專利名稱：雙相不銹鋼鋼管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在二氧化碳腐蝕環(huán)境和應(yīng)力腐蝕環(huán)境下也發(fā)揮出優(yōu)異的耐腐蝕性，并且還兼具高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法。根據(jù)本發(fā)明制造的雙相不銹鋼鋼管能夠用于例如油井和氣井(以下統(tǒng)稱為“油井”)。
背景技術(shù)：
在深井和含有濕潤(rùn)的二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)、氯離子(Cl—)等腐蝕性物質(zhì)的嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境的油井中，作為油井管，使用如22Cr鋼和25Cr鋼這樣Cr含量高的奧氏體 /鐵素體系的雙相不銹鋼鋼管。這些奧氏體/鐵素體系的雙相不銹鋼，在制造時(shí)通常實(shí)施的固溶處理的狀態(tài)下， 要盡力得到抗拉強(qiáng)度(TS)為80kgf/mm2 (785MPa)，且屈服強(qiáng)度(0. 2%彈性極限應(yīng)力)也為 60kgf/mm2(588MPa)級(jí)的抗拉強(qiáng)度?；谠搯?wèn)題點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)1中提出有一種方法，其是對(duì)于含有0. 1 0. 3%的N的雙相不銹鋼鋼管，以斷面收縮率計(jì)施加5 50%的冷加工后， 以100 350°C的溫度加熱30分鐘以上，由此得到高強(qiáng)度雙相不銹鋼鋼管。因此認(rèn)為，除了冷加工帶來(lái)的加工硬化之外通過(guò)組合時(shí)效處理，能夠得到具有高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管。但是，近年來(lái)，油井深井化的傾向顯著，以在比以往更嚴(yán)酷的環(huán)境下的使用為目的，特別要求制造強(qiáng)度高達(dá)110 140ksi級(jí)(最低屈服強(qiáng)度為758. 3 965. 2MPa)，并且滿足規(guī)格所規(guī)定的各種強(qiáng)度水平的雙相不銹鋼鋼管。而且因此，如專利文獻(xiàn)1，只是僅僅考慮 N含量是不夠的，還需要考慮其他元素的含量，而且需要進(jìn)行比冷加工度更嚴(yán)格的管理。另外，在專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的制造方法中，時(shí)效處理的工序增加，由此存在生產(chǎn)效率降低和成本增大的問(wèn)題。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)高耐腐蝕性和高強(qiáng)度化為目的，對(duì)于含有Cu的雙相不銹鋼鋼材實(shí)施斷面收縮率35%以上的冷加工后，進(jìn)行加熱、急冷，之后實(shí)施溫加工。 而且，其中作為現(xiàn)有例公開(kāi)的是，在含有Cu的雙相不銹鋼線材的固溶熱處理后，以加工量 25 70的斷面收縮率實(shí)施冷加工，能夠得到抗拉強(qiáng)度110 140kgf/mm2和高強(qiáng)度的線材。 但是，在此，僅僅是公開(kāi)通過(guò)冷加工，抗拉強(qiáng)度上升，而且公開(kāi)的數(shù)據(jù)不是管材，而是線材， 因此作為在油井管的材料設(shè)計(jì)上重要的屈服強(qiáng)度為哪種程度是不清楚的。此外在專利文獻(xiàn)3中記述，通過(guò)鑄造進(jìn)行的低加工度的冷加工而能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度化。但是，其中公開(kāi)的方法不過(guò)是，一邊對(duì)進(jìn)行了固溶處理的雙相不銹鋼的原材施加旋轉(zhuǎn)， 一邊跨越縱長(zhǎng)方向全域，依次以0. 5 1. 6%左右的冷加工率進(jìn)行鍛造而使強(qiáng)度提高。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平2490920號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平7-207337號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)平5-277611號(hào)公報(bào)如此，上述文獻(xiàn)均公開(kāi)能夠通過(guò)冷加工達(dá)到高強(qiáng)度。但是，考慮了雙相不銹鋼鋼管的組成的由冷加工帶來(lái)的高強(qiáng)度化的具體研究并未進(jìn)行，關(guān)于用于得到目標(biāo)強(qiáng)度，特別是用于得到屈服強(qiáng)度的恰當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)和冷加工條件均沒(méi)有任何教導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人等鑒于這樣的情況，其目的在于，提供一種雙相不銹鋼鋼管的制造方法， 其不僅具有在深井和嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境中使用的油井管所要求的耐腐蝕性，而且還兼具目標(biāo)強(qiáng)度。本發(fā)明人等為了解決上述課題，在具有各種化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材中，使最終的冷軋下的加工度發(fā)生各種變化而制造雙相不銹鋼鋼管，進(jìn)行確認(rèn)其抗拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)， 其結(jié)果是得出以下(a) (h)所示的見(jiàn)解。(a)對(duì)于在深井和在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下被用于油井的雙相不銹鋼鋼管，要求有耐腐蝕性。但是，若C量多，則由于熱處理和焊接時(shí)等的熱影響，導(dǎo)致碳化物的析出容易過(guò)剩， 若從鋼的耐腐蝕性和加工性的觀點(diǎn)出發(fā)，從耐腐蝕性的觀點(diǎn)需要降低C含量。(b)若降低C含量，則直接導(dǎo)致強(qiáng)度不足，但通過(guò)對(duì)于雙相不銹鋼鋼鋼材進(jìn)行熱加工或進(jìn)一步固溶熱處理而制作的管坯，經(jīng)過(guò)之后的冷軋，能夠使其強(qiáng)度提高。但是，若這時(shí)的加工度Rd以斷面收縮率計(jì)超過(guò)35%，則雖然具有高強(qiáng)度，但是卻發(fā)生加工硬化，因此延展性和韌性降低。另外，若這時(shí)的加工度以斷面收縮率計(jì)低于10%，則不能取得期望的高強(qiáng)度。因此，冷軋時(shí)的加工度以斷面收縮率計(jì)，需要10 80%。(c)而且可知，在進(jìn)行冷軋時(shí)的加工度Rd以斷面收縮率計(jì)在10 80%的范圍內(nèi)， 雙相不銹鋼鋼管中，最終冷軋下的加工度Rd越大，能夠得到越高的屈服強(qiáng)度YS，該加工度 Rd與屈服強(qiáng)度YS由線性關(guān)系表示。予以說(shuō)明，還可知，Cr的含量對(duì)于雙相不銹鋼鋼管的強(qiáng)度影響很大，越是高Cr材， 越能夠得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管。此外還可知，Mo含量、W含量和N含量的影響也很大，通過(guò)含有Mo、W和N，能夠得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管。圖1是對(duì)于在后述的實(shí)施例中使用的具有各種化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼管，描繪以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd(%)和經(jīng)拉伸試驗(yàn)所得到的屈服強(qiáng)度YS(MPa)的曲線圖。顯示出在以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd和屈服強(qiáng)度YS之間存在相關(guān)關(guān)系。而且還可知，Cr含量和W含量越高，越能夠得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管。(d)其次，本發(fā)明人等認(rèn)為，如果雙相不銹鋼鋼管的屈服強(qiáng)度依存于進(jìn)行冷軋時(shí)的加工度Rd和雙相不銹鋼鋼管的化學(xué)組成，則為了得到作為該雙相不銹鋼鋼管的目標(biāo)屈服強(qiáng)度，可以確立與管加工條件相關(guān)的適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)方法。即，為了得到作為該雙相不銹鋼鋼管的目標(biāo)屈服強(qiáng)度，可以不借助雙相不銹鋼鋼管的化合組成進(jìn)行的微調(diào)整，而是可以借助進(jìn)行冷軋時(shí)的加工度Rd進(jìn)行的微調(diào)整。而且不需要根據(jù)每種強(qiáng)度水平來(lái)變更合金組成而熔煉多種雙相不銹鋼，因此能夠抑制材料鋼坯的庫(kù)存。如此，如果能夠確立與管加工條件相關(guān)的適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)方法，則為了得到具有目標(biāo)強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管，不必每次都使原材的合金組成發(fā)生變化，只要采用考慮原材的合金組成而求得的目標(biāo)冷軋條件，即以目標(biāo)加工度Rd或其以上的加工度進(jìn)行冷軋即可。(e)在這樣的構(gòu)思下，對(duì)于雙相不銹鋼鋼管的屈服強(qiáng)度、進(jìn)行冷軋時(shí)的加工度Rd 和雙相不銹鋼鋼管的化學(xué)組成之間的相關(guān)關(guān)系，反復(fù)進(jìn)行銳意研究和實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙相不銹鋼鋼管，在進(jìn)行冷軋時(shí)的加工度Rd以斷面收縮率計(jì)為10 80%的范圍內(nèi)，屈服強(qiáng)度 YS(MPa)能夠基于進(jìn)行冷軋時(shí)的加工度Rd，和雙相不銹鋼鋼管的化學(xué)組成之中的Cr、Mo、W 和N的各成分的含量，并基于下述(2)式計(jì)算。YS = (14. 5XCr+48. 3XMo+20. 7XW+6. 9XN) X (Rd)195 ... (2)其中，式中的YS和Rd分別是指屈服強(qiáng)度(MPa)和以斷面收縮率計(jì)的加工度(％)， 而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。予以說(shuō)明，作為冷加工方法，一般來(lái)說(shuō)可列舉如下使用拉拔機(jī)的拉模和插塞 (plug)進(jìn)行的冷拉拔加工；還有使用皮爾格式軋管機(jī)(pilger mill)的輥鍛模(roll dies)和芯軸(mandrel)進(jìn)行的冷軋。但是，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，即使是以同一斷面收縮率求得的加工度，比起通過(guò)本發(fā)明的冷軋得到的管的強(qiáng)度，通過(guò)冷拉拔加工得到的管的強(qiáng)度這一方更高，以及冷拉拔加工下的加工度Rd和屈服強(qiáng)度YS (MPa)的關(guān)系不符合上述( 式。 因此在本發(fā)明中，限定于經(jīng)過(guò)冷軋工序而制造雙相不銹鋼鋼管的方法。圖2是關(guān)于后述的實(shí)施例中使用的各種雙相不銹鋼鋼管，取將化學(xué)組成及以其斷面收縮率計(jì)的加工度Rd(%)代入上述( 式的右邊所得到的值為X軸，然后，取實(shí)際經(jīng)拉伸試驗(yàn)而得到的屈服強(qiáng)度YS(MPa)為Y軸，由此而繪制的曲線圖?？娠@示出如果是雙相不銹鋼鋼管，則根據(jù)式O)，由該化學(xué)組成及以其斷面收縮率計(jì)的加工度Rd(%)能夠高精度地求得屈服強(qiáng)度。(f)因此，為了得到具有作為目標(biāo)強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管，將除了以原材的合金成分即Cr、Mo、W和N的含量而顯現(xiàn)的屈服強(qiáng)度以外的屈服強(qiáng)度，利用冷軋顯現(xiàn)即可。而且，為了得到目標(biāo)屈服強(qiáng)度MYSdlO 140ksi級(jí)(最低屈服強(qiáng)度為758. 3 965. 2MPa))，在選定雙相不銹鋼鋼管的化學(xué)組成后，只要采用由上述( 式獲得的加工度Rd(% )或其以上的加工度進(jìn)行最終的冷軋即可。因此，最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在 10 80%的范圍內(nèi)，并且以滿足下述(1)式的條件進(jìn)行冷軋即可。Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195] ... (1)其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，然后，Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。(g)還有，為了得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管，即目標(biāo)屈服強(qiáng)度MYS(125 140ksi級(jí)(最低屈服強(qiáng)度為861. 8 965. 2MPa))的雙相不銹鋼鋼管，還發(fā)現(xiàn)將最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd特別規(guī)定在25 80%的范圍內(nèi)，或者使雙相不銹鋼中的Mo含量高達(dá)2 4質(zhì)量％，使W含量高達(dá)1. 5 6質(zhì)量％即可。此外還發(fā)現(xiàn)，將最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在25 80%的范圍內(nèi)，并且使雙相不銹鋼中的Mo含量高達(dá)2 4質(zhì)量％，使W含量高達(dá)1. 5 6質(zhì)量％時(shí)，能夠制造目標(biāo)屈服強(qiáng)度為更高強(qiáng)度的HOksi級(jí)(最低屈服強(qiáng)度為965. 2MPa)的雙相不銹鋼鋼管。(h)如此，對(duì)于雙相不銹鋼鋼管，也不用過(guò)度地添加合金成分，而是通過(guò)選擇冷加工條件，就能夠得到目標(biāo)屈服強(qiáng)度，因此能夠?qū)崿F(xiàn)材料成本的降低。此外，因?yàn)榕浜显牡暮辖鸾M成而選擇冷加工條件，能夠得到具有目標(biāo)強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管，所以不需要針對(duì)每種強(qiáng)度水平變更合金組成而熔煉多種雙相不銹鋼。因此能夠抑制材料鋼坯的庫(kù)存。本發(fā)明是在這一新的發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成的，其要旨如以下(1) ⑷所示。(1) 一種具有758. 3 965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法，其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%、Cr 20 35%、Ni :3 10%、Mo :0 6%、W :0 6%、Cu :0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于，在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在10 80%的范圍內(nèi)且滿足下述(1)式的條件下進(jìn)行冷軋。Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195] ... (1)其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。(2) 一種具有861. 8 965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法， 其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%、Cr 20 35%、Ni :3 10%、Mo :0 6%、W :0 6%、Cu :0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于，最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在25 80%的范圍內(nèi)且滿足下述(1)式的條件下進(jìn)行冷軋。Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195] ... (1)其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。(3) 一種具有861. 8 965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法， 其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%、Cr 20 35%、Ni :3 10%、Mo :2 6%、W :1. 5 6%、Cu :0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于，在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在10 80%的范圍內(nèi)且滿足下述(1)式的條件下進(jìn)行冷軋。Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195] ... (1)其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。(4) 一種具有965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法，其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有C
0.03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%、Cr :20 35%、Ni :3 10%、Mo :2 6%、W
1.5 6%、Cu :0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于，在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在25 80%的范圍且滿足下述(1)式的條件下進(jìn)行冷軋。Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195 ... (1)其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。
予以說(shuō)明，在用于本發(fā)明的雙相不銹鋼鋼材的化學(xué)組成中，作為余量的‘Te和雜質(zhì)”中的所謂的“雜質(zhì)”，指的是工業(yè)上制造雙相不銹鋼鋼管時(shí)，以礦石或廢鋼等這樣的原料為首，因制造工序的各種要素而混入的成分，在不對(duì)本發(fā)明造成不良影響的范圍內(nèi)允許含有。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，不用過(guò)度地添加合金成分，通過(guò)選擇冷加工條件，就能夠制造出不僅具有在深井和嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境中使用的油井管所要求的耐腐蝕性，而且還兼具作為目標(biāo)強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管。


圖1是關(guān)于雙相不銹鋼鋼管，描繪以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd(%)和經(jīng)拉伸試驗(yàn)所得到的屈服強(qiáng)度YS(MPa)的曲線圖。圖2是關(guān)于雙相不銹鋼鋼管，將化學(xué)組成及以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd(^)RA 上述(2)式的右邊所得到的值作為X軸，，然后經(jīng)拉伸試驗(yàn)而得到的屈服強(qiáng)度YS(MPa)作為 Y軸，由此而繪制的曲線圖。
具體實(shí)施例方式接下來(lái)，闡述關(guān)于本發(fā)明的雙相不銹鋼鋼管的制造方法中使用的鋼材的化學(xué)組成的限制理由。還有，各元素的含量的“ ％，，表示“質(zhì)量％ ”。C :0.03% 以下C是具有使奧氏體相穩(wěn)定、提高強(qiáng)度的效果，并且在熱處理的升溫時(shí)使碳化物析出而得到微細(xì)組織的效果的元素。但是，若其含量超過(guò)0. 03%，則由于熱處理和焊接時(shí)等的熱影響導(dǎo)致碳化物的析出過(guò)剩，使鋼的耐腐蝕性和加工性劣化。因此使其上限為0.03%。優(yōu)選的上限為0. 02%。Si:l% 以下Si是作為合金的脫氧劑有效的元素，另外，也是具有在熱處理下的升溫時(shí)使金屬間化合物析出得到微細(xì)組織這一效果的元素，因此能夠根據(jù)需要使之含有。這些效果以 0.05%以上含量能夠獲得。但是，若其含量超過(guò)1%，則由于熱處理和焊接時(shí)等的熱影響導(dǎo)致碳化物的析出過(guò)剩，使鋼的耐腐蝕性和加工性劣化，因此Si含量為1 %以下。優(yōu)選的范圍是0. 7%以下。Mn :0.1 4%Mn與上述的Si —樣，是作為合金的脫氧劑有效的元素，并且將鋼中不可避免含有的S作為硫化物固定，且改善熱加工性。其效果以0.1%以上含量能夠獲得。但是，若其含量超過(guò)4%，則不僅熱加工性降低，而且對(duì)耐腐蝕性造成不良影響。因此，Mn含量為0. 1 4%。優(yōu)選的范圍是0. 1 2%，更優(yōu)選的范圍是0.3 1.5%。Cr: 20 35%Cr在用于維持耐腐蝕性，提高強(qiáng)度上是有效的基本成分。為了得到這些效果，需要使其含量為20%以上。但是，若Cr含量超過(guò)35%，則σ相容易析出，耐腐蝕性和韌性均劣化。因此Cr的含量為20 35%。為了得到更高強(qiáng)度，優(yōu)選為23%以上。另外，從韌性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為28%以下。Ni:3 10%Ni是使奧氏體相穩(wěn)定，用于得到雙相組織而被含有的元素。其含量低于3%時(shí)，則鐵素體相成為主體而得不到雙相組織。另一方面，若超過(guò)10%，則成為奧氏體主體，得不到雙相組織，另外，因?yàn)镹i是昂貴的元素，所以也有損經(jīng)濟(jì)性，由此Ni含量為3 10%。優(yōu)選上限為8%。Mo :0 6% (也包括不添加)Mo是使耐點(diǎn)腐蝕性和耐間隙腐蝕性提高，并且通過(guò)固溶強(qiáng)化使強(qiáng)度提高的元素， 因此可以根據(jù)需要使之含有。想要得到該效果時(shí)優(yōu)選使之含有0.5%以上。另一方面，若過(guò)剩地使之含有，則σ相容易析出，韌性均劣化。因此Mo含量?jī)?yōu)選為0.5 6%。想要得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管時(shí)，更優(yōu)選使Mo含量為2 6%，想要進(jìn)一步使組織和韌性穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為2 4%。W :0 6% (也包括不添加)W與Mo同樣，是使耐點(diǎn)腐蝕性和耐間隙腐蝕性提高，并且通過(guò)固溶強(qiáng)化使強(qiáng)度提高的元素，因此可以根據(jù)需要使之含有。想要得到該效果時(shí)則優(yōu)選使之含有0.5%以上。另一方面，若過(guò)剩地使之含有，則σ相容易析出，韌性劣化。因此W含量?jī)?yōu)選為0.5 6%。 想要得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管時(shí)，更優(yōu)選使W含量為1. 5 6%。在此，如上述，Mo和W未必一定使之含有，可以使之含有任意一方或兩方。含有Mo 和W的任意一方時(shí)，Mo和W的優(yōu)選含量和更優(yōu)選的含量如上所述。而且，含有Mo和W雙方時(shí)，優(yōu)選使Mo含量為0. 5 6%，且使W含量為0. 5 6%。想要得到更高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管時(shí)，更優(yōu)選使Mo含量為2 6%，且使W含量為1. 5 6%。Cu :0 3% (也包括不添加)Cu是改善耐腐蝕性和抗晶界腐蝕的元素，可以根據(jù)需要使之含有。如果想要得到該效果，則優(yōu)選使之含有0. 1 %以上，更優(yōu)選使之含有0. 3 %以上。但是，若含量超過(guò)3 %，則其效果飽和，熱加工性和韌性反而降低。因此，含有Cu時(shí)，其含量?jī)?yōu)選為0.1 3%。更優(yōu)選為0. 3 2%。N :0.15 0.60%N是提高奧氏體的穩(wěn)定性，并且提高雙相不銹鋼的耐點(diǎn)腐蝕性和耐間隙腐蝕性的元素。另外，因?yàn)榕cC同等地具有使奧氏體相穩(wěn)定，使強(qiáng)度提高的效果，所以在得到高強(qiáng)度的本發(fā)明中是重要的元素。其含量在低于0.15%時(shí)得不到充分的效果。另一方面，若超過(guò) 0. 60%，則使韌性和熱加工性劣化，因此其含量為0. 15 0. 60%。為了得到更高強(qiáng)度，優(yōu)選使其下限為0.17%。另外，優(yōu)選使其上限為0. 35%。進(jìn)一步優(yōu)選的含量為0. 20 0. 30%。此外，作為雜質(zhì)被含有的P、S、0由于下述的理由，優(yōu)選限制在P :0. 04%以下、S 0. 03% 以下、0 0. 010% 以下。P :0.04% 以下P作為雜質(zhì)被含有，但若其含量超過(guò)0. 04%，則使熱加工性降低，另外也使耐腐蝕性和韌性降低。因此優(yōu)選使其上限為0. 04%。S :0.03% 以下S與上述的P —樣，作為雜質(zhì)被含有，但若其含量超過(guò)0. 03%，則不僅熱加工性顯著降低，而且硫化物成為點(diǎn)蝕的發(fā)生起點(diǎn)，損害耐點(diǎn)腐蝕性。因此，優(yōu)選使其上限值為 0. 03%。0:0. 010% 以下在本發(fā)明中，因?yàn)榇罅亢蠳且其含量達(dá)0. 15 0. 35 %，所以熱加工性容易劣化。 因此0含量?jī)?yōu)選為0. 010%以下。本發(fā)明的雙相不銹鋼，除了上述的元素以外，也可以還含有Ca、Mg和稀土類元素 (REM)之中的1種或2種以上。使這些元素也可以含有的理由和此時(shí)的含量如下。Ca :0. 01%以下、Mg :0. 01%以下和稀土類元素(REM) :0. 2%以下的1種或2種以上這些成分可以根據(jù)需要使之含有。如果使之含有這些成分中的任何一種，則將阻礙熱加工性的S作為硫化物固定，均具有使熱加工性提高的效果。但是，若Ca和Mg均超過(guò) 0. 01%，而且若REM超過(guò)0. 2%，則粗大的氧化物生成，反而招致熱加工性的降低，因此使其含有這些時(shí)，各自的上限Ca和Mg為0. 01 %，而且REM為0. 2%。還有，為了確實(shí)地體現(xiàn)該熱加工性的提高效果，優(yōu)選使Ca和Mg含有0. 0005 %，而且優(yōu)選使REM含有0. 001 %以上。 予以說(shuō)明，所謂REM，是鑭系的15種元素加上Y和Sc的17種元素的總稱，能夠含有這些元素之中的1種或2種以上。還有，REM的含量是指這些元素的合計(jì)含量。本發(fā)明的雙相不銹鋼鋼管含有上述的必須元素或還含有上述的任意元素，且余量含有狗和雜質(zhì)，能夠由通常商業(yè)性的生產(chǎn)所使用的制造設(shè)備和制造方法制造。例如，雙相不銹鋼的熔煉能夠利用電爐、底吹A(chǔ)r-OJg合氣體脫碳爐(A0D爐)和真空脫碳爐(V0D爐) 等。熔煉的熔湯可以鑄造成鑄錠，也可以通過(guò)連續(xù)鑄造法鑄造成棒狀的鋼坯等。使用這些鋼坯，通過(guò)玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法(Ugine Sejournet)等的擠出制管法，或曼內(nèi)斯曼制管法等熱加工，能夠制造雙相不銹鋼的冷加工用管坯。然后，熱加工后的管坯能夠通過(guò)冷軋而成為具有期望的強(qiáng)度的成品管。另外在本發(fā)明中，也可以規(guī)定最終冷加工時(shí)的加工度，根據(jù)需要對(duì)于經(jīng)熱加工而得到的冷加工用管坯進(jìn)行固溶熱處理后，進(jìn)行管表面的除去氧化皮的除銹，經(jīng)一次冷加工制造具有期望的強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管?；蛘咭部梢栽谧罱K的冷加工前進(jìn)行1次或多次的途中的冷加工，進(jìn)行固溶熱處理，在除銹后再進(jìn)行最終的冷軋。通過(guò)途中進(jìn)行冷加工，由此容易調(diào)整最終的冷軋中的加工度，同時(shí)與在熱加工狀態(tài)下直接進(jìn)行冷加工的情況相比，能夠通過(guò)最終的冷加工得到具有更高精度的管尺寸的管。實(shí)施例1首先，以如下方法進(jìn)行熔煉用電爐熔化具有表1所示的化學(xué)組成的雙相不銹鋼， 進(jìn)行成分調(diào)整而大致成為目標(biāo)的化學(xué)組成后，使用AOD爐進(jìn)行脫碳和脫硫處理。得到的熔湯鑄造成重1500kg，直徑500mm的鑄錠。然后切割成長(zhǎng)度1000mm，得到擠壓制管用鋼坯。 接著，使用該鋼坯，以基于玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法進(jìn)行的熱擠出制管法，成形為冷加工用管坯。表1
權(quán)利要求
1.一種具有758. 3 965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法， 其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%,Cr 20 35%,Ni 3 10%,Mo 0 6%、W :0 6%、Cu :0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于，在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在10 80%的范圍內(nèi)且滿足下述 (1)式的條件下進(jìn)行冷軋，Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195] ... (1) 其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。
2.一種具有861. 8 965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法， 其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%,Cr 20 35%,Ni 3 10%,Mo 0 6%、W :0 6%、Cu :0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于，在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在25 80%的范圍內(nèi)且滿足下述 (1)式的條件下進(jìn)行冷軋，Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195 ... (1) 其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。
3.一種具有861. 8 965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法， 其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%,Cr 20 35%,Ni 3 10%,Mo 2 6%、W :1. 5 6%、Cu 0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于， 在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在10 80%的范圍內(nèi)且滿足下述 (1)式的條件下進(jìn)行冷軋，Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195 ... (1) 其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度 (MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。
4.一種具有965. 2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法，其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C 0. 03% 以下、Si 以下、Mn :0. 1 4%,Cr 20 35%,Ni 3 10%,Mo 2 6%、W :1. 5 6%、Cu 0 3%、N :0. 15 0. 60%，余量含有!^e和雜質(zhì)，其特征在于， 在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在25 80%的范圍內(nèi)且滿足下述 (1)式的條件下進(jìn)行冷軋，Rd = exp[{ln(MYS)-ln(14. 5 X Cr+48. 3XMo+20. 7 Xff+6. 9 XN)}/0. 195 ... (1) 其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％ )和目標(biāo)屈服強(qiáng)度(MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％ )。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有758.3～965.2MPa的最低屈服強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法，其是對(duì)具有如下化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材，通過(guò)實(shí)施熱加工或進(jìn)一步實(shí)施固溶熱處理而制作冷加工用管坯后，通過(guò)冷軋而制造雙相不銹鋼鋼管的方法，所述化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有，C0.03％以下、Si1％以下、Mn0.1～4％、Cr20～35％、Ni3～10％、Mo0～6％、W0～6％、Cu0～3％、N0.15～0.60％，余量含有Fe和雜質(zhì)，其特征在于，在最終的冷軋工序中的以斷面收縮率計(jì)的加工度Rd在10～80％的范圍內(nèi)且滿足下述(1)式的條件下進(jìn)行冷軋，Rd＝exp[{ln(MYS)-ln(14.5×Cr+48.3×Mo+20.7×W+6.9×N)}/0.195] …(1)其中，式中的Rd和MYS分別是指以斷面收縮率計(jì)的加工度(％)和目標(biāo)屈服強(qiáng)度(MPa)，而且Cr、Mo、W和N是指各個(gè)元素的含量(質(zhì)量％)。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102282273SQ200980154519
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者小野敏秀, 諏訪部均 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社