專利名稱：：低溫下具有超高強(qiáng)度和優(yōu)良韌性的低碳合金鋼管及其制造方法低溫下具有超高強(qiáng)度和優(yōu)良韌性的低碳合金鋼管及其制造方法本PCT申請(qǐng)要求2006年4月3日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)No.11/395,322的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
：1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及在低溫下具有超高強(qiáng)度和優(yōu)良韌性的低碳合金鋼管，還涉及制造這種鋼管的方法。所述鋼管特別是用于制備汽車約束系統(tǒng)的容器組件，其一個(gè)例子是汽車安全氣囊的氣體發(fā)生器。另外，開發(fā)并測(cè)試了可替換的低碳鋼組合物、低合金類型和不同的熱處理工藝以降低制造成本。2.現(xiàn)有技術(shù)的簡(jiǎn)要描述日本專利公開No.10-140249[申請(qǐng)日1996年11月5日]和日本專利公開No.10-140283[申請(qǐng)日1996年11月12日]概括地描述了被認(rèn)為可以用于汽車安全氣囊的氣體發(fā)生器的鋼化學(xué)。這些文件提到最終的條件是沒有熱處理、消除應(yīng)力和標(biāo)準(zhǔn)化或淬火和回火。這些出版物沒有提到僅僅淬火作為熱處理步驟的可能性。在這些權(quán)利要求中沒有提到機(jī)械性能。在所有實(shí)施例中僅實(shí)施例#21是淬火和回火的鋼，但所報(bào)告的UTS僅為686MPa(99ksi)。即使在實(shí)施例#26中所提供的最高機(jī)械性能也是相對(duì)低的，其中UTS的最大值為863MPa(125ksi)。因此，這些出版物涉及相對(duì)低的等級(jí)(期望的目標(biāo)是590MPa(86ksi))。另外，這些出版物顯示了在-4(TC下使用落錘(DW)型壓扁試驗(yàn)得到的低溫下的延展性。目前被接受用于證明低溫下延展性的測(cè)試是破裂試驗(yàn)，其在顯示脆性方面更有效。相信在這些文件中所顯示的大部分實(shí)施例都是在經(jīng)過DW試驗(yàn)后被稱作有延展性的，而事實(shí)上在破裂試驗(yàn)中不會(huì)表現(xiàn)出低溫下的延展行為，由于不符合政府的規(guī)9章(例如USDOT)而不具有用于某些安全氣囊氣體發(fā)生器應(yīng)用的資格。日本專利公開No.2001-49343[申請(qǐng)日1999年10月8日]被認(rèn)為解決了僅用于制備電阻焊接管的鋼(ERW工藝)。權(quán)利要求限定了ERW工藝的各種方面以及可選擇熱處理進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或淬火和回火，可選擇的后續(xù)冷拉，可選擇的后續(xù)熱處理(標(biāo)準(zhǔn)化或淬火和回火)。該文件解決了僅兩種不同的，非常常見的鋼化學(xué)，一個(gè)是低碳鋼，另一個(gè)提到了各種合金元素的共同限制。該文件沒有暗示僅僅淬火熱處理的可能性。提供了多個(gè)實(shí)施例對(duì)材料進(jìn)行淬火和回火，但所得到的機(jī)械性能相對(duì)低。在淬火和回火試驗(yàn)#18中所得到的最大結(jié)果是852MPa(123ksi)。相信在JP10-140249、JP10-140283和JP2001-49343中均由Sumitomo提出的鋼"化學(xué)"以及后面在Kondo等人在US6878219B2或公開為US2005/0039826Al的連續(xù)申請(qǐng)中所鑒定的鋼化學(xué)，事實(shí)上限定了具有這些寬范圍的鋼，以包括在1990年之前已經(jīng)在美國(guó)制造和銷售的SAE1010通用鋼。正如在所提到的申請(qǐng)中所描述的，申請(qǐng)人知道使用現(xiàn)代技術(shù)制造SAE1010鋼等級(jí)通常保證P量低于0.025，S量低于0.01。其他描述在用于安全氣囊應(yīng)用的鋼現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的文件包括Erike，US6386583B2和其所公開的繼續(xù)申請(qǐng)包括US2004/0074570Al和US2005/0061404Al。這些文件沒有暗示任何本文所教導(dǎo)的從極快速感應(yīng)奧氏體化和后續(xù)超快水淬火得到的優(yōu)點(diǎn)，更沒有暗示僅使用快速淬火并在其之后不使用回火步驟。另外，JP10-140283公開了與US6878219B2重疊的化學(xué)，只是P的最大值稍微低(0.02)，S的最大值稍高(0.02)。而專利公開US20020033591Al粗略地暗示了僅淬火而不回火的可能性，但權(quán)利要求6和7沒有提到淬火以便達(dá)到所稱機(jī)械性能的必要性，而是這些權(quán)利要求需要至少兩次熱處理。汽車乘客約束系統(tǒng)的安全氣囊氣體發(fā)生器需要滿足嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)和功能標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要對(duì)制造工藝施加嚴(yán)格的程序和限度。而本領(lǐng)域的經(jīng)歷顯示該工業(yè)已經(jīng)成功地滿足了過去結(jié)構(gòu)和功能標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)的和/或新型的性能對(duì)于滿足進(jìn)展的需求是必要的，而同時(shí)，制造成本的連續(xù)降低也是重要的。安全氣囊以及補(bǔ)充的約束系統(tǒng)是許多目前汽車的重要安全特征。在過10去，安全氣囊系統(tǒng)是采用爆發(fā)性化學(xué)制品的類型，但它們昂貴，并且由于環(huán)境和再生問題，在最近幾年，已經(jīng)開始出了新型的氣體發(fā)生器，其使用由充滿氬氣等的鋼管制成的壓縮空氣筒，并且這種類型已經(jīng)被越來(lái)越多地使用。上述壓縮空氣筒是在正常情況下將氣體等維持在高壓下的容器，在汽車碰撞的情況下，所述氣體等以單級(jí)爆發(fā)或多級(jí)爆發(fā)被吹入到安全氣囊中。因此，被用作這類壓縮空氣筒的鋼管被用于在非常短的時(shí)間內(nèi)接受高應(yīng)變率的應(yīng)力。因此，與諸如普通壓力缸的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)相比，上述鋼管需要具有出眾的空間精度，非常好的可使用性和可焊性，上述所有這些必須具有高強(qiáng)度、韌性和對(duì)爆發(fā)的優(yōu)良抗性?？臻g精度對(duì)于確保將吹入到安全氣囊的非常精確的體積而言也是重要的。在用于制造壓縮空氣筒的管件中冷成形性能是非常重要的，因?yàn)樗鼈兪窃谥圃旃苤笮纬勺罱K形狀的。需要通過冷成形獲得依賴于容器結(jié)構(gòu)的不同形狀。不在冷成形之后裂縫和表面缺陷對(duì)于獲得壓力容器是至關(guān)重要的。而且，在冷成形之后即使低溫下仍具有非常好韌性也是至關(guān)重要的。這里所公開的鋼具有非常好的可焊性，并且對(duì)于安全氣囊壓縮空氣筒應(yīng)用不需要在焊接之前進(jìn)行預(yù)熱或者焊接后熱處理。由公式碳當(dāng)量(Ceq)=%C+%Mn/6+(°/。Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15所限定的碳當(dāng)量(Ceq)需要低于大約0.63%，以便獲得所需要的可焊性。如果Ceq減少，則可焊性會(huì)提高。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上面所限定的碳當(dāng)量需要低于大約0.60%，優(yōu)選低于大約0.56%，最優(yōu)選低于大約0.52%，或者甚至低于大約0.48%，以達(dá)到更好的保證可焊性。為了生產(chǎn)氣體容器，將根據(jù)本發(fā)明制成的冷拔管切成一定長(zhǎng)度，并使用不同的已知技術(shù)(例如巻邊、型鍛等)進(jìn)行冷成形以得到期望的形狀。可替換的，能夠使用焊接管。接著，為了生產(chǎn)壓縮空氣筒，通過任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)例如摩擦焊接、氣體鎢電弧焊接或者激光焊接將頂帽和擴(kuò)散體焊接到該容器的每端。這些焊接是非常重要的，并且同樣需要大量的勞力，在某些情況中需要測(cè)試以確保在整個(gè)壓力容器和安全氣囊展開中焊接的完整性。已經(jīng)觀察到這些焊接會(huì)產(chǎn)生裂縫或不合格，因此存在危害壓縮空氣筒完整性并可能危害安全氣囊操作的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)氣體發(fā)生器進(jìn)行測(cè)試以確保它們?cè)诎踩珰饽艺归_的過程中保持它們的結(jié)構(gòu)完整性。這些測(cè)試之一是所謂的破裂試驗(yàn)。這是一種破壞性測(cè)試，其中將筒被施加比在正常操作應(yīng)用過程即安全氣囊展開中所預(yù)計(jì)壓力顯著高的壓力。在該測(cè)試中，氣體發(fā)生器被提高內(nèi)部壓力直到發(fā)生破裂。在回顧破裂試驗(yàn)結(jié)果和研究這些測(cè)試的測(cè)試容器樣品時(shí)，發(fā)現(xiàn)通過不同的選擇性方式發(fā)生斷裂形變斷裂、脆性斷裂以及某些情況是這兩種模式的組合。在形變斷裂中觀察到出現(xiàn)翻開的破裂，例如敞開的鼓包(例如表現(xiàn)為裂開的泡)。破裂面向管的外表面傾斜大約45。，并且位于主題范圍內(nèi)。另一方面，在脆性斷裂中，沿著氣體發(fā)生器的長(zhǎng)度表現(xiàn)出了不引人矚目的縱向裂痕，這是材料中易碎區(qū)的預(yù)示。在這種情況中，破裂面與管的外表面正交。在掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)，這兩種模式的斷裂具有不同的表面-波紋是形變斷裂的特征，而分裂則是脆性的預(yù)示。有時(shí)，可以觀察到這兩種斷裂的組合，并且脆性裂痕會(huì)從可塑的破裂面擴(kuò)展。由于整個(gè)系統(tǒng)包括安全氣囊氣體發(fā)生器可以用于在顯著不同的氣候下運(yùn)行的汽車中，因此至關(guān)重要的是材料在從非常冷到溫暖的寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出延展行為。
發(fā)明內(nèi)容首先，本發(fā)明涉及某些適合冷成形的新型低碳合金鋼，其具有非常高的抗張強(qiáng)度(UTS最低145ksi)，優(yōu)選具有超高抗張強(qiáng)度(UTS最低160ksi，優(yōu)選175ksi或220ksi)，進(jìn)而具有非常高的破裂壓力。而且，鋼在低溫下具有優(yōu)良的韌性，其-6(TC下具有保證延展行為，即具有-60。C的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度(DBTT)，優(yōu)選低到-10(TC。第二，本發(fā)明還涉及制造這種鋼管的工藝，其基本上包括新型的快速感應(yīng)奧氏體化/高速淬火/沒有回火技術(shù)。在優(yōu)選的方法中，存在使用超快速水淬火步驟進(jìn)行超快速感應(yīng)奧氏體化，其排除了所有的回火步驟，以便形成也適于冷成形的低碳合金鋼管，其具有極限抗張強(qiáng)度(UTS)(最低為145ksi，最高達(dá)到220ksi)，進(jìn)而具有非常高的破裂壓力。而且，這種鋼在低溫下具有非常好的韌性，在-6(TC下具有保證延展性，即在具有-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度(DBTT)，優(yōu)選低到-100。C。本發(fā)明的材料在汽車約束系統(tǒng)組建容器的組件中具有特別的應(yīng)用，其一個(gè)例子是汽車安全氣囊氣體發(fā)生器。用于形成這里所公開的每種鋼的化學(xué)是新型的，后面被稱作鋼A、鋼B、鋼C、鋼D和鋼E，其中每種鋼的組成被總結(jié)在下表I中<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>參考附圖僅作為例子，下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，其中:圖1是對(duì)鋼E進(jìn)行高速淬火的核心微結(jié)構(gòu)；圖2顯示對(duì)鋼E進(jìn)行高速淬火的-6(TC下破裂試驗(yàn)；圖3顯示對(duì)鋼E進(jìn)行普通淬火的微結(jié)構(gòu)；圖4顯示對(duì)鋼D進(jìn)行高速淬火的微結(jié)構(gòu)；圖5顯示對(duì)鋼D進(jìn)行高速淬火的-6(TC下破裂試驗(yàn)；以及圖6顯示對(duì)鋼D進(jìn)行普通淬火的微結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施例方式本發(fā)明適合以各種形式的實(shí)施方式實(shí)施，后面將描述目前優(yōu)選的實(shí)施方式，但需要理解目前所公開的內(nèi)容需要被認(rèn)為是本發(fā)明的范例，而不是為了將本發(fā)明限制到所描述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明涉及用于儲(chǔ)備氣體發(fā)生器壓力容器的鋼管形材料。更特別的，本發(fā)明涉及低碳超高強(qiáng)度鋼等級(jí)應(yīng)用于無(wú)縫壓力容器，其中在-6(TC具有保證的延展行為，即具有-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度(DBTT)，優(yōu)選低到-10(TC。更特別的，本發(fā)明涉及用于制造發(fā)生器的無(wú)縫鋼管形材料的一種化學(xué)組合物及其制備方法。生產(chǎn)無(wú)縫低碳超高強(qiáng)度鋼的方法的示意描述可以如下1.煉鋼2.鑄造鋼3.熱軋管4.熱軋中空加工工序5.冷拉6.帶有淬火的奧氏體化(沒有回火)7.冷拉管修整工序煉鋼工藝的主要目標(biāo)之一是通過除去碳、硅、硫、磷和錳對(duì)鐵進(jìn)行精煉，特別的，硫和磷對(duì)于鋼是有損害的，因?yàn)樗鼈兪共牧系臋C(jī)械性能變差。在基礎(chǔ)處理前后使用桶中精煉冶金以進(jìn)行具體的純化步驟，該純化步驟能夠使得在基礎(chǔ)煉鋼操作中進(jìn)行更快的處理。在非常潔凈的實(shí)踐中進(jìn)行煉鋼工藝，以獲得非常低的硫和磷含量，接下來(lái)這對(duì)于獲得產(chǎn)品所需要的高韌性是至關(guān)重要的。因此，提出了包含根據(jù)ASTME45標(biāo)準(zhǔn)-最差環(huán)境方法(方法A)2級(jí)或更低(稀少系列)以及1級(jí)或更低(大量系列)的目標(biāo)。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)上面所提到的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的微包含物最大含量應(yīng)該如下<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>此外，非常潔凈的實(shí)踐能夠獲得特大的包含物尺寸，其量為30pm或更小尺寸。獲得這些包含物含量，其限制氧的總含量為20ppm。通過在鋼包爐中鼓入惰性氣體以迫使包含物和雜質(zhì)漂浮而進(jìn)行而次冶金。能夠吸附雜質(zhì)和包含物的爐渣流的生成，通過向鋼液中加入SiCa進(jìn)行包含物尺寸和形狀進(jìn)行修飾，產(chǎn)生了高質(zhì)量的低包含物含量的鋼。使用低碳合金鋼的實(shí)施例所得到鋼的化學(xué)組成需要如下，每個(gè)"％"均為"重量百分比"碳(C)C是低成本地提高鋼強(qiáng)度的元素，但如果其含量低于0.06%，則難以獲得期望的強(qiáng)度。另一方面，如果鋼的碳含量高于0.18%，則冷可加工性、可焊性以及韌性會(huì)降低。因此，(含量范圍是0.06%~0.18%。C含量的優(yōu)選范圍是0.07%~0.12%，更優(yōu)選范圍是0.10°/o~0.12%。錳(Mn)Mn是有效提高鋼可硬性的元素，因此其提高強(qiáng)度和韌性。如果其含量低于0.3%，則難以獲得期望的強(qiáng)度，而如果其含量超過1.5%，則條帶結(jié)構(gòu)變得顯著，強(qiáng)度降低。因此，Mn含量為0.3%~1.5%，優(yōu)選的Mn范圍是0.60%~1.40%。硅(Si)Si是在煉鋼工藝中具有還原作用的元素，并且提高鋼的強(qiáng)度。如果Si含量低于0.05%，則鋼容易氧化，另一方面，如果其超過0.50%，則韌性和可加工性都降低。因此Si含量為0.05%0.5%，優(yōu)選的Si范圍是0.05%~0.40%。硫(S)S是引起鋼韌性降低的元素。因此，S的含量限于最大0.015%。優(yōu)選的最大值是0.010%。磷(P)P是引起鋼韌性降低的元素。因此，P的含量限于最大0.025%。優(yōu)選的最大值是0.02%。鎳(Ni)Ni是提高鋼強(qiáng)度和韌性的元素，但其非常昂貴，因此處于成本的原因，Ni被限于最大0.70%。優(yōu)選的最大值是0.50%。鉻(Cr)Cr是有效提高鋼強(qiáng)度、韌性和耐蝕性的元素。如果其超過1%，則焊接區(qū)的韌性會(huì)顯著降低。因此，Cr含量被限于最大1.0%，優(yōu)選的Cr最大含量是0.80%。鉬(Mo)Mo是有效提高鋼強(qiáng)度的元素，并且有助于在回火過程中阻止軟化，但其非常昂貴。因此，Mo含量被限于0.7。/。，優(yōu)選的Mo最大含量為0.50%。釩(V)V是有效提高鋼強(qiáng)度的元素(即使加入的量很少)，并且能夠在回火過程中阻止軟化。然而，這種鐵合金是昂貴的，迫使有必要降低最大含量。因此，V被限于0.3M，其中優(yōu)選最大值為0.20%。上面沒有列出的其他一些元素的優(yōu)選范圍如下元素重量％Al最大0.10%Nb最大0.06%Sn最大0.05%Sb最大0.05%Pb最大0.05%As最大0.05%在用于生產(chǎn)管形材料或腔的單鋼包中痕量元素需要是:16Sn+Sb+Pb+As《最大0.15%，并且S+P《0.025下一步是鑄造鋼以生產(chǎn)能夠被穿孔和滾壓以形成無(wú)縫鋼管的實(shí)心鋼筋。在鋼車間中將鋼鑄造成圓的鋼實(shí)心坯，其沿著鋼軸具有均勻的直徑。將超高清潔鋼的圓柱形實(shí)心坯加熱到大約120(TC130(TC的溫度，在該溫度點(diǎn)進(jìn)行軋鋼處理。優(yōu)選，將鋼坯加熱到大約1250'C的溫度，接著經(jīng)過軋鋼。對(duì)鋼坯進(jìn)行穿孔，優(yōu)選利用已知的曼內(nèi)斯曼式軋管法(Manessmannprocess),接著在熱軋過程中，充分降低外徑和壁厚，同時(shí)充分提高長(zhǎng)度。例如將148mm外徑的實(shí)心鋼筋熱軋成48.3mm外徑的熱軋管，其壁厚為3.25mm。為了獲得達(dá)到期望機(jī)械性能所必要的精確微結(jié)構(gòu)，橫截面面積下降是重要的，其中所述橫截面積下降被檢測(cè)為實(shí)心坯的橫截面面積與熱軋管橫截面積的比例。因此，橫截面積的最小降低為大約15:1，優(yōu)選和最優(yōu)選的橫截面積的最小降低分別為大約20:1和大約25:1。將所制造的超高清潔度鋼的無(wú)縫熱軋管冷卻到室溫。沿著冷軋管的圓周以及縱向沿著管軸，所制造的超高清潔度熱軋管都具有幾乎均勻的壁厚。接著將冷軋管經(jīng)過不同的修整工序，例如長(zhǎng)度上切成24片，最后進(jìn)行修剪，在已知的旋轉(zhuǎn)整直設(shè)備上被調(diào)直(如果必要)，以及通過一種或者多種不同的已知技術(shù)例如電磁測(cè)試和超聲測(cè)試進(jìn)行非破壞性測(cè)試。接著將每片熱軋管的表面進(jìn)行正確地調(diào)節(jié)用于冷拉。這種調(diào)節(jié)包括通過浸入到酸溶液中進(jìn)行酸洗，應(yīng)用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑層，例如已知的磷酸鋅和硬脂酸鈉組合物或者活性油(reactiveoil)。在進(jìn)行表面調(diào)節(jié)后，對(duì)無(wú)縫管進(jìn)行冷拉，無(wú)縫管被拉通過外部硬模，其中所述外部硬模的直徑比被拉管的外徑小。大多數(shù)情況中，管的內(nèi)表面還被鉚在桿一端的內(nèi)部心軸所支撐，以便心軸在冷拉的過程中保持接近硬模。這種冷拉操作是不需要事先將管加熱到室溫以上而進(jìn)行的。將無(wú)縫管如此冷拉至少一次，每次都降低了管的外經(jīng)和壁厚。這樣所制造的冷拉剛沿著管軸具有均勻的外徑，已經(jīng)圍繞管的圓周和沿著管軸的縱向都具有均勻的壁厚。所冷拉的管具有優(yōu)選在10mm70mm之間的外徑，以及優(yōu)選lmm4mm的壁厚。接著在奧氏體化爐中對(duì)冷拉管進(jìn)行加熱，其中所述奧氏體化爐的溫度至少超過奧氏體化溫度，或者Ac3溫度(對(duì)于這里所公開的具體化學(xué)為大約880°C)，但優(yōu)選超過大約92(TC且低于1050°C。提供該奧氏體化溫度最大值以避免顆粒長(zhǎng)大?？梢栽谌剂蠣t中或者在感應(yīng)式爐中進(jìn)行該處理，但優(yōu)選在后者中。在爐中的轉(zhuǎn)化時(shí)間強(qiáng)烈地依賴于所利用爐子的類型。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果利用感應(yīng)式爐，則更好得獲得這種應(yīng)用所需要的高面積質(zhì)量。這是由于感應(yīng)處理的特征，其中包括了非常短的轉(zhuǎn)化時(shí)間，排除了發(fā)生氧化。優(yōu)選，奧氏體化加熱速度為至少每秒鐘大約IO(TC，更優(yōu)選為至少每秒鐘大約200°C。極高的加熱速度以及進(jìn)而非常短的加熱時(shí)間對(duì)于獲得非常精確的顆粒微結(jié)構(gòu)是重要的，這接著保證了所需要的機(jī)械性能。此外，適當(dāng)?shù)奶畛湟蛩貙?duì)于獲得所需要的高加熱速度是重要的，其中所述填充因子被定義為由管的外徑所限定的圓面積與由感應(yīng)爐線圈內(nèi)徑所限定的圓面積的比例。填充因子的最小值是大約0.16，優(yōu)選的填充因子最小值是大約0.36。在爐子的出口區(qū)，或者接近爐子的出口區(qū)，使用適當(dāng)?shù)拇慊鹆黧w對(duì)管進(jìn)行淬火。優(yōu)選，所述淬火流體是水或者水系淬火溶液。優(yōu)選以至少大約每秒10(TC的速度，更優(yōu)選以至少每秒大約200。C的速度，將管的溫度快速降低到室溫。這種極端高的冷卻速率對(duì)于獲得完全的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化是至關(guān)重要的。在采用回火步驟的技術(shù)中，接著使用適當(dāng)溫度和循環(huán)次數(shù)在地域Acl的溫度下對(duì)鋼管進(jìn)行回火。優(yōu)選，回火溫度在大約40060(TC之間，更優(yōu)選在大約45055(TC之間?？商鎿Q的，所述回火溫度可以在20(TC60(TC之間，更優(yōu)選在25(TC55(TC之間。均熱時(shí)間需要足夠長(zhǎng)以保證非常好的溫度均一性，但如果太長(zhǎng)，則不能夠得到期望的機(jī)械性能。優(yōu)選在保護(hù)性還原或中性氛圍中進(jìn)行該回火步驟，以避免管的脫碳和/或氧化。在優(yōu)選的方法中，排除了回火步驟，而僅采用上述利用水或水系溶液的高速淬火。為了達(dá)到高速的淬火，下列設(shè)備是優(yōu)選但不是必需的。在感應(yīng)器的最大功率設(shè)定在500Kw的感應(yīng)爐之后是全容量為每小時(shí)2200kg的淬火管道。主要淬火器采用42條管道，每條管道具有12個(gè)噴嘴。將淬火流調(diào)節(jié)到每小時(shí)10~601113的范圍內(nèi)，并將管的前進(jìn)速度從每分鐘5米控制到25米。另外，后面設(shè)置摩擦輥以產(chǎn)生在管上的旋轉(zhuǎn)。將所制造的超高強(qiáng)度鋼管經(jīng)過不同的修整工序，在旋轉(zhuǎn)整直設(shè)備上被調(diào)直，以及通過一種或者多種不同的已知技術(shù)進(jìn)行非破壞性測(cè)試。優(yōu)選，對(duì)于這種應(yīng)用，需要通過己知的超聲和電磁技術(shù)對(duì)管進(jìn)行測(cè)試。熱處理后的管形材料可以被化學(xué)處理以獲得具有期望外形和非常低的表面韌性的管。例如，可以將管浸在硫酸和鹽酸溶液中，使用磷酸鋅進(jìn)行磷酸化，使用石油基油、水基油或礦物油進(jìn)行浸油。通過第一次或第二次描述的方法所獲得的鋼管具有下列最低機(jī)械性能屈服強(qiáng)度最低大約110ksi(758MPa)抗張強(qiáng)度最低大約145ksi(1000MPa)伸長(zhǎng)率最低大約9%。根據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)ASTME8中所描述的程序進(jìn)行屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率檢測(cè)。對(duì)于張力測(cè)試，優(yōu)選實(shí)際尺寸的樣品用于評(píng)估整個(gè)管狀截面。壓扁試驗(yàn)需要遵照49CFR中規(guī)范DOT39,第178.65段的要求。因此，如果使用60度角的V型設(shè)備進(jìn)行壓扁時(shí)，管狀截面不應(yīng)該裂縫，直到對(duì)邊是一邊管壁厚的6倍時(shí)。所開發(fā)的鋼完全符合該測(cè)試。為了獲得在強(qiáng)度和韌性之間的良好平衡，根據(jù)ASTME-112標(biāo)準(zhǔn)所檢測(cè)的，前述的(有時(shí)稱作前面的)奧氏體結(jié)晶粒度需要優(yōu)選為7或更細(xì)，更優(yōu)選9或更細(xì)。這是由于在奧氏體化過程中極短的加熱循環(huán)所達(dá)到的。通過所描述方法獲得的鋼管需要具有所列出的性能，以符合本發(fā)明所列出的需求。工業(yè)的要求持續(xù)施加粗糙的需求以降低價(jià)格。本發(fā)明具有良好的視覺外觀，例如成品的管形材料在外表面和內(nèi)表面均具有最大3.2微米的表面拋光。這種需求是通過冷拉、短奧氏體化時(shí)間、還原性或中性氛圍淬火以及在工藝的不同步驟化學(xué)調(diào)節(jié)的適當(dāng)表面所達(dá)到的。水破裂壓力試驗(yàn)需要通過將管截面的端部密封而進(jìn)行，例如通過將平面鋼板焊到管的底部。300mm管截面保持約束自由是重要的，以便能夠產(chǎn)生19完全的環(huán)形應(yīng)力。管截面的加壓需要通過泵吸油、水、醇或它們的混合物而進(jìn)行。破裂試驗(yàn)壓力需求依賴于管的尺寸。在破裂試驗(yàn)時(shí)，超高強(qiáng)度無(wú)縫管在-6(TC下具有保證延展行為，具有-60。C的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)代替卻貝沖擊試驗(yàn)(Charpyimpacttest)(根據(jù)ASTME23)的更具代表性的測(cè)試是在室溫以及低溫下都進(jìn)行的破裂試驗(yàn)。這是由于所采用的這些產(chǎn)品相對(duì)薄的壁厚和小外徑的事實(shí)，因此沒有標(biāo)準(zhǔn)的用于卻貝沖擊試驗(yàn)的ASTM樣品可以從所述管沿橫向被制造出來(lái)。而且，為了獲得這種小尺寸的卻貝沖擊探頭，需要將扁平變形應(yīng)用到彎曲的管探頭。這對(duì)鋼機(jī)械性能具有可檢測(cè)效果，特別是抗沖擊強(qiáng)度。因此，使用該方法沒有代表性的沖擊試驗(yàn)。使用替換的低碳、低合金鋼的實(shí)施例申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)高速淬火而沒有回火是本發(fā)明的關(guān)鍵方面。比現(xiàn)有技術(shù)化學(xué)更低合金和更便宜的鋼在被特定的加熱和高速淬火進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)符合或者超過之前所討論的標(biāo)準(zhǔn)。上面定義的新型鋼A、B、C、D和E是使用優(yōu)選方法所分析的替代鋼，其中利用非?？焖俚母袘?yīng)爐高速淬火奧氏體化，而不是加入回火步驟。令人驚奇的，在對(duì)這些新型鋼進(jìn)行對(duì)照測(cè)試時(shí)，其中低于高速淬火，即采用正常的淬火處理或者前述淬火步驟時(shí)，測(cè)試顯示顯著差的特征。根據(jù)優(yōu)選方法對(duì)包括低成本鋼的替代進(jìn)行高速淬火并且沒有回火處理用于對(duì)鋼E樣品進(jìn)行高速淬火測(cè)試的參數(shù)如下水流速40mV小時(shí)；管的前進(jìn)速度20m/分鐘；80%奧氏體化溫度的感應(yīng)器功率880~940°，目標(biāo)920°;OD表面上和核心材料上觀察到了馬氏體轉(zhuǎn)化。圖1顯示鋼E的100%馬氏體轉(zhuǎn)化的核心材料。在進(jìn)行高速淬火時(shí)，與低合金SAE1010級(jí)鋼具有類似化學(xué)的鋼E沒有達(dá)到最低期望的數(shù)值。測(cè)試結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>類似的，進(jìn)行低溫(-60°C)下的破裂試驗(yàn)，以觀察裂縫的行為和類型。圖II顯示所測(cè)試的鋼E的破裂樣品。均表現(xiàn)出延展行為。對(duì)參與普通淬火處理的鋼E進(jìn)行對(duì)照測(cè)試，結(jié)果如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>圖III表示使用普通淬火處理的的鋼E的核心結(jié)構(gòu)。沿著壁厚觀察到了某些鐵素體結(jié)構(gòu)。由于表現(xiàn)出高性價(jià)比，因此發(fā)現(xiàn)鋼D是非常有前途的。選擇D用于制備優(yōu)選方法的管形材料。用于高速淬火測(cè)試的鋼D樣品所檢測(cè)的化學(xué)組成如下<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>用于對(duì)鋼D樣品進(jìn)行高速淬火測(cè)試的參數(shù)如下:控制奧氏體溫度為92094(TC進(jìn)行淬火處理。水流速為40mV小時(shí)管的前進(jìn)速度是10m/分鐘感應(yīng)器功率為總負(fù)載量(500Kw)的62%在管上提供17。摩擦輥角的旋轉(zhuǎn)。對(duì)鋼D樣品進(jìn)行高速淬火的測(cè)試結(jié)果如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>用于對(duì)鋼B樣品進(jìn)行高速淬火測(cè)試的參數(shù)如下:控制奧氏體溫度為92094(TC進(jìn)行淬火處理。水流速為40mV小時(shí)管的前進(jìn)速度是10m/分鐘感應(yīng)器功率為總負(fù)載量(500Kw)的70%在管上提供17。摩擦輥角的旋轉(zhuǎn)。對(duì)鋼B的樣品進(jìn)行高速淬火的測(cè)試結(jié)果如樣品屈服強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(Psi)伸長(zhǎng)率%UTS(MPa)UTS(Psi)2522294013622121717625002914132241206175類似的，對(duì)鋼B進(jìn)行低溫(-60。C)下的破裂試驗(yàn)，以觀察裂縫的行為和類型。圖IV顯示所測(cè)試的鋼D的破裂樣品。均表現(xiàn)出延展行為。選擇鋼A用于制造優(yōu)選方法的管形材料。用于高速淬火測(cè)試的鋼A樣品所檢測(cè)的化學(xué)組成如下元素%數(shù)值c0.10Mn1.23S0扁P0細(xì)Si0.27V0豫Al0.035Cr0.11Mo0.05Ni034用于對(duì)鋼A樣品進(jìn)行高速淬火測(cè)試的參數(shù)如下:控制奧氏體溫度為920940"C進(jìn)行淬火處理。水流速為40mV小時(shí)管的前進(jìn)速度是20m/分鐘感應(yīng)器功率為總負(fù)載量(500Kw)的90%在管上提供17。摩擦輥角的旋轉(zhuǎn)。對(duì)鋼A的樣品進(jìn)行高速淬火的測(cè)試結(jié)果如下樣品屈服強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(Psi)伸長(zhǎng)率%UTS(MPa)UTS(Psi)2031392013322123017821442883128201195173類似的，對(duì)鋼A進(jìn)行低溫下的破裂試驗(yàn)(-6(TC和-100。C)以觀察裂縫的行為和類型。均表現(xiàn)出延展行為。使用替代低成本鋼在高速淬火之后進(jìn)行回火處理的對(duì)照測(cè)試在發(fā)現(xiàn)優(yōu)選鋼D的樣品通過使用優(yōu)選方法的高速淬火產(chǎn)生了令人吃驚的機(jī)械性能數(shù)值，則接著進(jìn)行回火以確定加入回火對(duì)機(jī)械性能的影響。在58(TC下進(jìn)行回火熱處理總時(shí)間為15分鐘。平均極限抗張強(qiáng)度(UTS)為116Ksi(805MPa)，這不符合所期望的數(shù)值。盡管己經(jīng)顯示和描述了我們發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，以符合35USCg112的描述和能夠授權(quán)的要求，但需要理解，本發(fā)明的范圍不限于任何己經(jīng)描述的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍完全是由所附權(quán)利要求的范圍所限定的。權(quán)利要求1.一種低碳合金鋼管，其實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成大約0.06％～大約0.18％的碳；大約0.5％～大約1.5％的錳；大約0.1％～大約0.5％的硅；最高達(dá)到大約0.015％的硫；最高達(dá)到大約0.025％的磷；最高達(dá)到大約0.50％的鎳；大約0.1％～大約1.0％的鉻；大約0.1％～大約1.0％的鉬；大約0.01％～大約0.10％的釩；大約0.01％～大約0.10％的鈦；大約0.05％～大約0.35％的銅；大約0.010％～大約0.050％的鋁；最高達(dá)到0.05％的鈮；最高達(dá)到0.15％的殘余元素；其余為鐵和痕量的雜質(zhì)，其中所述鋼管具有至少大約145ksi的抗張強(qiáng)度，并且具有低于-60℃的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成大約0.07%~大約0.12%的碳；大約1.00°/。~大約1.40%的錳；大約0.15%~大約0.35%的硅；最高達(dá)到大約0.010%的硫；最高達(dá)到大約0.015%的磷；最高達(dá)到大約0.20%的鎳；大約0.55°/。~大約0.80%的鉻；大約0.30%~大約0.50%的鉬；大約0.01%~大約0.07%的釩；大約0.01%~大約0.05%的鈦；大約0.15%大約0.30%的銅；大約0.010%大約0.050%的鋁；最高達(dá)到大約0.05%的鈮；最高達(dá)到大約0.15%殘余元素；以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管主要由下列按照重量比構(gòu)成大約0.08%~大約0.11%的碳；大約1.03%大約1.18%的錳；大約0.15%大約0.35%的硅；最高達(dá)到大約0.003%的硫；最高達(dá)到大約0.012%的磷；最高達(dá)到大約0.10%的鎳；大約0.63%~大約0.73%的鉻；大約0.40%大約0.45°/。的鉬；大約0.03°/。大約0.05%的釩；大約0.025%~大約0.035%的鈦；大約0.15%~大約0.30%的銅；大約0.010%~大約0.050%的鋁；最高達(dá)到大約0.05%的鈮；最高達(dá)到大約0.15%殘余元素；以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有至少大約125ksi的屈服強(qiáng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有至少大約135ksi的屈服強(qiáng)度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管在裂開時(shí)具有至少大約9%的伸長(zhǎng)率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有不高于大約40HRC的硬度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有不高于大約37HRC的硬度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有低于大約0.63%的碳當(dāng)量，其中所述碳當(dāng)量是根據(jù)公式C^q=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/l5所確定的。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有低于大約0.60%的碳當(dāng)量。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有低于大約0.56%的碳當(dāng)量。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有根據(jù)ASTME45標(biāo)準(zhǔn)-最差環(huán)境方法(方法A)檢測(cè)為2或更低(稀少系列)以及l(fā)級(jí)或更低(大量系列)的最大微包含物含量。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有根據(jù)ASTME45標(biāo)準(zhǔn)-最差環(huán)境方法(方法A)如下的最大微包含物含量<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的低碳合金鋼管，其中獲得了尺寸為30pm或更小的超大包含物尺寸15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的低碳合金鋼管，其中氧的總含量被限制到20ppm。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有無(wú)縫結(jié)構(gòu)。17.—種存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，其包含權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管。18.—種汽車安全氣囊氣體發(fā)生器，其包含權(quán)利要求1所述的低碳合金鋼管。19.一種低碳合金鋼管，其實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成大約0.08%~大約0.11%的碳；大約1.03%~大約1.18%的錳；大約0.15%大約0.35%的硅；最高達(dá)到大約0.003%的硫；最高達(dá)到大約0.012%的磷；最高達(dá)到大約0.10%的鎳；大約0.63%~大約0.73%的鉻；大約0.40°/。~大約0.45°/。的鉬；大約0.03%~大約0.05%的釩；大約0.025%~大約0.035%的鈦；大約0.15%大約0.30%的銅；大約0.010%大約0.050%的鋁；最高達(dá)到大約0.05%的鈮；最高達(dá)到大約0.15%殘余元素；以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)，其中所述鋼管具有至少大約135ksi的屈服強(qiáng)度，至少大約145ksi的抗張強(qiáng)度，在裂開時(shí)具有至少大約9%的伸長(zhǎng)率，不高于37HRC的硬度，并且具有低于-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的低碳合金鋼管，其中所述鋼管具有無(wú)縫結(jié)構(gòu)。21.—種存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，其包含權(quán)利要求19所述的低碳合金鋼管。22.—種汽車安全氣囊氣體發(fā)生器，其包含權(quán)利要求19所述的低碳合金鋼管。23.—種制造一定長(zhǎng)度鋼管形材料的方法，所述鋼管形材料用于存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，其中所述方法包括下列步驟從實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成的鋼材料生產(chǎn)一定長(zhǎng)度的管形材料大約0.06%大約0.18%碳，大約0.5%~大約1.5%的錳，大約0.1%~大約0.5%的硅，最高達(dá)到大約0.015%的硫，最高達(dá)到大約0.025%的磷，最高達(dá)到大約0.50%的鎳，大約0.1%~大約1.0%的鉻，大約0.1%大約1.0%的鉬，大約0.01%~大約0.10%的釩，大約0.01%大約0.10%的鈦，大約0.05%~大約0.35%的銅，大約0.010%~大約0.050%的鋁，最高達(dá)到大約0.05%的鈮，最高達(dá)到大約0.15%殘余元素，以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)；將所述鋼管形材料進(jìn)行冷拉以得到期望的尺寸；通過在感應(yīng)式奧氏體爐中以至少大約每秒IOO'C的加熱速度將所述冷拉鋼管形材料加熱到至少Ac3的溫度而進(jìn)行奧氏體化；加熱步驟之后，在淬火流體中以至少大約每秒IO(TC的冷卻速度對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行淬火，直到所述管形材料達(dá)到幾乎室溫溫度；以及在所述淬火步驟之后，在低于Acl的溫度下對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行回火大約230分鐘。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所生產(chǎn)的鋼管形材料實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成大約0.07%大約0.12%的碳，大約1.00%~大約1.40%的錳，大約0.15%~大約0.35%的硅，最高達(dá)到大約0.010%的硫，最高達(dá)到大約0.015%的磷，最高達(dá)到大約0.20%的鎳，大約0.55%~大約0.80%的鉻，大約0.30%~大約0.50%的鉬，大約0.01%大約0.07%的釩，大約0.01%~大約0.05%的鈦，大約0.15%大約0.30%的銅，大約0.010%大約0.050%的鋁，最高達(dá)到大約0.05%的鈮，最高達(dá)到大約0.15%殘余元素，以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所生產(chǎn)的鋼管形材料主要由下列按照重量比構(gòu)成大約0.08%大約0.11%的碳，大約1.03%~大約1.18%的錳，大約0.15%~大約0.35%的硅，最高達(dá)到大約0.003%的硫，最高達(dá)到大約0.012%的磷，最高達(dá)到大約0.10%的鎳，大約0.63%大約0.73%的鉻，大約0.40%~大約0.45°/。的鉬，大約0.03%~大約0.05%的釩，大約0.025%~大約0.035%的鈦，大約0.15%~大約0.30%的銅，大約0.010%~大約0.050%的鋁，最高達(dá)到大約0.05%的鈮，最高達(dá)到大約0.15%殘余元素，以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì).26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料具有至少大約125ksi的屈服強(qiáng)度。27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料具有至少大約135ksi的屈服強(qiáng)度。28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料具有至少大約145ksi的抗張強(qiáng)度。29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料在裂開時(shí)具有至少大約9%的伸長(zhǎng)率。30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料具有不高于40HRC的硬度。31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料具有不高于37HRC的硬度。32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中成品鋼管形材料具有低于-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述奧氏體化加熱步驟中，所述鋼管形材料被加熱到大約92(TC105(TC之間的溫度。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中在所述奧氏體化加熱步驟中，所述鋼管形材料被以至少大約每秒20(TC的速度加熱。35.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述淬火步驟中，所述鋼管形材料被以至少大約每秒20(TC的速度冷卻。36.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在所述回火步驟中，所述鋼管形材料被在大約40060(TC之間的溫度下進(jìn)行回火。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中在所述回火步驟中，所述鋼管形材料被回火420分鐘。38.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其還包括修整工序，其中所述回火的鋼管形材料被酸浸、磷酸化和浸油。39.—種制造一定長(zhǎng)度鋼管的方法，其中所述鋼管用于存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，所述方法包括下列步驟從實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成的鋼材料生產(chǎn)一定長(zhǎng)度的管形材料約0.08%大約0.11%的碳，大約1.03%大約1.18%的錳，大約0.15%~大約0.35%的硅，最高達(dá)到大約0.003%的硫，最高達(dá)到大約0.012%的磷，最高達(dá)到大約0.10°/。的鎳，大約0.63%~大約0.73%的鉻，大約0.40%大約0.45%的鉬，大約0.03%大約0.05%的釩，大約0.025%大約0.035%的鈦，大約0.15%~大約0.30%的銅，大約0.010%大約0.050%的鋁，最高達(dá)到大約0.05%的鈮，最高達(dá)到大約0.15%殘余元素以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)；將所述鋼管形材料進(jìn)行冷拉以得到期望的尺寸；通過在感應(yīng)式奧氏體爐中以大約每秒20(TC的加熱速度將所述冷拉鋼管形材料加熱到920105(TC之間的溫度而進(jìn)行奧氏體化；在加熱步驟之后，在水基淬火溶液中以大約每秒20(TC的冷卻速度對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行淬火，直到所述管形材料達(dá)到幾乎室溫；在所述淬火步驟之后，在大約45055(TC之間的溫度下對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行回火大約4~20分鐘；修整工序，其中所述回火鋼管形材料被酸浸、磷酸化和浸油，其中成品鋼管形材料具有至少大約135ksi的屈服強(qiáng)度，至少大約145ksi的抗張強(qiáng)度，在裂開時(shí)具有至少大約9%的伸長(zhǎng)率，不高于大約37HRC的硬度，低于-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，以及良好的表面外觀。40.—種制造一定長(zhǎng)度鋼管的方法，其中所述鋼管用于存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，所述方法包括下列步驟從實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成的鋼材料生產(chǎn)一定長(zhǎng)度的管形材料大約0.06%大約0.18%的碳，大約0.3%大約1.5%的錳，大約0.05%~大約0.5%的硅，最高達(dá)到大約0.015%的硫，最高達(dá)到大約0.025%的磷，以及下列元素中的至少一種最高達(dá)到大約0.30%的釩，最高達(dá)到大約0.10%的鋁，最高達(dá)到大約0.06%的鈮，最高達(dá)到大約1%的鉻，最高達(dá)到大約0.70%的鎳，最高達(dá)到大約0.70%的鉬，最高達(dá)到大約0.35%的銅，最高達(dá)到大約0.15%殘余元素，以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)；將所述鋼管形材料進(jìn)行冷拉處理以得到期望的尺寸；通過在感應(yīng)式奧氏體爐中以至少大約每秒IO(TC的加熱速度將所述冷拉鋼管形材料加熱到至少Ac3的溫度而進(jìn)行奧氏體化；加熱步驟之后，在淬火流體中以至少大約每秒IO(TC的冷卻速度對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行淬火，直到所述管形材料達(dá)到幾乎室溫溫度；其中所述鋼管具有至少大約145ksi的抗張強(qiáng)度，并具有低于-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所生產(chǎn)的鋼管形材料主要由下列按照重量比構(gòu)成大約0.07%~大約0.12%的碳，大約0.60%大約1.40%的錳，大約0.05%大約0.40%的硅，最高達(dá)到大約0.010%的硫，最高達(dá)到大約0.02%的磷，以及下列元素中的至少一種最高達(dá)到大約0.20%的釩，最高達(dá)到大約0.07%的鋁，最高達(dá)到大約0.04%的鈮，最高達(dá)到大約0.8%的鉻，最高達(dá)到大約0.50%的鎳，最高達(dá)到大約0.50%的鉬，最高達(dá)到大約0.35%銅，最高達(dá)到大約0.15%的殘余元素，以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)，其中所述鋼管具有至少大約160ksi的抗張強(qiáng)度，以及低于-6(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述鋼管具有低于大約0.52%的碳當(dāng)量，其中所述碳當(dāng)量是根據(jù)公式Ceq=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(°/。Ni+%Cu)/15所確定的。43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述鋼管具有低于大約0.48%的碳當(dāng)量，其中所述碳當(dāng)量是根據(jù)公式C^q=%C+%Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Ni+%Cu)/15所確定的。44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中成品鋼管形材料在裂開時(shí)具有至少大約9%的伸長(zhǎng)率。45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中在所述奧氏體化加熱步驟中，所述鋼管形材料被加熱到大約8601050"C之間的溫度。46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中在所述奧氏體化加熱步驟中，所述鋼管型材料被以至少大約每秒20(TC的速度加熱。47.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中在所述淬火步驟中，所述鋼管型材料被以至少大約每秒20(TC的速度冷卻。48.—種制造一定長(zhǎng)度鋼管形材料的方法，其中所述鋼管形材料用于存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，所述方法包括下列步驟從實(shí)質(zhì)上由下列按照重量比構(gòu)成的鋼材料生產(chǎn)一定長(zhǎng)度的管形材料大約0.07%~大約0.12%的碳，大約0.60%~大約1.40°/。的錳，大約0.05%大約0.40%的硅，最高達(dá)到大約0.010%的硫，最高達(dá)到大約0.02%的磷，最高0.20%的釩，最高達(dá)到大約0.07%的鋁，最高達(dá)到大約0.04%的鈮，最高達(dá)到大約0.8%的鉻，最高達(dá)到大約0.50°/。的鎳，最高達(dá)到大約0.50%的鉬，最高達(dá)到大約0.35%的銅，最高達(dá)到大約0.15%殘余元素，以及其余為鐵和痕量的雜質(zhì)；對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行冷拉處理以得到期望的尺寸；通過在感應(yīng)式奧氏體爐中以至少大約每秒200'C的加熱速度將所述冷拉鋼管形材料加熱到大約860105(TC之間的溫度而進(jìn)行奧氏體化；在加熱步驟之后，在水基淬火溶液中以至少大約每秒20(TC的冷卻速度對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行淬火；其中成品鋼管形材料具有至少大約160ksi的抗張強(qiáng)度，在裂開時(shí)具有至少大約9%的伸長(zhǎng)率，低于-6(TC優(yōu)選低于10(TC的延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度以及良好的表面外觀。全文摘要一種低碳合金鋼管及其制造方法，特別用于存儲(chǔ)氣體的氣體發(fā)生器壓力容器，其中所述鋼管主要由下列按照重量比構(gòu)成大約0.06％～大約0.18％的碳；大約0.3％～大約1.5％的錳；大約0.05％～大約0.5％的硅；最高達(dá)到大約0.015％的硫；最高達(dá)到大約0.025％的磷；以及下列元素的至少一種最高達(dá)到大約0.30％的釩，最高達(dá)到大約0.10％的鋁，最高達(dá)到大約0.06％的鈮，最高達(dá)到大約1％的鉻，最高達(dá)到大約0.70的鉬，最高達(dá)到大約0.35％的銅，最高達(dá)到大約0.15％的殘余元素，以及剩余的鐵和痕量的雜質(zhì)。在大約每秒100℃的高加熱速度之后；在水基淬火溶液中以大約每秒100℃的冷卻速度對(duì)所述鋼管形材料進(jìn)行快速并完全的淬火。所述鋼具有至少大約145ksi并高達(dá)220ksi的抗張強(qiáng)度，并在低至-100℃的溫度下表現(xiàn)出延展行為。文檔編號(hào)C22C38/00GK101448966SQ200780018206公開日2009年6月3日申請(qǐng)日期2007年4月2日優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日發(fā)明者埃德加多·奧斯卡·洛佩斯,愛德華多·阿爾特舒勒申請(qǐng)人:特納瑞斯連接股份公司