无缝钢管的热处理设备列及高强度不锈钢管的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于对进行淬火回火处理（quenchingandtemperingtreatment)的 高Cr系无缝钢管（highCrseamlesssteeltubeorpipe)赋予稳定的产品质量的高强 度不锈钢管（highstrengthstainlesssteeltubeorpipe)的制造方法及高强度不锈 钢管的热处理设备列（heattreatmentequipmentline) 〇
【背景技术】
[0002]以往，作为钢管的热处理，有淬火、回火、退火（annealing)、固溶处理（solution heattreatment)等热处理。这些热处理根据来自需求者的要求性能（required performance)、产品质量（productquality)的均勾化（homogenization)等目的而选择性 地实施。
[0003] 从生产率的观点出发，无缝钢管的热处理通常以在线（online)的方式进行。 例如，在专利文献1中，以高效化和小型化为目的，提出了一种有效配置有淬火加热炉 (heatingfurnaceforquenching)、淬火设备（equipmentforquenching)及回火加热炉 (temperingfurnace)的热处理设备列。
[0004] 另一方面，近年来，对于在原油（crudeoil)或天然气（naturalgas)的油井（oil well)、气井（gaswell)中使用的油井用无缝钢管（seamlesssteeltubeforOilCountry TubularGoods)而言，其使用环境（environmentofusage)与以往相比变得更严苛，因而 要求高强度且耐腐蚀性高的高性能。基于这样的状況，开发并使用了例如如专利文献2所 示的含有15. 5% (质量％，以下简记为％)以上的Cr、具有屈服强度（yieldstrength)超 过654MPa(95ksi)的强度、并且具有优良的耐C02腐蚀性（CO2corrosionresistance)和高 韧性（hightoughness)的油井用高强度不锈钢管。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2002-30342号公报
[0008] 专利文献2:日本特开2005-336595号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的问题
[0010] 但是，对于如上所述的含有大量Cr且含有Ni及Mo等合金元素的高强度不锈钢管 而言，马氏体相变结束温度（martensitetransformationfinishtemperature)(Mf点）为 室温附近（aboutroomtemperature)或者室温（25°C)以下。在利用现有的热处理设备对 该高强度不锈钢管进行淬火、回火处理的情况下，由于室温的变化、连续操作（continuous operation)的工序上的制约而导致淬火后的冷却停止温度（coolingstoptemperature) 不恒定，回火前的残余奥氏体（residualaustenite)的体积百分率（volumefraction) 发生变动。因此，存在如下问题：热处理后的强度以及韧性这样的机械性质（mechanical property)变得不稳定，这些机械性质根据产品而发生波动。
[0011] 用于解决问题的方法
[0012] 本发明解决上述问题并提供可以稳定地得到热处理后的产品质量的无缝钢管的 热处理设备列及高强度不锈钢管的制造方法，其主旨如下所述。
[0013] (1) 一种高强度不锈钢管的制造方法，其特征在于，在轧制线（rollingline)的 下游工序（lowerprocess)中配置淬火加热炉、淬火设备及回火加热炉的无缝钢管的在线 热处理设备列中，在上述淬火设备与上述回火加热炉之间配置能够将被热处理钢管（heat treatedsteeltube)冷却至20°C以下的低温冷却设备（coolingfacilities)，在回火处 理前将被热处理钢管冷却至20°C以下。
[0014] (2)如（1)所述的高强度不锈钢管的制造方法，其特征在于，上述高强度不锈钢管 具有以质量％计含有C:0? 005 ~0? 05%、Si:0? 05 ~1. 0%、Mn:0? 2 ~1. 8%、P:0? 03% 以 下、S:0? 005% 以下、Cr:14 ~20%、Ni:1. 5 ~10%、M〇 :1 ~5%、N:0? 15% 以下、0 :0? 006% 以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成，
[0015] 将该高强度不锈钢管利用上述淬火加热炉再加热至850~1000°C后，利用上述淬 火设备以空冷（aircoolingrate)以上的冷却速度冷却至50°C以下，接着，利用上述低温 冷却设备冷却至20°C以下后，利用上述回火加热炉加热至450~700°C的温度。
[0016] (3)如（2)所述的高强度不锈钢管的制造方法，其特征在于，在上述组成的基础 上，以质量％计含有选自A1 :0? 002~0? 05%、Cu:3. 5%以下、Nb:0? 5%以下、V:0? 5%以 以下中的一种以上。
[0017] (4) -种用于制造上述高强度不锈钢管的热处理设备列，其为在轧制线的下游工 序中配置淬火加热炉、淬火设备及回火加热炉的无缝钢管的在线热处理设备列，其特征在 于，在夹设于上述淬火设备与上述回火加热炉之间的热处理输送线的一端或一部分配置有 能够将被热处理钢管冷却至20°C以下的低温冷却设备。
[0018] (5)如（1)~（3)所述的高强度不锈钢管的制造方法，其特征在于，上述低温冷却 设备为能够将被热处理钢管冷却至l〇°C以下的温度的设备，在回火处理前将被热处理钢管 冷却至10°C以下的温度。
[0019] (6)如（4)所述的用于制造上述高强度不锈钢管的热处理设备列，其特征在于，上 述低温冷却设备为能够将被热处理钢管冷却至l〇°C以下的温度的设备。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，在无缝钢管的淬火回火处理中，淬火冷却停止温度为20°C以下、优选 10°C以下并恒定。因此，即使在制造含有14%以上的Cr且含有Ni、Mo等合金元素的高强 度不锈钢管的情况下，回火处理前的残余奥氏体的体积百分率也恒定，可以得到稳定的产 品质量。
【附图说明】
[0022] 图1是表示本发明的无缝钢管的热处理设备列的一例的概略图。
【具体实施方式】
[0023] 在现有的热处理设备列中，利用淬火加热炉将钢管加热至规定的温度并进行保持 后，通过水淬火（waterquenching)、鼓风冷却（airblastcooling)或空冷等进行冷却，接 着，加热至规定温度并保持而进行回火。在此，例如如专利文献2所记载的那样，淬火后的 冷却停止温度为l〇〇°C以下或室温等。对于含有大量Cr、Ni等合金元素的高合金钢而言， 有时马氏体相变结束温度（Mf点）为20°C以下，残余奥氏体的体积百分率根据冷却停止温 度而发生变动，导致回火后的产品质量发生波动。
[0024] 因此，本发明人进行了使该冷却停止温度为室温以下并始终恒定的设备的研宄。 结果，如图1所示，发明了在淬火设备2与回火加热炉5之间配置以水作为制冷剂（cooling medium)并能够始终将被热处理钢管冷却至恒定温度（20°C以下、优选10°C以下）的低温冷 却设备4的热处理设备列。需要说明的是，在图1中，设置在热处理输送线3的下游侧端部 的低温冷却设备4也可以设置在热处理输送线（heattreatmentcarrierline)3的中途， 还可以设置在热处理输送线3的上游侧端部。
[0025] 在此，对于用作制冷剂的水，在连续测定其温度的同时使其在低温冷却设备4与 制冷剂冷却装置（refrigeratorforcoolingmedium