[发明专利]高合金无缝管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由热挤压制管法制造高合金空心钢坯的热挤压制管方法。更详细而言，涉及一种使用由变形阻力较大的高合金构成的被挤压原料通过热挤压的方式不会产生裂纹缺陷、破碎缺陷地制造高合金无缝管的方法。

背景技术

近年来，油井管、锅炉管等的使用环境变得更加严酷。因此，对所用的无缝管的特性的要求越来越高。例如，对于在越发高深度化、高腐蚀性环境化的油井中使用的油井管，要求该油井管具有更高的强度、更加优异的耐腐蚀性。另一方面，对于在原子能发电设备、化学成套设备等中使用的管，要求该管在高温的纯水、含有氯离子(Cl^-)的高温的水中具有优异的耐腐蚀性、特别是耐应力腐蚀裂纹性。出于上述要求，现在一直应用着由含有大量Cr和Ni、乃至Mo的高合金构成的无缝管。

作为强度高且耐腐蚀性和热加工性优异、用在深井、具有严酷的腐蚀环境的油井或气井(以下简称为“油井”)中的无缝管用的高合金，例如在专利文献1中公开了如下这种高Cr-高Ni合金，该合金含有Cr：20～35％、Ni：25～50％、Cu：0.5～8.0％、Mo：0.01～3.0％和sol.Al：0.01～0.3％，且Cu和Mo的含量满足％Cu≥1.2-0.4(％Mo-1.4)2所表示的关系。

作为无缝管的制造方法，采用如下方法，即，使用作为高合金的被挤压原料的钢坯采用玻璃润滑剂高速挤压法等热挤压制管法、满乃斯曼制管法等热轧法而制作高合金管。

图1是用于说明用来制造无缝管的热挤压制管法的剖视图。将中心部设置有通孔的钢坯8(在本说明书中简称为“空心钢坯”或“钢坯”)安装在挤压筒(containe)6内，在该挤压筒6的一端，借助模座4和支撑环5装卸自如地安装有模2。另外，在钢坯8的通孔中插入有芯棒3，并且在钢坯8的后端面上配置有挤压垫(dummy block)7。

在上述结构中，当使未图示的挤压杆(stem)动作而沿空心箭头的方向推压挤压垫7时，空心钢坯8被镦粗(upset)后被从由模2的内表面与芯棒3的外表面所形成的环状空隙挤出，从而制造成具有与模2的内径相对应的外径、与芯棒3的外径相对应的内径的无缝管。在上述那样地制作无缝管时，为了润滑模2的内表面与空心钢坯8的前端面及外表面之间，在模2与空心钢坯8之间安装有空心圆盘状的玻璃盘润滑剂(glass disk lubricant)1。

作为应用热挤压法来制造高合金管的以往技术，除了上述专利文献1之外，还有下述技术。在专利文献2中记载了：对由规定了Cr、Mo、W等的含量的合金构成的钢坯实施热挤压加工，形成外径60mm、壁厚4mm的管坯，然后进一步对该管坯实施热处理和冷加工，从而制成在试验评价中具有优异的耐应力腐蚀裂纹性的合金管。在专利文献3中记载了采用热挤压造管法将规定了Cr、Ni、Mo、Al、Ca、S、O等的含量的合金制成管坯的技术。在上述专利文献1中记载了：使用上述的由高Cr-高Ni合金构成的钢坯，在由玻璃润滑剂高速挤压法(Ugine-sejournet process)进行的热挤压制管处理中将该钢坯成形为直径60mm、壁厚5mm的管。

但是，在上述专利文献中只不过公开了在制造时进行了热挤压的技术，这些文献中均没有公开从对变形阻力较大的合金进行热挤压时所产生的加工发热方面着手来抑制由晶界熔融产生的裂纹缺陷、破碎缺陷的见解。

专利文献1：日本特开平11-302801号公报(权利要求书、第[0009]～[0012]和[0047]段)

专利文献2：日本特开昭58-6927号公报(权利要求书第7页左下栏第13行～右下栏第10行)

专利文献3：日本特开昭63-274743号公报(权利要求书和第5页右下栏第6行～第6页左上栏第12行)

如上所述，在同一温度下，例如与S45C相比，高Cr-高Ni合金等高合金的变形阻力较大，约为S45C的2倍～3倍，在挤压过程中的加工发热的作用下，管壁内部的温度上升的幅度变大。在以往的热挤压技术中，由于在挤压加工过程中温度上升，因此在管壁内部产生晶界熔融裂纹，该裂纹在管的内周面表现为破碎缺陷，引发产生不良较多等问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做成的，其课题在于提供一种使用由变形阻力较大的高合金构成的被挤压原料通过热挤压不产生裂纹缺陷、破碎缺陷地制造高合金无缝管的方法。