量为0.003％以下，更优选为0.002％以下。

在本发明的管线用无缝钢管的化学组成中，除了对上述各种元素的含量进行规定外，还需对Mn和Mo的含量进行调整，使其满足下述公式：

0.8≤[Mn]×[Mo]≤2.6

但，[Mn]及[Mo]分别是用质量％表示的Mn及Mo的含量的数字。

通过使Mn及Mo的含量位于上述规定的各自的含量范围内，且使其满足上述数式，可以获得作为本发明的目标的高强度且高韧性的无缝钢管。一般情况下，[Mn]×[Mo]的值越大，钢的强度和韧性变得越高，因此[Mn]×[Mo]的值优选为0.9以上，较优选为1.0以上，更优选为1.1以上。当[Mn]×[Mo]的值超过2.6时，韧性反而会开始下降，因此将上限设为2.6。

通过在本发明的管线用无缝钢管的上述的成分组成中，根据需要添加从以下选出的一种或两种以上的元素，可以获得更高的强度、韧性及/或耐腐蚀性。

Cr：1.0％以下

为了提高钢的淬火性，以及厚壁材中的钢的强度，可以添加Cr，但也可以不添加Cr。当Cr含量过剩时，反而会降低钢的韧性，因此添加Cr时，将其含量设为1.0％以下。对其含量的下限并不作特殊限定，但使Cr含量达到0.02％以上时，其效果特别显著。添加Cr时，其含量的优选下限为0.1％，更优的下限为0.2％。

Ti：0.05％以下

也可以不添加Ti，但为了发挥其在连续铸造时防止表面缺陷的作用，以及使钢高强度化、晶粒微细化的作用，可以添加Ti。当Ti含量超过0.05％时，韧性会下降，因此将其上限设为0.05％。对Ti含量的下限并不作特殊限定，但为了获得上述效果，优选将其含量设为0.003％以上。

Ni：2.0％以下

也可以不添加Ni，但为了提高钢的淬火性，提高厚壁材中的钢的强度，并且提高钢的韧性，可以添加Ni。但，由于Ni价格昂贵，即使含量过剩时其效果也会饱和，因此添加Ni时将其含量的上限设为2.0％。对Ni含量的下限并不作特殊限定，但当其含量为0.02％以上时，可以获得特别显著的效果。

Nb：0.04％以下

也可以不添加Nb，为了获得使钢高强度化和晶粒微细化的效果，可以添加Nb。当Nb含量超过0.04％时，韧性下降，因此添加Nb时将其上限设为0.04％。对Nb含量的下限并不作特殊限定，为了获得上述效果，优选添加0.003％以上的Nb。

V：0.2％以下

V元素的含量由强度和韧性的平衡决定。当通过添加其他的合金元素能够获得足够的强度时，不添加V可以获得良好的韧性。将V作为提高强度的元素添加时，优选将其含量设为0.003％以上。另一方面，由于V含量超过0.2％时，钢的韧性大幅下降，因此添加时将V含量的上限设为0.2％。

Cu：1.5％以下

也可以不添加Cu，但为了提高钢的耐HIC特性，也可以添加Cu。出现改善耐HIC特性的效果时的最少的Cu含量为0.02％。另一方面，即使添加超过1.5％的Cu，其效果会出现饱和，因此添加时可以将Cu含量设为0.02～1.5％。

B：0.01％以下

也可以不添加B，但由于即使添加微量的B，也能够提高钢的淬火性，因此在需要获得高强度的钢的情况下，添加B是有效的。为了获得上述的效果，优选B含量为0.0002％以上。但，过剩添加时，会导致韧性下降，因此添加B时，将其含量设为0.01％以下。

Mg：0.007％以下

也可以不添加Mg，但由于即使添加微量的Mg，也可以提高钢的韧性，因此特别是在想要确保焊接部的韧性的情况下，添加Mg是有效的。为了获得上述的效果，优选Mg含量为0.0002％以上，但过剩添加反而会降低钢的韧性，因此添加Mg时，将其含量设为0.007％以下。

其次，对本发明涉及的管线用无缝钢管的制造方法进行说明。在本发明中，对制造方法本身并不作特殊的限定，可以采用惯用的无缝钢管的制造方法。在本发明中，特别是通过对壁厚30mm以上的钢管进行淬火、回火处理，可以使钢管获得高强度和高韧性以及高耐腐蚀性。以下对本发明的制造方法相关的优选制造条件进行说明。

无缝钢管的制造：

将经调整后具有上述化学组成的熔钢，例如通过连续铸造法制成截面呈圆形的铸片，将该铸片原样作为轧制原料(钢坯)使用，或者先制成截面呈角形的铸片，其后通过轧制制成截面呈圆形的钢坯后使用。对制备的钢坯进行热穿孔、延伸及定径轧制，制成无缝钢管。

此时的制造条件，与通过通常的热加工制造无缝钢管的条件相同即可，在本发明中，对制造条件并不作特殊限定。但为了通过对夹杂物进行形态控制而确保其后的热处理时的淬火性，优选在热穿孔时的加热温度为1150℃以上，轧制完成温度为1100℃以下的条件下进行造管。

造管后的热处理：

对通过造管制成的无缝钢管，施加淬火及回火的热处理。淬火的方法可以采用对制成的高温钢管先进行冷却，再加热后进行急冷淬火的方法，和利用刚造管后的钢管具有的热量，不进行再加热而急冷淬火的方法中的任何一种。

淬火前先对钢管进行冷却的情况下，不能规定冷却结束温度。或者将钢管放置冷却到室温后，再加热进行淬火；或者冷却到发生相变的500℃左右后，再加热进行淬火，也可以在搬运到再加热炉的过程中，冷却后直接用再加热炉进行加热，然后进行淬火。再加热温度优选为880℃～1000℃。

淬火后的回火优选在550℃～700℃的温度下进行。在本发明中，由于钢的化学组成中含有较多的Mo，因此钢的回火软化阻抗高，可以进行高温回火，由此可以提高钢的韧性。为了发挥该效果，优选在600℃以上的温度下进行回火。优选回火温度为600～650℃。

如此，根据本发明可以稳定地制造出即使厚壁也具有X80级以上的高强度和优良的韧性及耐腐蚀性的管线用无缝钢管。这种无缝钢管可以应用于深海的管线，即立管和出油管道，实用效果大。

下面的实施例是本发明的效果的例证，但本发明并不受此实施例的任何限制。

实施例

通过一般的熔炼、铸造以及铸片的粗轧制，制成具有表1所示化学组成的、截面呈圆形的钢坯(轧制原料)。通过曼内斯曼-芯棒式无缝管轧机那样的造管设备，对制备的钢坯进行热穿孔、延伸以及定径轧制，制成尺寸为外径219.1×壁厚40mm的无缝钢管。此时进行热穿孔时的加热温度在1150～1270℃的范围，定径轧制时的轧制完成温度如表2所示。

在表2所示的条件下，对制备的钢管进行淬火、回火。在表2的冷却结束温度和再加热温度的栏中记载有温度值的情况下，表示对轧制完成后的钢管进行冷却，再热后进行了淬火。另一方面，在表2的冷却结束温度和再加热温度的栏中用“-”表示的情况，表示对轧制完成后的钢管直接进行淬火。淬火通过水冷进行。通过将钢管装入到加热炉，在指定温度下均热保温15分钟，进行回火。

如下对制备的钢管的强度、韧性及耐腐蚀性进行了试验。试验结果如表2所示。

通过采用从钢管上采取的JIS 12号拉伸试验片，按照JIS Z 2241规格进行拉伸试验，测定屈服强度(YS)而对钢管的强度进行了评价。

通过在摆锤试验(Charpy test)中求出的断面转移温度对韧性进行了评价。试验采用依照JIS Z 2202规格的4号试验片，即从钢管的厚壁中央的长度方向采取的宽10mm×厚10mm、V型缺口深度为2mm的冲击试验片。断面转移温度越低表明钢管的韧性越高。

将向常压下使H₂S饱和的5％NaCl水溶液中，添加0.5％CH₃COOH(醋酸)而成的液体(即所谓的NACE(National Association of CorrosionEngineers)溶液，温度25℃，pH＝2.7～4.0))作为试验液体，通过试验求出的耐硫化物应力裂纹性(耐SSC性)对钢管的耐腐蚀性进行了评价。从各钢管的厚壁中央的长度方向采取3个壁厚2mm、宽10mm、长100mm的短条状4点弯曲试验片，对其施加其屈服应力的90％的应力，同时在试验液中浸渍720小时，观察浸渍后的试验片有无裂纹，对钢管的耐SSC性进行了评价。

在表2中，对于每个试验片，出现裂纹时用“×”表示，没有裂纹时间用“○”表示。3个试验片都没有出现裂纹时，用“○○○”表示，3个试验片都出现裂纹时用“×××”表示。

[表2]

从表2的钢No.1～98所示的结果可知，发明例的钢管显示出相当于API规格X80级(屈服强度551MPa以上)～X100级(屈服强度689MPa以上)的高强度，同时具有优良的韧性(摆锤断面转移温度为-50℃以下)，还具有优良的耐腐蚀性(在所有例子中耐SSC性均为“○○○”)。

另一方面，表2的钢No.99～108为化学组成超出本发明的范围的比较例，强度、韧性、耐腐蚀性的至少一种性能较差。

钢No.109～111是比较例，各种元素的含量在本发明的范围内，但[Mn]×[Mo]的值小于本发明规定的下限0.8。图2表示将此时的强度和韧性与发明例的强度和韧性的结果结合后标绘的曲线图。需要留意的是在表示该图的纵轴的韧性的断面转移温度中，越朝向图的上方(温度变得越高)韧性变得越低。

一般情况下，强度和断面转移温度的关系用图中朝向右上方的直线表示，强度增大时韧性下降。然而，随着[Mn]×[Mo]的值变大，标绘位移到图的右侧，在不使韧性下降的情况下强度增大，从而在保持与韧性的平衡的条件下实现高强度化。即，从该图可知，强度和韧性的平衡受[Mn]×[Mo]的支配。与发明例相比，[Mn]×[Mo]没有达到0.8的钢No.109～111，在相同强度下韧性显著下降，导致强度和韧性的平衡变差。

Claims

1.一种管线用无缝钢管，其特征在于，具有下述的化学组成，其中，以质量％计含有C：0.02～0.08％、Si：0.5％以下、Mn：1.5～3.0％、Al：0.001～0.10％、Mo：0.6％～1.2％、N：0.002～0.015％、Ca及/或REM：0.0002～0.007％、Cr：0～1.0％、Ti：0～0.05％、Ni：0～2.0％、Nb：0～0.04％、V：0～0.2％、Cu：0～1.5％、B：0～0.01％、Mg：0～0.007％、余量：由Fe及杂质构成，杂质中的P为0.05％以下、S为0.005％以下、O为0.005％以下，并且满足下式，

1.32≤[Mn]×[Mo]≤2.6

式中，[Mn]及[Mo]分别表示等于以质量％计的Mn及Mo的含量的数值，并且，

所述管线用无缝钢管的壁厚为30mm以上，且屈服强度为551MPa以上。

2.根据权利要求1所述的管线用无缝钢管，其特征在于，所述化学组成以质量％计含有从Cr：0.02～1.0％、Ti：0.003～0.05％、Ni：0.02～2.0％、Nb：0.003～0.04％、V：0.003～0.2％、Cu：0.02～1.5％、B：0.0002～0.01％以及Mg：0.0002～0.007％中选出的一种或两种以上的元素。

3.一种壁厚为30mm以上且屈服强度为551MPa以上的管线用无缝钢管的制造方法，其特征在于，通过热加工从具有权利要求1或2所述的化学组成的钢片制成无缝钢管，对该钢管实施淬火及回火处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对通过热加工制成的无缝钢管先进行冷却，其后进行再加热，然后进行淬火处理。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对通过热加工制成的无缝钢管直接实施淬火处理。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在550℃～700℃的范围内的温度进行回火处理。