弯管及其制造方法.pdf

制造具有X70级以上优选强度及韧性平衡的、抗拉性能及焊接金属的低温韧性优异的高强度的弯管。母材的组成为C：0.03～0.12％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.4～2.2％、S：0.0050％以下、Al：0.06％以下、N：0.008％以下、余量是Fe和杂质，碳当量Ceq为0.36％以上，并且焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.22％以下，焊接金属其焊接裂纹敏感性指数(Pcm)在0.30％以下，B量在5ppm以下，并且氧量在300ppm以下，将具有如上母材和焊接金属的UOE钢管，加热到900～1100℃的温度域而进行弯曲加工后，立即以3℃/秒以上的冷却速度将其冷却至300℃以下的温度域，其后在300～500℃的温度域进行回火。

1.  一种弯管，是对焊接钢管进行弯曲加工而制造，在该弯曲加工后以3℃/秒以上的冷却速度冷却至300℃以下的温度域，其后在300～500℃的温度域进行回火而得到的具有淬火回火组织的弯管，其特征在于，
母材具有如下组成：以质量％计C：0.03～0.12％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.4～2.2％、S：0.0050％以下、Al：0.06％以下、N：0.0070％以下、余量是Fe和杂质，由(1)式规定的碳当量Ceq为0.36％以上，并且由(2)式规定的焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.22％以下，并且，
焊接金属由(2)式规定的焊接裂纹敏感性指数Pcm在0.30％以下，B量在5ppm以下，并且氧量在300ppm以下，
Ceq=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Cu+Ni15···(1)]]>
Pcm=C+Si30+Mn20+Cu20+Ni60+Cr20+Mo15+V10+B···(2).]]>

2.  根据权利要求1所述的弯管，其中，母材以质量％计还含有从Cu：1.0％以下、Ni：2.0％以下、Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、Nb：0.1％以下、V：0.1％以下或Ti：0.03％以下中选择的一种或两种以上。

3.  根据权利要求1或2所述的弯管，其中，母材还含有B：0.0030质量％以下。

4.  根据权利要求1～3中任一项所述的弯管，其中，母材还含有Ca：0.005质量％以下。

5.  一种弯管的制造方法，其特征在于，将具有满足下述条件的母材及焊接金属的焊接钢管加热到900～1100℃的温度域进行弯曲加工后，立即以3℃/秒以上的冷却速度冷却至300℃以下的温度域，其后在300～500℃的温度域进行回火，
母材具有如下组成：以质量％计C：0.03～0.12％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.4～2.2％、S：0.0050％以下、Al：0.06％以下、N：0.0070％以下、余量是Fe和杂质，由(1)式规定的碳当量Ceq为0.36％以上，并且由式(2)规定的焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.22％以下，并且，
焊接金属：由(2)式规定的焊接裂纹敏感性指数Pcm在0.30％以下，B量在5ppm以下，并且氧量在300ppm以下，
Ceq=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Cu+Ni15···(1)]]>
Pcm=C+Si30+Mn20+Cu20+Ni60+Cr20+Mo15+V10+B···(2).]]>

6.  根据权利要求5所述的弯管的制造方法，其中，母材以质量％计还含有从Cu：1.0％以下、Ni：2.0％以下、Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、Nb：0.1％以下、V：0.1％以下或Ti：0.03％以下中选择的一种或两种以上。

7.  根据权利要求5或6所述的弯管的制造方法，其中，母材还含有B：0.0030质量％以下。

8.  根据权利要求5～7中任一项所述的弯管的制造方法，其中，母材还含有Ca：0.005质量％以下。

9.  根据权利要求5～8中任一项所述的弯管的制造方法，其中，所述焊接钢管为UOE钢管，或者辊弯焊接钢管。

弯管及其制造方法
技术领域
本发明涉及弯管及其制造方法。具体来说，本发明涉及以具有朝向轴向的焊接部的焊接钢管为原材，并且具有API规格X70级以上的强度和焊接金属低温韧性优异的弯管及其制造方法。
背景技术
近年来，对于降低管线成本的要求高涨。另外，由于制造技术的进步，使高强度的钢管被用于管线。用于管线的高强度钢管(直管)的大部分都达到API规格X70级。API规格X80级的高强度钢管在世界范围内也仅有数例实用化。特别是对于具有朝向轴向的焊接部的焊接钢管进行弯曲加工而制造的弯管(弯曲管)，尽管其在实际的管线的建设中是不可欠缺的，但通过弯曲加工之后进行的热处理来使焊接部的强度及韧性并立非常困难。因此，API规格X70级以上的高强度的弯管的制造技术还没有确立。
在专利文献1中公开了制造焊接裂纹敏感性指数Pcm低的弯管的发明，其是将焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.19％以下(在本说明书中除非有特别理由，否则“％”均是“质量％”的意思)的具有特定的组成的厚壁的焊接钢管加热到Ac₃点以上1100℃以下，以该温度进行弯曲加工后，再以特定的冷却速度冷却至300℃以下，在550℃以上、650℃以下的温度域进行回火，由此实现厚壁且高强度。
另外，专利文献2公开的发明是，将具有{1.5(O-0.89Al)+3.4N}-Ti的值(O、Al、N、Ti分别表示氧、铝、氮、钛的含量)处于-0.010以上、0.010以下的范围的焊接金属的焊接钢管，加热至900℃以上、1000℃以下后，边进行弯曲加工边立刻急冷，由此制造焊接金属的韧性优异的高强度的弯管。
专利文献1：特公平5-67699号公报
专利文献2：特开平9-295067号公报
但是，由专利文献1、2公开的发明，作为弯曲部的内侧的压缩变形侧(本说明书中称为“腹侧”)的屈服强度的确保非常困难。确切地说，为了确保焊接金属的低温韧性，虽然需要低Pcm化及成分的适当化，但若在弯曲加工后不进行回火，则难以确保弯曲部的腹侧的屈服强度。
另外，若以500℃以上的高温进行回火，则抗拉强度低。为了弥补抗拉强度的降低部分而产生了使母材的合金元素的含量增加的需要，成本增大，使之难以用于管线。
此外，随着高强度化的实现，便难以确保弯曲部的焊接金属的低温韧性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弯管及其制造方法，其既具有良好的母材强度及低温韧性，又能够使在弯管的性能上成为重大课题的焊接金属的韧性及弯曲部的腹侧的屈服强度均得到确实地确保。
本发明基于能够解决上述课题的如下发现：
(i)进行弯曲加工后在300℃以上、500℃以下这样的低温域回火，即进行时效处理；
(ii)以具有有着适当的碳当量Ceq及焊接裂纹敏感性指数Pcm的母材的焊接钢管(例如UOE钢管和辊弯(roll bending)焊接钢管(以下称为“RB焊接钢管”))为原材使用；
(iii)具有使用不含硼的高碱度焊剂焊接所形成的高韧性的焊接金属。
本发明是通过对焊接钢管进行弯曲加工而制造，在该弯曲加工后以3℃/秒以上的冷却速度冷却至300℃以下的温度域，其后在300～500℃的温度域进行回火而得到的具有淬火回火组织的弯管，其中，
母材具有如下组成：C：0.03～0.12％、Si：0.05～0.50％、Mn：1.4～2.2％、S：0.0050％以下、Al：0.06％以下、N：0.0070％以下、优选Cu：1.0％以下、Ni：2.0％以下、Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、Nb：0.1％以下、V：0.1％以下或Ti：0.03％以下之中选择的一种或两种以上，更优选B：0.0030％以下，进一步优选Ca：0.005％以下，余量是Fe和杂质，由(1)式规定的碳当量(Ceq)为0.36％以上，并且由式(2)规定的焊接裂纹敏感性指数(Pcm)为0.22％以下，并且，
焊接金属由(2)式规定的焊接裂纹敏感性指数(Pcm)在0.30％以下，B量在5ppm以下，并且氧量在300ppm以下。
Ceq=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Cu+Ni15.......(1)]]>
Pcm=C+Si30+Mn20+Cu20+Ni60+Cr20+Mo15+V10+B.......(2)]]>
从另一观点出发，本发明是弯管的制造方法，其中，将具有满足上述条件的母材及焊接金属，例如UOE钢管或RB焊接钢管这样的焊接钢管，加热到900℃以上、1100℃以下的温度域而进行弯曲加工后，立即以3℃/秒以上的冷却速度冷却至300℃以下的温度域，其后在300℃以上、500℃以下的温度域进行回火。
根据本发明，作为高强度的弯管的性能面的课题的弯曲部的腹则的屈服强度的降低和强度及韧性的降低均能够得到抑制。由此，具有API规格X70级以上的优异的强度及韧性的平衡，抗拉强度及焊接金属的低温韧性优异的高强度的弯管，即，既具有良好的母材强度及韧性，作为弯管的课题的焊接金属的韧性的降低及弯曲部的腹侧的屈服强度的降低又能够一并得到改善并确保。
附图说明
图1是表示碳当量Ceq(％)和管的周向强度(MPa)的关系的曲线图。
图2是表示采用设想API规格X100级的碳等量(IIW)0.56％的焊接金属进行调查的结果的曲线图。
具体实施方式
以下，边参照附图边详细地说明用于实施本发明的弯管的制造方法的最佳的方式。
在实施的方式中，以例如UOE钢管或RB焊接钢管这样具有朝向轴向的焊接部的焊接钢管作为弯管的原材使用。
众所周知，所谓“UOE钢管”意思是以厚板为原材通过强力的挤压而冷弯曲成U型后，经O形挤压成为圆形截面，通过自动潜弧方式从内外面进行焊接，由此而制造大口径焊接钢管。另一方面，所谓“RB焊接钢管”意思是以厚板为原材，通过端弯曲挤压和辊弯成形而成为圆形截面，依次采用内面焊接机、外面焊接机、内面圆周焊接机及外面圆周焊接机从内外面进行焊接，由此制造的大口径焊接钢管。UOE钢管或RB焊接钢管均具有朝向轴向的焊接部。
(母材)
对于限定作为弯管的原材而使用的焊接钢管的母材的组成的理由进行说明。
(C：0.03％以上、0.12％以下)
C是对强度的上升有效的元素，为了具有API规格X70级以上的强度而含有0.03％以上。但是，若C含量超过0.12％，则韧性降低显著，给母材的机械的特性带来不利影响，并且会助长板坯的表面伤的发生。因此，C含量限定为0.03％以上、0.12％以下。C含量优选为0.04％以上、0.08％以下。
(Si：0.05％以上、0.50％以下)
Si作为脱氧剂有效，另外还有效地作为使钢强化的成分。Si含量低于0.05％时脱氧不充分，另一方面若超过0.50％，则在焊接影响部大量生成条纹状马氏体而使韧性极度劣化，造成机械的性质的降低。因此，Si含量限定为0.05％以上、0.50％以下。Si含量优选为0.05％以上、0.35％以下。优选考虑与钢板的板厚的平衡，从而决定Si含量。
(Mn：1.4％以上、2.2％以下)
Mn使钢强化，并且是使钢强韧化的基本元素，因此为了保证强度而含有1.4％以上。但是，若Mn含量超过2.2％，则焊接金属的韧性劣化，并且弯曲加工后的母材及焊接热影响部的韧性降低。因此，Mn含量限定为1.4％以上、2.2％以下。Mn含量优选为1.5％以上、2.0％以下。
(S：0.0050％以下)
若S含量超过0.0050％，则母材的韧性劣化。因此，S含量限定为0.0050％以下。
(Al：0.06％以下)
Al与Si一样作为脱氧材发挥作用，如果Al含量在0.06％以下，就能够充分获得该效果，并且即使添加超过0.06％效果也是饱和，只会提高成本。因此将Al含量限定为0.06％以下。Al含量优选为0.010％以上、0.055％以下。
(N：0.0080％以下)
N与V和Ti等形成氮化物，给高温强度的提高带来效果，但若N含量超过0.008％，则与Nb、V和Ti形成碳氮化物，引起母材及焊接热影响部的韧性的降低。因此N含量限定为0.008％以下。N含量优选为0.0070％以下。
其次，也可以进一步含有以下说明的元素作为任意添加元素。
(Cu：1.0％以下、Ni：2.0％以下、Cr：1.0％以下、Mo：1.0％以下、Nb：0.1％以下、V：0.1％以下或Ti：0.03％以下之中一种或两种以上)
这些元素其调配是用于强度、韧性的改善。
Cu通过固溶强化和淬火性增大带来的组织改善，能够实现强化并不大损害韧性。但是，若Cu含量超过1.0％，则在板坯的表面瑕疵上有害的Cu裂纹发生，因此必须以低温加热板坯，制造条件大幅度受到限制。因此，含有Cu时优选其含量限定为1.0％以下。Cu含量优选为0.10％以上、0.50％以下。
Ni与Cu同样，通过固溶强化和淬火性增大带来的组织改善，能够实现强化并不大损害韧性。另外，Ni具有抑制弯曲加工后的母材及焊接热影响部的韧性劣化的作用。但是，若Ni含量超过2.0％，则成本高而无法实用。因此，含有Ni时优选其含量限定为2.0％以下。Ni含量为0.10％以上、0.60％以下。
Cr与Cu和Ni同样，通过固溶强化和淬火性增大带来的组织改善，能够实现强化并不大损害韧性。但是，若Cr含量超过1.0％，则焊接热影响部的韧性降低。因此，含有Cr时优选其含量限定为1.0％以下。Cr含量为0.10％以上、0.50％以下。
Mo对母材及焊接金属的强度上升有效，并且还发挥着抑制弯曲加工后的母材及焊接热影响部的韧性劣化的作用。为了确实地发挥这样的效果，优选含有0.05％以上。另一方面，若含有超过1.0％，则在施工地的作管彼此的对接接合时的焊接性的周焊接性和焊接热影响部的韧性劣化。因此含有Mo时，优选其含量限定为1.0％以下。Mo含量优选为0.05％以上、0.50％以下。
Nb、V和Ti在析出强度和淬火性增大带来的强度上升，或者随着晶粒微细化而来的韧性的改善上发挥着重大的效果。但是，若这些元素的含量过剩，则使焊接金属的韧性降低。因此，含有Nb、V或Ti时，优选其含量限定为Nb含量：0.1％以下、V含量：0.1％以下或Ti含量：0.030％以下。还有，因为Ti生成TiN而抑制焊接热影响的粒成长，提高韧性，因此优选含有0.005％以上。Nb含量优选为0.010％以上、0.060％以下，V含量优选为0.010％以上、0.060％以下，Ti含量优选为0.005％以上、0.025％以下。
这些任意添加元素可以单独含有其一种，或者也可以复合含有两种以上。
(B：0.0030％以下)
B使钢的淬火性显著增大，但为了确实地得到该效果而优选含有0.0005％以上。另一方面，若B含量超过0.0030％，则使焊接性降低。因此含有B时优选其含量限定为0.0030％以下。B含量优选为0.0005％以上、0.0020％以下。
(Ca：0.005％以下)
Ca在夹杂物的形态控制上有效，具体来说就是使之球状化，防止氢诱导裂纹和层状撕裂(lamellar tear)的发生。但是，即使Ca含有超过0.005％该效果也是饱和。因此含有Ca时，优选其含量限定在0.005％以下。Ca含量优选为0.0005％以上、0.0040％以下。
这些任意添加元素可以单独含有其一种，或者也可以复合含有两种以上。
上述以外的组成为Fe和杂质。
另外，为了达成API规格X70级以上的高强度及高韧性，除上述的组成以外，使母材的碳当量Ceq量及焊接裂纹敏感性指数Pcm值、再有使焊接金属的碳当量Ceq量及焊接裂纹敏感性指数Pcm值为规定的值也极其重要。因此对此也进行说明。
[由(1)式规定的母材的碳当量Ceq：0.36％以上]
为了保证API规格X70级以上的母材的强度，而使下式(1)所规定的母材的碳当量Ceq为0.36％以上。
Ceq=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Cu+Ni15.......(1)]]>
图1是表示碳当量Ceq(％)和管周向强度(MPa)的关系的曲线图。在本发明的范围内的组成例中使碳当量Ceq发生各种变化，就此根据下式通过计算求得管周向强度。图1的曲线图中与横轴平等的直线表示API5LX70级以上的管周向强度的目标值(570MPa)。
管周向强度(MPa)＝9.75碳当量Ceq×100+255
根据该曲线图，为了确保API规格5LX70级以上的强度，即使以利用了TMCP(热加工控制)的制造方法制造板，最低也需要碳当量Ceq为0.36％以上。
此外，特别是在热管弯管的制造中，可知即使是以900℃以上1100℃以下进行加热的弯曲加工后实施淬火的制造方法的情况下，或者在上述工序的最后以300℃以上、500℃以下进行回火的情况下，周向的强度约10～20MPa左右，与原来热处理前的强度比较有所降低。因此，在作为最终制品的弯管中为了满足API规格5LX70级以上的强度，优选碳当量Ceq为0.40％以上。
[由(2)式规定的母材的焊接裂纹敏感性指数Pcm：0.22％以下]
若由(2)式规定的母材的焊接裂纹敏感性指数Pcm超过0.22％，则即使实施热处理，也不能确保高强度且高韧性，并且不能现场确保周焊接性。因此由(2)式规定的母材的焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.22％以下。母材的焊接裂纹敏感性指数Pcm优选为0.19％以下。
Pcm=C+Si30+Mn20+Cu20+Ni60+Cr20+Mo15+V10+B.......(2)]]>
(焊接金属)
[由(2)式规定的焊接金属的焊接裂纹敏感性指数Pcm：0.30％以下]
若由(2)式规定的焊接金属的焊接裂纹敏感性指数Pcm超过0.30％，则不能确保热处理后的焊接金属的韧性。因此由(2)式规定的焊接金属的焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.30％以下。焊接金属的焊接裂纹敏感性指数Pcm优选为0.29％以下。
[焊接金属的B量：5ppm以下，焊接金属的氧量：300ppm以下]
带给焊接金属的韧性以巨大影响的焊接金属的氧量及B量，依存于焊接时使用的焊剂的成分。优选焊接金属的氧量尽可能地低，为了降低焊接金属的氧量，使用高碱度的焊剂进行焊接。
若焊接金属的氧量超过300ppm，则焊接金属中的氧化物量增加，因为他们会成为破坏发生的起点，所以延性降低。因此将焊接金属的氧量限定为300ppm以下。焊接金属的氧量优选为280ppm以下。
在此，焊剂的碱度规定为(CaO+MgO+BaO+CaF₂+0.5(MnO+FeO))/(SiO₂+0.5(Al₂O₃+TiO₂+ZrO))。通过将该碱度设定在3.0以上，能够将焊接金属的氧量降低在300ppm以下，由此能够满足目标性能。
另外，一般在达到API规格X70级的直管的UOE钢管中的纵缝焊接金属中，为了防止韧性的降低而含有B为10～30ppm左右。通过含有B，能够抑制晶界铁素体的析出，韧性的降低得到防止，能够得到均质的针状铁素体组织。然而，API规格X70级以上的UOE钢管的纵缝焊接中，不在焊接金属中添加B的一方在韧性方面更有利。这是由于，通过淬火性的增加，即使不含B也能够充分地防止晶界铁素体的析出，并且，若含有B，组织的板条化反而被促进，韧性降低。
图2是表示对于设想相当于API规格X100级的碳等量0.56％的焊接金属，调查摆锤冲击试验的吸收能vE-10(℃)的结果的曲线图。
如图2的曲线图所示，在含有B的焊接金属(图2中的●标记)中，随着淬火温度的上升吸收能降低，相对于此，不含B的焊接金属(图2中的○标记)，在淬火温度为900℃以上、1100℃以下的范围，吸收能从100J左右增加至150J左右，在淬火温度超过1100℃的范围，成为在150～200J内大体恒定的值。
据此结果可知，在API规格X70级～X100级相当的强度范围，为了维持处理后的焊接金属的韧性，优选不在焊接金属中添加B的方面。特别是在进行超过1000℃的高温下的淬火时该效果显著。
在本实施的方式中，例如是以UOE钢管或RB焊接钢管为原材，加热至900℃以上、1100℃以下的温度域进行弯曲加工而成为弯管后，立即以3℃/秒以上的冷却速度冷却至300℃以下的温度域，其后在300℃以上、500℃以下的低温域进行回火。
若对于焊接钢管的加热温度低于900℃，则在Ac₃相变点以下，因此无法再结晶，所以强度及韧性得不到确保，另一方面，若加热温度超过1100℃，则奥氏体晶粒粗大化而无法确保韧性。因此在本实施的方式中，对于焊接钢接钢管的加热温度为900℃以上、1100℃以下。若考虑制造的偏差，则优选950℃以上、1100℃以下。
以如此进行了加热的焊接钢管为原材进行弯曲加工。弯曲加工通过周知惯用的方法进行即可，因此省略关于此弯曲加工的方法的说明。例如可例示，通过高频加热带边将焊接钢管的全长加热至规定的温度边做弯曲加工，由此进行弯曲加工。
该弯曲加工是使朝向焊接钢管的轴向的焊接部位于弯部的腹侧而进行。
对于如此进行了弯曲加工的弯管进行热处理(淬火回火)。
淬火是通过在弯曲加工后立即以3℃/秒以上的冷却速度冷却至300℃以下的温度域进行。根据调查制造条件的偏差，冷却速度优选为5℃/秒以上。
如上述，本发明在使回火温度低温化这一点上具有重大特征，因此说明这点。
历来，已知有在弯曲加工后的焊接金属的韧性的确保上强调的是保持淬火状态，即省略回火的技术，和在弯曲加工后的强度及韧性的确保上强调以550℃以上650℃以下的高温进行回火的技术。
相对于此，为了使弯管的焊接金属的韧性的确保非常困难，以及弯管的腹侧的屈服强度降低都得到改善，而在淬火后进行低温下的回火，即进行时效处理。
一般来说，钢通过在500℃以上、低于650℃的高温域进行回火能够得到高韧性。这是由于在该温度域，受控制的位错能够自由移动，而为了解决由此引起的强度的降低，在低碳钢中只是借助必须发生的渗碳体的析出并不能充分地钉扎位错，因此还要利用V、Nb、Mo等的碳化物的析出来抑制位错的移动，由此确保强度。这些碳化物的析出若不是在500℃以上、低于650℃的高温域则不会发生。即，在这种的高温域中的回火，目的在于使组织成为微细的铁素体，得到高韧性，并且确保强度。
相对于此，本发明的回火温度为300℃以上、500℃以下的低温域。在此低温域，位错不能那么自由地移动。因此，位错只由渗碳体便被充分的钉扎，因此不需要特别起到钉扎作用的析出物。通过进行该低温域的回火，几乎不会使抗拉强度降低，而只能够使屈服强度上升。即在本发明中，通过使用适当的成分系来提高弯管的强度，不用伴随大幅度的成本上升便能够确保弯管的性能。
还有，若回火温度在500℃附近，则可见弯管的性能有稍微劣化的倾向，因此为了确实地保证弯管的性能，优选使回火温度为300℃以上、450℃以下。
如此本发明的回火的目的与现有的发明在高温域的回火的目的完全不同。
接下来，边参照本发明者等进行的基础实验，边进一步具体地说明使回火温度低温化带来的作用效果。
作为基础实验，使用不进行弯曲加工而以下述条件进行了直线加热的直管，以4个水准的回火温度进行回火。还有，若是与弯曲管的制造相比较，直线加热试验是比较廉价且能够容易进行的试验，其是用于进行基于回火温度的不同带来的管的性能评价非常重要且有用的基础试验。
用于该试验的直管的尺寸是外径1016mm、壁厚20mm的钢管。该钢管及焊接金属的成分汇总显示在表1中。另外表2中汇总显示该钢管的诸性能。
[表1](wt％)

[表2]

如表2所示，关于母材，在管周向抗拉强度TS：641MPa，屈服强度YS：583MPa，屈强比YR：91.0％，此外韧性为摆锤冲击试验温度-20℃的吸收能vE_-20：289J。另一方面，焊接金属的韧性，摆锤冲击试验温度-20℃的吸收能vE_-20：123J，焊接热影响部的韧性，摆锤冲击试验温度-20℃的吸收能vE_-20：206J。
将具有以上性能的钢管加热到1000℃，在板厚方向中心位置以13℃/秒的冷却速度水冷至300℃以下的温度，之后放冷至常温。
其后，如表3所示，不回火并以4个水准的回火温度(300℃、400℃、500℃或550℃)进行直线加热试验。因为在各个回火温度下的保持时间以1小时/1英寸(25.4mm)为基准，所以将20m厚的本材料在各回火温度下保持约47分钟。
表3中，分别采用由API规定的板状的拉伸试验片，以常温的试验温度测定母材的强度、韧性、此外焊接金属的韧性、焊接热影响部的韧性，另外使用10mm×10mm的2mmV切口摆锤冲击试验片，以常温的试验温度测定韧性，测定的结果一并显示。
[表3]

由表2、3可知，紧接淬火之后的抗拉强度TS比淬火前的弯荒管的抗拉强度TS约降低30MPa，屈服经度YS极端降低。
可知通过在不超过500℃的低温域回火该淬火材，屈服强度YS有非常大的上升，并且母材的抗拉强度和韧性均保持着高性能，同时焊接金属的韧性也能够确保着高性能，也能够确保-20℃下的目标的延性破面率(Shear Area)SA_-20，能够维持高水准。
如此在低温域进行回火的本发明的方法，是用于将弯管控制在目标性能下的非常有效的方法。即，对具有适当的组成的焊接钢管进行冷弯曲加工而制造弯管时，特别是回火温度会大大左右弯管的性能。
如以前，若在超500℃的高温域进行回火，虽然母材的韧性恢复，但焊接金属的韧性劣化，此外，母材的强度也降低。即，为了通过现有的制造工序确保作为最终制造品的弯管强度，为了在这样的弯曲加工工序中弥补强度降低部分，需要预见到其强度降低部分，并需要提高作为弯管的原材的焊接钢管(直管)的强度，这在制造成本的点上是极为不利的。
相对于此，在本发明中，与现有方法不同，对于焊接钢管进行900℃以上、1100℃以下的热弯曲成形而成为弯管后进行淬火，其后在350℃以上、500℃以下的低温域进行回火，由此能够将特别是作为弯管的课题的焊接金属的韧性降低和弯曲部的腹侧的屈服经度的降低一起解决。
在现有的发明中，特别着眼于在弯曲加工后屈服强度降低得最显著的腹侧的强度的发明还没有，实际上也没有作为管的最终评价试验而实施，没有考虑过弯曲部的腹侧的性能。相对于此，在本发明中，通过进行低温下的回火处理，能够同时解决这些课题。
在实际的弯管中，为了在弯曲部的腹侧(压缩变形侧)也满足API规格5LX70级，原材的焊接钢管的抗拉强度为485MPa(API规格X70级的屈服强度的下限值)/0.78％(弯曲部腹侧的屈强比的最小值)＝621MPa以上即可。相对于此，在淬火状态下制造的现有的弯管，因为没有进行回火处理，所以屈服强度非常低，因此原材的焊接钢管需要具有比本实施的方式的值高很多的抗拉强度。此外，进行500℃以上的高温回火而制造的弯管虽然其屈服强度上升，但是抗拉强度大大减小，因此这种情况下，也需要焊接钢管的抗拉强度比上述的值高出很多。无论根据现有的哪个发明，都需要相当程度地提高原材的焊接钢管的强度，在制造成本的点上极为不利。
上述的弯曲部的腹侧的屈强比最小值会根据弯管的成分、热处理温度、强度、再有弯曲加工度等而有所出入，因此明确地将其求得很困难，但只要采用以过去的制造实际成果为基础而预想的屈服比最小值，设定焊接钢管的母材的抗拉强度的目标值即可。此外，弯管的热处理工序中的冷却速度比制造作为焊接钢管的原材的钢板时的冷却速度小时，优选与冷却速度的差异相称而对焊接钢管的目标的抗拉强度进行高的设定。
即，在本实施的方式中，制造是在考虑了使焊接钢管的抗拉强度成为API规格X70级的弯管的屈服强度的下限值除以弯曲部的腹侧的屈强比的最小值以上，此外还有弯管的热处理中的冷却速度之后，再对钢管进行弯曲加工。
实施例1
边参照实施例边更具体地说是有本发明。
将具有表4所示的组成、碳当量Ceq及焊接裂纹敏感性指数Pcm的母材，和具有同一表4所示的焊接裂纹敏感性指数Pcm、B量及O量的焊接金属的UOE钢管，加热至表4所示的加热温度并进行弯曲加工。还有，UOE钢管的焊接采用具有表4所示的碱度，并且不含硼的高碱度焊剂，通过纵缝焊接进行。


弯曲加工后立即以表4所示的冷却速度，冷却钢管至300℃以下的温度域，其后以表4所示的回火温度进行回火，由此制造弯管。
表4中的所谓“冷却速度”，表示管的壁厚方向的中央部的冷却速度，“回火温度”也同样表示的是管的壁厚方向的中央部的温度。
在本实施例中，回火处理时间以1小时/英寸(25.4mm)为基准，为60分×20mm/25.4mm＝47分钟。
制造其他壁厚的弯管时也优选采用上述的标准进行。规定回火时间理由是因为，过度的回火时间造成生产性的降低显著，但是为了得到直达内部的均一回火的效果，存在最低必要时间。因此，优选将相对于由此基准计算的保持时间上下浮动±20％作为适当的回火时间。
测定得到的弯管的弯曲部的腹侧的性能(YS、TS、YR、vE_-20)、焊接金属的性能(vE_-20、SA_-20)及焊接热影响部的性能(vE_-20、SA_-20)。结果一并显示在表5中。
[表5]


表4、5中的试料No.1、12、13、16、18、19及21～31是全部满足本发明规定的条件的本发明例。相对于此，试料No.2～11、14、15、17及20是成分或制造条件的至少一个不满足本发明规定的条件的比较例。
在本实施例中，对于弯曲部的腹侧的强度及韧性、弯曲部的焊接金属的韧性及弯曲部的焊接热影响部的韧性设定如下目标值。即，弯曲部的腹侧的强度及韧性为现在API规格5LX70级所规定的值(YS：485MPa以上、TS：570MPa以上、YR：93.0％以下)，弯曲部的母材、焊接金属及焊接热影响部的摆锤冲击试验中的-20℃的吸收能vE_-20，从防止脆性破坏这一观点出发而分别设定为84J以上、48J以上、48J以上。
由表4和表5可知，作为本发明例的试料No.1、12、13、16、18、19及21～31，能够充分满足作为目标的性能，相对于此，作为比较例的试料No.2～11、14、15、17及20不能满足作为目标的性能。
根据表4、5所示的结果，弯曲荒管的加热温度若考虑到制造的偏差，则优选为950℃以上、1100℃以下。同样，冷却速度优选为5℃/秒以上，因为发现回火温度在500℃附近也有劣化的倾向，所以优选300℃以上、450℃以下。