RU2623569C1 - Plate steel for main pipe and main pipe - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to plate steel of thickness of 25 mm or more for making the main pipe. Steel contains wt %: C 0.040-0.080, Si 0.05-0.40, Mn 1.60-2.00, P 0.020 or less, S 0.0025 or less, Mo 0.05-0.20, Ca 0.0011- 0.0050, Al 0.060 or less, Nb 0.010-0.030, Ti 0.008-0.020, N 0.0015-0.0060, O 0.0040 or less, the rest is Fe and unavoidable impurities. Ratio of Ca content to S content [Ca/S] is from 0.90 to 2.70, and ratio of Ti content to N content [Ti/N] is from 2.20 to 5.00. Value of carbon equivalent Ceq is from 0.380 to 0.480. In the position of 1/4 of sheet thickness, ferrite fraction (F1) is 20 to 60%, the rest is bainite, wherein ferrite average grain diameter is 2.0 to 15.0 mcm. In the position of 1/2 of sheet thickness, ferrite fraction (F2) is 5 to 60%, the rest is bainite or bainite and martensite, wherein ferrite average grain diameter is 5.0 to 20.0 mcm. Ratio (F1/F2) is from 1.00 to 5.00. Hardness in the position of 1/2 of sheet thickness is 400 Hv or less, and the length of MnS in the position of 1/2 of sheet thickness is 1.00 mm or less.

EFFECT: steel has high resistance to hydrogen cracking, strength and toughness.

4 cl, 1 dwg, 4 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

[0001] Настоящее изобретение относится к толстолистовой стали для магистральной трубы, а также к магистральной трубе.[0001] The present invention relates to plate steel for a main pipe, and also to a main pipe.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0002] Области производства сырой нефти и природного газа расширяются до полярных областей, и среда для прокладки магистральных труб, перекачивающих сырую нефть или природный газ, становится все более суровой. Например, участились случаи транспортировки по магистральным трубам сырой нефти или природного газа, содержащих сероводород. Следовательно, сопротивление воздействию кислой среды требуется от магистральной трубы или от толстолистовой стали для магистральной трубы в качестве материала для магистральной трубы. В этой связи сопротивление воздействию кислой среды означает сопротивление водородному растрескиванию (сопротивление HIC, hydrogen-induced cracking resistance) и сопротивление сероводородному растрескиванию под напряжением (сопротивление SSC, sulfide stress cracking resistance) в коррозионной среде, содержащей сероводород.[0002] The areas of production of crude oil and natural gas are expanding to the polar regions, and the environment for laying pipelines pumping crude oil or natural gas is becoming increasingly harsh. For example, cases of transportation of crude oil or natural gas containing hydrogen sulfide through main pipes have become more frequent. Therefore, resistance to acidic conditions is required from the main pipe or from steel plate for the main pipe as a material for the main pipe. In this regard, resistance to an acidic environment means resistance to hydrogen cracking (HIC, hydrogen-induced cracking resistance) and resistance to hydrogen sulfide stress cracking (resistance SSC, sulfide stress cracking resistance) in a corrosive environment containing hydrogen sulfide.

[0003] Между тем известно, что сопротивление стали воздействию кислой среды ухудшается благодаря присутствию MnS, удлиненного в направлении прокатки, или включений в форме кластера.[0003] Meanwhile, it is known that steel resistance to acidic conditions is deteriorated due to the presence of MnS elongated in the rolling direction, or inclusions in the form of a cluster.

Для того чтобы улучшить сопротивление толстолистовой стали воздействию кислой среды, был предложен способ, в котором сталь с уменьшенным содержанием загрязняющих элементов, таких как Р, S, О и N, и контролируемой за счет содержания в стали Са формой MnS, подвергается управляемой прокатке и охлаждается водой (см., например, Патентный документ 1, приведенный ниже).In order to improve the resistance of plate steel to an acidic environment, a method has been proposed in which steel with a reduced content of contaminants such as P, S, O and N, and controlled by the content of Ca form MnS in steel, is subjected to controlled rolling and is cooled water (see, for example, Patent Document 1 below).

[0004] Относительно наземной магистральной трубы уменьшение толщины стенок за счет увеличения прочности магистральной трубы может иногда требоваться с точек зрения повышения продуктивности транспортировки текучей среды и уменьшения затрат на прокладку.[0004] With respect to the land main pipe, a decrease in wall thickness due to an increase in the strength of the main pipe may sometimes be required in terms of increasing the productivity of conveying the fluid and reducing laying costs.

В ответ на такое требование была предложена высокопрочная толстолистовая сталь, в которой в направлении толщины листа образуется однородный и мелкозернистый бейнит, и которая имеет сопротивление воздействию кислой среды приблизительно Х70 (см., например, Патентный документ 2, приведенный ниже).In response to this requirement, high strength plate steel has been proposed in which uniform and fine-grained bainite is formed in the direction of sheet thickness and which has an acid resistance of approximately X70 (see, for example, Patent Document 2 below).

[0005] Между тем, относительно подводной магистральной трубы, были осуществлены попытки прокладки в море на глубинах свыше 2000 м. Глубоководная магистральная труба легко разрушается гидравлическим давлением. Следовательно, для подводной магистральной трубы может требоваться стальная труба, имеющая, как правило, толщину стенок 25 мм или больше, и имеющая высокую прочность на сжатие в окружном направлении.[0005] Meanwhile, with respect to the underwater main pipe, attempts have been made to lay in the sea at depths greater than 2000 m. The deep-sea main pipe is easily destroyed by hydraulic pressure. Therefore, an underwater main pipe may require a steel pipe having, as a rule, a wall thickness of 25 mm or more, and having high compressive strength in the circumferential direction.

В ответ на такое требование была предложена сварная стальная труба для магистральной трубы с высокой прочностью на сжатие, обладающей стойкостью к воздействию кислой среды, гарантирующая долю бейнита 80% или выше, которая обладает превосходной прочностью на сжатие, (см., например, Патентный документ 3, приведенный ниже).In response to this requirement, a welded steel pipe was proposed for a main pipe with high compressive strength, resistance to acidic conditions, guaranteeing a bainite fraction of 80% or higher, and excellent compressive strength (see, for example, Patent Document 3 below).

[0006] Между тем, при производстве толстолистовой стали (например, толстолистовой стали с толщиной 25 мм или больше) благоприятный результат оценочного испытания ударной вязкости, особенно в соответствии с ударными испытаниями падающим грузом, УИПГ (Drор Wear Tear Test, DWTT) (этот результат оценочного испытания ударной вязкости в дальнейшем также упоминается как "свойство DWTT") не может быть легко гарантирован из-за недостаточной обтяжки при прокатке в области рекристаллизации и области, не подвергающейся рекристаллизации.[0006] Meanwhile, in the production of plate steel (eg, plate steel with a thickness of 25 mm or more), a favorable evaluation result of impact test, especially in accordance with impact tests of falling load, UIPG (Dror Wear Tear Test, DWTT) (this result The impact test is hereinafter also referred to as the “DWTT property”) cannot be easily guaranteed due to insufficient rolling during rolling in the recrystallization region and the non-crystallization region.

В ответ на это был предложен способ производства толстолистовой стали для толстостенной обладающей стойкостью к воздействию кислой среды магистральной трубы, обладающей превосходным свойством DWTT, за счет образования двухфазовой структуры мелкозернистого феррита и 70% или больше бейнита (см., например, Патентный документ 4, приведенный ниже).In response to this, a method was proposed for the production of plate steel for a thick-walled, acid-resistant main pipe with excellent DWTT property due to the formation of a two-phase structure of fine-grained ferrite and 70% or more bainite (see, for example, Patent Document 4, cited below).

[0007][0007]

Патентный документ 1: Японская отложенная патентная заявка (JP-A) №S62-112722Patent Document 1: Japanese Pending Patent Application (JP-A) No. S62-112722

Патентный документ 2: JP-A №S 61-165207Patent Document 2: JP-A No. S 61-165207

Патентный документ 3: JP-A №2011-132600Patent Document 3: JP-A No. 2011-132600

Патентный документ 4: JP-A №2010-189722Patent Document 4: JP-A No. 2010-189722

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМАTECHNICAL PROBLEM

[0008] Как описано выше, для получения сопротивление воздействию кислой среды или высокую прочность на сжатие, было предложено образование однофазной структуры с максимально возможным мелким размером зерна (например, однофазную структуру мелкозернистого бейнита), и в то же время для получения благоприятного свойства DWTT было предложено образование двухфазной структуры, содержащей мелкозернистый феррит.[0008] As described above, in order to obtain resistance to acidic conditions or high compressive strength, it was proposed the formation of a single-phase structure with the smallest possible grain size (for example, a single-phase structure of fine-grained bainite), while at the same time to obtain a favorable DWTT property The formation of a two-phase structure containing fine-grained ferrite is proposed.

Однако до сих пор не было предложено никаких средств управления структурой, нацеленных на достижение одновременно сопротивления воздействию кислой среды, прочности на сжатие и свойства DWTT, и удовлетворение всех этих целей является затруднительным.However, no structure management tools have been proposed so far to simultaneously achieve resistance to acidic conditions, compressive strength, and DWTT properties, and meeting all these goals is difficult.

[0009] С другой стороны, было начато обсуждение ослабления среды (условий) для оценочного испытания сопротивления воздействию кислой среды с сильно кислой среды, представленной "Раствором А" (рН 2,7) в соответствии со стандартом ТМ0284 NACE (Национальной ассоциации инженеров-специалистов по коррозии), до умеренно кислой среды (например, кислой среды с рН 5,0 или выше), более близкой к реальной среде.[0009] On the other hand, a discussion was started of attenuation of the medium (s) for the evaluation test of resistance to acidic conditions from a strongly acidic medium, presented by "Solution A" (pH 2.7) in accordance with the standard TM0284 NACE (National Association of Professional Engineers corrosion), to a mildly acidic medium (for example, an acidic medium with a pH of 5.0 or higher), closer to the real medium.

При такой умеренно кислой среде возможно создать толстолистовую сталь для магистральной трубы и магистральную трубу, которые удовлетворяют одновременно требованиям к сопротивлению воздействию кислой среды, прочности на сжатие и свойству DWTT.With such a mildly acidic environment, it is possible to create plate steel for the main pipe and the main pipe, which simultaneously satisfy the requirements for resistance to acidic conditions, compressive strength and DWTT property.

[0010] Настоящее изобретение было сделано при таких обстоятельствах с целью обеспечить толстолистовую сталь для магистральной трубы, которая имела бы превосходное сопротивление HIC (особенно сопротивление HIC в кислой среде с рН 5,0 или выше), и удовлетворяла бы одновременно требованиям к прочности на сжатие и свойству DWTT, а также магистральную трубу, произведенную с использованием этой толстолистовой стали для магистральной трубы.[0010] The present invention has been made under such circumstances to provide plate steel for a main pipe that has excellent HIC resistance (especially HIC resistance in an acidic environment with a pH of 5.0 or higher), while satisfying the compressive strength requirements and the DWTT property, as well as the main pipe produced using this steel plate for the main pipe.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫSOLUTION

[0011] Авторы настоящего изобретения тщательно изучили условия, которым должна удовлетворять толстолистовая сталь для магистральной трубы, которая обладала бы превосходным сопротивлением HIC (особенно сопротивлением HIC в кислой окружающей среде с рН 5,0 или выше) и имела бы как удовлетворительную прочность на сжатие, так и удовлетворительное свойство DWTT, и таким образом осуществили настоящее изобретение.[0011] The inventors of the present invention have carefully studied the conditions that a steel plate for a main pipe must meet, which would have excellent HIC resistance (especially HIC resistance in an acidic environment with a pH of 5.0 or higher) and would have satisfactory compressive strength, and a satisfactory property of DWTT, and thus the present invention has been completed.

А именно конкретное средство для решения поставленной задачи является следующим.Namely, a specific tool for solving the problem is as follows.

<1> Толстолистовая сталь для магистральной трубы, имеющая толщину 25 мм или больше и содержащая, в мас. %:<1> Plate steel for the main pipe having a thickness of 25 mm or more and containing, in wt. %:

0,040-0,080% С,0.040-0.080% C,

0,05-0,40% Si,0.05-0.40% Si,

1,60-2,00% Μn,1.60-2.00% Μn,

0,020% или меньше Р,0.020% or less than P,

0,0025% или меньше S,0.0025% or less S,

0,05-0,20% Mo,0.05-0.20% Mo,

0,0011-0,0050% Са,0.0011-0.0050% Ca,

0,060% или меньше Al,0.060% or less Al,

0,010-0,030% Nb,0.010-0.030% Nb,

0,008-0,020% Ti,0.008-0.020% Ti,

0,0015-0,0060% Ν, и0.0015-0.0060% Ν, and

0,004 0% или меньше О,0.004 0% or less O,

причем отношение содержания Са к содержанию S [Ca/S] составляет от 0,90 до 2,70, а отношение содержания Ti к содержанию N [Ti/N] составляет 2,20 или выше,moreover, the ratio of the content of Ca to the content of S [Ca / S] is from 0.90 to 2.70, and the ratio of the content of Ti to the content of N [Ti / N] is 2.20 or higher,

остаток, состоящий из Fe и неизбежных примесей,residue consisting of Fe and inevitable impurities,

причем значение Ceq, которое определяется следующей Формулой (1), составляет от 0,38 0 до 0,480:moreover, the value of Ceq, which is determined by the following Formula (1), is from 0.38 0 to 0.480:

Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5, (1)Ceq = C + Mn / 6 + (Ni + Cu) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5, (1)

причем в Формуле (1) С, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo и V означают содержание соответствующих элементов (в мас. %),and in Formula (1), C, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo and V mean the content of the corresponding elements (in wt.%),

и причем:and moreover:

в положении 1/4 толщины листа доля феррита (F1) составляет от 20 до 60%, а остаток является структурой бейнита,at 1/4 of the sheet thickness, the proportion of ferrite (F1) is from 20 to 60%, and the remainder is the structure of bainite,

в положении 1/2 толщины листа доля феррита (F2) составляет от 5 до 60%, а остаток является структурой бейнита или структурой бейнита и мартенсита,in the 1/2 position of the sheet thickness, the proportion of ferrite (F2) is from 5 to 60%, and the remainder is the structure of bainite or the structure of bainite and martensite,

отношение (F1/F2) доли феррита (F1) к доле феррита (F2) составляет от 1,00 до 5,00,the ratio (F1 / F2) of the ferrite fraction (F1) to the ferrite fraction (F2) is from 1.00 to 5.00,

в положении 1/4 толщины листа средний диаметр зерна феррита составляет от 2,0 до 15,0 мкм, а в положении 1/2 толщины листа средний диаметр зерна феррита составляет от 5,0 до 2 0,0 мкм, иat position 1/4 of the sheet thickness, the average ferrite grain diameter is from 2.0 to 15.0 μm, and at position 1/2 of the sheet thickness, the average ferrite grain diameter is from 5.0 to 2.0 μm, and

твердость в положении 1/2 толщины листа составляет 400 Ηv или меньше, а длина MnS в положении 1/2 толщины листа составляет 1,0 0 мм или меньше.hardness in the 1/2 position of the sheet thickness is 400 Ηv or less, and the MnS length in the 1/2 position of the sheet thickness is 1.0 0 mm or less.

<2> Толстолистовая сталь для магистральной трубы в соответствии с <1>, в которой содержание Al составляет 0,008% или меньше в единицах массы.<2> Plate steel for the main pipe according to <1>, wherein the Al content is 0.008% or less in mass units.

<3> Толстолистовая сталь для магистральной трубы в соответствии с <1> или <2>, содержащая, в мас. %, одно или более из следующего:<3> Plate steel for the main pipe in accordance with <1> or <2>, containing, in wt. %, one or more of the following:

0,50% или меньше Ni,0.50% or less Ni,

0,50% или меньше Сr,0.50% or less Cr,

0,50% или меньше Сu,0.50% or less Cu,

0,0050% или меньше Мg,0.0050% or less Mg,

0,0050% или меньше редкоземельного металла, и0.0050% or less of rare earth metal, and

0,100% или меньше V.0.100% or less V.

<4> Магистральная труба, произведенная с использованием толстолистовой стали для магистральной трубы в соответствии с любым из пунктов <1>-<3>.<4> A main pipe manufactured using plate steel for a main pipe in accordance with any of paragraphs <1> to <3>.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯUSEFUL EFFECTS OF THE INVENTION

[0012] В соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечена толстолистовая сталь для магистральной трубы, обладающая превосходным сопротивлением HIC (особенно сопротивлением HIC в кислой среде с рН 5,0 или выше) и обладающая как удовлетворительной прочностью на сжатие, так и удовлетворительным свойством DWTT, а также магистральная труба, произведенная из этой толстолистовой стали для магистральной трубы.[0012] In accordance with the present invention, plate steel can be provided for a trunk pipe having excellent HIC resistance (especially HIC resistance in an acidic medium with a pH of 5.0 or higher) and having both a satisfactory compressive strength and a satisfactory DWTT property, and also the main pipe made from this plate steel for the main pipe.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0013] Фиг. 1 представляет собой оптическое микроизображение (с увеличением 500 крат) поперечного сечения толстолистовой стали Примера 10 в соответствии с настоящим изобретением в положении 1/2 толщины листа (поперечное сечение после полировки и травления реактивом ЛеПера (LePera).[0013] FIG. 1 is an optical microimage (with a magnification of 500 times) of the cross section of the plate steel of Example 10 in accordance with the present invention at 1/2 position of the sheet thickness (cross section after polishing and etching with LePera reagent).

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0014] Ниже будут подробно описаны толстолистовая сталь для магистральной трубы и магистральная труба в соответствии с настоящим изобретением.[0014] The steel plate for the main pipe and the main pipe in accordance with the present invention will be described in detail below.

Числовой диапазон, выражаемый как "от x до у" в настоящем документе включает в себя значения x и у в диапазоне как минимальное и максимальное значения диапазона соответственно.The numerical range expressed as “from x to y” herein includes x and y values in the range as the minimum and maximum values of the range, respectively.

Содержание компонента (элемента), выражаемое как "%", в настоящем документе означает "мас. %".The content of the component (element), expressed as "%", in this document means "wt.%".

"Положение 1/2 толщины листа" в настоящем документе означает положение, соответствующее 1/2 толщины листа толстолистовой стали, а именно центральную часть в направлении толщины толстолистовой стали."Position 1/2 of the sheet thickness" in this document means the position corresponding to 1/2 the thickness of the sheet of steel plate, namely the Central part in the thickness direction of the steel plate.

"Положение 1/4 толщины листа" в настоящем документе означает положение, которое отстоит от центральной части в направлении толщины толстолистовой стали (от положения 1/2 толщины листа) на расстояние в направлении толщины листа, эквивалентное 1/4 толщины листа.“1/4 sheet thickness position” as used herein means a position that is spaced from the center portion in the thickness direction of the steel plate (from the position 1/2 of the sheet thickness) by a distance in the direction of the sheet thickness equivalent to 1/4 of the sheet thickness.

Кроме того, содержание углерода может в настоящем документе иногда упоминаться как "содержание С". Аналогичным образом может выражаться содержание других элементов.In addition, the carbon content may sometimes be referred to herein as “C content”. Similarly, the content of other elements may be expressed.

[0015] [Листовая сталь для магистральной трубы][0015] [Sheet steel for the main pipe]

Толстолистовая сталь для магистральной трубы в соответствии с настоящим изобретением (в дальнейшем также упоминаемая просто как "толстолистовая сталь") является толстолистовой сталью для магистральной трубы, имеющей толщину листа 25 мм или больше и содержащей, в мас. %: 0,040-0,080% С, 0,-0,40% Si, 1,60-2,00% Μn, 0,020% или меньше Р, 0,0025% или меньше S, 0,05-0,20% Mo, 0,0011-0,0050% Са, 0,060% или меньше Al, 0,010-0,030% Nb, 0,008-0,020% Ti, 0,0015-0,0060% N и 0,0040% или меньше О, в которой отношение содержания кальция к содержанию серы [Ca/S] составляет от 0,90 до 2,70 и отношение содержания титана к содержанию азота [Ti/N] составляет 2,20 или выше, в которой значение Ceq, которое определяется следующей Формулой (1), составляет от 0,380 до 0,480:Plate steel for the main pipe in accordance with the present invention (hereinafter also referred to simply as “plate steel”) is plate steel for the main pipe having a sheet thickness of 25 mm or more and containing, in wt. %: 0.040-0.080% C, 0, -0.40% Si, 1.60-2.00% Μn, 0.020% or less P, 0.0025% or less S, 0.05-0.20% Mo , 0.0011-0.0050% Ca, 0.060% or less Al, 0.010-0.030% Nb, 0.008-0.020% Ti, 0.0015-0.0060% N and 0.0040% or less O, in which the ratio the calcium content to sulfur content [Ca / S] is from 0.90 to 2.70 and the ratio of titanium to nitrogen content [Ti / N] is 2.20 or higher, in which the Ceq value, which is determined by the following Formula (1) is from 0.380 to 0.480:

Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5, (1)Ceq = C + Mn / 6 + (Ni + Cu) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5, (1)

причем в Формуле (1) С, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo и V означают содержание соответствующих элементов (в мас. %),and in Formula (1), C, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo and V mean the content of the corresponding elements (in wt.%),

и причем: в положении 1/4 толщины листа доля феррита (F1) составляет от 20 до 60%, а остаток является структурой бейнита, в положении 1/2 толщины листа доля феррита (F2) составляет от 5 до 60%, а остаток является структурой бейнита или структурой бейнита и мартенсита, отношение (F1/F2) доли феррита (F1) к доле феррита (F2) составляет от 1,00 до 5,00, в положении 1/4 толщины листа средний диаметр зерна феррита составляет от 2,0 до 15,0 мкм, а в положении 1/2 толщины листа средний диаметр зерна феррита составляет от 5,0 до 20,0 мкм, и твердость в положении 1/2 толщины листа составляет 400 Ηv или меньше, а длина MnS в положении 1/2 толщины листа составляет 1,00 мм или меньше.and moreover: in the 1/4 position of the sheet thickness, the ferrite (F1) fraction is from 20 to 60%, and the remainder is a bainite structure, in the 1/2 position of the sheet thickness the ferrite (F2) fraction is from 5 to 60%, and the remainder is the bainite structure or the bainite and martensite structure, the ratio (F1 / F2) of the ferrite fraction (F1) to the ferrite fraction (F2) is from 1.00 to 5.00, in the 1/4 position of the sheet thickness, the average ferrite grain diameter is from 2, 0 to 15.0 μm, and in the 1/2 position of the sheet thickness, the average ferrite grain diameter is from 5.0 to 20.0 μm, and the hardness in the 1/2 position of the sheet thickness was is 400 Ηv or less, and the MnS length at 1/2 of the sheet thickness is 1.00 mm or less.

[0016] Толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением может улучшить сопротивление HIC (особенно сопротивление HIC в кислой среде с рН 5,0 или выше) и удовлетворить требованиям к прочности на сжатие и к свойству DWTT благодаря вышеуказанному составу.[0016] The plate steel in accordance with the present invention can improve the HIC resistance (especially the HIC resistance in an acidic environment with a pH of 5.0 or higher) and satisfy the requirements for compressive strength and DWTT property due to the above composition.

[0017] Настоящее изобретение было сделано на основе следующих результатов исследования.[0017] The present invention has been made based on the following research results.

Авторы настоящего изобретения исследовали условия, которым должен соответствовать стальной материал для того, чтобы замедлить возникновение водородного растрескивания (HIC) в кислой среде с рН 5,0 или выше, используя различные толстолистовые стали с разными составами.The inventors of the present invention investigated the conditions that a steel material must meet in order to slow down the occurrence of hydrogen cracking (HIC) in an acidic medium with a pH of 5.0 or higher using various plate steels with different compositions.

[0018] Сопротивление воздействию кислой среды в соответствии с настоящим изобретением оценивалось путем изучения возникновения или невозникновения HIC, а также отношения площади водородного растрескивания, HIC (именуемой в дальнейшем "CAR в тесте HIC").[0018] The acid resistance of the present invention was evaluated by examining the occurrence or non-occurrence of HIC, as well as the ratio of hydrogen cracking area, HIC (hereinafter referred to as “CAR in HIC Test”).

Оценочное испытание проводилось путем погружения толстолистовой стали в раствор с рН 5,0, насыщенный газообразным сероводородом (например, "Раствор В" в соответствии со стандартом NACE ТМ0284), и изучения отношения площади HIC (CAR в тесте HIC) после 96 часов. Когда отношение площади HIC составляет 5% или меньше, сопротивление воздействию кислой среды оценивается как хорошее.The evaluation test was carried out by immersing plate steel in a solution with a pH of 5.0 saturated with hydrogen sulfide gas (for example, “Solution B” in accordance with NACE standard TM0284) and studying the HIC area ratio (CAR in the HIC test) after 96 hours. When the HIC area ratio is 5% or less, resistance to acidic conditions is rated as good.

[0019] Авторы настоящего изобретения затем исследовали структуру образца, в котором возникло водородное растрескивание, и исследовали включения, которые явились источником водородного растрескивания. В результате было обнаружено, что любое водородное растрескивание начинается с удлиненного MnS, присутствующего в положении 1/2 толщины листа (именуемого в дальнейшем как "удлиненный MnS", или также просто как "MnS"), и что длина удлиненного MnS превышает 1,00 мм.[0019] The inventors of the present invention then examined the structure of the sample in which hydrogen cracking occurred, and investigated the inclusions that were the source of hydrogen cracking. As a result, it was found that any hydrogen cracking begins with an elongated MnS present at 1/2 position of the sheet thickness (hereinafter referred to as “elongated MnS”, or also simply as “MnS”), and that the length of the elongated MnS exceeds 1.00 mm

Следовательно, было найдено, что возникновение водородного растрескивания в кислой среде с рН 5,0 или выше может быть подавлено путем управления длиной MnS в положении 1/2 толщины листа так, чтобы она составляла 1,00 мм или меньше.Therefore, it has been found that the occurrence of hydrogen cracking in an acidic medium with a pH of 5.0 or higher can be suppressed by controlling the MnS length at 1/2 of the sheet thickness so that it is 1.00 mm or less.

[0020] Авторы настоящего изобретения затем нашли, что следующие условия необходимы для того, чтобы сделать длину MnS равной или меньше 1,00 мм.[0020] The inventors of the present invention then found that the following conditions are necessary in order to make the MnS length equal to or less than 1.00 mm.

А именно содержание S должно составлять 0,0025% или меньше, а отношение содержаний [Ca/S] должно составлять от 0,90 до 2,70.Namely, the S content should be 0.0025% or less, and the [Ca / S] content ratio should be between 0.90 and 2.70.

Авторы настоящего изобретения нашли, что в случае, в котором отношение содержаний [Ca/S] составляет менее 0,90, длиной MnS становится трудно управлять так, чтобы она составляла 1,00 мм или меньше. Кроме того, авторы настоящего изобретения нашли, что в случае, в котором отношение содержаний [Ca/S] превышает 2,70, образуются крупнозернистые агрегаты на основе оксидов кальция, и водородное растрескивание может иногда происходить, беря начало из этих агрегатов.The inventors have found that in the case in which the [Ca / S] content ratio is less than 0.90, it becomes difficult to control the length of the MnS so that it is 1.00 mm or less. In addition, the inventors of the present invention have found that in a case in which the [Ca / S] content ratio exceeds 2.70, coarse aggregates based on calcium oxides are formed, and hydrogen cracking can sometimes occur, originating from these aggregates.

[0021] Авторы настоящего изобретения затем нашли, что водородное растрескивание в кислой среде с рН 5,0 или выше может быть подавлено за счет создания твердости толстолистовой стали в положении 1/2 толщины листа, равной или меньше 4 00 Ηv.[0021] The inventors of the present invention then found that hydrogen cracking in an acidic medium with a pH of 5.0 or higher can be suppressed by creating hardness of plate steel at 1/2 position of the sheet thickness equal to or less than 4 00 Ηv.

Кроме того, авторы настоящего изобретения подробно исследовали соотношение между твердостью и долей феррита в положении 1/2 толщины листа. В результате авторы настоящего изобретения нашли, что в случае, в котором доля феррита в структуре в положении 1/2 толщины листа превышает 60%, твердость толстолистовой стали может превышать 400 Ηv. Это, по-видимому, происходит потому, что, когда феррит образуется в положении 1/2 толщины листа, количество С концентрируется в остатке и, как результат, образуется бейнит или мартенсит с высоким содержанием С.In addition, the authors of the present invention investigated in detail the relationship between hardness and the proportion of ferrite at 1/2 of the sheet thickness. As a result, the authors of the present invention found that in the case in which the ferrite fraction in the structure at 1/2 position of the sheet thickness exceeds 60%, the hardness of the steel plate may exceed 400 Ηv. This, apparently, is because when ferrite is formed in the 1/2 position of the sheet thickness, the amount of C is concentrated in the residue and, as a result, bainite or martensite with a high content of C. is formed.

Другими словами, в толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что доля феррита в положении 1/2 толщины листа составляет 60% или меньше, твердость в положении 1/2 толщины листа становится равной или меньше 400 Ηv.In other words, in plate steel in accordance with the present invention, due to the fact that the ferrite fraction in the 1/2 position of the sheet thickness is 60% or less, the hardness in the 1/2 position of the sheet thickness becomes equal to or less than 400 Ηv.

[0022] Было подтверждено, что положение толщины листа 1/2 в толстолистовой стали включается в зону осевой ликвации толстолистовой стали.[0022] It has been confirmed that the position of the sheet thickness 1/2 in plate steel is included in the axial segregation zone of plate steel.

В этой связи, зона осевой ликвации означает зону, в которой концентрация Μn является самой высокой, в случае, когда распределение концентрации Μn в направлении толщины толстолистовой стали измеряется с помощью ΕΡΜΑ (электронно-зондовый микроанализатор).In this regard, the zone of axial segregation means the zone in which the concentration of Μn is the highest, in the case when the distribution of the concentration of Μn in the thickness direction of plate steel is measured using измер (electron probe microanalyzer).

[0023] Способы измерения твердости в положении 1/2 толщины листа, а также долей феррита (F1, F2), показаны в Примерах, описываемых ниже.[0023] Methods for measuring hardness at 1/2 position of the sheet thickness, as well as ferrite fractions (F1, F2), are shown in the Examples described below.

[0024] Далее были тщательно изучены структура стали, необходимая для достижения удовлетворительной прочности на сжатие, свойства DWTT и сопротивление HIC.[0024] Next, the steel structure necessary to achieve satisfactory compressive strength, DWTT properties, and HIC resistance was carefully studied.

В результате было впервые установлено, что для этого достаточно, чтобы доля феррита (F1) в положении 1/4 толщины листа составляла от 20 до 60%, а доля феррита (F2) в положении 1/2 толщины листа составляла от 5 до 60%.As a result, it was first established that for this it is sufficient that the proportion of ferrite (F1) in the 1/4 position of the sheet thickness is from 20 to 60%, and the proportion of ferrite (F2) in the 1/2 position of the sheet thickness is from 5 to 60% .

Прочность на сжатие сильно коррелирует с долей феррита (F1), и когда доля магнитомягкого феррита в положении 1/4 толщины листа становится более высокой, прочность на сжатие уменьшается. Когда обе доли феррита - (F1) и (F2) - превышают 60%, прочность на сжатие уменьшается значительно.The compressive strength correlates strongly with the fraction of ferrite (F1), and when the proportion of soft magnetic ferrite at 1/4 of the sheet thickness becomes higher, the compressive strength decreases. When both ferrite lobes - (F1) and (F2) - exceed 60%, the compressive strength decreases significantly.

Другими словами, толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением показывает высокую прочность на сжатие благодаря тому, что обе доли феррита - (F1) и (F2) - составляют 60% или меньше.In other words, the plate steel in accordance with the present invention shows high compressive strength due to the fact that both ferrite fractions - (F1) and (F2) - are 60% or less.

С другой стороны, в случае, когда доля феррита в толстолистовой стали становится более высокой, свойство DWTT толстолистовой стали улучшается. Было найдено, что для того, чтобы проявился такой эффект, доля феррита (F1) толстолистовой стали должна составлять 2 0% или выше, а доля феррита (F2) должна составлять 5% или выше.On the other hand, in the case where the ferrite content in the steel plate becomes higher, the DWTT property of the steel plate is improved. It has been found that in order to exhibit such an effect, the ferrite fraction (F1) of the steel plate should be 20% or higher, and the ferrite fraction (F2) should be 5% or higher.

[0025] Кроме того, авторы настоящего изобретения нашли, что для того, чтобы получить как удовлетворительную прочность на сжатие, так и удовлетворительное свойство DWTT, отношение (F1/F2) доли феррита (F1) в положении 1/4 толщины листа к доле феррита (F2) в положении 1/2 толщины листа должно составлять 1,00 или выше.[0025] Furthermore, the present inventors have found that in order to obtain both a satisfactory compressive strength and a satisfactory DWTT property, the ratio (F1 / F2) of the ferrite fraction (F1) at 1/4 of the sheet thickness to the ferrite fraction (F2) at 1/2 position the sheet thickness should be 1.00 or higher.

Другими словами, толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением удовлетворяет как требованиям к прочности на сжатие, так и требованиям к свойству DWTT, благодаря тому, что отношение (F1/F2) имеет величину 1,00 или выше. Когда отношение (F1/F2) становится меньше 1,00, особенно заметно ухудшается свойство DWTT (см., например, Сравнительный пример 6 ниже).In other words, the plate steel in accordance with the present invention satisfies both the compressive strength requirements and the DWTT property requirements due to the ratio (F1 / F2) having a value of 1.00 or higher. When the ratio (F1 / F2) becomes less than 1.00, the DWTT property is particularly noticeably worsened (see, for example, Comparative Example 6 below).

По результатам вышеупомянутого исследования было решено, что отношение (F1/F2) в настоящем изобретении должно составлять 1,00 или выше.According to the results of the aforementioned study, it was decided that the ratio (F1 / F2) in the present invention should be 1.00 or higher.

Кроме того, так как с точки зрения производства трудно сделать отношение (F1/F2) превышающим 5,00, было решено, что отношение (F1/F2) в настоящем изобретении должно составлять 5,00 или меньше.In addition, since it is difficult to make the ratio (F1 / F2) greater than 5.00 from the production point of view, it was decided that the ratio (F1 / F2) in the present invention should be 5.00 or less.

[0026] Что касается отношения (F1/F2) обычной толстолистовой стали, значение отношения (F1/F2) составляет менее 1,00 по следующей причине.[0026] With regard to the ratio (F1 / F2) of ordinary plate steel, the ratio (F1 / F2) is less than 1.00 for the following reason.

А именно скорость охлаждения в процессе охлаждения после прокатки для получения толстолистовой стали является обычно самой медленной в положении 1/2 толщины листа (в центральной части в направлении толщины листа). Следовательно, в обычной толстолистовой стали доля феррита является самой высокой в положении 1/2 толщины листа в направлении толщины листа. Следовательно, в обычной толстолистовой стали отношение (F1/F2) составляет меньше чем 1,00 (см., например, Сравнительный пример 6 ниже).Namely, the cooling rate during the cooling process after rolling to produce plate steel is usually the slowest in the 1/2 position of the sheet thickness (in the central part in the direction of the sheet thickness). Consequently, in ordinary plate steel, the ferrite fraction is highest at 1/2 of the sheet thickness in the direction of the sheet thickness. Therefore, in ordinary plate steel, the ratio (F1 / F2) is less than 1.00 (see, for example, Comparative Example 6 below).

Однако авторы настоящего изобретения смогли сделать отношение (F1/F2) равным 1,00 или выше, сделав скорость охлаждения (V1) в положении 1/4 толщины листа медленнее, чем скорость охлаждения (V2) в положении 1/2 толщины листа, в температурном интервале между 600 и 700°С, в котором образуется феррит.However, the authors of the present invention were able to make the ratio (F1 / F2) equal to 1.00 or higher, making the cooling rate (V1) at 1/4 of the sheet thickness slower than the cooling rate (V2) at 1/2 of the sheet thickness, in the temperature the interval between 600 and 700 ° C, in which ferrite is formed.

Между тем, отношение (F1/F2) толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением должно составлять от 1,00 до 5,00, и нет никакого особенного ограничения на способ производства, используемый для этого (например, способ охлаждения после прокатки).Meanwhile, the ratio (F1 / F2) of the steel plate in accordance with the present invention should be from 1.00 to 5.00, and there is no particular limitation on the production method used for this (for example, the method of cooling after rolling).

[0027] Остаток в положении 1/4 толщины листа толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением является структурой бейнита. В результате этого возникновение водородного растрескивания подавляется. В случае, когда остаток в положении 1/4 толщины листа является перлитом, происходит водородное растрескивание.[0027] The remainder at 1/4 of the thickness of the plate of the steel plate in accordance with the present invention is a bainite structure. As a result, the occurrence of hydrogen cracking is suppressed. In the case where the residue at 1/4 of the sheet thickness is perlite, hydrogen cracking occurs.

Между тем, остаток в положении 1/2 толщины листа толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением является структурой бейнита или структурой бейнита и мартенсита. В результате этого возникновение водородного растрескивания подавляется. В случае, когда остаток в положении 1/2 толщины листа является перлитом, происходит водородное растрескивание.Meanwhile, the remainder in the 1/2 position of the plate thickness of the steel plate in accordance with the present invention is a bainite structure or a bainite and martensite structure. As a result, the occurrence of hydrogen cracking is suppressed. In the case where the residue at position 1/2 of the sheet thickness is perlite, hydrogen cracking occurs.

[0028] Что касается прочности на сжатие толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, толстолистовая сталь формируется в стальную трубу (магистральную трубу) (изготовление трубы), затем стальная труба подвергается нагреву в антикоррозийном покрытии, а затем прочность стальной трубы на сжатие в окружном направлении измеряется в оценочном испытании; либо толстолистовая сталь подвергается обработке как при изготовлении трубы и нагреву в покрытии, а затем прочность на сжатие толстолистовой стали измеряется в оценочном испытании, как в Примерах, приведенных ниже.[0028] Regarding the compressive strength of the steel plate in accordance with the present invention, the steel plate is formed into a steel pipe (main pipe) (pipe production), then the steel pipe is heated in an anti-corrosion coating, and then the compressive strength of the steel pipe in the circumferential direction measured in an assessment test; or plate steel is subjected to processing as in the manufacture of pipes and heating in the coating, and then the compressive strength of plate steel is measured in the evaluation test, as in the Examples below.

Это делается потому, что разрушение стальной трубы, такой как магистральная труба, имеет самую высокую корреляцию с прочностью стальной трубы на сжатие в окружном направлении.This is because the destruction of a steel pipe, such as a main pipe, has the highest correlation with the compressive strength of the steel pipe in the circumferential direction.

Кроме того, хотя прочность стальной трубы на сжатие в окружном направлении значительно уменьшается за счет эффекта Баушингера при изготовлении трубы, прочность на сжатие восстанавливается во время нагрева в покрытии. Восстановление происходит благодаря так называемому статическому деформационному старению, при котором С (углерод) диффундирует во время нагрева в покрытии в дислокацию, образованную во время изготовления трубы, с образованием атмосферы Коттрелла.In addition, although the compressive strength of the steel pipe in the circumferential direction is significantly reduced due to the Bausinger effect in the manufacture of the pipe, the compressive strength is restored during heating in the coating. The recovery is due to the so-called static deformation aging, in which C (carbon) diffuses during heating in the coating into the dislocation formed during the manufacture of the pipe, with the formation of the Cottrell atmosphere.

[0029] Авторы настоящего изобретения тщательно исследовали элементы сплава, которые в достаточной степени проявляют статическое деформационное старение, с тем, чтобы увеличить прочность на сжатие толстолистовой стали. В результате было найдено, что Mo является эффективным в качестве такого элемента сплава.[0029] The inventors of the present invention have thoroughly investigated alloy elements that exhibit sufficient static deformation aging in order to increase the compressive strength of plate steel. As a result, it was found that Mo is effective as such an alloy element.

Причина, по которой Mo является эффективным в качестве элемента сплава, объясняется следующим образом.The reason that Mo is effective as an alloy element is explained as follows.

А именно существует слабое взаимодействие между Mo и С, и в толстолистовой стали, содержащей Mo, Mo связывает много атомов С. При нагревании, однако, взаимодействие ослабевает, и атом С освобождается от атома Mo и мигрирует к дислокации. Посредством такой миграции, по-видимому, в значительной степени реализуется статическое деформационное старение.Namely, there is a weak interaction between Mo and C, and in the plate steel containing Mo, Mo binds many C atoms. When heated, however, the interaction weakens, and the C atom is freed from the Mo atom and migrates to the dislocation. Through this migration, apparently, static deformation aging is realized to a large extent.

Для проявления этого эффекта содержание Mo в настоящем изобретении устанавливается равным в 0,05% или выше.To exhibit this effect, the Mo content of the present invention is set to 0.05% or higher.

Авторы настоящего изобретения дополнительно нашли, что верхний предел содержания Mo предпочтительно составляет 0,20%, потому что когда содержание Mo является слишком высоким, твердость в положении 1/2 толщины листа (центральной части в направлении толщины листа) становится чрезвычайно высокой.The inventors of the present invention further found that the upper limit of the Mo content is preferably 0.20%, because when the Mo content is too high, the hardness at 1/2 position of the sheet thickness (center portion in the sheet thickness direction) becomes extremely high.

[0030] Настоящее изобретение, сделанное на основе результатов исследований, будет подробно описано ниже.[0030] The present invention, based on research results, will be described in detail below.

Сначала будут описаны компоненты (состав) толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением.First, the components (composition) of the steel plate in accordance with the present invention will be described.

Толстолистовая сталь для магистральной трубы в соответствии с настоящим изобретением содержит 0,040-0,080% С (углерода),0,05-0,40% Si (кремния), 1,60-2,00% Μn (марганца), 0,020% или меньше Ρ (фосфора), 0,0025% или меньше S (серы), 0,05-0,20% Mo (молибдена), 0,0011-0,0050% Са (кальция), 0,060% или меньше Al (алюминия), 0,010-0,030% Nb (ниобия), 0,008-0,020% Ti (титана), 0,0015-0,0060% N (азота), и 0,0040% или меньше О (кислорода); причем отношение содержания Са к содержанию S [Ca/S] составляет от 0,90 до 2,70 и отношение содержания Ti к содержанию N [Ti/N] составляет 2,20 или выше; остаток состоит из Fe (железа) и неизбежных примесей; и значение Ceq составляет от 0,380 до 0,480.Plate steel for the main pipe in accordance with the present invention contains 0.040-0.080% C (carbon), 0.05-0.40% Si (silicon), 1.60-2.00% Μn (manganese), 0.020% or less Ρ (phosphorus), 0.0025% or less S (sulfur), 0.05-0.20% Mo (molybdenum), 0.0011-0.0050% Ca (calcium), 0.060% or less Al (aluminum) , 0.010-0.030% Nb (niobium), 0.008-0.020% Ti (titanium), 0.0015-0.0060% N (nitrogen), and 0.0040% or less O (oxygen); moreover, the ratio of the content of Ca to the content of S [Ca / S] is from 0.90 to 2.70 and the ratio of the content of Ti to the content of N [Ti / N] is 2.20 or higher; the remainder consists of Fe (iron) and inevitable impurities; and the Ceq value is from 0.380 to 0.480.

[0031] С: 0,040-0,080%[0031] C: 0.040-0.080%

С является элементом для улучшения прочности стали. С точки зрения такого эффекта нижний предел содержания С составляет 0,04 0%. Между тем, когда содержание С превышает 0,080%, ускоряется образование карбида, и сопротивление HIC ухудшается. Следовательно, верхний предел содержания С устанавливается равным 0,080%. Кроме того, для подавления уменьшения сопротивления HIC, свариваемости и ударной вязкости предпочтительный верхний предел содержания С составляет 0,060%.C is an element for improving the strength of steel. From the point of view of this effect, the lower limit of the content of C is 0.04 0%. Meanwhile, when the C content exceeds 0.080%, carbide formation is accelerated, and the HIC resistance deteriorates. Therefore, the upper limit of the content of C is set equal to 0.080%. In addition, to suppress a decrease in HIC resistance, weldability and toughness, a preferred upper limit of the C content is 0.060%.

[0032] Si: 0,05-0,40%[0032] Si: 0.05-0.40%

Si является раскисляющим элементом. С точки зрения такого эффекта нижний предел содержания Si составляет 0,05%. Между тем, когда содержание Si превышает 0,40%, ударная вязкость в зоне термического влияния (heat affected zone, HAZ) (в дальнейшем также называемая "ударной вязкостью HAZ") уменьшается. Следовательно, верхний предел содержания кремния устанавливается равным 0,4 0%.Si is a deoxidizing element. From the point of view of this effect, the lower limit of the Si content is 0.05%. Meanwhile, when the Si content exceeds 0.40%, the toughness in the heat affected zone (HAZ) (hereinafter also referred to as "HAZ toughness") decreases. Therefore, the upper limit of the silicon content is set equal to 0.4 0%.

[0033] Μn: 1,60-2,00%[0033] Μn: 1.60-2.00%

Μn является элементом для улучшения прочности и ударной вязкости. С точки зрения таких эффектов нижний предел содержания Μn составляет 1,60%. В то же время, когда содержание Μn превышает 2,00%, ударная вязкость HAZ уменьшается. Следовательно, верхний предел содержания Μn устанавливается равным 2,00%. Для того чтобы подавить водородное растрескивание, содержание Μn предпочтительно составляет менее, чем 1,75%.Μn is an element for improving strength and toughness. In terms of such effects, the lower limit of пределn is 1.60%. At the same time, when the content of Μn exceeds 2.00%, the toughness HAZ decreases. Therefore, the upper limit of Μn is set to 2.00%. In order to suppress hydrogen cracking, the content of Μn is preferably less than 1.75%.

[0034] Р: 0,020% или меньше[0034] P: 0.020% or less

Ρ является примесью, и когда его содержание превышает 0,020%, сопротивление HIC ухудшается, а ударная вязкость HAZ уменьшается. Следовательно, содержание Ρ ограничивается величиной 0,020% или меньше.Ρ is an impurity, and when its content exceeds 0.020%, the HIC resistance deteriorates and the toughness HAZ decreases. Therefore, the content of Ρ is limited to 0.020% or less.

В то же время содержание Ρ предпочтительно является настолько низким, насколько это возможно, и нет никакого особенного ограничения на нижний предел содержания Р. Однако с точки зрения издержек производства содержание Ρ предпочтительно составляет 0,001% или выше.At the same time, the content of Ρ is preferably as low as possible, and there is no particular restriction on the lower limit of the content of P. However, in terms of production costs, the content of Ρ is preferably 0.001% or higher.

[0035] S: 0, 0025% или меньше[0035] S: 0, 0025% or less

S является элементом, образующим MnS, удлиняющийся во время горячей прокатки в направлении прокатки, что уменьшает сопротивление HIC. Следовательно, в настоящем изобретении необходимо уменьшить содержание S, и содержание S ограничивается величиной 0,0025% или меньше. В то же время содержание S предпочтительно является настолько низким, насколько это возможно, и нет никакого особенного ограничения на нижний предел содержания S. Однако с точек зрения издержек производства на вторичную очистку и производственных ограничений содержание S может составлять 0,0008% или выше.S is an element forming MnS, elongating during hot rolling in the rolling direction, which reduces the resistance of the HIC. Therefore, in the present invention, it is necessary to reduce the S content, and the S content is limited to 0.0025% or less. At the same time, the content of S is preferably as low as possible, and there is no particular restriction on the lower limit of the content of S. However, from the point of view of production costs for secondary treatment and production restrictions, the content of S can be 0.0008% or higher.

[0036] Mo: 0,05-0,20%[0036] Mo: 0.05-0.20%

Mo является элементом, улучшающим закаливаемость и в то же самое время улучшающим прочность за счет формирования карбонитрида. Кроме того, в настоящем изобретении Mo содержится для обеспечения высокой прочности на сжатие за счет ускорения статического деформационного старения во время нагрева в покрытии после изготовления стальной трубы (магистральной трубы), как описано выше. Для получения таких эффектов в настоящем изобретении нижний предел содержания Mo устанавливается равным 0,05%.Mo is an element that improves hardenability and, at the same time, improves strength due to the formation of carbonitride. In addition, in the present invention, Mo is contained to provide high compressive strength by accelerating static deformation aging during heating in the coating after the manufacture of the steel pipe (main pipe) as described above. To obtain such effects in the present invention, the lower limit of the Mo content is set to 0.05%.

С другой стороны, в случае, когда содержание Mo является слишком высоким, прочность стали увеличивается, и сопротивление HIC и ударная вязкость (например, свойство DWTT) могут иногда уменьшаться. Следовательно, верхний предел содержания Mo устанавливается равным 0,20%.On the other hand, when the Mo content is too high, the strength of the steel increases, and the HIC and toughness (for example, the DWTT property) can sometimes decrease. Therefore, the upper limit of the Mo content is set to 0.20%.

[0037] Са: 0,0011-0,0050%[0037] Ca: 0.0011-0.0050%

Са является элементом, который образует сульфид CaS, подавляющий образование MnS, удлиненного в направлении прокатки, и в значительной степени способствует улучшению сопротивления HIC. Когда содержание Са составляет менее 0,0011%, вышеупомянутые эффекты не могут быть получены, и поэтому нижний предел содержания Са в настоящем изобретении устанавливается равным 0,0011%. Между тем, когда содержание Са превышает 0,0050%, оксид накапливается и ухудшает сопротивление HIC, и поэтому верхний предел содержания Са устанавливается равным 0,0050% или меньше.Ca is an element that forms CaS sulfide, inhibiting the formation of MnS elongated in the rolling direction, and greatly contributes to the improvement of HIC resistance. When the Ca content is less than 0.0011%, the above effects cannot be obtained, and therefore, the lower limit of the Ca content in the present invention is set to 0.0011%. Meanwhile, when the Ca content exceeds 0.0050%, the oxide accumulates and degrades the HIC resistance, and therefore, the upper limit of the Ca content is set to 0.0050% or less.

[0038] Отношение содержаний [Ca/S]: от 0,90 до 2,70[0038] Content ratio [Ca / S]: 0.90 to 2.70

В настоящем изобретении Са содержится в толстолистовой стали для того, чтобы сформировать CaS. Тем самым происходит связывание S. Следовательно, отношение содержания Са к содержанию S [Ca/S] является важным показателем в настоящем изобретении. Когда отношение содержаний [Ca/S] составляет менее 0,90, образуется MnS, и удлиненный MnS формируется во время прокатки. В результате ухудшается сопротивление HIC. С другой стороны, когда отношение содержаний [Ca/S] превышает 2,70, оксиды на основе Са агрегируют и ухудшают сопротивление HIC.In the present invention, Ca is contained in plate steel in order to form CaS. Thus, the binding of S. Therefore, the ratio of the content of CA to the content of S [Ca / S] is an important indicator in the present invention. When the [Ca / S] content ratio is less than 0.90, MnS is formed and elongated MnS is formed during rolling. As a result, the HIC resistance worsens. On the other hand, when the [Ca / S] content ratio exceeds 2.70, the Ca-based oxides aggregate and degrade the HIC resistance.

Следовательно, отношение содержаний [Ca/S] в соответствии с настоящим изобретением ограничивается диапазоном от 0,90 до 2,70.Therefore, the content ratio [Ca / S] in accordance with the present invention is limited to a range of from 0.90 to 2.70.

[0039] Al: 0,060% или меньше[0039] Al: 0.060% or less

Al является элементом, содержащимся обычно в качестве раскисляющего элемента.Al is an element usually contained as a deoxidizing element.

Однако когда содержание Al является слишком высоким, включения увеличиваются и ухудшает пластичность или ударная вязкость. Следовательно, верхний предел содержания Al составляет 0,060%.However, when the Al content is too high, inclusions increase and impair ductility or toughness. Therefore, the upper limit of the Al content is 0.060%.

Al является, кроме того, элементом, способствующим образованию смешанной структуры мартенситного аустенита (MA). С точки зрения уменьшения доли MA содержание Al предпочтительно составляет 0,008% или меньше. Когда содержание Al составляет 0,008% или меньше, это выгодно для повышения ударной вязкости HAZ.Al is, in addition, an element contributing to the formation of a mixed structure of martensitic austenite (MA). From the point of view of reducing the proportion of MA, the Al content is preferably 0.008% or less. When the Al content is 0.008% or less, it is beneficial to increase the toughness of the HAZ.

[0040] Между тем, с точки зрения более эффективного действия в качестве раскисляющего элемента содержание Al предпочтительно составляет 0,0002% или выше.[0040] Meanwhile, from the point of view of a more effective action as a deoxidizing element, the Al content is preferably 0.0002% or higher.

Al не только преднамеренно содержится в стали, но может также присутствовать в стали в качестве примеси. В случае, когда Al присутствует в стали в качестве примеси, содержание Al предпочтительно является настолько низким, насколько это возможно, и поэтому нет никакого особенного ограничения на нижний предел содержания Al.Al is not only intentionally contained in steel, but may also be present in steel as an impurity. In the case where Al is present in the steel as an impurity, the Al content is preferably as low as possible, and therefore there is no particular restriction on the lower limit of the Al content.

[0041] Nb: 0,010-0,030%[0041] Nb: 0.010-0.030%

Nb является элементом, образующим карбид или нитрид, способствующий улучшению прочности. Для того чтобы получить эти эффекты, содержание Nb в настоящем изобретении составляет 0,010% или выше. Однако когда содержание Nb становится слишком высоким, накапливается крупнозернистый карбонитрид Nb, который уменьшает ударную вязкость. Следовательно, содержание Nb в настоящем изобретении устанавливается равным 0,030% или меньше. Кроме того, содержание Nb предпочтительно составляет 0,020% или меньше.Nb is an element forming carbide or nitride, contributing to the improvement of strength. In order to obtain these effects, the Nb content of the present invention is 0.010% or higher. However, when the Nb content becomes too high, coarse-grained Nb carbonitride accumulates, which reduces the toughness. Therefore, the Nb content in the present invention is set to 0.030% or less. In addition, the Nb content is preferably 0.020% or less.

[0042] Ti: 0,008-0,020%[0042] Ti: 0.008-0.020%

Ti является элементом, который обычно используется как раскисляющий агент или элемент, образующий нитрид для уменьшения кристаллического зерна. Для того чтобы получить этот эффект, содержание Ti в настоящем изобретении устанавливается равным 0,008% или выше. Однако Ti является также элементом, уменьшающим ударную вязкость за счет образования крупнозернистого карбонитрида, когда содержание Ti является чрезмерным. Следовательно, содержание Ti в настоящем изобретении ограничивается величиной 0,020% или меньше.Ti is an element that is commonly used as a deoxidizing agent or an element forming nitride to reduce crystalline grains. In order to obtain this effect, the Ti content in the present invention is set to 0.008% or higher. However, Ti is also an element that reduces toughness due to the formation of coarse carbonitride when the Ti content is excessive. Therefore, the Ti content in the present invention is limited to 0.020% or less.

[0043] N: 0,0015-0,0060%[0043] N: 0.0015-0.0060%

N (азот) является элементом, образующим нитрид, такой как TiN и NbN. Для того чтобы уменьшить размер зерна аустенита во время нагревания за счет использования нитрида, содержание N в настоящем изобретении устанавливается равным 0,0015% или выше. Однако когда содержание N превышает 0,0060%, карбонитриды Ti и Nb проявляют склонность к накоплению, что вредит ударной вязкости. Следовательно, верхний предел содержания N в настоящем изобретении устанавливается равным 0,0060%.N (nitrogen) is a nitride forming element such as TiN and NbN. In order to reduce the grain size of austenite during heating due to the use of nitride, the N content in the present invention is set equal to 0.0015% or higher. However, when the N content exceeds 0.0060%, Ti and Nb carbonitrides tend to accumulate, which is detrimental to toughness. Therefore, the upper limit of the N content in the present invention is set to 0.0060%.

[0044] Отношение содержаний [Ti/N]: 2,20 или выше[0044] Content Ratio [Ti / N]: 2.20 or higher

В настоящем изобретении отношение содержания Ti к содержанию N [Ti/N] является важным для уменьшения размера зерна аустенита во время нагревания. Когда отношение содержаний [Ti/N] составляет менее 2,20, достаточного осаждения TiN не происходит, и уменьшение зерен аустенита не может быть достигнуто. Следовательно, отношение содержаний [Ti/N] в настоящем изобретении устанавливается равным 2,2 0 или выше. Отношение содержаний [Ti/N] предпочтительно составляет 3,00 или выше.In the present invention, the ratio of the Ti content to the N [Ti / N] content is important to reduce austenite grain size during heating. When the [Ti / N] content ratio is less than 2.20, sufficient TiN precipitation does not occur, and a decrease in austenite grains cannot be achieved. Therefore, the content ratio [Ti / N] in the present invention is set to 2.2 0 or higher. The content ratio [Ti / N] is preferably 3.00 or higher.

Между тем, с точки зрения дополнительного подавления ухудшения ударной вязкости, вызываемого чрезмерным содержанием карбида Ti, отношение содержаний [Ti/N] предпочтительно составляет 5,00 или меньше, и более предпочтительно 4,00 или меньше.Meanwhile, from the point of view of further suppressing the toughness deterioration caused by the excessive Ti carbide content, the [Ti / N] ratio is preferably 5.00 or less, and more preferably 4.00 or less.

[0045] О: 0,0040% или меньше[0045] O: 0.0040% or less

О является примесным элементом. Содержание О в настоящем изобретении ограничивается величиной 0,0040% или меньше. Так как содержание О предпочтительно должно быть настолько низким, насколько это возможно, нет никакого особенного ограничения на нижний предел содержания О. Однако с точек зрения издержек производства и производственных ограничений содержание О может составлять также 0,0010% или выше.O is an impurity element. The O content of the present invention is limited to 0.0040% or less. Since the content of O should preferably be as low as possible, there is no particular restriction on the lower limit of the content of O. However, from the point of view of production costs and production restrictions, the content of O can also be 0.0010% or higher.

[0046] Значение Ceq: от 0,380 до 0,480[0046] Ceq value: 0.380 to 0.480

Ceq является величиной, определяемой следующей Формулой (1):Ceq is a quantity determined by the following Formula (1):

Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5. (1)Ceq = C + Mn / 6 + (Ni + Cu) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5. (one)

[0047] В Формуле (1) С, Μn, Ni, Cu, Cr, Mo, и V представляют собой соответственно содержание (в мас. %) элементов С (углерода), Μn (марганца), Ni (никеля), Сu (меди), Сr (хрома), Mo (молибдена) и V (ванадия).[0047] In Formula (1), C, Μn, Ni, Cu, Cr, Mo, and V are respectively the content (in wt%) of the elements C (carbon), Μn (manganese), Ni (nickel), Cu ( copper), Cr (chromium), Mo (molybdenum) and V (vanadium).

Среди этих элементов Ni, Cu, Сr и V являются опциональными элементами, и содержание каждого из них может быть также равным 0%. Предпочтительное содержание опциональных элементов описываются ниже.Among these elements, Ni, Cu, Cr and V are optional elements, and the content of each of them can also be equal to 0%. Preferred contents of optional elements are described below.

[0048] Значение Ceq, определяемое Формулой (1), в настоящем изобретении ограничивается диапазоном от 0,380 до 0,480. Когда значение Ceq составляет менее 0,380, прочность магистральной трубы, получаемой из толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, уменьшается. Например, когда значение Ceq составляет менее 0,380, магистральная труба не может удовлетворить требованию к заданному пределу прочности (520 МПа или выше), соответствующему классу прочности Х60 или выше. Между тем, когда значение Ceq превышает 0,4 80, ударная вязкость (например, свойство DWTT) и сопротивление воздействию кислой среды (например, сопротивление HIC) ухудшаются.[0048] The Ceq value defined by Formula (1) in the present invention is limited to a range of 0.380 to 0.480. When the Ceq value is less than 0.380, the strength of the main pipe obtained from the steel plate in accordance with the present invention is reduced. For example, when the Ceq value is less than 0.380, the main pipe cannot satisfy the requirement for a given tensile strength (520 MPa or higher) corresponding to the strength class X60 or higher. Meanwhile, when the Ceq value exceeds 0.4 to 80, the toughness (e.g., DWTT property) and acid resistance (e.g., HIC resistance) deteriorate.

Следовательно, значение Ceq в настоящем изобретении ограничивается диапазоном от 0,380 до 0,480.Therefore, the Ceq value in the present invention is limited to a range of 0.380 to 0.480.

[0049] Что касается толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, неизбежная примесь означает компонент, содержащийся в исходном материале, или компонент, примешанный в сталь в производственном процессе, а не компонент, преднамеренно содержащийся в стали.[0049] Regarding the steel plate in accordance with the present invention, inevitable impurity means a component contained in the starting material or a component mixed into steel in a manufacturing process, and not a component intentionally contained in steel.

Конкретные примеры неизбежных примесей включают в себя Sb (сурьму), Sn (олово), W (вольфрам), Со (кобальт), As (мышьяк), Рb (свинец), Bi (висмут), В (бор) и H (водород).Specific examples of unavoidable impurities include Sb (antimony), Sn (tin), W (tungsten), Co (cobalt), As (arsenic), Pb (lead), Bi (bismuth), B (boron) and H (hydrogen )

Обычно, что касается Sb, Sn, W, Со и As, их содержание может составлять вплоть до 0,1% или меньше, что касается Рb и Bi, их содержание может составлять вплоть до 0,005% или меньше, и что касается В и Н, их содержание может составлять вплоть до 0,0004% или меньше, однако относительно других элементов никакого особенного контроля не требуется, поскольку их содержание находится внутри обычного диапазона.Typically, for Sb, Sn, W, Co, and As, their content can be up to 0.1% or less, for Pb and Bi, their content can be up to 0.005% or less, and for B and H , their content can be up to 0.0004% or less, however, with respect to other elements no special control is required, since their content is within the usual range.

[0050] Кроме того, толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением может содержать одно или больше из следующего:[0050] In addition, the steel plate in accordance with the present invention may contain one or more of the following:

0,50% или меньше Ni (никеля), 0,50% или меньше Сr (хрома), 0,50% или меньше Сu (меди), 0, 0050% или меньше Мg (магния), 0,0050% или меньше REM (редкоземельного элемента), и 0,100% или меньше V (ванадия).0.50% or less of Ni (nickel), 0.50% or less of Cr (chromium), 0.50% or less of Cu (copper), 0, 0050% or less of Mg (magnesium), 0.0050% or less REM (rare earth element), and 0.100% or less V (vanadium).

Например, толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением может содержать одно или больше из 0,50% или меньше Ni, 0,50% или меньше Сr, и 0,50% или меньше Сu. Кроме того, она может содержать одно или больше из 0,0050% или меньше Мg, 0,0050% или меньше REM, и 0,100% или меньше V.For example, plate steel in accordance with the present invention may contain one or more of 0.50% or less of Ni, 0.50% or less of Cr, and 0.50% or less of Cu. In addition, it may contain one or more of 0.0050% or less Mg, 0.0050% or less REM, and 0.100% or less V.

Эти элементы могут быть примешаны в сталь как неизбежные примеси помимо преднамеренного их содержания в стали. Следовательно, нет никакого особенного ограничения на нижние пределы содержания этих элементов.These elements can be mixed into steel as unavoidable impurities in addition to their intentional content in the steel. Therefore, there is no particular restriction on the lower limits of the content of these elements.

Эти элементы и их предпочтительные содержания в случае, когда толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением содержит эти элементы, будут описаны ниже.These elements and their preferred contents in the case where the steel plate in accordance with the present invention contains these elements will be described below.

[0051] Ni: 0,50% или меньше[0051] Ni: 0.50% or less

Ni (никель) является элементом, эффективным для улучшения ударной вязкости и прочности.Ni (nickel) is an element effective in improving toughness and strength.

Однако когда содержание Ni является слишком высоким, сопротивление HIC и свариваемость могут иногда уменьшаться. Следовательно, содержание Ni предпочтительно составляет 0,50% или меньше.However, when the Ni content is too high, the HIC resistance and weldability can sometimes decrease. Therefore, the Ni content is preferably 0.50% or less.

Вместе с тем содержание Ni предпочтительно составляет 0,05% или выше.However, the Ni content is preferably 0.05% or higher.

[0052] Сr: 0,50% или меньше[0052] Cr: 0.50% or less

Сr (хром) является элементом, эффективным для улучшения прочности стали посредством дисперсионного упрочнения.Cr (chromium) is an element effective in improving the strength of steel through dispersion hardening.

Однако когда содержание Сr является слишком высоким, закаливаемость может быть увеличена, и бейнита может стать слишком много для уменьшения ударной вязкости. Следовательно, содержание Сr предпочтительно составляет 0,50% или меньше.However, when the Cr content is too high, hardenability can be increased, and bainite can become too much to reduce toughness. Therefore, the Cr content is preferably 0.50% or less.

Вместе с тем содержание Сr предпочтительно составляет 0,05% или выше.However, the Cr content is preferably 0.05% or higher.

[0053] Сu: 0,50% или меньше[0053] Cu: 0.50% or less

Сu является элементом, эффективным для увеличения прочности без уменьшения ударной вязкости.Cu is an element effective in increasing strength without decreasing toughness.

Однако когда содержание Сu является слишком высоким, проявляется тенденция к растрескиванию во время нагрева или сваривания сляба. Следовательно, содержание Сu предпочтительно составляет 0,50% или меньше.However, when the Cu content is too high, there is a tendency to crack during heating or welding of the slab. Therefore, the content of Cu is preferably 0.50% or less.

Вместе с тем содержание Сu предпочтительно составляет 0,05% или выше.However, the content of Cu is preferably 0.05% or higher.

[0054] Мg: 0,0050% или меньше[0054] Mg: 0.0050% or less

Мg является элементом, эффективным в качестве раскисляющего агента и агента десульфуризации, и особенно в качестве элемента, который также способствует улучшению ударной вязкости HAZ путем образования чистого оксида.Mg is an element effective as a deoxidizing agent and desulfurization agent, and especially as an element that also helps to improve the toughness of HAZ by forming a pure oxide.

Однако когда содержание Мg является слишком высоким, оксид склонен агрегировать и укрупняться, что может привести к ухудшению сопротивления HIC или к уменьшению в ударной вязкости основного материала и ударной вязкости HAZ. Следовательно, содержание Мg предпочтительно составляет 0,0050% или меньше.However, when the Mg content is too high, the oxide tends to aggregate and coarsen, which can lead to a deterioration in the HIC resistance or to a decrease in the toughness of the base material and the toughness of HAZ. Therefore, the Mg content is preferably 0.0050% or less.

Вместе с тем содержание Мg предпочтительно составляет 0,0001% или выше.However, the Mg content is preferably 0.0001% or higher.

[0055] REM: 0,0050% или меньше[0055] REM: 0.0050% or less

"REM" означает в настоящем документе редкоземельный элемент и является общим термином для 17 видов элементов: Se (скандия), Y (иттрия), La (лантана), Се (церия), Рr (празеодима), Nd (неодима), Рm (прометия), Sm (самария), Eu (европия), Gd (гадолиния), Тb (тербия), Dy (диспрозия), Но (гольмия), Еr (эрбия), Тm (тулия), Yb (иттербия) и Lu (лютеция). Кроме того, фраза "0,0050% или меньше REM" означает, что общее содержание этих 17 видов элементов составляет 0,0050% или меньше."REM" means a rare earth element in this document and is a general term for 17 types of elements: Se (scandium), Y (yttrium), La (lanthanum), Ce (cerium), Pr (praseodymium), Nd (neodymium), PM ( promethium), Sm (samaria), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb (terbium), Dy (dysprosium), But (holmium), Er (erbium), Tm (thulium), Yb (ytterbium) and Lu ( lutetium). In addition, the phrase "0.0050% or less REM" means that the total content of these 17 types of elements is 0.0050% or less.

REM являются элементами, эффективными в качестве раскисляющих агентов, а также агентов десульфуризации.REMs are elements effective as deoxidizing agents as well as desulfurization agents.

Однако когда содержание Мg является слишком высоким, образуется крупнозернистый оксид, что может привести к ухудшению сопротивления HIC или к уменьшению ударной вязкости основного материала и HAZ. Следовательно, содержание REM предпочтительно составляет 0,0050% или меньше.However, when the Mg content is too high, coarse oxide is formed, which can lead to a deterioration in the HIC resistance or to a decrease in the toughness of the base material and HAZ. Therefore, the REM content is preferably 0.0050% or less.

Вместе с тем содержание REM предпочтительно составляет 0,0001% или выше.However, the content of REM is preferably 0.0001% or higher.

[0056] V: 0,100% или меньше[0056] V: 0.100% or less

V является элементом для формирования карбида или нитрида, способствующего улучшению прочности.V is an element for forming carbide or nitride, contributing to the improvement of strength.

Однако когда содержание V является слишком высоким, ударная вязкость может уменьшиться. Следовательно, содержание V предпочтительно составляет 0,100% или меньше.However, when the V content is too high, the toughness may decrease. Therefore, the V content is preferably 0.100% or less.

Вместе с тем содержание V предпочтительно составляет 0,010% или выше.However, the content of V is preferably 0.010% or higher.

[0057] Форма структуры и т.д. толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением будет описана ниже.[0057] The shape of the structure, etc. plate steel in accordance with the present invention will be described below.

[0058] Как описано выше, в толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что доля феррита (F1) в структуре в положении 1/4 толщины листа составляет 20% или выше, а доля феррита (F2) в структуре в положении 1/2 толщины листа составляет 5% или выше, свойство DWTT улучшается. По меньшей мере, в одном из случаев, когда доля феррита (F1) составляет менее 20%, и когда доля феррита (F2) составляет менее 5%, свойство DWTT ухудшается.[0058] As described above, in plate steel in accordance with the present invention, due to the fact that the proportion of ferrite (F1) in the structure at 1/4 of the sheet thickness is 20% or higher, and the proportion of ferrite (F2) in the structure at 1/2 of the sheet thickness is 5% or higher, the DWTT property is improved. In at least one case where the ferrite (F1) fraction is less than 20%, and when the ferrite (F2) fraction is less than 5%, the DWTT property is degraded.

[0059] Кроме того, как описано выше, в толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что доля феррита (F1) составляет 60% или меньше, и доля феррита (F2) составляет 60% или меньше, прочность на сжатие улучшается. По меньшей мере, в одном из случаев, когда доля феррита (F1) превышает 60%, и когда доля феррита (F2) превышает 60%, прочность на сжатие уменьшается.[0059] In addition, as described above, in the plate steel in accordance with the present invention, due to the fact that the proportion of ferrite (F1) is 60% or less, and the proportion of ferrite (F2) is 60% or less, the compressive strength is improved . In at least one case where the ferrite fraction (F1) exceeds 60%, and when the ferrite fraction (F2) exceeds 60%, the compressive strength decreases.

[0060] Кроме того, как описано выше, в толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, благодаря тому, что отношение (F1/F2) составляет 1,00 или выше, удовлетворяются как требования к прочности на сжатие, так и требования к свойству DWTT. В случае, когда значение отношения (F1/F2) меньше чем 1,00, в особенности ухудшается свойство DWTT.[0060] Furthermore, as described above, in plate steel according to the present invention, due to the fact that the ratio (F1 / F2) is 1.00 or higher, both the compressive strength requirements and the DWTT property requirements are satisfied. . In the case where the ratio value (F1 / F2) is less than 1.00, the DWTT property is particularly degraded.

Кроме того, с производственной точки зрения трудно сделать значение отношения (F1/F2) больше, чем 5,00.In addition, from a production point of view, it is difficult to make the ratio value (F1 / F2) more than 5.00.

[0061] Хотя значение отношения (F1/F2) указано в диапазоне от 1,00 до 5,00, предпочтительно оно должно быть больше чем 1,00, но 5,00 или меньше, и более предпочтительно от 1,05 до 5, 00.[0061] Although the ratio value (F1 / F2) is in the range of 1.00 to 5.00, preferably it should be more than 1.00, but 5.00 or less, and more preferably from 1.05 to 5, 00.

[0062] Кроме того, в толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением твердость в положении 1/2 толщины листа составляет 400 Ηv или меньше, а длина MnS в положении 1/2 толщины листа составляет 1,00 мм или меньше.[0062] Furthermore, in the plate steel according to the present invention, the hardness at 1/2 position of the sheet thickness is 400 Ηv or less, and the MnS length at 1/2 position of the sheet thickness is 1.00 mm or less.

С помощью вышеуказанных условий улучшается сопротивление HIC. Кроме того, вышеуказанные условия являются благоприятными для свойства DWTT.Using the above conditions, the HIC resistance is improved. In addition, the above conditions are favorable for the DWTT property.

[0063] Хотя длина MnS в положении 1/2 толщины листа составляет 1,00 мм или меньше, как описано выше, более предпочтительно, чтобы она находилась внутри диапазона, удовлетворяющего следующей Формуле (2), с точки зрения улучшения сопротивления HIC.[0063] Although the length of the MnS at position 1/2 of the sheet thickness is 1.00 mm or less, as described above, it is more preferable that it is within the range satisfying the following Formula (2) from the point of view of improving the HIC resistance.

Длина MnS в положении 1/2 толщины листа ≤10^{[(1350-X)/350]}/1000, (2)MnS length at 1/2 position of sheet thickness ≤10 ^{[(1350-X) / 350]} / 1000, (2)

где X - твердость (Ηv) в положении 1/2 толщины листа, имеющей значение 400 (Ηv) или меньше.where X is the hardness (Ηv) in position 1/2 of the sheet thickness having a value of 400 (Ηv) or less.

[0064] Примеры способа для того, чтобы длина MnS в положении 1/2 толщины листа удовлетворяла Формуле (2), включают в себя способ, в которым сляб с максимальной степенью ликвации Μn в центральной зоне сляба, равной 2,2 или меньше, и толщиной зоны осевой ликвации, равной 1,0 мм или меньше, подвергается последовательно повторному нагреву, прокатке толстого листа (черновой прокатке и финишной прокатке) и охлаждению для того, чтобы произвести толстолистовую сталь. Предпочтительные варианты осуществления соответствующих видов обработки будут описаны ниже.[0064] Examples of the method so that the MnS length at 1/2 of the sheet thickness satisfies Formula (2) include a method in which a slab with a maximum degree of segregation Μn in the central zone of the slab of 2.2 or less, and the thickness of the zone of axial segregation equal to 1.0 mm or less, is subjected to sequentially reheating, rolling a thick sheet (rough rolling and finishing rolling) and cooling in order to produce plate steel. Preferred embodiments of the respective treatments will be described below.

[0065] В толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением средний диаметр зерна феррита в положении 1/4 толщины листа составляет от 2,0 до 15,0 мкм.[0065] In the steel plate in accordance with the present invention, the average grain diameter of ferrite at 1/4 of the sheet thickness is from 2.0 to 15.0 μm.

Когда средний диаметр зерна феррита в положении 1/4 толщины листа составляет 15,0 мкм или меньше, свойство DWTT улучшается.When the average ferrite grain diameter at 1/4 of the sheet thickness is 15.0 μm or less, the DWTT property is improved.

Когда средний диаметр зерна феррита в положении 1/4 толщины листа составляет 2,0 мкм или больше, увеличение усилия при прокатке подавляется, что является выгодным с точки зрения издержек производства.When the average ferrite grain diameter at 1/4 of the sheet thickness is 2.0 μm or more, an increase in rolling force is suppressed, which is advantageous in terms of production costs.

[0066] Кроме того, в толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением средний диаметр зерна феррита в положении 1/2 толщины листа составляет от 5,0 до 20,0 мкм.[0066] Furthermore, in the plate steel according to the present invention, the average ferrite grain diameter at 1/2 position of the sheet thickness is from 5.0 to 20.0 μm.

Когда средний диаметр зерна феррита в положении 1/2 толщины листа составляет 20,0 мкм или меньше, свойство DWTT улучшается.When the average ferrite grain diameter at 1/2 of the sheet thickness is 20.0 μm or less, the DWTT property is improved.

Когда средний диаметр зерна феррита в положении 1/2 толщины листа составляет 5,0 мкм или больше, увеличение усилия при прокатке подавляется, что является выгодным с точки зрения издержек производства.When the average ferrite grain diameter at 1/2 position of the sheet thickness is 5.0 μm or more, the increase in rolling force is suppressed, which is advantageous in terms of production costs.

[0067] Кроме того, толщина толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением составляет 25 мм или больше.[0067] In addition, the thickness of the plate steel in accordance with the present invention is 25 mm or more.

Посредством этого может быть гарантирована высокая прочность на сжатие.By this, high compressive strength can be guaranteed.

Толщина листа предпочтительно составляет более 25 мм, более предпочтительно 30 мм или больше, еще более предпочтительно 32 мм или больше, и особенно предпочтительно 35 мм или больше.The sheet thickness is preferably more than 25 mm, more preferably 30 mm or more, even more preferably 32 mm or more, and particularly preferably 35 mm or more.

Нет никакого особенного ограничения на верхний предел толщины листа, и толщина листа может составлять, например, 4 5 мм или меньше.There is no particular limitation on the upper limit of the sheet thickness, and the sheet thickness may be, for example, 4-5 mm or less.

[0068] Толстолистовая сталь в соответствии с настоящим изобретением может быть произведена путем производства сляба в процессе производства стали с помощью плавки с последующей непрерывной разливкой, и после этого последовательно повторного нагрева сляба, прокатки толстого листа и охлаждения.[0068] The plate steel in accordance with the present invention can be produced by producing a slab during steelmaking by melting, followed by continuous casting, and then subsequently reheating the slab, rolling the thick sheet, and cooling.

Толщина сляба предпочтительно составляет 300 мм или больше, потому что толстолистовая сталь с толщиной листа 25 мм или больше может быть легко получена.The thickness of the slab is preferably 300 mm or more, because plate steel with a sheet thickness of 25 mm or more can be easily obtained.

Температура повторного нагрева сляба предпочтительно составляет 950°С или больше с точки зрения дополнительного улучшения сопротивления HIC.The reheat temperature of the slab is preferably 950 ° C. or more in terms of further improving the HIC resistance.

Кроме того, температура повторного нагрева предпочтительно составляет 1150°С или меньше с точки зрения дополнительного подавления ухудшения свойства DWTT.In addition, the reheating temperature is preferably 1150 ° C. or less in terms of further suppressing the deterioration of the DWTT property.

Кроме того, при прокатке толстого листа предпочтительной является черновая прокатка со средним обжатием 10% или больше за 1 проход до 120 мм или больше в диапазоне температур рекристаллизации (например, в температурном диапазоне выше 900°С). Среднее обжатие при прокатке в 10% или больше за 1 проход является выгодным, потому что это способствует рекристаллизации аустенита, так что размер зерна может быть сделан мелким. Кроме того, черновая прокатка только до 120 мм или больше является выгодной, потому что общее обжатие при прокатке может быть увеличено при последующей прокатке вне области рекристаллизации. А именно в случае, когда общее обжатие при прокатке увеличивается вне области рекристаллизации, много дислокаций может быть введено в аустенитные зерна. Так как дислокации, введенные в аустенитные зерна, могут составить центры зародышеобразования для преобразования в феррит в последующем процессе охлаждения, они способствуют уменьшению размера зерна.In addition, when rolling a thick sheet, rough rolling is preferred with an average compression of 10% or more in 1 pass up to 120 mm or more in the recrystallization temperature range (for example, in the temperature range above 900 ° C). An average reduction in rolling of 10% or more in 1 pass is advantageous because it promotes the recrystallization of austenite, so that the grain size can be made small. In addition, rough rolling only up to 120 mm or more is advantageous because the total reduction during rolling can be increased by subsequent rolling outside the recrystallization region. Namely, in the case when the total compression during rolling increases outside the recrystallization region, many dislocations can be introduced into austenitic grains. Since dislocations introduced into austenitic grains can form nucleation centers for conversion to ferrite in the subsequent cooling process, they contribute to a decrease in grain size.

Между тем, при прокатке толстого листа после черновой прокатки прокатка (финишная прокатка) выполняется предпочтительно вне области рекристаллизации (например, в температурном диапазоне между 750 и 900°С) до конечной толщины листа 25 мм или больше.Meanwhile, when rolling a thick sheet after rough rolling, rolling (finishing rolling) is preferably performed outside the recrystallization region (for example, in the temperature range between 750 and 900 ° C.) to a final sheet thickness of 25 mm or more.

[0069] Охлаждение после прокатки толстого листа (например, охлаждение водой) предпочтительно выполняется с начальной температурой охлаждения 700- 820°С. Начальная температура охлаждения, равная 700°С или больше, является выгодной, потому что доля феррита (F2) в положении 1/2 толщины листа может быть легко сделана равной 60% или меньше, а максимальная твердость в положении 1/2 толщины листа может быть легко сделана равной 4 00 Ηv или меньше. Начальная температура охлаждения, равная 820°С или меньше, является выгодной, потому что доля феррита (F2) может быть легко сделана равной 5% или выше, и свойство DWTT может быть легко улучшено.[0069] The cooling after rolling the thick sheet (eg, cooling with water) is preferably performed with an initial cooling temperature of 700-820 ° C. An initial cooling temperature of 700 ° C. or more is advantageous because the proportion of ferrite (F2) in the 1/2 position of the sheet thickness can easily be made 60% or less, and the maximum hardness in the 1/2 position of the sheet thickness can be easily made equal to 4 00 Ηv or less. An initial cooling temperature of 820 ° C. or less is advantageous because the ferrite fraction (F2) can easily be made equal to 5% or higher, and the DWTT property can be easily improved.

[0070] Скорость охлаждения во время охлаждения предпочтительно составляет 10°С/с или больше с точки зрения дополнительного улучшения прочности.[0070] The cooling rate during cooling is preferably 10 ° C / s or more in terms of further strength improvement.

Температура прекращения охлаждения предпочтительно составляет 200°С или больше с точки зрения дополнительного подавления HIC в положении 1/2 толщины листа с тем, чтобы дополнительно подавить ухудшение ударной вязкости. Температура прекращения охлаждения предпочтительно составляет 450°С или меньше с точки зрения дополнительного улучшения прочности.The cooling cessation temperature is preferably 200 ° C. or more from the point of view of further suppressing the HIC at 1/2 position of the sheet thickness so as to further suppress the toughness deterioration. The cooling cessation temperature is preferably 450 ° C. or less in terms of further strength improvement.

[0071] При охлаждении скорость охлаждения (V1) в положении 1/4 толщины листа предпочтительно является более медленной, чем скорость охлаждения (V2) в положении 1/2 толщины листа (V2) в температурном диапазоне между 600 и 700°С. За счет этого количество образующегося феррита в положении 1/4 толщины листа может быть сделано более высоким, чем количество образующегося феррита в положении 1/2 толщины листа, и поэтому отношение (F1/F2) может быть легко сделано равным 1,00 или выше.[0071] When cooling, the cooling rate (V1) at 1/4 of the sheet thickness is preferably slower than the cooling rate (V2) at 1/2 of the sheet thickness (V2) in a temperature range between 600 and 700 ° C. Due to this, the amount of ferrite formed in the 1/4 position of the sheet thickness can be made higher than the amount of ferrite formed in the 1/2 position of the sheet thickness, and therefore the ratio (F1 / F2) can be easily made equal to 1.00 or higher.

Между тем, в производстве обычной толстолистовой стали скорость охлаждения (V1) является более высокой, чем скорость охлаждения (V2), как описано выше, и поэтому отношение (F1/F2) получаемой толстолистовой стали составляет менее 1,00.Meanwhile, in the production of ordinary plate steel, the cooling rate (V1) is higher than the cooling rate (V2) as described above, and therefore, the ratio (F1 / F2) of the obtained plate steel is less than 1.00.

[0072] Кроме того, что касается охлаждения, скорость охлаждения в диапазоне температур 600°С или меньше (V3) предпочтительно составляет 15°С/с или больше. За счет этого формирование структуры перлита в структурах остатка в положении 1/4 толщины листа и в положении 1/2 толщины листа может быть подавлено с тем, чтобы подавить водородное растрескивание.[0072] In addition, with regard to cooling, the cooling rate in the temperature range of 600 ° C or less (V3) is preferably 15 ° C / s or more. Due to this, the formation of the pearlite structure in the residue structures at the 1/4 position of the sheet thickness and at the 1/2 position of the sheet thickness can be suppressed in order to suppress hydrogen cracking.

[0073] [Магистральная труба][0073] [Trunk pipe]

Магистральная труба в соответствии с настоящим изобретением является стальной трубой, произведенной с использованием толстолистовой стали для магистральной трубы в соответствии с настоящим изобретением.The main pipe in accordance with the present invention is a steel pipe produced using plate steel for the main pipe in accordance with the present invention.

Следовательно, аналогично толстолистовой стали в соответствии с настоящим изобретением, магистральная труба в соответствии с настоящим изобретением обладает превосходным сопротивлением HIC (особенно сопротивлением HIC в кислой среде с рН 5,0 или выше), а также имеет как удовлетворительную прочность на сжатие, так и удовлетворительное свойство DWTT.Therefore, similarly to the plate steel in accordance with the present invention, the main pipe in accordance with the present invention has excellent HIC resistance (especially HIC resistance in an acidic environment with a pH of 5.0 or higher), and also has both a satisfactory compressive strength and a satisfactory DWTT property.

[0074] Магистральная труба в соответствии с настоящим изобретением может быть произведена с использованием толстолистовой стали для магистральной трубы в соответствии с настоящим изобретением в качестве исходного материала с помощью публично известного способа создания трубы.[0074] The main pipe in accordance with the present invention can be produced using plate steel for the main pipe in accordance with the present invention as a source material using a publicly known method of creating a pipe.

Примеры публично известного способа создания трубы включают в себя способ формования UOE и способ формования JCOE.Examples of a publicly known pipe making method include a UOE molding method and a JCOE molding method.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[0075] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно посредством Примеров, при условии, что настоящее изобретение не ограничивается следующими Примерами.[0075] The present invention will now be described in more detail by way of Examples, provided that the present invention is not limited to the following Examples.

[0076] [Примеры в соответствии с настоящим изобретением 1-10, и Сравнительные примеры 1-12][0076] [Examples in accordance with the present invention 1-10, and Comparative examples 1-12]

<Производство толстолистовой стали><Steel plate production>

Стали, имеющие химический состав, приведенный в следующей Таблице 1 (стали №1-15), были произведены путем плавки, и слябы с толщиной (толщина сляба), показанной в следующей Таблице 2, были произведены путем непрерывной разливки. При непрерывной разливке во время конечного затвердевания было проведено мягкое обжатие для того, чтобы подавить ликвацию Μn в центральной зоне.The steels having the chemical composition shown in the following Table 1 (steels No. 1-15) were produced by melting, and the slabs with a thickness (slab thickness) shown in the following Table 2 were produced by continuous casting. During continuous casting during the final hardening, a soft reduction was carried out in order to suppress the segregation of Μn in the central zone.

В этой связи, компонентами стали (остатком), отличающимися от компонентов, показанных в следующей Таблице 1, являются Fe и неизбежные примеси.In this regard, the components of the steel (residue) that differ from the components shown in the following Table 1 are Fe and unavoidable impurities.

Кроме того, «REM» в стали №6 конкретно является Се, а «REM» в стали №9 конкретно является La.In addition, “REM” in steel No. 6 is specifically Ce and “REM” in steel No. 9 is specifically La.

[0077] Полученный таким образом сляб был нагрет до температуры от 950 до 1150°С (исключительно до 1180°С в Сравнительном примере 2), затем черновая прокатка была проведена при температуре выше 900°С со средним обжатием 10% или выше (исключительно 8% в Сравнительном примере 3) до толщины 120 мм или больше (исключительно до 100 мм в Сравнительном примере 4), и после этого финишная прокатка была проведена вне диапазона температур рекристаллизации, при температуре 900°С или меньше (исключительно при температуре 930°С в Сравнительном примере 5) вплоть до конечной толщины листа.[0077] The slab thus obtained was heated to a temperature of from 950 to 1150 ° C. (exclusively to 1180 ° C. in Comparative Example 2), then rough rolling was carried out at a temperature above 900 ° C. with an average reduction of 10% or higher (exclusively 8 % in Comparative Example 3) to a thickness of 120 mm or more (exclusively up to 100 mm in Comparative Example 4), and after that the finish rolling was carried out outside the recrystallization temperature range, at a temperature of 900 ° C or less (exclusively at a temperature of 930 ° C in Comparative example 5) right up to the final leaf hollows.

После горячей прокатки ускоренное охлаждение (охлаждение водой) начиналось в диапазоне температур между 700 и 820°С, и ускоренное охлаждение (охлаждение водой) прекращалось при температуре от 200 до 450°С для того, чтобы произвести толстолистовые стали с различными толщинами листа (конечными толщинами листа), показанные в следующей Таблице 2.After hot rolling, accelerated cooling (water cooling) began in the temperature range between 700 and 820 ° C, and accelerated cooling (water cooling) was stopped at a temperature of 200 to 450 ° C in order to produce plate steels with different sheet thicknesses (final thicknesses) worksheet) shown in the following Table 2.

Подробные условия соответствующих примеров показаны в следующей Таблице 2.Detailed conditions of the respective examples are shown in the following Table 2.

[0078] В частности, что касается ускоренного охлаждения (охлаждения водой) в Примерах 1-10 в соответствии с настоящим изобретением и Сравнительных примерах 1-5 и 7-13, ускоренное охлаждение (охлаждение водой) регулировалось таким образом, чтобы скорость охлаждения (V1) в положении 1/4 толщины листа была медленнее, чем скорость охлаждения (V2) в положении 1/2 толщины листа в температурном интервале от 600 до 700°С, где формируется феррит. В частности, зона водяного охлаждения, через которую пропускается толстолистовая сталь после финишной прокатки, была сегментирована на зону разбрызгивания и зону без разбрызгивания так, чтобы толстолистовая сталь могла охлаждаться водой с перерывами. За счет этого охлаждение и рекуперация тепла поверхности толстолистовой стали регулируются подходящим образом так, что V1 становится медленнее, чем V2.[0078] In particular, with regard to accelerated cooling (water cooling) in Examples 1-10 in accordance with the present invention and Comparative Examples 1-5 and 7-13, accelerated cooling (water cooling) was controlled so that the cooling rate (V1 ) in the 1/4 position of the sheet thickness was slower than the cooling rate (V2) in the 1/2 position of the sheet thickness in the temperature range from 600 to 700 ° C, where ferrite is formed. In particular, the water cooling zone through which the plate steel is passed after the finish rolling was segmented into a spray zone and a non-spray zone so that the plate steel can be intermittently cooled by water. Due to this, cooling and heat recovery of the steel plate surfaces are suitably controlled so that V1 becomes slower than V2.

В случае ускоренного охлаждения (охлаждения водой) в Сравнительном примере 6 скорость V1 была установлена более быстрой, чем V2, за счет непрерывного охлаждения толстолистовой стали водой аналогично обычному способу производства толстолистовой стали.In the case of accelerated cooling (water cooling) in Comparative Example 6, the speed V1 was set faster than V2 due to the continuous cooling of plate steel with water, similarly to the conventional method for producing plate steel.

[0079] <Измерение и оценочные испытания>[0079] <Measurement and evaluation tests>

Следующие измерения и оценочные испытания были выполнены на полученных таким образом толстолистовых сталях. Результаты показаны в следующей Таблице 3.The following measurements and evaluation tests were performed on the so obtained steel plates. The results are shown in the following Table 3.

[0080] - Доли феррита (F1, F2), размер ферритного зерна и структура остатка - [0080] - Fraction of ferrite (F1, F2), the size of the ferrite grain and the structure of the residue -

Для каждого поперечного сечения толстолистовой стали в положении 1/2 толщины листа и поперечного сечения толстолистовой стали в положении 1/4 толщины листа были измерены доля феррита (отношение площади феррита) и размер ферритного зерна (средний диаметр зерна феррита), а также дополнительно была идентифицирована структура остатка.For each cross section of plate steel at 1/2 position of the sheet thickness and the cross section of plate steel at 1/4 of the sheet thickness, the ferrite fraction (ratio of ferrite area) and ferrite grain size (average ferrite grain diameter) were measured, and it was additionally identified residue structure.

Более конкретно, поперечное сечение толстолистовой стали полировалось и травилось реактивом LePera, после чего делалась фотография его структуры с использованием оптического микроскопа с увеличением 500 крат. Посредством обработки изображения полученного оптического микроснимка (с увеличением 500 крат) были определены доля феррита (отношение площади феррита) и размер ферритного зерна (средний диаметр зерна феррита), а также дополнительно была идентифицирована структура остатка.More specifically, the cross section of plate steel was polished and etched with LePera reagent, after which a photograph was taken of its structure using an optical microscope with a magnification of 500 times. By processing the image of the obtained optical micrograph (with a magnification of 500x), the ferrite fraction (ratio of the ferrite area) and the size of the ferrite grain (average ferrite grain diameter) were determined, and the residue structure was additionally identified.

Обработка изображения выполнялась с использованием малогабаритного многофункционального анализатора изображений LUZEX АР (производства компании Nireco Corporation).Image processing was performed using the small-sized multifunctional image analyzer LUZEX AR (manufactured by Nireco Corporation).

В этой связи средний диаметр зерна феррита определялся путем измерения эквивалентных диаметров окружности для 30 зерен феррита и вычисления среднего арифметического для этих 30 эквивалентных диаметров окружности.In this regard, the average ferrite grain diameter was determined by measuring the equivalent circle diameters for 30 ferrite grains and calculating the arithmetic mean of these 30 equivalent circle diameters.

Как описано выше, соответственно были определены доля феррита в положении 1/4 толщины листа F1, доля феррита в положении 1/2 толщины листа F2, размер ферритного зерна в положении 1/4 толщины листа и размер ферритного зерна в положении 1/2 толщины листа, показанные в следующей Таблице 3, и соответственно были идентифицированы структура остатка в положении 1/4 толщины листа и структура остатка в положении 1/2 толщины листа, показанные в следующей Таблице 3.As described above, the ferrite fraction at 1/4 of the sheet thickness F1, the ferrite fraction at 1/2 of the sheet thickness F2, the size of the ferrite grain at 1/4 of the sheet thickness, and the size of ferrite grain at 1/2 position of the sheet thickness were respectively determined shown in the following Table 3, and accordingly, the residual structure at the 1/4 position of the sheet thickness and the residual structure at the 1/2 position of the sheet thickness shown in the following Table 3 were identified.

[0081] Например, оптический микроснимок (с увеличением 500 крат) поперечного сечения (поперечного сечения после полировки и травления реактивом LePera) в положении 1/2 толщины листа толстолистовой стали Примера 10 в соответствии с настоящим изобретением показан на Фиг. 1.[0081] For example, an optical micrograph (magnified 500 times) of the cross section (the cross section after polishing and etching with LePera reagent) at 1/2 position of the plate thickness of the steel plate of Example 10 in accordance with the present invention is shown in FIG. one.

[0082] - Вычисление отношения [F1/F2] -[0082] - Calculation of the ratio [F1 / F2] -

Отношение [F1/F2] определялось на основе доли феррита в положении 1/4 толщины листа (F1) и доли феррита в положении 1/2 толщины листа (F2), измеренных, как описано выше.The ratio [F1 / F2] was determined based on the proportion of ferrite in position 1/4 of the sheet thickness (F1) and the proportion of ferrite in position 1/2 of the sheet thickness (F2), measured as described above.

[0083] - Твердость в положении 1/2 толщины листа -[0083] - Hardness in position 1/2 of the sheet thickness -

Толстолистовая сталь, полученная как описано выше, была разрезана вдоль направления толщины листа, и полученное поперечное сечение было зеркально отполировано. В соответствии со стандартом JIS Ζ 2244 (2009) определение твердости по Виккерсу было проведено на зеркально отполированном поперечном сечении с нагрузкой в 2 5 г. The plate steel obtained as described above was cut along the thickness direction of the sheet, and the obtained cross section was mirror polished. In accordance with JIS 44 2244 (2009), Vickers hardness was determined on a mirror-polished cross section with a load of 2.5 g.

Определение твердости по Виккерсу выполнялось для 400 точек в положении 1/2 толщины листа. Максимальное значение из этих 4 00 результатов измерения определялось как "Твердость в положении 1/2 толщины листа" (см. Таблицу 3).Vickers hardness was determined for 400 points at 1/2 of the sheet thickness. The maximum value of these 4,00 measurement results was determined as "Hardness in position 1/2 of the sheet thickness" (see Table 3).

[008 4] - Длина MnS в положении 1/2 толщины листа -[008 4] - The length of the MnS at position 1/2 of the sheet thickness -

Макрообразец был взят из толстолистовой стали, и тест на коррозию был проведен на выбранном макрообразце в соответствии со стандартом NACE ТМ0284. Посредством этого в макрообразце было принудительно смоделировано растрескивание, вызванное удлиненным MnS, после чего макрообразец подвергался разрыву в жидком азоте. Посредством этого удлиненный MnS стал виден на растрескавшейся поверхности. Растрескавшаяся поверхность наблюдалась с помощью сканирующего электронного микроскопа, и длины всех распознанных удлиненных структур MnS были измерены. По результатам измерения были выбраны длины удлиненного MnS, присутствующего в положении 1/2 толщины листа, и максимальная величина среди выбранных значений (длин) была определена как "длина MnS в положении 1/2 толщины листа" (см. Таблицу 3).The macro sample was taken from plate steel, and a corrosion test was carried out on the selected macro sample in accordance with the NACE standard TM0284. As a result, cracking caused by elongated MnS was forcibly modeled in the macro sample, after which the macro sample was subjected to rupture in liquid nitrogen. Through this, the elongated MnS became visible on the cracked surface. A cracked surface was observed using a scanning electron microscope, and the lengths of all recognized elongated MnS structures were measured. Based on the measurement results, the lengths of the elongated MnS present in the 1/2 position of the sheet thickness were selected, and the maximum value among the selected values (lengths) was defined as “the length of the MnS at the 1/2 position of the sheet thickness” (see Table 3).

[0085] - Предел прочности -[0085] - Tensile strength -

Образец для испытания на растяжение был взят из толстолистовой стали таким образом, что продольное направление образца являлось параллельным направлению ширины толстолистовой стали. В этой связи образец имел форму плоской пластины в соответствии со спецификацией Американского Нефтяного Института: API 5L (в дальнейшем упоминаемой просто как "API 5L").The tensile test specimen was taken from plate steel so that the longitudinal direction of the sample was parallel to the width direction of plate steel. In this regard, the sample was in the form of a flat plate in accordance with the specification of the American Petroleum Institute: API 5L (hereinafter referred to simply as "API 5L").

Испытание на растяжение проводилось на взятом образце при комнатной температуре в соответствии со спецификацией API 5L. Предел прочности определялся на основе максимальной нагрузки в испытании на растяжение.The tensile test was carried out on a sample at room temperature in accordance with API 5L specification. The tensile strength was determined based on the maximum load in the tensile test.

[0086] - Прочность на сжатие -[0086] - Compressive Strength -

Прочность на сжатие была измерена следующим способом для того, чтобы оценить свойство в окружном направлении стальной трубы, изготовленной из толстолистовой стали, в качестве магистральной трубы, после чего она подвергалась нагреву в покрытии для противокоррозионной обработки.The compressive strength was measured in the following way in order to evaluate the circumferential property of a steel pipe made of plate steel as a main pipe, after which it was heated in a coating for anticorrosion treatment.

Образец с большой шириной (образец полной толщины) был взят из толстолистовой стали таким образом, что продольное направление образца было параллельным направлению ширины толстолистовой стали. Для того чтобы применить деформацию, соответствующую изготовлению трубы, 2%-ная предварительная деформация была применена к взятому образцу с большой шириной.A large-width specimen (full-thickness specimen) was taken from plate steel in such a way that the longitudinal direction of the sample was parallel to the width direction of plate steel. In order to apply a deformation corresponding to the manufacture of the pipe, a 2% pre-deformation was applied to the taken sample with a large width.

Затем из предварительно деформированного образца с большой шириной был взят образец для испытания на сжатие.Then, a compression test specimen was taken from a pre-deformed large-width specimen.

В данном случае образец для испытания на сжатие имел цилиндрическую форму с диаметром 22 мм и длиной 66 мм, и был взят таким образом, чтобы в него была включена центральная часть в направлении толстолистовой стали, и продольное направление образца для испытания на сжатие (тестовое направление испытания на сжатие) было параллельно направлению ширины толстолистовой стали.In this case, the compression test specimen had a cylindrical shape with a diameter of 22 mm and a length of 66 mm, and was taken so that it included the central part in the direction of plate steel, and the longitudinal direction of the compression test specimen (test direction of the test compression) was parallel to the width direction of plate steel.

Взятый образец для испытания на сжатие был термически обработан при температуре 220°С в течение 5 минут в солевой ванне, а затем термически обработанный образец для испытания на сжатие был подвергнут испытанию на сжатие в соответствии со стандартом ASTM Е9-09. Смещенный на 0,5% предел текучести в испытании на сжатие был определен как предел текучести (прочность на сжатие).The compression test sample taken was heat treated at 220 ° C. for 5 minutes in a salt bath, and then the heat-treated compression test sample was subjected to a compression test in accordance with ASTM E9-09. The yield strength offset by 0.5% in the compression test was defined as the yield strength (compressive strength).

[0087] - Оценочные испытания свойства DWTT (отношения площади разрушения при испытании DWTT (-20°С)) -[0087] - Evaluation tests of the properties of DWTT (the ratio of the area of destruction during testing DWTT (-20 ° C)) -

Образец для DWTT был взят из толстолистовой стали таким образом, чтобы продольное направление образца для DWTT было параллельно направлению ширины толстолистовой стали.The specimen for DWTT was taken from plate steel so that the longitudinal direction of the specimen for DWTT was parallel to the width direction of the plate steel.

В данном случае образец для DWTT был образцом полной толщины с выдавленной бороздкой.In this case, the sample for DWTT was a full thickness sample with an extruded groove.

Испытание DWTT проводилось на взятом образце для DWTT при температуре -20°С в соответствии со спецификацией API 5L для того, чтобы измерить отношение площади вязкого разрушения к полной площади разрушения (отношение площади разрушения при испытании DWTT (%)).The DWTT test was carried out on a sample for DWTT at a temperature of -20 ° C in accordance with API 5L specification in order to measure the ratio of viscous fracture area to total fracture area (ratio of fracture area during DWTT test (%)).

В соответствии с этим оценочным испытанием, чем выше (наиболее предпочтительно 100%) значение отношения площади разрушения при испытании DWTT (%), тем лучше свойство DWTT.According to this evaluation test, the higher (most preferably 100%) the value of the fracture area ratio in the DWTT test (%), the better the DWTT property.

[0088] - Оценочные испытания сопротивления HIC (CAR в тесте HIC) -[0088] - Evaluation tests of the resistance of the HIC (CAR in the HIC test) -

Образец (образец полной толщины) для оценки сопротивления HIC был взят из толстолистовой стали.A sample (full thickness sample) for evaluating the HIC resistance was taken from plate steel.

Взятый образец был погружен в "Раствор В" в соответствии со стандартом NACE ТМ0284 на 96 часов, после погружения образец был проанализирован с помощью ультразвукового дефектоскопа на предмет наличия или отсутствия водородного растрескивания. На основе результатов этого анализа было определено отношение площади растрескивания (CAR).The sample taken was immersed in “Solution B” in accordance with the NACE TM0284 standard for 96 hours, after immersion, the sample was analyzed using an ultrasonic flaw detector for the presence or absence of hydrogen cracking. Based on the results of this analysis, the ratio of cracking area (CAR) was determined.

В соответствии с этим оценочным испытанием, чем меньше значение CAR (наиболее предпочтительно 0%), тем выше сопротивление HIC.According to this evaluation test, the lower the CAR value (most preferably 0%), the higher the HIC resistance.

[0089][0089]

[0090][0090]

[0091][0091]

[0092] *Прочность на сжатие в Таблице 3 является прочностью на сжатие после применения 2%-ной предварительной деформации, с последующей термической обработкой при температуре 220°С.[0092] * The compressive strength in Table 3 is the compressive strength after applying 2% pre-deformation, followed by heat treatment at a temperature of 220 ° C.

[0093] Как показано в Таблицах 1-3, толстолистовые стали Примеров 1-10 в соответствии с настоящим изобретением, имеющие составы стали №1-10, которые являются примерами в соответствии с настоящим изобретением, и в которых доля феррита (F1), доля феррита (F2), отношение [F1/F2], структура остатка в положении 1/4 толщины листа, структура остатка в положении 1/2 толщины листа, размер ферритного зерна в положении 1/4 толщины листа, размер ферритного зерна в положении 1/2 толщины листа, твердость в положении 1/2 толщины листа и длина MnS в положении 1/2 толщины листа находились в области охвата настоящего изобретения, имели превосходные прочность на сжатие, свойство DWTT и сопротивление HIC.[0093] As shown in Tables 1-3, plate steels of Examples 1-10 in accordance with the present invention, having steel compositions No. 1-10, which are examples in accordance with the present invention, and in which the proportion of ferrite (F1), the proportion ferrite (F2), ratio [F1 / F2], the structure of the residue in position 1/4 of the sheet thickness, the structure of the residue in position 1/2 of the sheet thickness, the size of the ferrite grain in position 1/4 of the sheet thickness, the size of the ferrite grain in position 1 / 2 sheet thicknesses, hardness at 1/2 position of sheet thickness and MnS length at 1/2 position of sheet thickness ilis in the scope of the present invention had excellent compressive strength, DWTT property and resistance to HIC.

В противоположность этому, толстолистовые стали Сравнительных примеров 1-7, имеющие составы стали №8-10, которые являются примерами в соответствии с настоящим изобретением, но в которых по меньшей мере одно значение из следующих - доли феррита (F1), доли феррита (F2), отношения [F1/F2], структуры остатка в положении 1/4 толщины листа, структуры остатка в положении 1/2 толщины листа, размера ферритного зерна в положении 1/4 толщины листа, размера ферритного зерна в положении 1/2 толщины листа, твердости в положении 1/2 толщины листа и длины MnS в положении 1/2 толщины листа - находилось вне области охвата настоящего изобретения, были хуже по меньшей мере по одному показателю из следующих: прочности на сжатие, свойства DWTT и сопротивления HIC.In contrast, plate steels of Comparative examples 1-7, having steel compositions No. 8-10, which are examples in accordance with the present invention, but in which at least one of the following is a ferrite fraction (F1), a ferrite fraction (F2 ), the ratio [F1 / F2], the structure of the residue in position 1/4 of the sheet thickness, the structure of the residue in position 1/2 of the sheet thickness, the size of the ferrite grain in position 1/4 of the sheet thickness, the size of ferrite grain in position 1/2 of the sheet thickness hardness at 1/2 position of sheet thickness and MnS length at 1/2 t position lschiny sheet - it was outside the scope of the present invention were inferior in at least one parameter of the following: compressive strength, DWTT characteristics and HIC resistance.

Кроме того, толстолистовые стали Сравнительных примеров 8-12, имеющих составы стали №11-15, которые являются Сравнительными примерами, были хуже по меньшей мере по одному показателю из следующих: прочности на сжатие, свойства DWTT и сопротивления HIC.In addition, plate steels of Comparative Examples 8-12 having steel compositions No. 11-15, which are Comparative Examples, were worse in at least one of the following: compressive strength, DWTT properties, and HIC resistance.

[0094] [Производство магистральной трубы][0094] [Production of the main pipe]

<Производство и оценочные испытания магистральной трубы 1><Production and evaluation tests of the main pipe 1>

Толстолистовая сталь Примера 10 в соответствии с настоящим изобретением была использована для изготовления трубы в соответствии со способом UOE для того, чтобы получить магистральную трубу 1 с внешним диаметром и толщиной стенок, приведенными в Таблице 4.The plate steel of Example 10 in accordance with the present invention was used to manufacture the pipe in accordance with the UOE method in order to obtain the main pipe 1 with the outer diameter and wall thickness shown in Table 4.

[0095] Что касается полученной таким образом магистральной трубы 1, были измерены предел прочности, предел текучести, прочность на сжатие, отношение площади разрушения при испытании DWTT (-20°С), CAR в тесте HIC, ударная вязкость HAZ и ударная вязкость WM (сварного металла).[0095] Regarding the thus obtained main pipe 1, the tensile strength, yield strength, compressive strength, fracture area ratio of the DWTT test (-20 ° C), CAR in the HIC test, impact strength HAZ and impact strength WM ( welded metal).

Результаты измерения показаны в Таблице 4.The measurement results are shown in Table 4.

[0096] Среди них предел прочности, отношение площади разрушения при испытании DWTT (-20°С) и CAR в тесте HIC измерялись аналогично соответствующим измерениям для толстолистовых сталей, описанным выше.[0096] Among them, the tensile strength, the ratio of the fracture area during the DWTT test (-20 ° C) and CAR in the HIC test were measured similarly to the corresponding measurements for plate steels described above.

Предел текучести, прочность на сжатие, ударная вязкость HAZ и ударная вязкость WM измерялись следующим образом.The yield strength, compressive strength, toughness HAZ and toughness WM were measured as follows.

[0097] - Измерение предела текучести -[0097] - Measurement of yield strength -

Предел текучести в продольном направлении магистральной трубы измерялся в соответствии со стандартом ASTM Е9-09. В этой связи 0,5% запас прочности в нагруженном состоянии был определен как предел текучести.The yield strength in the longitudinal direction of the main pipe was measured in accordance with ASTM E9-09. In this regard, 0.5% safety factor in the loaded state was determined as the yield strength.

[0098] - Измерение прочности на сжатие -[0098] - Measurement of compressive strength -

Прочность на сжатие в окружном направлении магистральной трубы измерялась в соответствии со стандартом ASTM Е9-09. В этой связи 0,5% удлинение под нагрузкой при пределе текучести было определено как прочность на сжатие.The compressive strength in the circumferential direction of the main pipe was measured in accordance with ASTM E9-09. In this regard, 0.5% elongation under load at yield strength was defined as compressive strength.

[0099] - Измерение ударной вязкости HAZ -[0099] - Impact Measurement HAZ -

Образец для испытания по Шарпи с V-образной бороздкой был взят на глубине 2 мм от внешней периферийной поверхности магистральной трубы. V-образная бороздка образца была обеспечена так, чтобы разрыв после ударного испытания по Шарпи включал в себя HAZ и WM в отношении площадей 50%/50%.A Charpy test specimen with a V-groove was taken at a depth of 2 mm from the outer peripheral surface of the main pipe. The V-groove of the specimen was ensured so that the break after the Charpy impact test included HAZ and WM with respect to the areas of 50% / 50%.

Используя полученный образец для испытания по Шарпи с V-образной бороздкой, ударное испытание по Шарпи было проведено в соответствии со стандартом JIS Z2242 (2005) при температуре -20°С, и поглощенная энергия Шарпи (Дж) была определена как ударная вязкость HAZ (Дж).Using the obtained Charpy test specimen with a V-groove, the Charpy impact test was carried out in accordance with JIS Z2242 (2005) at a temperature of -20 ° C, and the absorbed Charpy energy (J) was determined as the impact strength HAZ (J )

[0100] - Измерение ударной вязкости WM -[0100] - Measurement of impact strength WM -

Образец для испытания по Шарпи с V-образной бороздкой был взят на глубине 2 мм от внешней периферийной поверхности магистральной трубы. V-образная бороздка образца была обеспечена так, чтобы центр V-образной бороздки располагался в центре WM.A Charpy test specimen with a V-groove was taken at a depth of 2 mm from the outer peripheral surface of the main pipe. A V-shaped groove of the sample was provided so that the center of the V-shaped groove was located in the center of WM.

Используя полученный образец для испытания по Шарпи с V-образной бороздкой, ударное испытание по Шарпи было проведено в соответствии со стандартом JIS Z2242 (2005) при температуре -20°С, и поглощенная энергия Шарпи (Дж) была определена как ударная вязкость WM (Дж).Using the resulting Charpy test specimen with a V-groove, the Charpy impact test was carried out in accordance with JIS Z2242 (2005) at −20 ° C., and the absorbed Charpy energy (J) was determined as the impact strength WM (J )

[0101] производство и оценочные испытания магистральной трубы 2>[0101] production and evaluation tests of the main pipe 2>

Толстолистовая сталь была подготовлена идентично толстолистовой стали Примера 10 в соответствии с настоящим изобретением за исключением того, что толщина листа была изменена на 45 мм.Plate steel was prepared identically to the plate steel of Example 10 in accordance with the present invention except that the sheet thickness was changed to 45 mm.

Приготовленная толстолистовая сталь с толщиной 45 мм была использована для изготовления трубы способом JCOE для того, чтобы получить магистральную трубу 2 с внешним диаметром и толщиной стенок, приведенными в Таблице 4.The prepared plate steel with a thickness of 45 mm was used for the manufacture of the pipe by the JCOE method in order to obtain a main pipe 2 with an outer diameter and wall thickness shown in Table 4.

Для магистральной трубы 2 были проведены те же измерения, что и для магистральной трубы 1. Результаты показаны в Таблице 4.For main pipe 2, the same measurements were performed as for main pipe 1. The results are shown in Table 4.

[0103] Как видно из Таблицы 4, магистральные трубы 1 и 2, произведенные с использованием толстолистовых сталей Примеров в соответствии с настоящим изобретением, обладают превосходной прочностью на сжатие, свойством DWTT и сопротивлением HIC, аналогично толстолистовым сталям Примеров в соответствии с настоящим изобретением.[0103] As can be seen from Table 4, the main pipes 1 and 2 produced using the plate steels of the Examples in accordance with the present invention have excellent compressive strength, DWTT property and HIC resistance, similar to the plate steels of the Examples in accordance with the present invention.

Кроме того, магистральные трубы 1 и 2 также продемонстрировали благоприятные результаты относительно ударной вязкости HAZ и ударной вязкости WM.In addition, the main pipes 1 and 2 also showed favorable results with respect to toughness HAZ and toughness WM.

[0104][0104]

Полное раскрытие японских патентных заявок №2013-155063 и №2013-155064 включено в настоящий документ посредством ссылки.The full disclosure of Japanese patent applications No. 2013-155063 and No. 2013-155064 is incorporated herein by reference.

Все документы, патентные заявки и технические стандарты, приведенные в данном описании, включены в настоящий документ посредством ссылки в той же самой степени, как если бы каждый индивидуальный документ, патентная заявка или технический стандарт были конкретно и индивидуально перечислены как включенные в настоящий документ посредством ссылки.All documents, patent applications, and technical standards described herein are incorporated herein by reference to the same extent as if each individual document, patent application, or technical standard were specifically and individually listed as being incorporated herein by reference .

Claims (32)

1. Толстолистовая сталь для магистральной трубы, имеющая толщину 25 мм или больше и содержащая, в мас.%:1. Plate steel for the main pipe having a thickness of 25 mm or more and containing, in wt.%: 0,040-0,080 C,0.040-0.080 C, 0,05-0,40 Si,0.05-0.40 Si, 1,60-2,00 Mn,1.60-2.00 Mn, 0,020 или менее P,0.020 or less P, 0,0025 или менее S,0.0025 or less than S, 0,05-0,20 Mo,0.05-0.20 Mo, 0,0011-0,0050 Ca,0.0011-0.0050 Ca, 0,060 или менее Al,0.060 or less Al, 0,010-0,030 Nb,0.010-0.030 Nb, 0,008-0,020 Ti,0.008-0.020 Ti, 0,0015-0,0060 N, и0.0015-0.0060 N, and 0,0040 или менее O,0.0040 or less O, остальное - Fe и неизбежные примеси,the rest is Fe and unavoidable impurities, причем отношение содержания Ca к содержанию S [Ca/S] составляет от 0,90 до 2,70, а отношение содержания Ti к содержанию N [Ti/N] составляет от 2,20 до 5,00,moreover, the ratio of the content of Ca to the content of S [Ca / S] is from 0.90 to 2.70, and the ratio of the content of Ti to the content of N [Ti / N] is from 2.20 to 5.00, значение Ceq, определяемое следующим выражением (1), составляет от 0,380 до 0,480:Ceq value defined by the following expression (1) is from 0.380 to 0.480: Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5, (1),Ceq = C + Mn / 6 + (Ni + Cu) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5, (1), где в выражении (1) C, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo и V означают содержание соответствующих элементов (в мас.%),where in the expression (1) C, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo and V mean the content of the corresponding elements (in wt.%), при этом в положении 1/4 толщины листа доля феррита (F1) составляет от 20 до 60%, а остаток является структурой бейнита,while in the 1/4 position of the sheet thickness, the proportion of ferrite (F1) is from 20 to 60%, and the remainder is the structure of bainite, в положении 1/2 толщины листа доля феррита (F2) составляет от 5 до 60%, а остаток является структурой бейнита или структурой бейнита и мартенсита,in the 1/2 position of the sheet thickness, the proportion of ferrite (F2) is from 5 to 60%, and the remainder is the structure of bainite or the structure of bainite and martensite, отношение (F1/F2) доли феррита (F1) к доле феррита (F2) составляет от 1,00 до 5,00,the ratio (F1 / F2) of the ferrite fraction (F1) to the ferrite fraction (F2) is from 1.00 to 5.00, в положении 1/4 толщины листа средний диаметр зерна феррита составляет от 2,0 до 15,0 мкм, а в положении 1/2 толщины листа средний диаметр зерна феррита составляет от 5,0 до 20,0 мкм, иin position 1/4 of the sheet thickness, the average ferrite grain diameter is from 2.0 to 15.0 μm, and in position 1/2 of the sheet thickness, the average ferrite grain diameter is from 5.0 to 20.0 μm, and твердость в положении 1/2 толщины листа составляет 400 HV или менее, а длина MnS в положении 1/2 толщины листа составляет 1,00 мм или менее.hardness in the 1/2 position of the sheet thickness is 400 HV or less, and the MnS length in the 1/2 position of the sheet thickness is 1.00 mm or less. 2. Толстолистовая сталь для магистральной трубы по п. 1, в которой содержание Al составляет 0,008 мас.% или менее.2. Plate steel for the main pipe according to claim 1, in which the Al content is 0.008 wt.% Or less. 3. Толстолистовая сталь для магистральной трубы по п. 1 или 2, содержащая одно или более из следующего, в мас.%:3. Plate steel for the main pipe according to claim 1 or 2, containing one or more of the following, in wt.%: 0,50 или менее Ni,0.50 or less Ni, 0,50 или менее Cr,0.50 or less Cr, 0,50 или менее Cu,0.50 or less Cu, 0,0050 или менее Mg,0.0050 or less Mg, 0,0050 или менее редкоземельного металла и0.0050 or less rare earth metal and 0,100 или менее V.0.100 or less V. 4. Магистральная труба, произведенная с использованием толстолистовой стали для магистральной трубы по любому из пп. 1-3.4. The main pipe produced using plate steel for the main pipe according to any one of paragraphs. 1-3.

Images