JP6012189B2 - 低温における優れた靭性および硫化物応力腐食亀裂抵抗をもつ高強度の鋼管 - Google Patents
低温における優れた靭性および硫化物応力腐食亀裂抵抗をもつ高強度の鋼管 Download PDFInfo
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Description
TM0177「H2S環境における硫化物応力亀裂および応力腐食亀裂に対する抵抗のための金属の実験室テスト」)を通過することは困難である。
の設計温度に対して適確とされる。この限界が大西洋および大西洋と同様な領域における、経費効率の良い石油およびガスの探索を制約する可能性がある。
本発明の態様は鋼管または鋼チューブおよびそれを製造する方法に関する。いくつかの態様において、低温における優れた靭性と腐食抵抗(酸性使用、H2S環境)を伴う、70ksi、80ksiおよび90ksiそれぞれの最小降伏強さをもつ、8〜35mm間の肉厚(WT)を有する垂直管とライン管のための、継ぎ目なしの焼き入れおよび焼き戻し鋼管が提供される。継ぎ目なし管はまた、熱誘導曲げおよびオフライン焼き入れおよび焼き戻し処理により、同一等級のベンドを製造するのに適する。一つの態様において、鋼管は6”(152mm)〜28”(711mm)間の外径(OD)および8〜35mmの肉厚(WT)を有する。
・ 降伏強さ,YS:最小485MPa(70ksi)と最大635MPa(92ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小570MPa(83ksi)と最大760MPa(110ksi)、
・ 延び率、20%以上、
・ YS/UTS比率0.93以下。
・ 降伏強さ,YS:最小555MPa(80ksi)と最大705MPa(102ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小625MPa(90ksi)と最大825MPa(120ksi)、
・ 延び率、20%以上、
・ YS/UTS比率0.93以下。
・ 降伏強さ,YS:最小625MPa(90ksi)と最大775MPa(112ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小695MPa(100ksi)と最大915MPa(133ksi)、
・ 延び率、18%以上、
・ YS/UTS比率0.95以下。
・ 亀裂の長さの比率CLR<5%、
・ 亀裂の厚さの比率,CTR<1%、
・ 亀裂感受性の比率,CSR<0.2%。
約0.05重量%〜約0.16重量%の炭素;
約0.20重量%〜約0.90重量%のマンガン;
約0.10重量%〜約0.50重量%のケイ素;
約1.20重量%〜約2.60重量%のクロム;
約0.05重量%〜約0.50重量%のニッケル;
約0.80重量%〜約1.20重量%のモリブデン;
約0.005重量%〜約0.12重量%のバナジウム;
約0.008重量%〜約0.04重量%のアルミニウム;
約0.0030重量%〜約0.0120重量%の窒素;および
約0.0010重量%〜約0.005重量%のカルシウム:
を含んでなる鋼組成物を含んでなる。
0.10重量%〜0.13重量%の炭素;
0.40重量%〜0.55重量%のマンガン;
0.20重量%〜0.35重量%のケイ素;
1.9重量%〜2.3重量%のクロム;
0.9重量%〜1.1重量%のモリブデン;
0.001重量%〜0.005重量%のカルシウム;
0.05重量%〜0.07重量%のバナジウムおよび
0.010重量%〜0.020重量%のアルミニウム;
を含んでなる鋼組成物を含んでなる。鋼管の肉厚は約8mm以上で、約35mm以下である。鋼管は、熱間圧延、その後の室温への冷却、約900℃以上の温度への加熱、40℃/秒以上の冷却速度における焼き入れ、および約680℃〜約760℃間の温度における焼き戻しにより加工されて、約20μm〜約60μmの旧オーステナイト粒度、約3μm〜約6μmのパケットサイズ、および約90容量%以上のマルテンサイトと約10容量%以下の下部ベイナイトを有する微細組織を形成することができる。鋼管は約80ksiと約102ksi間の降伏強さ(YS)、約90ksiと約120ksi間の極限引っ張り強さ(UTS)、約20%以上の延び率および0.93以下のYS/UTS比率を有することができる。
0.10重量%〜0.13重量%の炭素;
0.40重量%〜0.55重量%のマンガン;
0.20重量%〜0.35重量%のケイ素;
1.9重量%〜2.3重量%のクロム;
0.9重量%〜1.1重量%のモリブデン;
0.001重量%〜0.005重量%のカルシウム;
0.05重量%〜0.07重量%のバナジウム;および
0.010重量%〜0.020重量%のアルミニウム;
を含んでなる鋼組成物を含んでなる。鋼管の肉厚は約8mm以上、約35mm以下であることができる。鋼管は、熱間圧延、その後の室温への冷却、約900℃以上の温度への加熱、約20℃/秒以上の冷却速度における焼き入れ、および約680℃〜約760℃間の温度における焼き戻しにより加工されて、約20μm〜約60μmの旧オーステナイト粒度、約2μm〜約6μmのパケットサイズ、および約95容量%以上のマルテンサイトと約5容量%以下の下部ベイナイトを有する微細組織を形成することができる。鋼管は約90ksiと約112ksi間の降伏強さ(YS)、100ksiと133ksi間の極限引っ張り強さ(UTS)、約18%以上の延び率および約0.95以下のYS/UTS比率を有することができる。
0.10重量%〜0.13重量%の炭素;
0.40重量%〜0.55重量%のマンガン;
0.20重量%〜0.35重量%のケイ素;
2.0重量%〜2.5重量%のクロム;
0.9重量%〜1.1重量%のモリブデン;および
0.001重量%〜0.005重量%のカルシウム;
を含んでなる鋼組成物を含んでなる。鋼管の肉厚は約8mm以上、約35mm以下であることができる。鋼管は、熱間圧延、その後の室温への冷却、約900℃以上の温度への加熱、約20℃/秒以上の冷却速度における焼き入れ、および約680℃〜約760℃間の温度における焼き戻しにより加工されて、約20μm〜約100μmの旧オーステナイト粒度、約4μm〜約6μmのパケットサイズ、および約60容量%以上のマルテンサイトおよび約40容量%以下の下部ベイナイトを有する微細組織を形成することができる。該鋼管は約70ksiと約92ksi間の降伏強さ(YS)、約83ksiと約110ksi間の極限引っ張り強さ(UTS)、約18%以上の延び率および約0.93以下のYS/UTS比率を有することができる。
本開示の実施態様は、鋼組成物、鋼組成物を使用して形成される管状棒(例えば、管)およびそれぞれの製法、を提供する。管状棒は例えば、石油およびガス産業における使用のためのライン管および垂直管として使用することができる。特定の態様において、管状棒は約8mm以上、約35mm未満の肉厚および、実質的なフェライト、上部ベイナイトまたは粒状ベイナイトを含まない、マルテンサイトおよび下部ベイナイトの微細組織、を有することができる。そのように形成された管状棒は約70ksi、80ksi、および約90ksiの最小降伏強さを有することができる。更なる態様において、管状棒は低温における良好な靭性並びに硫化物応力腐食亀裂(SSC)および水素誘発亀裂(HIC)に対する抵抗、を有することができ、それにより酸性使用環境における管状棒の使用を可能にする。しかし、管状棒は本開示の実施態様から形成することができる製品の一例を含んでなり、そして、決して、開示された実施態様の応用性を限定するものと考えてはならないことを理解することができる
ニウム(Al)、窒素(N)およびカルシウム(Ca)を含んでなることができる。更に、場合により1個または複数の以下の元素:タングステン(W)、ニオビウム(Nb)、チタン(Ti)、ホウ素(B)、ジルコニウム(Zr)およびタンタル(Ta)、が存在しても、そして/または同様に付け加えられてもよい。組成物の残りは鉄(Fe)および不純物を含んでなることができる。特定の態様において、不純物の濃度はできるだけ低い量に減少させることができる。不純物の態様は、それらに限定はされないが、銅(Cu)、硫黄(S)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、錫(Sn)、ビスマス(Bi)、酸素(O)および水素(H)を含むことができる。
約0.05%〜約0.16%間の範囲内の炭素;
約0.20%〜約0.90%間の範囲内のマンガン;
約0.10%〜約0.50%間の範囲内のケイ素;
約1.20%〜約2.60%間の範囲内のクロム;
約0.050%〜約0.50%間の範囲内のニッケル;
約0.80%〜約1.20%間の範囲内のモリブデン;
約0.08%以下のタングステン;
約0.030%以下のニオビウム;
約0.020%以下のチタン;
約0.005%〜約0.12%間の範囲内のバナジウム;
約0.008%〜約0.040%間の範囲内のアルミニウム;
約0.0030%〜約0.012%間の範囲内の窒素;
約0.3%以下の銅;
約0.01%以下の硫黄;
約0.02%以下のリン;
約0.001〜約0.005%間の範囲内のカルシウム;
約0.0020%以下のホウ素;
約0.020%以下のヒ素;
約0.005%以下のアンチモン;
約0.020%以下の錫;
0.030%以下のジルコニウム;
0.030%以下のタンタル;
約0.0050%未満のビスマス;
約0.0030%未満の酸素;
約0.00030%以下の水素;および
鉄と不純物を含んでなる組成物のバランス:
を含んでなることができる。
・ 最小降伏強さ(YS) = 約70ksi(485MPa)
・ 最大降伏強さ = 約102ksi(705MPa)
・ 最小極限引っ張り強さ(UTS) = 約90ksi(625MPa)
・ 最大極限引っ張り強さ = 約120ksi(825MPa)
・ 破損時延び率 = 約20%を超える
・ YS/UTS = 約0.93以下。
・ 最小降伏強さ(YS) = 約80ksi(550MPa)
・ 最大降伏強さ = 約102ksi(705MPa)
・ 最小極限引っ張り強さ(UTS) = 約90ksi(625MPa)
・ 最大極限引っ張り強さ = 約120ksi(825MPa)
・ 破損時延び率 = 約20%を超える
・ YS/UTS = 約0.93以下。
・ 最小降伏強さ(YS) = 約90ksi(625MPa)
・ 最大降伏強さ = 約112ksi(775MPa)
・ 最小極限引っ張り強さ(UTS) = 約100ksi(695MPa)
・ 最大極限引っ張り強さ = 約133ksi(915MPa)
・ 破損時延び率 = 約18%を超える
・ YS/UTS = 約0.95以下。
・ 最小衝撃エネルギー(平均/個別、約−70℃における):
・= 約250J/約200J(70ksiおよび80ksi等級に対し)
・= 約150J/約100J(90ksi等級に対し)
・ 平均剪断面積(約−70℃におけるCVN;ISO148−1)
・= 最低約80%
・ 硬度
・= 最大約248 HV10(70ksiおよび80ksi等級に対し)
・= 最大約270 HV10(90ksi等級に対し)。
HIC:
・亀裂の長さの比率、CLR = 5%以下、
・亀裂の厚さの比率、CTR = 1%以下、
・亀裂の感受性の比率、CSR = 0.2%以下、
SSC:
・90%の特定最小降伏応力における破損寿命、
・= 70ksiおよび80ksi等級に対し、約720時間を超える、
・72%の特定最小降伏応力における破損寿命
・= 90ksi等級に対し、約720時間を超える。
が減少する可能性がある。従って、一つの態様において、鋼組成物のMn含量は約0.20%〜約0.90%間の範囲内、好適には約0.30%〜約0.60%間の範囲内、そしてより好適には約0.30%〜約0.50%間の範囲内に選択することができる。
に対する飽和効果が認められ、溶接性が減少される可能性がある。Moの鉄合金は高価であるため、一つの態様において、鋼組成物のMo含量は約0.8%〜約1.2%間の範囲内、好適には約0.9%〜約1.1%間の範囲内、そしてより好適には約0.95%〜約1.1%間の範囲内に選択することができる。
間の範囲内であるように選択することができる。
めに使用することができる。一つの態様において、有益な効果は約0.0020%を超えるホウ素含量により飽和され得るが、これらの有益な効果を提供するための鋼組成物のB含量の下限は約0.0005%であることができる。従って、特定の態様において、鋼組成物のB含量は約0〜0.0020%間の範囲内、より好適には約0.0005〜約0.0012%間の範囲内、そして最も好適には約0.0008〜約0.0014%間の範囲内にすることができる。
をインラインで加熱することができ、正確なサイジングはサイジング圧延機により実施することができる。その後、継ぎ目なし管を冷却床中で室温に空気冷却することができる。約16インチ(約40cm)を超える最終ODをもつ管の場合に、中間サイジング圧延機により製造される管は回転膨張圧延機により加工することができる。例えば中間サイズの管は移動(walking)ビーム炉により約1150℃〜約1250℃間の範囲内の温度に再加熱され、約1100℃〜約1200℃間の範囲内の温度でエクスパンダ圧延機により所望の直径に膨張され、そして最終的サイジングの前にインラインで再加熱されることができる。
60C% + Mo% + 1.7Cr% > 10 等式1
60C% + 41Mo% + 34Cr% > 70 等式2
むタンク内に管を浸漬することにより実施することができる。管は、熱の移動を、高く、均一にさせ、そして管のゆがみを回避するために、焼き入れ期間中、急速に回転することができる。更に、管内に発生する蒸気を除去するために、内部の水噴射を使用することもできる。特定の態様において、焼き入れ操作106B期間中の水温は、約40℃以下、好適には約30℃未満であることができる。
のみ可塑的に変形される。従って、焼き入れリングは2種の同時の役目を果たす:可塑的変形下で区域を規定し、そして熱ベンドをインラインで焼き入れる。
実質的に修飾された丸い硫化物のみが存在する。
表2の鋼の微細組織および機械的特性を研究した。微細組織のパラメーターの測定に関連しては、オーステナイトの粒度(AGS)はASTM E112に従って測定し、パケットサイズは電子逆散乱回折(EBSD)信号を使用する走査電子顕微鏡(SEM)により採られた画像上の平均リニアルインターセプトを使用して測定され、マルテンサイトの容量はASTM E562に従って測定され、下部ベイナイトの容量はASTM E562に従って測定され、非金属包含物の容量百分率はASTM E1245に従って光学顕微鏡を使用する自動画像分析により測定され、そして沈殿物の存在は抽出複製法を使用する透過電子顕微鏡(TEM)により研究された。
て測定され、硬度はASTM E92に従って測定され、衝撃エネルギーはISO148−1に従って、横方向シャルピーV−ノッチ試験片上で評価し、亀裂先端開口位置のずれはBS7488の第1部に従って約−60℃で測定され、HIC評価はNACE溶液Aと96時間の試験期間を使用してNACE基準TM0284−2003、第21215項に従って実施された。SSC評価はNACE TM0177に従って、試験溶液Aと、約90%の特定最小降伏応力において約720時間の試験期間とを使用して実施した。
・ 降伏強さ,YS:最小約555MPa(80ksi)および最大約705MPa(102ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小約625MPa(90ksi)および最大約825MPa(120ksi)、
・ 硬度:約250 HV10未満、
・ 伸び率、約20%以上、
・ YS/UTS 比率、約0.93以下、
・ 横方向シャルピーV−ノッチ試験片に対し約−70℃において約250J/約200J(平均/個別)の最低衝撃エネルギー、
・ 基準ISO148−1に従ってテストされた横方向シャルピーV−ノッチ試験片において測定された、50%FATT(約50%剪断面積をもつ破損出現の変態温度)および80%FATT(約80%剪断面積をもつ破損出現に対する変態温度)に関して優れた靭性、
・ 約−60℃において優れた縦の亀裂先端開口部のずれ(CTOD)(約0.8mmを超える)、
・ シミュレートされた溶接後の熱処理後[加熱および、約80℃/時間の冷却速度、約650℃の浸漬温度;浸漬時間:5時間(PWHT1)および10時間(PWHT2)]、に最小約555MPaの降伏強さ,YS、
・ HIC(NACE 溶液Aおよび約96時間の試験期間を使用して、NACE 基準
TM0284−2003 第21215項に従ってテスト)並びにSSC(試験溶液Aおよび、約90%の特定の最小降伏強さ、SMYSで応力をかけた約1バールのH2Sを使用して、NACE TM0177に従ってテスト)に対して良好な抵抗。
表8の鋼の微細組織および機械的特性は実施例1に関して前述されたように研究された。表8に示した化学組成を使用して約90tの熱処理物(heat)をアーク炉により製造した。
・ 降伏強さ,YS:最小約625MPa(90ksi)および最大約775MPa(112ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小約695MPa(100ksi)および最高約915MPa(133ksi)、
・ 硬度:約270 HV10未満、
・ 伸び率、約18%以上、
・ YS/UTS 比率、約0.95以下、
・ 横方向シャルピーV−ノッチ試験片に対し約−70℃において、約150J/約100J(平均/個別)の最小衝撃エネルギー、
・ 基準ISO148−1に従って試験された横方向シャルピーV−ノッチ試験片において測定された50%FATT(約50%の剪断面積をもつ破損出現の変態温度)および80%FATT(約80%の剪断面積をもつ破損出現に対する変態温度)に関する優れた靭
性、
・ ・ 亀裂の長さの比率,CLR=0
・ 亀裂の厚さの比率,CTR%=0
・ 亀裂の感受性の比率,CSR%=0
を伴う、HIC(NACE 溶液Aおよび約96時間のテスト期間を使用して、NACE
基準 TM0284−2003 第21215項に従ってテスト)に対して良好な抵抗。
本比較例において、0.4%の低炭素当量を含む典型的なライン管鋼でできた、約324.7mmの外径と約15.7mmの肉厚をもつ焼き入れおよび焼き戻し管を使用して、以前に説明された方法の態様を使用して、熱誘導ベンドを製造し、オフラインで焼き入れ、そして焼き戻しをした。
実施例1の焼き入れおよび焼き戻し管を使用して、管の外径の約5倍の半径をもつ(5D)ベンドを製造した。
・ 降伏強さ,YS:最小約555MPa(80ksi)および最大約705MPa(102ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小約625MPa(90ksi)および最大約825MPa(120ksi)、
・ 最大硬度:約25 0HV10未満、
・ 伸び率、約18%以上、
・ YS/UTS 比率、約0.93以下、
・ 横方向シャルピーV−ノッチ試験片に対して、約−70℃において250J/200J(平均/個別)の最小衝撃エネルギー、
・ 横方向シャルピーV−ノッチ試験片において測定された、50%FATT(約50%剪断面積をもつ破損出現の変態温度)および80%FATT(約80%剪断面積をもつ破
損出現に対する変態温度)に関する優れた靭性、
・ 約−45℃における優れた縦方向の亀裂先端開口部のずれ(CTOD)(約0.8mmを超える)、
・ HIC(NACE 溶液Aおよび約96時間のテスト期間を使用する、NACE 基準 TM0284−2003 第21215項に従うテスト)並びにSSC(試験溶液Aおよび、約90%の特定の最小降伏強さ,SMYSで応力をかけた約1バールのH2Sを使用するNACE TM0177に従うテスト)に対して良好な抵抗。
表17の鋼の機械的特性を実施例1に関して前述されたように研究した。表17に示した化学組成範囲をもつ約90tの熱処理物がアーク炉により製造された。
・ 降伏強さ,YS:最小約70ksi(485MPa)および最大約92ksi(63577MPa(80ksi)、
・ 極限引っ張り強さ,UTS:最小約83ksi(570MPa)および最大約110ksi(760MPa)、
・ 最大硬度:約248 HV10未満、
・ 伸び率、約18%以上、
・ YS/UTS比率、約0.93以下、
・ 横方向シャルピーV−ノッチ試験片に対し約−70℃における約200J/約150J(平均/個別)を超える最小衝撃エネルギー、
・ 横方向シャルピーV−ノッチ試験片において測定された50%FATT(約50%剪断面積をもつ破損出現の変態温度)および80%FATT(約80%剪断面積をもつ破損出現に対する変態温度)に関して優れた靭性、
・ HIC(NACE 溶液Aおよび約96時間の試験期間を使用する、NACE 基準
TM0284−2003 第21215項に従うテスト)並びにSSC(試験溶液Aお
よび、約90%の特定の最小降伏強さ,SMYSで応力をかけた約1バールのH2Sを使用する、NACE TM0177に従うテスト)に対して良好な抵抗。
Claims (30)
- 0.05重量%〜0.16重量%の炭素;
0.20重量%〜0.90重量%のマンガン;
0.10重量%〜0.50重量%のケイ素;
1.20重量%〜2.60重量%のクロム;
0.05重量%〜0.50重量%のニッケル;
0.80重量%〜1.20重量%のモリブデン;
0.005重量%〜0.12重量%のバナジウム;
0.008重量%〜0.04重量%のアルミニウム;
0.0030重量%〜0.0120重量%の窒素;
0.0010重量%〜0.005重量%のカルシウム
を含有し、残部鉄および不可避不純物からなる鋼組成物:を有する継ぎ目なし鋼管であって、
鋼管の肉厚が8mm以上で、35mm以下であり、そして
鋼管が550MPa(80ksi)を超える降伏強さをもち、そして鋼管の微細組織が60%以上の容量百分率のマルテンサイトおよび40%以下の容量百分率の下部ベイナイトを含んでなる、継ぎ目なし鋼管。 - 鋼組成物が更に、
0〜0.80重量%のタングステン;
0〜0.030重量%のニオビウム;
0〜0.020重量%のチタン;
0〜0.30重量%の銅;
0〜0.010重量%の硫黄;
0〜0.020重量%のリン;
0〜0.0020重量%のホウ素;
0〜0.020重量%のヒ素;
0〜0.0050重量%のアンチモン;
0〜0.020重量%の錫;
0〜0.030重量%のジルコニウム;
0〜0.030重量%のタンタル;
0〜0.0050重量%のビスマス;
0〜0.0030重量%の酸素;および
0〜0.00030重量%の水素からなる、請求項1の鋼管。 - 鋼組成物が
0.07重量%〜0.14重量%の炭素;
0.30重量%〜0.60重量%のマンガン;
0.10重量%〜0.40重量%のケイ素;
1.80重量%〜2.50重量%のクロム;
0.05重量%〜0.20重量%のニッケル;
0.90重量%〜1.10重量%のモリブデン;
0〜0.60重量%のタングステン;
0〜0.015重量%のニオビウム;
0〜0.010重量%のチタン;
0.050重量%〜0.10重量%のバナジウム;
0.010重量%〜0.030重量%のアルミニウム;
0.0030重量%〜0.0100重量%の窒素;
0〜0.20重量%の銅;
0〜0.005重量%の硫黄;
0〜0.012重量%のリン;
0.0010重量%〜0.003重量%のカルシウム;
0.0005重量%〜0.0012重量%のホウ素;
0〜0.015重量%のヒ素;
0〜0.0050重量%のアンチモン;
0〜0.015重量%の錫;
0〜0.015重量%のジルコニウム;
0〜0.015重量%のタンタル;
0〜0.0050重量%のビスマス;
0〜0.0020重量%の酸素;
0〜0.00025重量%の水素
を含有し、残部鉄および不可避不純物からなる、請求項2の鋼管。 - 鋼組成物が
0.08重量%〜0.12重量%の炭素;
0.30重量%〜0.50重量%のマンガン;
0.10重量%〜0.25重量%のケイ素;
2.10重量%〜2.40重量%のクロム;
0.05重量%〜0.20重量%のニッケル;
0.95重量%〜1.10重量%のモリブデン;
0〜0.30重量%のタングステン;
0〜0.010重量%のニオビウム;
0〜0.010重量%のチタン;
0.050重量%〜0.07重量%のバナジウム;
0.015重量%〜0.025重量%のアルミニウム;
0.0030重量%〜0.008重量%の窒素;
0〜0.15重量%の銅;
0〜0.003重量%の硫黄;
0〜0.010重量%のリン;
0.0015重量%〜0.003重量%のカルシウム;
0.0008重量%〜0.0014重量%のホウ素;
0〜0.015重量%のヒ素;
0〜0.0050重量%のアンチモン;
0〜0.015重量%の錫;
0〜0.010重量%のジルコニウム;
0〜0.010重量%のタンタル;
0〜0.0050重量%のビスマス;
0〜0.0015重量%の酸素;
0〜0.00020重量%の水素;
を含有し、残部鉄および不可避不純物からなる、請求項2の鋼管。 - 降伏強さが625MPa(90ksi)を超える、請求項1〜4のいずれか1項の鋼管。
- 鋼管の微細組織がマルテンサイトと下部ベイナイトよりなる、請求項1〜5のいずれか1項の鋼管。
- 鋼管の微細組織がフェライト、上部ベイナイトおよび粒状ベイナイトの1種または複数を含まない、請求項1〜6のいずれか1項の鋼管。
- マルテンサイトの容量百分率が95%以上であり、下部ベイナイトの容量百分率が5%以下である、請求項1〜7のいずれか1項の鋼管。
- マルテンサイトの容量百分率が100%である、請求項8の鋼管。
- パケットサイズが6μm以下である、請求項1〜9のいずれか1項の鋼管。
- 40μm以下の平均粒径を有する、組成MXまたはM2Xをもつ1種または複数の粒状物が鋼管微細組織内に存在し、式中MがV、Mo、NbおよびCrから選択され、そしてXがCとNから選択される、請求項1〜10のいずれか1項の鋼管。
- 延性から脆性への変態温度が−70℃より低い、請求項1の鋼管。
- −70℃におけるシャルピーV−ノッチエネルギーが250J/cm2以上である、請求項1の鋼管。
- 鋼管が、降伏応力の90%の応力にさらされ、NACE TM0177に従って試験される時に、720時間後に、破損であって応力腐食亀裂に少なくとも部分的に起因する破損を示さない、請求項1の鋼管。
- 0.05重量%〜0.16重量%の炭素;
0.20重量%〜0.90重量%のマンガン;
0.10重量%〜0.50重量%のケイ素;
1.20重量%〜2.60重量%のクロム;
0.05重量%〜0.50重量%のニッケル;
0.80重量%〜1.20重量%のモリブデン;
0.005重量%〜0.12重量%のバナジウム;
0.008重量%〜0.04重量%のアルミニウム;
0.0030重量%〜0.0120重量%の窒素;および
0.0010重量%〜0.005重量%のカルシウム
を含有し、残部鉄および不可避不純物からなる炭素鋼組成物を提供し、
該鋼組成物を、8mm以上で、35mm以下の肉厚をもつ管に形成し、形成後の管内の平均オーステナイト粒度を15μmを超えるものとし、
形成された鋼管を第1の加熱操作で、900℃〜1060℃間の範囲内の温度に加熱し、
形成された鋼管を20℃/秒以上の速度で焼き入れし、焼き入れされた鋼管の微細組織を、焼き入れ後に60容量%以上のマルテンサイトと40容量%以下の下部ベイナイトとし、
焼き入れ鋼管を680℃〜760℃の間の範囲内の温度で焼き戻し、焼き戻し後の鋼管を、80ksiを超える降伏強さおよび−70℃で100J/cm2以上のシャルピーV−ノッチエネルギーを有するものとする、工程:
を含んでなる、鋼管を製造する方法。 - 鋼組成物が更に、
0〜0.80重量%のタングステン;
0〜0.030重量%のニオビウム;
0〜0.020重量%のチタン;
0〜0.30重量%の銅;
0〜0.010重量%の硫黄;
0〜0.020重量%のリン;
0〜0.0020重量%のホウ素;
0〜0.020重量%のヒ素;
0〜0.0050重量%のアンチモン;
0〜0.020重量%の錫;
0〜0.030重量%のジルコニウム;
0〜0.030重量%のタンタル;
0〜0.0050重量%のビスマス;
0〜0.0030重量%の酸素;および
0〜0.00030重量%の水素;からなる、請求項15の方法。 - 鋼組成物が
0.07重量%〜0.14重量%の炭素;
0.30重量%〜0.60重量%のマンガン;
0.10重量%〜0.40重量%のケイ素;
1.80重量%〜2.50重量%のクロム;
0.05重量%〜0.20重量%のニッケル;
0.90重量%〜1.10重量%のモリブデン;
0〜0.60重量%のタングステン;
0〜0.015重量%のニオビウム;
0〜0.010重量%のチタン;
0〜0.20重量%の銅;
0〜0.005重量%の硫黄;
0〜0.012重量%のリン;
0.050重量%〜0.10重量%のバナジウム;
0.010重量%〜0.030重量%のアルミニウム;
0.0030重量%〜0.0100重量%の窒素;
0.0010重量%〜0.003重量%のカルシウム;
0.0005重量%〜0.0012重量%のホウ素;
0〜0.015重量%のヒ素;
0〜0.0050重量%のアンチモン;
0〜0.015重量%の錫;
0〜0.015重量%のジルコニウム;
0〜0.015重量%のタンタル;
0〜0.0050重量%のビスマス;
0〜0.0020重量%の酸素;
0〜0.00025重量%の水素
を含有し、残部鉄および不可避不純物からなる、請求項16の方法。 - 鋼組成物が
0.08重量%〜0.12重量%の炭素;
0.30重量%〜0.50重量%のマンガン;
0.10重量%〜0.25重量%のケイ素;
2.10重量%〜2.40重量%のクロム;
0.05重量%〜0.20重量%のニッケル;
0.95重量%〜1.10重量%のモリブデン;
0〜0.30重量%のタングステン;
0〜0.010重量%のニオビウム;
0〜0.010重量%のチタン;
0.050重量%〜0.07重量%のバナジウム;
0.015重量%〜0.025重量%のアルミニウム;
0.0030重量%〜0.008重量%の窒素;
0〜0.15重量%の銅;
0〜0.003重量%の硫黄;
0〜0.010重量%のリン;
0.0015重量%〜0.003重量%のカルシウム;
0.0008重量%〜0.0014重量%のホウ素;
0〜0.015重量%のヒ素;
0〜0.0050重量%のアンチモン;
0〜0.015重量%の錫;
0〜0.010重量%のジルコニウム;および
0〜0.010重量%のタンタル;
0〜0.0050重量%のビスマス;
0〜0.0015重量%の酸素;
0〜0.00020重量%の水素
を含有し、残部鉄および不可避不純物からなる、請求項16の方法。 - 鋼管の降伏強さが焼き戻し後に625MPa(90ksi)より大きい、請求項15〜18のいずれかの方法。
- 鋼管の微細組織がマルテンサイトと下部ベイナイトよりなる、請求項15〜18のいずれかの方法。
- 焼き入れ速度が40℃/秒以上であり、そして焼き入れ後の鋼管の微細組織が100容量%のマルテンサイトである、請求項15〜18のいずれかの方法。
- 焼き入れ後の鋼管の微細組織がフェライト、上部ベイナイトおよび粒状ベイナイトの1種または複数を含まない、請求項15〜21のいずれかの方法。
- 焼き入れ後のマルテンサイトの容量百分率が90%以上であり、下部ベイナイトの容量百分率が10%以下である、請求項15〜18のいずれかの方法。
- 焼き戻し後の鋼管のパケットサイズが6μm以下である、請求項15〜23のいずれかの方法。
- 焼き戻し後に、40μm以下の平均粒径をもつ、組成MXまたはM2X、ここでMはV、Mo、NbおよびCrから選択され、そしてXはCとNから選択される、を有する1種または複数の粒状物が鋼管微細組織内に存在する、請求項15〜24のいずれかの方法。
- 焼き戻し後の鋼管の延性から脆性への変態温度が−70℃未満である、請求項15〜25のいずれかの方法。
- 鋼管内のマルテンサイトの容量百分率が90%以上であり、そして下部ベイナイトの容量百分率が10%以下である、請求項17〜26のいずれかの方法。
- 焼き戻し後の鋼管のパケットサイズが6μm以下である、請求項17〜27のいずれかの方法。
- 40nm以下の平均粒径をもつ、組成MXまたはM2X、ここでMはV、Mo、NbおよびCrから選択され、そしてXはCとNから選択される、を有する1種または複数の粒状物が焼き戻し後の鋼管微細組織内に存在する、請求項17〜28のいずれかの方法。
- 焼き入れ速度が40℃/秒以上の焼き入れ後の鋼管の微細組織が100容量%のマルテンサイトである、請求項1〜14のいずれかの鋼管。
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