雙相不銹鋼管及其制造方法
【專利摘要】一種雙相不銹鋼管，在雙相不銹鋼管的管軸方向上具有689.1～1000.5MPa的拉伸屈服強(qiáng)度YSLT，所述拉伸屈服強(qiáng)度YSLT、所述管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度YSLC、所述雙相不銹鋼管的管周方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSCT以及所述管周方向的壓縮屈服強(qiáng)度YSCC全部滿足(1)式～(4)式:0.90≤YSLC/YSLT≤1.11···(1)；0.90≤YSCC/YSCT≤1.11···(2)；0.90≤YSCC/YSLT≤1.11···(3)；0.90≤YSCT/YSLT≤1.11···(4)。
【專利說(shuō)明】雙相不誘鋼管及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙相不鎊鋼管及其制造方法。
[0002] 本申請(qǐng)基于在2012年08月31日在日本提出的專利申請(qǐng)2012-190996號(hào)要求優(yōu) 先權(quán)，將其內(nèi)容援引到該里。

【背景技術(shù)】
[0003] 在油井和氣井（本說(shuō)明書(shū)中，將油井和氣井總稱為「油井」）中使用油井管。油井 具有腐蝕環(huán)境。為此，油井管要求耐蝕性。由奧氏體和鐵素體的雙相組織形成的雙相不鎊 鋼具有優(yōu)異的耐蝕性。因此，雙相不鎊鋼管被用于油井管。
[0004] 油井管的種類有套管（casing)和配管（tubing)。套管插入到坑井中。在套管與 坑壁之間填充水泥，套管被固定于坑內(nèi)。配管插入套管內(nèi)，使油和燃?xì)庠撔┥a(chǎn)流體通過(guò)。
[0005] 油井管，在要求耐蝕性的同時(shí)還要求高的強(qiáng)度。油井管的強(qiáng)度級(jí)別，一般地用管軸 方向的拉伸屈服強(qiáng)度定義。油井管的需求人從試鉆和地質(zhì)調(diào)查推斷出成為鉆掘的對(duì)象的井 的環(huán)境（地層壓力、生產(chǎn)流體的溫度W及壓力），選擇能夠耐用的強(qiáng)度級(jí)別的油井管。
[0006] 日本國(guó)特開(kāi)平10-80715號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)1) W及日本國(guó)特開(kāi)平11-57842號(hào)公 報(bào)（專利文獻(xiàn)2)提出了提高管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度的制造方法。
[0007] 專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的鋼管的制造方法，將冷加工時(shí)的外徑加工度與壁厚加工度的 比Q(Q = Rt/Rd :而為壁厚減面率、Rd為外徑減面率）調(diào)整為1.5 W下。并記載了：由此能 夠得到管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度優(yōu)異的鋼管。具體地記載了；鋼管的管軸方向的壓縮屈服 強(qiáng)度達(dá)到拉伸屈服強(qiáng)度（條件屈服強(qiáng)度0。.2)的80% W上。
[0008] 專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的鋼管的制造方法，對(duì)被冷加工了的鋼管在200?45(TC實(shí)施熱 處理。在該專利文獻(xiàn)中記載了 ：由于通過(guò)熱處理，經(jīng)冷加工導(dǎo)入到鋼中的位錯(cuò)再排列，因此 管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度提高。具體地記載了根據(jù)該專利文獻(xiàn)的制造方法，鋼管的管軸方 向的壓縮屈服強(qiáng)度達(dá)到拉伸屈服強(qiáng)度（條件屈服強(qiáng)度0。.2)的80% W上。
[0009] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)特開(kāi)平10-80715號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2:日本國(guó)特開(kāi)平11-57842號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 然而，在將雙相不鎊鋼管作為油井管使用的情況下，根據(jù)油井管的使用環(huán)境，負(fù)荷 于油井管的應(yīng)力的分布變化。因此，即使使用采用上述的專利文獻(xiàn)所記載的制造方法提高 了管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度的油井管，根據(jù)油井管的使用環(huán)境，也有從管軸W外的方向負(fù) 荷的應(yīng)力大的情況。因此，優(yōu)選即使針對(duì)該些應(yīng)力油井管也能夠耐用。而且，在上述的專利 文獻(xiàn)的制造方法中，也存在不能夠使雙相不鎊鋼管的管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度與拉伸屈服 強(qiáng)度之差充分小的情況。
[0014] 本發(fā)明的目的是提供即使根據(jù)使用環(huán)境被負(fù)荷了不同的應(yīng)力分布也能夠耐用的 雙相不鎊鋼管。
[0015] (1)本發(fā)明的第一方式涉及的雙相不鎊鋼管，在雙相不鎊鋼管的管軸方向上具有 689. 1?1000. 5MPa的拉伸屈服強(qiáng)度YSu，上述拉伸屈服強(qiáng)度YSu、上述管軸方向的壓縮屈 服強(qiáng)度YS^、上述雙相不鎊鋼管的管周方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSctW及上述管周方向的壓縮 屈服強(qiáng)度YSee全部滿足（a)式?（d)式：
[001 引 0. 90《YSlc/YSlt《1. 11 ? ? ? (a)，
[0017] 0. 90《YScc/YSct《1. 11 ? --化），
[001 引 0. 90《YScc/YSlt《1. 11 ? ? ? (C)，
[001 引 0. 90《YSct/YSlt《1. 11 ? ? ? (d)。
[0020] 似根據(jù)上述（1)所述的雙相不鎊鋼管，W質(zhì)量％計(jì)，可W含有C ;0. 008?0. 03%; Si ;0 ?1 % ;Mn ;0. 1 ?2 % ;Cr ;20 ?35 % ;Ni ;3 ?10 % ;Mo ;0 ?4 % ;W ;0 ?6 % ;Cu : 0?3% ;N ;0. 15?0. 35%，余量包含鐵W及雜質(zhì)。
[002。 做根據(jù)上述（1)或上述似所述的雙相不鎊鋼管，可W通過(guò)在被冷加工后，實(shí)施 矯正加工W及在350?45CTC的熱處理溫度下的低溫?zé)崽幚矶圃斐觥?br> [0022] (4)根據(jù)上述（3)所述的雙相不鎊鋼管，可W通過(guò)在上述矯正加工后實(shí)施上述低 溫?zé)崽幚矶圃斐觥?br> [0023] (5)本發(fā)明的第二方式涉及的雙相不鎊鋼管的制造方法，具有：
[0024] 制造雙相不鎊鋼的逐管的工序；
[00巧]將上述逐管冷加工的工序；和
[0026] 通過(guò)對(duì)上述冷加工了的逐管實(shí)施矯正加工W及在350?45CTC的熱處理溫度下的 低溫?zé)崽幚?，制造所述雙相不鎊鋼管的工序，所述雙相不鎊鋼管在雙相不鎊鋼管的管軸方 向上具有689. 1?1000. 5MPa的拉伸屈服強(qiáng)度YSu，上述拉伸屈服強(qiáng)度YSu、上述管軸方向 的壓縮屈服強(qiáng)度YS^、上述雙相不鎊鋼管的管周方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSct W及上述管周方 向的壓縮屈服強(qiáng)度YSee全部滿足（a)式?（d)式：
[0027] 0. 90《YSlc/YSlt《1. 11 ? ? ? (a)，
[0028] 0. 90《YScc/YSct《1. 11 ? ? ? (b)，
[0029] 0. 90《YScc/YSlt《1. 11 ? ? ? (c)，
[0030] 0. 90《YSct/YSlt《1. 11 ? ? ? (d)。
[0031] (6)根據(jù)上述（5)所述的雙相不鎊鋼管的制造方法，可W對(duì)上述逐管實(shí)施上述矯 正加工后實(shí)施上述低溫?zé)崽幚怼?br> [0032] (7)根據(jù)上述（5)或上述（6)所述的雙相不鎊鋼管的制造方法，上述逐管，W質(zhì) 量％計(jì)，可W含有 C ;0. 008 ?0. 03% ;Si ;0 ?1% ;Mn ;0. 1 ?2% ;Cr ;20 ?35% ;Ni ;3 ? 10% ;Mo ;0 ?4% ;W ;0 ?6% ;Cu ;0 ?3% ;N ;0. 15 ?0. 35%，余量包含鐵W及雜質(zhì)。
[0033] 本發(fā)明的上述方式的雙相不鎊鋼管，由于屈服強(qiáng)度的各向異性小，因此即使根據(jù) 使用環(huán)境被負(fù)荷了不同的應(yīng)力分布也能夠耐用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是油井W及油井管的模式圖。
[00巧]圖2是圖1中的油井管的截面圖。
[0036] 圖3是與圖2不同的、圖1中的油井管的另外的截面圖。
[0037] 圖4是用于說(shuō)明雙相不鎊鋼管的冷加工的模式圖。
[0038] 圖5是用于說(shuō)明圖4中的雙相不鎊鋼管的晶粒內(nèi)的位錯(cuò)的行為的模式圖。
[0039] 圖6是用于說(shuō)明書(shū)對(duì)冷加工后的雙相不鎊鋼管負(fù)荷了壓縮載荷的情況下的晶粒 內(nèi)的位錯(cuò)的行為的模式圖。
[0040] 圖7是用于說(shuō)明對(duì)冷加工后的雙相不鎊鋼管實(shí)施了矯正加工的情況下的晶粒內(nèi) 的位錯(cuò)的行為的模式圖。
[0041] 圖8是表示熱處理溫度rc)與奧氏體相中的C(碳）W及N(氮）原子的、在該溫 度下保持了 10分鐘時(shí)的擴(kuò)散移動(dòng)距離（nm)的關(guān)系的圖。
[0042] 圖9是表示熱處理溫度rC)與鐵素體相中的C(碳）W及N(氮）原子的、在該溫 度下保持了 10分鐘時(shí)的擴(kuò)散移動(dòng)距離（nm)的關(guān)系的圖。
[0043] 圖10是矯正機(jī)的模式圖。
[0044] 圖11是圖10所示的矯正機(jī)的機(jī)架的主視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0045] W下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠指綆嗤臉?biāo) 記，不再重復(fù)其說(shuō)明。W下，元素的含量的「％」意指質(zhì)量％。
[0046] 本發(fā)明人通過(guò)實(shí)施各種的研究W及調(diào)查，得到了 W下的見(jiàn)解。
[0047] 作為套管和/或配管利用的油井管101，在管軸方向上受到拉伸載荷FT W及壓縮 載荷FI。圖1是油井102 W及油井管101的模式圖。參照?qǐng)D1，油井管101插入到地層100 內(nèi)。油井管101的下端配置于油井102內(nèi)。此時(shí)，油井管101由于自重而在管軸方向上受 到拉伸載荷FT。而且，生產(chǎn)流體103在油井管101內(nèi)通過(guò)。由于生產(chǎn)流體103為高溫，因此 油井管101熱膨脹。通常，油井管101的上端W及下端被固定。因此，油井管101流通生產(chǎn) 流體103時(shí)，油井管101在管軸方向上受到壓縮載荷FI。根據(jù)W上所述，油井管101在管軸 方向上受到拉伸載荷FT W及壓縮載荷FI。
[0048] 油井管101還被要求耐內(nèi)壓性W及耐外壓性。圖2是圖1中的油井管101的截面 圖。參照?qǐng)D2,油井管101在內(nèi)部流通生產(chǎn)流體103時(shí)，由生產(chǎn)流體103對(duì)油井管101負(fù)荷 了內(nèi)壓PI。由于內(nèi)壓PI，在油井管101的管周方向上被負(fù)荷拉伸載荷FT。而且，起因于管 周方向的拉伸載荷FT，在管軸方向上被負(fù)荷壓縮載荷FI。
[0049] 同樣地，參照?qǐng)D3,在油井管101為套管的情況下，油井管101的外面被負(fù)荷作為外 壓的地層壓力P0。由于地層壓力P0,在油井管101的管周方向上被負(fù)荷壓縮載荷FI。而 且，起因于管周方向的壓縮載荷FI，在管軸方向上被負(fù)荷拉伸載荷FT。
[0050] 該樣的應(yīng)力分布，也根據(jù)油井管101的配置場(chǎng)所而變化。例如，在鉆掘時(shí)，配管一 邊繞管軸旋轉(zhuǎn)一邊向地中掘入。此時(shí)，配管的最前端部分在管軸方向上反復(fù)受到拉伸載荷 FT W及壓縮載荷FI。另外，配置于地表附近的油井管101，在管軸方向上負(fù)荷拉伸載荷FT， 也受到大的內(nèi)壓PI。
[0051] 因此，作為油井管101使用的雙相不鎊鋼管1，不僅被要求管軸方向的拉伸屈服強(qiáng) 度與壓縮屈服強(qiáng)度的平衡，還被要求耐內(nèi)壓性W及耐外壓性。為了雙相不鎊鋼管1得到該 些特性，只要使雙相不鎊鋼管1的管軸方向w及管周方向的拉伸屈服強(qiáng)度w及壓縮屈服強(qiáng) 度的各向異性較小即可。
[0052] 為了使各向異性較小，對(duì)冷加工后的雙相不鎊鋼管1，采用傾斜親式的矯正機(jī)200 實(shí)施矯正加工，并且，在350?45(TC實(shí)施低溫?zé)崽幚怼Ｍㄟ^(guò)實(shí)施矯正加工W及低溫?zé)崽幚恚?制造出的雙相不鎊鋼管1的下述（1)?（4)的試件制取方向的拉伸屈服強(qiáng)度和壓縮屈服強(qiáng) 度的屈服強(qiáng)度之比（壓縮屈服強(qiáng)度/拉伸屈服強(qiáng)度）的差變小。目P，屈服強(qiáng)度的各向異性 變小。具體而言，雙相不鎊鋼管1的管軸方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSu(MPa)、管軸方向的壓縮 屈服強(qiáng)度YS^(MPa)、雙相不鎊鋼管1的管周方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSei(MPa) W及管周方向 的壓縮屈服強(qiáng)度YSee(MPa)滿足（1)式?（4)式。
[0053] 0. 90《YSlc/YSlt《1. 11 ? ? ? (1)
[0054] 0. 90《YScc/YSct《1. 11 ? ? ? (2)
[00巧]0. 90《YScc/YSlt《1. 11 ? ? ? (3)
[0056] 0. 90《YSct/YSlt《1. 11 ? ? ? (4)
[0057] 通過(guò)實(shí)施采用傾斜親式的矯正機(jī)200的矯正加工W及低溫?zé)崽幚?，雙相不鎊鋼管 1的屈服強(qiáng)度的各向異性變小的原因可按照W下那樣推定。
[0058] 冷加工，將雙相不鎊鋼管1 一邊縮徑一邊沿軸向延伸。因此，冷加工在雙相不鎊鋼 管1的軸向上導(dǎo)入拉伸應(yīng)變，并且在周向上導(dǎo)入壓縮應(yīng)變。如圖4所示，著眼于雙相不鎊鋼 管1內(nèi)的任意的晶粒10。若實(shí)施冷加工，則在雙相不鎊鋼管1的管軸方向上被給予拉伸載 荷FT。其結(jié)果，按照?qǐng)D5所示那樣，在滑移系11中發(fā)生多個(gè)位錯(cuò)12。位錯(cuò)12在滑移系11 內(nèi)沿圖5所示的方向XI移動(dòng)，并在晶粒邊界GB附近堆積。斥力RF作用在堆積的位錯(cuò)12 間。
[0059] 其次，在冷加工態(tài)（As Cold Worked)的雙相不鎊鋼管1的管軸方向上負(fù)荷壓縮載 荷FI。該情況下，按照?qǐng)D6所示那樣，位錯(cuò)12,除了利用基于壓縮載荷FI的負(fù)荷應(yīng)力 W外，還利用斥力RF沿滑移系11之中的、與方向XI相反的方向X2移動(dòng)。該情況下，真屈 服應(yīng)力ot由妨式定義。
[0060] 0 t = 0 円+RF ? --巧）
[0061] 因此，位錯(cuò)12因負(fù)荷應(yīng)力〇"而開(kāi)始活動(dòng)，所述負(fù)荷應(yīng)力opi，由于通過(guò)冷加 工而預(yù)先導(dǎo)入的斥力RF從而比真屈服應(yīng)力ot低?？傊ㄟ^(guò)冷加工產(chǎn)生包辛格效應(yīng) (炬auschinger ef f ect))，管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度YSlc降低。
[0062] 采用傾斜親式的矯正機(jī)200進(jìn)行的矯正加工，抑制包辛格效應(yīng)，提高雙相不鎊鋼 管1的管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度YS^。其原因尚不明確，但可推定如下。
[0063] 在采用傾斜親式的矯正機(jī)200進(jìn)行的矯正加工中，雙相不鎊鋼管1被傾斜親22夾 持，一邊繞管軸旋轉(zhuǎn)一邊前進(jìn)。此時(shí)，雙相不鎊鋼管1，由于傾斜親22的作用而從與冷加工 不同的方向（主要是從徑向）受到外力F0。因此，在矯正加工中，按照?qǐng)D7所示那樣，通過(guò) 外力F0的作用，在與通過(guò)冷加工而導(dǎo)入的滑移系11不同的滑移系13中，位錯(cuò)14產(chǎn)生并活 動(dòng)。
[0064] 通過(guò)矯正加工而導(dǎo)入的位錯(cuò)14,相對(duì)于位錯(cuò)12,作為林立位錯(cuò)發(fā)揮作用。而且，位 錯(cuò)12和位錯(cuò)14相互交叉、交割。其結(jié)果，生成具有彎折（扭折；kink)部和/或割階（jog) 部的位錯(cuò)12和位錯(cuò)14。彎折部、割階部在與其他的位錯(cuò)部分不同的滑移面形成。因此，具 有彎折部和/或割階部的位錯(cuò)12和位錯(cuò)14的移動(dòng)被限制。其結(jié)果，即使如圖6那樣被負(fù) 荷壓縮載荷FI，位錯(cuò)12也難W移動(dòng)，壓縮屈服強(qiáng)度YSw的降低被抑制。
[0065] 而且，如果在350?45CTC的熱處理溫度實(shí)施低溫?zé)崽幚?，則被冷加工了的雙相不 鎊鋼管1的管軸方向W及管周方向的屈服強(qiáng)度的各向異性變小。其原因可按照W下那樣推 定。
[0066] 本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼管1，含有碳（C)和氮（腳。該些元素，與Fe、Ni等元素 比較，尺寸小。因此，C和N通過(guò)低溫?zé)崽幚矶阡撝袛U(kuò)散，并固著于位錯(cuò)芯的附近。固著 于位錯(cuò)芯附近的C、N，由于科特雷爾效應(yīng)（Cottrell effect)而妨礙位錯(cuò)12和位錯(cuò)14的 活動(dòng)。
[0067] 圖8是表示低溫?zé)崽幚碇械臒崽幚頊囟萺C )與在該熱處理溫度保持了 10分的情 況下的奧氏體相中的C原子和N原子的擴(kuò)散移動(dòng)距離的關(guān)系的圖。圖9是表示低溫?zé)崽幚?中的熱處理溫度CC )與在該熱處理溫度保持了 10分的情況下的鐵素體相中的C原子和 N原子的擴(kuò)散移動(dòng)距離的關(guān)系的圖。在圖8 W及圖9中，記號(hào)「0」表示C的擴(kuò)散移動(dòng)距離 (nm)。記號(hào)「□」表示N的擴(kuò)散移動(dòng)距離（nm)。
[006引參照?qǐng)D8 W及圖9,在奧氏體相和鐵素體相的任何相中，即使熱處理溫度上升直到 熱處理溫度達(dá)到35(TC附近，擴(kuò)散移動(dòng)距離都不那么上升。然而，若熱處理溫度達(dá)到35CTC 附近，則其W后，隨著溫度的上升，擴(kuò)散移動(dòng)距離顯著增大。具體而言，如果在35CTC W上的 熱處理溫度保持10分W上，則奧氏體相中的C原子和N原子的擴(kuò)散移動(dòng)距離達(dá)到lOnm W 上，鐵素體相中的C原子和N原子的擴(kuò)散移動(dòng)距離達(dá)到10 y m W上。
[0069] 因此，如果將低溫?zé)崽幚碇械臒崽幚頊囟仍O(shè)為35(TC W上，并在該熱處理溫度保持 10分W上，則C和N原子充分地?cái)U(kuò)散，并固著于通過(guò)冷加工而導(dǎo)入到鋼中的位錯(cuò)芯。而且， 通過(guò)C和N原子的固著，引起科特雷爾效應(yīng)，妨礙位錯(cuò)12和位錯(cuò)14的運(yùn)動(dòng)，因此有鋼的拉 伸屈服強(qiáng)度W及壓縮屈服強(qiáng)度提高的傾向，但相對(duì)于因包辛格效應(yīng)而下降的方向顯著地呈 現(xiàn)。
[0070] 被冷加工了的鋼的位錯(cuò)密度一般為左右。因此，C原子和N原子的擴(kuò)散 移動(dòng)距離，為比位錯(cuò)12 W及位錯(cuò)14的平均間隔大的lOnm W上，則能夠使C原子和N原子 固著于位錯(cuò)芯。
[0071] 另一方面，如果雙相不鎊鋼保持在475C，則發(fā)生475C脆性。因此，低溫?zé)崽幚碇?的熱處理溫度的上限為45(TC。
[0072] 由W上所述推定為；如果在350?45(TC的熱處理溫度實(shí)施低溫?zé)崽幚恚瑒t通過(guò)熱 處理前的加工處理（在本實(shí)施方式中為冷加工）而導(dǎo)入的位錯(cuò)12和位錯(cuò)14因科特雷爾效 應(yīng)而變得難W活動(dòng)。因此，低溫?zé)崽幚硪种朴砂粮裥?yīng)所致的拉伸屈服強(qiáng)度或者壓縮屈 服強(qiáng)度的降低，減小雙相不鎊鋼管1的管軸方向W及管周方向的屈服強(qiáng)度的各向異性。
[0073] 通過(guò)按照W上那樣實(shí)施矯正加工和低溫?zé)崽幚?，能夠抑制由冷加工時(shí)發(fā)生的包辛 格效應(yīng)引起的拉伸屈服強(qiáng)度或者壓縮屈服強(qiáng)度的降低。具體而言，如圖7所示，通過(guò)矯正加 工，在與冷加工時(shí)的滑移系11不同的滑移系13中生成位錯(cuò)14,阻礙位錯(cuò)12的活動(dòng)。而且， 通過(guò)低溫?zé)崽幚?，將C、N固著于位錯(cuò)芯附近，妨礙位錯(cuò)12 W及位錯(cuò)14的活動(dòng)?；赪上的 見(jiàn)解完成了本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼管1。W下詳述本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼管1。
[0074] 本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼管1，由奧氏體和鐵素體的雙相組織形成。
[0075] [雙相不鎊鋼管1的優(yōu)選的化學(xué)組成]
[0076] 優(yōu)選雙相不鎊鋼管1具有W下的化學(xué)組成。再者，各元素的含量的「％」表示「質(zhì) 量％」。
[0077] C ;0. 008 ?0. 03%
[0078] 碳（C)使奧氏體相穩(wěn)定并提高強(qiáng)度。C還在熱處理中的升溫時(shí)形成碳化物。由此， 可得到微細(xì)組織。然而，若C含量超過(guò)0. 03%，則由于熱處理、焊接時(shí)的熱影響，碳化物過(guò)量 地析出，鋼的耐蝕性W及加工性降低。因此，C含量設(shè)為0.03% W下。在要求極高的鋼的耐 蝕性W及加工性的情況下，也可W將其上限設(shè)為比0. 03%小、0. 02%或0. 018%。在C含量 低于0.008%的情況下，變得難W確保強(qiáng)度，并且煉鋼時(shí)的脫碳成本上升。也可W將其下限 設(shè)為 0. 010%或 0. 014%。
[0079] Si;0 ?1%
[0080] 娃（Si)對(duì)鋼進(jìn)行脫氧。Si還在熱處理中的升溫時(shí)形成金屬間化合物。由此，可得 到微細(xì)組織。然而，若Si含量超過(guò)1%，則由于熱處理、焊接時(shí)的熱影響，金屬間化合物過(guò)量 地析出，鋼的耐蝕性W及加工性降低。因此，Si含量設(shè)為1%W下。在要求極高的鋼的耐蝕 性W及加工性的情況下，也可W將其上限設(shè)為比1 %小、0.8%或0.7%。不需規(guī)定Si的下 限，其下限為0%。為了形成金屬間化合物或?yàn)榱嗣撗酰蒞含有Si,也可W根據(jù)需要將其 下限設(shè)為0.05%、0. 1 %或0.2%。
[0081] Mn;0. 1 ?2%
[008引猛（Mn)，與上述的Si同樣地對(duì)鋼進(jìn)行脫氧。Mn還與鋼中的S結(jié)合形成硫化物，將 S固定。因此，鋼的熱加工性提高。Mn含量低于0.1%時(shí)，難W得到上述效果。因此，Mn含 量設(shè)為0. 1%W上。另一方面，若Mn含量超過(guò)2%，則鋼的熱加工性W及耐蝕性降低。因此， Mn含量設(shè)為2% W下。也可W將Mn含量的下限設(shè)為比0.1 %大、0.2%或0.3%。另外，Mn 含量的上限也可W設(shè)為比2%小、1. 7%或1. 5%。
[0083] Cr;20 ?35%
[0084] 鉛（&)維持鋼的耐蝕性并提高強(qiáng)度。&含量低于20%時(shí)，難W得到上述效果。因 此，化含量設(shè)為20%W上。另一方面，若化含量超過(guò)35%，則容易生成0相，鋼的耐蝕性 W及初性降低。因此，化含量設(shè)為35% W下。也可W將化含量的下限設(shè)為比20%大、22% 或23%。另外，&含量的上限也可W設(shè)為比35%小、30%或28%。
[0085] Ni;3 ?10%
[0086] 媒（Ni)將奧氏體相穩(wěn)定化，形成鐵素體和奧氏體的雙相組織。Ni含量低于3%時(shí)， 生成鐵素體相為主體的組織，難W得到雙相組織。因此，Ni含量設(shè)為3% W上。另一方面， 由于Ni為高價(jià)格，因此當(dāng)Ni含量超過(guò)10%時(shí)，制造成本變高。因此，Ni含量設(shè)為10% W 下。也可W將Ni含量的下限設(shè)為比3%大、5%或6%。另外，Ni含量的上限也可W設(shè)為比 10%小、9%或 8%。
[0087] Mo;0 ?4%
[0088] 鋼（Mo)提高鋼的耐孔蝕性W及耐裂隙腐蝕性。Mo還通過(guò)固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度。 因此，Mo根據(jù)需要而含有。如果少量地含有Mo,就能夠某種程度地得到上述效果。然而，若 Mo含量超過(guò)4%，則容易析出0相，鋼的初性降低。因此，Mo含量設(shè)為4% W下。在進(jìn)一步 要求上述效果的情況下，也可W將其上限設(shè)為比4%小、3. 8%或3. 5%。不需規(guī)定Mo的下 限，其下限為0%。為了顯著地得到上述效果，可W含有Mo,也可w根據(jù)需要將其下限設(shè)為 0. 5%、比 0. 5%大、2%或 3%。
[0089] W;0 ?6%
[0090] 鶴（W)與Mo同樣地提高鋼的耐孔蝕性W及耐裂隙腐蝕性。W還通過(guò)固溶強(qiáng)化提 高鋼的強(qiáng)度。因此，W根據(jù)需要含有。如果稍微地含有W，就能夠某種程度地得到上述效果。 然而，若W含量超過(guò)6%，則容易析出0相，鋼的初性降低。因此，W含量設(shè)為6%W下。在 進(jìn)一步要求上述效果的情況下，也可W將其上限設(shè)為比6 %小、5 %或4 %。不需規(guī)定W的下 限，其下限為0%。為了顯著地得到上述效果，可W含有W，也可W根據(jù)需要將其下限設(shè)為 0. 5%、比 0. 5%大、1%或 2%。
[0091] 再者，本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼，可W均不含有Mo和W，也可W含有Mo和W之中的 至少1種W上。
[0092] Cu;0 ?3%
[009引銅（Cu)提高鋼的耐蝕性W及晶粒邊界腐蝕抗力。因此，化根據(jù)需要含有。如果稍 微地含有化，則能夠某種程度地得到上述效果。然而，若化含量超過(guò)3%，則其效果飽和， 而且，鋼的熱加工性W及初性降低。因此，化含量設(shè)為3% W下。在進(jìn)一步要求上述效果的 情況下，也可W將其上限設(shè)為比3%小、2%或1%。不需規(guī)定化的下限，其下限為0%。為 了顯著地得到上述效果，可W含有化，也可W根據(jù)需要將其下限設(shè)為0. 1%、比0. 1%大、或 0. 3%。
[0094] N;0. 15 ?0. 35%
[0095] 氮（腳提高奧氏體的穩(wěn)定性，提高鋼的強(qiáng)度。N還提高雙相不鎊鋼的耐孔蝕性W及 耐裂隙腐蝕性。N含量低于0.15%時(shí)，難W得到上述效果。因此，N含量設(shè)為0.15% W上。 另一方面，N含量超過(guò)0. 35%時(shí)，鋼的初性W及熱加工性降低。因此，N含量設(shè)為0. 35% W 下。也可W將N含量的下限設(shè)為比0.15%大、比0.17%大、或0.20%。另外，N含量的上限 也可W設(shè)為比0. 35 %小、0. 33 %或0. 30%。
[0096] 本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼管1的其余量為鐵W及雜質(zhì)。作為雜質(zhì)，是指從作為不 鎊鋼的原料利用的礦石、廢料、或者制造過(guò)程的環(huán)境等混入的元素。優(yōu)選：雜質(zhì)之中的P、S W及0的含量按照W下那樣被限制。
[0097] P;0. 04%W下
[0098] 磯（巧是在鋼的精煉時(shí)不可避免地混入的雜質(zhì)，是使鋼的熱加工性、耐蝕性W及 初性降低的元素。因此，P含量限制為0.04% W下，優(yōu)選限制為比0.04%小、0.034% W下 或 0. 030% W下。
[0099] S;0. 03%W下
[0100] 硫（巧是在鋼的精煉時(shí)不可避免地混入的雜質(zhì)，是使鋼的熱加工性降低的元素 。S 還形成硫化物。由于硫化物成為孔蝕的發(fā)生起點(diǎn)，因此降低鋼的耐孔蝕性。因此，S含量限 巧[J為0. 03% W下，優(yōu)選限制為比0. 003%小、0. 001% W下或0. 0007% W下。
[0101] 0;0. 010%w下
[0102] 氧（0)是在鋼的精煉時(shí)不可避免地混入的雜質(zhì)，是使鋼的熱加工性降低的元素。 因此，0含量限制為0. 010% W下，優(yōu)選限制為比0. 010%小、0. 009% W下或0. 008% W下。
[0103] [制造方法]
[0104] 說(shuō)明本實(shí)施方式的雙相不鎊鋼管1的制造方法的一例。
[0105] 起初，烙煉雙相不鎊鋼，制造金屬烙液。雙相不鎊鋼的烙煉，能夠利用電爐、Ar-〇2 混合氣體底吹脫碳爐（A0D爐）、真空脫碳爐（V0D爐）等。
[0106] 使用金屬烙液制造鑄造材。鑄造材為例如錠、板逐、鋼塊。具體而言，采用鑄錠法 制造錠?；蛘?，采用連續(xù)鑄造法制造板逐、鋼塊。
[0107] 對(duì)鑄造材進(jìn)行熱加工，制造圓鋼逐。熱加工為例如熱社、熱鍛造。對(duì)所制 造的圓鋼逐進(jìn)行熱加工，制造逐管（毛管）30。具體而言，采用玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓 扣gine-Sejournet)法所代表的擠壓制管法，由圓鋼逐制造逐管30?；蛘撸捎脻M乃斯曼 (Mannesmann)制管法，由圓鋼逐制造逐管30。
[010引對(duì)所制造的逐管30實(shí)施冷加工。該是為了提高雙相不鎊鋼管1的強(qiáng)度，并使管軸 方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSlt成為689. 1?1000. 5MPa0
[0109] 冷加工有冷拉拔、和皮爾格式社制所代表的冷社。在本實(shí)施方式中，可W采用冷拉 拔和冷社中的任意的冷加工。冷拉拔，與冷社比較，在管軸方向上對(duì)雙相不鎊鋼管1給予大 的拉伸應(yīng)變。冷社，不僅在逐管30的管軸方向，也在管周方向上給予大的應(yīng)變。因此，冷社， 與冷拉拔比較，在逐管30的管周方向上給予大的壓縮應(yīng)變。
[0110] 冷加工時(shí)的優(yōu)選的截面減少率為5.0% W上。在此，截面減少率用（6)式定義。
[0111] 截面減少率=(冷加工前的逐管30的截面積-冷加工后的逐管30的截面積）/ 冷加工前的逐管30的截面積X 100 ? --化）
[0112] 如果按上述的截面減少率來(lái)實(shí)施冷加工，則拉伸屈服強(qiáng)度YSu變?yōu)?89. 1? 1000. 5MPa。優(yōu)選的截面減少率的下限為7.0%。如果截面減少率過(guò)高，則雙相不鎊鋼管1 的圓度降低。因此，冷拉拔的優(yōu)選的截面減少率的上限為20.0%，冷社的優(yōu)選的截面減少率 的上限為40. 0%。
[0113] 在熱加工和冷加工之間，也可W實(shí)施其他的處理。例如，對(duì)被熱加工了的逐管30 實(shí)施固溶化熱處理。對(duì)固溶化熱處理后的逐管30實(shí)施去氧化皮來(lái)除去氧化皮。對(duì)去氧化 皮后的逐管30實(shí)施冷加工。
[0114] 而且，可W實(shí)施多次的冷加工。在實(shí)施多次的冷加工的情況下，在冷加工和下次的 冷加工之間也可W實(shí)施作為軟化熱處理的固溶化熱處理。在實(shí)施多次的冷加工的情況下， 對(duì)最終的冷加工后的逐管30實(shí)施W下的工序。
[0115] 對(duì)冷加工后的逐管30,采用傾斜親式的矯正機(jī)200實(shí)施矯正加工、W及實(shí)施低溫 熱處理。可W先實(shí)施矯正加工和低溫?zé)崽幚碇械娜我豁?xiàng)。也就是說(shuō)，可W在冷加工后實(shí)施 矯正加工，其后實(shí)施低溫?zé)崽幚?。也可W在冷加工后實(shí)施低溫?zé)崽幚恚浜髮?shí)施矯正加工。 另外，可W實(shí)施多次的矯正加工，可W實(shí)施多次的低溫?zé)崽幚?。例如，可W依次實(shí)施冷加工、 第1次的矯正加工、低溫?zé)崽幚?、?次的矯正加工?？蒞依次實(shí)施冷加工、第1次的低溫 熱處理、矯正加工、第2次的低溫?zé)崽幚怼下說(shuō)明矯正加工W及低溫?zé)崽幚淼脑敿?xì)情況。 [011引[矯正加工]
[0117] 圖10是矯正機(jī)200的模式圖。參照?qǐng)D10,在本實(shí)施方式中利用的矯正機(jī)200為 傾斜親式。圖10所示的矯正機(jī)200,具備多個(gè)機(jī)架ST1?機(jī)架ST4。多個(gè)機(jī)架ST1?機(jī)架 ST4排列成一列。
[0118] 各機(jī)架ST1?機(jī)架ST4具備一對(duì)或1個(gè)傾斜親22。具體而言，最末尾的機(jī)架ST4 具備1個(gè)傾斜親22,其他的機(jī)架STl?機(jī)架ST3具備上下地配置的一對(duì)傾斜親22。
[0119] 各傾斜親22具備親軸221、和親表面222。親軸221，相對(duì)于社制線化斜向地傾 斜。各機(jī)架ST1?機(jī)架ST3的一對(duì)傾斜親22的親軸221相互交叉。上下地配置的傾斜親 22的親軸221，相對(duì)于社制線化斜向地傾斜，并且相互交叉，因此能夠?qū)χ鸸?0賦予管周 方向的旋轉(zhuǎn)。親表面222為凹狀。
[0120] 機(jī)架ST2的傾斜親22間的間隙的中也P0,偏離社制線化地配置。因此，機(jī)架ST1 和機(jī)架ST2將逐管30彎曲，機(jī)架ST2和機(jī)架ST3將逐管30回彎。由此，矯正機(jī)200對(duì)逐管 30的彎曲進(jìn)行矯正。
[0121] 矯正機(jī)200還利用各機(jī)架STi (i = 1?3)的一對(duì)傾斜親22將逐管30沿徑向壓 下。由此，矯正機(jī)200提高逐管30的圓度，并且，減小逐管30的屈服強(qiáng)度的各向異性。
[0122] 圖11是具備一對(duì)傾斜親22的機(jī)架STi中的、傾斜親22和逐管30的主視圖。逐 管30由一對(duì)傾斜親22壓下。在機(jī)架STi中的壓下前的逐管30A的外徑定義為DA(mm)、機(jī) 架STi中的壓下后的逐管30B的外徑定義為DB(mm)的情況下，擠壓量AC(mm)用W下的（7) 式定義。
[0123] AC = DA-DB . . . (7)
[0124] 而且，擠壓率RC(% )用W下的（8)式定義。
[012引 RC = 0)A-DB)/DAX100 ? --巧）
[0126] 各機(jī)架STi, W每個(gè)機(jī)架所設(shè)定的擠壓量AC將沿周向旋轉(zhuǎn)的逐管30壓下，對(duì)逐管 30給予應(yīng)變。通過(guò)壓下，在逐管30內(nèi)發(fā)生的位錯(cuò)14如圖7所示，在與冷加工時(shí)發(fā)生的位錯(cuò) 12不同的滑移系13中活動(dòng)。因此，通過(guò)矯正加工而發(fā)生的位錯(cuò)14,與冷加工時(shí)發(fā)生的位錯(cuò) 12相遇從而相互交割，其結(jié)果，位錯(cuò)12和位錯(cuò)14變得難W移動(dòng)。因此，矯正加工抑制管軸 方向的壓縮應(yīng)力強(qiáng)度YSw因包辛格效應(yīng)而降低。
[0127] 按照上述的那樣，為了降低屈服強(qiáng)度的各向異性、特別是管軸方向的屈服強(qiáng)度的 各向異性，采用傾斜親22進(jìn)行的壓下很有效。擠壓率RC越大，越能夠在逐管30的徑向給 予應(yīng)變。將各機(jī)架STi的擠壓率RC之中的最大的擠壓率RC定義為最大擠壓率。最大擠壓 率的壓下能夠?qū)χ鸸?0給予最大的應(yīng)變。因此，推定為最大擠壓率對(duì)管軸方向的屈服強(qiáng)度 的各向異性的降低有效。優(yōu)選的最大擠壓率為2. 0?15. 0%。進(jìn)一步優(yōu)選的最大擠壓率的 下限為4. 0%，進(jìn)一步優(yōu)選的最大擠壓率的上限為12. 0%。
[0128] 在圖10中，矯正機(jī)200具備7個(gè)傾斜親22,具備4個(gè)機(jī)架ST1?機(jī)架ST4。然而， 傾斜親22的個(gè)數(shù)并不限定為7個(gè)，機(jī)架數(shù)也并不限定為4個(gè)。傾斜親22的個(gè)數(shù)可W為10 個(gè)，也可W為其W外的多個(gè)。在傾斜親數(shù)為奇數(shù)的情況下，最末尾的機(jī)架具備1個(gè)傾斜親 22,其W外的機(jī)架具備一對(duì)傾斜親22。在傾斜親數(shù)為偶數(shù)的情況下，各機(jī)架具備一對(duì)傾斜親 22〇
[0129] [低溫?zé)崽幚韂
[0130] 在低溫?zé)崽幚頃r(shí)，將逐管30裝入熱處理爐中。然后，在350?45(TC的熱處理溫度 將逐管30均熱。通過(guò)在上述的溫度范圍進(jìn)行均熱，逐管30中的C W及N擴(kuò)散，容易在位錯(cuò) 芯附近固著。其結(jié)果，位錯(cuò)12和位錯(cuò)14變得難W移動(dòng)，降低管軸方向W及管周方向的屈服 強(qiáng)度的各向異性。
[0131] 當(dāng)熱處理溫度超過(guò)45CTC時(shí)，雙相不鎊鋼發(fā)生475C脆化，初性降低。
[0132] 優(yōu)選的均熱時(shí)間為5分W上。該情況下，雙相不鎊鋼中的CW及N充分地?cái)U(kuò)散。優(yōu) 選的均熱時(shí)間的上限為60分。再者，由于低溫?zé)崽幚淼臒崽幚頊囟鹊?，因此熱處理后的?管30難W發(fā)生彎曲。
[0133] 通過(guò)W上的工序，制造出滿足（1)式?（4)式的雙相不鎊鋼管1。
[0134] 按照上述的那樣，矯正加工和低溫?zé)崽幚淼捻樞虿⒉惶貏e限制。然而，優(yōu)選：在冷 加工后實(shí)施矯正加工，并在矯正加工后實(shí)施低溫?zé)崽幚?。該情況下，C、N不僅在通過(guò)冷加工 而發(fā)生的位錯(cuò)12中固著，在通過(guò)矯正加工而發(fā)生的位錯(cuò)14中也固著，能夠得到科特雷爾效 應(yīng)。因此，容易進(jìn)一步降低管軸方向W及管周方向的屈服強(qiáng)度的各向異性。
[0135] 實(shí)施例
[0136] 采用不同的制造條件制造了多個(gè)雙相不鎊鋼管1。對(duì)所制造的雙相不鎊鋼管1的 屈服強(qiáng)度的各向異性進(jìn)行了調(diào)查。
[0137] 烙煉具有表1所示的化學(xué)組成的鋼A W及鋼B，制造了錠。
[013 引

【權(quán)利要求】
1. 一種雙相不銹鋼管，其特征在于， 在雙相不銹鋼管的管軸方向上具有689. 1?1000. 5MPa的拉伸屈服強(qiáng)度YSU， 所述拉伸屈服強(qiáng)度YSU、所述管軸方向的壓縮屈服強(qiáng)度YS^所述雙相不銹鋼管的管周 方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSCT以及所述管周方向的壓縮屈服強(qiáng)度YS。。全部滿足（1)式?（4) 式： 0? 90 彡 YSLC/YSLT 彡 1. 11 ? ? ? (1); 0? 90 彡 YSCC/YSCT 彡 1. 11 ? ? ? (2); 0? 90 彡 YSCC/YSLT 彡 1. 11 ? ? ? (3); 0? 90 彡 YSCT/YSLT 彡 1. 11 ? ? ? (4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼管，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有 C :0. 008 ?0. 03% ; Si :0 ?1% ; Mn :0? 1 ?2% ; Cr :20 ?35% ; Ni :3 ?10% ; Mo :0 ?4% ; W :0 ?6% ; Cu :0 ?3% ; N :0. 15 ?0. 35%， 余量包含鐵以及雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙相不銹鋼管，其特征在于，通過(guò)在被冷加工后，實(shí)施矯 正加工以及在350?450°C的熱處理溫度下的低溫?zé)崽幚矶圃斐觥?br> 4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙相不銹鋼管，其特征在于，通過(guò)在所述矯正加工后實(shí)施所 述低溫?zé)崽幚矶圃斐觥?br> 5. -種雙相不銹鋼管的制造方法，其特征在于，具有： 制造雙相不銹鋼的坯管的工序； 將所述坯管冷加工的工序；和 通過(guò)對(duì)所述冷加工了的坯管實(shí)施矯正加工以及在350?450°C的熱處理溫度下的低溫 熱處理，制造所述雙相不銹鋼管的工序，所述雙相不銹鋼管在雙相不銹鋼管的管軸方向上 具有689. 1?1000. 5MPa的拉伸屈服強(qiáng)度YSU，所述拉伸屈服強(qiáng)度YSU、所述管軸方向的壓 縮屈服強(qiáng)度YS^所述雙相不銹鋼管的管周方向的拉伸屈服強(qiáng)度YSCT以及所述管周方向的 壓縮屈服強(qiáng)度YS。。全部滿足（1)式?（4)式： 0? 90 彡 YSLC/YSLT 彡 1. 11 ? ? ? (1); 0? 90 彡 YSCC/YSCT 彡 1. 11 ? ? ? (2); 0? 90 彡 YSCC/YSLT 彡 1. 11 ? ? ? (3); 0? 90 彡 YSCT/YSLT 彡 1. 11 ? ? ? (4)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙相不銹鋼管的制造方法，其特征在于，對(duì)所述坯管實(shí)施所 述矯正加工后實(shí)施所述低溫?zé)崽幚怼?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙相不銹鋼管的制造方法，其特征在于，所述坯管，以質(zhì) 量％計(jì)，含有 C :0. 008 ?0. 03% ; Si :0 ?1% ; Mn :0? 1 ?2% ; Cr :20 ?35% ; Ni :3 ?10% ; Mo :0 ?4% ; W :0 ?6% ; Cu :0 ?3% ; N :0. 15 ?0. 35%， 余量包含鐵以及雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】B21D3/04GK104395491SQ201380034033
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】澤渡直樹(shù), 黑田浩一, 上山正樹(shù), 鵜川裕介 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社