無縫鋼管的熱處理設備列及高強度不銹鋼管的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于對進行淬火回火處理（quenchingandtemperingtreatment)的 高Cr系無縫鋼管（highCrseamlesssteeltubeorpipe)賦予穩定的產品質量的高強 度不銹鋼管（highstrengthstainlesssteeltubeorpipe)的制造方法及高強度不銹 鋼管的熱處理設備列（heattreatmentequipmentline) 〇
【背景技術】
[0002]以往，作為鋼管的熱處理，有淬火、回火、退火（annealing)、固溶處理（solution heattreatment)等熱處理。這些熱處理根據來自需求者的要求性能（required performance)、產品質量（productquality)的均勾化（homogenization)等目的而選擇性 地實施。
[0003] 從生產率的觀點出發，無縫鋼管的熱處理通常以在線（online)的方式進行。 例如，在專利文獻1中，以高效化和小型化為目的，提出了一種有效配置有淬火加熱爐 (heatingfurnaceforquenching)、淬火設備（equipmentforquenching)及回火加熱爐 (temperingfurnace)的熱處理設備列。
[0004] 另一方面，近年來，對于在原油（crudeoil)或天然氣（naturalgas)的油井（oil well)、氣井（gaswell)中使用的油井用無縫鋼管（seamlesssteeltubeforOilCountry TubularGoods)而言，其使用環境（environmentofusage)與以往相比變得更嚴苛，因而 要求高強度且耐腐蝕性高的高性能。基于這樣的狀況，開發并使用了例如如專利文獻2所 示的含有15. 5% (質量％，以下簡記為％)以上的Cr、具有屈服強度（yieldstrength)超 過654MPa(95ksi)的強度、并且具有優良的耐C02腐蝕性（CO2corrosionresistance)和高 韌性（hightoughness)的油井用高強度不銹鋼管。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開2002-30342號公報
[0008] 專利文獻2:日本特開號公報

【發明內容】

[0009] 發明所要解決的問題
[0010] 但是，對于如上所述的含有大量Cr且含有Ni及Mo等合金元素的高強度不銹鋼管 而言，馬氏體相變結束溫度（martensitetransformationfinishtemperature)(Mf點）為 室溫附近（aboutroomtemperature)或者室溫（25°C)以下。在利用現有的熱處理設備對 該高強度不銹鋼管進行淬火、回火處理的情況下，由于室溫的變化、連續操作（continuous operation)的工序上的制約而導致淬火后的冷卻停止溫度（coolingstoptemperature) 不恒定，回火前的殘余奧氏體（residualaustenite)的體積百分率（volumefraction) 發生變動。因此，存在如下問題：熱處理后的強度以及韌性這樣的機械性質（mechanical property)變得不穩定，這些機械性質根據產品而發生波動。
[0011] 用于解決問題的方法
[0012] 本發明解決上述問題并提供可以穩定地得到熱處理后的產品質量的無縫鋼管的 熱處理設備列及高強度不銹鋼管的制造方法，其主旨如下所述。
[0013] (1) 一種高強度不銹鋼管的制造方法，其特征在于，在軋制線（rollingline)的 下游工序（lowerprocess)中配置淬火加熱爐、淬火設備及回火加熱爐的無縫鋼管的在線 熱處理設備列中，在上述淬火設備與上述回火加熱爐之間配置能夠將被熱處理鋼管（heat treatedsteeltube)冷卻至20°C以下的低溫冷卻設備（coolingfacilities)，在回火處 理前將被熱處理鋼管冷卻至20°C以下。
[0014] (2)如（1)所述的高強度不銹鋼管的制造方法，其特征在于，上述高強度不銹鋼管 具有以質量％計含有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和不可避免的雜質構成的組成，
[0015] 將該高強度不銹鋼管利用上述淬火加熱爐再加熱至850~1000°C后，利用上述淬 火設備以空冷（aircoolingrate)以上的冷卻速度冷卻至50°C以下，接著，利用上述低溫 冷卻設備冷卻至20°C以下后，利用上述回火加熱爐加熱至450~700°C的溫度。
[0016] (3)如（2)所述的高強度不銹鋼管的制造方法，其特征在于，在上述組成的基礎 上，以質量％計含有選自A1 :0? 002~0? 05%、Cu:3. 5%以下、Nb:0? 5%以下、V:0? 5%以 以下中的一種以上。
[0017] (4) -種用于制造上述高強度不銹鋼管的熱處理設備列，其為在軋制線的下游工 序中配置淬火加熱爐、淬火設備及回火加熱爐的無縫鋼管的在線熱處理設備列，其特征在 于，在夾設于上述淬火設備與上述回火加熱爐之間的熱處理輸送線的一端或一部分配置有 能夠將被熱處理鋼管冷卻至20°C以下的低溫冷卻設備。
[0018] (5)如（1)~（3)所述的高強度不銹鋼管的制造方法，其特征在于，上述低溫冷卻 設備為能夠將被熱處理鋼管冷卻至l〇°C以下的溫度的設備，在回火處理前將被熱處理鋼管 冷卻至10°C以下的溫度。
[0019] (6)如（4)所述的用于制造上述高強度不銹鋼管的熱處理設備列，其特征在于，上 述低溫冷卻設備為能夠將被熱處理鋼管冷卻至l〇°C以下的溫度的設備。
[0020] 發明效果
[0021] 根據本發明，在無縫鋼管的淬火回火處理中，淬火冷卻停止溫度為20°C以下、優選 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等合金元素的高強 度不銹鋼管的情況下，回火處理前的殘余奧氏體的體積百分率也恒定，可以得到穩定的產 品質量。
【附圖說明】
[0022] 圖1是表示本發明的無縫鋼管的熱處理設備列的一例的概略圖。
【具體實施方式】
[0023] 在現有的熱處理設備列中，利用淬火加熱爐將鋼管加熱至規定的溫度并進行保持 后，通過水淬火（waterquenching)、鼓風冷卻（airblastcooling)或空冷等進行冷卻，接 著，加熱至規定溫度并保持而進行回火。在此，例如如專利文獻2所記載的那樣，淬火后的 冷卻停止溫度為l〇〇°C以下或室溫等。對于含有大量Cr、Ni等合金元素的高合金鋼而言， 有時馬氏體相變結束溫度（Mf點）為20°C以下，殘余奧氏體的體積百分率根據冷卻停止溫 度而發生變動，導致回火后的產品質量發生波動。
[0024] 因此，本發明人進行了使該冷卻停止溫度為室溫以下并始終恒定的設備的研宄。 結果，如圖1所示，發明了在淬火設備2與回火加熱爐5之間配置以水作為制冷劑（cooling medium)并能夠始終將被熱處理鋼管冷卻至恒定溫度（20°C以下、優選10°C以下）的低溫冷 卻設備4的熱處理設備列。需要說明的是，在圖1中，設置在熱處理輸送線3的下游側端部 的低溫冷卻設備4也可以設置在熱處理輸送線（heattreatmentcarrierline)3的中途， 還可以設置在熱處理輸送線3的上游側端部。
[0025] 在此，對于用作制冷劑的水，在連續測定其溫度的同時使其在低溫冷卻設備4與 制冷劑冷卻裝置（refrigeratorforcoolingmedium