o+W/2为1.0~ 1. 6%〇
[0076] W含量的优选下限为1.5%,W含量的优选上限为2.0%。
[0077] B:0 ~0.01%
[0078] 硼⑶为选择元素。B将钢中的碳化物分散、稳定化。若B即使少也含有则可得到上 述效果。另一方面,若B含量过高则钢的焊接性和加工性降低。因此B含量为0~0.01 %。 B含量的优选下限为0. 0003%,进一步优选为0. 001 %。B含量的优选上限为0. 008%,进一 步优选为0.005%。
[0079] Ti:0 ~0.1%
[0080] 钛(Ti)为选择元素。Ti与Cr相比直至高温范围为止形成稳定的碳化物,提高钢 的蠕变强度。另一方面,若Ti含量过高则析出大量的粗大的碳化物,而钢的韧性降低。因 此,Ti含量为0~0.1%。Ti含量的优选下限为0.003%,进一步优选为0.007%。Ti含量 的优选上限为〇. 03%,进一步优选为0. 022%。
[0081] Ni:0 ~0.8%
[0082] 镍(Ni)为选择元素。Ni为奥氏体稳定化元素,抑制delta( δ )铁素体的生成。作 为铁素体形成元素的W含量多的情况下,特别优选含有Ni。另一方面,若Ni含量过高则钢 的蠕变断裂强度降低。因此,Ni含量为0~0.8%。Ni含量的优选下限为0.2%。需要说 明的是,W含量少时等可以不抑制δ铁素体时,优选的Ni含量不足0.2%。
[0083] 本发明的高Cr钢可以还含有Ca和Mg中的至少一种以上。这些元素都为选择元 素,在提高钢的热加工性方面是共通的。
[0084] Ca和Mg中的至少一种以上的总计:0~0· 01 %
[0085] 钙(Ca)和镁(Mg)都为选择元素。这些元素提高钢的热加工性。另一方面,若这 些元素含量总计过高则钢的清净性降低。因此,Ca和Mg中的至少一种以上的总含量(以 下称为Ca和/或Mg总量)为0~0· 01%。Ca和/或Mg总量的优选下限为0· 0005%,进 一步优选为〇. 001 %,特别优选为〇. 0015%。Ca和/或Mg总量的优选上限为0. 008%,进 一步优选为0.006%。
[0086] 本发明提供的高Cr钢的剩余部分为Fe和杂质。杂质指的是由作为钢的原料利用 的矿石、废料、或制造过程的环境等混入的,在不会对本发明的高Cr钢造成不良影响的范 围内容许的元素。
[0087] 具有上述化学组成的高Cr钢管坯例如通过以下的方法制造。
[0088] 将具有上述化学组成的钢熔炼,用周知的方法精炼。接着,通过连续铸造法将钢液 形成连续铸造材。连续铸造材例如为板坯、大方坯、圆坯。另外,也可以通过铸锭法将钢液 形成钢锭。
[0089] 将板坯、大方坯、钢锭进行热加工形成钢坯(制管用钢坯)。也可以通过热乳来形 成钢坯,也可以通过热锻来形成钢坯。
[0090] 将通过连续铸造或热加工得到的钢坯进行热加工来制造管坯。例如作为热加工, 实施曼内斯曼穿乳,制造作为管坯的无缝钢管。对于穿乳后的管坯,可以使用芯棒式无缝管 乳机实施拉伸乳制,也可以在拉伸乳制后,使用定径机或拉伸缩径乳机实施定径乳制。将通 过以上的热加工制造的管坯冷却。管坯可以冷却至室温。优选的冷却方法为空气冷却或自 然冷却。
[0091] [热处理工序]
[0092] 对于所准备的管坯,实施第一热处理,接着实施第二热处理。如上所述,本热处理 工序中,尽可能抑制热处理后的高Cr钢管中的马氏体量。
[0093] [关于第一热处理工序]
[0094] 具有上述化学组成的管坯的自硬性高。因此,用上述制造方法进行热加工后,即使 进行空气冷却或自然冷却的情况下,也会生成马氏体。因此对于所准备的管坯,实施以软化 为目的的热处理。
[0095] 首先,将所准备的管坯加热到高于砧点且950°C以下的第一温度。接着,在第一 温度保持管坯。例如向具有第一温度的炉温的热处理炉插入管坯,接着管坯温度形成第一 温度后,将管坯在热处理炉内保持规定时间。通过第一热处理,管坯内的马氏体相变为奥氏 体,组织中的马氏体减少。
[0096] 若第一温度为六"点以下则组织中的马氏体不会相变为奥氏体。另一方面,若第一 温度超过950°C则管坯的外表面中的氧化皮生成量过多。若在管坯外表面生成大量的氧化 皮则对于热处理工序后的高Cr钢管,必须实施除氧化皮处理(将氧化皮自外表面脱离的处 理)。因此,第一温度为高于Αα点且950°C以下。
[0097] 第一温度的优选下限为840°C以上,进一步优选为860°C以上,特别优选为AC3点以 上。此时,残留于第一热处理工序后的管还的马氏体量減少或消灭。
[0098] 将管坯加热到第一热处理温度后,在第一热处理温度将管坯保持优选5分钟以 上。此时,管坯的组织中的马氏体減少。保持时间的更优选下限为8分钟。若保持时间过 长则管坯表面中的氧化皮生成量増加,因此,保持时间的优选上限为40分钟,更优选为30 分钟。
[0099] [关于第一热处理工序后~第二热处理工序]
[0100] 第一热处理工序之后,实施第二热处理工序。此时如图1所示,不将第一热处理工 序后的管坯温度降低到Ms点以下,而接着开始第二热处理工序。因此,在高于Ms点的温度 维持第一热处理工序后的管坯温度的同时,接着开始第二热处理工序。
[0101] 第二热处理工序中,对于管坯在六"点以下的第二温度实施热处理。具体而言,将 管坯加热到第二温度之后,在第二温度保持管坯。第二温度的优选下限为700°C,优选上限 为 800°C。
[0102] 此时,优选在第一热处理炉实施第一热处理工序,在与第一热处理炉不同的第二 热处理炉实施第二热处理工序。此时,自第一热处理炉将管坯抽出到炉外,将管坯装入到第 二热处理炉。通过管坯自第一热处理炉抽出,可以快速地降低管坯的温度。即将装入到第 二热处理炉之前的管坯温度,可以通过自第一热处理炉抽出直至装入到第二热处理炉为止 期间的时间来调整。
[0103] 即将装入到第二热处理炉之前的管坯温度优选为低于第二温度的温度。即,抽出 的工序优选将管坯温度降低到高于Ms点且低于第二温度的温度。该管坯温度更优选为高 于Ms点且Ms点+200°C以下的温度,进一步优选为高于Ms点且Ms点+100°C以下的温度。 即将装入到第二热处理炉之前的管坯温度低时,操作上容易进行温度管理。例如薄壁的钢 管的情况下,为了使得即将装入到第二热处理炉之前的管坯温度为第二温度以上,需要用 于保温的特殊处理、向炉的搬送速度的管理等更严格的对策。
[0104] 另一方面,在自第一热处理炉抽出之后直至装入到第二热处理炉为止期间,若管 坯温度冷却至Ms点以下则在管坯的微细组织内形成马氏体。第二热处理工序中,马氏体不 会相变为奥氏体,因此在第二热处理工序后的高Cr钢管内残留马氏体。此时,高Cr钢管的 硬度和强度提高,难以进行扩管、伸管之类的加工。
[0105] 本发明提供的高Cr钢管的制造方法中,如上所述,将第一热处理工序与第二热处 理工序期间的管坯温度维持得比Ms点高。因此,可以抑制在高Cr钢管内生成马氏体,可以 降低高Cr钢管的硬度。
[0106] 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 速度优选设为140°C /分钟以下,更优选设为90°C /分钟以下,进一步优选设为70°C /分钟 以下。冷却速度越低则铁素体析出量越增加,因此可以进一步降低硬度。
[0107] 对上述冷却速度的下限値没有特别限制。冷却速度的优选下限为3°C /分钟。
[0108] 实施例
[0109] 在各种制造条件下制造高Cr钢管,测定高Cr钢管的维氏硬度。
[0110] [高Cr钢管的制造方法]
[0111] 将表1所示的钢A及B熔炼。
[0112]
[0113] 参照表1,钢A为相当于ASTM P91的化学组成,钢B具有相当于ASTM P92的化学 组成。
[0114] 通过曼内斯曼穿孔,制造各种钢的管坯。具体而言,通过连续铸造法制造各种钢的 多种圆坯。使用穿孔机对圆坯实施穿乳,进而通过芯棒式无缝管乳机、定径机或拉伸缩径乳 机,实施定径乳制,制造管还。钢A的各管还的外径为406. 4mm、壁厚为37. Omm。钢B的各 管还的外径为219. 1mm、壁厚为23. 0mm。
[0115] 使用所制造的管坯,在表2所示的制造条件下实施热处理。
[0119] 图2~图7为表示各制造条件的加热曲线的图。对于各制造条件而言,第一热处 理工序和第二热处理工序使用相同的加热炉或彼此不同的加热炉实施。
[0120] 具体而言,对于制造条件1而言,如表2和图2所示,作为第一热处理工序,将原材 料装入到加热炉,加热到1060°C。然后,将管坯在1060°C保持10分钟。接着,将管坯自第 一加热炉抽出,在炉外冷却至室温(25°C )。此