專利名稱：超高強(qiáng)度uoe鋼管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管周向強(qiáng)度(TS)為750MPa以上、900MPa以下的、強(qiáng)度·韌性平衡優(yōu)異，耐接頭破壞特性也優(yōu)異的超高強(qiáng)度UOE鋼管及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來管道的成本壓縮的愿望加大，以制造技術(shù)的進(jìn)步為背景，作為管線(pipe line)而鋪設(shè)的鋼管，實(shí)現(xiàn)其高強(qiáng)度化的這一傾向增強(qiáng)。以前，由美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)規(guī)格化了的鋼種達(dá)到X80級(jí)(grade)，其被實(shí)際應(yīng)用于管線。
目前更高強(qiáng)度的X100級(jí)(相當(dāng)于管周向強(qiáng)度≥750MPa)的規(guī)格化和實(shí)用化的研究得以推進(jìn)。將這種超高強(qiáng)度鋼實(shí)際應(yīng)用于管線用的鋼管時(shí)，出于破壞安全性的考慮，與現(xiàn)有鋼所實(shí)現(xiàn)的水平相比較，要求其具有相當(dāng)高水平的韌性。因此，就要求能夠并存超高強(qiáng)度與超高韌性的鋼管和能夠制造它的母材鋼。
在特開平8-209290號(hào)公報(bào)和特開平8-209291公報(bào)中，公開了含有高M(jìn)n+高M(jìn)o系成分的高強(qiáng)度鋼管，前者中公開的是實(shí)施回火處理，后者中公開的是實(shí)施2相域軋制。
特開平9-31536號(hào)公報(bào)也同樣公開了具有Mn+高M(jìn)o系成分的高強(qiáng)度鋼管，但是其所公開的是母材強(qiáng)度相當(dāng)于950MPa以上的X120級(jí)的超高強(qiáng)度鋼管。特開2000-199036號(hào)公報(bào)中公開了鋼管強(qiáng)度為900MPa以上的超高強(qiáng)度鋼管。特開平8-199192號(hào)公報(bào)中也公開了高強(qiáng)度鋼管，但此鋼管其母材組織的馬氏體分率為90％以上，在實(shí)施例中也有母材強(qiáng)度900MPa以上的超高強(qiáng)度鋼被使用。
這里，鋼管強(qiáng)度和母材鋼強(qiáng)度相同，另外鋼管強(qiáng)度在管周向測(cè)定的結(jié)果，即為管周向強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)主要意思均是確保強(qiáng)度，關(guān)于母材的韌性和接頭熱影響部(HAZ)的韌性并未充分公開。超過X80級(jí)的高強(qiáng)度鋼特別要求的、充分滿足均衡的強(qiáng)度·韌性特性和耐接頭破壞特性的高強(qiáng)度鋼至少尚不存在。實(shí)際上，本發(fā)明作為對(duì)象的關(guān)于強(qiáng)度范圍內(nèi)的接頭破壞特性和韌性的雙方，在上述的各專利文獻(xiàn)中均未提及。
根據(jù)本發(fā)明，為了使UOE鋼管的耐接頭破壞特性提高，而使碳當(dāng)量(Ceq)處于歷來未曾應(yīng)用過的高范圍。由此，能夠使進(jìn)行潛弧焊(submerged arc welding)的UOE鋼管固有的現(xiàn)象，即焊接時(shí)的HAZ軟化進(jìn)一步降低。
另一方面，若考慮到管線現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)時(shí)的周焊接性，則要求能夠?qū)崿F(xiàn)低焊接裂紋敏感指數(shù)(Pcm)的均衡的成分設(shè)計(jì)。
此外，隨著鋼變?yōu)楦邚?qiáng)度，對(duì)HAZ和母材的韌性要求也變高。關(guān)于這點(diǎn)，尤其為了HAZ韌性的提高而必須降低Ti和N，同時(shí)為了母材韌性的提高而需要降低S。
通過考慮以上幾點(diǎn)的成分設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在制作強(qiáng)度級(jí)別控制在750MPa以上、900MPa以下(相當(dāng)于X100級(jí))的UOE鋼管時(shí)，其具有非常良好的耐接頭破壞特性和韌性。這時(shí)，確認(rèn)到若使熱軋后的水冷的冷卻停止溫度處于350℃以上，則能夠滿足X100級(jí)所要求的150J這一非常高的耐破壞韌性值。
從一個(gè)側(cè)面講，本發(fā)明是一種UOE鋼管母材化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)，含有C0.03～0.08％、Mn1.70～2.2％、S0.0020％以下、Ti0.005～0.025％、N0.0050％以下，根據(jù)情況還含有從下述(i)至(iv)中選擇出的至少1種元素，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)組成，下述所定義的碳當(dāng)量(Ceq)為0.50％以上，焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)為0.24％以下，管周向強(qiáng)度為750MPa以上、900MPa以下，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15，Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+B，Ceq＝碳當(dāng)量、Pcm＝焊接裂紋敏感性指數(shù)，式中的各元素符號(hào)意思是該元素以質(zhì)量％計(jì)的含量，(i)Si0.05～0.50％及Al0.06％以下的1種或2種，(ii)Cu1.0％以下、Ni2.0％以下、Cr1.0％以下、Nb0.1％以下及V0.1％以下的1種或2種以上，(iii)Mo1.0％以下，(iv)Ca0.005％以下。
本發(fā)明的UOE鋼管所要求顯示出的破壞韌性為，母材和焊接熱影響部(HAZ)在-10℃下的擺錘吸收能達(dá)到150J以上。
從另一側(cè)面出發(fā)，本發(fā)明是一種制造上述碳當(dāng)量(Ceq)為0.50以上，接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)為0.24％以下，管周向強(qiáng)度為750MPa以上、900MPa以下的UOE鋼管的制造方法是將具有上述化學(xué)組成的鋼板進(jìn)行熱軋后，使水冷停止溫度為350℃以上進(jìn)行水冷，對(duì)得到的鋼板進(jìn)行U型擠壓和O型擠壓，再經(jīng)焊接和擴(kuò)管而得到UOE鋼管。UOE鋼管的焊接遵循常規(guī)方法通過潛弧焊進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，將經(jīng)過高碳當(dāng)量(Ceq)調(diào)節(jié)的鋼管制造成為750MPa以上、900MPa以下的強(qiáng)度，由此進(jìn)行潛弧焊的UOE鋼管所固有的接頭的HAZ軟化得以降低，UOE鋼管的耐接頭破壞特性顯著改善。另一方面，通過降低S、Ti、N的含量，能夠確保母材和HAZ的韌性。
本發(fā)明的UOE鋼管，由于能夠通過與現(xiàn)有的X80級(jí)以下的UOE鋼管相同的條件來制造，所以既能夠維持與現(xiàn)有的UOE鋼管同等的生產(chǎn)效率，又能夠制造超高強(qiáng)度的UOE鋼管。因此，能夠顯著降低超高強(qiáng)度的UOE鋼管的制造成本。


圖1表示鋼中S含量與母材的韌性(-10℃的擺錘吸收能)的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
為了使API規(guī)格也未規(guī)定的超高強(qiáng)度鋼適用于實(shí)際的管線，在把(1)破壞安全性和(2)周焊接性列入考慮后，就必須提供具有與鋪設(shè)環(huán)境相合的性能的管道。
特別是輸送天然氣和石油的長(zhǎng)距離管線若是有破壞發(fā)生必然導(dǎo)致重大事故。在破壞的方式上有脆性破壞和延性破壞。在脆性破壞中，相對(duì)于以500m/sec以上的超高速傳播破壞來說，來自延性破壞的破壞傳播速度小至300m/sec以下。因此，為了使鋼管適用于實(shí)際的管線，母材具有在使用環(huán)境下演變?yōu)橄裱有云茐倪@樣的韌性是大前提。
此外，關(guān)于韌性的要求水平，如HLP委員會(huì)(日本的破壞研究機(jī)構(gòu))提倡的，即使有高速延性破壞發(fā)生時(shí)，該破壞的傳播也要在一定距離以內(nèi)得到阻止，因此隨著鋼變?yōu)楦邚?qiáng)度，就需要更高的破壞韌性值。所需要的破壞韌性值(-10℃下的擺錘吸收能)也依存于強(qiáng)度的品級(jí)、鋼管的尺寸和內(nèi)部的壓力等，但是在X100級(jí)鋼中，不是一般鋼(APIX70級(jí))所要求的40～50J，而是要求在150J以上。因此，X100級(jí)鋼要求高強(qiáng)度的同時(shí)還要求有如此高的破壞韌性值。
關(guān)于破壞安全性，能夠通過在管周向施加力時(shí)的斷裂位置來評(píng)價(jià)。該斷裂位置大致分為母材、焊接金屬部和焊接熱影響部(HAZ)三種。母材斷裂時(shí)，如上述如果充分確保了韌性，則演變?yōu)檠有云茐?。焊接金屬部斷裂時(shí)，也有成為延性破壞的狀況，但是發(fā)生脆性破壞的情況占大多數(shù)。因此，需要絕對(duì)防止焊接金屬部的斷裂。一般來說，是通過使焊接金屬的強(qiáng)度在母材以上(處于過度)來防止焊接金屬部的斷裂。HAZ部的斷裂這一現(xiàn)象尤其會(huì)出現(xiàn)在700MPa以上的高強(qiáng)度鋼中。
本發(fā)明的鋼特別在該HAZ斷裂的防止上具有重大效果。被認(rèn)為可防止HAZ斷裂的方法有如下(1)使焊接金屬部的強(qiáng)度處于母材強(qiáng)度以上(確保過度)，(2)為了縮小HAZ的面積而極力減小焊接輸入熱量，(3)提高HAZ的強(qiáng)度，(4)控制焊接部形狀，就是降低焊接趾部的應(yīng)力集中。
在本發(fā)明中，為了確保HAZ的強(qiáng)度而提高Ceq。HAZ部是由于熱影響而一度熔化又再凝固或相變了的組織。為了使HAZ的強(qiáng)度上升，有效的做法是使成分充足(使Ceq和Pcm一起增大)或使輸入熱量降低。輸入熱量設(shè)定在能夠確保焊接部形狀的最低限度的輸入熱量即可，但若要使成分充足，則會(huì)存在這樣一個(gè)難點(diǎn)，就是導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼管之間的連接時(shí)的周焊接性降低。
在本發(fā)明中，通過實(shí)現(xiàn)高Ceq從而抑制HAZ的軟化，以確保高強(qiáng)度，另一個(gè)方面，將Pcm控制在一定程度以下，從而良好地維持周焊接性。
關(guān)于HAZ韌性的確保，調(diào)節(jié)N和Ti也很重要，通過使其平衡最佳化，可判明能夠防止伴隨著強(qiáng)度上升而來的韌性劣化。
以前，對(duì)于TS為750MPa以上的超高強(qiáng)度鋼的制造，一般適用TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)，使熱軋后的水冷停止溫度處于200℃以下(報(bào)告為室溫的例子也很多)。這是為了確保強(qiáng)度和韌性等的基本性能。
在本發(fā)明中，盡管是750MPa以上的超高強(qiáng)度鋼，但考慮到破壞安全性，其制造仍要以Ceq≥0.50％的成分組成，使熱軋后的水冷停止溫度處于350℃以上。由此，除了破壞發(fā)生時(shí)的接頭部附近破壞以外，能夠達(dá)成高強(qiáng)度·高韌性的并存。
另外，不采用極度低的水冷停止，能夠使母材的變形性、即均勻延伸率進(jìn)一步提高。因此，本發(fā)明的制造方法和UOE鋼管從破壞安全性的觀點(diǎn)來看非常有效。
所謂均勻延伸率(界限延伸率)，是指在拉伸試驗(yàn)中趕到達(dá)到最高載荷的塑性變形量。因此，所謂母材的均勻延伸率大，就意味著萬一在管線的作業(yè)中有壓力急劇上升的情況，其達(dá)到TS的塑性變形量大，破壞安全性高。從這一點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選母材的均勻延伸率為5.0％以上。
圖1是表示在X100級(jí)的鋼中，S與母材的韌性(-10℃下的擺錘吸收能)的關(guān)系的曲線圖。由圖1可知，母材的韌性水平由于低S化而被顯著改善。由該結(jié)果可知，在要求超高強(qiáng)度鋼具有高破壞韌性值時(shí)，有效的做法是調(diào)節(jié)S。
在本發(fā)明中，因?yàn)樗枰钠茐捻g性值為150J，所以S要在20ppm以下。此外，當(dāng)要求高破壞韌性值，例如要求為200J以上時(shí)，使S在14ppm以下即可。
本發(fā)明能夠提供一種UOE鋼管，像接頭部HAZ斷裂的防止、和母材的高均勻延伸率的確保這些靠現(xiàn)有的制造方法無法解決的問題，還有管線鋪設(shè)時(shí)的周焊接性能，它都能夠全部滿足。
根據(jù)本發(fā)明，通過與APIX80級(jí)以下的普通鋼相同的、而水冷停止溫度作為350℃以上的TMCP而制造的UOE鋼管，為了使其滿足APIX100級(jí)所相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度而將碳當(dāng)量(Ceq)設(shè)為0.50％以上，且將焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)抑制在0.24％以下，由此能夠確保周焊接性。
本發(fā)明中的母材的化學(xué)成分組成如下。
C0.03～0.08％C是有效提升強(qiáng)度的元素，為了賦予X100級(jí)的強(qiáng)度而含有0.03％以上。另一方面，當(dāng)C超過0.08％則韌性的降低顯著，在帶給母材的機(jī)械的特性以不利影響的同時(shí)，還會(huì)助長(zhǎng)鋼坯的表面瑕疵。優(yōu)選的C3含量為0.03～0.05％。
Mn1.70～2.2％Mn是在鋼的強(qiáng)化和強(qiáng)韌化方面有效的元素，為了確保強(qiáng)度和韌性而含有1.70％以上。但是，當(dāng)Mn超過2.2％則焊接部韌性劣化。優(yōu)選的Mn含量為1.8～2.0％。
S0.0020％以下S是為了母材的韌性確保而需要限制的元素之一，若S超過0.0020％，則不能確保必要的母材的破壞韌性值。如有關(guān)圖1所說明，S要根據(jù)母材所要求的破壞韌性值，例如在0.0014％以下，也可以進(jìn)一步限制。
Ti0.005～0.025％Ti通過TiN的生成來抑制HAZ的結(jié)晶粒成長(zhǎng)，具有使韌性提高的效果。為此至少需要0.005％的Ti。另一方面，若Ti超過0.025％，則溶解N量增加，HAZ韌性劣化。優(yōu)選的Ti含量為0.005～0.018％。
N0.0050％以下N與V、Ti等形成氮化物，可有效地提高高溫強(qiáng)度。但是，若N超過0.0050％，則會(huì)與Nb、V、Ti形成碳氮化物而引起母材和HAZ的韌性的降低。當(dāng)HAZ的要求水平高時(shí)，優(yōu)選N為極低的0.0035％以下。
除了上述的基本成分以外，為了達(dá)成X100級(jí)以上的高強(qiáng)度還有母材和HAZ的高韌性，母材的碳當(dāng)量(Ceq)和焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)成為非常重要的因素。
母材的Ceq0.50％以上在水冷停止溫度設(shè)定為350℃以上的TMCP中，為了保證X100級(jí)以上的母材強(qiáng)度，而使母材的碳當(dāng)量(Ceq)為0.50％以上。如果能夠確保X100級(jí)以上的母材鋼強(qiáng)度，則Ceq的上限沒有特別限制，不過Ceq優(yōu)選為0.55％以下。Ceq由下式表達(dá)(式中的各元素符號(hào)意思是該元素以質(zhì)量％計(jì)的含量)Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
母材的Pcm0.24％以下為了在高強(qiáng)度下且也包括在周焊接時(shí)確保高韌性，而要使母材的焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)為0.24％以下，并如此來設(shè)計(jì)鋼的成分。Pcm的下限沒有特別規(guī)定，但通常為0.16％以上。Pcm由下式表達(dá)(式中的各元素符號(hào)意思是該元素以質(zhì)量％計(jì)的含量)Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+B。
作為本發(fā)明的UOE鋼管，焊接金屬的Ceq和Pcm沒有特別限定。
還有，在本說明書中，僅記述為“Ceq”和“Pcm”時(shí)，意思是包含了HAZ的母材，即除了焊接金屬以外的鋼管整體的Ceq和Pcm。
本發(fā)明的UOE鋼管的管周向強(qiáng)度為750MPa以上、900MPa以下。這規(guī)定的是鋼管的強(qiáng)度水平為X100級(jí)的水平。在本發(fā)明中，通過如上述這樣控制成分組成，運(yùn)用將熱軋后的水冷停止溫度設(shè)為350℃以上、與現(xiàn)有的較低強(qiáng)度的UOE鋼管相同的方法，能夠制造X100品級(jí)的超高強(qiáng)度UOE鋼管，且能夠確保必要的母材和HAZ的破壞韌性性。
本發(fā)明的UOE鋼管的母材，也可以再含有從下述(i)～(iv)的群中選擇出的1種或2種以上的任意成分。
(i)Si0.05～0.50％、Al0.060％以下Si和Al都具有脫氧作用，優(yōu)選調(diào)配它們中的至少1種。
Si除了作為脫氧劑以外，還有使鋼強(qiáng)化的作用。當(dāng)Si含量低于0.05％則脫氧不充分。若Si超過0.5％，則在HAZ有大量板條狀馬氏體生成，使HAZ韌性極底劣化，相應(yīng)的是鋼管的機(jī)械性質(zhì)的降低。Si含量可以在0.05～0.50％的范圍內(nèi)，其決定需考慮與鋼板的板厚的平衡。
Al與Si同樣起著脫氧劑的作用，但要以0.06％以下才能充分得到該效果。過量的添加除了使現(xiàn)場(chǎng)周焊接性劣化以外，從經(jīng)濟(jì)面出發(fā)也不為優(yōu)選。
(ii)Cu1.0％以下、Ni2.0％以下、Cr1.0％以下、Nb0.1％以下、V0.1％以下這些元素通過少量的添加可改善淬火性，隨之而來的是對(duì)各種特性的改善產(chǎn)生影響。
Cu能夠通過固溶強(qiáng)化和淬火性增大效果帶來的組織變化，在不明顯損害韌性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的提高。若Cu超過1.0％，則對(duì)鋼坯表面保護(hù)層有害的Cu裂紋(checking)發(fā)生，為了對(duì)其加以防止而需要對(duì)鋼坯低溫加熱，可制造范圍受到限制。
Ni與Cu一樣，能夠通過固溶強(qiáng)化和淬火性增大效果帶來的組織變化，在不明顯損害韌性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的提高。同時(shí)有著抑制熱彎曲加工后的母材和HAZ韌性的劣化的作用。高于2.0％的Ni的添加會(huì)使成本提高，除了不實(shí)用以外，也使現(xiàn)場(chǎng)周焊接性劣化。
Cr與Cu和Ni相同，能夠通過固溶強(qiáng)化和淬火性增大效果帶來的組織變化，在不明顯損害韌性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的提高，但是若Cr超過1.0％，則使HAZ的韌性劣化。
Nb和V帶來的巨大效果是，基于析出強(qiáng)化和淬火性增大效果的強(qiáng)度上升，或者伴隨結(jié)晶粒微細(xì)化的韌性的改善。若其添加量均超過0.1％，則成為使HAZ的韌性降低的原因。
添加這1或2種以上的元素時(shí)，更優(yōu)選的含量為Cu0.50％以下、Ni0.80％以下、Cr0.40％以下、Nb0.06％以下、V0.06％以下。
(iii)Mo1.0％以下Mo可有效地提高母材·焊接部的強(qiáng)度。若Mo的添加量過多，則造成現(xiàn)場(chǎng)周焊接性和HAZ的韌性劣化，因此將上限設(shè)為1.0％。添加Mo時(shí)的更優(yōu)選的含量為0.50％以下。
(iv)Ca0.005％以下。
Ca有控制夾雜物形態(tài)的效果，具體來說就是使夾雜物球狀化，可防止氫致開裂和層狀(lamellar)龜裂。但是在0.005％則其效果飽和。
為了制造本發(fā)明的UOE鋼管，對(duì)調(diào)整為上述規(guī)定的化學(xué)組成的鋼坯進(jìn)行熱軋，精軋結(jié)束后，進(jìn)行水冷停止溫度為350℃以上的水冷。通過慣用的U型擠壓和O型擠壓將得到的熱軋鋼板成形為管體，接著，從內(nèi)外面焊接對(duì)接部。該焊接通過潛弧焊進(jìn)行。通過焊接制管后進(jìn)行擴(kuò)管以提高圓度。擴(kuò)管可通過機(jī)械擴(kuò)管或水壓擴(kuò)管進(jìn)行。
在本發(fā)明的UOE鋼管的制造方法中，除了熱軋后的水冷條件，關(guān)于UOE鋼管的制造工序沒有特別限制。實(shí)施與現(xiàn)有的X80級(jí)以下的UOE鋼管相同的制造即可。盡管如此，仍能夠制造出X100級(jí)(管周向強(qiáng)度為750MPa以上、900MPa以下)的超高強(qiáng)度，同時(shí)耐破壞特性優(yōu)異的UOE鋼管。
接下來，通過實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明，但實(shí)施例只不過是示例，并不限制本發(fā)明。
實(shí)施例將具有表1所示的化學(xué)成分的鋼坯，加熱·保持在1100～1200℃以后，在700～850℃進(jìn)行精軋直至板厚達(dá)到20mm后，以表1所示的水冷停止溫度進(jìn)行水冷，而后空冷至常溫，由此制造母材的熱軋鋼板。通過冷U型擠壓，然后O型擠壓將該母材鋼板成形為管體。然后，通過慣用的潛弧焊焊接對(duì)接部，再進(jìn)行機(jī)械擴(kuò)管。如此制造出外徑910mm(36英寸)、壁厚20mm、長(zhǎng)1200mm的UOE鋼管。
母材的強(qiáng)度和韌性、以及制作的UOE鋼管的接頭抗拉特性和周焊接試驗(yàn)的結(jié)果都匯總在表1中。特別是，母材強(qiáng)度和接頭拉伸斷裂位置在確認(rèn)本發(fā)明的效果上是一個(gè)重要的項(xiàng)目。
關(guān)于母材的韌性和強(qiáng)度，是從不包括焊接部和HAZ的UOE鋼管在周向上提取沖擊沖擊試驗(yàn)片(JIS4號(hào))和拉伸試驗(yàn)片(ASTM直徑6.35mm圓棒試驗(yàn)片)，求得-10℃下的擺錘吸收能(表中記述為VE-10℃)、抗拉強(qiáng)度(TS)、和均勻延伸(界限延伸率)。
接頭拉伸試驗(yàn)，是將UOE鋼管的焊接部鉆至中央，如此在周向提取拉伸試驗(yàn)片，對(duì)焊縫余高實(shí)施拉伸試驗(yàn)，確認(rèn)其強(qiáng)度和斷裂位置。另外，從UOE鋼管的HAZ(焊接熱影響部)提取沖擊試驗(yàn)片(JIS4號(hào))，求得-10℃下的擺錘吸收能(表中記述為VE-10℃)。焊接性能的評(píng)價(jià)是通過實(shí)際周焊接UOE鋼管，實(shí)施Y裂紋試驗(yàn)，看是否在-10℃發(fā)生裂紋?？梢娏鸭y時(shí)表示為“×”，未見時(shí)表示為“○”。
在作為實(shí)施例的No.1和20～24中，母材的強(qiáng)度和韌性滿足規(guī)定的條件，同時(shí)通過使成分最佳化，而能夠在接頭拉伸試驗(yàn)中達(dá)成母材斷裂，接頭破壞特性也優(yōu)異。另外，周焊接性也良好。
另一方面，在比較例中，不能滿足適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、韌性或其他的性能。特別是在No.10、12和16～18中，HAZ的韌性極度降低。
表1

(注)TS抗拉強(qiáng)度、UEL界限延伸率、BM母材、HAZ熱影響部、*本發(fā)明范圍外的條件、(周)周方向、實(shí)實(shí)施例
權(quán)利要求
1.一種UOE鋼管，其特征在于，母材化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)，含有C0.03～0.08％、Mn1.70～2.2％、S0.0020％以下、Ti0.005～0.025％、N0.0050％以下，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，通過使下述所定義的碳當(dāng)量Ceq為0.50％以上、及焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm為0.24％以下，從而管周方向強(qiáng)度為750MPa以上，900MPa以下，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+B；Ceq＝碳當(dāng)量、Pcm＝焊接裂紋敏感性指數(shù)，式中的各元素符號(hào)表示該元素以質(zhì)量％計(jì)的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UOE鋼管，其特征在于，所述母材化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)，還含有從下述的(i)至(iv)中選擇出的至少1種元素(i)Si0.05～0.50％及Al0.06％以下的1種或2種，(ii)Cu1.0％以下、Ni2.0％以下、Cr1.0％以下、Nb0.1％以下及V0.1％以下的1種或2種以上，(iii)Mo1.0％以下，(iv)Ca0.005％以下。
3.一種UOE鋼管的制造方法，其特征在于，是制造被下述定義的碳當(dāng)量Ceq在0.50以上及焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm在0.24％以下，管周向強(qiáng)度為750MPa以上、900MPa以下的UOE鋼管的制造方法，其中，將母材化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有C0.03～0.08％、Mn1.70～2.2％、S0.0020％以下、Ti0.005～0.025％、N0.0050％以下，根據(jù)情況還含有從下述(i)至(iv)中選擇出的至少1種元素，余量由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼板進(jìn)行熱軋后，將水冷停止溫度設(shè)為350℃以上進(jìn)行水冷，對(duì)得到的鋼板進(jìn)行U型擠壓及O型擠壓，然后經(jīng)焊接和擴(kuò)管而得到UOE鋼管，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+B；Ceq＝碳當(dāng)量、Pcm＝焊接裂紋敏感性指數(shù)，式中的各元素符號(hào)意思是該元素以質(zhì)量％計(jì)的含量，(i)Si0.05～0.50％及Al0.06％以下的1種或2種，(ii)Cu1.0％以下、Ni2.0％以下、Cr1.0％以下、Nb0.1％以下及V0.1％以下的1種或2種以上，(iii)Mo1.0％以下，(iv)Ca0.005％以下。
全文摘要
一種管周向的強(qiáng)度具有750MPa以上、900MPa以下的超高強(qiáng)度，母材和熱影響部的韌性和接頭破壞特性優(yōu)異，周焊接性也良好的管線用UOE鋼管，含有C0.03～0.08％、Mn1.70～2.2％、S0.0020％以下、Ti0.005～0.025％、N0.0050％以下，具有下述規(guī)定的碳當(dāng)量(Ceq)為0.50％以上、焊接裂紋敏感性指數(shù)(Pcm)為0.24％以下的組成，由熱軋后的水冷停止溫度為350℃以上的熱軋鋼板制造Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+B。
文檔編號(hào)C21D8/10GK1977059SQ20058002131
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者高橋伸彰, 三浦充, 山本昭夫 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社