一種管線用無縫鋼管及其制造方法[工藝流程]
專利名稱::管線用無縫鋼管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:

?。罕景l(fā)明涉及具有優(yōu)良的強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性的管線用無縫鋼管。本發(fā)明涉及的無縫鋼管,不僅具有API(美國石油協(xié)會(huì))規(guī)格規(guī)定的X80級(jí)的強(qiáng)度,具體地說,就是具有8095ksi(屈服強(qiáng)度551655MPa)的強(qiáng)度,并且具有良好的韌性和耐腐蝕性,特別是,即使在低溫下也具有良好的耐硫化物應(yīng)力裂紋性。因此,該無縫鋼管作為管線用的高強(qiáng)度、高韌性的厚壁無縫鋼管,尤其適宜在低溫環(huán)境下使用,例如可以用作寒冷地域使用的管線鋼管以及海底出油管道用鋼管或立管用鋼管。
背景技術(shù):
?。航陙恚捎谖挥陉懙睾退罴s500米為止的淺海區(qū)域的油田的石油、天然氣資源逐漸枯竭,導(dǎo)致海面下1000-3000米的深海海底油田的開發(fā)曰益活躍。在深海油田中,需要采用被稱為出油管道和立管的鋼管,將原油和天然氣從設(shè)在海底的油井、天然氣井的坑口輸送到海面上的平臺(tái)。在構(gòu)成鋪設(shè)在深海中的出油管道或立管的鋼管內(nèi)部,除了承受深的地層壓之外,還要承受高壓的內(nèi)部流體壓,另外,停止作業(yè)時(shí)還有受到深海的海水壓的影響。構(gòu)成立管的鋼管,還要承受波浪導(dǎo)致的反復(fù)應(yīng)變的影響。在深海中,海水溫度一般下降到4'C左右。這里所謂的出油管道是指沿著地表或海底面的地勢鋪設(shè)的輸送用鋼管,立管是指從海底面立起通到海上平臺(tái)為止的輸送用鋼管。用于深海油田時(shí),這些鋼管的厚度通常需要達(dá)到30mm以上,實(shí)際上一般使用的是4050mm的厚壁管。由此也可以看出出油管道和立管都是在嚴(yán)酷條件下使用的構(gòu)件。近年來開發(fā)的深海油田和油氣田的生產(chǎn)流體多數(shù)含有腐蝕性的硫化氫。在這種環(huán)境中,高強(qiáng)度鋼會(huì)發(fā)生被稱為硫化物應(yīng)力裂紋(SulfideStressCracking,SSC)的氫致脆化,從而導(dǎo)致鋼管的破壞。迄今為止,一般認(rèn)為SSC感受性在常溫下變?yōu)樽罡?,一直在常溫環(huán)境下實(shí)施對(duì)耐SSC性進(jìn)行評(píng)價(jià)的耐腐蝕性試驗(yàn)。但現(xiàn)在知道,實(shí)際上硫化物應(yīng)力裂紋感受性在4'C左右的低溫環(huán)境中高于常溫環(huán)境,導(dǎo)致更加容易產(chǎn)生裂紋。因此,用于出油管道和立管的管線用鋼管,不僅應(yīng)該具有高強(qiáng)度、高韌性,還需要其在含有硫化物的環(huán)境下具有高的耐腐蝕性。在這種用途中,為了確保高可靠性,不能采用焊接鋼管,而應(yīng)采用無縫鋼管。現(xiàn)有的管線用鋼的耐腐蝕性,一直將重點(diǎn)放在防止氫致裂紋(HydrogenInducedCracking,HIC),即耐HIC性上。即使在迄今為止公開的超過X80的強(qiáng)度的耐腐蝕性管線用鋼管中,也多強(qiáng)調(diào)的是耐HIC性。例如,在特開平09-324216號(hào)公報(bào)、特開平09-324217號(hào)公報(bào)以及特開平11-189840號(hào)公報(bào)中,公開了具有優(yōu)良的耐HIC性的X80級(jí)的管線用鋼。在這些材料中,通過對(duì)鋼中的夾雜物進(jìn)行控制和提高淬火性,使鋼的耐HIC性得到提高。但是,關(guān)于耐SSC性,不用說低溫下的耐SSC性,就連常溫下的耐SSC性也沒有進(jìn)行研究。如上所述,隨著深海油田和油氣田的不斷開發(fā),用作出油管道和立管的管線用鋼管的耐SSC性變得日益重要。在深海油田和油氣田那樣的低溫環(huán)境中,高強(qiáng)度鋼的SSC感受性升高,尤其是在屈服強(qiáng)度(YS)為80ksi(551MPa)以上的高強(qiáng)度鋼中,SSC感受性升高到不能忽視的程度。因此,在由X80以上的高強(qiáng)度鋼組成的管線用無縫鋼管中,要求改善其耐.ssc性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于,提供一種具有高強(qiáng)度和穩(wěn)定的韌性,以及良好的耐ssc性,特別是在包括低溫環(huán)境在內(nèi)的評(píng)價(jià)中具備良好的耐ssc性的管線用無縫鋼管及其制造方法。本發(fā)明的發(fā)明人員,針對(duì)各種鋼材在常溫和低溫下的ssc感受性進(jìn)行了調(diào)査,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有的材料在低溫下都表現(xiàn)出高于常溫的ssc感受性。從該結(jié)果可知,在迄今為止的謀求改善常溫下的耐ssc性的材料設(shè)計(jì)中,在低溫下不能獲得良好的耐ssc性,為了改善低溫下的耐ssc性,需要設(shè)計(jì)出新的材料,基于這種想法進(jìn)行研究的結(jié)果,確定出不僅在常溫下,而且在低溫下也能表現(xiàn)出良好的耐SSC性的材料的化學(xué)組成及微觀組織。在選擇提高淬火性的化學(xué)組成,再為了通過淬火實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化而加快冷卻速度的迄今為止的高強(qiáng)度低合金管線用鋼中,即使可以改善常溫下的耐腐蝕性,特別是耐ssc性,也不能改善低溫環(huán)境下的耐腐蝕性。因此,以改善低溫下的耐腐蝕性為目的,對(duì)鋼的化學(xué)組成、冷卻速度的影響進(jìn)行了調(diào)査,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過添加Mo使淬火性和回火軟化阻抗上升,而且使冷卻速度下降,由此產(chǎn)生貝氏體-馬氏體二相組織,使低溫下的耐SSC性得到飛躍性提高。本發(fā)明提供一種具有優(yōu)良的低溫耐硫化物應(yīng)力裂紋性的管線用無縫鋼管,其特征在于,具有下述的化學(xué)組成,其中,以質(zhì)量%計(jì)含有C:0.03~0.08%、Si:0.05%0.5%、Mn:1.0~3.0%、Mo:0.4%~1.2%但不含0.4%、Al:0駕0.層%、Ca:0.0010.005%,余量由Fe以及包含N、P、S、O及Cu的雜質(zhì)組成,雜質(zhì)中的N為0.01%以下,P為0.05。/。以下,S為0.01。/。以下,O(氧)為0.01%以下,Cu為0.1。/。以下,并且屈服強(qiáng)度為80ksi以上,且按照NACETM0177-2005methodD所規(guī)定的DCB試驗(yàn)法,在4'C環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),可以算出的應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)KKsc為20.1ksi/"in.以上。所述化學(xué)組成,還可以含有從下述元素中選出的一種或二種Cr:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Ni:2.0/。以下、V:0.2%以下、B:0.005%以下。通過DCB試驗(yàn)獲得的應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)&值,是表示在給予的腐蝕環(huán)境中龜裂能夠擴(kuò)展的最低的K值(龜裂前端部的應(yīng)力場的強(qiáng)度)的指標(biāo),該值越大表示在給予的腐蝕環(huán)境中裂紋感受性越低。在本發(fā)明中,通過按照NACE(NationalAssociationofCorrosionEngineers)TMO177-2005methodD進(jìn)行的DCB(DoubleCantileverBeam)試驗(yàn)對(duì)耐硫化物應(yīng)力裂紋性(耐ssc性)進(jìn)行了評(píng)價(jià),由該測定值計(jì)算出硫化物腐蝕環(huán)境下的應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)K^c。試驗(yàn)浴采用的是使latm的硫化氫氣體飽和的低溫(4C)的5wt。/。食鹽+0.5wt。/。醋酸水溶液。通過沿長度方向的中心線楔入規(guī)定的楔子,使應(yīng)力作用于兩根梁分開的方向(即,龜裂在梁的根部上擴(kuò)展的方向)上,將該試驗(yàn)片浸漬在上述試驗(yàn)浴中336小時(shí),根據(jù)下述公式,由浸漬后的龜裂擴(kuò)展長度a和楔子開放應(yīng)力P,可以計(jì)算出應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)KKsc。ISSC=Bh公式中B表示試驗(yàn)片的厚度,h表示兩側(cè)的兩根梁的寬度,Bn表示龜裂擴(kuò)展部的試驗(yàn)片厚度。通過圖4所示的簡易模型進(jìn)行說明,假定無限大的材料具有深度為a的初期龜裂(或者因腐蝕產(chǎn)生的缺陷),對(duì)該材料的龜裂開口的方向上施加應(yīng)力So時(shí),應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)&可以用下述公式表示。KfcW兀aX1.1215艮P,初期龜裂越深,另外應(yīng)力越高,KJ直變得越大,龜裂前端附近的應(yīng)力越高。初期龜裂的最大值可以估計(jì)為0.5mm。另一方面,施加的應(yīng)力為API規(guī)格X80級(jí)的強(qiáng)度,即屈服強(qiáng)度(YS)80~95ksi(551655MPa),因此在耐腐蝕性試驗(yàn)中,一般被負(fù)荷的應(yīng)力變?yōu)閅S的90%,即7285.5ksi(496590MPa),算出對(duì)應(yīng)該應(yīng)力值的K!值時(shí),得到20.1ksi7"in(22.1MPa/"m)23.9ksi/"in(26.2MPaV"m)本發(fā)明的管線用無縫鋼管,在fC的應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)K^c為20.1ksi,in(22.1MPa/"m)以上。這表明本發(fā)明的無縫鋼管即使在SSC感受性較常溫高的低溫條件下,也具有非常優(yōu)異的耐SSC性,能夠在X80級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)耐SSC性試驗(yàn)中,防止硫化物腐蝕裂紋的產(chǎn)生。優(yōu)選4'C的K^c值為23.9ksi^Hn(23.9MPa,m)。由此,在施加具有X80級(jí)的最大強(qiáng)度即95ksi的YS的材料的90%載重的耐SSC性試驗(yàn)中,也可以防止出現(xiàn)裂紋,可以確保極高的耐SSC性。從另外一個(gè)側(cè)面來看,本發(fā)明涉及一種管線用無縫鋼管的制造方法,其特征在于,通過熱加工從具有上述化學(xué)組成的鋼片制成無縫鋼管,以20。C/s以下的冷卻速度對(duì)該鋼管實(shí)施淬火處理,其后實(shí)施回火處理。在本說明書中,淬火時(shí)的"冷卻速度"是指厚壁中央部從800'C到500。C之間的平均冷卻速度。淬火可以先對(duì)無縫鋼管進(jìn)行冷卻,其后再加熱,或者也可以對(duì)通過熱加工制成的無縫鋼管直接進(jìn)行淬火。優(yōu)選在60(TC以上的溫度進(jìn)行回火。根據(jù)本發(fā)明,通過對(duì)無縫鋼管的化學(xué)組成即鋼組成,及其制造方法進(jìn)行如上所述的規(guī)定,可以制成即使是厚度30mm以上的厚壁無縫鋼管,僅通過淬火、回火的熱處理,就可以獲得具有X80級(jí)(屈服強(qiáng)度551MPa以上)的高強(qiáng)度和穩(wěn)定韌性的、即使在低溫下也具有如上所述的良好的耐SSC性的、可以在深海油田那樣的含有硫化氫的低溫環(huán)境中使用的管線用無縫鋼管。這里使用的"管線",是指用于輸送原油、天然氣等流體的管構(gòu)件,既可以在陸地上使用,也可以在海上、海中使用。本發(fā)明涉及的無縫鋼管,特別適用于鋪設(shè)在深海的出油管道、立管等可以在海上、海中使用的管線,和鋪設(shè)在寒冷地域的管線,但其用途并不限定于此。本發(fā)明的無縫鋼管,對(duì)其形狀、尺寸并不作特殊限定,但在無縫鋼管的制造工序中,對(duì)其尺寸有所限制,一般最大外徑為500mm左右,最小外徑為150mm左右。用于出油管道和立管的情況下,多數(shù)情況下將鋼管的壁厚設(shè)定為30mm以上(例如3060mrn),但在用于陸地上的管線時(shí),也可以采用更薄的鋼管,例如5~30mm,更普遍的是1025mm左右的薄壁管。本發(fā)明的管線用無縫鋼管,尤其是在有可能含有硫化氫且低溫的深海油田中,作為立管和出油管道使用時(shí),具有優(yōu)異的機(jī)械特性和耐腐蝕性,因此對(duì)于能源的穩(wěn)定供給貢獻(xiàn)巨大,具有很高的實(shí)用意義。圖1是表示鋼的Mo含量對(duì)屈服強(qiáng)度(YS)和應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)(KISSC)造成的影響的曲線圖。圖2是表示因板厚而變化的淬火時(shí)的冷卻速度對(duì)屈服強(qiáng)度(YS)和應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)(KISSC)造成的影響的曲線圖。圖3是表示淬火時(shí)的冷卻速度為20C/s以下的鋼(▲)和超過20'C/s的鋼(△)的屈服強(qiáng)度(YS)和應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)(K1SSC)的關(guān)系的曲線圖。圖4是表示開口型龜裂擴(kuò)展的模型的說明圖。具體實(shí)施例方式以下,對(duì)在本發(fā)明中對(duì)鋼管的化學(xué)組成進(jìn)行如上所述的規(guī)定的理由進(jìn)行說明。此外,如前所述,表示化學(xué)組成的含量(濃度)的"%"的含義是"質(zhì)量%"。C:0.03~0.080/0為了提高鋼的淬火性和強(qiáng)度,需要含有c,為了獲得足夠的強(qiáng)度,將C的含量設(shè)為0.03。/。以上。另一方面,C含量過剩時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼的韌性下降,因此將其上限設(shè)為0.08%。優(yōu)選C含量為0.04%以上、0.06%以下。Si:0.05~0,5%Si可以作為鋼的脫氧劑,作為脫氧所需的最低量,需要添加0.05%以上的Si。但是,由于Si具有使用于連接管線的圓周焊接時(shí)的焊接熱影響部的韌性下降的作用,因此其含量越少越好。添加0.5%以上的Si時(shí),不僅鋼的韌性顯著下降,也促使作為軟化相的鐵素體層的析出,從而導(dǎo)致鋼的耐SSC性下降。因此,將Si含量的上限設(shè)為0.5%。優(yōu)選Si含量為0.3%以下。Mn:1.0~3.0%為了提高鋼的淬火性和強(qiáng)度,同時(shí)確保鋼的韌性,需要使其含有一定量的Mn。當(dāng)Mn含量低于1.0%時(shí),不能獲得上述效果。但Mn含量過高時(shí),會(huì)導(dǎo)致鋼的耐SSC性下降。因此將其上限設(shè)為3.0%。為了確保鋼的韌性,優(yōu)選將Mn含量的下限設(shè)為1.5%。P:0.05%以下P為雜質(zhì),偏析到晶界,使耐SSC性下降。其含量超過0.05%時(shí),上述影響變得顯著,因此將其上限設(shè)為0.05%。優(yōu)選極力減少P含量。S:0.01%以下與P同樣,S也偏析到晶界,使耐SSC性下降。其含量超過0.01%時(shí),上述影響變得顯著,因此將其上限設(shè)為0.01%。優(yōu)選極力減少s含量。Mo:0.4%~1.2%但不含0.4%Mo可以提高淬火性,使鋼的強(qiáng)度得到提高,同時(shí)可以提高回火軟化阻抗,使高溫回火成為可能,因此是提高鋼的韌性的重要元素。為了獲得這些效果,需要含有超過0.4%的Mo。更優(yōu)的Mo含量下限為0.5%。將Mo的上限設(shè)為1.2M,是因?yàn)镸o價(jià)格昂貴,且超過該上限值時(shí),鋼的韌性提高會(huì)出現(xiàn)飽和。Al:0.005~0.100%Al元素對(duì)鋼的脫氧有效,其含量低于0.005%時(shí)不能獲得脫氧效果。另一方面,即使含量超過0.100%,其效果也會(huì)飽和。因此A1含量的優(yōu)選范圍是0.01~0.05%。本發(fā)明的Al含量是指酸可溶Al(即所謂的"sol.Al")。N:0.01%以下N(氮)作為雜質(zhì)存在于鋼中,其含量超過0.01%時(shí),會(huì)形成粗大的氮化物,使鋼的韌性和耐SSC性下降。因此將其上限設(shè)為0.01%。優(yōu)選極力減少N(氮)含量。0:0.01%以下O(氧)作為雜質(zhì)存在于鋼中,其含量超過0.01%時(shí),會(huì)形成粗大的氧化物,使鋼的韌性和耐SSC性下降。因此將其上限設(shè)為0.01%。優(yōu)選極力減少o(氧)含量。Ca:0.001~0.005%為了通過控制夾雜物的形態(tài),改善鋼的韌性、耐腐蝕性,以及抑制澆注時(shí)的噴嘴堵塞,改善澆注特性,而添加Ca。為了獲得這些效果,使鋼中含有0.001。/。以上的Ca。另一方面,Ca含量過剩時(shí),夾雜物變得容易團(tuán)簇化,反而會(huì)導(dǎo)致韌性、耐腐蝕性下降,因此將其上限設(shè)為0.005%。Cu:0.1%以下(雜質(zhì))一般情況下Cu是提高耐腐蝕性的元素,但己知Cu和Mo復(fù)合添加時(shí),會(huì)導(dǎo)致鋼的耐SSC性下降,這種影響在低溫環(huán)境下尤其顯著。本發(fā)明的管線用無縫鋼管,如上所述含有較通常更多量的Mo,且應(yīng)用于低溫環(huán)境,因此為了確保鋼的耐SSC性,不使鋼中含有Cu。但是,在制造過程中,有可能以雜質(zhì)的形式混入若干量的Cu元素,因此當(dāng)其與Mo共存時(shí),將其含量控制到0.1%以下,以防止其對(duì)耐腐蝕性造成實(shí)質(zhì)性的不良影響。本發(fā)明的管線用無縫鋼管,通過向上述的成分組成中,根據(jù)需要添加從以下元素中選出的一種或二種以上,可以獲得更高的強(qiáng)度、韌性及/或耐腐蝕性。Cr:1.0%以下Cr可以提高淬火性使鋼的強(qiáng)度得到提高,因此根據(jù)需要可以向鋼中添加Cr。但是,Cr含量過剩時(shí),會(huì)導(dǎo)致鋼的韌性下降,因此將其上限設(shè)為1.0%。對(duì)Cr含量的下限并不作限制,但為了提高淬火性,最少也要添加0.02%的&。進(jìn)行添加時(shí),優(yōu)選Cr含量的下限為0.1。/。。Nb、Ti、Zr:分別為0.1%以下Nb、Ti、Zr都可以和C、N結(jié)合后形成碳氮化物,通過銷住(Pinning)效果,有效地促進(jìn)微?;瑥亩纳祈g性等機(jī)械特性,因此可以根據(jù)需要進(jìn)行添加。為了確實(shí)獲得該效果,優(yōu)選任何一種元素的含量都在0.002%以上。另一方面,任何一種元素的含量即使超過0.1%,其效果也會(huì)飽和,因此將它們的含量的上限設(shè)為0.1%。優(yōu)選含量均為0.010.05%。Ni:1.0%以下Ni元素可以提高淬火性,提高鋼的強(qiáng)度,并且提高鋼的韌性,可以根據(jù)需要進(jìn)行添加。但,由于Ni價(jià)格昂貴,另外即使含量過剩時(shí)其效果也會(huì)飽和,因此添加Ni時(shí)將上限設(shè)為2.0%。對(duì)Ni含量的下限并不作特殊限定,但當(dāng)其含量為0.02%以上時(shí),可以獲得特別顯著的效果。V:0.2%以下V元素的含量由強(qiáng)度和韌性的平衡決定。當(dāng)通過添加其他的合金元素能夠獲得足夠的強(qiáng)度時(shí),不添加V可以獲得良好的韌性。但是,含有V元素時(shí),會(huì)與Mo—起生成微細(xì)碳化物即MC(M為V及Mo),Mo含量超過1%時(shí),抑制針狀M02C(成為SSC的起點(diǎn))的生成,并且具有提高淬火溫度的效果。從這一點(diǎn)來看,優(yōu)選至少添加0.05。/。以上的量,且使V含量與Mo含量保持平衡。另一方面,過量含有V元素時(shí),淬火時(shí)固溶的V元素出現(xiàn)飽和,提高回火溫度的效果飽和,因此將其上限設(shè)為0.2%。B:0.005%以下B具有促進(jìn)晶界粗大碳化物M23C6(M為Fe、Cr、Mo)的生成的作用,會(huì)導(dǎo)致鋼的耐SSC性下降。但是,由于B具有提高淬火性的效果,因此也可以根據(jù)需要,在對(duì)耐SSC性的影響小,確認(rèn)能夠提高淬火性的適度范圍內(nèi),添加0.005。/。以下的B。為了獲得上述效果,優(yōu)選添加0.0001%以上的B。其次,對(duì)本發(fā)明的管線用無縫鋼管的制造方法進(jìn)行說明。在本發(fā)明中,除了造管后的為了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化而進(jìn)行的熱處理(淬火和回火)之外,對(duì)制造方法本身并不作特殊的限定,可以采用慣用的制造方法。通過適當(dāng)選擇鋼的化學(xué)組成和造管后的熱處理?xiàng)l件,可以制造出具備高強(qiáng)度和穩(wěn)定的韌性,且在低溫下也具有優(yōu)良的耐SSC性的無縫鋼管。以下對(duì)本發(fā)明的制造方法相關(guān)的優(yōu)選制造條件進(jìn)行說明。無縫鋼管的制造將經(jīng)調(diào)整后具有上述化學(xué)組成的熔鋼,例如通過連續(xù)鑄造法制成截面呈圓形的鑄片,將該鑄片原樣作為軋制原料(鋼坯)使用,或者先制成截面呈角形的鑄片,之后通過軋制制成截面呈圓形的鋼坯后使用。對(duì)制備的鋼坯進(jìn)行熱穿孔、延伸及定徑軋制,制成無縫鋼管。此時(shí)的制造條件,與通過通常的熱加工制造無縫鋼管的條件相同即可,在本發(fā)明中,對(duì)制造條件并不作特殊限定。但為了通過對(duì)夾雜物進(jìn)行形態(tài)控制而確保其后的熱處理時(shí)的淬火性,優(yōu)選在熱穿孔時(shí)的加熱溫度為115(TC以上,軋制結(jié)束溫度為110(TC以下的條件下進(jìn)行造管。造管后的熱處理對(duì)通過造管制成的無縫鋼管,施加淬火及回火的熱處理。淬火可以采用對(duì)制成的高溫鋼管先進(jìn)行冷卻,其后進(jìn)行再加熱,然后進(jìn)行急冷淬火的方法,和利用剛造管后的鋼管具有的熱量,不進(jìn)行再加熱而急冷淬火的方法中的任何一種。淬火前先對(duì)鋼管進(jìn)行冷卻時(shí),不規(guī)定冷卻結(jié)束溫度。或者將鋼管放置冷卻到室溫后,進(jìn)行再加熱,然后進(jìn)行淬火;或者冷卻到發(fā)生轉(zhuǎn)變的500"C左右后,進(jìn)行再加熱,然后進(jìn)行淬火,也可以在搬運(yùn)到再加熱爐的過程中,冷卻后直接用再加熱爐進(jìn)行加熱,然后進(jìn)行淬火。再加熱溫度優(yōu)選為880。C1000。C。淬火時(shí)的急冷,以20C/s以下的較慢的冷卻速度(在厚壁中央部從80(TC到50(TC之間的平均冷卻速度)進(jìn)行。如此,生成貝氏體-馬氏體雙相組織。具有該二相組織的鋼,進(jìn)行淬火處理后,不僅具有高強(qiáng)度和高韌性,在SSC感受性增大的低溫條件下,也能夠表現(xiàn)出高的耐SSC性。當(dāng)冷卻速度大于2(TC/s時(shí),淬火組織變?yōu)轳R氏體單相,鋼的強(qiáng)度變高,但低溫下的耐SSC性大幅下降。因此淬火時(shí)的冷卻速度的優(yōu)選范圍是5~15C/s。冷卻速度過低時(shí),淬火變得不充分,導(dǎo)致鋼的強(qiáng)度下降。淬火時(shí)的冷卻速度可以通過鋼管的厚度及冷卻水的流量進(jìn)行調(diào)整。淬火后的回火優(yōu)選在600。C以上的溫度下進(jìn)行。在本發(fā)明中,由于鋼的化學(xué)組成中含有較多的Mo,鋼的回火軟化阻抗高,可以在60(TC以上的高溫下進(jìn)行回火,因此可以提高鋼的韌性并改善耐SSC性。對(duì)回火溫度的上限并不作特殊限定,但通常不超過700。C。如此,根據(jù)本發(fā)明可以穩(wěn)定地制造出即使厚壁也具有X80級(jí)以上的高強(qiáng)度和高韌性,通過使鋼具有貝氏體-馬氏體雙相組織而具有所述的KISSC值,低溫耐SSC性良好的管線用無縫鋼管。下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的效果的例證,本發(fā)明并不受其任何的限制。在實(shí)施例1及2中,采用與無縫鋼管的制造條件相同的、施加了熱加工及熱處理的厚板,對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。厚板的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可以適用于無縫鋼管的性能評(píng)價(jià)。實(shí)施例1將具有表1所示化學(xué)組成的50kg的各種鋼在真空中進(jìn)行熔煉,加熱到125(TC后,通過熱軋制成厚100mm的塊材。將這些塊材加熱到1250C后,通過熱軋制成厚40mm或20mm的板材。將該板材在95(TC保持15分鐘后,在同一條件下水冷后進(jìn)行淬火,接著在65(TC(—部分為62(TC)保持30分鐘后,通過放置冷卻進(jìn)行回火,制成供試驗(yàn)用的厚板。水冷時(shí)的冷卻速度,可以推算為在板厚20mm的情況下,大約40'C/s,在板厚為40mm的情況下,大約為10C/s。

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