RU2706257C1 - Seamless steel pipe and method of its production - Google Patents
Seamless steel pipe and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706257C1 RU2706257C1 RU2018129751A RU2018129751A RU2706257C1 RU 2706257 C1 RU2706257 C1 RU 2706257C1 RU 2018129751 A RU2018129751 A RU 2018129751A RU 2018129751 A RU2018129751 A RU 2018129751A RU 2706257 C1 RU2706257 C1 RU 2706257C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel pipe
- less
- seamless steel
- vickers hardness
- tempering
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
2420-549421RU/712420-549421EN / 71
БЕСШОВНАЯ СТАЛЬНАЯ ТРУБА И СПОСОБ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВАSEAMLESS STEEL PIPE AND METHOD FOR PRODUCING IT
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
[0001] Настоящее изобретение относится к бесшовной стальной трубе и к способу ее производства, и более конкретно к бесшовной стальной трубе, подходящей для магистральной трубы, и к способу ее производства.[0001] The present invention relates to a seamless steel pipe and to a method for its production, and more particularly to a seamless steel pipe suitable for a main pipe and to a method for its production.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
[0002] Нефтяные и газовые ресурсы скважин, расположенных на суше и в мелководных морях, заканчиваются, и поэтому необходимо разрабатывать все большее количество месторождений в глубоководных морях. На морском нефтяном месторождении нефть или газ должны транспортироваться из кран-головки нефтяной или газовой скважины, установленной на морском дне, на платформу над морем с использованием промыслового трубопровода или стояка. Промысловый трубопровод представляет собой магистральную трубу, уложенную вдоль топографии поверхности земли или морского дна. Стояк представляет собой магистральную трубу, проходящую от морского дна к платформе (то есть вверх).[0002] The oil and gas resources of wells located on land and in shallow seas are ending, and it is therefore necessary to develop an increasing number of deposits in the deep seas. In an offshore oil field, oil or gas must be transported from a crane head of an oil or gas well installed on the seabed to a platform above the sea using a production pipeline or riser. A production pipeline is a main pipe laid along the topography of the surface of the earth or the seabed. The riser is a main pipe running from the seabed to the platform (i.e. up).
[0003] Внутренняя сторона стальной трубы, являющейся частью промыслового трубопровода, уложенного на большой глубине, подвергается воздействию высокого внутреннего давления текучей среды, поступающей из глубоких слоев, а когда работа останавливается, главным воздействием на нее становится давление морской воды на большой глубине. На стальную трубу, являющуюся частью стояка, дополнительно оказывают влияние повторяющиеся деформации, вызываемые океанскими волнами. Соответственно желательно, чтобы стальные трубы, используемые в таких приложениях, имели высокую прочность и высокую ударную вязкость. В дополнение к этому, нефтяные и газовые скважины разрабатываются в кислой окружающей среде, которая является более агрессивной, чем условия для обычных скважин, такой как большая глубина моря и низкие температуры. Морские трубопроводы, проложенные в таких агрессивных кислых средах, обязаны иметь более высокую прочность (то есть устойчивость к давлению) и ударную вязкость по сравнению с обычными трубопроводами, и дополнительно к этому обязаны иметь стойкость к водородной коррозии (стойкость к HIC) и стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением (стойкость к SSC).[0003] The inner side of a steel pipe, which is part of a deep-seated fishing pipeline, is exposed to high internal fluid pressure from deep layers, and when work stops, the main effect is the pressure of sea water at great depths. The steel pipe, which is part of the riser, is additionally influenced by repeated deformations caused by ocean waves. Accordingly, it is desirable that the steel pipes used in such applications have high strength and high toughness. In addition to this, oil and gas wells are developed in an acidic environment that is more aggressive than conditions for conventional wells, such as deep sea depths and low temperatures. Offshore pipelines laid in such aggressive acidic environments are required to have higher strength (i.e. pressure resistance) and toughness compared to conventional pipelines, and in addition to this are required to have resistance to hydrogen corrosion (resistance to HIC) and sulfide resistance stress cracking (resistance to SSC).
[0004] В Патентном документе 1 раскрыта бесшовная стальная труба с большой толщиной стенки для магистральной трубы, имеющей высокую прочность и хорошую вязкость, содержащая C: от 0,03 мас.% до 0,08 мас.%, Si: 0,15 мас.% или меньше, Mn: от 0,3 мас.% до 2,5 мас.%, Al: от 0,001 мас.% до 0,10 мас.%, Cr: от 0,02 мас.% до 1,0 мас.%, Ni: от 0,02 мас.% до 1,0 мас.%, Mo: от 0,02 мас.% до 1,2 мас.%, Ti: от 0,004 мас.% до 0,010 мас.%, N: от 0,002 мас.% до 0,008 мас.%, и один или более из Ca, Mg и REM: от 0,0002 мас.% до 0,005 мас.%, с остатком, представляющим собой Fe и примеси, причем примеси включают в себя P: 0,05 мас.% или меньше, S: 0,005 мас.% или меньше, и имеющая толщину стенки от 30 до 50 мм.[0004]
[0005] Патентный документ 2 раскрывает высокопрочную бесшовную стальную трубу с большой толщиной стенки, которая производится путем закалки и отпуска и имеет предел текучести выше 450 МПа, для магистральной трубы с хорошей стойкостью к кислой среде, у которой число твердости по Виккерсу HV5, измеряемое в самом внешнем или самом внутреннем положении трубы с приложенной нагрузкой 5 кгс (с силой 49 Н), составляет 250 HV5 или меньше.[0005]
[0006] В Патентном документе 3 раскрыта бесшовная стальная труба для магистральной трубы, содержащая C: от 0,02 мас.% до 0,10 мас.%, Si: 0,5 мас.% или меньше, Mn: от 0,5 мас.% до 2,0 мас.%, Al: от 0,01 мас.% до 0,1 мас.%, Ca: 0,005 мас.% или меньше, и N: 0,007 мас.% или меньше, а также один или более элементов, выбираемых из группы, состоящей из Ti: 0,008 мас.% или меньше, V: меньше чем 0,06 мас.% и Nb: 0,05 мас.% или меньше, с остатком из Fe и примесей, где полное содержание Ti, V и Nb составляет менее чем 0,06 мас.%, углеродный эквивалент Ceq, определяемый следующим уравнением, составляет 0,38% или больше, и размер частиц карбонитрида, содержащих один или более элементов из Ti, V, Nb и Al, составляет 200 нм или меньше.[0006]
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15
[0007] В Патентном документе 4 раскрыта бесшовная стальная труба с химическим составом C: от 0,02 мас.% до 0,10 мас.%, Si: от 0,05 мас.% до 0,5 мас.%, Mn: от 1,0 мас.% до 2,0 мас.%, Mo: от 0,5 мас.% до 1,0 мас.%, Cr: от 0,1 мас.% до 1,0 мас.%, Al: от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%; P: 0,03 мас.% или меньше, S: 0,005 мас.% или меньше, Ca: от 0,0005 мас.% до 0,005 мас.%, V: от 0,010 мас.% до 0,040 мас.%, и N: от 0,002 мас.% до 0,007 мас.%, а также один или более элементов, выбираемых из группы, состоящей из Ti: от 0,001 мас.% до 0,008 мас.%, и Nb: от 0,02 до 0,05 мас.%, с остатком из Fe и примесей, где углеродный эквивалент Ceq составляет от 0,50 до 0,58%, содержащая указанный карбид.[0007]
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS
[0008] [Патентный документ 1] JP 2010-242222 A[0008] [Patent Document 1] JP 2010-242222 A
[Патентный документ 2] JP 2013-32584 A[Patent Document 2] JP 2013-32584 A
[Патентный документ 3] WO 2011/152240[Patent document 3] WO 2011/152240
[Патентный документ 4] JP 5516831 B[Patent Document 4] JP 5516831 B
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0009] Даже когда используются одна или более из вышеупомянутых обычных методик, бесшовная стальная труба, имеющая прочность X80 или выше в соответствии со стандартами американского нефтяного института (API) (то есть имеющая нижний предел текучести 555 МПа или выше), может не иметь хорошей стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением надежным образом.[0009] Even when one or more of the above conventional techniques are used, a seamless steel pipe having a strength of X80 or higher in accordance with American Petroleum Institute (API) standards (that is, having a lower yield strength of 555 MPa or higher) may not have good resistance to sulfide stress cracking in a reliable manner.
[0010] Для того, чтобы улучшить прочность и ударную вязкость бесшовной стальной трубы, произведенной с помощью закалки и отпуска, содержание элементов сплава, таких как углерод, может быть увеличено для увеличения прокаливаемости. Однако если содержание таких элементов сплава, как углерод, увеличивается, прочность (то есть твердость) поверхности стальной трубы увеличивается. В бесшовной стальной трубе, произведенной с помощью закалки и отпуска, поверхностный слой охлаждается с высокой скоростью во время закалки, и может быть легко упрочнен за счет увеличения твердости, в то время как находящийся в стенке металл будет иметь низкую твердость. Эта тенденция может сохраниться и после отпуска. По сути в бесшовной стальной трубе, имеющей прочность по API X80 или выше, твердость поверхностного слоя может превышать 250 Hv, что является высшим пределом, требуемым для стойкости к кислой среде в соответствии со стандартами API 5L.[0010] In order to improve the strength and toughness of a seamless steel pipe produced by quenching and tempering, the content of alloy elements such as carbon can be increased to increase hardenability. However, if the content of alloy elements such as carbon increases, the strength (i.e. hardness) of the surface of the steel pipe increases. In a seamless steel pipe produced by quenching and tempering, the surface layer cools at high speed during quenching, and can be easily hardened by increasing hardness, while the metal in the wall will have low hardness. This trend may continue after the holidays. In fact, in a seamless steel pipe having a strength of API X80 or higher, the hardness of the surface layer may exceed 250 Hv, which is the highest limit required for acid resistance in accordance with API 5L standards.
[0011] Хотя методики Патентного документа 1 являются эффективными при достижении высокой прочности и высокой ударной вязкости, они в недостаточной степени рассматривают уменьшение твердости поверхностного слоя, и таким образом улучшения стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением. Патентный документ 2 указывает, что твердость поверхностного слоя стальной трубы можно регулировать до 250 HV5 или ниже; однако, по-видимому, это требует специального производственного процесса. Патентный документ 3 содержит некоторые соображения насчет стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением; однако после горячего формования необходимо выполнять прямую закалку или непрерывную закалку, а затем повторное нагревание и закалку. Патентный документ 4 содержит некоторые соображения насчет твердости поверхностного слоя стальной трубы и стойкости к HIC; однако необходима стадия повторного нагревания и закалки, а также после горячего формования по мере необходимости используется прямая закалка или непрерывная закалка, что означает излишние производственные затраты.[0011] Although the methods of
[0012] Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить бесшовную стальную трубу, которая могла бы быть произведена путем относительно приемлемого производственного процесса, и обеспечивала бы предел текучести 555 МПа или выше, а также хорошую стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением надежным образом.[0012] An object of the present invention is to provide a seamless steel pipe that can be produced by a relatively acceptable manufacturing process and provide a yield strength of 555 MPa or higher, as well as good resistance to sulfide stress cracking in a reliable manner.
[0013] Бесшовная стальная труба в одном варианте осуществления настоящего изобретения имеет химический состав, в мас.%, C: от 0,02 мас.% до 0,15 мас.%; Si: от 0,05 мас.% до 0,5 мас.%; Mn: от 0,30 мас.% до 2,5 мас.%; P: вплоть до 0,03 мас.%; S: вплоть до 0,006 мас.%; О: вплоть до 0,004 мас.%; Al: от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%; Ti: от 0,001 мас.% до 0,010 мас.%; N: вплоть до 0,007 мас.%; Cr: от 0,05 мас.% до 1,0 мас.%; Mo: не меньше чем 0,02 мас.% и меньше чем 0,5 мас.%; Ni: от 0,03 мас.% до 1,0 мас.%; Cu: от 0,02 мас.% до 1,0 мас.%; V: от 0,020 мас.% до 0,20 мас.%; Ca: от 0,0005 мас.% до 0,005 мас.%; и Nb: от 0 до 0,05 мас.%, с остатком из Fe и примесей, где углеродный эквивалентный Ceq, определяемый нижеприведенным уравнением (1), составляет не меньше чем 0,430% и меньше чем 0,500%, главная фаза микроструктуры от поверхностного слоя до внутренней части стенки является мартенситом отпуска или бейнитом отпуска, размер предаустенитных зерен в микроструктуре составляет менее 6,0 в соответствии со шкалой размеров кристаллических зерен стандарта ASTM E112-10, часть, находящаяся между положением, отстоящим на 1 мм от внутренней поверхности, и положением, отстоящим на 1 мм от наружной поверхности, имеет твердость по Виккерсу 250 Hv или ниже и предел текучести 555 МПа или выше,[0013] A seamless steel pipe in one embodiment of the present invention has a chemical composition, in wt.%, C: from 0.02 wt.% To 0.15 wt.%; Si: from 0.05 wt.% To 0.5 wt.%; Mn: 0.30 wt.% To 2.5 wt.%; P: up to 0.03 wt.%; S: up to 0.006 wt.%; O: up to 0.004 wt.%; Al: from 0.01 wt.% To 0.10 wt.%; Ti: from 0.001 wt.% To 0.010 wt.%; N: up to 0.007 wt.%; Cr: from 0.05 wt.% To 1.0 wt.%; Mo: not less than 0.02 wt.% And less than 0.5 wt.%; Ni: from 0.03 wt.% To 1.0 wt.%; Cu: from 0.02 wt.% To 1.0 wt.%; V: from 0.020 wt.% To 0.20 wt.%; Ca: from 0.0005 wt.% To 0.005 wt.%; and Nb: from 0 to 0.05 wt.%, with a residue of Fe and impurities, where the carbon equivalent Ceq defined by equation (1) below is not less than 0.430% and less than 0.500%, the main phase of the microstructure from the surface layer to the inner part of the wall is tempering martensite or tempered bainite, the size of pre-austenitic grains in the microstructure is less than 6.0 in accordance with the ASTM E112-10 standard crystal grain size scale, the part between the
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15... (1),Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 ... (1),
где символ каждого элемента в уравнении (1) означает содержание этого элемента в мас.%.where the symbol of each element in equation (1) means the content of this element in wt.%.
[0014] Способ производства бесшовной стальной трубы в одном варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя: подготовку сырья, имеющего химический состав, в мас.%, C: от 0,02 мас.% до 0,15 мас.%; Si: от 0,05 мас.% до 0,5 мас.%; Mn: от 0,30 мас.% до 2,5 мас.%; P: вплоть до 0,03 мас.%; S: вплоть до 0,006 мас.%; О: вплоть до 0,004 мас.%; Al: от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%; Ti: от 0,001 мас.% до 0,010 мас.%; N: вплоть до 0,007 мас.%; Cr: от 0,05 мас.% до 1,0 мас.%; Mo: не меньше чем 0,02 мас.% и меньше чем 0,5 мас.%; Ni: от 0,03 мас.% до 1,0 мас.%; Cu: от 0,02 мас.% до 1,0 мас.%; V: от 0,020 мас.% до 0,20 мас.%; Ca: от 0,0005 мас.% до 0,005 мас.%; и Nb: от 0 до 0,05 мас.%, с остатком из Fe и примесей; горячую обработку этого сырья для того, чтобы произвести полую гильзу; закалку этой полой гильзы путем прямой закалки или непрерывной закалки; и отпуск этой закаленной полой гильзы. Между закалкой и отпуском не выполняется никакого повторного нагревания и закалки. Углеродный эквивалент Ceq, определяемый нижеприведенным уравнением (3), составляет не меньше чем 0,430% и меньше чем 0,500%, параметр Ларсона-Миллера PL, определяемый нижеприведенным уравнением (4), составляет не меньше чем 18800,[0014] A method of manufacturing a seamless steel pipe in one embodiment of the present invention includes: preparing a raw material having a chemical composition, in wt.%, C: from 0.02 wt.% To 0.15 wt.%; Si: from 0.05 wt.% To 0.5 wt.%; Mn: 0.30 wt.% To 2.5 wt.%; P: up to 0.03 wt.%; S: up to 0.006 wt.%; O: up to 0.004 wt.%; Al: from 0.01 wt.% To 0.10 wt.%; Ti: from 0.001 wt.% To 0.010 wt.%; N: up to 0.007 wt.%; Cr: from 0.05 wt.% To 1.0 wt.%; Mo: not less than 0.02 wt.% And less than 0.5 wt.%; Ni: from 0.03 wt.% To 1.0 wt.%; Cu: from 0.02 wt.% To 1.0 wt.%; V: from 0.020 wt.% To 0.20 wt.%; Ca: from 0.0005 wt.% To 0.005 wt.%; and Nb: from 0 to 0.05 wt.%, with the remainder of Fe and impurities; hot processing of this raw material in order to produce a hollow sleeve; hardening of this hollow sleeve by direct hardening or continuous hardening; and leave this hardened hollow sleeve. Between quenching and tempering, no reheating and quenching is performed. The carbon equivalent Ceq defined by equation (3) below is not less than 0.430% and less than 0.500%, the Larson-Miller parameter PL defined by equation (4) below is not less than 18800,
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15... (3), иCeq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 ... (3), and
PL=(T+273) ×(20+log(t))... (4).PL = (T + 273) × (20 + log (t)) ... (4).
Символ каждого элемента в уравнении (3) означает содержание этого элемента в мас.%. В уравнении (4) T представляет собой температуру отпуска, а t - время выдержки при этой температуре. T измеряется в °C, а t измеряется в часах.The symbol of each element in equation (3) means the content of this element in wt.%. In equation (4), T is the tempering temperature, and t is the holding time at this temperature. T is measured in ° C, and t is measured in hours.
[0015] Настоящее изобретение предлагает бесшовную стальную трубу, которая может быть произведена путем относительно приемлемого производственного процесса и обеспечивает предел текучести 555 МПа или выше, а также хорошую стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением надежным образом.[0015] The present invention provides a seamless steel pipe that can be produced by a relatively acceptable manufacturing process and provides a yield strength of 555 MPa or higher, as well as good resistance to sulfide stress cracking in a reliable manner.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0016] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример производственной линии.[0016] [FIG. 1] FIG. 1 is a block diagram illustrating one example of a production line.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую процесс для производства бесшовной стальной трубы.[FIG. 2] FIG. 2 is a flowchart illustrating a process for manufacturing a seamless steel pipe.
[Фиг. 3] Фиг. 3 показывает изменение температуры поверхности обрабатываемой детали во время производства как функцию времени.[FIG. 3] FIG. 3 shows the change in surface temperature of the workpiece during production as a function of time.
[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и пределом текучести YS для стали B.[FIG. 4] FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the yield strength YS for steel B.
[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и пределом текучести YS для стали А.[FIG. 5] FIG. 5 is a graph illustrating the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the yield strength YS for steel A.
[Фиг. 6] Фиг. 6 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и твердостью на наружной поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности для стали B.[FIG. 6] FIG. 6 is a graph illustrating the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the hardness on the outer surface, inside the wall, and on the inner surface for steel B.
[Фиг. 7] Фиг. 7 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и твердостью на наружной поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности для стали А.[FIG. 7] FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the hardness on the outer surface, inside the wall, and on the inner surface for steel A.
[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и максимальной разницей в твердости для стали B.[FIG. 8] FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the maximum difference in hardness for steel B.
[Фиг. 9] Фиг. 9 представляет собой график, иллюстрирующий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и максимальной разницей в твердости для стали А.[FIG. 9] FIG. 9 is a graph illustrating the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the maximum difference in hardness for steel A.
СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0017] Авторы настоящего изобретения выполнили исследование для того, чтобы найти способ получения бесшовной стальной трубы, которая обеспечивает предел текучести 555 МПа или выше, а также хорошую стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением надежным образом. Было найдено, что ограничение углеродного эквивалента стали подходящим диапазоном и уменьшение разности между твердостью поверхностного слоя и твердостью внутри стенки бесшовной стальной трубы обеспечивают предел текучести 555 МПа или выше и хорошую стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением надежным образом, когда только прямая закалка или непрерывная закалка выполняются после горячего формования, и никакого повторного нагревания и закалки не выполняется.[0017] The authors of the present invention performed a study to find a method for producing a seamless steel pipe that provides a yield strength of 555 MPa or higher, as well as good resistance to sulfide stress cracking in a reliable manner. It has been found that limiting the carbon equivalent of steel to a suitable range and reducing the difference between the hardness of the surface layer and the hardness inside the wall of a seamless steel pipe provides a yield strength of 555 MPa or higher and good resistance to sulfide stress cracking in a reliable manner when only direct hardening or continuous hardening is performed after hot forming, and no reheating and quenching is performed.
[0018] Во время закалки после прокатки поверхностный слой бесшовной стальной трубы охлаждается с высокой скоростью и может быть легко упрочнен. По сути поверхностный слой бесшовной стальной трубы стремится стать более прочным и может превысить значения твердости, определенные стандартами API 5L или стандартами DNV-OS-F101. С другой стороны, части, расположенные в середине толщины стенки бесшовной стальной трубы, охлаждаются с более низкой скоростью и не могут быть легко упрочнены, так что могут включать в себя незакаленные структуры, такие как феррит. Таким образом, обычно имеется разница между твердостью поверхностного слоя и твердостью внутренних частей в стенке, и эта тенденция может сохраниться после отпуска при некоторых условиях отпуска. Кроме того, в бесшовной стальной трубе с высоким углеродным эквивалентом, таким как используемый в высокопрочной стали сорта X80 или выше, разница между твердостью поверхностного слоя и твердостью внутренних частей в стенке имеет тенденцию быть значительной. Такая высокая твердость поверхностного слоя может быть проблемой, когда хорошая стойкость к кислой среде должна быть достигнута надежным образом.[0018] During quenching after rolling, the surface layer of the seamless steel pipe cools at high speed and can be easily hardened. In fact, the surface layer of a seamless steel pipe tends to become more durable and can exceed hardness values defined by API 5L standards or DNV-OS-F101 standards. On the other hand, parts located in the middle of the wall thickness of the seamless steel pipe are cooled at a lower speed and cannot be easily hardened, so that they can include non-hardened structures such as ferrite. Thus, there is usually a difference between the hardness of the surface layer and the hardness of the internal parts in the wall, and this trend may persist after tempering under certain tempering conditions. In addition, in a seamless steel pipe with a high carbon equivalent, such as that used in high-strength steel of grade X80 or higher, the difference between the hardness of the surface layer and the hardness of the internal parts in the wall tends to be significant. Such a high hardness of the surface layer can be a problem when good acid resistance is to be achieved reliably.
[0019] Если углеродный эквивалент является слишком низким, трудно гарантировать определенную прочность бесшовной стальной трубы. Если углеродный эквивалент является слишком высоким, становится трудно уменьшить твердость по Виккерсу поверхностного слоя до 250 Hv или ниже с помощью производственного процесса, не содержащего повторного нагревания и закалки, в котором прямая закалка или непрерывная закалка является единственной стадией закалки. Причина этого заключается в том, что если закалка после горячего формования является прямой закалкой или непрерывной закалкой, аустенитные зерна имеют тенденцию становиться грубыми по сравнению с реализациями, в которых выполняются повторное нагревание и закалка, которые увеличивают общую прокаливаемость. С учетом этого, значение Ceq, определяемое нижеприведенным уравнением (1), должно составлять не менее 0,430% и меньше чем 0,500%:[0019] If the carbon equivalent is too low, it is difficult to guarantee a certain strength of the seamless steel pipe. If the carbon equivalent is too high, it becomes difficult to reduce the Vickers hardness of the surface layer to 250 Hv or lower using a manufacturing process that does not contain reheating and quenching, in which direct quenching or continuous quenching is the only quenching step. The reason for this is that if quenching after hot forming is direct quenching or continuous quenching, austenitic grains tend to become coarse compared to realizations that reheat and quench, which increase the overall hardenability. With this in mind, the value of Ceq defined by the following equation (1) should be at least 0.430% and less than 0.500%:
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15... (1),Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 ... (1),
где символ каждого элемента в уравнении (1) означает содержание этого элемента в мас.%.where the symbol of each element in equation (1) means the content of this element in wt.%.
[0020] Для того, чтобы уменьшить разницу между твердостью поверхностного слоя и твердостью внутренних частей в стенке, эффективным является подходящим образом ограничивать углеродный эквивалент, а также условия отпуска. Таким образом, если отпуск выполняется в недостаточной степени, уменьшение твердости поверхностного слоя является недостаточным, так что некоторые части могут иметь твердость по Виккерсу выше чем 250 Hv. Более конкретно, параметр Ларсона-Миллера PL, определяемый нижеприведенным уравнением (2), составляет 18800 или выше.[0020] In order to reduce the difference between the hardness of the surface layer and the hardness of the internal parts in the wall, it is effective to limit the carbon equivalent as well as the tempering conditions. Thus, if tempering is not performed sufficiently, the decrease in hardness of the surface layer is insufficient, so that some parts may have a Vickers hardness higher than 250 Hv. More specifically, the Larson-Miller parameter PL defined by equation (2) below is 18800 or higher.
PL=(T+273) ×(20+log(t))... (2).PL = (T + 273) × (20 + log (t)) ... (2).
В уравнении (2) T представляет собой температуру отпуска (в °C), а t - время выдержки (в часах) при этой температуре.In equation (2), T is the tempering temperature (in ° C), and t is the holding time (in hours) at this temperature.
[0021] Настоящее изобретение было сделано на основе вышеописанных находок. Бесшовная стальная труба в одном варианте осуществления настоящего изобретения будет теперь подробно описана со ссылкой на чертежи. Одинаковые или соответствующие части на чертежах помечены одинаковыми ссылочными символами, и их описание не будет повторяться.[0021] The present invention has been made based on the above findings. A seamless steel pipe in one embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are marked with the same reference characters, and their description will not be repeated.
[0022] [Химический состав][0022] [Chemical composition]
Бесшовная стальная трубе в данном варианте осуществления имеет химический состав, описанный ниже. В следующем описании «%» для содержания элемента означает мас.%.The seamless steel pipe in this embodiment has the chemical composition described below. In the following description, “%” for the content of the element means wt.%.
[0023] C: от 0,02 мас.% до 0,15 мас.%[0023] C: from 0.02 wt.% To 0.15 wt.%
Углерод (C) увеличивает прочность стали. Если содержание C является более низким, чем 0,02 мас.%, этот эффект не может быть в достаточной степени достигнут. Если содержание C является более высоким, чем 0,15 мас.%, ударная вязкость стали уменьшается. С учетом этого содержание С должно находиться в диапазоне от 0,02 мас.% до 0,15 мас.%. Содержание C предпочтительно является более высоким, чем 0,02 мас.%, и более предпочтительно 0,04 мас.% или выше. Содержание C предпочтительно составляет 0,10 мас.% или ниже, и более предпочтительно 0,08 мас.% или ниже.Carbon (C) increases the strength of steel. If the C content is lower than 0.02 wt.%, This effect cannot be sufficiently achieved. If the C content is higher than 0.15 wt.%, The toughness of the steel is reduced. With this in mind, the content of C should be in the range from 0.02 wt.% To 0.15 wt.%. The content of C is preferably higher than 0.02 wt.%, And more preferably 0.04 wt.% Or higher. The content of C is preferably 0.10 wt.% Or lower, and more preferably 0.08 wt.% Or lower.
[0024] Si: от 0,05 мас.% до 0,5 мас.%[0024] Si: from 0.05 wt.% To 0.5 wt.%
Кремний (Si) раскисляет сталь. Этот эффект может быть надежно достигнут, если содержание Si составляет 0,05 мас.% или выше. Однако если содержание Si является более высоким, чем 0,5 мас.%, ударная вязкость стали уменьшается. С учетом этого содержание Si должно находиться в диапазоне от 0,05 мас.% до 0,50 мас.%. Содержание Si предпочтительно является более высоким, чем 0,05 мас.%, более предпочтительно 0,08 мас.% или выше, и еще более предпочтительно 0,10 мас.% или выше. Содержание Si предпочтительно составляет менее 0,5 мас.%, более предпочтительно 0,25 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,20 мас.% или ниже.Silicon (Si) deoxidizes steel. This effect can be reliably achieved if the Si content is 0.05 wt.% Or higher. However, if the Si content is higher than 0.5 wt.%, The toughness of the steel is reduced. With this in mind, the Si content should be in the range from 0.05 wt.% To 0.50 wt.%. The Si content is preferably higher than 0.05 wt.%, More preferably 0.08 wt.% Or higher, and even more preferably 0.10 wt.% Or higher. The Si content is preferably less than 0.5 wt.%, More preferably 0.25 wt.% Or lower, and even more preferably 0.20 wt.% Or lower.
[0025] Mn: от 0,30 мас.% до 2,5 мас.%[0025] Mn: from 0.30 wt.% To 2.5 wt.%
Марганец (Mn) увеличивает прокаливаемость стали, чтобы увеличить прочность стали. Эти эффекты не могут быть в достаточной степени достигнуты, если содержание Mn составляет менее 0,30 мас.%. Если содержание Mn является более высоким, чем 2,5 мас.%, Mn сегрегируется в стали, уменьшая ее ударную вязкость. С учетом этого содержание Mn должно находиться в диапазоне от 0,30 мас.% до 2,5 мас.%. Содержание Mn предпочтительно является более высоким, чем 0,30 мас.%, более предпочтительно 1,0 мас.% или выше, и еще более предпочтительно 1,3 мас.% или выше. Содержание Mn предпочтительно составляет менее 2,5 мас.%, более предпочтительно 2,0 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 1,8 мас.% или ниже.Manganese (Mn) increases the hardenability of steel to increase the strength of steel. These effects cannot be sufficiently achieved if the Mn content is less than 0.30 wt.%. If the Mn content is higher than 2.5 wt.%, Mn segregates in the steel, reducing its toughness. With this in mind, the Mn content should be in the range from 0.30 wt.% To 2.5 wt.%. The Mn content is preferably higher than 0.30 wt.%, More preferably 1.0 wt.% Or higher, and even more preferably 1.3 wt.% Or higher. The Mn content is preferably less than 2.5 wt.%, More preferably 2.0 wt.% Or lower, and even more preferably 1.8 wt.% Or lower.
[0026] P: вплоть до 0,03 мас.%[0026] P: up to 0.03 wt.%
Фосфор (P) является примесью. P уменьшает ударную вязкость стали. Таким образом, более низкие содержания P являются предпочтительными. С учетом этого содержание P должно составлять 0,03 мас.% или ниже. Содержание Р предпочтительно составляет менее 0,03 мас.%, более предпочтительно 0,015 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,012 мас.% или ниже.Phosphorus (P) is an impurity. P reduces the toughness of steel. Thus, lower P contents are preferred. With this in mind, the content of P should be 0.03 wt.% Or lower. The content of P is preferably less than 0.03 wt.%, More preferably 0.015 wt.% Or lower, and even more preferably 0.012 wt.% Or lower.
[0027] S: вплоть до 0,006 мас.%[0027] S: up to 0.006 wt.%
Сера (S) является примесью. Сера соединяется с Mn, образуя грубые частицы MnS, и таким образом уменьшает ударную вязкость стали и ее стойкость к HIC. Таким образом, более низкие содержания серы являются предпочтительными. С учетом этого содержание серы должно составлять 0,006 мас.% или ниже. Содержание серы предпочтительно составляет менее 0,006 мас.%, более предпочтительно 0,003 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,002 мас.% или ниже.Sulfur (S) is an impurity. Sulfur combines with Mn to form coarse MnS particles, and thus reduces the toughness of steel and its resistance to HIC. Thus, lower sulfur contents are preferred. With this in mind, the sulfur content should be 0.006 wt.% Or lower. The sulfur content is preferably less than 0.006 wt.%, More preferably 0.003 wt.% Or lower, and even more preferably 0.002 wt.% Or lower.
[0028] O: вплоть до 0,004 мас.%[0028] O: up to 0.004 wt.%
Кислород (O) является примесью. Кислород образует грубые оксидные частицы или кластеры оксидных частиц, уменьшая тем самым ударную вязкость стали. Таким образом, более низкие содержания О являются предпочтительными. С учетом этого содержание О должно составлять 0,004 мас.% или ниже. Содержание О предпочтительно составляет 0,003 мас.% или ниже, и более предпочтительно 0,002 мас.% или ниже.Oxygen (O) is an impurity. Oxygen forms coarse oxide particles or clusters of oxide particles, thereby reducing the toughness of steel. Thus, lower O contents are preferred. With this in mind, the O content should be 0.004 wt.% Or lower. The content of O is preferably 0.003 wt.% Or lower, and more preferably 0.002 wt.% Or lower.
[0029] Al: от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%[0029] Al: from 0.01 wt.% To 0.10 wt.%
Алюминий (Al) соединяется с N, образуя мелкие частицы нитрида, увеличивая ударную вязкость стали. Этот эффект не может быть в достаточной степени достигнут, если содержание Al составляет менее 0,01 мас.%. Если содержание Al является более высоким, чем 0,10 мас.%, образуются грубые частицы нитрида Al, которые уменьшают ударную вязкость стали. С учетом этого содержание алюминия должно находиться в диапазоне от 0,01 мас.% до 0,10 мас.%. Содержание алюминия предпочтительно является более высоким, чем 0,01 мас.%, и более предпочтительно 0,02 мас.% или выше. Содержание алюминия предпочтительно составляет менее 0,10 мас.%, более предпочтительно 0,08 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,06 мас.% или ниже. Используемый в настоящем документе термин «содержание Al» означает «содержание кислоторастворимого Al» (то есть так называемого «растворимого Al»).Aluminum (Al) combines with N to form small nitride particles, increasing the toughness of steel. This effect cannot be sufficiently achieved if the Al content is less than 0.01 wt.%. If the Al content is higher than 0.10 wt.%, Coarse Al nitride particles are formed which reduce the toughness of the steel. With this in mind, the aluminum content should be in the range from 0.01 wt.% To 0.10 wt.%. The aluminum content is preferably higher than 0.01 wt.%, And more preferably 0.02 wt.% Or higher. The aluminum content is preferably less than 0.10 wt.%, More preferably 0.08 wt.% Or lower, and even more preferably 0.06 wt.% Or lower. As used herein, the term “Al content” means “acid-soluble Al content” (i.e., so-called “soluble Al”).
[0030] Ti: от 0,001 мас.% до 0,010 мас.%[0030] Ti: from 0.001 wt.% To 0.010 wt.%
Титан (Ti) соединяется с N в стали и образует TiN, подавляя уменьшение ударной вязкости стали за счет растворенного N. Кроме того, диспергированные и выделившиеся мелкие частицы TiN увеличивают ударную вязкость стали. Эти эффекты не могут быть в достаточной степени достигнуты, если содержание Ti составляет менее 0,001 мас.%. Если содержание Ti является более высоким, чем 0,010 мас.%, образуются грубые частицы TiN или грубые частицы TiC, уменьшая ударную вязкость стали. С учетом этого содержание титана должно находиться в диапазоне от 0,001 мас.% до 0,010 мас.%. Содержание титана предпочтительно является более высоким, чем 0,001 мас.%, и более предпочтительно 0,002 мас.% или выше. Содержание титана предпочтительно составляет менее 0,010 мас.%, более предпочтительно 0,006 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,005 мас.% или ниже.Titanium (Ti) combines with N in steel and forms TiN, suppressing a decrease in the toughness of steel due to dissolved N. In addition, dispersed and released small particles of TiN increase the toughness of steel. These effects cannot be sufficiently achieved if the Ti content is less than 0.001 wt.%. If the Ti content is higher than 0.010 wt.%, Coarse TiN particles or coarse TiC particles are formed, reducing the toughness of the steel. With this in mind, the titanium content should be in the range from 0.001 wt.% To 0.010 wt.%. The titanium content is preferably higher than 0.001 wt.%, And more preferably 0.002 wt.% Or higher. The titanium content is preferably less than 0.010 wt.%, More preferably 0.006 wt.% Or lower, and even more preferably 0.005 wt.% Or lower.
[0031] N: вплоть до 0,007 мас.%[0031] N: up to 0.007 wt.%
Азот (N) соединяется с Al и образует мелкие частицы нитрида Al, увеличивая ударную вязкость стали. Однако если содержание N является более высоким, чем 0,007 мас.%, растворенный N уменьшает ударную вязкость стали. Кроме того, если содержание N является слишком высоким, образуются грубые частицы карбонитрида и/или нитрида, уменьшая ударную вязкость стали. С учетом этого содержание азота должно составлять 0,007 мас.% или ниже. Содержание азота предпочтительно составляет менее 0,007 мас.%, более предпочтительно 0,006 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,005 мас.% или ниже. Содержание азота предпочтительно составляет 0,002 мас.% или выше.Nitrogen (N) combines with Al and forms small particles of Al nitride, increasing the toughness of steel. However, if the N content is higher than 0.007 wt.%, Dissolved N reduces the toughness of the steel. In addition, if the N content is too high, coarse particles of carbonitride and / or nitride are formed, reducing the toughness of the steel. With this in mind, the nitrogen content should be 0.007 wt.% Or lower. The nitrogen content is preferably less than 0.007 wt.%, More preferably 0.006 wt.% Or lower, and even more preferably 0.005 wt.% Or lower. The nitrogen content is preferably 0.002 wt.% Or higher.
[0032] Cr: от 0,05 мас.% до 1,0 мас.%[0032] Cr: from 0.05 wt.% To 1.0 wt.%
Хром (Cr) увеличивает прокаливаемость стали, а также увеличивает прочность стали. Cr дополнительно увеличивает стойкость стали к размягчению при отпуске. Эти эффекты не могут быть в достаточной степени достигнуты, если содержание хрома составляет менее 0,05 мас.%. Если содержание хрома является более высоким, чем 1,0 мас.%, ударная вязкость стали уменьшается. С учетом этого содержание хрома должно находиться в диапазоне от 0,05 мас.% до 1,0 мас.%. Содержание хрома предпочтительно является более высоким, чем 0,05 мас.%, и более предпочтительно 0,2 мас.% или выше. Содержание Cr предпочтительно является более низким, чем 1,0 мас.%, и более предпочтительно 0,8 мас.% или ниже.Chrome (Cr) increases the hardenability of steel, and also increases the strength of steel. Cr further increases the softening resistance of steel during tempering. These effects cannot be sufficiently achieved if the chromium content is less than 0.05 wt.%. If the chromium content is higher than 1.0 wt.%, The toughness of the steel is reduced. With this in mind, the chromium content should be in the range from 0.05 wt.% To 1.0 wt.%. The chromium content is preferably higher than 0.05 wt.%, And more preferably 0.2 wt.% Or higher. The Cr content is preferably lower than 1.0 wt.%, And more preferably 0.8 wt.% Or lower.
[0033] Mo: не меньше чем 0,02 мас.% и меньше чем 0,5 мас.%[0033] Mo: not less than 0.02 wt.% And less than 0.5 wt.%
Молибден (Mo) улучшает прочность стали за счет трансформационного дразнения и упрочнения твердого раствора. Этот эффект не может быть в достаточной степени достигнут, если содержание Mo составляет менее 0,02 мас.%. Если содержание Mo является более высоким, чем 0,5 мас.%, ударная вязкость стали уменьшается. С учетом этого содержание Mo должно быть не меньше чем 0,02 мас.% и ниже чем 0,5 мас.%. Содержание Mо предпочтительно является более высоким, чем 0,02 мас.%, более предпочтительно 0,05 мас.% или выше, и еще более предпочтительно 0,1 мас.% или выше. Содержание Мо предпочтительно составляет 0,4 мас.% или ниже, и более предпочтительно 0,3 мас.% или ниже.Molybdenum (Mo) improves the strength of steel due to transformational teasing and hardening of the solid solution. This effect cannot be sufficiently achieved if the Mo content is less than 0.02 wt.%. If the Mo content is higher than 0.5 wt.%, The toughness of the steel is reduced. With this in mind, the Mo content should be no less than 0.02 wt.% And lower than 0.5 wt.%. The Mo content is preferably higher than 0.02 wt.%, More preferably 0.05 wt.% Or higher, and even more preferably 0.1 wt.% Or higher. The Mo content is preferably 0.4 wt.% Or lower, and more preferably 0.3 wt.% Or lower.
[0034] Ni: от 0,03 мас.% до 1,0 мас.%[0034] Ni: from 0.03 wt.% To 1.0 wt.%
Никель (Ni) увеличивает прокаливаемость стали, а также увеличивает прочность стали. Кроме того, Ni оказывает эффект улучшения адгезии окалины, образующейся на поверхности стали во время стадии нагрева для закалки, а также эффект сокращения увеличения твердости поверхностного слоя стали, поскольку окалина уменьшает скорость охлаждения на поверхности стали во время стадии охлаждения при закалке. Эти эффекты не могут быть в достаточной степени достигнуты, если содержание никеля составляет менее 0,03 мас.%. Если содержание Ni является более высоким, чем 1,0 мас.%, стойкость стали к сульфидному растрескиванию под напряжением уменьшается. С учетом этого содержание никеля должно находиться в диапазоне от 0,03 мас.% до 1,0 мас.%. Содержание Ni предпочтительно составляет 0,05 мас.% или выше, более предпочтительно 0,08 мас.% или выше, и еще более предпочтительно 0,10 мас.% или выше. Содержание никеля предпочтительно составляет менее 1,0 мас.%, более предпочтительно 0,7 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,5 мас.% или ниже.Nickel (Ni) increases the hardenability of steel, and also increases the strength of steel. In addition, Ni has the effect of improving the adhesion of the scale formed on the surface of the steel during the quenching heating step, as well as the effect of reducing the increase in hardness of the surface layer of steel, since the scale reduces the cooling rate on the steel surface during the quenching cooling step. These effects cannot be sufficiently achieved if the nickel content is less than 0.03 wt.%. If the Ni content is higher than 1.0 wt.%, The resistance of the steel to sulfide stress cracking is reduced. With this in mind, the nickel content should be in the range from 0.03 wt.% To 1.0 wt.%. The Ni content is preferably 0.05 mass% or higher, more preferably 0.08 mass% or higher, and even more preferably 0.10 mass% or higher. The nickel content is preferably less than 1.0 wt.%, More preferably 0.7 wt.% Or lower, and even more preferably 0.5 wt.% Or lower.
[0035] Cu: от 0,02 мас.% до 1,0 мас.%[0035] Cu: from 0.02 wt.% To 1.0 wt.%
Медь (Cu) увеличивает прокаливаемость стали, а также увеличивает прочность стали. Кроме того, медь оказывает эффект улучшения адгезии окалины, образующейся на поверхности стали во время стадии нагрева для закалки, а также эффект сокращения увеличения твердости поверхностного слоя стали, поскольку окалина уменьшает скорость охлаждения на поверхности стали во время стадии охлаждения при закалке. Эти эффекты не могут быть в достаточной степени достигнуты, если содержание меди составляет менее 0,02 мас.%. Если содержание меди является более высоким, чем 1,0 мас.%, свариваемость стали уменьшается. Кроме того, если содержание Cu является слишком высоким, зернограничная прочность стали при высоких температурах уменьшается, уменьшая горячую обрабатываемость стали. С учетом этого содержание меди должно находиться в диапазоне от 0,02 мас.% до 1,0 мас.%. Содержание меди предпочтительно составляет 0,05 мас.% или выше, более предпочтительно 0,08 мас.% или выше, и еще более предпочтительно 0,10 мас.% или выше. Содержание меди предпочтительно составляет менее 1,0 мас.%, более предпочтительно 0,7 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,5 мас.% или ниже.Copper (Cu) increases the hardenability of steel, and also increases the strength of steel. In addition, copper has the effect of improving the adhesion of the scale formed on the surface of the steel during the heating step for hardening, as well as the effect of reducing the increase in hardness of the surface layer of steel, since the scale reduces the cooling rate on the surface of the steel during the cooling step during hardening. These effects cannot be sufficiently achieved if the copper content is less than 0.02 wt.%. If the copper content is higher than 1.0 wt.%, The weldability of the steel is reduced. In addition, if the Cu content is too high, the grain boundary strength of the steel at high temperatures decreases, reducing the hot workability of the steel. With this in mind, the copper content should be in the range from 0.02 wt.% To 1.0 wt.%. The copper content is preferably 0.05 mass% or higher, more preferably 0.08 mass% or higher, and even more preferably 0.10 mass% or higher. The copper content is preferably less than 1.0 wt.%, More preferably 0.7 wt.% Or lower, and even more preferably 0.5 wt.% Or lower.
[0036] V: от 0,020 мас.% до 0,20 мас.%[0036] V: from 0.020 wt.% To 0.20 wt.%
Ванадий (V) связывается с C в стали и образует карбид V, увеличивая прочность стали. Кроме того, V растворяется в карбиде Mo, образуя карбид. Карбид, содержащий V, с меньшей вероятностью образует грубые частицы. Эти эффекты не могут быть эффективно достигнуты, если содержание V составляет менее 0,020 мас.%. Если содержание V является более высоким, чем 0,20 мас.%, образуются грубые частицы карбида. С учетом этого содержание ванадия должно находиться в диапазоне от 0,020 мас.% до 0,20 мас.%. Содержание ванадия предпочтительно является более высоким, чем 0,020 мас.%, и более предпочтительно 0,04 мас.% или выше. Содержание ванадия предпочтительно является более низким, чем 0,16 мас.%.Vanadium (V) binds to C in steel and forms V carbide, increasing the strength of the steel. In addition, V dissolves in Mo carbide, forming carbide. Carbide containing V is less likely to form coarse particles. These effects cannot be effectively achieved if the V content is less than 0.020 wt.%. If the V content is higher than 0.20 wt.%, Coarse carbide particles are formed. With this in mind, the content of vanadium should be in the range from 0.020 wt.% To 0.20 wt.%. The vanadium content is preferably higher than 0.020 wt.%, And more preferably 0.04 wt.% Or higher. The vanadium content is preferably lower than 0.16 wt.%.
[0037] Ca: от 0,0005 мас.% до 0,005 мас.%[0037] Ca: from 0.0005 wt.% To 0.005 wt.%
Кальций (Ca) связывается с серой в стали, образуя CaS. По мере образования CaS образование MnS подавляется. Таким образом, Ca увеличивает прочность и стойкость стали к HIC. Эти эффекты не могут быть в достаточной степени достигнуты, если содержание Ca составляет менее 0,0005 мас.%. Если содержание Ca превышает 0,005 мас.%, чистота стали уменьшается, снижая вязкость и стойкость стали к HIC. Таким образом, содержание Ca должно находиться в диапазоне от 0,0005 до 0,005 мас.%. Содержание Ca предпочтительно является более высоким, чем 0,0005 мас.%, более предпочтительно 0,0008 мас.% или выше, и еще более предпочтительно 0,001 мас.% или выше. Содержание кальция предпочтительно составляет менее 0,005 мас.%, более предпочтительно 0,003 мас.% или ниже, и еще более предпочтительно 0,002 мас.% или ниже.Calcium (Ca) binds to sulfur in steel to form CaS. As CaS is formed, the formation of MnS is suppressed. Thus, Ca increases the strength and resistance of steel to HIC. These effects cannot be sufficiently achieved if the Ca content is less than 0.0005 wt.%. If the Ca content exceeds 0.005 wt.%, The purity of the steel is reduced, reducing the viscosity and resistance of the steel to HIC. Thus, the Ca content should be in the range from 0.0005 to 0.005 wt.%. The Ca content is preferably higher than 0.0005 wt.%, More preferably 0.0008 wt.% Or higher, and even more preferably 0.001 wt.% Or higher. The calcium content is preferably less than 0.005 wt.%, More preferably 0.003 wt.% Or lower, and even more preferably 0.002 wt.% Or lower.
[0038] Остаток химического состава бесшовной стальной трубы в данном варианте осуществления состоит из Fe и примесей. Примесь в этом контексте означает элемент, происходящий из руды или лома, используемых в качестве сырья для стали, или элемент, который попадает в сталь из окружающей среды и т.п. во время производственного процесса.[0038] The remainder of the chemical composition of the seamless steel pipe in this embodiment consists of Fe and impurities. An impurity in this context means an element originating from ore or scrap used as a raw material for steel, or an element that enters steel from the environment and the like. during the manufacturing process.
[0039] Кроме того, химический состав бесшовной стальной трубы в данном варианте осуществления может содержать Nb вместо некоторого количества Fe.[0039] In addition, the chemical composition of the seamless steel pipe in this embodiment may contain Nb instead of a certain amount of Fe.
[0040] Nb: от 0 мас.% до 0,05 мас.%[0040] Nb: from 0 wt.% To 0.05 wt.%
Ниобий (Nb) является дополнительным элементом. Nb связывается с C и/или N в стали и образует мелкие частицы карбида и/или карбонитрида Nb, увеличивая ударную вязкость стали. Кроме того, Nb растворяется в карбиде Mo и образует заданный карбид, препятствуя тем самым образованию грубых частиц заданного карбида. С другой стороны, если содержание Nb является более высоким, чем 0,05 мас.%, образуются грубые частицы карбида. С учетом этого содержание ниобия должно находиться в диапазоне от 0 мас.% до 0,05 мас.%. Вышеупомянутые эффекты могут быть надежно достигнуты, если содержание Nb составляет 0,010 мас.% или выше. Содержание Nb предпочтительно составляет 0,015 мас.% или выше, и более предпочтительно 0,020 мас.% или выше. Содержание ниобия предпочтительно составляет 0,040 мас.% или ниже, и более предпочтительно 0,035 мас.% или ниже.Niobium (Nb) is an additional element. Nb binds to C and / or N in steel and forms small particles of Nb carbide and / or carbonitride, increasing the toughness of the steel. In addition, Nb dissolves in Mo carbide and forms a given carbide, thereby preventing the formation of coarse particles of a given carbide. On the other hand, if the Nb content is higher than 0.05 wt.%, Coarse carbide particles are formed. With this in mind, the niobium content should be in the range from 0 wt.% To 0.05 wt.%. The above effects can be reliably achieved if the Nb content is 0.010 wt.% Or higher. The Nb content is preferably 0.015 mass% or higher, and more preferably 0.020 mass% or higher. The niobium content is preferably 0.040 wt.% Or lower, and more preferably 0.035 wt.% Or lower.
[0041] (Углеродный эквивалент Ceq)[0041] (Carbon equivalent of Ceq)
В бесшовной стальной трубе данного варианта осуществления углеродный эквивалент Ceq, определяемый уравнением (1), составляет не меньше чем 0,430% и меньше чем 0,500%.In the seamless steel pipe of this embodiment, the carbon equivalent of Ceq defined by equation (1) is not less than 0.430% and less than 0.500%.
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15... (1),Ceq = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15 ... (1),
где символ каждого элемента в уравнении (1) означает содержание этого элемента в мас.%.where the symbol of each element in equation (1) means the content of this element in wt.%.
[0042] Если углеродный эквивалент Ceq является более низким, чем 0,430%, трудно гарантировать заданную прочность бесшовной стальной трубы. Если углеродный эквивалент Ceq имеет значение 0,500 или выше, становится трудно уменьшить твердость по Виккерсу поверхностного слоя до 250 Hv или ниже с помощью производственного процесса, в котором закалка после горячего формования представляет собой единственную стадию прямой закалки или непрерывной закалки.[0042] If the carbon equivalent of Ceq is lower than 0.430%, it is difficult to guarantee the specified strength of the seamless steel pipe. If the carbon equivalent of Ceq is 0.500 or higher, it becomes difficult to reduce the Vickers hardness of the surface layer to 250 Hv or lower using a manufacturing process in which hardening after hot forming is the only direct hardening or continuous hardening step.
[0043] [Микроструктура][0043] [Microstructure]
В микроструктуре бесшовной стальной трубы в данном варианте осуществления главная фаза от поверхностного слоя до частей внутри стенки представляет собой мартенсит отпуска или бейнит отпуска. Бесшовная стальная труба в данном варианте осуществления не содержит рекристаллизованного феррита по меньшей мере в области глубже, чем 1 мм от поверхности. Рекристаллизованный феррит чрезвычайно уменьшает твердость поверхностного слоя толщиной 1 мм бесшовной стальной трубы.In the microstructure of a seamless steel pipe in this embodiment, the main phase from the surface layer to the parts within the wall is tempering martensite or tempered bainite. The seamless steel pipe in this embodiment does not contain recrystallized ferrite in at least a region deeper than 1 mm from the surface. Recrystallized ferrite extremely reduces the hardness of the surface layer with a thickness of 1 mm of seamless steel pipe.
[0044] Главная фаза, являющаяся мартенситом отпуска или бейнитом отпуска, в целом означает микроструктуру, в которой объемная доля мартенсита отпуска составляет 50% или выше, микроструктуру, в которой объемная доля бейнита отпуска составляет 50% или выше, или микроструктуру, в которой сумма объемной доли мартенсита отпуска и объемной доли бейнита отпуска составляет 50% или выше. Другими словами, вышеупомянутая фаза означает микроструктуру, в который объемная доля структуры, которая не является ни мартенситом отпуска, ни бейнитом отпуска (например, феррит) является более низкой, чем 50%.[0044] The main phase, which is tempering martensite or temper bainite, generally means a microstructure in which the volume fraction of tempering martensite is 50% or higher, a microstructure in which the volume fraction of tempering bainite is 50% or higher, or a microstructure in which the sum the volume fraction of tempering martensite and the volume fraction of tempering bainite is 50% or higher. In other words, the aforementioned phase means a microstructure in which the volume fraction of a structure that is neither tempering martensite nor tempering bainite (e.g. ferrite) is lower than 50%.
[0045] [Номер размера кристаллического зерна][0045] [Crystal grain size number]
В микроструктуре бесшовной стальной трубы данного варианта осуществления размер предаустенитных зерен является более низким, чем 6,0 по шкале размеров кристаллических зерен стандарта ASTM E112-10.In the microstructure of the seamless steel pipe of this embodiment, the pre-austenitic grain size is lower than 6.0 on the ASTM E112-10 standard crystal grain size scale.
[0046] Номер размера предаустенитного зерна может быть измерен в соответствии со стандартом ASTM E112-10 путем вырезания образца для испытания из каждой стальной трубы, предпочтительно перед отпуском и после закалки, так, чтобы поперечное сечение, перпендикулярное к длине стальной трубы (то есть к направлению формирования трубы) образовывало наблюдаемую поверхность, и заливки этого образца в смолу, а затем использования способа Беше-Божара травления насыщенным водным раствором пикриновой кислоты для проявления границ предаустенитных зерен.[0046] The pre-austenitic grain size number can be measured in accordance with ASTM E112-10 by cutting a test sample from each steel pipe, preferably before tempering and after quenching, so that a cross section perpendicular to the length of the steel pipe (ie, to the direction of pipe formation) formed the observed surface, and pouring this sample into the resin, and then using the Béchet-Bozhar method of etching with a saturated aqueous solution of picric acid to reveal the boundaries of pre-austenitic grains.
[0047] Альтернативно, номер по стандарту ASTM размера предаустенитного кристаллического зерна в трубе из отпущенной стали может быть определен путем использования таких способов, как дифракция обратного рассеивания электронов (EBSD), основанная на соотношении ориентации кристаллов. В таких случаях микроструктура металла стальной трубы после отпуска наблюдается с помощью EBSD следующим образом: образец получается из середины толщины стенки в поперечном сечении отпущенной бесшовной стальной трубы (то есть в поперечном сечении, перпендикулярном к осевому направлению бесшовной стальной трубы); полученный образец используется для выполнения анализа кристаллической ориентации с помощью EBSD для наблюдаемой площади размером 500 × 500 мкм, и линии вычерчиваются там, где граница предаустенитного зерна определяется как граница зерен с углом разориентации в диапазоне 15-51°, и на основе получаемого чертежа номер размера кристаллического зерна вычисляется в соответствии со стандартом ASTM E112-10.[0047] Alternatively, the ASTM number of the size of the pre-austenitic crystalline grain in the tempered steel pipe can be determined using methods such as electron backscattering diffraction (EBSD) based on the crystal orientation ratio. In such cases, the microstructure of the metal of the steel pipe after tempering is observed using EBSD as follows: the sample is obtained from the middle of the wall thickness in the cross section of the tempered seamless steel pipe (that is, in a cross section perpendicular to the axial direction of the seamless steel pipe); the resulting sample is used to perform a crystal orientation analysis using EBSD for an observed area of 500 × 500 μm, and lines are drawn where the boundary of the pre-austenite grain is defined as the grain boundary with a misorientation angle in the range of 15-51 °, and based on the resulting drawing, the size number crystalline grains are calculated in accordance with ASTM E112-10.
[0048] Теоретически размер предаустенитного зерна после закалки и перед отпуском является тем же самым, что и размер предаустенитного зерна после отпуска. Размер предаустенитного зерна, определенный с помощью EBSD после отпуска, по существу равен значению, получаемому путем наблюдения кристаллических зерен, проявленных способом Беше-Божара после закалки и перед отпуском, с ошибкой приблизительно ±0,2 в номере размера зерна. Таким образом, используемая в настоящем изобретении фраза «размер предаустенитных зерен является более низким, чем 6,0 по шкале размеров кристаллических зерен стандарта ASTM E112-10» означает, что если размер кристаллического зерна после закалки неизвестен, по меньшей мере номер размера кристаллического зерна, определенный с помощью EBSD после отпуска, не превышающий 5,8, находится в области охвата настоящего изобретения. В следующем описании, если явно не указано иное, размер предаустенитного зерна представляет собой значение, получаемое способом Беше-Божара для образца после закалки, но перед отпуском.[0048] Theoretically, the size of the pre-austenitic grain after quenching and before tempering is the same as the size of the pre-austenitic grain after tempering. The pre-austenitic grain size determined by EBSD after tempering is essentially equal to the value obtained by observing the crystal grains developed by the Béchet-Bozhar method after quenching and before tempering, with an error of approximately ± 0.2 in the grain size number. Thus, the phrase “pre-austenitic grain size used in the present invention is lower than 6.0 according to the ASTM E112-10 standard crystal grain size scale” means that if the crystalline grain size after quenching is unknown, at least the crystalline grain size number, determined by EBSD after tempering not exceeding 5.8 is within the scope of the present invention. In the following description, unless explicitly stated otherwise, the size of the pre-austenitic grain is the value obtained by the Béchet-Bozhar method for the sample after quenching, but before tempering.
[0049] Если предаустенитные зерна представляют собой мелкие зерна с номером размера кристаллического зерна 6,0 или больше, достаточная прокаливаемость не может быть достигнута в материале с низким значением углеродного эквивалента Ceq, как в данном варианте осуществления. Таким образом, предопределенная прочность не может быть получена. Кроме того, трудно произвести микроструктуру с такими мелкими зернами с помощью производственного процесса, в котором закалка после горячего формования является единственной стадией прямой закалки или непрерывной закалки. Номер размера кристаллического зерна предаустенитных зерен предпочтительно составляет 5,5 или ниже, и более предпочтительно 5,0 или ниже.[0049] If the pre-austenitic grains are small grains with a crystal grain size number of 6.0 or greater, sufficient hardenability cannot be achieved in a material with a low carbon equivalent Ceq, as in this embodiment. Thus, a predetermined strength cannot be obtained. In addition, it is difficult to produce a microstructure with such fine grains using a manufacturing process in which quenching after hot forming is the only step in direct quenching or continuous quenching. The crystal grain size number of the pre-austenitic grains is preferably 5.5 or lower, and more preferably 5.0 or lower.
[0050] [Твердость по Виккерсу и предел текучести][0050] [Vickers hardness and yield strength]
В бесшовной стальной трубе в данном варианте осуществления часть, находящаяся между положением, отстоящим на 1 мм от внутренней поверхности, и положением, отстоящим на 1 мм от наружной поверхности, имеет твердость по Виккерсу 250 Hv или ниже. Более конкретно, в бесшовной стальной трубе в данном варианте осуществления твердость по Виккерсу, измеренная в соответствии со стандартом JIS Z 2244 в любом положении между положением, отстоящим на 1 мм от внутренней поверхности, и положением, отстоящим на 1 мм от наружной поверхности, составляет 250 Hv или ниже.In the seamless steel pipe in this embodiment, the part between the
[0051] Бесшовная стальная труба по настоящему изобретению имеет более малые вариации твердости вдоль направления толщины стенки. Более конкретно, разница между твердостью по Виккерсу части, находящейся на глубине 1 мм от внутренней поверхности, и твердостью по Виккерсу части, находящейся в середине толщины стенки, разница между твердостью по Виккерсу части, находящейся на глубине 1 мм от наружной поверхности, и твердостью по Виккерсу части, находящейся в середине толщины стенки, и разница между твердостью по Виккерсу части, находящейся на глубине 1 мм от внутренней поверхности, и твердостью по Виккерсу части, находящейся на глубине 1 мм от наружной поверхности, составляют каждая 25 Hv или меньше.[0051] The seamless steel pipe of the present invention has smaller variations in hardness along the wall thickness direction. More specifically, the difference between the Vickers hardness of the part located at a depth of 1 mm from the inner surface and the Vickers hardness of the part located in the middle of the wall thickness, the difference between the Vickers hardness of the part located 1 mm from the outer surface and the hardness The Vickers hardness of the part located in the middle of the wall thickness and the difference between the Vickers hardness of the part located at a depth of 1 mm from the inner surface and the Vickers hardness of the part located at a depth of 1 mm from the outer surface, composition yayut each Hv 25 or less.
[0052] Бесшовная стальная труба в данном варианте осуществления имеет предел текучести, соответствующий сорту X80 или выше (то есть 555 МПа или выше) в соответствии со стандартами API.[0052] The seamless steel pipe in this embodiment has a yield strength corresponding to grade X80 or higher (that is, 555 MPa or higher) in accordance with API standards.
[0053] Бесшовная стальная труба в данном варианте осуществления может подходящим образом использоваться, хотя и не ограничивается этим, как бесшовная стальная труба с толщиной стенки 25-55 мм. Более предпочтительно, для рационализации использования сплавов, толщина стенки бесшовной стальной трубы находится в диапазоне 25-40 мм.[0053] A seamless steel pipe in this embodiment can be suitably used, although not limited to, like a seamless steel pipe with a wall thickness of 25-55 mm. More preferably, to rationalize the use of alloys, the wall thickness of the seamless steel pipe is in the range of 25-40 mm.
[0054] [Способ производства][0054] [Production Method]
Далее будет описан один пример способа производства бесшовной стальной трубы в данном варианте осуществления. Однако способ производства бесшовной стальной трубы в данном варианте осуществления не ограничивается этим.Next, one example of a method for manufacturing a seamless steel pipe in this embodiment will be described. However, the method of manufacturing a seamless steel pipe in this embodiment is not limited to this.
[0055] [Производственная линия][0055] [Production Line]
Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один пример производственной линии. На Фиг. 1 производственная линия включает в себя нагревательную печь 1, прошивной стан 2, стан-элонгатор 3, калибровочный прокатный стан 4, дополнительную нагревательную печь 5, устройство 6 водяного охлаждения и устройство 7 отпуска. Множество транспортных роликов 10 располагается между этими устройствами.FIG. 1 is a block diagram illustrating one example of a production line. In FIG. 1, the production line includes a
[0056] [Процесс производства][0056] [Production Process]
Фиг. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую процесс для производства бесшовной стальной трубы в данном варианте осуществления. Фиг. 3 показывает изменения температуры поверхности обрабатываемой детали (то есть стального сырья, полой гильзы или бесшовной стальной трубы) при изготовлении в зависимости от времени. На этом графике A1 означает точку Ac1 при рассмотрении нагреваемой обрабатываемой детали, и означает точку Ar1 при рассмотрении охлаждаемой обрабатываемой детали. На этом графике A3 означает точку Ac3 при рассмотрении нагреваемой обрабатываемой детали, и означает точку Ar3 при рассмотрении охлаждаемой обрабатываемой детали.FIG. 2 is a flowchart illustrating a process for manufacturing a seamless steel pipe in this embodiment. FIG. Figure 3 shows the surface temperature changes of the workpiece (i.e., steel raw material, a hollow sleeve or seamless steel pipe) during manufacture as a function of time. In this graph, A1 means point Ac 1 when considering a heated workpiece, and means point Ar 1 when considering a cooled workpiece. In this graph, A3 means the Ac 3 point when considering the heated workpiece, and means the Ar 3 point when considering the cooled workpiece.
[0057] Как показано на Фиг. 1-3, производственный процесс включает в себя сначала нагревание стального сырья с использованием нагревательной печи 1 (стадия нагревания S1). Стальное сырье может быть, например, круглой заготовкой. Стальное сырье может быть произведено с помощью системы непрерывной разливки, такой как система непрерывной разливки круглых слитков. Стальное сырье может быть произведено с помощью горячей обработки (например ковки или блюминга) слитка или сляба. Далее будет описан случай со стальным сырьем, которое является круглой заготовкой.[0057] As shown in FIG. 1-3, the manufacturing process includes first heating the steel feed using a heating furnace 1 (heating step S1). Steel raw materials may be, for example, a round billet. Steel raw materials can be produced using a continuous casting system, such as a round ingot continuous casting system. Steel raw materials can be produced using hot processing (such as forging or blooming) of an ingot or slab. Next will be described the case of steel raw materials, which is a round billet.
[0058] Горячая круглая заготовка подвергается горячей обработке для производства бесшовной стальной трубы (стадии S2 и S3). Более конкретно, круглая заготовка прокатывается на прошивном стане 2 для того, чтобы произвести полую гильзу (стадия прошивной прокатки S2). Затем полая гильза прокатывается на стане-элонгаторе 3 и калибровочном прокатном стане 4 для того, чтобы произвести бесшовную стальную трубу (стадия прокатки для удлинения и стадия калибровочной прокатки S3).[0058] The hot round billet is hot worked to produce a seamless steel pipe (steps S2 and S3). More specifically, the round billet is rolled on piercing
[0059] Бесшовная стальная труба, произведенная с помощью горячей обработки, нагревается до предопределенной температуры с помощью дополнительной нагревательной печи 5 по мере необходимости (стадия дополнительного нагревания S4). Бесшовная стальная труба, произведенная с помощью горячей обработки, или нагретая бесшовная стальная труба закаляется с помощью устройства 6 водяного охлаждения (стадия закалки S5). В любом случае бесшовная стальная труба, получаемая при горячей обработке, закаливается без охлаждения до температуры ниже температуры Ar3. Закаленная бесшовная стальная труба отпускается с помощью устройства 7 отпуска (стадия отпуска S6).[0059] A seamless steel pipe produced by hot working is heated to a predetermined temperature using an
[0060] Таким образом, в вышеупомянутом способе производства закалка выполняется сразу после того, как закончена горячая обработка. Более конкретно, после горячей обработки закалка выполняется до того, как бесшовная стальная труба будет оставлена для охлаждения до приблизительно комнатной температуры. Термическая обработка, в которой бесшовная стальная труба после горячей обработки быстро охлаждается до того, как температура поверхности станет ниже, чем точка Ar3, в дальнейшем упоминается как «прямая закалка», а термическая обработка, в которой бесшовная стальная труба после горячей обработки дополнительно нагревается при температуре не ниже чем точка Ac3, а затем быстро охлаждается, в дальнейшем упоминается как «непрерывная закалка». Использование прямой закалки или непрерывной закалки делает зерна микроструктуры более грубыми, чем при термической обработке, в которой труба охлаждается после ее производства, а затем быстро охлаждается (именуемой в дальнейшем повторным нагреванием и закалкой). Более конкретно, номер размера кристаллического зерна после закалки составляет меньше чем 6,0. Это улучшает прокаливаемость микроструктуры по сравнению с повторным нагреванием и закалкой, и таким образом гарантирует высокую прочность, даже когда используется стальной материал с низким значением углеродного эквивалента Ceq.[0060] Thus, in the above production method, hardening is performed immediately after the hot treatment is completed. More specifically, after hot working, hardening is performed before the seamless steel pipe is left to cool to about room temperature. Heat treatment in which the seamless steel pipe after hot treatment is rapidly cooled before the surface temperature becomes lower than the Ar 3 point is hereinafter referred to as “direct quenching”, and heat treatment in which the seamless steel pipe after additional heat treatment is additionally heated at a temperature not lower than the Ac 3 point, and then quickly cooled, hereinafter referred to as “continuous hardening”. The use of direct hardening or continuous hardening makes the microstructure grains more coarse than during heat treatment, in which the pipe is cooled after its production and then rapidly cooled (hereinafter referred to as reheating and hardening). More specifically, the crystalline grain size number after quenching is less than 6.0. This improves the hardenability of the microstructure compared to reheating and quenching, and thus guarantees high strength even when using steel material with a low carbon equivalent Ceq.
[0061] Эти стадии будут более подробно описаны ниже.[0061] These steps will be described in more detail below.
[0062] [Стадия нагревания (S1)][0062] [Heating step (S1)]
Круглая заготовка нагревается в нагревательной печи 1. Температура нагревания предпочтительно находится в диапазоне от 1100 до 1300°С. Нагревание круглой заготовки до этого диапазона температур приводит к растворению карбонитрида в стали. Если круглая заготовка должна быть произведена из сляба или слитка металла с помощью горячей обработки, требуется лишь, чтобы сляб или слиток был нагрет до температуры 1100-1300°C, и температура, до которой круглая заготовка нагревается нагревательной печью 1, не должна находиться в диапазоне 1100-1300°C, потому что карбонитрид в стали растворяется, когда слиток или сляб нагревается. Нагревательная печь 1 может быть, например, печью с шагающим балочным подом или вращающейся печью.The round billet is heated in the
[0063] [Стадия прошивки (S2)][0063] [Firmware stage (S2)]
Круглая заготовка удаляется из нагревательной печи 1, и горячая круглая заготовка подвергается прошивной прокатке на прошивном стане 2 для того, чтобы произвести полую гильзу. Прошивной стан 2 включает в себя множество перекошенных валков и прошивку. Прошивка расположена между перекошенными валками. Предпочтительно прошивной стан 2 является прошивным станом поперечного типа. Прошивной стан поперечного типа является предпочтительным, потому что он может делать прошивку при высоком уровне расширения трубы.The round billet is removed from the
[0064] [Стадия удлинительной прокатки и стадия калибровочной прокатки (S3)][0064] [Extension rolling step and calibration rolling step (S3)]
Затем выполняется прокатка полой гильзы. Более конкретно, полая гильза прокатывается на стане-элонгаторе 3. Стан-элонгатор 3 включает в себя множество клетей, расположенных последовательно. Стан-элонгатор 3 может быть, например, станом для прокатки на оправке. После этого полая гильза, которая была подвергнута удлинительной прокатке, подвергается обжатию на калибровочном прокатном стане 4 для того, чтобы произвести бесшовную стальную трубу. Калибровочный прокатный стан 4 включает в себя множество клетей, расположенных последовательно. Калибровочный прокатный стан 4 может быть, например, калибровочным трубопрокатным станом или редукционным станом с натяжением. Стадия удлинительной прокатки и стадия калибровочной прокатки вместе могут упоминаться просто как стадия прокатки.Then, the hollow sleeve is rolled. More specifically, the hollow sleeve is rolled on an
[0065] [Стадия дополнительного нагревания (S4)][0065] [Stage of additional heating (S4)]
Стадия дополнительного нагревания (S4) выполняется по мере необходимости. Иначе говоря, способ производства в данном варианте осуществления не обязан включать в себя стадию дополнительного нагревания (S4). Более конкретно, стадия дополнительного нагревания (S4) выполнена таким способом, чтобы температура бесшовной стальной трубы находилась на предопределенном уровне, который равен или выше точки Ac3, непосредственно перед водяным охлаждением стадии закалки (S5). Если стадия дополнительного нагревания (S4) не выполняется, способ, показанный на Фиг. 2, от стадии S3 переходит сразу к стадии S5. Если стадия дополнительного нагревания (S4) не выполняется, дополнительная нагревательная печь 5, показанная на Фиг. 1, может быть исключена.The additional heating step (S4) is performed as necessary. In other words, the production method in this embodiment is not required to include an additional heating step (S4). More specifically, the additional heating step (S4) is performed in such a way that the temperature of the seamless steel pipe is at a predetermined level that is equal to or higher than the Ac3 point, immediately before the water cooling of the quenching stage (S5). If the additional heating step (S4) is not performed, the method shown in FIG. 2, from step S3 proceeds immediately to step S5. If the additional heating step (S4) is not performed, the
[0066] Если финишная температура стадии прокатки (то есть температура поверхности бесшовной стальной трубы непосредственно после завершения стадии прокатки) является более низкой, чем 800°C, предпочтительно выполнять дополнительную стадию нагревания (S4). На дополнительной стадии нагревания (S4) бесшовная стальная труба помещается в дополнительную нагревательную печь 5 и нагревается. Температура нагрева в дополнительной нагревательной печи 5 предпочтительно находится в диапазоне 900-1100°C. Если время выдержки при этом будет слишком большим, карбонитриды, состоящие из Ti, Nb, C и N, то есть (Ti, Nb) и (C, N), могут выделяться и формировать грубые частицы. На дополнительной стадии нагревания дополнительная нагревательная печь 5 может быть заменена устройством индукционного нагрева.[0066] If the finish temperature of the rolling step (that is, the surface temperature of the seamless steel pipe immediately after the completion of the rolling step) is lower than 800 ° C, it is preferable to perform an additional heating step (S4). In the additional heating step (S4), the seamless steel pipe is placed in the
[0067] [Стадия закалки (S5)][0067] [The stage of hardening (S5)]
Бесшовная стальная труба охлаждается водой в устройстве 6 водяного охлаждения. Температура (то есть температура поверхности) бесшовной стальной трубы непосредственно перед водяным охлаждением равна или выше чем точка Ac3, и предпочтительно равна или выше чем 800°C.A seamless steel pipe is cooled by water in a
[0068] Для водяного охлаждения предпочтительно, чтобы скорость охлаждения для диапазона температур бесшовной стальной трубы от 800°C до 500°C была равна или выше чем 5°C/c (300°C/мин). Это обеспечивает однородную закаленную микроструктуру. Охлаждение останавливается при температуре, которая равна или ниже точки Ar1. Температура, при которой охлаждение останавливается, предпочтительно составляет 450°C или ниже, и охлаждение может выполняться вплоть до комнатной температуры. Стадия закалки (S5) изменяет структуру матрицы, делая ее состоящей главным образом из мартенсита или бейнита.[0068] For water cooling, it is preferable that the cooling rate for the temperature range of the seamless steel pipe from 800 ° C to 500 ° C be equal to or higher than 5 ° C / s (300 ° C / min). This provides a uniform, hardened microstructure. Cooling stops at a temperature that is equal to or lower than the point Ar 1 . The temperature at which cooling is stopped is preferably 450 ° C. or lower, and cooling can be performed up to room temperature. The quenching step (S5) changes the structure of the matrix, making it mainly composed of martensite or bainite.
[0069] Например, апертура 6 водяного охлаждения, используемая для стадии закалки (S5), может иметь следующую конструкцию: устройство 6 водяного охлаждения включает в себя множество вращающихся роликов, устройство ламинарного потока воды и устройство струйного потока воды. Вращающиеся ролики расположены в два ряда, и бесшовная стальная труба располагается между этими двумя рядами вращающихся роликов. При этом вращающиеся ролики в этих двух рядах находятся в контакте с нижними частями наружной поверхности бесшовной стальной трубы. Когда вращающиеся ролики вращаются, бесшовная стальная труба вращается вокруг ее оси. Устройство ламинарного потока воды расположено выше вращающихся роликов и льет воду сверху бесшовной стальной трубы. При этом вода, выливаемая на бесшовную стальную трубу, образует ламинарный поток воды. Устройство струйного потока воды располагается около конца бесшовной стальной трубы, установленной на вращающихся роликах. Устройство струйного потока воды испускает струйный поток воды от конца бесшовной стальной трубы внутрь этой стальной трубы. Эти устройства одновременно охлаждают внешнюю и внутреннюю поверхности бесшовной стальной трубы. Устройство 6 водяного охлаждения такой конструкции является подходящим для ускоренного охлаждения бесшовной стальной трубы с большой толщиной стенки, 25 мм или больше.[0069] For example, the
[0070] Устройство 6 водяного охлаждения может быть устройством, отличающимся от обсужденного выше устройства, включающего в себя вращающиеся ролики, устройство ламинарного потока воды и устройство струйного потока воды. Устройство 6 водяного охлаждения может быть, например, баком с водой. При такой реализации бесшовная стальная труба погружается в бак с водой и таким образом подвергается ускоренному охлаждению. Альтернативно устройство 6 водяного охлаждения может включать в себя только устройство ламинарного потока воды. Подводя итог, охлаждающее устройство 6 не ограничивается каким-либо определенным типом.[0070] The
[0071] [Стадия отпуска (S6)][0071] [Vacation Stage (S6)]
Закаленная бесшовная стальная труба подвергается отпуску. Более конкретно, закаленная бесшовная стальная труба нагревается до предопределенной температуры отпуска, которая является более низкой, чем точка Ac1, и выдерживается при этой температуре в течение предопределенного промежутка времени таким образом, чтобы значение параметра Ларсона-Миллера PL, определяемое нижеприведенным уравнением (2), составляло 18800 или выше:Hardened seamless steel pipe is exposed to tempering. More specifically, the hardened seamless steel pipe is heated to a predetermined tempering temperature, which is lower than the point Ac 1 , and maintained at this temperature for a predetermined period of time so that the value of the Larson-Miller parameter PL defined by the following equation (2) was 18800 or higher:
PL=(T+273) ×(20+log(t))... (2).PL = (T + 273) × (20 + log (t)) ... (2).
В уравнении (2) T представляет собой температуру отпуска (в °C), а t - время выдержки (в часах) при этой температуре. Log(t) является логарифмом t по основанию 10.In equation (2), T is the tempering temperature (in ° C), and t is the holding time (in hours) at this temperature. Log (t) is the base 10 logarithm of t.
[0072] Если значение PL является более низким, чем 18800, уменьшение поверхностной твердости становится недостаточным, и некоторые части могут иметь твердость по Виккерсу, превышающую 250 Hv. Значение PL предпочтительно составляет 18900 или выше.[0072] If the PL value is lower than 18800, the decrease in surface hardness becomes insufficient, and some parts may have a Vickers hardness in excess of 250 Hv. The value of PL is preferably 18900 or higher.
[0073] Если значение PL является слишком высоким, рекристаллизация феррита происходит в области, отстоящей на 1 мм или глубже от поверхности, что может вызвать значительное уменьшение прочности, снижение стойкости к кислой среде в поверхностном слое и образование пузырей. Значение PL предпочтительно составляет 20000 или ниже, и более предпочтительно 19500 или ниже.[0073] If the PL value is too high, ferrite recrystallization occurs in an area spaced 1 mm or deeper from the surface, which can cause a significant decrease in strength, a decrease in acid resistance in the surface layer and bubble formation. The value of PL is preferably 20,000 or lower, and more preferably 19500 or lower.
[0074] Нижний предел температуры отпуска предпочтительно составляет 600°С, более предпочтительно 630°С и еще более предпочтительно 650°С. Верхний предел температуры отпуска предпочтительно составляет 700°С и более предпочтительно 680°С. Нижний предел времени выдержки предпочтительно составляет один час, более предпочтительно два часа и еще более предпочтительно три часа. Верхний предел времени выдержки предпочтительно составляет шесть часов, более предпочтительно пять часов, и еще более предпочтительно четыре часа.[0074] The lower limit of the tempering temperature is preferably 600 ° C, more preferably 630 ° C and even more preferably 650 ° C. The upper limit of the tempering temperature is preferably 700 ° C. and more preferably 680 ° C. The lower limit of the exposure time is preferably one hour, more preferably two hours, and even more preferably three hours. The upper limit of the exposure time is preferably six hours, more preferably five hours, and even more preferably four hours.
[0075] Вышеописанный производственный процесс обеспечивает бесшовную стальную трубу с толщиной стенки 25 мм или больше, имеющую хорошую прочность, ударную вязкость и стойкость к HIC. Вышеописанный способ производства является особенно подходящим для бесшовной стальной трубы с толщиной стенки 25 мм или больше, и может даже использоваться для получения бесшовной стальной трубы с толщиной стенки 40 мм или больше. Верхний предел толщины стенки не ограничивается конкретным значением, но обычно составляет 60 мм или меньше.[0075] The above production process provides a seamless steel pipe with a wall thickness of 25 mm or more, having good strength, toughness and resistance to HIC. The production method described above is particularly suitable for a seamless steel pipe with a wall thickness of 25 mm or more, and can even be used to produce a seamless steel pipe with a wall thickness of 40 mm or more. The upper limit of the wall thickness is not limited to a specific value, but is usually 60 mm or less.
[0076] Выше были описаны бесшовная стальная труба в одном варианте осуществления настоящего изобретения и способ ее производства. Данный вариант осуществления предлагает бесшовную стальную трубу, которая может быть произведена путем относительно приемлемого производственного процесса и обеспечивает предел текучести 555 МПа или выше, а также хорошую стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением надежным образом.[0076] Seamless steel pipe in one embodiment of the present invention and a method for its production have been described above. This embodiment provides a seamless steel pipe that can be produced by a relatively acceptable manufacturing process and provides a yield strength of 555 MPa or higher, as well as good resistance to sulfide stress cracking in a reliable manner.
ПримерыExamples
[0077] Далее настоящее изобретение будет описано с использованием конкретных примеров. Настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.[0077] The present invention will now be described using specific examples. The present invention is not limited to these examples.
[0078] Было произведено множество бесшовных стальных труб с различными химическими составами, и были исследованы их предел текучести, прочность при растяжении, поверхностная твердость и стойкость к кислой среде.[0078] A plurality of seamless steel pipes with various chemical compositions were produced, and their yield strength, tensile strength, surface hardness, and acid resistance were investigated.
[0079] [Способы исследования][0079] [Research Methods]
Множество сталей, имеющих химические составы, показанные в Таблице 1, было выплавлено и подвергнуто непрерывной разливке для того, чтобы получить круглые заготовки для формования трубы. Стали A, C, D1, D2 и J в Таблице 1 являются сталями, в которых химический состав или значение Ceq не соответствуют требованиям настоящего изобретения.Many steels having the chemical compositions shown in Table 1 were smelted and subjected to continuous casting in order to obtain round billets for forming a pipe. Steels A, C, D1, D2 and J in Table 1 are steels in which the chemical composition or Ceq value does not meet the requirements of the present invention.
[0080] [Таблица 1][0080] [Table 1]
[0081] Полученные круглые заготовки нагревались в нагревательной печи до температуры в диапазоне от 1100 до 1300°С. После этого эти круглые заготовки подвергались прошивной прокатке на прошивном прокатном стане для получения полых гильз. После этого стан для прокатки на оправке использовался для удлинительной прокатки полых гильз. После этого калибровочный трубопрокатный стан использовался для калибровочной прокатки полых гильз для получения бесшовных стальных труб, имеющих наружные диаметры и толщины стенок, показанные в Таблицах 2 и 3.[0081] The obtained round billets were heated in a heating furnace to a temperature in the range from 1100 to 1300 ° C. After that, these round billets were pierced in a piercing mill to produce hollow shells. After that, the mandrel rolling mill was used for the extension rolling of hollow shells. After that, the calibration tube mill was used to calibrate the hollow shells to produce seamless steel pipes having the outer diameters and wall thicknesses shown in Tables 2 and 3.
[0082] [Таблица 2][0082] [Table 2]
[0083] [Таблица 3][0083] [Table 3]
*62: непрерывная закалка при 950°C+повторный нагрев при 950°C и закалка+отпуск* 62: continuous quenching at 950 ° C + reheating at 950 ° C and quenching + tempering
[0084] Бесшовные стальные трубы, которые были подвергнуты калибровочной прокатке, были нагреты в дополнительной нагревательной печи до 950°C, после чего закалка была выполнена с помощью устройства водяного охлаждения, в котором трубы охлаждались до комнатной температуры со скоростью охлаждения 5°C/c или выше.[0084] The seamless steel pipes that were calibrated rolled were heated in an additional heating furnace to 950 ° C, after which quenching was performed using a water cooling device in which the pipes were cooled to room temperature with a cooling rate of 5 ° C / s or higher.
[0085] После закалки бесшовные стальные трубы были отпущены при температурах томления и временах выдержки, показанных в Таблицах 2 и 3. Однако во время производства стали № 62, после того, как вышеупомянутая закалка была выполнена, перед отпуском была выполнена закалка, в которой сталь была повторно отдельно нагрета до 950°C и выдержана в течение 20 мин, а затем охлаждена водой.[0085] After hardening, the seamless steel pipes were tempered at the languishing temperatures and holding times shown in Tables 2 and 3. However, during the production of steel No. 62, after the aforementioned hardening was completed, hardening in which the steel was performed before tempering was re-separately heated to 950 ° C and aged for 20 minutes, and then cooled with water.
[0086] Следующие оценочные тесты проводились на бесшовных стальных трубах, произведенных в вышеупомянутом производственном процессе.[0086] The following evaluation tests were carried out on seamless steel pipes produced in the aforementioned manufacturing process.
[0087] [Тесты на предел текучести и на разрыв][0087] [Tests for yield strength and tensile]
Был исследован предел текучести каждой бесшовной стальной трубы. Более конкретно, образец № 12 (с шириной 25 мм и длиной 50 мм) в соответствии со стандартом JIS Z 2241 был взят так, чтобы продольное направление образца было параллельно продольному направлению стальной трубы (то есть направлению L). Этот образец использовался для испытания на разрыв в соответствии со стандартом JIS Z 2241 в атмосфере при комнатной температуре (25°C), и были определены предел текучести (YS) и прочность при растяжении (TS). Предел текучести определялся с использованием способа полного удлинения на 0,5%. Определенные предел текучести (в МПа) и прочность при растяжении (в МПа) показаны в Таблицах 2 и 3. Колонки «YS» в Таблицах 2 и 3 показывают предел текучести, а колонки «TS» - прочности при растяжении для образцов с различными номерами.The yield strength of each seamless steel pipe was investigated. More specifically, sample No. 12 (with a width of 25 mm and a length of 50 mm) in accordance with JIS Z 2241 was taken so that the longitudinal direction of the sample was parallel to the longitudinal direction of the steel pipe (i.e., direction L). This sample was used for tensile testing in accordance with JIS Z 2241 in an atmosphere at room temperature (25 ° C), and the yield strength (YS) and tensile strength (TS) were determined. The yield strength was determined using the method of full elongation of 0.5%. The defined yield strength (in MPa) and tensile strength (in MPa) are shown in Tables 2 and 3. The YS columns in Tables 2 and 3 show the yield strength, and the TS columns show tensile strength for samples with different numbers.
[0088] [Тест поверхностной твердости][0088] [Test of surface hardness]
Из каждой бесшовной стальной трубы были взяты четыре образца, смещенные друг относительно друга на 90° вдоль окружности трубы, и тест твердости по Виккерсу в соответствии со стандартом JIS Z 2244 проводился в произвольных трех точках на поперечном сечении (то есть на поперечном сечении, перпендикулярном к центральной оси) каждого образца, отстоящих на 1 мм в направлении толщины стенки от внутренней поверхности. Сила F в тестах твердости по Виккерсу составляла 10 кгс (то есть 98,07 Н). Максимальное среди значений для 12 точек, которые были получены, использовалось в качестве значения твердости «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности».Four samples were taken from each seamless steel pipe, offset 90 ° from each other along the pipe circumference, and the Vickers hardness test in accordance with JIS Z 2244 was carried out at three arbitrary points on the cross section (i.e., the cross section perpendicular to the central axis) of each sample spaced 1 mm in the direction of the wall thickness from the inner surface. Strength F in Vickers hardness tests was 10 kgf (i.e., 98.07 N). The maximum among the values for the 12 points that were obtained was used as the value of hardness "at a distance of 1 mm from the inner surface".
[0089] Аналогичным образом тест твердости по Виккерсу проводился в произвольных трех точках каждого из четырех образцов каждой бесшовной стальной трубы, отстоящих на 1 мм в направлении толщины стенки от наружной поверхности, и максимальное среди значений 12 точек, которые были получены, использовалось в качестве значения твердости «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности». Кроме того, тест твердости по Виккерсу проводился в произвольных трех точках каждого из четырех образцов каждой бесшовной стальной трубы, находящихся около середины в толщине стенки, и максимальное среди значений 12 точек, которые были получены, использовалось в качестве значения твердости «внутри стенки».[0089] Similarly, the Vickers hardness test was carried out at arbitrary three points of each of the four samples of each seamless steel pipe, spaced 1 mm apart in the direction of the wall thickness from the outer surface, and the maximum among the values of 12 points that were obtained was used as the value hardness "at a distance of 1 mm from the outer surface." In addition, the Vickers hardness test was carried out at arbitrary three points of each of the four samples of each seamless steel pipe, located near the middle in the wall thickness, and the maximum among the values of 12 points that were obtained was used as the “inside wall” hardness value.
[0090] Для каждой бесшовной стальной трубы значения твердости «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности», «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» и «внутри стенки» показаны в Таблицах 2 и 3 в колонках маркированная «Внешняя поверхность», «В стенке» и «Внутренняя поверхность».[0090] For each seamless steel pipe, the hardness values “at a distance of 1 mm from the outer surface”, “at a distance of 1 mm from the inner surface” and “inside the wall” are shown in Tables 2 and 3 in the columns labeled “Outer surface”, “B wall ”and“ Inner surface ”.
[0091] Самое большое значение среди разницы между твердостью «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности» и твердостью «внутри стенки», разницы между твердостью «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» и твердостью «внутри стенки», и разницы между твердостью «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности» и твердостью «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» (именуемое в дальнейшем как «максимальная разница в твердости») показано в колонке «Разность» в Таблицах 2 и 3.[0091] The largest value is between the difference between hardness “at a distance of 1 mm from the outer surface” and hardness “inside the wall”, the difference between the hardness “at a distance of 1 mm from the inner surface” and the hardness “inside the wall”, and the difference between the hardness “ at a distance of 1 mm from the outer surface "and hardness" at a distance of 1 mm from the inner surface "(hereinafter referred to as the" maximum difference in hardness ") is shown in the column" Difference "in Tables 2 and 3.
[0092] [Наблюдение микроструктуры][0092] [Observation of the microstructure]
Из каждой бесшовной стальной трубы был взят образец, содержащий внутреннюю поверхность, наружную поверхность и середину толщины стенки, и было выполнено наблюдение микроструктуры этих образцов. Более конкретно, каждый образец травился ниталем для проявления микроструктуры, которая затем наблюдалась с использованием оптического микроскопа.A sample containing an inner surface, an outer surface, and a mid-wall thickness was taken from each seamless steel pipe, and the microstructure of these samples was observed. More specifically, each sample was etched with nital to reveal the microstructure, which was then observed using an optical microscope.
[0093] Каждая бесшовная стальная труба имела микроструктуру, главной фазой которой являлся мартенсит отпуска или бейнит отпуска. Однако в некоторых бесшовных стальных трубах в области, отстоящей на 1 мм или глубже от поверхности, произошла рекристаллизация феррита. Наличие такого факта рекристаллизации феррита в области, отстоящей на 1 мм или глубже от поверхности, показано в колонке маркированную «Рекристаллизация феррита» в Таблицах 2 и 3.[0093] Each seamless steel pipe had a microstructure, the main phase of which was tempering martensite or bainite tempering. However, in some seamless steel pipes in a region spaced 1 mm or deeper from the surface, ferrite recrystallized. The presence of such a fact of recrystallization of ferrite in the region spaced 1 mm or deeper from the surface is shown in the column labeled “Recrystallization of ferrite” in Tables 2 and 3.
[0094] Номер размера кристаллического зерна предаустенитных зерен в микроструктуре измерялся с помощью следующего способа: сначала образец вырезался из каждой стальной трубы таким образом, чтобы поперечное сечение, перпендикулярное к длине закаленной стальной трубы (то есть к направлению формирования трубы), образовывало наблюдаемую поверхность, и заливался смолой; затем использовался способ Беше-Божара, то есть травление насыщенным водным раствором пикриновой кислоты для проявления границ предаустенитного зерна, которые затем наблюдались с помощью оптического микроскопа (с увеличением 200х), и номер размера предаустенитного зерна измерялся в соответствии со стандартом ASTM E112-10. Такие номера размера зерна показаны в колонке «Номер размера предаустенитного зерна после закалки» в Таблицах 2 и 3.[0094] The crystal grain size number of pre-austenitic grains in the microstructure was measured using the following method: first, a sample was cut from each steel pipe so that a cross section perpendicular to the length of the hardened steel pipe (that is, to the pipe forming direction) forms an observable surface, and poured with resin; then, the Béchet-Bozhar method was used, that is, etching with a saturated aqueous solution of picric acid to reveal the boundaries of pre-austenitic grain, which was then observed using an optical microscope (with a magnification of 200x), and the size number of pre-austenitic grain was measured in accordance with ASTM E112-10. Such grain size numbers are shown in the column “Pre-austenitic grain size number after quenching” in Tables 2 and 3.
[0095] Поскольку номер размера предаустенитных зерен после отпуска не может быть измерен с использованием травления водным раствором пикриновой кислоты, он измерялся с помощью EBSD. Анализ EBSD выполнялся путем вырезания образца таким образом, чтобы поперечное сечение, перпендикулярное к длине отпущенной стальной трубы, образовывало наблюдаемую поверхность, и зеркальной полировки наблюдаемой поверхности с последующей электролитической полировкой, после чего наблюдалась область размером 500 × 500 мкм в середине толщины стальной трубы. Использовался детектор для EBSD, установленный на FE-SEM (DigiViewIV производства компании EDAX). Полученные данные о кристаллической ориентации обрабатывались с помощью аналитического программного обеспечения (OIM Analysis версии 6 производства компании EDAX) для того, чтобы вычертить линии вдоль границ между кристаллическими зернами с углами разориентации 15-51°, и полученные линии использовались для измерения номера размера предаустенитного зерна в соответствии со стандартом ASTM E112-10. Такие номера размера зерна показаны в колонке «Номер размера предаустенитного зерна после закалки и отпуска» в Таблицах 2 и 3.[0095] Since the size number of pre-austenitic grains after tempering cannot be measured using etching with an aqueous solution of picric acid, it was measured using EBSD. EBSD analysis was performed by cutting the sample so that a cross section perpendicular to the length of the tempered steel pipe formed an observable surface and a mirror polished observable surface followed by electrolytic polishing, after which a region of 500 × 500 μm in the middle of the thickness of the steel pipe was observed. A detector was used for EBSD mounted on a FE-SEM (DigiViewIV manufactured by EDAX). The obtained crystal orientation data were processed using analytical software (
[0096] [Результаты исследования][0096] [Study Results]
Как показано в Таблицах 1-3, бесшовные стальные трубы №№ 19-33 и 52-60 имели химический состав, соответствующий настоящему изобретению, и имели углеродный эквивалент Ceq не ниже чем 0,430% и ниже чем 0,500%. В этих бесшовных стальных трубах рекристаллизации феррита в области, отстоящей на 1 мм или глубже от поверхности, не происходило, структура, имеющая в качестве главной фазы мартенсит отпуска или бейнит отпуска, присутствовала от поверхностного слоя до частей внутри стенки, и номер размера предаустенитных зерен был ниже, чем 6,0. Кроме того, эти бесшовные стальные трубы имели значения твердости по Виккерсу «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности», «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» и «внутри стенки», которые не превышали 250 Hv, и имели предел текучести 555 МПа или выше. Эти бесшовные стальные трубы имели максимальную разницу в твердости 25 Hv или ниже.As shown in Tables 1-3, seamless steel pipes No. 19-33 and 52-60 had a chemical composition corresponding to the present invention, and had a Ceq carbon equivalent of not lower than 0.430% and lower than 0.500%. In these seamless steel pipes, ferrite did not recrystallize in a
[0097] Бесшовные стальные трубы №№ 1-17 имели предел текучести ниже, чем 555 МПа. Причиной этого, по-видимому, является то, что углеродный эквивалент Ceq стали A был слишком низким.[0097] Seamless steel pipes No. 1-17 had a yield strength lower than 555 MPa. The reason for this, apparently, is that the carbon equivalent Ceq of steel A was too low.
[0098] В бесшовной стальной трубе № 18 рекристаллизация феррита произошла в области, находящейся на расстоянии 1 мм или глубже от поверхности. Следовательно, бесшовная стальная труба № 18 имела предел текучести ниже, чем 555 МПа. Причиной этого, по-видимому, является то, что параметр Ларсона-Миллера PL бесшовной стальной трубы № 18 был слишком высоким.[0098] In seamless steel pipe No. 18, recrystallization of ferrite occurred in an
[0099] Бесшовные стальные трубы №№ 34-42 и 47-51 имели значение твердости по Виккерсу «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности», «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» или «внутри стенки» выше 250 Hv. Кроме того, бесшовные стальные трубы имели максимальную разницу в твердости выше, чем 25 Hv. Причиной этого, по-видимому, является то, что значения параметра Ларсона-Миллера PL бесшовных стальных труб №№ 34-42 и 47-51 были слишком низкими.[0099] Seamless steel pipes No. 34-42 and 47-51 had a Vickers hardness value “at a distance of 1 mm from the outer surface”, “at a distance of 1 mm from the inner surface” or “inside the wall” above 250 Hv. In addition, seamless steel pipes had a maximum hardness difference greater than 25 Hv. The reason for this, apparently, is that the values of the Larson-Miller parameter PL of seamless steel pipes No. 34-42 and 47-51 were too low.
[0100] Бесшовные стальные трубы №№ 43 и 44 имели твердость по Виккерсу «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» выше, чем 250 Hv. Причиной этого, по-видимому, является то, что углеродный эквивалент Ceq стали С был слишком высоким.[0100] Seamless steel pipes No. 43 and 44 had a Vickers hardness "at a distance of 1 mm from the inner surface" higher than 250 Hv. The reason for this, apparently, is that the carbon equivalent Ceq of steel C was too high.
[0101] Бесшовные стальные трубы №№ 45 и 46 имели пределы текучести ниже, чем 555 МПа. Причиной этого, по-видимому, является то, что углеродные эквиваленты Ceq сталей D1 и D2 были слишком низкими.[0101] Seamless steel pipes No. 45 and 46 had yield strengths lower than 555 MPa. The reason for this, apparently, is that the carbon equivalents Ceq of steels D1 and D2 were too low.
[0102] В бесшовной стальной трубе № 61 твердость по Виккерсу была более высокой, чем 250 Hv, во всех точках измерения. Причиной этого, по-видимому, является то, что углеродный эквивалент Ceq стали J был слишком высоким.[0102] In No. 61 seamless steel pipe, the Vickers hardness was higher than 250 Hv at all measurement points. The reason for this, apparently, is that the carbon equivalent Ceq of steel J was too high.
[0103] Бесшовная стальная труба № 62 имела предел текучести ниже, чем 555 МПа. Причиной этого, по-видимому, является то, что использовались как непрерывная закалка, так и повторное нагревание и закалка, что привело к слишком мелким предаустенитным зернам, уменьшая прокаливаемость и таким образом приводя к недостаточной прочности.[0103] Seamless steel pipe No. 62 had a yield strength lower than 555 MPa. The reason for this, apparently, is that both continuous hardening and reheating and hardening were used, which led to too small pre-austenitic grains, reducing hardenability and thus leading to insufficient strength.
[0104] Фиг. 4 представляет собой график, показывающий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и пределом текучести YS для стали B. Как показано на Фиг. 4, предел текучести YS уменьшается по мере увеличения значения параметра Ларсона-Миллера PL. Сталь B обеспечила предел текучести 555 МПа или больше, за исключением бесшовной стальной трубы № 18, в которой произошла рекристаллизация феррита.[0104] FIG. 4 is a graph showing the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the yield strength YS for steel B. As shown in FIG. 4, the yield strength YS decreases with increasing value of the Larson-Miller parameter PL. Steel B provided a yield strength of 555 MPa or more, with the exception of seamless steel pipe No. 18, in which ferrite recrystallized.
[0105] Фиг. 5 представляет собой график, показывающий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и пределом текучести YS для стали А. Сталь А не обеспечила предел текучести не ниже чем 555 МПа, даже при том, что регулировались условия отпуска. Причиной этого, по-видимому, является то, что углеродный эквивалент Ceq стали A был слишком низким.[0105] FIG. 5 is a graph showing the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the yield strength YS for steel A. Steel A did not provide a yield strength of at least 555 MPa, even though the tempering conditions were controlled. The reason for this, apparently, is that the carbon equivalent Ceq of steel A was too low.
[0106] Фиг. 6 представляет собой график, показывающий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и твердостью на внешней поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности для стали B. Как показано на Фиг. 6, твердость на внешней поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности уменьшается по мере увеличения значения параметра Ларсона-Миллера PL. Как показано на Фиг. 6, когда параметр Ларсона-Миллера PL имел значение 18800 или выше, твердость на внешней поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности составляла 250 Hv или ниже. С другой стороны, когда параметр Ларсона-Миллера PL имел значение меньше чем 18800, твердость на внешней поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности была более высокой, чем 250 Hv.[0106] FIG. 6 is a graph showing the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the hardness on the outer surface, inside the wall and on the inner surface for steel B. As shown in FIG. 6, the hardness on the outer surface, inside the wall, and on the inner surface decreases as the value of the Larson-Miller parameter PL increases. As shown in FIG. 6, when the Larson-Miller parameter PL was 18800 or higher, the hardness on the outer surface, inside the wall, and on the inner surface was 250 Hv or lower. On the other hand, when the Larson-Miller parameter PL was less than 18800, the hardness on the outer surface, inside the wall and on the inner surface was higher than 250 Hv.
[0107] Фиг. 7 представляет собой график, показывающий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и твердостью на внешней поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности для стали А. Для стали А, аналогично стали В, твердость на внешней поверхности, внутри стенки и на внутренней поверхности уменьшается по мере увеличения значения параметра Ларсона-Миллера PL.[0107] FIG. 7 is a graph showing the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the hardness on the outer surface, inside the wall and on the inner surface for steel A. For steel A, like steel B, the hardness on the outer surface, inside the wall and on the inner surface decreases as the value of the Larson-Miller parameter PL increases.
[0108] Фиг. 8 представляет собой график, показывающий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и максимальной разницей в твердости для стали B. Как показано на Фиг. 8, когда параметр Ларсона-Миллера PL имел значение 18800 или выше, максимальная разница в твердости была не больше чем 25 Hv. Бесшовная стальная труба № 18 имела большую максимальную разницу в твердости, по всей видимости потому, что рекристаллизация феррита произошла в области, находящейся на расстоянии 1 мм или глубже от поверхности.[0108] FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the maximum difference in hardness for steel B. As shown in FIG. 8, when the Larson-Miller parameter PL was 18800 or higher, the maximum difference in hardness was not more than 25 Hv. Seamless steel pipe No. 18 had a large maximum difference in hardness, apparently because ferrite recrystallized in an
[0109] Фиг. 9 представляет собой график, показывающий соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и максимальной разницей в твердости для стали А. Как показано на Фиг. 9, это соотношение между параметром Ларсона-Миллера PL и максимальной разницей в твердости для стали А показывает аналогичные тенденции. Бесшовная стальная труба № 3 имела большую максимальную разницу в твердости, по всей видимости потому, что рекристаллизация феррита произошла в области, находящейся на расстоянии 1 мм или глубже от поверхности.[0109] FIG. 9 is a graph showing the relationship between the Larson-Miller parameter PL and the maximum difference in hardness for steel A. As shown in FIG. 9, this relationship between the Larson-Miller parameter PL and the maximum difference in hardness for steel A shows similar trends. Seamless steel pipe No. 3 had a large maximum difference in hardness, most likely because ferrite recrystallized in an
[0110] [Оценка стойкости к кислой среде][0110] [Assessment of resistance to acidic environment]
Оценка стойкости к кислой среде, как описано ниже (то есть тест стойкости к HIC, испытание на изгиб с четырьмя точками) проводилась для бесшовных стальных труб некоторых из номеров.An acid resistance rating as described below (i.e., HIC resistance test, four-point bending test) was carried out on some of the rooms' seamless steel pipes.
[0111] [Тест стойкости к HIC][0111] [HIC Resistance Test]
Из каждой бесшовной стальной трубы были взяты образец, содержащий внутреннюю поверхность, образец, содержащий середину толщины стенки, и образец, содержащий внешнюю поверхность. Каждый из этих образцов имел толщину 20 мм, ширину (вдоль окружности) 20 мм, и длину 100 мм. Стойкость к HIC каждого образца оценивалась в соответствии со стандартом NACE (Национальная ассоциация инженеров по коррозии) ТМ 0284-2011. Тестовая ванна, в которую погружались образцы, содержала водный раствор 5% соли+0,5% уксусной кислоты, насыщенный газообразным сероводородом под давлением 1 атм при температуре 24°C.A sample containing the inner surface, a sample containing the middle of the wall thickness, and a sample containing the outer surface were taken from each seamless steel pipe. Each of these samples had a thickness of 20 mm, a width (along the circumference) of 20 mm, and a length of 100 mm. The HIC resistance of each sample was evaluated in accordance with the NACE (National Association of Corrosion Engineers) standard ТМ 0284-2011. The test bath in which the samples were immersed contained an aqueous solution of 5% salt + 0.5% acetic acid, saturated with gaseous hydrogen sulfide at a pressure of 1 atm at a temperature of 24 ° C.
[0112] После 96 часов погружения выполнялся ультразвуковой осмотр (UT) образцов для определения местоположения самой большой трещины, и образец разрезался в этом местоположении. Это поперечное сечение выполнялось перпендикулярно к продольному направлению стальной трубы, то есть имело размеры толщина образца × ширина образца. Вырезанный образец использовался для определения доли длины трещины CLR (= длина трещины (мм)/ширина образца (мм)). Максимальное из значений CLR образца, взятого из каждой стальной трубы, использовалось в качестве значения CLR для данной трубы.[0112] After 96 hours of immersion, an ultrasound inspection (UT) of the samples was performed to determine the location of the largest crack, and the sample was cut at that location. This cross section was perpendicular to the longitudinal direction of the steel pipe, i.e., the thickness of the sample × the width of the sample were measured. The cut specimen was used to determine the fraction of the CLR crack length (= crack length (mm) / specimen width (mm)). The maximum CLR value of the sample taken from each steel pipe was used as the CLR value for this pipe.
[0113] Кроме того, определялось, имеет ли каждый образец пузыри после теста (то есть раздутые части из-за трещин вблизи поверхности), а также подсчитывалось количество таких пузырей. Максимальное количество пузырей на образце, взятом из каждой стальной трубы, использовалось в качестве количества пузырей для данной трубы.[0113] In addition, it was determined whether each sample had bubbles after the test (that is, swollen parts due to cracks near the surface), and the number of such bubbles was counted. The maximum number of bubbles per sample taken from each steel pipe was used as the number of bubbles for a given pipe.
[0114] [Испытание на изгиб с четырьмя точками][0114] [Four-Point Bending Test]
Напряжение, равное 95% от фактического предела текучести (то есть предела текучести каждой бесшовной стальной трубы), прикладывалось к образцу, содержащему середину толщины стенки этой бесшовной стальной трубы, с использованием приспособления для испытания на изгиб с четырьмя точками в соответствии со стандартом ASTM G39. Образцы, к которым были приложены напряжения, помещались в тестовую ванну. Тестовая ванна, в которую погружались образцы, содержала водный раствор 5% соли+0,5% уксусной кислоты, насыщенный газообразным сероводородом под давлением 1 атм при температуре 24°C. Через 720 час визуально определялось, имеются ли трещины в этих образцах. Если материал не имел трещин, считалось, что этот материал имеет хорошую стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением.A stress of 95% of the actual yield strength (i.e., the yield strength of each seamless steel pipe) was applied to a sample containing the mid-wall thickness of this seamless steel pipe using a four-point bending test tool in accordance with ASTM G39. Samples to which stresses were applied were placed in a test bath. The test bath in which the samples were immersed contained an aqueous solution of 5% salt + 0.5% acetic acid, saturated with gaseous hydrogen sulfide at a pressure of 1 atm at a temperature of 24 ° C. After 720 hours, visually determined whether there are cracks in these samples. If the material did not have cracks, it was believed that this material has good resistance to sulfide stress cracking.
[0115] [Результаты оценки][0115] [Evaluation Results]
Результаты оценки стойкости к кислой среде показаны в Таблице 4.The acid resistance results are shown in Table 4.
[Таблица 4][Table 4]
[0116] В Таблице 4 значок «» в колонках «Тест стойкости к HIC» и «Испытание на изгиб с четырьмя точками» указывает, что никаких трещин в соответствующем тесте не было. Значок «-» в колонках «Тест стойкости к HIC» и «Испытание на изгиб с четырьмя точками» означает, что соответствующий тест не проводился.[0116] In Table 4, the icon " ”In the columns“ HIC Resistance Test ”and“ Four-Point Bending Test ”indicates that there were no cracks in the corresponding test. A “-” in the “HIC Resistance Test” and “Four-Point Bend Test” columns indicate that the corresponding test has not been performed.
[0117] Как показано в Таблице 4, в бесшовных стальных трубах с пределом текучести 555 МПа или выше и твердостью по Виккерсу «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности», «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» и «внутри стенки» не выше чем 250 Hv никаких трещин не образуется ни в тесте стойкости к HIC, ни в тесте на изгиб с четырьмя точками, и хорошая стойкость к кислой среде обеспечивается надежным образом. С другой стороны, бесшовные стальные трубы с твердостью по Виккерсу «на расстоянии 1 мм от наружной поверхности», «на расстоянии 1 мм от внутренней поверхности» или «внутри стенки» выше, чем 250 Hv обеспечивают недостаточную стойкость к кислой среде. Эти результаты подтверждают соотношение между твердостью по Виккерсу и стойкостью к кислой среде.[0117] As shown in Table 4, in seamless steel pipes with a yield strength of 555 MPa or higher and Vickers hardness "at a distance of 1 mm from the outer surface", "at a distance of 1 mm from the inner surface" and "inside the wall" not higher than 250 Hv, no cracks are formed in either the HIC resistance test or the four-point bending test, and good acid resistance is reliably ensured. On the other hand, seamless steel pipes with Vickers hardness “at a distance of 1 mm from the outer surface”, “at a distance of 1 mm from the inner surface” or “inside the wall” higher than 250 Hv provide insufficient resistance to acidic conditions. These results confirm the relationship between Vickers hardness and acid resistance.
[0118] Хотя были описаны варианты осуществления настоящего изобретения, эти варианты осуществления являются всего лишь примерами, которые могут использоваться при реализации настоящего изобретения. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления, и вышеупомянутые варианты осуществления могут быть модифицированы сообразно обстоятельствам без отступлений от сущности настоящего изобретения.[0118] Although embodiments of the present invention have been described, these embodiments are merely examples that can be used in implementing the present invention. Accordingly, the present invention is not limited to the aforementioned embodiments, and the aforementioned embodiments can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.
Claims (45)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/054381 WO2017141341A1 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Seamless steel pipe and manufacturing method of same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2706257C1 true RU2706257C1 (en) | 2019-11-15 |
Family
ID=58666735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018129751A RU2706257C1 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Seamless steel pipe and method of its production |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180355451A1 (en) |
EP (1) | EP3418410B1 (en) |
JP (1) | JP6112267B1 (en) |
CN (1) | CN108699644B (en) |
AU (1) | AU2016393486B2 (en) |
BR (1) | BR112018007744B1 (en) |
CA (1) | CA3013287C (en) |
MX (1) | MX2018005240A (en) |
RU (1) | RU2706257C1 (en) |
WO (1) | WO2017141341A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793945C1 (en) * | 2019-12-07 | 2023-04-10 | Цзянинь Синчэн Спешал Стил Воркс Ко., Лтд | Pipeline steel with both hic resistance and high deformation resistance and method for its manufacturing |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102379935B1 (en) * | 2017-09-19 | 2022-04-01 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | steel pipe and plate |
CN108893683A (en) * | 2018-08-01 | 2018-11-27 | 石钢京诚装备技术有限公司 | A kind of sulfur resistive pipe line steel and its production method |
US20220010396A1 (en) * | 2018-10-19 | 2022-01-13 | Nippon Steel Corporation | Hot-rolled steel sheet and method for manufacturing same |
WO2020166637A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | 日本製鉄株式会社 | Steel pipe for fuel injection pipe, and fuel injection pipe employing same |
JP7335493B2 (en) * | 2019-06-07 | 2023-08-30 | 日本製鉄株式会社 | Steel plates and steel pipes for line pipes |
CN110846565A (en) * | 2019-09-30 | 2020-02-28 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | Low-cost large-wall-thickness acid-resistant pipeline steel with stable structure and performance and production method thereof |
CN114752850B (en) * | 2021-01-12 | 2023-03-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | High-strength steel plate with yield strength of 785MPa and manufacturing method thereof |
KR20230119233A (en) * | 2021-02-04 | 2023-08-16 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | Steel pipe and pipe material for pressure piping |
CN113025914B (en) * | 2021-03-04 | 2022-02-01 | 东北大学 | High-performance online quenching high-strength steel pipe and production method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293786C2 (en) * | 2001-04-04 | 2007-02-20 | В Э М Франс | Steel for seamless tubular parts intended for use at high temperature |
WO2013161567A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 新日鐵住金株式会社 | Seamless steel pipe and method for manufacturing same |
WO2014034737A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 新日鐵住金株式会社 | Seamless steel pipe and method for producing same |
RU2532791C1 (en) * | 2010-09-03 | 2014-11-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Highly strong steel sheet, possessing high resistance to destruction and hic |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3620326B2 (en) * | 1999-01-29 | 2005-02-16 | 住友金属工業株式会社 | Seamless steel pipe with fine grain structure and small strength variation |
JP4196501B2 (en) * | 1999-11-12 | 2008-12-17 | 住友金属工業株式会社 | Steel for seamless steel pipe with high strength and excellent toughness |
JP2004176172A (en) * | 2002-10-01 | 2004-06-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High strength seamless steel pipe with excellent hic (hydrogen-induced cracking) resistance, and its manufacturing method |
AR047467A1 (en) * | 2004-01-30 | 2006-01-18 | Sumitomo Metal Ind | STEEL TUBE WITHOUT SEWING FOR OIL WELLS AND PROCEDURE TO MANUFACTURE |
CN1840287A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-04 | 住友金属工业株式会社 | Method for manufacturing seamless steel pipe used in high-intensity high-toughness pipeline |
JP4945946B2 (en) * | 2005-07-26 | 2012-06-06 | 住友金属工業株式会社 | Seamless steel pipe and manufacturing method thereof |
EP1918400B1 (en) * | 2005-08-22 | 2011-07-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Seamless steel pipe for pipeline and method for producing the same |
AR075976A1 (en) * | 2009-03-30 | 2011-05-11 | Sumitomo Metal Ind | METHOD FOR THE MANUFACTURE OF PIPE WITHOUT SEWING |
CN101691630B (en) * | 2009-09-17 | 2011-07-20 | 苏州贝思特金属制品有限公司 | Method for manufacturing seamless steel tubes |
WO2011152240A1 (en) * | 2010-06-02 | 2011-12-08 | 住友金属工業株式会社 | Seamless steel pipe for line pipe and method for producing the same |
IT1403688B1 (en) * | 2011-02-07 | 2013-10-31 | Dalmine Spa | STEEL TUBES WITH THICK WALLS WITH EXCELLENT LOW TEMPERATURE HARDNESS AND RESISTANCE TO CORROSION UNDER TENSIONING FROM SULFUR. |
IT1403689B1 (en) * | 2011-02-07 | 2013-10-31 | Dalmine Spa | HIGH-RESISTANCE STEEL TUBES WITH EXCELLENT LOW TEMPERATURE HARDNESS AND RESISTANCE TO CORROSION UNDER VOLTAGE SENSORS. |
JP5794138B2 (en) * | 2011-12-21 | 2015-10-14 | 新日鐵住金株式会社 | Manufacturing method of seamless steel pipe for high-strength line pipe |
EP2789701A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | DALMINE S.p.A. | High strength medium wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes |
EP2789700A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | DALMINE S.p.A. | Heavy wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes |
RU2650466C2 (en) * | 2014-02-25 | 2018-04-13 | Усуй Кокусай Сангио Кайся, Лтд. | Steel pipe for high-pressure fuel pipe and high-pressure fuel pipe comprising it |
-
2016
- 2016-02-16 WO PCT/JP2016/054381 patent/WO2017141341A1/en active Application Filing
- 2016-02-16 CA CA3013287A patent/CA3013287C/en active Active
- 2016-02-16 BR BR112018007744-5A patent/BR112018007744B1/en active IP Right Grant
- 2016-02-16 MX MX2018005240A patent/MX2018005240A/en unknown
- 2016-02-16 EP EP16890483.7A patent/EP3418410B1/en active Active
- 2016-02-16 CN CN201680081933.5A patent/CN108699644B/en active Active
- 2016-02-16 AU AU2016393486A patent/AU2016393486B2/en active Active
- 2016-02-16 RU RU2018129751A patent/RU2706257C1/en not_active IP Right Cessation
- 2016-02-16 US US15/775,409 patent/US20180355451A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-16 JP JP2016556052A patent/JP6112267B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293786C2 (en) * | 2001-04-04 | 2007-02-20 | В Э М Франс | Steel for seamless tubular parts intended for use at high temperature |
RU2532791C1 (en) * | 2010-09-03 | 2014-11-10 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Highly strong steel sheet, possessing high resistance to destruction and hic |
WO2013161567A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 新日鐵住金株式会社 | Seamless steel pipe and method for manufacturing same |
WO2014034737A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 新日鐵住金株式会社 | Seamless steel pipe and method for producing same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793945C1 (en) * | 2019-12-07 | 2023-04-10 | Цзянинь Синчэн Спешал Стил Воркс Ко., Лтд | Pipeline steel with both hic resistance and high deformation resistance and method for its manufacturing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3418410A4 (en) | 2019-01-09 |
CA3013287A1 (en) | 2017-08-24 |
BR112018007744A2 (en) | 2018-10-23 |
CN108699644B (en) | 2020-05-12 |
MX2018005240A (en) | 2018-08-01 |
EP3418410A1 (en) | 2018-12-26 |
AU2016393486A1 (en) | 2018-04-26 |
JPWO2017141341A1 (en) | 2018-02-22 |
BR112018007744B1 (en) | 2021-09-21 |
WO2017141341A1 (en) | 2017-08-24 |
CA3013287C (en) | 2019-12-31 |
JP6112267B1 (en) | 2017-04-12 |
CN108699644A (en) | 2018-10-23 |
US20180355451A1 (en) | 2018-12-13 |
AU2016393486B2 (en) | 2019-07-18 |
EP3418410B1 (en) | 2021-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2706257C1 (en) | Seamless steel pipe and method of its production | |
US10472690B2 (en) | High-strength seamless steel pipe for oil country tubular goods and method of producing the same | |
RU2673262C1 (en) | Low-alloy steel for pipe for oil well and method for production of pipe for oil well from low-alloy steel | |
US10329633B2 (en) | High-strength seamless stainless steel pipe for oil country tubular goods and method for manufacturing the same | |
JP4502011B2 (en) | Seamless steel pipe for line pipe and its manufacturing method | |
WO2018043570A1 (en) | Steel and oil well steel pipe | |
JP4911266B2 (en) | High strength oil well stainless steel and high strength oil well stainless steel pipe | |
US11834725B2 (en) | Martensitic stainless steel material | |
JP6172391B2 (en) | Low alloy oil well steel pipe | |
US11193179B2 (en) | Seamless stainless steel pipe for oil country tubular goods and method of manufacturing the same | |
US10640856B2 (en) | High-strength seamless steel pipe for oil country tubular goods and method of producing the same | |
WO2021039431A1 (en) | Steel material suitable for use in sour environment | |
US11643712B2 (en) | Steel pipe and method for producing steel pipe | |
US11773460B2 (en) | Steel pipe and method for producing steel pipe | |
EP3330398B1 (en) | Steel pipe for line pipe and method for manufacturing same | |
US20210317553A1 (en) | Seamless steel pipe suitable for use in sour environment | |
JP7428918B2 (en) | Seamless steel pipe suitable for use in sour environments | |
JP7464900B1 (en) | Seamless steel pipe and method for manufacturing seamless steel pipe | |
WO2024075433A1 (en) | Seamless steel pipe and method for manufacturing seamless steel pipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210217 |