JPH0250942A - 耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレス鋼 - Google Patents

耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレス鋼

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JPH0250942A
JPH0250942A JP20004488A JP20004488A JPH0250942A JP H0250942 A JPH0250942 A JP H0250942A JP 20004488 A JP20004488 A JP 20004488A JP 20004488 A JP20004488 A JP 20004488A JP H0250942 A JPH0250942 A JP H0250942A
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steel
corrosion cracking
stress corrosion
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ferritic stainless
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Nobuji Nomura
野村 亘史
Hiroyuki Ogawa
小川 洋之
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [a業上の利用分野] 本発明は、降伏強度が135Ksi(94,5Kg/m
m2)程度以下のエネルギー分野で使用される油井管や
ラインパイプで、応力腐食割れを起こさず、しかも30
0℃程度に於ても耐C02腐食性に優れた性能を持つフ
ェライト系ステンレス鋼に関するものである。
「従来の技術] 天然ガス開発用の油井管、ラインパイプ等の用途では、
一般に炭素鋼、低合金鋼のものが用いられているが、近
年開発か進むにつれて、C02ガスを多く含む天然カス
が採掘される様になってきていることから、この種の天
然カス用の鋼として耐食性が良好な13XCrフエライ
ト系ステンレス鋼が用いられるようになった。
しかして最近の天然カスには炭酸ガスと同時にしは°し
は11□Sか混入し、鋼中への水素侵入か生じ、操業停
市等により温度か25°C付近に低下した時に、残留水
素と負荷応力により、硫化物応力腐食割れを起こす事か
知られる様になってきている。
この原因は製造方法か焼入焼戻し処理であることから、
粒界脆化を起すためである小を究明し、本発明者らは対
策のための熱処理方法につい′(特開昭60−1978
21号公報に開示している。また粒界脆化を起さない製
造方法として特願昭62〜330445号、 62〜3
30446号を出願した。これらに記載の鋼はいずれも
金属組織を焼入焼戻し組織から、金1状フェライト組織
またはへイナイト組織に制御し、耐硫化物応力腐食割れ
性の改善を図ったものである。しかしなから上記鋼は厳
密な製造条件に於て製造されなければならず、管理費の
低減を図り、より低コストて優れた耐応力腐食割れ性を
持つ鋼を開発する必要かあった。
[発明か解決しようとする課題] 本発明者らは以上の様な実情から応力腐食割れ機構につ
いてざらに詳細に検討を行9た結果、粒界脆化をおこす
起点として、従来の低合金耐サワーラインパイプに於て
観察されたと同様の延伸MnSクラスターによるクラッ
クか発生し、2次的に粒界を割れか伝播し、硫化物応力
腐食割れか起ることを明らかにした。その結果耐硫化物
応力腐食割れ性を高めるためには、延伸MnSの球状化
が最も大切である事か解った。そして延伸MnSの球状
化によって、低コストて優れた耐CO3腐食性を受けつ
き耐応力腐食割れ性のある鋼の提供か可能となった。
[課題を解決するだめの手段] 本発明は上述の問題点を有利に解決したものてあり、そ
の要旨とするところは、重量%てC: 0.15%以下 Si : 0.1〜1.Oz Mn : 02〜2.0% Cr: 9〜16.0% P : 0.02%以下 S : 0.02X以下 Al: 0.01−0.09% N  :  0.01〜025% を含有すると共に更に Ga : 0.001〜0.06% Zr: O,OQl 〜0.07% Ba : 0.001〜0.07% を1種または2種以上含み、さらに必要に応してNi 
: 02〜2.5% Mo : 02〜1.5% ■・0.02〜1.5% Ti :  0.001 〜02% Nb:0.02〜1.5% を1種または2種以上含み、残部鉄及び不可避不純物か
ら成る耐応力腐食割れ性の優ねたフェライト系ステンレ
ス鋼にある。
[作用コ 降伏強度か+35Ksi(94,5Kg#++m2)程
度以下のエネルギー分野て使用される油井管やラインパ
イプC耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレ
ス鋼を低コストて得られる様になった。本発明は耐応力
腐食割れ性に最も効果的な対策法は、延伸MnSクラス
ターの球状化であることを見出したものである。
次に本発明鋼の鋼成分の限定理由についC述へる。以下
%はいずれも重量%である。
CCは鋼の強度増加に対し有効゛Cある。しかし添加量
を0.15%超とすると、焼入性か上萌し、強度か高く
なりずきて、靭性か低下する。したかってCは0 、1
.5%以下とする。
Si : Siは脱酸のために添加する。しかし添加量
か()、1%未満ては効果かなく、添加がか1.0%起
ては脱酸の効果は十分となるか靭性か劣化する。したか
ってSiは0.1〜1.0y6とする。
Mn:Mnは靭性を向上させるため添加する。しかし添
加量か02%未満ては靭性向−hに効果かなく2.0%
を超えると強度か」−昇し、強度か高くなりすきて靭性
か低下する。したかってMnは02〜20%とする。
Cr:CrはCO3腐食を低減させるに有効な元素であ
る。しかし本発明か対象にしているエネルキー分野の内
かなりシヒアーな条件である温度300°C圧力300
気圧に於て十分な耐食性を得るには添加量か少ないとそ
の効果かなく、Qya未満ては耐食性か得られない。1
6.0%起ては添加量に見合う耐食性か得られない。し
たかってCrの添加量は9〜16%とする。
P、Pは鋼を脆化させる。鋳造時にスラブ板厚中心部に
凝縮し、延伸MnSと相俟って応力腐食割れの起点にな
る元素である。0.02%起ては耐応力腐食割れ性か低
下する。したかって含有量は極力低い事か望ましいか、
応力腐食割れ性に影響の軽微な上限か0.02%である
。したがってPは0.02%以下とする。
S Sは鋼を脆化させる。通常の場合はMnSとなって
応力腐食割れの起点となる。したかつて介在物形態制御
元素の流加により球状化させることか必要となる。球状
化介在物か多量に存在すると鋼清浄度を下げかえって応
力腐食割れの起点となる。したかってS含イ、T量は極
力低い事か望ましい。応力腐食割れ性に影響の軽微な上
限か0.02%である。したかってSは0.02%以下
とする。
Al:Alは脱酸のために流加する。0.OIX未猫て
は脱酸の効果かなく、0.09%起ては脱喉効果は十分
となるか、鋼の清浄度をTけ、靭性低下、また応力腐食
割れ起点となる。したがってAlは0.01〜0.09
%とする。
N Nは13%Cr前後の鋼に於てばγループを広げる
効果かあり、また固溶効果によって強度を得る事が出来
る。この効果は0 、01%未満てはない。
一方025%超の添加は通常のプロセスては容易に添加
できない。したかってNの添加量は0.01〜025%
とする。
更に介在物の球状化のためにCa、2r、Baを1種ま
たは2種以上添加する。
Ca:Caは応力腐食割れの起点となる介在物の球状化
を図るために添加する。下限t1.oo1%ばCa添加
を行って介在物の球状化に効果が出初める添加量である
。上限0.06%はこれを超える添加量ては球状化効果
に有効なCadiを越えるため、Ca酸化物が形成され
鋼の清浄度を低下させかえって応力腐食割れの起点とな
ってしまい、かえって逆効果となる。したかってCaは
0.001〜0.05%とする。
7、r:lrはCaと同様な効果かある。下限はtl、
oo1%l土限は0.07%とする。
Ba:BaはCaや2rと同様な効果かある。下限は0
.001%、上限は007%とする。
以上のCajr、Raは1種または2種以上含有させて
良い。
Ni、Mo、V 、Ti、Nb  これらの元素は任意
に1種または2種以−」−添加可能な元素である。炭化
物形成により強度−1−昇を図るためにば、加する。そ
れぞれの添加量下限未満ては効果に乏しく、」−眼を超
えると巨大炭化物を形成し靭性を損う。したかってNi
O,2=2.5%、Mo02〜1.5%VO,02〜暑
、5$Ti 0.001〜02%、 Nb O,02〜
i、5y6の添加範囲とする。なおこれらの元素は単独
添加した場合と複合添加1ノだ場合の差はないのて、必
要強度によって1種または2種以上添加することか出来
る。
以下、本発明の実施例について述へる。
[実施例] 第1表に鋼組成、機械的性質、各種試験結果を示す。鋼
は溶解後板厚15mmに熱延した。熱延条件は1200
℃に1時間加熱後仕上温度950℃で圧延を行い、圧延
後空冷を行い鋼板を得た。鋼板からは機械的性質調査を
JIS八2へ引張試験片を用いて実施した。腐食試験は
2種類を行うことにした。まず本発明鋼で対象となる1
12S混人時の割れを見るために第1図に示ず試片W・
20mm、 fl、 : 50mmt : 10mmを
用いて、H2S飽和−5’8NaC9,−0,5%;酢
酸液(NへC:E液)による96h浸漬を行った。割れ
は板面に平行に出るのでUSTは板厚方向に探傷を行い
、割れ面積を試片の面積で除した値で%表示した。次に
002腐食試験は第1図に示ず試片(W:20mm、 
11 : 50mm、 t : 5+nm )を用いて
、オートクレーブにより行った。試験条件は温度300
℃、C02圧力300気圧、使用液は5!jiNa(4
液て30日間浸漬し、腐食前後の重量を測定し評価した
。最後に耐応力腐食割れ性試験は重重式定荷重負荷法に
より実施した。試片寸法はD ; 6.35nut+、
 1 ; 25.4mmである。試験条件はNACE液
を用い、降伏点の0.9゜0.8.07の負荷応力で実
施し、720h後の破断、未破断により判定した。以−
Lの各種試験により本発明鋼は、優れた特性を示す。
尚、第1表においC (注1)腐食減量 ◎ O〜49mdd、050〜9!l mdd、△ 1
00〜499 md(1、x : 500 :ndd以
上(注2)割れ限界応力 Q:[L9σy以」−17へ 0480σy以」−1×
・070σy以下 [発明の効果] 本発明によれは従来鋼に比へ低コス1−て、耐腐食性に
富み、耐応力腐食割れ性に優れた、ラインパイプ用鋼、
油井管用鋼か得られ、その工業的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は腐食試験に用いた試片の斜視図、第2図は耐応
力腐食割れ試験に用いた試片寸法の正面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重量%で C:0.15%以下 Si:0.1〜1.0% Mn:0.2〜2.0% Cr:9〜16.0% P:0.02%以下 S:0.02%以下 Al:0.01〜0.09% N:0.01〜0.25% を含有すると共に更に Ca:0.001〜0.06% Zr:0.001〜0.07% Ba:0.001〜0.07% を1種または2種以上含み、残部鉄及び不可避不純物か
    ら成る耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレ
    ス鋼。 2、重量%で C:0.15%以下 Si:0.1〜1.0% Mn:0.2〜2.0% Cr:9〜16.0% P:0.02%以下 S:0.02%以下 Al:0.01〜0.09% N:0.01〜0.25% を含有すると共に Ca:0.001〜0.06% Zr:0.001〜0.07% Ba:0.001〜0.07% を1種または2種以上含み、更に Ni:0.2〜2.5% Mo:0.2〜1.5% V:0.02〜1.5% Ti:0.001〜0.2% Nb:0.02〜1.5% を1種または2種以上含む、残部鉄及び不可避不純物か
    ら成る耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレ
    ス鋼。
JP20004488A 1988-08-12 1988-08-12 耐応力腐食割れ性の優れたフェライト系ステンレス鋼 Granted JPH0250942A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163554A (ja) * 1991-12-11 1993-06-29 Nippon Steel Corp 耐食性および溶接性の優れたラインパイプ

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