馬氏體系不銹鋼管的制造方法技術

本發明專利技術提供能夠避免產生馬氏體系不銹鋼管的被沖擊加工部的延遲破壞引起的裂紋，并且抑制內表面瑕疵的產生的鋼管的制造方法。該方法是將鋼坯進行穿孔軋制，再進行延伸軋制而形成管坯，將該管坯均熱，使其終軋前的均熱的再加熱溫度Ｔ（℃）和終軋的截面加工度Ｒ（％）滿足由下述（１）式表示的關系，之后進行終軋，所述鋼坯以質量％計，含有Ｃ：０．１５～０．２２％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：０．１０～１．００％、Ｃｒ：１２．００～１４．００％、Ｎ：０．０１～０．０５％、Ｐ：０．０２０％以下和Ｓ：０．０１０％以下，余量是Ｆｅ和雜質，Ｔ＞４４．４×ｌｎ（Ｒ）＋８２１……（１）。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及抑制延遲破壞所造成的裂紋的產生、并且防止內表面瑕疵的產生的油井管用等的。
技術介紹
含有13質量％左右的鉻(Cr)的API規格13％Cr等的馬氏體系不銹鋼管，要求80ksi(552MPa)以上的屈服強度，并且還要求熱加工性，因此通常含有0.2質量％左右的C。由于如此使Cr含量和C含量多，因此熱制管的狀態下形成高硬度的馬氏體組織，其韌性低。因此，若通過現有的鋼成分組成和制造方法制造，則在制管后直到進行熱處理期間，由于沖擊載荷和靜載荷而有可能造成受到加工的部分(以下，記為“被沖擊加工部”)因延遲破壞而產生裂紋。因此，在鋼管的搬運和保管時，在限制鋼管的堆積高度的對策之外，還必須縮短制管后直到進行熱處理的待機時間。如上述鋼管的搬運和保管上的制約，由于堆積高度的限制而需要寬闊的放置場地，另外，為了在制管后限制時間內進行熱處理，而產生需要調整從制管到熱處理的工序等在鋼管制造工序全過程中產生很多障礙。在專利文獻1中，公開了通過規定有效固溶碳量、有效固溶氮量、Cr當量和S含量，而不易產生被沖擊加工部的延遲破壞，防止產生內表面缺陷的馬氏體系不銹鋼無縫鋼管及其制造方法。但是，即使在同文獻所公開的技術中，也依然需要縮短制管后直到進行熱處理的時間。特別是若熱制管后到熱處理經過一周以上，則產生擱置裂紋的問題仍未解決。專利文獻1特開2004-43935號公報(權利要求范圍，段落 ～ )
技術實現思路
本專利技術鑒于上述問題而進行，其課題在于，提供一種即使將C含量為0.2質量％左右的馬氏體系不銹鋼管在熱制管后到熱處理放置一周以上也不會產生延遲破壞所引起的擱置裂紋，且能夠防止產生內表面瑕疵的鋼管的制造方法。本專利技術者為了解決上述課題，對用于防止被沖擊加工部的延遲破壞造成的裂紋的產生、且抑制內表面瑕疵的產生的鋼坯的鋼成分組成的范圍，和經穿孔軋制的管坯的均熱溫度和終軋的截面加工度的適當條件進行了研究，獲得了下述的(a)～(c)的見解，從而完成了本專利技術。(a)為了防止馬氏體系不銹鋼管的制管后的固溶強化產生的被沖擊加工部的延遲破壞，而需要以質量％計將C含量設于0.22％以下，另外將N含量設于0.05％以下。為了抑制δ鐵素體造成的制管后的內表面瑕疵的產生，而需要將C含量設于0.15％以上，另外，為了改善熱加工性防止內表面瑕疵的產生，而需要設作為奧氏體穩定化元素的N含量為0.01％以上。Mn含量在確保鋼的強度、脫氧作用和熱加工性的方面需要設為0.10～1.00質量％。(b)進若，作為鋼成分如果以質量％計還含有從V0.200％以下、Nb0.200％以下、Ti0.200％以下和B0.0100％以下中選擇的一種以上，則能夠進一步發揮被沖擊加工部的延遲破壞防止效果，所以優選。(c)為了防止被沖擊加工部的延遲破壞造成的裂紋的產生、且抑制內表面瑕疵的產生，需要將對具有上述(a)和(b)鋼成分組成的鋼坯進行穿孔軋制而得到的管坯的均熱時的再加熱溫度T(℃)和終軋的截面加工度R(％)調整為滿足由下述(1)式表示的關系，T＞44.4×ln(R)+821 …… (1)本專利技術基于上述認識而完成，其要旨在于下述(1)～(4)所示的。(1)一種，其特征在于，將鋼坯進行穿孔軋制，再進行延伸軋制而形成管坯，將該管坯均熱，使其終軋前的均熱的再加熱溫度T(℃)和終軋的截面加工度R(％)滿足由下述(1)式表示的關系，之后進行終軋，所述鋼坯以質量％計，含有C0.15～0.22％、Si0.1～1.0％、Mn0.10～1.00％、Cr12.00～14.00％、N0.01～0.05％、P0.020％以下和S0.010％以下，余量是Fe和雜質，T＞44.4×ln(R)+821 …(1)(2)根據所述(1)中記載的，所述鋼坯以質量％計還可以含有V0.200％以下、Nb0.200％以下、Ti0.200％以下和B0.0100％以下中的一種以上替代Fe的一部分。(3)根據所述(1)或(2)中記載的，所述鋼坯以質量％計還可以含有Ni0.5％以下和Cu0.25％以下中的一種以上替代Fe的一部分。(4)根據所述(1)～(3)中任一項記載的，所述鋼坯以質量％計還可以含有Al0.1％以下和Ca0.0050％以下中的一種以上替代Fe的一部分。無縫鋼管的熱制造方法包括在實心鋼坯的中心部開孔的穿孔軋制工序；以穿孔軋制所得到的管坯的壁厚加工為主要目的的延伸軋制工序；減小管坯外徑形成目標尺寸的定徑軋制工序。圖1是說明熱制造無縫鋼管的曼內斯曼式(Mannesmann)制管法的制造工序的一例的圖。該制管方法是將加熱到規定溫度的實心鋼坯1送給穿孔軋制機3進行穿孔軋制，制造管坯2。接著，將管坯2送給后續的芯棒式無縫管軋機(延伸軋制機)4進行延伸軋制。由芯棒式無縫管軋機4進行延伸軋制時，管坯2在由插入的芯棒4b和限制管坯外表面的軋輥4r延伸軋制的同時被冷卻。為此，管坯2接著被裝入再加熱爐5以規定的再加熱溫度均熱。之后，管坯2被送到張力減徑機(stretch reducer)6，通過軋輥6r經定徑、修正形狀、磨管等的終軋而成為制品。在本專利技術中，“終軋”是指基于張力減徑機和定徑機等進行的定徑軋制。另外，所謂“終軋的截面加工度R(％)”是指由下述(2)式算出的值。R(％)＝{(Sin-Sout)/Sin}×100 …… (2)在此，Sin表示終軋前的鋼管的截面積，另外，Sout表示終軋后的鋼管的截面積。在以下的說明中，將關于成分含量的“質量％”的標記簡記為“％”。(專利技術效果) 根據本專利技術的鋼管的制造方法，通過使鋼坯的鋼成分組成和經穿孔軋制的管坯的均熱溫度和終軋的截面加工度的關系最佳化，能夠防止13％Cr等的馬氏體系不銹鋼管的被沖擊加工部的延遲破壞引起的裂紋的產生，并且能夠抑制內表面瑕疵的產生。因此，本專利技術不受鋼管的搬運和保管以及從制管到熱處理的工序上的制約，可用作制造油井管用等的馬氏體系不銹鋼管的方法。附圖說明圖1是說明熱制造無縫鋼管的曼內斯曼式制管法的制造工序的一例的圖。圖2是表示涉及鋼管的內表面瑕疵和延遲破壞引起的裂紋的評價的截面加工度和再加熱溫度的影響的圖。圖中1-實心鋼坯，2-管坯，3-穿孔軋制機，4-芯棒式無縫管軋機，4b-芯棒，4r-軋輥，5-再加熱爐，6-張力減徑機，6r-軋輥。具體實施例方式本專利技術如上所述是一種，其對鋼坯進行穿孔軋制，再進行延伸軋制而形成管坯，將該管坯進行均熱，使其終軋前的均熱的再加熱溫度T(℃)和終軋的截面加工度R(％)滿足由所述(1)式表示的關系，之后進行終軋，所述鋼坯以質量％計，含有C0.15～0.22％、Si0.1～1.0％、Mn0.10～1.00％、Cr12.00～14.00％、N0.01～0.05％、P0.020％以下和S0.010％以下，余量是Fe和雜質。以下，對本專利技術的方法進行更詳細的說明。(1)鋼管的化學成分組成對將本專利技術的馬氏體系不銹鋼管的化學成分組成如上述進行限定的理由及其優選范圍進行說明。CC是與N一起給制管后的鋼管，即通過熱軋制管的狀態下未實施熱處理的鋼管帶來固溶強化的元素。為了防止固溶強化帶來的被沖擊加工部的延遲破壞，其含量需要在0.22％以下。但是，若C含量過低，則不能確保熱處理后適當的強度。另外，C是奧氏體生成元素，因此若C含量過低，則因δ鐵素本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種馬氏體系不銹鋼管的制造方法，其特征在于，將鋼坯進行穿孔軋制，再進行延伸軋制而形成管坯，將該管坯進行均熱，使其終軋前的均熱的再加熱溫度Ｔ（℃）和終軋的截面加工度Ｒ（％）滿足下述（１）式所表示的關系，之后進行終軋，所述鋼坯以質量％計，含有Ｃ：０．１５～０．２２％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：０．１０～１．００％、Ｃｒ：１２．００～１４．００％、Ｎ：０．０１～０．０５％、Ｐ：０．０２０％以下和Ｓ：０．０１０％以下，余量是Ｆｅ和雜質，Ｔ＞４４．４×ｌｎ（Ｒ）＋８２１……（１）。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：稻毛孝光，
申請(專利權)人：住友金屬工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]