[发明专利]无缝钢管及其制造方法

说明书

技术领域

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

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-40℃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。

关于高强度且高韧性的钢管，以往提出了各种技术。

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0.0005～0.0025％的B的低合金钢进行制管后热处理而使低温韧性优良。

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-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0.5μm以下。

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。

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。

专利文献1：日本特开昭61-238917

专利文献2：日本特开平7-331381

专利文献3：美国专利申请公开第2002/0150497号说明书

专利文献4：日本特开2007-262468

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。

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1000MPa、且-40℃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

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。

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8～45mm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。

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。

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100kg钢锭。

表1