CN104350168A - 电阻焊钢管 - Google Patents
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Abstract
本发明是适合于向深海铺设的线管的、具有足够的强度、低温韧性和低屈服比的电阻焊钢管,其特征在于,母材的成分以质量%计,含有C:0.05~0.10%、Mn:1.00~1.60%、Nb:0.005%以上且低于0.035%,Ceq为0.23~0.38,母材的金属组织以面积率计包含3~13%的马氏体、和余量铁素体。
Description
技术领域
本发明涉及最适合于石油、天然气等的输送用线管等用途的、低温韧性优异并且屈服比低的电阻焊钢管。
背景技术
在长距离地输送石油、天然气的管线中,高压化所带来的输送效率的提高和向深海的铺设正在推进。因此,对于管线所使用的电阻焊钢管,要求厚壁化和高强度化。另外,在将管线铺设到深海中时会对电阻焊钢管负荷弯曲和弯曲回复,因此要求低屈服比化从而不发生屈曲。
如果电阻焊钢管的壁厚变厚,则在由热轧钢板制造电阻焊钢管时所导入的加工应变变大。因此,变得难以抑制屈服比的上升。屈服比是比屈服应力大的应力附加到材料上,材料屈服后,直到导致屈曲或断裂的耐久性能的指标,屈服比越低,钢管越难以屈曲。所谓屈服比(以下也称为「YR」),是用屈服应力(以下也称为「YS」)和抗拉强度(以下也称为「TS」)之比(YS/TS)表示的值。
一般地,已知若使钢材的金属组织成为包含软质相和硬质相的多相组织,则YR下降,曾提出将母材的金属组织设为多相组织的电阻焊钢管。
专利文献1中公开了作为第2相生成岛状马氏体和残余奥氏体的低屈服比电阻焊钢管。专利文献2中公开了通过螺旋造管和UO造管而制造的成为线管用坯料的低屈服比的热轧钢板。
在先技术文献
专利文献1:日本特开平5-105952号公报
专利文献2:日本特开平10-176239号公报
发明内容
如果电阻焊钢管的母材变厚、外径变小,则在将钢板或钢带成形为管状时导入的加工应变会变大,因此造管后难以维持低屈服比。尤其是在将强度水平按美国石油协会(API)标准为X60级(抗拉强度520MPa以上)、壁厚t与外径D之比t/D为5%以上的电阻焊钢管原样地造管进行制造的情况下,难以将屈服比维持在90%以下。
另外,为了使屈服比下降,需要形成包含软质相和硬质相的多相组织,包含铁素体和马氏体的多相组织难以确保低温韧性。但是,对于管线所使用的电阻焊钢管,与低屈服比化一并要求优异的韧性,要求兼具这些特性的电阻焊钢管。
本发明是鉴于这些实际情况而完成的,提供一种能够在保持造管状态下也维持低屈服比的、厚壁的电阻焊钢管及其制造方法。
以往的具有多相组织的电阻焊钢管中,通过添加Nb,并使NbC在铁素体中析出来确保强度。但是,本发明人的研讨结果,发现了添加大量Nb会提高作为钢管坯料的热轧钢板的屈服应力,其结果,难以谋求造管后的低屈服比化。因此,本发明人研讨了通过第二相的硬质相而不是通过析出强化来谋求更高强度化和低屈服比。
两相钢在塑性变形中向硬质相周围的软质相导入位错从而加工硬化。因此,如果抑制硬质相的变形,则位错向软质相的积蓄被促进,能够提高加工硬化率。因此,铁素体-马氏体两相钢是作为第二相的马氏体(硬质相)越是硬质则铁素体的加工硬化率变得越高,钢板、钢管的加工硬化特性提高。
将钢热轧后,加速冷却到室温,由此能够抑制珠光体相变和贝氏体相变,使硬质的马氏体(硬质相)生成。另一方面,冷却后,如果不相变为马氏体而在硬质相中包含残余奥氏体,则加工硬化特性下降。
因此,本发明人着眼于如上所述地抑制Nb的添加量,并且也降低C量,形成抑制了残余奥氏体的生成的多相组织进行了专心研讨的结果,发现了具有X60~X70级的强度,并且能够得到屈服比低的铁素体-马氏体两相钢。
此外,本发明人对于第二相的硬质相所影响的屈服比进行了详细研讨。其结果,发现了通过将热轧后的冷却设为以650℃为界改变冷却速度的两段冷却,将热轧后的卷绕温度设为低温,能够谋求硬质相的微细化、硬质化,能够降低屈服比。
另外,本发明人为了与如上所述的高强度化、低屈服比一并地兼具良好的韧性而研讨的结果,发现通过控制热轧条件,使铁素体粒径变微细,其结果,使卷绕后的硬质相变微细化由此能够抑制钢管的韧性劣化。
基于以上的见解,本发明人完成了本发明。其主旨如下。
(1)一种电阻焊钢管,其特征在于,母材的成分组成以质量%计,含有
C:0.05~0.10%、
Mn:1.00~1.60%、
Ti:0.005~0.030%、
Nb:0.005%以上且低于0.035%、和
N:0.001~0.008%
还含有
Si:0.01~0.60%、和
Al:0.001~0.10%
中的一方或双方,并限制为
P:0.02%以下、
S:0.005%以下、和
余量为铁和不可避免的杂质,
以下述(式1)表示的Ceq满足0.23≤Ceq≤0.38,并且,
母材的金属组织以面积率计含有3~13%的马氏体,余量为铁素体。
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15…(式1)
在此,(式1)中的C、M、Cr、Mo、V、Ni、Cu是以质量%示出各元素的含量的值。
(2)根据上述(1)所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成以质量%计,还含有
Ni:1.0%以下、
Cu:1.0%以下、
Cr:1.0%以下、
Mo:0.5%以下、
V:0.2%以下、
Ca:0.006%以下、和
REM:0.006%以下
之中的1种或2种以上。
根据上述(1)所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成满足
Mn:1.00~1.50%、
Si:0.40%以下、
还满足:0.23≤Ceq≤0.30,
所述母材的金属组织的马氏体的当量圆粒径的平均值为0.5~1.5μm,并且,
钢管的抗拉强度为520~790MPa。
(4)根据上述(3)所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成满足
Nb:0.005~0.020%。
(5)根据上述(3)或(4)所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成以质量%计,还含有
Ni:0.5%以下、
Cu:0.5%以下、
Cr:0.5%以下、
Mo:0.2%以下、
V:0.1%以下、
Ca:0.006%以下、和
REM:0.006%以下
之中的1种或2种以上。
根据本发明,能够提供强度水平按美国石油协会(API)标准为X60~X70级(钢管的抗拉强度为520~790MPa),具有足够的低温韧性,且即使在保持造管状态下,屈服比也能够为90%以下的电阻焊钢管及其制造方法。
附图说明
图1是说明马氏体的面积率与屈服比的关系的图。
图2(a)是高Nb并且高C的以往的电阻焊钢管的光学显微镜照片,图2(b)是将其进行了LePera蚀刻(LePera etching)后观察的光学显微镜照片。
图3(a)是具有本发明范围内的组成的电阻焊钢管的光学显微镜照片,图3(b)将其进行了LePera蚀刻后观察的光学显微镜照片。
具体实施方式
要使电阻焊钢管的屈服比下降,重要的是使成为母材的热轧钢板的金属组织形成包含软质相和硬质相的多相组织。本发明中,将软质相设为铁素体、将硬质相设为马氏体。并且,通过使热轧的卷绕温度下降,能够使屈服比下降。
图2、图3表示以往的电阻焊钢管、和本发明的电阻焊钢管的马氏体的观察结果。若进行LePera蚀刻,则马氏体能够由光学显微镜观察到变白的相。因此,能够由组织照片求得马氏体的面积率。
图2(a)是过量地添加了Nb量和C量的以往的高Nb且高C的电阻焊钢管的光学显微镜照片,图2(b)是将其LePera蚀刻后观察的光学显微镜照片。
图3(a)具有本发明范围内的组成的电阻焊钢管的光学显微镜照片,图3(b)将其LePera蚀刻后观察的光学显微镜照片。
如比较图2(b)、图3(b)可知那样,在利用NbC等析出物谋求高强度化的以往的电阻焊钢管的情况下,通过LePera蚀刻而变白的相、也就是马氏体基本上没有被观察到,但在图3(b)的本发明的情况下观察到了马氏体。
再者,LePera蚀刻中残余奥氏体也作为变白的相被观察到,因此采用X射线衍射法测定了图3(b)的残余奥氏体的体积率。其结果,残余奥氏体的体积率为1%以下。残余奥氏体的体积率若为1%以下,则不会对本发明的电阻焊钢管特性带来影响。
屈服比进行拉伸试验,求得YS/TS,用百分率表示。将调查了马氏体的面积率与屈服比的关系的结果示于图1。如图1所示,如果马氏体的面积率变为3%以上,则屈服比变为90%以下。进而,如果马氏体的面积率变为8%以上,则屈服比急剧下降,能够使屈服比下降到80%以下。
以下,对于本发明的电阻焊钢管及其制造方法详细说明。
首先,对于本发明的电阻焊钢管的母材成分进行说明。作为电阻焊钢管坯料的热轧钢板的成分与电阻焊钢管的母材成分是相同的。以下「%」表示「质量%」。
<C:0.05~0.10%>
C是提高钢强度的有用的元素,使马氏体增加将钢硬质化,也有助于屈服比的下降,因此将下限设为0.05%。如果C量超过0.10%则现场焊接性变差,同时马氏体的面积率增加,强度变得过高,韧性发生劣化,因此将上限设为0.10%。从确保强度的观点出发,优选将C量设为0.06%以上。从不使强度过度上升,确保韧性的观点出发,优选将C量设为0.08%以下。
<Mn:1.00~1.60%>
Mn是提高钢的可淬性的元素,有助于马氏体的生成。本发明中,为了确保强度,添加1.00%以上的Mn。如果过度地添加Mn,则马氏体的面积率增加,韧性劣化,因此将上限设为1.60%。从确保强度的观点出发,优选将Mn量设为1.10%以上,更优选为1.20%以上。从确保韧性的观点出发,优选将Mn量设为1.50%以下,更优选为1.40%以下。
<Ti:0.005~0.030%>
Ti是形成碳氮化物的元素,将组织微细化,有助于韧性的提高。本申请发明使用厚壁的钢板,尤其为了确保厚壁钢板在低温下的韧性,需要添加0.005%以上的Ti。如果过量添加Ti则发生TiN的粗大化、TiC所带来的析出硬化,韧性劣化,屈服比上升,因此将0.030%设为上限。从将组织微细化确保韧性的观点出发,优选将Ti量设为0.008%以上,更优选为0.010%以上。从抑制析出物所引起的屈服比下降的观点出发,Ti量优选为0.025%以下,更优选为0.020%以下。
<Nb:0.005%以上、且低于0.035%>
Nb是使再结晶温度下降的元素,在进行热轧时,抑制奥氏体的再结晶有助于组织的微细化,因此添加0.005%以上。如果过量地添加Nb则由于过剩的析出强化使屈服应力上升,屈服比变高,因此含量低于0.035%。从使屈服比下降的观点出发,更优选将Nb量设为0.025%以下,进一步优选为0.020%以下。
<N:0.001~0.008%>
N是形成氮化物、尤其是TiN,有助于组织的微细化的元素,使其含有0.001%以上。为了使组织微细,优选含有0.002%以上的N,更优选将含量设为0.003%以上。如果N量变得过剩,则产生粗大氮化物,损害韧性,因此将上限设为0.008%。N量的上限优选为0.007%,更优选为0.006%。
本发明中,Si、Al的1种或2种作为脱氧元素使用。
<Si:0.60%以下>
Si作为脱氧剂是有效的。在添加有Al的情况下,不是必须添加的。为了得到作为脱氧剂的效果,优选添加0.01%以上。另外,Si是通过固溶强化来提高强度的元素,因此更优选添加0.05%以上,更优选添加0.10%以上。如果Si添加超过0.60%,则损害延展性、韧性,进而损害电焊性,因此将上限设为0.60%。从确保韧性的观点出发,优选将Si量设为0.40%以下,更优选为0.30%以下。
<Al:0.10%以下>
Al作为脱氧剂是有效的。在添加有Si的情况下,不是必须添加的。为了得到作为脱氧剂的效果,优选添加0.001%以上。为了提高脱氧的效果,优选添加0.005%以上的Al,更优选添加0.01%以上。如果Al添加超过0.10%,则夹杂物增加,损害延展性、韧性,因此限制为0.10%以下。从确保韧性的观点出发,优选将Al量设为0.05%以下,更优选为0.03%以下。
本发明中,限制作为杂质的P、S的含量。P、S不是有意添加的元素,是原材料所含有的P、S混入而成的,但如果含量全都成为大量则不好,因此制限如下。
<P:0.02%以下>
P是杂质,将含量的上限设为0.02%。通过降低P量,防止晶界破坏,提高韧性,因此P量优选为0.015%以下,更优选为0.010%以下。P量优选较少,因此不设置下限。从特性和成本的平衡来看,通常含有0.001%以上。
<S:0.005%以下>
S是杂质,将含量的上限设为0.005%。通过降低S量,能够降低由于热轧而延伸化的MnS,使韧性提高,因此S量优选为0.003%以下,更优选为0.002%以下。S量优选较少,因此不设置下限。从特性和成本的平衡来看,通常含有0.0001%以上。
<Ceq:0.23~0.38>
碳当量Ceq是可淬性的指标,有时也在为强度的指标被使用。由C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu的含量[质量%],通过下述(式1)求得。要确保强度,需要将Ceq设为0.23以上。要确保韧性,需要将Ceq设为0.38以下。Ceq的下限优选为0.25以上。Ceq的上限优选为0.35以下,更优选为0.30以下。
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15…(式1)
在此,C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu是各元素的含量[质量%]。再者,Cr、Mo、V、Ni、Cu如后所述,在本发明中是选择性添加的元素,在不有意地添加的情况下,在所述(式1)中作为0计算。
在本发明中,为了使钢的可淬性提高,提高强度,还可以添加Ni、Cu、Cr、Mo、V的1种或2种以上。另外,为了提高钢管和电阻焊部的韧性,可以添加Ca、REM的1种或2种以上。这些元素是任意地添加的元素,不是必须的添加元素,因此含量的下限不进行规定。在以下的说明中记载优选的下限值,但这是用于得到添加各元素所带来的可淬性的提高、提高强度的效果的优选下限值。即使各元素的含量低于优选的下限值,也不对钢带来恶劣影响。
<Ni:1.0%以下>
Ni是使钢的可淬性提高的元素,也有助于韧性的提高。为了提高强度,优选将Ni量设为0.05%以上。另外,Ni是高价的元素,因此上限设为1.0%,更优选设为0.5%以下,进一步优选设为0.3%以下。
<Cu:1.0%以下>
Cu是使钢的可淬性提高的元素,也有助于固溶强化,因此优选添加0.05%以上。如果过度地添加Cu则会损害钢板的表面性状,因此上限设为1.0%以下。从经济性的观点出发,Cu量更优选的上限为0.5%,进一步优选为0.3%以下。在添加Cu的情况下,从防止表面性状劣化的观点出发,优选同时地添加Ni。
<Cr:1.0%以下>
Cr是对提高强度有效的元素,优选添加0.05%以上。如果过度地添加Cr,则在将钢管的端部彼此对接焊接(现场焊接)时,有时焊接性会劣化,因此以1.0%为上限。更优选为0.5%以下,进一步优选为0.2%以下。
<Mo:0.50%以下>
Mo是有助于钢的高强度化的元素,优选添加0.05%以上。但是,Mo是高价的元素,以0.5%为上限。更优选的Mo量的上限为0.3%以下,进一步优选为0.1%以下。
<V:0.2%以下>
V是生成碳化物、氮化物,通过析出强化使钢的强度提高的元素,为了有效地使强度上升,优选添加0.01%以上。如果过剩地添加V,则有时碳化物和氮化物粗大化,屈服比上升,因此V量的上限设为0.2%。从使屈服比下降的观点出发,更优选将V量的上限设为0.1%以下,进一步优选为0.05%以下。
<Ca:0.006%以下><REM:0.006%以下>
Ca、REM控制硫化物系夹杂物的形态,使低温韧性提高,进而将电阻焊部的氧化物微细化使电阻焊部的韧性提高,因此优选将一方或双方添加0.001%以上。如果过剩地添加Ca、REM,则氧化物·硫化物变大从而对韧性带来恶劣影响,因此添加量的上限为0.006%。在此所谓REM,是Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的总称。
本发明涉及的电阻焊钢管的母材的成分组成的、以上说明了的以外的余量是铁和不可避免的杂质。所谓不可避免的杂质,是原材料中所包含的、或者在制造的过程中混入的成分,称为不是有意地在钢中含有的成分。
具体而言,可列举P、S、O、Sb、Sn、W、Co、As、Mg、Pb、Bi、B和H。其中,P和S如上所述,需要分别控制为0.02%以下、0.005%以下。O优选控制为0.006%以下。
对于其他的元素,通常可以是Sb、Sn、W、Co和As为0.1%以下、Mg、Pb和Bi为0.005%以下、B和H为0.0005%以下的不可避免的杂质的混入,若为通常的范围,则不需要特别控制。
另外,本发明的钢管中的必需选择、或者任意的添加元素、即Si、Al、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Ca、REM,即使不有意地含有也可能作为不可避免的杂质混入,如果在上述的有意地含有的情况下的含量的上限以下则不会对本发明的钢管带来恶劣影响,因此没有问题。另外,N一般在钢中作为不可避免的杂质处理,但在本发明的电阻焊钢管中,如上所述需要控制为一定的范围。
接着,对于本发明的电阻焊钢管的母材的金属组织进行说明。
本发明的电阻焊钢管的母材的金属组织是马氏体、和余量包含铁素体的多相组织。为了使屈服比下降,马氏体的面积率设为3%以上。马氏体的面积率优选为5%以上,更优选为8%以上。如果马氏体增加则韧性下降,因此马氏体的面积率的上限设为13%。马氏体的面积率优选为12%以下,更优选为10%以下。
马氏体的面积率进行LePera蚀刻通过光学显微镜来求得。如果残余奥氏体增加,则马氏体的硬度下降,屈服比上升。因此,在本发明中,利用X射线衍射法测定残余奥氏体的体积率,残余奥氏体的体积率若为1%以下,则判断为金属组织是包含马氏体和铁素体的多相组织。
马氏体在铁素体中,优选以当量圆粒径的平均值为0.5~1.5μm分散。如果马氏体的当量圆粒径的平均值低于0.5μm,则无助于屈服比的下降。如果马氏体的当量圆粒径的平均值超过1.5μm,则损害低温韧性。马氏体的当量圆粒径的平均值若为0.7~1.1μm则更优选。进一步优选的马氏体的分散状态是当量圆粒径的最大值为7μm以下、更优选为5μm以下,标准偏差为1μm以下、更优选为0.8μm以下。
接着,对于本发明的电阻焊钢管的制造方法进行说明。
首先,对于作为本发明的电阻焊钢管坯料的热轧钢板的制造条件进行说明。
本发明中,将具有上述成分的钢熔炼后,进行铸造形成钢片,对钢片进行加热并热轧后,进行控制冷却,卷绕并空冷,制造热轧钢板。
为了使Nb等形成碳化物的元素在钢中固溶,钢片的加热温度优选为1150℃以上。如果加热温度过高则组织变得粗大,因此为了防止铁素体的粒径粗大化,优选为1250℃以下。
热轧需要在钢的组织为奥氏体相的温度区域进行。这是因为如果在铁素体相变开始后进行轧制,则生成被加工过的铁素体,特性的各向异性变大。因此,热轧的完成温度优选为冷却时的铁素体相变开始的Ar3以上。如果完成温度过高则组织变得粗大,因此优选为Ar3+50℃以下。
Ar3可以使用与母材钢板相同成分的试验材料,由加热和冷却时的热膨胀行为求得。另外,也可以由母材钢板的成分通过下述(式2)求得。
Ar3(℃)=910-310C-80Mn-55Ni-20Cu
-15Cr-80Mo…(式2)
在此,C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo是各元素的含量[质量%]。Ni、Cu、Cr、Mo在本发明中是任意的添加元素。在不有意地添加这些元素的情况下,在所述(式2)中作为0来计算。
热轧中,为了使钢的铁素体组织微细,优选将950℃以下的压下量设为70%以上。根据钢片的厚度,也可以在超过950℃进行热轧,但为了促进铁素体相变,优选增加950℃以下的压下量,使应变积蓄。950℃以下的压下量是将950℃的板厚和精轧后的板厚之差除以精轧后的板厚,以百分率形式求得的。
热轧后,为了生成马氏体,从750℃以上、优选从Ar3点以上的温度进行加速冷却。热轧后,如果温度过于下降,则生成粗大的多边形铁素体,强度下降,韧性劣化。
加速冷却设为两段冷却,将直到650℃的前段的平均冷却速度设为10~25℃/s、将650℃以下的直到加速冷却停止的后段的平均冷却速度设为20~50℃/s。后段的冷却速度为前段的冷却速度的1.5倍以上、优选为2倍以上。
如上所述设为两段冷却是因为,利用前段的冷却使铁素体生成,在后段提高冷却速度,由此不会使珠光体生成,而且不使奥氏体残留,获得生成马氏体的铁素体与马氏体的多相组织。
加速冷却的停止温度是与Ms点相比充分低的300℃以下,通过卷绕制造热轧钢带,能够生成硬质的马氏体,使屈服比下降。如果加速冷却的停止温度超过100℃,则马氏体的面积率不足,奥氏体过剩地残留,屈服比不充分下降。
接着,本发明中,对得到的热轧钢带进行空冷,在冷态下成形为管状,使端部彼此对接进行电阻焊,来制造电阻焊钢管。本发明是设定了厚壁且外径小的电阻焊钢管的发明。虽不特别规定,但母材的壁厚t与电阻焊钢管的外径D之比t/D为2.0~6.0%左右,能够应对在深海铺设的管线所要求的、t为12.5mm以上、t/D为5.0%以上那样的电阻焊钢管。
此外,也可以仅对电阻焊部进行加热,实施加速冷却的接缝热处理。电阻焊中对对接部进行加热使其溶融,负荷压力,进行固相接合,由此电阻焊部附近在高温下塑性变形后,成为被急冷的状态。因此,电阻焊部与母材相比硬化,实施接缝热处理,由此能够进一步提高电阻焊钢管的低温韧性、变形性能。
实施例
以下,通过实施例更具体地说明本发明的效果。再者,本发明不限定于以下实施例中使用的条件。再者,表1~3中的下划线表示本发明的范围外。另外,表中的空栏表示不有意地添加该元素。钢AA~AG是不满足本发明的成分组成的规定的钢。
铸造具有表1所示的化学成分的钢,形成钢片。将这些钢片加热到表2所示的加热温度,将轧制完成温度(表2中的FT)设为Ar3点以上实施热轧,进行加速冷却,得到了母材钢板。加速冷却是以650℃为界限改变冷却速度的两段冷却,后段(650℃以下)的平均冷却速度成为前段(直到650℃)的平均冷却速度的2倍左右。加速冷却后的钢板在表2所述的卷绕温度(CT)下卷绕,形成热轧钢带。
接着,将得到的热轧钢带空冷后,利用连续辊成型工序成形为管状,使热轧钢带的端部对接进行电阻焊。其后,根据需要,对电阻焊部进行加热后,进行加速冷却,实施了接缝热处理。
表2中的所谓「压下量」,是热轧工序中的950℃以下的压下量,将950℃下的板厚和精轧后的板厚之差除以精轧后的板厚,以百分率形式求得。另外,「t」表示钢板的厚度、「D」表示造管后的钢管的外径。
表1的Ar3由表1所示的C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo的含量[质量%]求得。再者,Ni、Cu、Cr、Mo在本发明是任意的添加元素,如表1在空栏中所示那样,在不有意地添加的情况下,在下述(式2)中作为0来计算。
Ar3(℃)=910-310C-80Mn-55Ni-20Cu
-15Cr-80Mo···(式2)
接着,由得到的电阻焊钢管的母材部,制取组织观察用的试料,对与钢管长度方向平行的截面实施硝酸酒精蚀刻,利用光学显微镜进行组织观察和照片拍摄。观察位置设为从外表面起t/4位置。使用这些组织照片,确认了没有生成珠光体、贝氏体等铁素体和马氏体以外的组织。其后,实施LePera蚀刻,在0.4t位置拍摄光学显微镜照片,通过图像解析求得马氏体的面积率。此外,通过图像解析测定了马氏体的当量圆粒径。对于马氏体的面积率和当量圆半径,测定10处100μm×200μm的视场,求得平均值。此外,采用X射线衍射法测定奥氏体的体积率,确认为1%以下。
接着,由电阻焊钢管的母材,依据JIS Z 2241,沿钢管长度方向制取弧状拉伸试验片,在室温进行拉伸试验,求得屈服应力和抗拉强度。另外,由电阻焊钢管的母材,依据JIS Z 2242制取V缺口试验片,在-30℃进行夏比试验,求得夏比吸收能vE-30,评价了韧性。再者,V缺口试验片是以周向为长度方向制取的。在厚度10mm的全尺寸试验片无法制取的情况下,形成辅助尺寸试验片,换算为厚度10mm。结果示于表3。
如表3所示,本发明例都是包含适当面积率的马氏体和铁素体的金属组织,电阻焊钢管的抗拉强度都是X56以上(抗拉强度490MPa以上),屈服比都是90%以下、良好。另外,本发明例即使在-30℃也都显示190J以上的高夏比吸收能,韧性也良好。
No.21的C量少,因此强度下降,是马氏体的生成变得不充分,屈服比上升的例子。No.22的C量多,No.23的Mn量多,是马氏体过剩地生成,韧性下降的例子。No.24的Mn量少,因此是强度下降的例子。
No.25的Ceq过高,是马氏体过剩地生成,韧性下降的例子。No.26的Ceq过低,是强度下降的例子。No.27的Ti量少,因此韧性下降,另外,Nb量多,因此在铁素体以外还生成贝氏体,是屈服比上升的例子。
No.28在650℃以下的冷速慢,因此不生成马氏体,是屈服比上升的例子。另一方面,No.29的加速冷却速度高达450℃,不生成马氏体,是屈服比上升的例子。
产业上的利用可能性
根据本发明,能够提供具有能够铺设在深海等的管线所使用的X60~70级的强度,具有足够的低温韧性,屈服比低的电阻焊钢管,因此产业上的利用可能性大。
Claims (5)
1.一种电阻焊钢管,其特征在于,母材的成分组成以质量%计,含有
C:0.05~0.10%、
Mn:1.00~1.60%、
Ti:0.005~0.030%、
Nb:0.005%以上且低于0.035%、和
N:0.001~0.008%,
还含有
Si:0.01~0.60%、和
Al:0.001~0.10%
中的一方或双方,并限制为
P:0.02%以下、
S:0.005%以下,
余量为铁和不可避免的杂质,
以下述(式1)表示的Ceq满足0.23≤Ceq≤0.38,并且,
母材的金属组织以面积率计含有3~13%的马氏体,余量为铁素体,
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15…(式1)
在此,(式1)中的C、M、Cr、Mo、V、Ni、Cu是以质量%示出各元素的含量的值。
2.根据权利要求1所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成以质量%计,还含有
Ni:1.0%以下、
Cu:1.0%以下、
Cr:1.0%以下、
Mo:0.5%以下、
V:0.2%以下、
Ca:0.006%以下、和
REM:0.006%以下
之中的1种或2种以上。
3.根据权利要求1所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成满足
Mn:1.00~1.50%、
Si:0.40%以下,
还满足:0.23≤Ceq≤0.30,
所述母材的金属组织的马氏体的当量圆粒径的平均值为0.5~1.5μm,并且,
钢管的抗拉强度为490~760MPa。
4.根据权利要求3所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成满足
Nb:0.005~0.020%。
5.根据权利要求3或4所述的电阻焊钢管,其特征在于,所述母材的成分组成以质量%计,还含有
Ni:0.5%以下、
Cu:0.5%以下、
Cr:0.5%以下、
Mo:0.2%以下、
V:0.1%以下、
Ca:0.006%以下、和
REM:0.006%以下
之中的1种或2种以上。
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