CN107406940B - 高强度电阻焊钢管及其制造方法 - Google Patents

高强度电阻焊钢管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供具有优良的弯曲特性的高强度电阻焊钢管。一种电阻焊钢管，其具有：以质量％计含有C：0.04～0.15％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.0～2.2％、P：0.050％以下、S：0.005％以下、Cr：0.2～1.0％、Ti：0.005～0.030％、Al：0.010～0.050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；和多边形铁素体以体积百分率计为70％以上、包含以体积率计为3～20％的残余奥氏体且余量为选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上、多边形铁素体的平均粒径为5μm以上且长径比为1.40以下的组织。

Description

高强度电阻焊钢管及其制造方法
技术领域
本发明涉及输送石油、天然气的管线管用电阻焊钢管，特别是涉及适合作为卷筒铺管驳铺设用的、X60(屈服强度YS：415MPa以上)级以上的高强度且具有优良的弯曲特性的高强度电阻焊钢管及其制造方法。
背景技术
近年来，作为海底管线的铺设方法，经常使用卷筒铺管驳法。卷筒铺管驳法为如下方法：预先在陆地上进行管的圆周焊接、检查、涂覆等，将做好的长尺寸的管卷取于驳船的卷轴上，在作为目标的海上，在将管从卷轴开卷的同时，在海底铺设管线。该卷筒铺管驳法能够非常高效地进行海底管线的铺设作业。但是，在卷筒铺管驳法中，在管卷取时和管铺设时，因弯曲-弯曲复原引起的拉伸和压缩的应力作用于管的一部分。因此，有时在所使用的管中产生局部的断裂、压曲，以此为起点而发生管的破坏。因此，作为利用卷筒铺管驳法进行铺设的管线用钢管，需要制成弯曲特性、即弯曲变形时的压缩侧的耐压曲性和拉伸侧的耐断裂性优良的钢管。耐压曲性在很大程度上受到管的形状均匀性支配，另外，对于耐断裂性而言，均匀伸长率大、能够防止延展性破坏是重要的。
从防止这样的局部的断裂、压曲的观点出发，以往，在应用基于卷筒铺管驳法的铺设的管线中主要使用无缝钢管。
但是，近年来，从经济性的观点出发，应用电阻焊钢管作为管线管用。电阻焊钢管的壁厚偏差、真圆度与无缝钢管相比更良好，关于强烈受到形状因子的影响的耐压曲性，与无缝钢管相比更优越。但是，电阻焊钢管是利用冷加工通过连续的辊轧成形将热轧钢板成形为大致圆筒状，因此，在管轴方向上导入相当量的塑性应变，管轴方向的均匀伸长率降低。因此，通常，电阻焊钢管的均匀伸长率低于无缝钢管的均匀伸长率，即使以小的应变也容易发生断裂，与无缝钢管相比，耐断裂性降低。
因此，在应用电阻焊钢管作为卷筒铺管驳铺设的管线管用的情况下，通常在制管后实施退火处理以使均匀伸长率提高，因此，伴随有效率降低、生产成本升高这样的缺点。
作为提高钢材(钢板)的均匀伸长率的一种方法，有提高Si含量、利用残余奥氏体的TRIP(相变诱发塑性，Transformation Induced Plasticity)现象的方法。但是，为了利用该现象，一般进行提高钢板的Si含量的方法。但是，如果提高电阻焊钢管用钢板的Si含量，则在电阻焊时形成的高熔点氧化物残留于电阻焊部，因此，存在使得电阻焊部的品质降低的问题。
另外，在专利文献1中提出了耐压曲特性优良的高强度钢管的制造方法。在专利文献1所记载的技术中，将以质量％计含有C：0.02～0.15％、Si：0.1～2.0％、Mn：0.5～2.0％、Al：0.01～0.1％、N：0.01％以下、P：0.02％以下、S：0.005％以下、进一步含有Nb：0.1％以下、V：0.1％以下、Ti：0.1％以下中的一种或两种以上、或者进一步含有Mo：1.0％以下、Cu：2.0％以下、Ni：2.0％以下、Cr：1.0％以下中的一种或两种以上的、将Si含量抑制得较低的组成的钢坯加热至1050℃以上后，在再结晶温度以上进行粗轧，然后，在Ar3相变点[℃]以上且900℃以下进行累积压下量为65％以上的精轧，从Ar3相变点[℃]以上的温度起以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却，在(Ts-50℃)～(Ts+100℃)的范围内保持30～300秒后，以20℃/秒以上的冷却速度冷却至350～450℃的温度，然后进行缓冷，将残留有残余奥氏体的钢板通过冷成形制成中空形状后，实施缝焊，制成具有包含平均结晶粒径为10μm以下、面积率为70～90％的铁素体以及余量为残余奥氏体、贝氏体和马氏体的显微组织、基于X射线解析的残余奥氏体量以体积百分率计为5～15％、壁厚为10mm以上、外径为100mm以上的UOE钢管。需要说明的是，Ts由下述式(1)表示。
Ts[℃]＝780-270×C-90×Mn-37×Ni-70×Cr-83×Mo…(1)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3749704号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在专利文献1所记载的技术中，在冷却中途，需要等温保持，在将连续地配置的冷却区沿一个方向运送的同时进行冷却的热轧生产线中，需要使设备长度非常长。另外，在专利文献1所记载的技术中，存在如下问题：冷却停止温度为350～450℃，变形阻力增大，难以将钢板卷取为卷材状。而且，在专利文献1中并没有提及钢管的均匀伸长率提高的记载。
本发明的目的在于，解决上述现有技术的问题，提供在不实施针对管整体的热处理的情况下使管轴方向的均匀伸长率提高、具有优良的弯曲特性的高强度电阻焊钢管及其制造方法。
需要说明的是，此处所述的“高强度”是指管轴方向的屈服强度YS为415MPa以上的情况。另外，此处所述的“优良的弯曲特性”特别是关于耐断裂性，是指管轴方向的均匀伸长率Elu为8％以上的情况。
用于解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明人针对影响作为电阻焊钢管用的管原材的热轧钢板的均匀伸长率的各种因素进行了深入研究。其结果发现，为了在不实施针对管整体的热处理的情况下提高均匀伸长率，首先想到活用作为铁素体形成元素的Cr。并且，通过将积极地含有适当量的作为铁素体形成元素的Cr的组成与将热轧后的冷却调整为适当的范围的方法组合，能够形成以在高温下发生相变、长径比小的多边形铁素体作为主体的组织，促进C向未相变奥氏体的排出，经过卷取工序后也能够确保期望的残余奥氏体量。另外还发现，在Cr的基础上进一步提高Mn、Mo等淬透性提高元素的含量是有效的。使用这样的热轧钢板作为管原材时，能够制造在管轴方向具有高达8％以上的均匀伸长率的电阻焊钢管，适合作为卷筒铺管驳用。
本发明是基于上述见解进一步加以研究而完成的。即，本发明的主旨如下所述。
(1)一种高强度电阻焊钢管，其具有：
以质量％计含有C：0.04～0.15％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.0～2.2％、P：0.050％以下、S：0.005％以下、Cr：0.2～1.0％、Ti：0.005～0.030％、Al：0.010～0.050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；和
多边形铁素体以体积百分率计为70％以上、包含以体积率计为3～20％的残余奥氏体且余量为选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上、上述多边形铁素体的平均粒径为5μm以上且长径比为1.40以下的组织。
(2)如(1)所述的高强度电阻焊钢管，其中，在上述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Mo：0.5％以下、Cu：0.5％以下、Ni：1.0％以下、Co：1.0％以下中的一种或两种以上。
(3)如(1)或(2)所述的高强度电阻焊钢管，其中，在上述组成的基础上，进一步以质量％计含有选自Nb：0.10％以下、V：0.10％以下中的一种或两种。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的高强度电阻焊钢管，其中，设定为在上述组成的基础上进一步以质量％计含有Ca：0.0005～0.0050％的组成。
(5)一种电阻焊钢管的制造方法，其是(1)～(4)中任一项所述的高强度电阻焊钢管的制造方法，其包括：对钢原材实施加热、热轧和热轧后的冷却而制成热轧钢带并将该热轧钢带卷取为卷材状的管原材制造工序；将上述热轧钢带成形为大致圆形断面的开管后，将该开管的宽度方向端面彼此对接并加热至熔点以上，进行压接而制成电阻焊钢管的制管工序；和以在线方式对该电阻焊钢管的电阻焊部实施热处理的在线热处理工序，所述电阻焊钢管的制造方法中，
上述管原材制造工序中的上述加热是将加热温度设定为1100～1250℃的加热，
将上述管原材制造工序中的上述热轧后的冷却设定为如下的冷却：以使钢带板厚方向中心位置的温度为以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以20秒后的温度T20计超过650℃、并且以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以80秒后的温度T80计低于650℃的方式进行调整，连续地冷却至冷却停止温度为600～450℃的温度范围的温度，
将上述在线热处理工序中的上述热处理设定为如下的处理：以上述电阻焊部的壁厚方向上的最低温度部为800℃以上、最高加热温度为1150℃以下的方式进行加热后，进行水冷或放冷，冷却至以上述电阻焊部的壁厚方向上的最高温度计为500℃以下。
(6)如(5)所述的高强度电阻焊钢管的制造方法，其中，上述制管工序为如下的制管工序：将上述热轧钢带开卷，利用多个辊连续地进行成形，制成大致圆形断面的开管后，将该开管的宽度方向端面彼此对接，将上述开管的宽度方向端面加热至熔点以上，进行压接而制成电阻焊钢管。
发明效果
根据本发明，能够在不进行针对管整体的热处理的情况下与无缝钢管相比廉价地制造适合作为利用卷筒铺管驳法、进一步利用S-Lay法、J-Lay法等铺设方法铺设的海底管线、在地震地带等地壳变动地带铺设的管线等管线管用的、X60级以上的高强度且弯曲特性优良的高强度电阻焊钢管，在产业上发挥显著的效果。另外，本发明发挥如下效果：除了管线管用以外，还能够有效地有助于例如土木建筑用等要求高变形能力的用途。
具体实施方式
本发明的电阻焊钢管具有：以质量％计含有C：0.04～0.15％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.0～2.2％、P：0.050％以下、S：0.005％以下、Cr：0.2～1.0％、Ti：0.005～0.030％、Al：0.010～0.050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；和多边形铁素体以体积百分率计为70％以上、包含以体积百分率计为3～20％的残余奥氏体且余量为选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上、多边形铁素体的平均粒径为5μm以上且长径比为1.40以下的组织，管轴方向的屈服强度YS为415MPa以上，管轴方向的均匀伸长率Elu为8％以上。
首先，对本发明的电阻焊钢管的组成限定理由进行说明。以下，组成中的质量％仅用％表示。
C：0.04～0.15％
C是有助于奥氏体相的稳定化的元素，在本发明中，是用于确保期望的残余奥氏体量的重要元素。为了得到这样的效果，需要含有0.04％以上的C。另一方面，超过0.15％的C的含有使得焊接性降低。因此，C限定为0.04～0.15％的范围。需要说明的是，优选C为0.06％以上。优选C为0.12％以下。更优选C为0.08～0.12％。
Si：0.10～0.50％
Si是作为脱氧剂发挥作用、并且抑制渗碳体的析出而大大地有助于残余奥氏体的生成的元素。另外，Si具有减少热轧时的氧化皮脱落量的作用。为了得到这样的效果，需要含有0.10％以上的Si。另一方面，超过0.50％的Si的含有使得电阻焊性降低。因此，Si限定为0.10～0.50％的范围。需要说明的是，优选Si为0.10～0.30％。
Mn：1.0～2.2％
Mn是提高奥氏体相的稳定性、抑制向珠光体、贝氏体的分解的元素。为了得到这样的效果，需要含有1.0％以上的Mn。另一方面，超过2.2％而过度地含有Mn时，会抑制高温相变铁素体的生成，妨碍C向未相变奥氏体的排出、浓缩。因此，Mn限定为1.0～2.2％的范围。需要说明的是，优选Mn为1.2％以上。优选Mn为1.6％以下。
P：0.050％以下
P是在晶界发生偏析而产生使得韧性降低的不良影响的元素，在本发明中，作为杂质，优选尽可能地降低，但可以允许至0.050％。因此，P限定为0.050％以下。需要说明的是，优选为0.030％以下。另外，过度的降低会导致精炼成本的高涨，因此，P优选设定为0.002％以上。
S：0.005％以下
S在钢中以硫化物系夹杂物(MnS)的形式存在。尤其是MnS在热轧工序中被拉伸得较薄，对延展性、韧性带来不良影响。因此，在本发明中，S优选尽可能降低，但可以允许至0.005％。因此，S限定为0.005％以下。需要说明的是，优选S为0.003％以下。需要说明的是，过度的降低会导致精炼成本的高涨，因此，S优选设定为0.0002％以上。
Cr：0.2～1.0％
Cr在本发明中是抑制未相变奥氏体中的渗碳体的析出、有助于残余奥氏体的生成的重要元素。为了得到这样的效果，需要含有0.2％以上的Cr。另一方面，超过1.0％过度的含有会使得电阻焊性降低。因此，Cr限定为0.2～1.0％的范围。需要说明的是，Cr优选为0.2～0.8％、更优选为0.2～0.5％。
Ti：0.005～0.030％
Ti是将N以TiN的形式固定而具有抑制因N引起的钢的韧性降低的作用的元素。这样的效果在含有0.005％以上的Ti时观察到。另一方面，含有超过0.030％的Ti时，沿着Fe的解理面析出的Ti碳氮化物的量增加，钢的韧性降低。因此，Ti限定为0.005～0.030％的范围。需要说明的是，优选Ti为0.005～0.025％。
Al：0.010～0.050％
Al是作为强力的脱氧剂发挥作用、并且抑制渗碳体析出而大大地有助于残余奥氏体的生成的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.010％以上。另一方面，含有超过0.050％时，在钢中容易残留Al系氧化物，使得钢的洁净度降低。因此，Al限定为0.010～0.050％的范围。需要说明的是，优选为0.010～0.045％。
上述成分以外的余量由Fe和不可避免的杂质构成。需要说明的是，作为不可避免的杂质，可以允许N：0.005％以下、O(氧)：0.005％以下。
另外，在本发明中，在上述基本组成的基础上，可以进一步根据需要含有选自Mo：0.5％以下、Cu：0.5％以下、Ni：1.0％以下、Co：1.0％以下中的一种或两种以上、和/或、选自Nb：0.10％以下、V：0.10％以下中的一种或两种、和/或、Ca：0.0005～0.0050％。
选自Mo：0.5％以下、Cu：0.5％以下、Ni：1.0％以下、Co：1.0％以下中的一种或两种以上
Mo、Cu、Ni、Co均是提高奥氏体相的稳定性、有助于残余奥氏体的生成的元素。为了得到这样的效果，优选含有Mo：0.05％以上、Cu：0.05％以上、Ni：0.05％以上、Co：0.05％以上。另一方面，含有分别超过Mo：0.5％、Cu：0.5％、Ni：1.0％、Co：1.0％时，不仅上述效果饱和，而且焊接性降低。因此，含有时，优选分别限定为Mo：0.5％以下、Cu：0.5％以下、Ni：1.0％以下、Co：1.0％以下的范围。需要说明的是，更优选为Mo：0.4％以下、Cu：0.4％以下、Ni：0.4％以下、Co：0.4％以下。
选自Nb：0.10％以下、V：0.10％以下中的一种或两种
Nb、V均是形成碳氮化物或碳化物、经由析出强化而有助于热轧钢带的强度增加的元素。为了得到这样的效果，优选含有Nb：0.01％以上、V：0.01％以上。另一方面，含有分别超过Nb：0.10％、V：0.10％时，形成粗大的析出物，导致母材韧性的降低、或者焊接性的降低。因此，含有时，优选限定为Nb：0.10％以下、V：0.10％以下。
Ca：0.0005～0.0050％
Ca是有效地有助于硫化物系夹杂物的形态控制的元素，使MnS等硫化物无害化，有助于热轧钢带的韧性提高。为了得到这样的效果，需要含有0.0005％以上的Ca。另一方面，含有超过0.0050％的Ca时，形成Ca系氧化物团簇，热轧钢带的韧性降低。因此，含有时，Ca优选限定为0.0005～0.0050％的范围。需要说明的是，更优选Ca为0.0010％以上。更优选Ca为0.0040％以下。
接着，对本发明的电阻焊钢管的组织限定理由进行说明。
本发明电阻焊钢管具有上述组成，并且具有如下组织：以多边形铁素体作为主体(以体积百分率计为70％以上)，包含以体积率计为3～20％的残余奥氏体且余量为选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上，多边形铁素体的平均粒径为5μm以上且长径比为1.40以下。
多边形铁素体：以体积百分率计为70％以上
此处所述的“多边形铁素体”是指在伴随扩散的同时发生相变的高温相变铁素体。高温相变铁素体随着相变的进行而使C向未相变奥氏体排出，使未相变奥氏体稳定化，从而使得期望量的残余奥氏体的生成变得容易。因此，在利用基于残余奥氏体的TRIP现象制成均匀伸长率优良的高强度热轧钢带的本发明中，以多边形铁素体作为主体。需要说明的是，本发明中所述的“主体”是指以体积百分率计占70％以上的组织。
成为主体的组织为贝氏体铁素体、贝氏体时，伴随相变的C的排出少或者几乎没有，因此，C向未相变奥氏体的浓缩变得不充分，未相变奥氏体不稳定，在冷却后向珠光体、贝氏体发生相变，不能确保以体积百分率计为3～20％的残余奥氏体相。因此，成为主体的组织设定为多边形铁素体。
需要说明的是，为了避免组织辨别的模糊，在本发明中，“多边形铁素体”定义为以(轧制方向的晶粒直径)/(板厚方向的晶粒直径)求出的长径比为1.40以下且平均粒径为5μm以上的组织。
残余奥氏体：以体积百分率计为3～20％
残余奥氏体通过加工诱发相变(TRIP现象)而有助于提高电阻焊钢管的均匀伸长率。为了得到这样的效果，需要以体积百分率计为3％以上的残余奥氏体相。另一方面，超过20％的过量含有会使得残余奥氏体中所含的碳浓度降低，残余奥氏体对变形变得不稳定，均匀伸长率降低。因此，残余奥氏体以体积率计限定为3～20％的范围。需要说明的是，优选为3～15％。更优选为5～15％。
余量：选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上
上述成为主体的组织即多边形铁素体和残余奥氏体以外的余量优选设定为以体积率计为10％以下(包括0％)的选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上。作为余量的选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上以体积率计合计超过10％时，强度过度增加，均匀伸长率降低。需要说明的是，多边形铁素体以外的铁素体被分类为贝氏体。
通过具有上述的组成、组织，能够制成在(管厚/管外径)×100的值为2.5～7.0％的尺寸下管轴方向的屈服比(YR)为93％以下的电阻焊钢管。
对于如上所述的、多边形铁素体以体积百分率计为70％以上、包含以体积百分率计为3～20％的残余奥氏体且余量为选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上的组织的测定，首先，以观察面为轧制方向断面(L断面)的方式从电阻焊钢管裁取组织观察用试验片。然后，将裁取的组织观察用试验片进行研磨、腐蚀(腐蚀液：硝酸乙醇溶液)，使用光学显微镜(倍率：400倍)和扫描电子显微镜SEM(倍率：2000倍)，对板厚1/2t位置处的组织进行观察，对各2个视野以上进行拍摄。对于所得到的组织照片，可以使用图像解析装置，求出组织的种类、各相的面积率和多边形铁素体的晶粒的长径比，依照JIS G 0551，通过切割法求出多边形铁素体的平均结晶粒径。需要说明的是，在上述的组织的测定中值的计算中，使用算术平均。另外，对于残余奥氏体，利用SEM/EBSD(电子背散射衍射，Electron BackScatter Diffraction)法求出面积率。另外，显微组织设定为三维均质，将求出的面积率作为体积百分率。
接着，对本发明的电阻焊钢管的制造方法进行说明。
首先，实施如下的管原材制造工序：对上述组成的钢原材实施加热、热轧和热轧后的冷却而制成热轧钢带，将该热轧钢带卷取为卷材状。
在管原材制造工序中，将上述组成的钢原材加热至加热温度为1100～1250℃后，实施热轧而制成热轧钢带，形成管原材。
钢原材的加热温度：1100～1250℃
钢原材的加热温度低于1100℃时，不能使铸造工序中生成的粗大碳氮化物、偏析带消失，导致热轧钢板的延展性或韧性的降低、进一步导致强度的降低。另一方面，加热超过1250℃时，晶粒粗大的倾向变强，有可能导致热轧钢板的延展性或韧性的降低，而且使得能量消耗率升高，在经济上变得不利。需要说明的是，上述加热温度设定为加热炉的炉内设定温度。
将加热后的钢原材实施热轧，制成规定尺寸形状的热轧钢带。热轧的条件只要能够确保规定的尺寸形状即可，无需特别限定，如果考虑之后的冷却，优选将从热轧的最终道次出来时的温度、即精轧结束温度设定为750℃以上。
作为热轧后的冷却，实施如下的冷却处理：以使钢带板厚方向中心位置的温度为以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以20秒后的温度T20计超过650℃、并且以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以80秒后的温度T80计低于650℃的方式对热轧钢带进行调整，连续地冷却至冷却停止温度为600～450℃的温度范围的温度。本发明中所述的“冷却”优选设定为从在设置于精轧机出口侧的输出辊道上连续地配置的水冷区向热轧钢带上下表面喷射冷却水而进行的冷却。需要说明的是，水冷区的排列间隔、水量密度等没有特别限定。另外，热轧钢带板厚方向中心位置的温度使用基于利用表面温度计测定的温度通过传热解析求出的值。
热轧后的冷却：以使钢带板厚方向中心位置的温度为以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以20秒后的温度T20计超过650℃、并且以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以80秒后的温度T80计低于650℃的方式进行调整
如果为本发明的热轧钢带的组成范围内，则以钢带板厚方向中心位置的温度为以从热轧的最终道次出来的时间t0起20秒后的温度T20计超过650℃的方式、并且以从时间t0起80秒后的温度T80计低于650℃的方式进行调整、冷却，由此，发生多边形铁素体相变，能够使钢带组织为以多边形铁素体作为主体的组织。
更具体而言，以将从热轧的最终道次出来的时间(精轧结束时)t0作为基点的时间计在20秒以上且少于80秒的期间，钢带板厚方向中心位置的温度达到750～650℃时，发生多边形铁素体相变，能够使钢带组织为以多边形铁素体作为主体的组织。
关于钢带板厚方向中心位置的温度，如果以使温度T20为650℃以下的方式进行冷却，则主要生成贝氏体铁素体或贝氏体，无法确保以多边形铁素体作为主体的组织。另外，如果钢带板厚方向中心位置的温度以温度T80计为650℃以上，则在铁素体相变的同时容易发生碳氮化物、渗碳体的析出，其结果是，不易发生C向未相变奥氏体的浓缩。
因此，在本发明中，将热轧后的冷却设定为：以使钢带板厚方向中心位置的温度以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以20秒后的温度T20计超过650℃并且以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以80秒后的温度T80计低于650℃的方式进行调整。
冷却停止温度：600℃～450℃
冷却停止温度高于600℃时，在卷取后未相变奥氏体相变为珠光体、贝氏体，无法确保期望量的残余奥氏体。另一方面，低于450℃时，未相变奥氏体的一部分相变为马氏体，不能确保期望量的残余奥氏体。因此，热轧后的冷却的冷却停止温度限定为600℃～450℃的范围的温度。
因此，在本发明中，将热轧后的冷却限定为如下的冷却处理：以使钢带板厚方向中心位置的温度为以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以20秒后的温度T20计超过650℃、并且以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以80秒后的温度T80计低于650℃的方式进行调整，连续地冷却至冷却停止温度为600～450℃的温度范围的温度。
接着，以所得到的卷取为卷材状的热轧钢带作为管原材，实施制管工序。在制管工序中，将作为管原材的卷取为卷材状的热轧钢带开卷，通过冷加工利用多个辊连续地进行成形，制成大致圆形断面的开管后，将该开管的宽度方向端面彼此对接，利用高频感应加热或高频电阻加热将该开管的宽度方向端面加热至熔点以上，利用挤压辊进行压接，从而得到电阻焊钢管。本发明中的制管工序只要是能够制造具有期望的尺寸形状的电阻焊钢管的工序即可，无需特别限定。使用通常的电阻焊钢管制造设备的常用的制管工序均能够应用。
接着，对制管工序中制造的电阻焊钢管实施以在线方式对电阻焊部实施热处理的在线热处理工序。
在对本发明的范围内的组成的热轧钢带进行电阻焊的情况下，电阻焊部通过焊接时的快速加热、快速冷却而形成以马氏体和/或上部贝氏体作为主体的组织。这些组织是韧性低的组织，在本发明中，实施在线热处理工序，改性为富有韧性的组织。此处所述的“富有韧性”是指，圆周方向上的、试验温度：0℃下的夏比冲击试验吸收能量vE0(J)为150J以上的情况。
为了以在线方式实施热处理，优选利用在电阻焊钢管制造设备中的挤压辊的下游侧的线上依次配设有能够对电阻焊部进行加热冷却的一台或多台感应加热装置和水冷等冷却装置的常用装置列。
在线热处理设定为如下的处理：以使电阻焊部的壁厚方向上的最低温度部为800℃以上、最高加热温度为1150℃以下的方式进行加热后，进行水冷或放冷，冷却至以上述电阻焊部的壁厚方向上的最高温度计为500℃以下。需要说明的是，在线是指直线性排列，在线热处理例如是指使用相对于焊接部呈直线性排列的加热装置的热处理。另外，加热装置除了感应加热以外，也可以应用直接通电等，没有特别限定。
在线热处理的加热温度：800～1150℃
加热温度在最低温度部低于800℃时，无法在板厚方向整个区域内使电阻焊部的组织为富有韧性的贝氏体铁素体和/或贝氏体。另一方面，加热温度在最高加热部超过1150℃而达到高温时，奥氏体晶粒显著地粗大化，淬透性增大，冷却后形成马氏体。因此，电阻焊部的在线热处理中的加热温度从最低温度部到最高温度部限定为800～1150℃的范围的温度。需要说明的是，优选为850～1100℃。另外，加热后的冷却可以根据所要求的强度、韧性而设定为放冷或水冷，为了兼顾强度和韧性，优选设定为水冷。需要说明的是，水冷后，可以根据需要在加热温度(回火温度)：400℃～700℃的范围内实施在线回火处理。在线回火处理优选利用在在线热处理装置的下游侧设置有感应加热装置等的装置列来进行。在线热处理的时间优选设定为800℃以上、5秒以上。
以下，基于实施例对本发明进一步进行说明。
实施例
将表1所示组成的钢水利用转炉进行熔炼，通过连铸法制成钢坯(钢原材：壁厚220mm)。将这些钢坯(钢原材)通过表2所示的条件的管原材制造工序制成表2所示的板厚的热轧钢带，卷取为卷材状，制成管原材。接着，对作为管原材的卷取为卷材状的热轧钢带开卷，通过冷加工利用多个辊连续地进行成形，制成大致圆形断面的开管后，将该开管的相对的宽度方向端面彼此对接，使用高频感应加热装置将该开管的宽度方向端面加热至熔点以上，利用挤压辊进行压接而制成表2所示的大小(壁厚/外径)的电阻焊钢管。接着，对所得到的电阻焊钢管的电阻焊部实施如下的在线热处理：使用在电阻焊钢管制造设备的挤压辊的下游侧以在线方式配设的感应加热装置加热至以表面温度计为1050℃，放冷至以壁厚方向上的最高温度计为500℃以下。需要说明的是，确认了：即使在最低温度部也达到850℃以上。此时的电阻焊部的管外表面的平均冷却速度为约2℃/秒。
从所得到的电阻焊钢管裁取试验片，实施组织观察、拉伸试验、冲击试验。试验方法如下所述。
(1)组织观察
以使观察面为轧制方向断面(L断面)的方式从所得到的电阻焊钢管裁取组织观察用试验片。对裁取的组织观察用试验片进行研磨、腐蚀(腐蚀液：硝酸乙醇溶液)，利用光学显微镜(倍率：400倍)和扫描电子显微镜SEM(倍率：2000倍)，对板厚1/2t位置处的组织进行观察，对各2个视野以上进行拍摄。对于所得到的组织照片，使用图像解析装置，求出组织的种类和各相的面积率、以及主相的晶粒的长径比，并且依据JIS G 0551，通过切割法求出主相的平均结晶粒径。将所得到的值进行算术平均而作为该钢管的值。需要说明的是，关于残余奥氏体，难以通过目视来识别，因此，利用SEM/EBSD(电子背散射衍射，Electron BackScatter Diffraction)法求出面积率。显微组织设定为三维均质，将求出的面积率作为体积百分率。
(2)拉伸试验
从管前端侧观察在从电阻焊部起在圆周方向上沿顺时针方向为90°的位置依照ASTM A 370的规定以使拉伸方向为管轴方向的方式从所得到的电阻焊钢管裁取拉伸试验片，实施拉伸试验，求出拉伸特性(屈服强度YS、拉伸强度TS和均匀伸长率Elu)。
(3)冲击试验
以使圆周方向为试验片长度方向的方式从所得到的电阻焊钢管的电阻焊部的壁厚1/2位置裁取V缺口试验片，依照ASTM A370的规定实施夏比冲击试验，求出试验温度：0℃下的夏比冲击试验吸收能量vE0(J)。需要说明的是，对各3根试验片进行试验，将所得到的值的算术平均值作为该钢管的吸收能量。
将所得到的结果示于表3中。
本发明例均是具备具有管轴方向的屈服强度YS为415MPa以上的高强度且管轴方向的均匀伸长率Elu为8％以上的“优良的弯曲特性”的母材部以及0℃下的夏比冲击试验吸收能量vE0为150J以上的优良的电阻焊部韧性的高强度电阻焊钢管。另一方面，偏离本发明范围的比较例的管轴方向的均匀伸长率Elu小于8％且弯曲特性降低。

Claims (7)

1.一种高强度电阻焊钢管，其具有：
以质量％计含有C：0.04～0.15％、Si：0.10～0.50％、Mn：1.0～2.2％、P：0.050％以下、S：0.005％以下、Cr：0.2～1.0％、Ti：0.005～0.030％、Al：0.010～0.050％、N：0.005％以下、O：0.005％以下、含有或不含有选自Mo：0.5％以下、Cu：0.5％以下、Ni：1.0％以下和Co：1.0％以下中的一种或两种以上、含有或不含有选自Nb：0.10％以下和V：0.10％以下中的一种或两种、含有或不含有Ca：0.0005～0.0050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；和
多边形铁素体以体积百分率计为70％以上、包含以体积百分率计为3～20％的残余奥氏体且余量为选自马氏体、贝氏体和珠光体中的一种或两种以上、所述多边形铁素体的平均粒径为5μm以上且以(轧制方向的晶粒直径)/(板厚方向的晶粒直径)求出的长径比为1.40以下的组织。
2.如权利要求1所述的高强度电阻焊钢管，其中，在所述组成中，以质量％计含有选自Mo：0.05～0.5％、Cu：0.05～0.5％、Ni：0.05～1.0％、Co：0.05～1.0％中的一种或两种以上。
3.如权利要求1或2所述的高强度电阻焊钢管，其中，在所述组成中，以质量％计含有选自Nb：0.01％以上且0.10％以下、V：0.01％以上且0.10％以下中的一种或两种。
4.如权利要求1或2所述的高强度电阻焊钢管，其中，设定为在所述组成中以质量％计含有Ca：0.0005～0.0050％的组成。
5.如权利要求3所述的高强度电阻焊钢管，其中，设定为在所述组成中以质量％计含有Ca：0.0005～0.0050％的组成。
6.一种电阻焊钢管的制造方法，其是权利要求1～5中任一项所述的高强度电阻焊钢管的制造方法，其包括：对钢原材实施加热、热轧和热轧后的冷却而制成热轧钢带并将该热轧钢带卷取为卷材状的管原材制造工序；将所述热轧钢带成形为圆形断面的开管后，将该开管的宽度方向端面彼此对接并加热至熔点以上，进行压接而制成电阻焊钢管的制管工序；和以在线方式对该电阻焊钢管的电阻焊部实施热处理的在线热处理工序，所述电阻焊钢管的制造方法中，
所述管原材制造工序中的所述加热是将加热温度设定为1100～1250℃的加热，
将所述管原材制造工序中的所述热轧后的冷却设定为如下的冷却：以使钢带板厚方向中心位置的温度为以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以20秒后的温度T20计超过650℃、并且以从热轧最终道次出来的时间t0作为基点以80秒后的温度T80计低于650℃的方式进行调整，连续地冷却至冷却停止温度为600～450℃的温度范围的温度，
将所述在线热处理工序中的所述热处理设定为如下的处理：以使电阻焊部的壁厚方向上的最低温度部为800℃以上、最高加热温度为1150℃以下的方式进行加热后，进行水冷或放冷，冷却至以电阻焊部的壁厚方向上的最高温度计为500℃以下。
7.如权利要求6所述的高强度电阻焊钢管的制造方法，其中，所述制管工序为如下的制管工序：将所述热轧钢带开卷，利用多个辊连续地进行成形，制成圆形断面的开管后，将该开管的宽度方向端面彼此对接，将所述开管的宽度方向端面加热至熔点以上，进行压接而制成电阻焊钢管。
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