高Cr钢管的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢管的制造方法，更具体而言，涉及石油厂、火力发电厂等中使用的高 Cr钢管的制造方法。
【背景技术】
[0002] 石油厂和火力发电厂中，利用各种耐热钢管。构成上述工厂的设备中，高温高压下 使用的配管、反应管和热交换器中使用的钢管，使用含有8. 0~10质量％的Cr的高Cr钢 管。这种高Cr钢管的代表例例如为具有ASTM P91及P92中规定的化学组成的钢管。
[0003] 作为高Cr钢管，有通过锻造而制造的锻造钢管、通过焊接而制造的焊接钢管、和 通过曼内斯曼法穿乳而制造的无缝钢管。
[0004] 例如火力发电厂的将涡轮机与锅炉连接的连接管，其外径大、为450~900mm。作 为这种大直径的高Cr钢管，也可以利用锻造钢管、焊接钢管。但是对于锻造钢管而言，生产 率低、难以制造薄壁的钢管。另外，对于焊接钢管而言，焊接部的机械特性有可能低。
[0005] 若利用无缝钢管、通过扩管来制造大直径的高Cr钢管，则可以抑制生产率降低， 也可以制造薄壁钢管。另外，也不存在如焊接钢管那样的在轴向延伸的焊接部。因此，为了 制造高Cr钢管，优选利用无缝钢管。
[0006] 使用了无缝钢管的高Cr钢管产品的制造方法的一例如下所述。通过穿乳，制造高 Cr钢管中间品（无缝钢管）。对于所制造的高Cr钢管进行冷加工或温热加工（伸管或扩 管），形成规定尺寸。对于所加工的高Cr钢管，实施热处理（正火及回火、所谓正火回火处 理），制造尚Cr钢管广品。
[0007] 高Cr钢管由于Cr含量高、为8. 0~10%，穿乳后的高Cr钢管（管坯）的硬度高。 因此，对于管坯实施冷加工或温热加工的情况下，对于加工前的管坯进行软化处理。
[0008] ASTM P91标准的高Cr钢管产品的一般的热处理方法如上所述为正火回火处理。 因此，作为高Cr钢管（管坯）的软化处理方法，可以利用该正火回火处理。但是，若对于管 坯实施与作为最终产品的高Cr钢管产品相同的正火回火处理，则正火温度高，因此制造成 本升高。进而，形成于正火回火处理后的管坯的表面的氧化皮量增多。因此，在将管坯扩管 或伸管之前，有时必须实施除氧化皮处理（喷丸处理等）。
[0009] 日本特开平10-30121号公报中公开了一种CrMo钢的软化热处理方法，其中，将含 有C :0. 20%、Cr :8~10%，还含有Mo :1. 5%以下、W :2. 0%以下中的一种或两种的钢，在 变点~A。3相变点的温度范围内保持5分钟以上后，冷却至660~800°C的恒温保持 温度，进行规定的保持时间的高温保持。但是，该方法被指出不能适用于含有V、Nb等形成 碳氮化物的合金元素的钢。日本特开2004-285432号公报提出了高Cr钢管（管坯）的软 化处理方法。日本特开2004-285432号公报中，通过热乳而制造高Cr钢管之后，在仏^相 变温度+43相变温度）/2以上且（A。3相变温度+50°C )以下的温度下加热高Cr钢管之后， 在700~800°C的温度下保持30分钟以上，进行冷却。日本特开2004-285432号公报中， 通过第一阶段的热处理，将母相奥氏体化，在钢中尽可能析出粗大的碳化物、碳氮化物。接 着通过第二阶段的热处理，使得固溶于奥氏体中的C和N充分粗大析出。也就是说，日本特 开2004-285432号公报的目的在于，第一阶段的热处理和第二阶段的热处理都使得碳化物 和碳氮化物粗大析出。
【发明内容】
[0010] 根据日本特开2004-285432号公报，在第二阶段的热处理中，使得固溶于奥氏体 中的C和N充分粗大析出（参照日本特开2004-285432号公报的段落[0024])。因此，对于 日本特开2004-285432号公报的钢管而言，在第二阶段的热处理时，在钢中应该存在残余 奥氏体。残余奥氏体由于存在于经过淬火的钢，因此认为日本特开2004-285432号公报中， 第一阶段的热处理后的钢的组织包含马氏体和残余奥氏体。这种组织的情况下，即使实施 第二阶段的热处理之后，钢管也有可能没有充分软化。
[0011] 本发明的目的在于，提供能够制造低硬度的高Cr钢管的制造方法，从而后工序中 实施的扩管或伸管之类的加工变得容易。
[0012] 本发明提供的高Cr钢管的制造方法，其具备下述工序：准备将钢坯（billet)热加 工后冷却而得到的管坯的工序，所述钢坯按质量％计，含有C :0. 05~0. 15%、Si :0. 02~ 0· 70%、Mn :0· 10 ~1. 0%、P :0· 025% 以下、S :0· 010% 以下、Cr :8· 0 ~10%、Mo :0· 15 ~ 1. 25%、V :0· 08 ~0· 35%、Nb :0· 02 ~0· 12%、A1 :0· 05% 以下、N :0· 01 ~0· 10%、W :0 ~ 2·50%、Β:0 ~0.01%、Ti :0 ~0· l%、Ni :0 ~0.8%、Ca和 / 或 Mg 的总计：0 ~0.01%， 剩余部分由Fe和杂质组成；在高于Αα点且950°C以下的第一温度保持管坯温度的第一热 处理工序；和第一热处理工序之后，不将管坯温度降低到Ms点以下的温度，而接着在AC1点 以下的第二温度保持的第二热处理工序。
[0013] 利用本发明提供的高Cr钢管的制造方法时，可以制造低硬度的高Cr钢管。
【附图说明】
[0014] 图1为表示本发明的实施方式提供的高Cr钢管的制造方法中的第一及第二热处 理工序的加热曲线（热过程）的图。
[0015] 图2为表示实施例（比较例）中使用的加热曲线的一例的图。
[0016] 图3为实施例（比较例）中使用的加热曲线的一例，为表示与图2不同的其它的 加热曲线的一例的图。
[0017] 图4为表示实施例（发明例）中使用的本发明的加热曲线的一例的图。
[0018] 图5为实施例（比较例）中使用的加热曲线的一例，为表示与图2及图3不同的 加热曲线的一例的图。
[0019] 图6为实施例（发明例）中使用的本发明的加热曲线的一例，为表示与图4不同 的实施方式的图。
[0020] 图7为与图2~图6不同的其它的实施例（比较例）中使用的加热曲线的一例， 为表示与图2、图3和图5不同的加热曲线的一例的图。
[0021] 图8为表示实施了图2~图7的各加热曲线的热处理时的高Cr钢管的维氏硬度 的图。
[0022] 图9为表示对于钢种类与图8不同的高Cr钢管实施了图2~图7的各加热曲线 的热处理时的高Cr钢管的维氏硬度的图。
【具体实施方式】
[0023] 以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。对于图中相同或相当部分附加 相同符号，不重复其说明。以后的说明中的" ％ "在没有特别规定的情况下指的是质量％。
[0024] 本发明人等对于降低后工序中实施扩管、伸管之类的加工的高Cr钢管的硬度的 方法进行了研究。其结果得到下述发现。
[0025] 若可以抑制马氏体的生成则高Cr钢管的硬度降低，容易进行加工。含有8~10% 的Cr的高Cr钢，其自硬性高。因此，若将包含高Cr钢的原材料穿乳而制造管坯（无缝钢 管）则在管坯的冷却时生成马氏体。
[0026] 因此，为了消灭或减少所生成的马氏体，作为第一热处理工序，将管坯温度加热到 高于A"点且950°C以下的第一温度，并保持于该温度。此时，马氏体的一部分或全部相变 为奥氏体，因此可以消灭或减少钢中的马氏体。
[0027] 但是，如上所述，高Cr钢由于自硬性高，因此在第一热处理工序后的冷却时有可 能再次生成马氏体。此时，作为第二热处理工序，若在以下的温度将管坯回火则高Cr 钢管以某种程度软化。
[0028] 但是，若在第二热处理工序前的管坯残留马氏体，则在第二热处理工序中，即使实 施回火处理，也会在钢中残留回火马氏体，硬度难以充分降低。
[0029] 因此，本发明中，如图1所示，第一热处理工序后的管坯温度不降低到Ms点以下， 而接着作为第二热处理工序，开始回火处理。此时，第一热处理工序后的管坯中，可以抑制 由于冷却而生成马氏体。因此，在第二热处理工序后的高Cr钢管内不易生成回火马氏体。 因此，可以降低高Cr钢管的硬度，在后工序中容易进行扩管、伸管之类的加工。
[0030] 优选在完成第一热处理工序之后、直至开始第二热处理工序为止期间的管坯温度 的冷却速度设为90°c /分钟以下。此时，可以进一步降低高Cr钢管的硬度。
[0031] 基于以上发现完成的本发明的主旨如下所述。
[0032] 本发明提供的高Cr钢管的制造方法，其具备下述工序：准备管坯的工序，所述管 坯按质量％计，含有 C :0· 05 ~0· 15%、Si :0· 02 ~0· 70%、Mn :0· 10 ~1. 0%、P :0· 025% 以下、S :0· 010% 以下、Cr :8· 0 ~10%、M〇