无缝钢管及其制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2009年11月26日，申请号为2009801473014、发明名称为"无 缝钢管及其制造方法"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种机械构造构件用、特别是起重机起重臂用的高强度高韧性无缝钢 管材料。
【背景技术】
[0003] 机械构造构件中的圆筒形的构件以往大多通过对棒钢实施锻造或延伸轧制、或者 进一步实施切削加工而形成目标形状之后，实施热处理来被付与机械构造构件所需的机械 性质。近年来，面向构造物的大型化和高耐力化的倾向，通过将圆筒形的构造构件替换为中 空的无缝钢管来谋求轻量化。特别是，作为起重机的起重臂材料等圆筒形的构造构件的钢 管鉴于起重机的大型化、在高层建筑或寒冷地带的作业等，在要求高强度化的同时还要求 高韧性化。最近，作为起重臂用途，对于无缝钢管要求具有950MPa以上的拉伸强度、且在一 40°C这样的低温下具有优良的韧性。关于该用途，很多情况下要求一种5~50mm左右、特 别是8~45mm左右的壁厚的钢管。
[0004] 关于高强度且高韧性的钢管，以往提出了各种技术。
[0005] 例如，在专利文献1中提出了一种高张力无缝钢管的制造方法，该制造方法通过 对含有规定为规定范围的C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo、Ti、Al和N以及Nb或者V中的一种以 上、并含有〇. 0005~0. 0025%的B的低合金钢进行制管后热处理而使低温韧性优良。
[0006] 在专利文献2中提出了一种高强度高韧性无缝钢管，该无缝钢管是在含有规定为 规定范围的C、Si、Mn、P、S、Al、Nb和N、或者有选择地还含有Cr、Mo、Ni、V、REM、Ca、Co、Cu 的基础之上、含有0.0005~0.0030%的B、且在一 0.005% < (Ti -3. 4N) <0.01 %的范 围内含有Ti的钢，通过回火析出的析出物的大小为0. 5 iim以下。
[0007] 在专利文献3中还提出了一种技术，该技术使用在规定的范围内含有C、Si、Mn、P、 S、Al、Cr、Mo、V、Cu、N、W的低合金钢，在造管之后通过淬火回火来获得高强度无缝钢管。
[0008] 在专利文献4中还提出了一种机械构造用高强度无缝钢管，该无缝钢管使用在含 有规定范围的C、Mn、Ti、Nb、将Si、Al、P、S、N限制在规定的范围以下、并有选择地还含有 Ni、Cr、Cu、Mo中的一种或两种以上的基础之上、含有0. 0003~0. 003%的B的钢，在造管 之后实施加速冷却和气冷，将金属组织形成自身回火马氏体单独组织或者自身回火马氏体 和下部贝氏体的混合组织，韧性和焊接性优良。
[0009] 专利文献1 :日本特开昭61 - 238917
[0010] 专利文献2 :日本特开平7 - 331381
[0011] 专利文献3 :美国专利申请公开第2002/0150497号说明书
[0012] 专利文献4 :日本特开2007 - 262468
[0013] 但是，采用上述专利文献1~3中提出的技术，虽然能够获得具有优良的低温韧性 的无缝钢管，但是均将拉伸强度达到90kgf/mm2左右的材料作为对象，在欲获得更高强度的 钢管时，不可否认低温韧性降低的可能性。
[0014] 另外，采用上述专利文献4,像该实施例中存在的那样，虽然能够获得具有拉伸强 度大于lOOOMPa、且一 40°C时的夏比吸收功为200J以上的高韧性的无缝钢管，但由于是在 加速冷却的状态下采用的钢管，因此，存在屈服应力降低到850MPa以下的问题。
【发明内容】
[0015] 本发明即是鉴于该现状而做成的，其目的在于提供一种特别适合起重机的起重臂 等机械构造构件的、拉伸强度950MPa以上和屈服强度850MPa以上的高强度且要求高韧性 的无缝钢管。
[0016] 另外，如上所述，对于起重机起重臂等的用途，要求5mm~50mm左右、特别是8~ 45_的壁厚的钢管，但随着厚壁化，难以确保淬火时壁厚中央部附近的冷却速度，非常难以 确保强度或韧性。
[0017]本发明的目的在于特别是对于该厚壁的钢管也能确保高强度且高韧性。
[0018] 本发明人等为了解决上述课题，为了对拉伸强度为950MPa以上的淬火回火钢研 究钢成分对低温韧性产生的影响，针对表1所示的钢种，通过真空溶解准备了 l〇〇kg钢锭。
[0019]表1
[0020]
【主权项】
1. 一种壁厚超过25mm的机械构造构件用无缝钢管，其特征在于， 该无缝钢管由低合金钢构成，利用淬火、回火而获得，该低合金钢以质量％计含有C: 0? 10 ~0? 18%、Si:0? 05 ~I.O%、Mn:0? 05 ~1. 2%、Ni:0? 50 ~1. 5%、Cr:0? 50 ~ I. 50%、M〇 :0? 50 ~I. 50%、Nb:0? 002 ~0? 10%和Al:0? 005 ~0? 10%、以及Ti:0? 003 ~ 0. 050%和V:0. 01~0. 20%中的一种或者两种，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中的P为 0. 025%以下，S为0. 005%以下，N为0. 007%以下，B小于0. 0003%，该无缝钢管的拉伸强 度为950MPa以上且屈服强度为850MPa以上，-40°C时的夏比吸收功为60J以上。
2. 根据权利要求1所述的壁厚超过25mm的机械构造构件用无缝钢管，其特征在于，该 无缝钢管由替代Fe的一部分而还含有Cu:0. 02~1. 0%的低合金钢构成。
3. 根据权利要求1所述的壁厚超过25mm的机械构造构件用无缝钢管，其特征在于，该 无缝钢管由替代Fe的一部分而还含有Ca:0. 0005~0. 0050 %以及Mg:0. 0005~0. 0050 % 中的一种或者两种的低合金钢构成。
4. 根据权利要求1所述的壁厚超过25mm的机械构造构件用无缝钢管，其特征在于，该 无缝钢管由替代Fe的一部分而还含有Cu:0. 02~I. 0%、Ca:0. 0005~0. 0050%以及Mg: 0. 0005~0. 0050 %中的一种或者两种的低合金钢构成。
5. -种壁厚超过25mm的机械构造构件用无缝钢管的制造方法，该无缝钢管的拉伸强 度为950MPa以上且屈服强度为850MPa以上，一40°C时的夏比吸收功为60J以上，其特征在 于， 在将具有权利要求1~4的任一项所述的合金组成的低合金钢热加工成钢管形状之 后，从室温加热到变点以上而进行淬火，然后以Ac:相变点以下的温度进行回火。
【专利摘要】本发明提供壁厚超过25mm的机械构造构件用无缝钢管及其制造方法，所述无缝钢管的特征在于，该无缝钢管由低合金钢构成，利用淬火、回火而获得，该低合金钢以质量％计含有C：0.10～0.18％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.05～1.2％、Ni：0.50～1.5％、Cr：0.50～1.50％、Mo：0.50～1.50％、Nb：0.002～0.10％和Al：0.005～0.10％、以及Ti：0.003～0.050％和V：0.01～0.20％中的一种或者两种，剩余部分由Fe和杂质构成，杂质中的P为0.025％以下，S为0.005％以下，N为0.007％以下，B小于0.0003％，该无缝钢管的拉伸强度为950MPa以上且屈服强度为850MPa以上，-40℃时的夏比吸收功为60J以上。
【IPC分类】C22C38-50, C21D9-08
【公开号】CN104694835
【申请号】CN201510124767
【发明人】荒井勇次, 高野孝司
【申请人】新日铁住金株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2009年11月26日
【公告号】CN102224268A, EP2371982A1, US8317946, US20110247733, WO2010061882A1