[发明专利]高张力热轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合作为用作输送原油、天然气等的输送管(管线管)或者用作油井管而要求高强度、高韧性的焊接钢管、尤其是高强度电焊钢管、高强度螺旋钢管用原材的高张力热轧钢板及其制造方法，特别是涉及管成形(制管)后的变形特性得到提高的高张力热轧钢板。

需要说明的是，在此所述的“高张力热轧钢板”是指具有API5L-X65级以上且API5L-X80级以下的高强度的热轧钢板。

背景技术

近年来，由于石油危机以来的原油的价格高涨、能量供给源的多样化的要求等，正积极地在极其寒冷的地方开采石油、天然气并铺设管道。此外，对于管道而言，为了提高天然气、石油的输送效率，倾向于以粗径进行高压作业。为了耐受管道的高压作业，输送管(管线管)需要采用厚壁的钢管，使用以UOE钢管这样的厚钢板作为原材的钢管，并进一步使用API5L标准的X80级这样的高强度级别的钢管。但是，最近，进一步降低管道的施工成本这样的期望强烈，降低钢管的材料成本的期望也强烈，作为输送管，使用以卷形的热轧钢板(热轧钢带)作为原材的高强度电焊钢管或高强度螺旋钢管来代替以厚钢板作为原材的UOE钢管。

从防止管线管的断裂的观点出发，对这些高强度钢管要求具备高强度的同时具备优良的低温韧性。为了制造这样的兼具高强度和高韧性的钢管，对于作为钢管原材的钢板而言，实现了利用热轧后的加速冷却的相变强化、由利用了Nb、Ti、V等合金元素的析出物的析出强化等产生的高强度化和由利用了控制轧制等的组织的微细化等产生的高韧性化。

例如，专利文献1中记载了一种高强度电焊钢管用热轧钢板的制造方法，其中，对含有适当量的C、Si、Mn、N并且以Mn/Si满足5～8的范围含有Si、Mn并进一步含有Nb：0.01～0.1％的钢片实施按轧制温度来调节轧制率的粗轧、以及先将表层部冷却至Ar1点以下并在通过复热或强制加热使表层部的温度达到(Ac3-40℃)～(Ac3+40℃)的时刻开始精轧而使950℃以下的总轧制率为60％以上且轧制结束温度为Ac3点以上的精轧，在精轧结束后以10℃/s以上冷却至600℃以下，在600～350℃的温度范围内进行卷取。专利文献1记载的技术中，不用添加昂贵的合金元素，并且不用对整个钢管进行热处理，能够使钢板表层的组织微细化，能够制造低温韧性优良的高强度电焊钢管。但是，专利文献1记载的技术中，存在如下问题：在板厚厚的钢板的情况下，冷却能力不足，无法确保期望的冷却速度，需要进一步提高冷却能力。

另外，铺设管道的环境也逐年多样化，在铺设管道后，由于地基变动、海底的海流等的影响，管道的弯曲变形有时不能忽视，在管道铺设的设计上成为问题。

针对这样的问题，例如专利文献2中记载了一种时效后的变形特性优良的管道用高强度钢管，其通过对钢板进行焊接而形成，所述钢板含有C：0.02～0.09％，含有Si：0.001～0.8％、Mn：0.5～2.5％以及Ti：0.005～0.03％、Nb：0.005～0.3％、Al：0.001～0.1％、N：0.001～0.008％并且以满足(Ni+Cu)-Mo＞0.5的方式含有Ni：0.1～1.0％、Cu：0.1～1.0、Mo：0.05～0.6％中的两种以上，具有以面积率计为50％以下且结晶粒径平均为15μm以下的铁素体、余量为马氏体和/或贝氏体的混合组织。该钢管为加热至200～300℃后的均匀伸长率为5％以上且时效后的变形特性优良的X-70～X-100级的高强度钢管。但是，专利文献2记载的技术中，需要含有较大量的导致热轧时液相脆化的Cu、昂贵的Ni等合金元素，在焊接性方面残留有问题。

另外，最近，海底管线管的铺设大多使用卷筒铺管船铺管法。卷筒铺管船铺管法为如下方法：预先在陆地上进行圆周焊接、检查、涂装等，将制好的长尺寸管卷绕到海上的铺管船的卷筒上，在目标海上，在放卷的同时铺设到海底。但是，卷筒铺管船铺管法中，在卷绕管时和铺设管时，由弯曲-弯回产生的拉伸和压缩的应力作用于管的一部分。因此，存在在管中产生局部压曲并以此为起点产生管的断裂的问题。

针对这样的问题，例如专利文献3中记载了一种屈服比为85％以下且焊接软化部少的卷筒铺管船铺设性优良的电焊钢管，其中，设定为如下组成：含有C：0.03～0.20％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.50～1.5％、Al：0.005～0.060％，以限制为0.04％以下的方式含有Nb+V+Ti，将碳当量Ceq限制为0.20～0.35％，将焊接裂纹敏感性指数Pcm限制为0.25％以下。根据专利文献3记载的技术，能够防止利用卷筒铺管船铺管法铺设管道时在管中产生的局部压曲。