电阻焊焊接部的耐hic性和低温韧性优异的电阻焊钢管及其制造方法_3

文档序号:8323596阅读:来源:国知局
54] (14)如(6)~(13)中任一项所述的电阻焊钢管的制造方法,其特征在于,除上 述组成以外,以质量%计进一步含有选自Nb :0? 001~0? 060%、V :0? 001~0? 060%、Ti : 0. 001~0. 080%中的1种或2种以上。
[0055] 根据本发明,即使在严重的腐蚀环境下,电阻焊焊接部也具有优异的耐HIC性。进 而,根据本发明,电阻焊焊接部具有_60°C时的夏比冲击试验的吸收能量为120J以上的优 异的低温韧性。而且,本发明的电阻焊钢管具有拉伸强度TS :434MPa以上,因此本发明的电 阻焊钢管具有优异的耐HIC性、低温韧性,并且也具有充分的强度。此外,根据本发明,可以 容易地制造如上所述的优异的电阻焊钢管,因此本发明在产业上发挥显著的效果。
【附图说明】
[0056] 图1是表示电阻焊焊接时生成的氧化物的粘度对电阻焊焊接部的CAR、电阻焊焊 接部的vE_6Q造成的影响的图。
[0057] 图2是表示等效圆直径为8 ym以上的夹杂物中的Si、Mn、Al、Ca和Cr的合计含 量对电阻焊焊接部的CAR、电阻焊焊接部的vE_6(l造成的影响的图。
[0058] 图3是表示优选的坡口形状的一个例子的说明图。
[0059] 图4是表示对电阻焊焊接时生成的氧化物组成造成影响的热轧钢板的Mn/Si与从 钢板端部熔融至压接为止的时间的关系的图。
【具体实施方式】
[0060] 首先,对限定本发明的电阻焊钢管的组成的理由进行说明。以下,只要没有特别说 明,质量%就简单地以%表示。
[0061] C:0. 03~0. 59%
[0062] C是介由珠光体(pearlite)、渗碳体(cementite)、贝氏体(bainite)、马氏体 (martensite)等硬质相(hard phase)的形成而增加钢管的强度的元素。本发明中,为了确 保所需的强度(拉伸强度434MPa以上),优选含有0.03%以上的C。此外,C是在电阻焊焊接 时使钢水的恪点(melting point)下降的元素。而且,C是利用与大气(air)中的02的反应 而形成C0,由此对电阻焊焊接时的氧化物的形成造成影响的元素。若C的含量大于0. 59%, 则伴随着恪点的下降,电阻焊焊接部的钢水的凝固温度(solidification temperature)下 降,钢水的粘度上升,因此氧化物难以排出。由此,将C的含量限定于0.03~0.59%的范围 内。另外,优选为0.04~0.49%。
[0063] Si:0? 10~0? 50%
[0064] Si是具有通过固溶强化(solute strengthening)增加钢管强度的作用的元素。 此外,Si在电阻焊焊接部中与Fe相比与0(氧)的亲和力(affinity)强,与Mn氧化物一 起形成粘度高的共晶氧化物(eutectic oxide)。Si的含量小于0. 10%时,电阻焊焊接部 的共晶氧化物中的Mn浓度变高,氧化物的熔点比钢水温度高,容易作为氧化物而残留于 电阻焊焊接部。因此,电阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直径(equivalent circle diameter)为8 y m以上的夹杂物所含的Si、Mn、Al、Ca和Cr的合计容易大于16ppm而变 高,电阻焊焊接部的韧性和耐HIC性下降。另一方面,若Si的含量大于0. 50%,则电阻焊 焊接部的共晶氧化物中的Si浓度变高,粘度变高,氧化物的生成量变多,并且氧化物容易 残留于电阻焊焊接部。因此,电阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直径为8 ym以上的 夹杂物所含的Si、Mn、Al、Ca和Cr的合计容易大于16ppm而变高,电阻焊焊接部的韧性和 耐HIC性下降。由此,将Si的含量限定于0.10~0.50%的范围内。另外,优选为0.15~ 0? 35%〇
[0065] Mn :0? 40~2. 10%
[0066] Mn是通过固溶强化和相变强化(transformation toughening)而有助于增加钢 管强度的元素。此外,Mn在电阻焊焊接部与Fe相比与0的亲和力强,与Si氧化物一起形成 粘度高的共晶氧化物。Mn的含量小于0. 40%时,电阻焊焊接部的共晶氧化物中的Si浓度变 高,氧化物的熔点与钢水温度相比变高,粘度也变高,氧化物容易残留于电阻焊焊接部。因 此,电阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直径为8 ym以上的夹杂物所含的Si、Mn、A1、 Ca等的合计容易大于16ppm而变高,电阻焊焊接部的韧性和耐HIC性下降。另一方面,若 Mn的含量大于2. 10%,则电阻焊焊接部的共晶氧化物中的Mn浓度变高,氧化物的熔点与钢 水温度相比变高、氧化物的生成量变多,并且氧化物容易残留于电阻焊焊接部。因此,夹杂 物中,等效圆直径为8 ym以上的夹杂物所含的Si、Mn、Al和Ca等的合计容易大于16ppm而 变高,电阻焊焊接部的韧性和耐HIC性下降。由此,将Mn的含量限定于0.40~2. 10%的范 围内。另外,优选为0.85~1.65%。
[0067] 本发明的电阻焊钢管中,以在上述含有范围且Mn/Si成为6. 0~9.0的范围的方 式调整并含有Si、Mn。应予说明,Mn/Si表示质量比(Mn的含量/Si的含量)。
[0068] 由于电阻焊焊接时生成的氧化物为Si-Mn系氧化物,因此为了使得生成的氧化物 的粘度为规定值以下,重要的因素是将Mn/Si调整至规定范围内。Mn/Si小于6. 0时,Si含 量多,大量地形成具有网眼结构的熔融硅酸盐,无法使得电阻焊焊接时生成的氧化物的粘 度为2泊以下。另一方面,若Mn/Si大于9. 0而变大,则Mn含量变得过多,氧化物的熔点大 于钢水温度,因此电阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直径为8 ym以上的夹杂物所含 的Si、Mn、Al、Ca和Cr的合计大于16ppm而变高。因此,以Mn/Si成为6. 0~9. 0的范围 的方式进行调整而含有Si、Mn。另外,优选为6. 2~8. 8。
[0069] A1 :0? 01 ~0? 35%
[0070] A1是作为脱氧剂而发挥作用的元素。此外,A1作为A1N析出而抑制奥氏体粒 (austenite grain)的生长,有助于确保韧性。此外,A1与Si、Mn相比与0(氧)的亲和力 强,以固溶于2MnO ? Si02(Tephroite)等Mn-Si系共晶氧化物的形式形成氧化物。A1的含 量小于0.01%时,脱氧能力(deoxidation ability)不足,钢的洁净度(cleanness)下降, 夹杂物(氧化物)容易残留于电阻焊焊接部,电阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直 径为8 ym以上的夹杂物所含的Si、Mn、A1等的合计容易大于16ppm而变高,电阻焊焊接部 的韧性和耐HIC性下降。另一方面,若大于0. 35%而大量地含有A1,则共晶氧化物中的A1 浓度变高,氧化物的熔点与钢水温度相比变高,氧化物容易残留于电阻焊焊接部。因此,电 阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直径为8 ym以上的夹杂物所含的Si、Mn、Al等的合 计容易大于16ppm而变高,电阻焊焊接部的韧性、耐HIC性下降。由此,将A1的含量限定于 0.01~0.35%的范围内。另外,优选为0.03~0.08%。
[0071] 上述成分为基本成分。本发明的电阻焊钢管除含有这些基本成分以外,可以根据 需要而选择地含有选自Ca :0. 0001~0. 0040%,和/或Cr :0. 01~1. 09%,和/或Cu : 0? 01 ~0? 35%、Mo :0? 01 ~0? 25%、Ni :0? 01 ~0? 20%、B :0? 001 ~0? 0030% 中的 1 种或 2 种以上,和 / 或选自 Nb :0? 001 ~0? 060%、V :0? 001 ~0? 060%、Ti :0? 001 ~0? 080% 中 的1种或2种以上。
[0072] Ca :0? 0001 ~0? 0040%
[0073] Ca具有将钢中的硫化物(sulfide)形态控制(morphology control)成球状的作 用,使钢管的电阻焊焊接部附近的耐氢脆性(hydrogen embrittlement resistance)和韧 性提高。在含有0.0001 %以上的Ca时可看到这种效果。若Ca的含量大于0.0040%,则Ca 与0的亲和力强,因此氧化物中的Ca浓度增加,氧化物的熔点与钢水温度相比变高,氧化物 的生成量增加,氧化物容易残留于电阻焊焊接部。因此,电阻焊焊接部中存在的夹杂物中, 等效圆直径为8 ym以上的夹杂物所含的Si、Mn、Al、Ca等的合计容易大于16ppm而变高, 电阻焊焊接部的韧性、耐HIC性下降。由此,含有Ca时,将Ca的含量优选限定于0. 0001~ 0. 0040%的范围内。另外,更优选为0. 0002~0. 0035%。
[0074] Cr:0? 01~1. 09%
[0075] Cr与Mn同样是通过固溶强化和相变强化而有助于增加钢管的强度的元素。此外, Cr在电阻焊焊接部与Fe相比与0(氧)的亲和力强,形成氧化物。Cr的含量为0.01%以上 时可看到这种效果。另一方面,若Cr的含量大于1.09%,则氧化物中的Cr浓度增加,氧化 物的熔点与钢水温度相比变高,氧化物的生成量增加,氧化物容易残留于电阻焊焊接部。因 此,电阻焊焊接部中存在的夹杂物中,等效圆直径8ym以上的夹杂物所含的Si、Mn、Al、Cr 等的合计容易大于16ppm而变高,电阻焊焊接部的韧性、耐HIC性下降。由此,含有Cr时, 将Cr的含量优选限定于0.01~1.09%的范围内。另外,更优选为0.02~0.99%。
[0076] 选自 Cu :0? 01 ~0? 35 %、Mo :0? 01 ~0? 25 %、Ni :0? 01 ~0? 20 %、B :0? 0001 ~ 0. 0030 %中的1种或2种以上
[0077] Cu、Mo、Ni和B均是用于实现耐氢脆性的提高和钢管强度的增加而含有的元素。应 予说明,钢管强度是指拉伸强度TS和屈服应力YS。本发明的电阻焊钢管可以根据需要而含 有上述元素。这种效果通过满足Cu的含量为0. 01 %以上、Mo的含量为0. 01 %以上、Ni的 含量为0. 01 %以上、B的含量为0. 0001 %以上中的任一者而变得显著。另一方面,若满足Cu 的含量大于〇. 35%、Mo的含量大于0. 25%、Ni的含量大于0. 20%、B的含量大于0. 0030% 中的任一者,则通过含有上述元素而得到的效果饱和,无法期待与含量相符的效果,在经济 上变得不利。由此,含有上述元素时,优选分别限定于Cu的含量为0. 01~0. 35%、Mo的含 量为0. 01~0. 25%、Ni的含量为0. 01~0. 20%、B的含量为0. 0001~0. 0030%的范围 内。另外,更优选Cu的含量为0. 05~0. 29 %、Mo的含量为0. 05~0. 21 %、Ni的含量为 0? 02 ~0? 16 %、B 的含量为 0? 0005 ~0? 0020 %。
[0078]选自 Nb :0? 001 ~0? 060%、V :0? 001 ~0? 060%、Ti :0? 001 ~0? 080% 中的 1 种 或2种以上
[0079]Nb、V和Ti均是主要形成碳化物(carbide),通过析出强化(precipitation strengthening)使钢管的强度增加的元素。本发明的电阻焊钢管可以根据需要而含有上 述元素。这种效果通过满足Nb的含量为0.001 %以上、V的含量为0.001 %以
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