耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管及其制造方法与流程

本发明涉及钢管外表面的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用的电阻焊钢管(electric-resistance-weldedsteelpipe)。另外，本发明涉及这样的电阻焊钢管的制造方法。

背景技术：

由碳钢制的传热管构成的锅炉配管，有时在硝酸盐环境等中使用。因此，这样的锅炉配管有可能由于由硝酸铵引起的应力腐蚀裂纹的原因而损伤。因此，对于该锅炉配管，要求耐应力腐蚀裂纹性(以下有时称为“耐scc性”)。

锅炉配管的损伤，是在起动成套设备时排气中的no2、nh3溶解于配管上的结露凝结水而产生的硝酸铵、和由弯曲、翅片卷焊所致的拉伸残余应力成为原因，这些原因相辅相成而引起的现象。

在一般的成套设备中，由于硝酸铵而会发生应力腐蚀裂纹(以下有时称为“scc”)的锅炉配管存在约200～500根左右。因此，通常在以约50天进行的定期检查中难以精度良好地检查全部配管。另外，包含这样的锅炉配管的热交换装置在其结构上也有不能够检查到的部位(配管)。

近年来，定期检查的间隔变长，根据成套设备也有4年间没有检查而运转的情况。在那样的情况下，在成套设备运转中锅炉配管发生scc的可能性高，根据情况也有可能该配管发生爆裂。

关于锅炉配管的技术被公开于例如以下的专利文献1～3中。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:特开2005－091029号公报

专利文献2:特开平06－287678号公报

专利文献3:特开平10－096050号公报

在专利文献1中，公开了一种以高精度评价诊断废热回收锅炉的碳钢制传热管的由硝酸盐所致的scc损伤的方法，具体而言，公开了一种硝酸盐应力腐蚀裂纹损伤诊断法，其中，求出成套设备的各模式的起动停止次数和在各模式下的湿润时间以及在各模式下的排气中的氮氧化物浓度，算定总湿润时间中的蓄积硝酸盐的浓度，算出直到该所算定的蓄积硝酸盐的浓度达到预先确定的能引起应力腐蚀裂纹的发生界限硝酸盐浓度为止的运转期间，来评价损伤度。

在专利文献2中，公开了一种高温特性和耐蚀性优异的高强度锅炉用电阻焊钢管，具体而言，公开了一种锅炉电阻焊钢管，其成分组成以重量％计，将c：0.15～0.30％、si：0.05～0.50％、mn：0.25～1.5％、n：0.005～0.010％、cu：0.02～0.10％、ca：0.001～0.004％、mo：0.01～0.10％、s：0.003％以下作为基本成分，余量由fe以及不可避免的元素组成，通过造管后正火，电阻焊接部和母材部成为均匀组织。

在专利文献3中，公开了一种耐硝酸应力腐蚀裂纹性优异的钢材，具体而言，公开了下述的耐硝酸应力腐蚀裂纹性优异的钢材，其以重量％计包含c：0.005～0.05％、si：0.1～0.8％、mn：0.2～1.5％、p：0.015％以下、s：0.015％以下、cr：3.5～5.0％、mo：0.2～1.2％、nb：0.01～0.15％、al：0.01～0.20％、n：0.015％以下，余量由包含不可避免的成分在内的fe组成。

技术实现要素：

上述的锅炉配管的损伤，通过在硝酸盐环境等中使用时裂纹沿焊接部的铁素体晶界扩展而发生。这样，在焊接部发生损伤是由于，起因于焊接部与母材部相比碳浓度低，在焊接部不能以能耐受在硝酸盐环境中的使用的程度充分地得到铁素体晶界强度的缘故。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供提高焊接部的铁素体晶界强度、抑制焊接部的裂纹、具有优异的耐应力腐蚀裂纹性的锅炉用电阻焊钢管，以及提供该电阻焊钢管的制造方法。

本发明人为了解决上述课题，对于提高焊接部的铁素体晶界强度，抑制焊接部的裂纹，进而能够发挥优异的耐应力腐蚀裂纹性(耐scc性)的锅炉用电阻焊钢管进行锐意研究，得到了以下的见解(a)、(b)。

(a)在电阻焊接时，在焊接对接部发生脱碳，由此，焊接对接部的铁素体晶界强度降低。本发明人得到了下述见解：通过在电阻焊接后实施规定的热处理，能够提高焊接对接部的碳浓度，使焊接对接部的铁素体晶界强度提高，进而能够使耐scc性提高。再者，本发明人得到了下述见解，即，关于对铁素体晶界强度造成影响的脱碳的有无，能够采用以下方法判断：评价母材部的从表面起算的不同的深度位置彼此间的硬度差，并且评价焊接对接部的硬度与母材部的硬度之差的方法(评价方法1)，或者，评价焊接对接部的珠光体面积率，并且对焊接对接部的珠光体面积率与母材部的珠光体面积率比较评价的方法(评价方法2)。

(b)另外，本发明人得到了下述见解，即，对于耐scc性的提高，能够除了在见解(a)中所示的关于有无脱碳的评价方法1、2以外还采用评价钢管表层部的残余应力的方法(评价方法3)来判断。

本发明是基于上述的各见解而完成的，其要旨如下。

[1]一种耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管，其特征在于，成分组成以质量％计包含

c：0.05～0.35％、

si：0.10～0.35％、

mn：0.25～1.50％、

s：0.035％以下、

p：0.035％以下、

al：0.005～0.050％、

n：0.010％以下、和

o：0.010％以下，

还任选地包含cr：1.00％以下、mo：1.00％以下、ni：2.00％以下、cu：2.00％以下、b：0.0030％以下、nb：0.20％以下、v：0.20％以下、ti：0.20％以下、ca：0.0050％以下、mg：0.0050％以下的至少1种，

余量为fe以及不可避免的杂质，

母材部的表层的硬度与母材部的1/2厚度深度位置的硬度之差为20hv以下，

从外表面到1mm深度处的焊接对接部的硬度与从外表面到1mm深度处的母材部的硬度之差为20hv以下。

[2]一种耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管，其特征在于，成分组成以质量％计包含

c：0.05～0.35％、

si：0.10～0.35％、

mn：0.25～1.50％、

s：0.035％以下、

p：0.035％以下、

al：0.005～0.050％、

n：0.010％以下、和

o：0.010％以下，

还任选地包含cr：1.00％以下、mo：1.00％以下、ni：2.00％以下、cu：2.00％以下、b：0.0030％以下、nb：0.20％以下、v：0.20％以下、ti：0.20％以下、ca：0.0050％以下、mg：0.0050％以下的至少1种，

余量为fe以及不可避免的杂质，

从外表面到1mm深度处的焊接对接部的珠光体面积率为5％以上。

[3]根据上述[1]或[2]所述的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管，上述焊接对接部的表层部的残余应力为200mpa以下。

[4]根据上述[1]～[3]的任一项所述的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管，上述从外表面到1mm深度处的焊接对接部的枝晶面积率为1％以下。

[5]一种耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管的制造方法，是上述[1]～[4]的任一项所述的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管的制造方法，其特征在于，包括：

将上述[1]或[2]中所记载的成分组成的钢材成形为管的工序(i)；和

对上述管实施在气氛炉中、在ac3点以上且1250℃以下的温度下保持30秒以上的热处理的工序(ii)。

[6]根据上述[5]所述的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管的制造方法，包括工序(iii)，所述工序(iii)是在上述工序(ii)之后矫正上述管的弯曲，其后在400℃以上且ac1点以下的温度下实施热处理的工序。

[7]根据上述[5]或[6]所述的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管的制造方法，上述气氛炉的气氛不含氧气。

[8]根据上述[7]所述的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管的制造方法，上述气氛炉的气氛为氩气、氮气、二氧化碳和氢气中的至少1种。

本发明涉及的锅炉用电阻焊钢管，设定了特定的成分组成，而且将母材部的从表面起算的不同的深度位置彼此间的硬度差设定在规定范围，并且，将焊接对接部的硬度与母材部的硬度之差设定在规定范围。代替性地，本发明涉及的锅炉用电阻焊钢管，设定了特定的成分组成，而且将焊接对接部的珠光体面积率设定在规定范围。另外，为了实现这些硬度、珠光体面积率，在本发明涉及的锅炉用电阻焊钢管的制造方法中，使用规定的气氛炉，并且，在热处理中将保持温度以及保持时间设定在规定的范围。因此，根据关于本发明的锅炉用电阻焊钢管的技术，通过提高焊接对接部的碳浓度，能够得到提高铁素体晶界强度、抑制焊接部的裂纹、具有优异的耐应力腐蚀裂纹性的锅炉用电阻焊钢管。

附图说明

图1是表示在裂纹的发生部分的调查中作为对象的钢管的部位的示意图，(a)是表示钢管中的焊接对接部的截面图，(b)是(a)的圆圈包围部分的放大图。

图2是电阻焊钢管的焊接对接部的截面照片，(a)是没有发生裂纹的例子，(b)是发生了裂纹的例子。

图3是表示锅炉用电阻焊钢管的硬度与距焊接面的距离的关系的图表，(a)表示没有发生应力腐蚀裂纹的钢管，(b)表示发生了应力腐蚀裂纹的钢管。

图4是表示管的焊接对接部的碳浓度的示意图，(a)表示热处理前的状态，(b)表示热处理后的状态。

具体实施方式

以下详细说明本发明涉及的耐应力腐蚀裂纹性优异的锅炉用电阻焊钢管(以下有时称为“本申请电阻焊钢管”)及其制造方法(以下有时称为“本申请制法”)的实施方式。再者，以下的实施方式并不限定本发明。另外，上述实施方式的构成要素包括本领域普通技术人员能够且容易置换的构成要素、或实质上相同的构成要素。而且，关于上述实施方式中所包含的各种形态，本领域普通技术人员能够在不言自明的范围内任意地组合。

＜本申请电阻焊钢管＞

[成分组成]

首先，对本申请电阻焊钢管的成分组成的限定理由进行详述。再者，以下所示的成分组成的单位“％”全部意指质量％。

(必需元素)

本申请电阻焊钢管，以下面所示的各范围含有c、si、mn、s、p、al、n和o、以及fe和不可避免的杂质。

c：0.05～0.35％

c是为确保钢管的强度而必需的元素。当低于0.05％时，钢管的强度不足，因此c设为0.05％以上。优选为0.06％以上。另一方面，当超过0.35％时，钢管的硬度上升，加工性劣化，因此c设为0.35％以下。优选は0.32％以下。

si：0.10～0.35％

si是通过固溶强化而有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.10％时，不能充分体现添加效果，因此si设为0.10％以上。优选为0.15％以上。另一方面，当超过0.35％时，钢管的强度过于上升，加工性降低，因此si设为0.35％以下。优选为0.30％以下。

mn：0.25～1.50％

mn是确保淬硬性、有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.25％时，不能充分体现添加效果，因此mn设为0.25％以上。优选为0.27％以上。另一方面，当超过1.50％时，钢管的硬度过于上升，加工性劣化，因此mn设为1.50％以下。优选为1.45％以下。

s：0.035％以下

s是形成成为裂纹的发生起点的mns的元素。因此，优选s尽可能少，因此设为0.035％以下。优选为0.030％以下。下限包括0％，但要将s降低至小于0.0001％的话，制造成本会大幅上升，因此在实用上0.0001％为实质的下限。

p：0.035％以下

p是引起成为延展性劣化的原因的晶界偏析、中心偏析的元素。因此，优选p尽可能少，因此设为0.035％以下。优选为0.030％以下。下限包括0％，但如果将p降低至小于0.0010％，则制造成本会大幅上升，因此在实用上0.0010％为实质的下限。

al：0.005～0.050％

al是脱氧元素。当低于0.005％时，脱氧不充分，因此al设为0.005％以上。优选为0.010％以上。另一方面，如果超过0.050％，则由于氧化铝系氧化物的粗大化而导致加工性劣化，因此al设为0.050％以下。优选为0.040％以下。

n：0.010％以下

n是不可避免地存在的元素。如果超过0.010％，则夹杂物粗大化，加工性劣化，因此n设为0.010％以下。优选为0.008％以下。下限包括0％，但如果将n降低至小于0.0010％，则制造成本会大幅上升，因此在实用上0.0010％为实质的下限。

o：0.010％以下

o是在脱氧后不可避免地存在的元素。如果超过0.010％，则夹杂物粗大化，加工性劣化，因此o设为0.010％以下。优选为0.005％以下。下限包括0％，但如果将o降低至小于0.0005％，则制造成本会大幅上升，因此在实用上0.0005％为实质的下限。

余量：fe以及不可避免的杂质

余量为fe和不可避免的杂质。在此，不可避免的杂质，不是有意地混入的杂质，并且是指在原材料中所含的杂质或在各制造工序中会混入的杂质。作为本申请电阻焊钢管中的不可避免的杂质，可列举例如as、na、zr、sb。再者，在本申请中，这些不可避免的杂质如以下那样特别地限定含量(上限值)。

即，各含量被限定为：as0.01％以下、na0.01％以下、zr0.01％以下、sb0.01％以下。通过将这些元素的各自的含量限定在上述各范围，能够高效率地防止阻碍作为本申请所特有的效果的、提高焊接部的铁素体晶界强度从而抑制焊接部的裂纹的效果的情况。

(任选的元素)

本申请电阻焊钢管，除了含有上述所示的元素以外，也可以在不损害本申请电阻焊钢管的特性的范围内以下面所示的各自的范围含有cr、mo、ni、cu、b、nb、v、ti、mg中的至少任一种。

cr：0.05～1.00％

cr是确保淬硬性、有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.05％时，不能充分体现添加效果，因此cr优选设为0.05％以上。进一步优选为0.10％以上。另一方面，如果超过1.00％，则钢管的硬度过于上升，加工性劣化，因此优选cr设为1.00％以下。进一步优选为0.80％以下。

mo：0.05～1.00％

mo是确保淬硬性、有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.05％时，不能充分体现添加效果，因此mo优选设为0.05％以上。进一步优选为0.10％以上。另一方面，如果超过1.00％，则钢管的硬度过于上升，加工性劣化，因此mo优选设为1.00％以下。进一步优选为0.80％以下。

ni：0.10～2.00％

ni是确保淬硬性、有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.10％时，不能充分体现添加效果，因此ni优选设为0.10％以上。进一步优选为0.15％以上。另一方面，如果超过2.00％，则钢管的硬度过于上升，加工性劣化，因此ni优选设为2.00％以下。进一步优选为1.50％以下。

cu：0.10～2.00％

cu是确保淬硬性、有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.10％时，不能充分体现添加效果，因此cu优选设为0.10％以上。进一步优选为0.15％以上。另一方面，如果超过2.00％，则钢管的硬度过于上升，加工性劣化，因此cu优选设为2.00％以下。进一步优选为1.50％以下。

b：0.0003～0.0030％

b是确保淬硬性、有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.0003％时，不能充分体现添加效果，因此b优选设为0.0003％以上。进一步优选为0.0005％以上。另一方面，如果超过0.0030％，则有时招致晶界脆化，因此b优选设为0.0030％以下。进一步优选为0.0020％以下。

nb：0.005～0.20％

nb是与c、n的亲合力强，析出nbcn，有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.005％时，不能充分体现添加效果，因此nb优选设为0.005％以上。进一步优选为0.010％以上。另一方面，如果超过0.20％，则由nbc所致的析出硬化变得显著，加工性劣化，因此nb优选设为0.20％以下。进一步优选为0.10％以下。

v：0.005～0.20％

v是与c、n的亲合力强，析出vn、vc，有助于钢管的强度提高的元素。当低于0.005％时，不能充分体现添加效果，因此v优选设为0.005％以上。进一步优选为0.010％以上。另一方面，如果超过0.20％，则由vn、vc所致的析出硬化变得显著，加工性劣化，因此v优选设为0.20％以下。进一步优选为0.10％以下。

ti：0.005～0.20％

ti是与n的亲合力强，析出tin，有助于组织的微细化的元素。当低于0.005％时，不能充分体现添加效果，因此ti优选设为0.005％以上。进一步优选为0.008％以上。另一方面，如果超过0.20％，则由tic所致的析出硬化变得显著，加工性劣化，因此ti优选设为0.20％以下。进一步优选为0.10％以下。

ca：0.0001～0.0050％

ca是调整母材以及电阻焊接部的夹杂物的形态，有助于加工性提高的元素。当低于0.0001％时，不能充分体现添加效果，因此ca优选设为0.0001％以上。进一步优选为0.0005％以上。另一方面，如果超过0.0050％，则钢中的夹杂物增加，加工性劣化，因此ca优选设为0.0050％以下。进一步优选为0.0040％以下。

mg：0.0050％以下

mg是脱氧元素，生成的氧化物作为mns的析出核发挥作用，因此是有助于mns的微细化和均匀分散的元素。如果超过0.0050％，则成品率降低，添加效果饱和，因此mg优选设为0.0050％以下。进一步优选为0.0040％以下。

[关于硬度的限定理由]

以下，在本申请电阻焊钢管中，(1)关于硬度的限定是必需的。该关于硬度的限定包含以下两个事项：

(1－1)母材部的表层的硬度与母材部的1/2厚度深度位置的硬度之差为20hv以下；以及

(1－2)从外表面到1mm深度处的焊接对接部的硬度与从外表面到1mm深度处的母材部的硬度之差为20hv以下。

在此，焊接对接部是指焊接面附近的部分，并且是指显微组织由于电阻焊接而受到热影响的部分之中的、距焊接面的距离为0μm至约100μm的距离的部分。另外，母材部是指与焊接对接部相比远离焊接面的部分，并且是指显微组织不因电阻焊接而受到热影响的部分。

本发明人为了调查焊接对接部的scc的发生与上述项目(1－1)以及上述项目(1－2)的因果关系，对于在硝酸盐环境中没有发生应力腐蚀裂纹(scc)的钢管和在硝酸盐环境中发生了scc的钢管，分别拍摄焊接对接部，对于发生了scc的钢管调查了裂纹的发生部分。

图1是表示在裂纹的发生部分的调查中作为对象的钢管的部位的示意图，是相对于上下方向的比例尺增大左右方向的比例尺来描绘出的图。图1(a)表示电阻焊钢管10的从外表面12向深度方向扩展的截面区域的一部分，图1(b)是图1(a)的圆圈包围部分x的放大图。

在本实施方式中，如图1(b)所示，将区域16作为焊接对接部，所述区域16是钢管10中的从表面12起向深度方向直到(有发生裂纹的可能性的)1mm的位置为止的区域，并且，是焊接面14的两侧100μm的区域。焊接对接部，可通过在实施金属流动腐蚀来确定焊接面之后，通过打压痕等来确定焊接面的两侧各100μm的位置从而划定。

图2是电阻焊钢管的焊接对接部的截面照片，(a)是没有发生裂纹的例子，(b)是发生了裂纹的例子。再者，确认到：裂纹在钢管的焊接对接部从外表面传播到深部，具体而言，在从外表面到1mm深度处的区域中发生。

接着，在本调查中，关于没有发生裂纹的电阻焊钢管和发生了裂纹的电阻焊钢管，分别针对以下项目进行了调查。

(1－1)母材部的表层的硬度与母材部的1/2厚度深度位置的硬度之差(母材部的深度方向硬度差)；以及

(1－2)从外表面到1mm深度处的焊接对接部的硬度与从外表面到1mm深度处的母材部的硬度之差(在特定深度位置的焊接对接部和母材部的硬度差)。

再者，特别是关于在特定深度位置的焊接对接部的硬度，在跨焊接面的两侧0.6mm的范围中测定钢管的距离外表面0.5mm深度位置的维氏硬度(hv)。该硬度是以焊接面为中心，在试验载荷100g下按圆弧状对0.1mm间距的各位置进行测定而得到的。与此相对，关于在特定深度位置的母材部的硬度，在从焊接面起绕钢管中心旋转了90°的位置的两侧0.6mm的范围中测定了钢管的距离外表面0.5mm深度位置的维氏硬度(hv)。

图3是特别地表示上述项目(1－2)的结果的图表。即，图3是表示锅炉用电阻焊钢管的硬度(钢管的距离外表面0.5mm深度位置的维氏硬度)与距离焊接面的距离的关系的图表，(a)表示没有发生裂纹的钢管，(b)表示发生了裂纹的钢管。再者，在图(a)、(b)中，横轴的正(负)的数字意指从焊接面向一侧(另一侧)仅远离了规定距离。另外，在图(a)、(b)中，图示的各图形分别表示关于虽是同一钢管但测定位置不同的2个例子的结果。

在图3(a)和(b)中，距焊接面的距离为“0(mm)”处的硬度是焊接对接部的硬度，距焊接面的距离为“±0.1、±0.2、±0.3、±0.4、±0.5、±0.6(mm)”处的硬度是母材部的硬度。

如图3(a)所示，关于没有发生应力腐蚀裂纹(scc)的2种锅炉用电阻焊钢管的硬度分布，焊接对接部的硬度与母材部的硬度之差都处于20hv以内。与此相对，如图3(b)所示，关于发生了scc的2种锅炉用电阻焊钢管的硬度分布，都有焊接对接部的硬度与母材部的硬度之差超过20hv的情况。

从这些调查和测定的结果确认到：如果

(1－1)母材部的深度方向硬度差为20hv以下，并且，

(1－2)在特定深度位置的焊接对接部与母材部的硬度差为20hv，则不会发生应力腐蚀裂纹(scc)。

认为这是因为，如果同时满足上述项目(1－1)以及上述项目(1－2)，则即使在焊接对接部，与母材部相比，碳浓度也并不那么低，进而，即使在焊接对接部也以能耐受在硝酸盐环境等中的使用的程度充分得到铁素体晶界强度。

根据以上所述，在本实施方式涉及的本申请电阻焊钢管中，通过按照上述那样设定了特定的成分组成，而且将母材部的深度方向硬度差、以及在特定深度位置的焊接对接部与母材部的硬度差设定在规定的范围，能够提高焊接部(更具体而言，焊接对接部)的碳浓度，提高铁素体晶界强度，抑制焊接部的裂纹，实现优异的耐应力腐蚀裂纹性。

再者，特别是上述项目(1－2)的硬度差越小，越抑制应力腐蚀裂纹(scc)的发生，进而可以说是越具有优异的耐应力腐蚀裂纹性的锅炉用电阻焊钢管。因此，该硬度差为15hv以下时，可以说是更优异的锅炉用电阻焊钢管，故优选。

[关于珠光体面积率的限定理由]

在本申请电阻焊钢管中，如果要替代上述的关于硬度的限定的话，则关于(2)珠光体面积率的限定是必需的。更详细地讲，从外表面到1mm深度处的焊接对接部的珠光体面积率为5％以上是必需的。

本发明人为了调查焊接对接部的scc的发生与上述项目(2)的因果关系，关于

(2)从外表面到1mm深度处的焊接对接部的珠光体面积率进行了调查。

焊接对接部的珠光体面积率，通过在实施金属流动腐蚀来确定了焊接面的基础上，划定焊接对接部，进而实施硝酸乙醇腐蚀液腐蚀，使用光学显微镜(倍率200倍)连续拍摄焊接对接部的组织，对拍摄的图像进行图像解析而导出。

在发生了scc的钢管中，确认到：从外表面到1mm深度处的深度区域中的焊接对接部的显微组织的大部分是铁素体，几乎不存在珠光体。与此相对，在没有发生scc的钢管中，确认到：从外表面到1mm深度处的深度区域中的焊接对接部的显微组织，除了铁素体以外，还存在面积率为5％以上的珠光体。

即，在本调查中，确认到：如果

(2)从外表面到1mm深度处的焊接对接部的珠光体面积率为5％以上，则不会发生应力腐蚀裂纹(scc)。

再者，特别是上述项目(2)，是通过后述的热处理，碳扩散，焊接对接部的碳浓度上升的效果。

认为这是因为，如果满足上述项目(2)，则即使在焊接对接部，与母材部相比，碳浓度也并不那么低，进而可以说即使在焊接对接部也以能耐受在硝酸盐环境等中的使用的程度充分得到铁素体晶界强度。

根据以上所述，在本实施方式涉及的本申请电阻焊钢管中，通过按照上述那样设定了特定的成分组成，而且将从外表面到1mm深度处的焊接对接部的珠光体面积率设定在规定的范围，能够提高焊接部(更具体而言，焊接对接部)的铁素体晶界强度，抑制焊接部的裂纹，实现优异的耐应力腐蚀裂纹性。

再者，特别是上述项目(2)的珠光体面积率越大，越抑制应力腐蚀裂纹(scc)的发生，进而可以说是越具有优异的耐应力腐蚀裂纹性的锅炉用电阻焊钢管。因此，在该珠光体面积率为8％以上时，可以说是更优异的锅炉用电阻焊钢管，故优选。对此，珠光体面积率的上限由于根据碳量而定，因此不特别限定。

[焊接对接部的表层部的残余应力]

进而，在本申请电阻焊钢管中，除了上述的关于硬度的限定或者关于珠光体面积率的限定以外，还任选地采用关于残余应力的限定。该关于残余应力的限定是：

(3)焊接对接部的表层部的残余应力为200mpa以下。

本发明人为了调查焊接对接部的scc的发生与上述项目(3)的因果关系，关于

(3)焊接对接部的表层部的残余应力进行了调查。

关于焊接对接部的表层部的残余应力，利用x射线衍射(照射直径0.5mm)测定钢管的外表面的应力，采用其值。再者，钢管外表面的残余应力，也包括焊接部在内周向均匀。

即使是从外表面到1mm深度处的焊接对接部与从外表面到1mm深度处的母材部的硬度差超过了20hv的钢管，没有发生scc的钢管的焊接对接部的表层部的残余应力为200mpa以下，而发生了scc的钢管的焊接对接部的表层部的残余应力超过200mpa。

即，在本调查中，确认到：即使

(3)从外表面到1mm深度处的焊接对接部与从外表面到1mm深度处的母材部的硬度差少许地超过20hv，如果焊接对接部的表层部的残余应力为200mpa以下，则也不会发生应力腐蚀裂纹(scc)。

这样低的残余应力，如后述那样，由于对被热处理了的管矫正弯曲时产生的残余应力通过其后的最终热处理而被充分降低，因此得以实现。由此，即便焊接对接部与母材部的硬度差超过20hv，如果使焊接对接部的表层部的残余应力处在适当范围，则也能够防止scc的发生。

再者，上述的焊接对接部的表层部的残余应力越小，越抑制应力腐蚀裂纹(scc)的发生，进而可以说是越具有优异的耐应力腐蚀裂纹性的锅炉用电阻焊钢管。因此，该残余应力为70mpa以下时，可以说是更优异的锅炉用电阻焊钢管，故优选，该残余应力为30mpa以下时，出于同样的理由，极为优选。

[焊接对接部的枝晶面积率]

进而，在本申请电阻焊钢管中，优选“从外表面到1mm深度处的焊接对接部的枝晶面积率为1％以下”。以下说明其理由。

本申请电阻焊钢管，如其名称那样，是经过电阻焊接而成形出的钢管。因此，说起来在焊接对接部不会面积率超过1％地存在枝晶。因此，通过电阻焊接而得到的本实施方式的钢管，与经过电子束焊接等成形出的钢管相比，具有生产率极高的优点。再者，枝晶面积率，可与上述的珠光体面积率的导出方法同样地，使用光学显微镜(倍率200倍)连续拍摄钢管的从外表面到1mm深度处的深度区域中的焊接对接部的组织，对拍摄的图像进行图像解析而导出。

＜本申请制法＞

接着，对本申请制法的限定理由进行详述。本申请制法至少包括：将钢材成形为管的工序(工序(i))以及管的热处理工序(工序(ii))。另外，本申请制法，除了包括这些工序以外，还任选地包括：矫正管的弯曲，其后对管实施最终热处理的工序(工序(iii))。

(将钢材成形为管的工序(工序(i)))

本工序是必需的工序，是将规定的成分组成的钢材(热轧卷)成形为管的工序。在此，规定的成分组成是指上述的成分组成。另外，管成形装置可使用通常所用的装置，例如具备

·成形设备(具备将钢材从其上下方向或左右方向挤压从而逐渐成形为开口(open)管的多个辊对的设备)、

·焊接机(将开口管的端部彼此焊接的设备)、

·切削设备(除去焊道的设备)、

·冷却设备(将管冷却的设备)、

·定形设备(将焊接了的管定形的设备)、

·无损检验设备(对进行了定形的管进行无损检验的设备)、以及

·行走切断设备(将无损检验终了后的管切断为规定长度的设备)的成形装置。

本工序，依次使用上述的各设备来依次进行成形、焊接、焊道除去、冷却、定形、无损检验、以及行走切断。

(管的热处理工序(工序(ii)))

本工序是必需的工序，是对上述的行走切断后的管实施热处理的工序。锅炉用电阻焊钢管，有在硝酸盐环境等中使用时在低碳浓度的焊接部发生裂纹之恐，因此本工序是用于使母材部的碳以短时间向焊接对接部高效率地扩散，进而提高焊接对接部的铁素体晶界强度，抑制scc的发生，提高耐应力腐蚀裂纹性的工序。具体而言，对管实施在气氛炉中、在ac3点以上且1250℃以下的温度下保持30秒以上的热处理(以下有时仅称为“本热处理”)。再者，本热处理之后，经过自然冷却，得到作为最终制品的锅炉用电阻焊钢管。

图4是表示管的焊接对接部的碳浓度的示意图，(a)表示热处理前的状态，(b)表示热处理后的状态。如该图所示，通过实施本热处理，碳向焊接对接部扩散，其结果，焊接对接部的铁素体晶界强度提高，抑制了scc的发生，进而能够提高耐应力腐蚀裂纹性。

若本工序中的热处理温度低于ac3点，则不能进行组织的均匀化，碳向焊接对接部的扩散变得不充分，因此热处理温度设为ac3点以上。为了使碳向焊接对接部更多量地扩散，热处理温度优选设为(ac3点+10)℃以上。

另一方面，如果本工序中的热处理温度超过1250℃，则在焊接时生成氧化皮，并且在焊接对接部过度地引起脱碳，起因于此，会对焊接对接部造成不良影响，因此热处理温度设为1250℃以下。为了进一步抑制对焊接对接部的不良影响，优选将热处理温度设为1150℃以下。

另外，该热处理中的保持时间设为30秒以上。在此，保持时间是指从炉内温度达到(目标温度－20℃)起其后所经过的时间。通过将保持时间设为30秒以上，碳从母材部向焊接对接部充分地扩散。在将该热处理温度设为60秒以上的情况下，会进一步促进碳向焊接对接部的扩散，因此优选。

通过采用这些规定的热处理温度以及保持时间，能得到实现了在电阻焊钢管这一栏目中说明过的项目(1)(关于硬度的限定事项)或项目(2)(关于珠光体面积率的限定事项)的作为最终制品的电阻焊钢管。由此，焊接对接部的碳浓度提高，进而铁素体晶界强度提高，抑制了scc的发生，耐应力腐蚀裂纹性得到改善。

再者，在热处理时生成氧化皮，另外，在管表层发生脱碳。因此，为了抑制这些的氧化皮生成和脱碳，优选本热处理在不含氧气的气氛炉中进行。例如，作为该气氛炉的气氛，可设为由氩气、氮气、二氧化碳、氢气中的至少1种组成的气氛。但是，实际上不能避免下述情况，即，不可避免地会有氧气混入。本发明人通过试验确认到：如果是不可避免地混入的程度(氧浓度为1％左右)的氧量，则项目(1)(关于硬度的限定事项)或项目(2)(关于珠光体面积率的限定事项)会处于上述的规定范围，而且不会损害热处理效果。因此，本工序中的气氛炉中的氧气浓度优选设为1％以下。

(矫正管的弯曲，其后对管实施最终热处理的工序(工序(iii))

本工序是任选的工序，是在将钢材成形为管并实施上述的本热处理之后，矫正管的弯曲，实施最终热处理的工序。在将钢材成形为管状的状态下，有可能管在其长度方向上没有以适合于所希望的使用的程度呈直线状而稍微弯曲。当存在该弯曲时，就制造终了后的电阻焊钢管而言，焊接对接部的表层部的残余应力变高，通过消除弯曲的矫正，残余应力变大，变得容易发生应力腐蚀裂纹(scc)。另外，存在弯曲的钢管，说起来并不能在市场上流通。因此，通过采用本工序，能抑制该弯曲，进而能高效率地抑制scc的发生等。再者，对该弯曲的矫正，可使用通常的矫正装置来进行。

而且，在矫正弯曲后，进一步实施最终热处理。由此，能够使钢管的残余应力降低，进一步抑制scc的发生，进一步提高耐应力腐蚀裂纹性。具体而言，在400℃以上且ac1点以下的温度下实施最终热处理。

当本工序中的热处理温度低于400℃时，不能有效地降低残余应力，因此热处理温度设为400℃以上。再者，为了进一步降低残余应力，热处理温度进一步优选设为450℃以上。

另一方面，若本工序中的热处理温度超过ac1点，则发生相变从而损害组织均匀性，因此热处理温度设为ac1点以下。为了进一步抑制对焊接对接部的不良影响，优选将热处理温度设为(ac1点－10)℃以下。

实施例

接着，将本发明例(发明钢管)的特性和比较例(比较钢管)的特性进行对比，来实证本发明的效果。制造发明钢管时所用的各条件，是为了确认本发明的可实施性以及效果而采用的条件例，因此本发明并不被这些条件例限定。另外，本发明能够在不脱离其要旨、并且达到其目的的限度下采用各种条件。

[电阻焊钢管的制造]

成形出具有20种成分组成的、表1所示的各钢带。再者，在表1的下部同时记载了关于各钢带的ac3点的计算方法。再者，在表1中，空栏部意指不含那种元素。

表1

ac3＝937.2-436.5c+56si-19.7mn-16.3cu-26.6ni-4.9cr+38.1mo+124.8v+136.3ti-19.1nb+198.4al+3315b

接着，将如上述那样进行而得到20种钢带分别连续地成形为管状，通过高频焊接来对该管状钢带的边缘部进行焊接，得到20种管(外径38mm、壁厚2.5mm)。其后，在表2所示的条件下对各管实施热处理，得到发明钢管1～13和比较钢管14～20。再者，在表2中，空栏部意指没有进行最终热处理。

表2

接着，对于所有的钢管(发明钢管1～13以及比较钢管14～20)，调查了下面的指标a～指标d。

·指标a：母材部的表层的硬度与母材部的1/2厚度深度位置的硬度之差(hv)

·指标b：距外表面0.5mm处的焊接对接部的硬度与从外表面到1mm深度处的母材部的硬度之差(hv)

·指标c：距外表面0.5mm处的焊接对接部的珠光体面积率(％)

·指标d：焊接对接部的表层部的残余应力(mpa)

在此，关于指标a～d，分别采用上述的方法或基于上述的方法来测定。

另外，与这些分开地，调查了有无发生应力腐蚀裂纹。关于应力腐蚀裂纹，在各电阻焊钢管上接合钢制的翅片，来制造锅炉用配管，并安装在实机中来试验，在经过了2年后，调查有无发生应力腐蚀裂纹。表3示出这些结果。

表3

从表1～3明显地确认到：采用了本发明的成分组成以及热处理条件的发明钢管，都是至少规定的硬度和珠光体面积率处于本申请规定的范围，因此没有发生应力腐蚀裂纹。与此相对，没有采用本发明的成分组成和热处理条件中的至少任一项的比较钢管，都是规定的硬度和珠光体面积率的至少任一项在本申请规定的范围之外，因此发生了应力腐蚀裂纹。

再者，表3的钢管编号13和钢管编号14的样品，如表2所示那样，由于热处理气氛都是大气，因此不论是母材部还是焊接对接部，都表层部脱碳，表层硬度降低了，因此表3的指标a和指标b的值都没有成为所希望的20hv以下。因此，钢管编号13和钢管编号14的样品都不是发明钢管，而是比较钢管。

但是，关于钢管编号13，没有scc。推测这是因为，通过回火，残余应力变低为30mpa(表3的指标d)的缘故。因此，如果如钢管编号13那样残余应力变低，则即使表3的指标a、b的值不在所希望的范围，也会有时没有发生scc。