新日鐵住金公司研發(fā)了新的一種中、高碳鋼鋼管的淬火方法，能夠防止中、高碳的低合金鋼，中合金鋼的鋼管或馬氏體類(lèi)不銹鋼管以往利用水淬火等急冷手段實(shí)施淬火處理時(shí)易產(chǎn)生淬火裂紋方法。

文中的“%”：表示中、高碳鋼、馬氏體類(lèi)不銹鋼等對(duì)象物所含的各成分的質(zhì)量百分比。“低合金鋼”：此處是指合金成分的總量為5%以下的鋼?！爸泻辖痄摗保捍颂幨侵负辖鸪煞值目偭繛槌^(guò)5%且10%以下的鋼。

基于淬火、回火處理的鐵鋼材料的強(qiáng)化方法廣泛應(yīng)用在以機(jī)械構(gòu)件、油井用鋼材為住的許多領(lǐng)域中，作為材料強(qiáng)化方法而使用。對(duì)中碳鋼、高碳鋼制作的鋼管進(jìn)行淬火回火處理，可顯示出優(yōu)異的強(qiáng)度/韌性，通過(guò)淬火，能夠顯著提高鋼的強(qiáng)度，該強(qiáng)度提高效果取決于鋼中的C含量。但是，只進(jìn)行淬火的馬氏體組織通常較脆，因此淬火后通過(guò)以A相變點(diǎn)以下的溫度進(jìn)行回火從而使韌性提高。為了對(duì)低合金鋼、中合金鋼進(jìn)行淬火而得到馬氏體組織，需要水淬火等急速冷卻。冷卻速度不充分的情況下，會(huì)有貝氏體等比馬氏體更為軟質(zhì)的組織混入，無(wú)法達(dá)成充分的淬火效果。并且，在鐵鋼材料淬火操作中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)淬火裂紋。如上述那樣將鋼材急速冷卻時(shí)，不可能完全實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼材整體均勻地進(jìn)行急冷，由于先冷卻的部分與在后冷卻的部分中的收縮率的差異，鋼材中有熱應(yīng)力產(chǎn)生。進(jìn)而，淬火操作中有馬氏體相變產(chǎn)生的情況下，因從奧氏體到馬氏體的相變而導(dǎo)致產(chǎn)生體積膨脹，結(jié)果有相變應(yīng)力產(chǎn)生。前述體積膨脹取決于鋼中的C含量，C含量越高則體積膨脹變得越大。因此，C含量高的鋼在淬火階段容易產(chǎn)生大的相變應(yīng)力、容易產(chǎn)生淬火裂紋。特別是要進(jìn)行淬火的鋼材為鋼管形狀的情況下，與鋼板、棒線的情況相比，呈現(xiàn)出極為復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。因此，若對(duì)C含量高的鋼管實(shí)施例如水淬火這樣的急冷處理，則淬火裂紋靈敏性顯著提高，淬火裂紋多發(fā)、制品成品率極度降低。因此，對(duì)低合金鋼、中合金鋼的高碳鋼管進(jìn)行淬火處理時(shí)，為了防止淬火裂紋、提高制品成品率，進(jìn)行比水淬火的冷卻能力小的油淬火、或者進(jìn)行利用噴霧冷卻的緩慢冷卻，來(lái)控制淬火時(shí)的冷卻速度。然而，采用這樣的淬火手段時(shí)，無(wú)法得到足量的馬氏體組織而成為混有相當(dāng)量的在高溫下生成的貝氏體等的組織。因此即使進(jìn)行淬火回火，也存在無(wú)法充分利用回火的馬氏體組織的優(yōu)異的強(qiáng)韌性。在不銹鋼管的領(lǐng)域中，高強(qiáng)度的馬氏體類(lèi)不銹鋼管在耐腐蝕性的環(huán)境中被廣泛使用。特別是在近年，馬氏體類(lèi)不銹鋼管作為石油、天然氣采取用的油井管被大量使用。即，用于采取石油、天然氣的井（油井）的環(huán)境在近年越來(lái)越嚴(yán)酷，在伴隨采掘深度增大的高壓化的基礎(chǔ)上，包含大量濕潤(rùn)的碳酸氣體、硫化氫、氯離子等腐蝕性成分的井也增多。與之相伴，要求材料的強(qiáng)度提高，而上述那樣的腐蝕性成分導(dǎo)致的腐蝕、以及由此導(dǎo)致的材料的脆化成為問(wèn)題，耐腐蝕性更加優(yōu)異的油井管的必要性提高。在這樣的狀況下，馬氏體類(lèi)不銹鋼對(duì)基于硫化氫的硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋根據(jù)情況而不具有充分的抵抗性，但對(duì)碳酸氣體腐蝕具有優(yōu)異的抵抗性，因此在比較低溫的包含濕潤(rùn)碳酸氣體的環(huán)境下得到廣泛應(yīng)用。作為其代表例，API（美國(guó)石油協(xié)會(huì)）規(guī)定的L80級(jí)的13Cr型（Cr含量為12～14%）的油井管。通常，馬氏體類(lèi)不銹鋼實(shí)施了淬火回火處理，上述APIL80級(jí)的13Cr鋼也不例外。但是，前述13Cr鋼的馬氏體相變開(kāi)始溫度（Ms點(diǎn)）為300℃左右，比低合金鋼低，而且硬化能大，因此對(duì)淬火裂紋的靈敏性高。特別是對(duì)鋼管形狀品進(jìn)行淬火的情況下，與板材、棒材的情況相比呈現(xiàn)極為復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，若進(jìn)行水淬火則會(huì)引起淬火裂紋，因此需要采用放冷（自然空冷）、強(qiáng)制空冷、緩和的噴霧冷卻等冷卻速度小的工藝。因此在上述的L80級(jí)的13Cr型油井管的制造中，為了防止淬火裂紋而進(jìn)行空氣淬火。這種合金鋼的硬化能大，因此即使在淬火時(shí)的冷卻速度小的情況下也能夠馬氏體化。然而，該方法中，雖然可防止淬火裂紋，但冷卻速度小，因此生產(chǎn)率差，此外，還存在以耐硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋性為首的各種特性劣化的問(wèn)題。

如前所述，對(duì)中、高碳鋼管（低合金鋼、中合金鋼的鋼管）進(jìn)行淬火制成高強(qiáng)度的馬氏體組織時(shí)，若進(jìn)行水淬火等急速冷卻，則容易產(chǎn)生淬火裂紋。若為了避免淬火裂紋而進(jìn)行油淬火等緩慢冷卻，則得不到足量的馬氏體組織，鋼管的強(qiáng)度/韌性水平降低。另外，在制造馬氏體類(lèi)不銹鋼管時(shí)，雖然即使淬火時(shí)的冷卻速度小也能夠馬氏體化，但由于冷卻速度慢而生產(chǎn)率差、以耐硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋性為首的各種特性劣化。若為了提高生產(chǎn)率而進(jìn)行水淬火，則會(huì)引起淬火裂紋。新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)是鑒于這種問(wèn)題而作出的，其目的在于提供能夠防止中、高碳鋼管（以低合金鋼或者中合金鋼為主的鋼管）、或馬氏體類(lèi)不銹鋼管中的淬火裂紋的鋼管的淬火方法。

新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)解決了上述問(wèn)題，要點(diǎn)如下。

（1）一種鋼管的淬火方法，將鋼管從外表面進(jìn)行水冷而淬火的淬火方法，其中，不對(duì)管端部進(jìn)行水冷，而對(duì)前述管端部以外的部分的至少一部分進(jìn)行水冷。

（2）根據(jù)前述（1）所述的鋼管的淬火方法，其特征在于，在前述管端部以外的部分中的軸方向的至少一部分設(shè)置在整周上都不進(jìn)行直接水冷的部分。

（3）根據(jù)前述（1）或前述（2）所述的鋼管的淬火方法，其特征在于，在淬火過(guò)程的至少一部分中，間歇性地反復(fù)實(shí)施水冷和停止水冷。

（4）根據(jù)前述（1）或前述（2）所述的鋼管的淬火方法，其特征在于，在對(duì)鋼管的外表面進(jìn)行水冷時(shí)，在鋼管的外表面溫度比Ms點(diǎn)高的溫度范圍進(jìn)行強(qiáng)水冷，然后轉(zhuǎn)換為弱水冷或空冷而將外表面強(qiáng)制冷卻，冷卻到Ms點(diǎn)以下。

（5）根據(jù)前述1～4中任一項(xiàng)所述的鋼管的淬火方法，其特征在于，前述鋼管為含有0.2～1.2%的C的鋼管。

（6）鋼管可為含有0.10～0.30%的C和11～18%的Cr的Cr系不銹鋼管。

新技術(shù)的效果

根據(jù)新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的鋼管的淬火方法，對(duì)中、高碳鋼管（以低合金鋼或者中合金鋼為主的鋼管）或Cr系不銹鋼管能夠不產(chǎn)生淬火裂紋地用急冷手段（水淬火）實(shí)施淬火處理。由此，能夠穩(wěn)定地制造具有馬氏體比率高的組織（具體而言，馬氏體比率為80%以上）的高強(qiáng)度的鋼管。

具體實(shí)施方式

為了解決上述課題，新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)人等反復(fù)進(jìn)行了如下的水淬火實(shí)驗(yàn)：將含高碳的低合金鋼和Cr系不銹鋼的鋼管試驗(yàn)片加熱到A相變點(diǎn)溫度以上，從鋼管的外表面進(jìn)行水冷。其結(jié)果，可得到以下（a）～（f）的見(jiàn)解。

（a）若用強(qiáng)的水淬火對(duì)鋼管全體進(jìn)行冷卻到馬氏體相變停止溫度（Mf點(diǎn)）以下，則以高概率產(chǎn)生淬火裂紋。

（b）由于淬火裂紋時(shí)的龜裂大致在鋼管的軸方向上伸展，因此可認(rèn)為擴(kuò)大裂紋的主要力為周方向的拉伸應(yīng)力。

（c）關(guān)于前述周方向的拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生源，可認(rèn)為是因?yàn)樵诶鋮s過(guò)程中產(chǎn)生的壁厚方向上的溫度差（溫度不均勻）導(dǎo)致在鋼管的外表面?zhèn)扰c內(nèi)表面?zhèn)鹊鸟R氏體相變的時(shí)機(jī)有偏差。

（d）特別是在溫度不均勻較大（即，與內(nèi)表面?zhèn)鹊臏囟炔畲螅┑睦鋮s面附近，容易產(chǎn)生基于脆性破壞的微裂紋，其容易成為龜裂伸展的起點(diǎn)。

（e）龜裂在絕大部分情況下是以鋼管端部為起點(diǎn)而伸展的。其理由可認(rèn)為是因?yàn)榫哂凶杂杀砻娴亩瞬康膽?yīng)力增大系數(shù)與端部以外的該系數(shù)相比更大。

（f）不進(jìn)行水冷地抑制冷卻速度的情況下，含高碳的低合金鋼和Cr系不銹鋼的情況均不產(chǎn)生淬火裂紋。需要說(shuō)明的是，對(duì)于含高碳的低合金鋼，抑制馬氏體化、制成貝氏體主體的組織的情況下不產(chǎn)生淬火裂紋?？傊烧J(rèn)為，淬火裂紋在絕大多數(shù)情況下以產(chǎn)生于具有自由表面的鋼管端部的龜裂為起點(diǎn)，該龜裂是作為通過(guò)微裂紋而發(fā)展的結(jié)果產(chǎn)生的，所述微裂紋是在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的起因于壁厚方向的溫度不均勻的熱應(yīng)力、進(jìn)而相變應(yīng)力導(dǎo)致的周方向上的拉伸應(yīng)力（以下也將“拉伸應(yīng)力”簡(jiǎn)稱(chēng)為“應(yīng)力”）發(fā)生作用而在冷卻面附近產(chǎn)生的。

新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)人等進(jìn)而利用考慮了熱應(yīng)力與相變應(yīng)力的FEM（有限元法）分析，計(jì)算了鋼管的周方向上產(chǎn)生的最大應(yīng)力。該FEM分析中，假設(shè)鋼管軸方向均勻地進(jìn)行冷卻，并應(yīng)用了以鋼管2維截面為分析對(duì)象的廣義平面應(yīng)變模型。

如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)FEM分析的結(jié)果也判明，通過(guò)對(duì)管端部進(jìn)行空冷、即不進(jìn)行水冷，能夠大幅降低管端部的周方向應(yīng)力。

新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)人等根據(jù)上述見(jiàn)解和考察得到了以下（g）和（h）的啟發(fā)，從而完成了新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)。

（g）即使是由水淬火中容易產(chǎn)生淬火裂紋的低合金鋼或者中合金鋼形成的鋼管，如果不對(duì)鋼管的端部進(jìn)行水冷，而是在除了端部以外的部分以能夠確保充分的馬氏體比率的冷卻速度進(jìn)行水冷，則能夠不產(chǎn)生淬火裂紋地穩(wěn)定地進(jìn)行水淬火。

（h）將上述的水淬火方法應(yīng)用于由馬氏體類(lèi)不銹鋼制作的鋼管時(shí)，也能夠不產(chǎn)生淬火裂紋地確保高性能。新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)如前所述，為一種鋼管的淬火方法，其特征在于，其為將鋼管從外表面進(jìn)行水冷而淬火的淬火方法，其中，不對(duì)管端部進(jìn)行水冷，而對(duì)所述管端部以外的部分的至少一部分進(jìn)行水冷。需要說(shuō)明的是，前述的“管端部”是指鋼管的兩端部。

新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中，以將鋼管從外表面進(jìn)行水冷而淬火為前提，這是因?yàn)椋号c內(nèi)表面冷卻相比，外表面冷卻不會(huì)伴隨技術(shù)的困難性，另外，在將Cr系不銹鋼管作為處理的對(duì)象時(shí)，如果能夠從外表面進(jìn)行水冷而不產(chǎn)生淬火裂紋地進(jìn)行淬火處理，則可顯著提高生產(chǎn)率。

圖1是說(shuō)明新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的鋼管的淬火方法的圖，（a）為表示淬火處理時(shí)的冷卻方法的圖、（b）為表示淬火處理后的組織（其中，例示出低合金鋼的情況）的說(shuō)明圖。需要說(shuō)明的是，圖1的（a）的進(jìn)行了水冷的部分對(duì)應(yīng)于圖1的（b）的標(biāo)上標(biāo)記（1）的部分、圖1的（a）的空冷部對(duì)應(yīng)于圖1的（b）的標(biāo)上標(biāo)記（2）和（3）的部分。

以下的說(shuō)明中，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則關(guān)于所得到的金屬組織，是表示為了馬氏體化而需要一定以上的冷卻速度的低合金鋼、中合金鋼的情況。新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中，如圖1的（a）所示，在將鋼管1從外表面進(jìn)行水冷而淬火時(shí)，不對(duì)管端部進(jìn)行水冷，而對(duì)除了該管端部以外的部分（以下也稱(chēng)為“中央部”）的至少一部分進(jìn)行水冷。圖1的（a）所示的例子中，對(duì)中央部全部表面進(jìn)行水冷，但也可以如圖2的（a）所示那樣地在中央部存在不進(jìn)行水冷的部位。這是因?yàn)榇嬖谟谠撝醒氩康牟贿M(jìn)行水冷的部位與進(jìn)行水冷的部位相鄰接，因此因傳導(dǎo)傳熱而被冷卻進(jìn)行馬氏體相變。不進(jìn)行水冷的管端部例如如圖1的（a）所示那樣進(jìn)行空冷。需要說(shuō)明的是，“空冷”包括自然空冷、強(qiáng)制空冷的任意情況。

通過(guò)采取這樣的冷卻方法，在淬火處理后可得到如圖1的（b）所示的鋼組織。即，對(duì)鋼管1的中央部（1），以可制作為了得到所要求的機(jī)械特性、耐腐蝕性所必要的馬氏體的冷卻速度進(jìn)行水冷，從而鋼組織為馬氏體主體的組織。鋼管1的管端部（2）和（3）中的管端側(cè)（3）不進(jìn)行水冷，且冷卻速度小，制作貝氏體主體的組織，管端部的龜裂產(chǎn)生和龜裂伸展得到抑制。與此相對(duì)，管端部中的中央部側(cè)（2）由于與進(jìn)行水冷的中央部（1）相鄰接，因此因傳導(dǎo)傳熱而被冷卻、發(fā)生馬氏體相變。但是，對(duì)于熱的移動(dòng)方向而言，軸方向比周方向更為主體，與中央部（1）相比壁厚方向的溫度分布小、周方向應(yīng)力弱。因此，管端部中的（2）即使發(fā)生馬氏體相變也不易引起龜裂的發(fā)生、伸展。需要說(shuō)明的是，僅進(jìn)行了軋制的狀態(tài)的管端部形狀并非嚴(yán)密的圓筒形，因此理想的是通常在后處理中切斷去除150～400mm左右。這樣貝氏體主體且馬氏體比率低的管端部可以在淬火工序后的工序中切斷去除。新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的鋼管的淬火方法是通過(guò)淬火來(lái)使鋼的組織成為馬氏體的方法，對(duì)馬氏體的生成比率沒(méi)有特別限定。但是，低合金鋼、中合金鋼中，通常如果組織的80%以上為馬氏體，則可得到期望的強(qiáng)度。淬火處理的對(duì)象為Cr系不銹鋼管時(shí)，在冷卻速度小的情況下也馬氏體化，但根據(jù)新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的淬火方法，可確保期望的耐腐蝕性。在任一情況下，均預(yù)想在新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中會(huì)得到馬氏體比率至少為80%以上的鋼管。

在新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中，可以采用在管端部以外的部分（管的中央部）中的軸方向的至少一部分設(shè)置在整周上都不進(jìn)行直接水冷的部分的實(shí)施方式。圖2為說(shuō)明該實(shí)施方式的圖，（a）為表示淬火處理時(shí)的冷卻方法的圖、（b）為淬火處理后的組織（其中，例示出低合金鋼的情況）的說(shuō)明圖。如圖2的（a）所示，并非對(duì)鋼管1的中央部（1）全部表面同樣地進(jìn)行水冷，而是在鋼管1的長(zhǎng)度方向上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置水冷部和不進(jìn)行水冷的部位（空冷部）。該空冷部中，在整周上都不進(jìn)行直接水冷。

需要說(shuō)明的是，圖2的（a）的空冷的部分對(duì)應(yīng)于圖2的（b）的標(biāo)上符號(hào)（4）的部分。該實(shí)施方式例如在鋼管的壁厚較薄的情況下特別有效。在鋼管的壁厚較薄的情況下，若如圖1所示那樣對(duì)中央部（1）全部表面同樣地進(jìn)行水冷，則管端部（2）、（3）的強(qiáng)度無(wú)法對(duì)抗產(chǎn)生于中央部（1）的周方向應(yīng)力，有可能產(chǎn)生淬火裂紋。這種情況下，若采用如圖2的（a）所示的冷卻方法，能夠?qū)崿F(xiàn)確保中央部的馬氏體比率并且無(wú)淬火裂紋的淬火處理。這是因?yàn)椋喝鐖D2的（b）所示，在設(shè)置于中央部的空冷部（4）中的殘留應(yīng)力變得格外小，因此可抑制龜裂的伸展，另外，該空冷部（4）鄰接的兩側(cè)進(jìn)行了水冷，因此以充分的速度產(chǎn)生向水冷部（1）的導(dǎo)熱，在空冷部（4）也可達(dá)成必要的馬氏體率。

圖3是表示能夠?qū)嵤┬氯砧F的這項(xiàng)技術(shù)的鋼管的淬火方法的裝置的主要部分的大致結(jié)構(gòu)例的圖。圖3中，從加熱爐2運(yùn)送出的鋼管1被運(yùn)送入冷卻裝置3內(nèi)，以被輥4保持并且施加了旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，通過(guò)從安裝在該裝置3內(nèi)的噴嘴5噴射的水噴霧而對(duì)外表面進(jìn)行冷卻。需要說(shuō)明的是，在冷卻裝置3的一側(cè)，根據(jù)需要而配設(shè)有用于對(duì)鋼管1的內(nèi)表面進(jìn)行強(qiáng)制空冷的空氣噴射噴嘴6。新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中，對(duì)鋼管的外表面進(jìn)行水冷時(shí)，也可以采用在淬火過(guò)程的至少一部分中間歇性地反復(fù)實(shí)施水冷和停止水冷的實(shí)施方式。通過(guò)采用間歇水冷方式，與連續(xù)水冷冷卻相比整體的水冷時(shí)間變長(zhǎng)，由此，內(nèi)部溫度與表面溫度之差變小，殘留應(yīng)力降低。該實(shí)施方式中，也可以從鋼管的溫度為A點(diǎn)以上的淬火初始階段起直至鋼管的內(nèi)外表面為Ms點(diǎn)以下、優(yōu)選為Mf點(diǎn)以下為止一直進(jìn)行前述間歇水冷，也可以用于淬火過(guò)程的一部分。新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中，也可以采用如下的實(shí)施方式：對(duì)鋼管的外表面進(jìn)行水冷時(shí)，在鋼管的外表面的溫度比Ms點(diǎn)高的溫度范圍進(jìn)行強(qiáng)水冷，然后轉(zhuǎn)換為弱水冷或空冷（包括強(qiáng)制空冷），在減小鋼管外表面與鋼管內(nèi)表面的溫度差之后將外表面強(qiáng)制冷卻而冷卻到Ms點(diǎn)以下。

理想的是，在上述的從強(qiáng)水冷轉(zhuǎn)換為弱水冷或空冷的冷卻方法中，利用強(qiáng)水冷冷卻到Ms點(diǎn)附近的比Ms點(diǎn)高的溫度，然后轉(zhuǎn)換為弱水冷或空冷，由此使鋼管的外表面?zhèn)纫騺?lái)自?xún)?nèi)表面?zhèn)鹊膶?dǎo)熱而復(fù)熱，盡可能地減小鋼管內(nèi)表面與外表面的溫度差，然后利用強(qiáng)制空冷等冷卻到Ms點(diǎn)、理想的是Mf點(diǎn)以下的溫度。根據(jù)該實(shí)施方式，在例如鋼管的壁厚較厚的情況下特別有效。鋼管的壁厚較厚的情況下，從外表面起的水冷中的壁厚方向的溫度不均勻變大，由于伴隨外表面的馬氏體相變的膨脹引起的大的拉伸應(yīng)力，有時(shí)產(chǎn)生以外表面為龜裂的起點(diǎn)的脆性破壞。為了抑制該脆性破壞，延遲外表面的馬氏體相變的開(kāi)始、縮小內(nèi)外表面的馬氏體相變的開(kāi)始時(shí)間之差的上述實(shí)施方式是有效的。根據(jù)上述的實(shí)施方式，能夠緩和壁厚方向的溫度梯度、降低周方向產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。特別理想的是，在作為冷卻面的外表面經(jīng)過(guò)Ms點(diǎn)之前緩和內(nèi)外表面的溫度差。實(shí)際上理想的是，監(jiān)視鋼管的外表面水冷部的溫度，并在經(jīng)過(guò)Ms點(diǎn)前停止水冷。關(guān)于強(qiáng)水冷的冷卻速度，根據(jù)鋼種而不同，低合金鋼的情況下，若最初的冷卻階段的冷卻速度過(guò)小，則產(chǎn)生貝氏體相變而不能確保充分的馬氏體比率，因此理想的是基于對(duì)象鋼的CCT圖確定恰當(dāng)?shù)睦鋮s速度。此外，在新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施方式中，包含由如下方法制作的冷卻過(guò)程：利用強(qiáng)水冷冷卻到Ms點(diǎn)附近的比Ms點(diǎn)高的溫度，然后轉(zhuǎn)換為弱水冷或空冷，由此使鋼管的外表面?zhèn)纫騺?lái)自?xún)?nèi)表面?zhèn)鹊膶?dǎo)熱而復(fù)熱，盡可能地減小鋼管內(nèi)表面與外表面的溫度差，但通過(guò)使用前述間歇水冷代替該冷卻過(guò)程也可得到同樣的效果。即，新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)中，也可以在Ms點(diǎn)附近的比Ms點(diǎn)高的溫度下停止前述本發(fā)明（3）中記載的間歇水冷（間歇性地反復(fù)實(shí)施和停止水冷的操作），然后進(jìn)行強(qiáng)制空冷等強(qiáng)冷卻。但是，該實(shí)施方式屬于前述新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)（3）的范疇。以上所述的新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的鋼管的淬火方法中，作為水冷的方式，可以適當(dāng)?shù)剡x擇采用層流冷卻、噴射冷卻、噴霧冷卻等以往所使用的方式。理想的是，在此基礎(chǔ)上通過(guò)在水冷中增減水量、或間歇性地反復(fù)實(shí)施水冷和停止水冷來(lái)使壁厚方向溫度不均勻均勻化，減少鋼管的周方向應(yīng)力。理想的是鋼管內(nèi)部不進(jìn)行水冷地放冷或強(qiáng)制空冷。另外，在水冷過(guò)程中使鋼管旋轉(zhuǎn)能夠使周方向的溫度分布均一化，因此是理想的。

新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)作為處理對(duì)象的是淬火時(shí)容易產(chǎn)生淬火裂紋的鋼管。特別是根據(jù)新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的處理的對(duì)象物為（A）含有0.20～1.20%的C的鋼管、其中為低合金鋼或中合金鋼的鋼管的情況下、或（B）含有0.10～0.30%的C和11～18%的Cr的Cr系不銹鋼管、其中為13Cr不銹鋼管的情況下，新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的效果顯著。前述（A）的含有0.20～1.20%的C的鋼管是指由以該范圍含有C的材質(zhì)形成的鋼管，通常為低合金鋼或中合金鋼的鋼管。C的含量低于0.20%時(shí)，因馬氏體化引起的體積膨脹比較小，因此淬火裂紋基本不會(huì)成為問(wèn)題。

另一方面，若C超過(guò)1.20%，Ms點(diǎn)降低，容易有奧氏體殘留，難以得到馬氏體率為80%以上的組織。因此，C含量為0.20～1.20%從發(fā)揮新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)效果的方面來(lái)看是理想的。更理想的C含量為0.25～1.00%、進(jìn)一步理想的是0.30～0.65%。含有0.20～1.20%的C的低合金鋼、中合金鋼的鋼管中，如前述圖1所示，對(duì)鋼管的中央部整體進(jìn)行水冷、不對(duì)管端部進(jìn)行水冷，由此可使管端的附近成為不產(chǎn)生淬火裂紋的貝氏體主體的組織。作為低合金鋼或中合金鋼，例如可列舉出如下的鋼：C：0.20～1.20、Si：2.0%以下、Mn：0.01～2.0%、且含有Cr：7.0%以下、Mo：2.0%以下、Ni：2.0%以下、Al：0.001～0.1%、N：0.1%以下、Nb：0.5%以下、Ti：0.5%以下、V：0.8%以下、Cu：2.0%以下、Zr：0.5%以下、Ca：0.01%以下、Mg：0.01%以下、B：0.01%以下中的1種以上，剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成，作為雜質(zhì)的P：0.04%以下、S：0.02%以下。需要說(shuō)明的是，若Cr含量超過(guò)7.0%，則在不進(jìn)行水冷的管端部也容易產(chǎn)生馬氏體，因此理想的是7.0%以下。接著，前述（B）的含有0.10～0.30%的C和11～18%的Cr的Cr系不銹鋼管是指由以該范圍含有C和Cr的Cr系不銹鋼制作的鋼管（馬氏體類(lèi)不銹鋼管）。

若C的含量低于0.10%，則即使進(jìn)行淬火也無(wú)法得到充分的強(qiáng)度，另一方面，若C超過(guò)0.30%，則難以避免奧氏體的殘留、難以確保馬氏體比率80%以上。因此，C含量為0.10～0.30%從發(fā)揮新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)效果的方面來(lái)看是理想的。使Cr的含量為11～18%是因?yàn)?，為了提高耐腐蝕性，Cr為11%以上是理想的，另一方面，若Cr超過(guò)18%則容易產(chǎn)生δ鐵素體，熱加工性降低。更理想的是Cr：10.5～16.5%。作為含有0.10～0.30%的C和11～18%的Cr的Cr系不銹鋼，例如可列舉出如下的鋼：C：0.10～0.30、Si：1.0%以下、Mn：0.01～1.0%、Cr：11～18%（更理想的是10.5～16.5%）、且含有Mo：2.0%以下、Ni：1.0%以下、Al：0.001～0.1%、N：0.1%以下、Nb：0.5%以下、Ti：0.5%以下、V：0.8%以下、Cu：2.0%以下、Zr：0.5%以下、Ca：0.01%以下、Mg：0.01%以下、B：0.01%以下中的1種以上，剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成，作為雜質(zhì)的P：0.04%以下、S：0.02%以下。其中13Cr不銹鋼管在許多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中通用，作為新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的處理對(duì)象是適宜的。

新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的淬火方法當(dāng)然能夠應(yīng)用于將鋼管從常溫起再加熱而進(jìn)行的所謂再加熱淬火，但也可作為無(wú)縫鋼管的制造時(shí)從剛熱軋后的、鋼管為A以上的溫度的狀態(tài)進(jìn)行淬火的所謂直接淬火、進(jìn)而可作為在熱軋后鋼管的保有熱量未大幅降低的階段以A點(diǎn)以上的溫度均熱（補(bǔ)熱）后進(jìn)行淬火的、所謂在線熱處理（在線淬火）的淬火方法來(lái)應(yīng)用。利用新日鐵的這項(xiàng)技術(shù)的淬火方法，能夠有效地防止淬火裂紋，因此能夠穩(wěn)定地制造具有馬氏體比率高的組織的高強(qiáng)度的鋼管。

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