JPH0953157A - 溶接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
溶接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPH0953157A JPH0953157A JP21063195A JP21063195A JPH0953157A JP H0953157 A JPH0953157 A JP H0953157A JP 21063195 A JP21063195 A JP 21063195A JP 21063195 A JP21063195 A JP 21063195A JP H0953157 A JPH0953157 A JP H0953157A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接熱影響部の硬さが母材相当で、優れた耐
CO2 腐食特性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を
提供する。 【解決手段】 重量％で、 C;0.005％以下、Mn;0.1〜1.
0 ％、P;0.03％以下、 S;0.005％以下、Ni;1.5〜5 ％、
Cu;1〜3 ％、Cr;9〜13％を含有し、更に40C ＋34N ＋Ni
＋0.3Cu −1.1Cr ≧−10.5を満足する関係があって、更
に必要により、Mo;0.5〜2.0 ％、Ti，Zr，Ca，REM の１
種または２種以上を含有して、残部が実質的にFeからな
るマルテンサイト組織を呈する溶接熱影響部の硬さが母
材並に低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼、また
はこれに焼戻し、あるいは二相域焼戻しを施した鋼であ
る。 【効果】 本発明により、従来鋼では到底不可能な溶接
熱影響部の特性が優れ耐CO2 腐食特性の良好なマルテン
サイト系ステンレス鋼が得られる。
CO2 腐食特性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼を
提供する。 【解決手段】 重量％で、 C;0.005％以下、Mn;0.1〜1.
0 ％、P;0.03％以下、 S;0.005％以下、Ni;1.5〜5 ％、
Cu;1〜3 ％、Cr;9〜13％を含有し、更に40C ＋34N ＋Ni
＋0.3Cu −1.1Cr ≧−10.5を満足する関係があって、更
に必要により、Mo;0.5〜2.0 ％、Ti，Zr，Ca，REM の１
種または２種以上を含有して、残部が実質的にFeからな
るマルテンサイト組織を呈する溶接熱影響部の硬さが母
材並に低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼、また
はこれに焼戻し、あるいは二相域焼戻しを施した鋼であ
る。 【効果】 本発明により、従来鋼では到底不可能な溶接
熱影響部の特性が優れ耐CO2 腐食特性の良好なマルテン
サイト系ステンレス鋼が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は優れた耐ＣＯ2 耐食
特性を有する溶接部硬さの低いマルテンサイト系ステン
レス鋼に関するものである。
特性を有する溶接部硬さの低いマルテンサイト系ステン
レス鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＯ2 を多量に含むガスを生産す
るガス井が開発され、また、ＣＯ2 インジェクションが
広く行われるようになっている。このような環境では腐
食が激しいため、ＡＩＳＩ４２０鋼に代表されるような
耐ＣＯ2 腐食特性に優れた１３％Ｃｒマルテンサイト系
ステンレス鋼の油井管が使用されている。地表に出てか
らのラインパイプは溶接で継がれるために、溶接性を考
慮していない油井管に使用されるような材料は使用でき
ない。従って、止むなく更に高級な二相ステンレス鋼の
ラインパイプが使用されている。しかし、経済性の観点
からは１３％Ｃｒ鋼程度の材料をラインパイプに適用す
ることが望まれている。
るガス井が開発され、また、ＣＯ2 インジェクションが
広く行われるようになっている。このような環境では腐
食が激しいため、ＡＩＳＩ４２０鋼に代表されるような
耐ＣＯ2 腐食特性に優れた１３％Ｃｒマルテンサイト系
ステンレス鋼の油井管が使用されている。地表に出てか
らのラインパイプは溶接で継がれるために、溶接性を考
慮していない油井管に使用されるような材料は使用でき
ない。従って、止むなく更に高級な二相ステンレス鋼の
ラインパイプが使用されている。しかし、経済性の観点
からは１３％Ｃｒ鋼程度の材料をラインパイプに適用す
ることが望まれている。
【０００３】溶接性を向上させるためには一般にＣを低
減することが必要であり、マルテンサイト系ステンレス
鋼でＣを低減し溶接性を向上させた材料が、例えば特開
平４−９９１２８号公報、特開平４−９９１２７号公報
等挙げられている。しかし、これらの鋼も溶接部が硬
く、特性上問題が多い。何よりも、溶接熱影響部はその
硬さのために耐硫化物応力割れ性が十分でなく、二相ス
テンレス鋼の代わりに使える水準までは達していない。
そこで、ラインパイプの使用温度でのＣＯ2 耐食性と母
材並の溶接部硬さが得られる鋼が必要とされている。
減することが必要であり、マルテンサイト系ステンレス
鋼でＣを低減し溶接性を向上させた材料が、例えば特開
平４−９９１２８号公報、特開平４−９９１２７号公報
等挙げられている。しかし、これらの鋼も溶接部が硬
く、特性上問題が多い。何よりも、溶接熱影響部はその
硬さのために耐硫化物応力割れ性が十分でなく、二相ス
テンレス鋼の代わりに使える水準までは達していない。
そこで、ラインパイプの使用温度でのＣＯ2 耐食性と母
材並の溶接部硬さが得られる鋼が必要とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の問題を解決しようとするものであって、特定
の成分に調整することにより、良好な耐ＣＯ2 腐食特性
と母材相当の硬さおよび特性となる溶接熱影響部を有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。
うな従来の問題を解決しようとするものであって、特定
の成分に調整することにより、良好な耐ＣＯ2 腐食特性
と母材相当の硬さおよび特性となる溶接熱影響部を有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は多くの実験結
果から、耐ＣＯ2 腐食特性は、高Ｃｒ鋼にＣｕとＮｉを
特定の範囲で複合添加することで著しく向上することを
見いだした。図１は耐ＣＯ2 腐食特性におよぼす元素の
影響を調べたもので、２〜４％ＮｉをベースとしＣｒ，
Ｍｏ，Ｃｕの量が変化したときの鋼の腐食速度を整理し
たものである。●はＣｕ；１〜３％を含有する鋼、○は
Ｃｕを含有しない鋼である。明らかにＣｕとＮｉを添加
した鋼はＮｉのみ添加した鋼よりも高い耐食性を有して
おり、Ｃｒを４％多く添加した場合と同等の耐食性が得
られる。後述するように、材料はマルテンサイト単相で
なければならない。しかしながら、Ｃｒ添加量を増せば
耐食性は向上するが、マルテンサイト単相になりにくく
なる。ＣｕとＮｉの複合添加により耐食性を向上させれ
ばフェライト形成元素であるＣｒの添加量を低減でき、
しかもＣｕとＮｉはオーステナイト形成元素であるた
め、これらの元素の添加は、マルテンサイト単相化の点
からも有利である。
果から、耐ＣＯ2 腐食特性は、高Ｃｒ鋼にＣｕとＮｉを
特定の範囲で複合添加することで著しく向上することを
見いだした。図１は耐ＣＯ2 腐食特性におよぼす元素の
影響を調べたもので、２〜４％ＮｉをベースとしＣｒ，
Ｍｏ，Ｃｕの量が変化したときの鋼の腐食速度を整理し
たものである。●はＣｕ；１〜３％を含有する鋼、○は
Ｃｕを含有しない鋼である。明らかにＣｕとＮｉを添加
した鋼はＮｉのみ添加した鋼よりも高い耐食性を有して
おり、Ｃｒを４％多く添加した場合と同等の耐食性が得
られる。後述するように、材料はマルテンサイト単相で
なければならない。しかしながら、Ｃｒ添加量を増せば
耐食性は向上するが、マルテンサイト単相になりにくく
なる。ＣｕとＮｉの複合添加により耐食性を向上させれ
ばフェライト形成元素であるＣｒの添加量を低減でき、
しかもＣｕとＮｉはオーステナイト形成元素であるた
め、これらの元素の添加は、マルテンサイト単相化の点
からも有利である。
【０００６】材料の熱間加工性、耐溶接割れ性、溶接熱
影響部の靭性等を考慮すると、組織はδフェライトを含
有しないマルテンサイト相（高温ではオーステナイト
相）でなければならず、そのためにはＮｉ等のオーステ
ナイト形成元素の添加が必要である。このような組織を
有する鋼の溶接熱影響部は、溶接入熱に係わりなくマル
テンサイト変態するため、その部分の硬さはマルテンサ
イトの硬さとなり、高くなる。マルテンサイトの硬さは
Ｃ量で決まるため、硬さを低くするためにはこのような
元素の含有量を低減する必要がある。図２は再現熱サイ
クル試験で得た溶接熱影響部の硬さと母材の熱処理後の
硬さにおよぼすＣ量の影響を示している。Ｃ量をある水
準まで低減すると両者の硬さがほぼ同じになるとの知見
を得た。溶接熱影響部は高温に加熱されるため、一般に
は炭化物形成による固溶Ｃの低減は有効ではない。ま
た、このような極低Ｃでδフェライトが出現しない条件
を見いだすことも簡単ではない。そこで、このような極
低Ｃで且つδフェライトが出現しないような化学成分条
件を、系統的に実験を行い見いだした。これらの知見を
組み合わせることにより溶接熱影響部の硬さが低い耐食
性のよいマルテンサイト系ステンレス鋼を得ることがで
きることが分かった。
影響部の靭性等を考慮すると、組織はδフェライトを含
有しないマルテンサイト相（高温ではオーステナイト
相）でなければならず、そのためにはＮｉ等のオーステ
ナイト形成元素の添加が必要である。このような組織を
有する鋼の溶接熱影響部は、溶接入熱に係わりなくマル
テンサイト変態するため、その部分の硬さはマルテンサ
イトの硬さとなり、高くなる。マルテンサイトの硬さは
Ｃ量で決まるため、硬さを低くするためにはこのような
元素の含有量を低減する必要がある。図２は再現熱サイ
クル試験で得た溶接熱影響部の硬さと母材の熱処理後の
硬さにおよぼすＣ量の影響を示している。Ｃ量をある水
準まで低減すると両者の硬さがほぼ同じになるとの知見
を得た。溶接熱影響部は高温に加熱されるため、一般に
は炭化物形成による固溶Ｃの低減は有効ではない。ま
た、このような極低Ｃでδフェライトが出現しない条件
を見いだすことも簡単ではない。そこで、このような極
低Ｃで且つδフェライトが出現しないような化学成分条
件を、系統的に実験を行い見いだした。これらの知見を
組み合わせることにより溶接熱影響部の硬さが低い耐食
性のよいマルテンサイト系ステンレス鋼を得ることがで
きることが分かった。
【０００７】本発明は以上の知見に基づいて構成したも
のであって、その要旨とするところは以下の通りであ
る。すなわち、重量％でＣ ；０．００５％以下、
Ｓｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０
％、 Ｐ ；０．０３％以下、Ｓ ；０．００
５％以下、 Ｃｒ；８．２〜１３％、Ｎｉ；
１．５〜５％、 Ｃｕ；１．０〜３．０
％、Ａｌ；０．０６％以下、 Ｎ ；０．０
０８％以下、また、必要に応じてＭｏ；０．５〜２．０
％を含有し、それらの成分間に式Ｃｒ＋１．６Ｍｏ≧９
を満足し、更に式４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−
１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ≧−１０．５を満足する関係が
あり、更に、必要に応じてＴｉ；０．００５〜０．１
％、 Ｚｒ；０．０１〜０．２％のうちの１種また
は２種、および／あるいはＣａ；０．００１〜０．０２
％、 ＲＥＭ；０．００３〜０．４％のうちの１種ま
たは２種以上を含有してもよく、残部が実質的にＦｅか
らなるマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶
接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼で
ある。またこの鋼をＡｃ3 変態点以上の温度に加熱し、
必要に応じて、焼戻し、または二相域焼戻しを施しても
よい。
のであって、その要旨とするところは以下の通りであ
る。すなわち、重量％でＣ ；０．００５％以下、
Ｓｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０
％、 Ｐ ；０．０３％以下、Ｓ ；０．００
５％以下、 Ｃｒ；８．２〜１３％、Ｎｉ；
１．５〜５％、 Ｃｕ；１．０〜３．０
％、Ａｌ；０．０６％以下、 Ｎ ；０．０
０８％以下、また、必要に応じてＭｏ；０．５〜２．０
％を含有し、それらの成分間に式Ｃｒ＋１．６Ｍｏ≧９
を満足し、更に式４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−
１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ≧−１０．５を満足する関係が
あり、更に、必要に応じてＴｉ；０．００５〜０．１
％、 Ｚｒ；０．０１〜０．２％のうちの１種また
は２種、および／あるいはＣａ；０．００１〜０．０２
％、 ＲＥＭ；０．００３〜０．４％のうちの１種ま
たは２種以上を含有してもよく、残部が実質的にＦｅか
らなるマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶
接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼で
ある。またこの鋼をＡｃ3 変態点以上の温度に加熱し、
必要に応じて、焼戻し、または二相域焼戻しを施しても
よい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。 Ｃ：強化に有効であり、且つ強力なオーステナイト形成
元素であって、δフェライト相の形成を抑制する効果が
ある。しかし、低Ｃ化により溶接熱影響部の靭性を高
め、更に図２で示したように溶接熱影響部の硬さを母材
並に低減させるためには０．００５％以下に制限する必
要がある。下限は必ずしも明らかではないが０．００１
％でもまだ有効である。
する。 Ｃ：強化に有効であり、且つ強力なオーステナイト形成
元素であって、δフェライト相の形成を抑制する効果が
ある。しかし、低Ｃ化により溶接熱影響部の靭性を高
め、更に図２で示したように溶接熱影響部の硬さを母材
並に低減させるためには０．００５％以下に制限する必
要がある。下限は必ずしも明らかではないが０．００１
％でもまだ有効である。
【０００９】Ｓｉ：製鋼上脱酸材として添加され残有し
ているもので、鋼の中に０．５０％を超えて含有してい
ると靭性および耐硫化物応力割れ性を低下させるため、
０．５０％以下とした。 Ｍｎ：粒界強度を低下させて腐食環境下での割れ抵抗性
を損なう元素である。しかし、ＭｎＳを形成してＳの無
害化を進め、また、オーステナイト単相化に有効で、有
用な元素であるので、添加する。ただし、含有量が０．
１％未満では効果がなく、１．０％を超えると粒界強度
の低下が著しくなるので、Ｍｎの含有量は０．１〜１．
０％とした。
ているもので、鋼の中に０．５０％を超えて含有してい
ると靭性および耐硫化物応力割れ性を低下させるため、
０．５０％以下とした。 Ｍｎ：粒界強度を低下させて腐食環境下での割れ抵抗性
を損なう元素である。しかし、ＭｎＳを形成してＳの無
害化を進め、また、オーステナイト単相化に有効で、有
用な元素であるので、添加する。ただし、含有量が０．
１％未満では効果がなく、１．０％を超えると粒界強度
の低下が著しくなるので、Ｍｎの含有量は０．１〜１．
０％とした。
【００１０】Ｐ：粒界に偏析して粒界強度を弱め、耐硫
化物応力割れ性、および低温靭性を低下させるので０．
０３％以下とした。 Ｓ：硫化物系の介在物を形成し、熱間加工性、および延
靭性を低下させるため、その上限を０．００５％とし
た。
化物応力割れ性、および低温靭性を低下させるので０．
０３％以下とした。 Ｓ：硫化物系の介在物を形成し、熱間加工性、および延
靭性を低下させるため、その上限を０．００５％とし
た。
【００１１】Ｎｉ：強力なオーステナイト生成元素であ
るので、マルテンサイト組織の実現、熱間加工性の向上
に有用である。更に、低Ｃのマルテンサイト組織である
溶接熱影響部の靭性を高める役割がある。含有量が１．
５％未満では効果が十分でなく、また、５％を超えて含
有するとＡｃ1 変態点が低くなりすぎ、調質が困難にな
るので、その限定範囲を１．５〜５％とした。また、Ｃ
ｕとの複合添加により耐食性を向上させる重要な役割が
あり、このためにも１．５％以上の添加が必要である。
るので、マルテンサイト組織の実現、熱間加工性の向上
に有用である。更に、低Ｃのマルテンサイト組織である
溶接熱影響部の靭性を高める役割がある。含有量が１．
５％未満では効果が十分でなく、また、５％を超えて含
有するとＡｃ1 変態点が低くなりすぎ、調質が困難にな
るので、その限定範囲を１．５〜５％とした。また、Ｃ
ｕとの複合添加により耐食性を向上させる重要な役割が
あり、このためにも１．５％以上の添加が必要である。
【００１２】Ａｌ：Ｓｉと同様に脱酸材として添加され
残有しているもので、含有量が０．０６％を超えるとＡ
ｌＮが多量に形成され、靭性が低下する。従って、含有
量の上限を０．０６％とした。 Ｎ：鋼に不可避的に含有される元素であが、溶接熱影響
部の硬さを高めて靭性を劣化させるので、最大０．００
８％とした。
残有しているもので、含有量が０．０６％を超えるとＡ
ｌＮが多量に形成され、靭性が低下する。従って、含有
量の上限を０．０６％とした。 Ｎ：鋼に不可避的に含有される元素であが、溶接熱影響
部の硬さを高めて靭性を劣化させるので、最大０．００
８％とした。
【００１３】Ｍｏ：次項のＣｒと同様、耐ＣＯ2 腐食特
性を向上させ、更にＳＳＣ性を改善する効果を有するの
で必要に応じて添加する。含有量が０．５％未満では効
果がないので０．５％以上となるよう添加することとし
た。一方、多量に添加してもその効果が飽和し、且つ熱
間変形抵抗が増して熱間加工性が低下するので上限を２
％とした。
性を向上させ、更にＳＳＣ性を改善する効果を有するの
で必要に応じて添加する。含有量が０．５％未満では効
果がないので０．５％以上となるよう添加することとし
た。一方、多量に添加してもその効果が飽和し、且つ熱
間変形抵抗が増して熱間加工性が低下するので上限を２
％とした。
【００１４】Ｃｒ：耐ＣＯ2 腐食特性を向上させる最も
重要な元素である。Ｃｒ単独添加で含有量が９％未満の
ときには耐食性が十分ではなく、一方１３％を超えると
δフェライト相が生成しやすくなる。従って、９〜１３
％とした。また、上記のようにＭｏも同様な働きをし、
その寄与率は実験的に求めた結果Ｃｒの１．６倍であ
る。従ってＣｒ単独ではなく、Ｍｏを含有する場合には
Ｃｒ＋１．６Ｍｏを９％以上とし、Ｃｒの下限を８．２
％とした。
重要な元素である。Ｃｒ単独添加で含有量が９％未満の
ときには耐食性が十分ではなく、一方１３％を超えると
δフェライト相が生成しやすくなる。従って、９〜１３
％とした。また、上記のようにＭｏも同様な働きをし、
その寄与率は実験的に求めた結果Ｃｒの１．６倍であ
る。従ってＣｒ単独ではなく、Ｍｏを含有する場合には
Ｃｒ＋１．６Ｍｏを９％以上とし、Ｃｒの下限を８．２
％とした。
【００１５】Ｃｕ：Ｎｉと共存して耐食性を高める効果
を有する。含有量が１．０％未満では効果が十分でな
く、一方３．０％を超えると熱間加工性を損なうため、
添加範囲を１．０〜３．０％とした。
を有する。含有量が１．０％未満では効果が十分でな
く、一方３．０％を超えると熱間加工性を損なうため、
添加範囲を１．０〜３．０％とした。
【００１６】以上述べたような成分範囲の鋼は、良好な
耐ＣＯ2 腐食特性を示す。しかし、Ｃｒ，Ｍｏ等のフェ
ライト生成元素の多い成分では、溶接熱影響部にフェラ
イト相が生成して靭性が劣化する。従って、フェライト
生成元素の含有量を制限する必要がある。従来の知見か
ら、Ｃ，Ｎ，Ｎｉはフェライト相の生成を抑制し、Ｃ
ｒ，Ｍｏは促進する。各元素濃度を変化させた鋼を溶製
し実験的に各々の寄与率を決定した。その結果、下記式
の Ｉps＝４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ
≧−１０．５ を満足すればフェライト相は生成せず、マルテンサイト
単相となることが分かったので、Ｃ，Ｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｍｏはこの関係を満足する必要がある。
耐ＣＯ2 腐食特性を示す。しかし、Ｃｒ，Ｍｏ等のフェ
ライト生成元素の多い成分では、溶接熱影響部にフェラ
イト相が生成して靭性が劣化する。従って、フェライト
生成元素の含有量を制限する必要がある。従来の知見か
ら、Ｃ，Ｎ，Ｎｉはフェライト相の生成を抑制し、Ｃ
ｒ，Ｍｏは促進する。各元素濃度を変化させた鋼を溶製
し実験的に各々の寄与率を決定した。その結果、下記式
の Ｉps＝４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ
≧−１０．５ を満足すればフェライト相は生成せず、マルテンサイト
単相となることが分かったので、Ｃ，Ｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｍｏはこの関係を満足する必要がある。
【００１７】Ｔｉ：ＴｉＮやＴｉ酸化物として分散し、
溶接熱影響部の粒成長を抑制して、靭性の劣化を抑制す
る。少なすぎると効果がなく、過剰に添加するとＴｉＣ
が析出して靭性を却って劣化させる。従って、Ｔｉを添
加する場合の添加量は、０．００５〜０．１％とした。 Ｚｒ：耐硫化物応力割れ性に対して有害なＰとの間で安
定な化合物を形成し、固溶Ｐを減少させて実質的な低Ｐ
化を図る効果を有する。少量では効果がなく、多すぎる
と粗大な酸化物を形成して却って靭性や耐硫化物応力割
れ性を低下させるので、０．０１〜０．２％とした。
溶接熱影響部の粒成長を抑制して、靭性の劣化を抑制す
る。少なすぎると効果がなく、過剰に添加するとＴｉＣ
が析出して靭性を却って劣化させる。従って、Ｔｉを添
加する場合の添加量は、０．００５〜０．１％とした。 Ｚｒ：耐硫化物応力割れ性に対して有害なＰとの間で安
定な化合物を形成し、固溶Ｐを減少させて実質的な低Ｐ
化を図る効果を有する。少量では効果がなく、多すぎる
と粗大な酸化物を形成して却って靭性や耐硫化物応力割
れ性を低下させるので、０．０１〜０．２％とした。
【００１８】Ｃａ，ＲＥＭ：介在物の形態を球状化させ
て無害化するのに有効な元素である。少なすぎるとその
効果がなく、多すぎると介在物を増加させて耐硫化物応
力割れ抵抗性を低下させるので各々０．００１〜０．０
２％、０．００３〜０．４％とした。
て無害化するのに有効な元素である。少なすぎるとその
効果がなく、多すぎると介在物を増加させて耐硫化物応
力割れ抵抗性を低下させるので各々０．００１〜０．０
２％、０．００３〜０．４％とした。
【００１９】以上のような成分を有する鋼は、熱間加工
ままであり、あるいはＡｃ3 変態点以上に再加熱した後
のマルテンサイト組織である。しかし、マルテンサイト
ままでは変形能が十分でない場合があるので、必要に応
じて焼戻し、または二相域焼戻しを行う。本発明のこの
ような低Ｃの鋼では焼戻しを行っても強度の変化は小さ
いが、残留応力が低減され、伸びも改善されて変形能が
高まる。二相域焼戻しを行うと、焼戻しマルテンサイト
とマルテンサイト、場合によっては更にオーステナイト
を含む混合組織となり、組織が微細となって靭性や伸び
が更に改善される。
ままであり、あるいはＡｃ3 変態点以上に再加熱した後
のマルテンサイト組織である。しかし、マルテンサイト
ままでは変形能が十分でない場合があるので、必要に応
じて焼戻し、または二相域焼戻しを行う。本発明のこの
ような低Ｃの鋼では焼戻しを行っても強度の変化は小さ
いが、残留応力が低減され、伸びも改善されて変形能が
高まる。二相域焼戻しを行うと、焼戻しマルテンサイト
とマルテンサイト、場合によっては更にオーステナイト
を含む混合組織となり、組織が微細となって靭性や伸び
が更に改善される。
【００２０】
【実施例】表１に示す化学成分の鋼を溶製・鋳造した
後、モデル圧延機で継目無鋼管を製造し、必要に応じて
熱処理を施した。耐ＣＯ2 腐食特性は、４０atm のＣＯ
2 ガスと平衡状態にある１００℃の人工海水中に試験片
を浸漬し、腐食減量から腐食速度を測定した。耐硫化物
応力割れ性は、１規定の酢酸と１mol/ｌの酢酸ナトリウ
ムを混合してｐＨ；４．５に調整し、１％硫化水素＋９
９％窒素ガスの混合ガスを飽和させた液中で平滑丸棒試
験片（平行部径６．４mm、平行部長さ２５mm）に降伏強
度の８０％に相当する引張応力を付与して破断時間を測
定した。その際、７２０時間まで試験を行い、破断しな
かったものが優れた耐硫化物応力割れ抵抗性を有してい
ると見なせる。また、入熱２kJ／mm相当の再現熱サイク
ル試験を行い、硬さおよびＪＩＳ４号シャルピー試験片
による遷移温度（ｖＴｒｓ）の測定を行った。表２に試
験結果を示す。
後、モデル圧延機で継目無鋼管を製造し、必要に応じて
熱処理を施した。耐ＣＯ2 腐食特性は、４０atm のＣＯ
2 ガスと平衡状態にある１００℃の人工海水中に試験片
を浸漬し、腐食減量から腐食速度を測定した。耐硫化物
応力割れ性は、１規定の酢酸と１mol/ｌの酢酸ナトリウ
ムを混合してｐＨ；４．５に調整し、１％硫化水素＋９
９％窒素ガスの混合ガスを飽和させた液中で平滑丸棒試
験片（平行部径６．４mm、平行部長さ２５mm）に降伏強
度の８０％に相当する引張応力を付与して破断時間を測
定した。その際、７２０時間まで試験を行い、破断しな
かったものが優れた耐硫化物応力割れ抵抗性を有してい
ると見なせる。また、入熱２kJ／mm相当の再現熱サイク
ル試験を行い、硬さおよびＪＩＳ４号シャルピー試験片
による遷移温度（ｖＴｒｓ）の測定を行った。表２に試
験結果を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、鋼成分を
特定し、鋼組織を特定したマルテンサイト系ステンレス
鋼は、溶接部硬さが母材と同等で且つ優れた耐ＣＯ2 腐
食特性を有している。
特定し、鋼組織を特定したマルテンサイト系ステンレス
鋼は、溶接部硬さが母材と同等で且つ優れた耐ＣＯ2 腐
食特性を有している。
【図１】湿潤炭酸ガス環境での腐食速度におよぼすＣ
ｕ，Ｎｉ複合添加の影響を示す図。
ｕ，Ｎｉ複合添加の影響を示す図。
【図２】溶接熱影響部の硬さと焼戻し後の硬さにおよぼ
すＣ量の影響を示す図。
すＣ量の影響を示す図。
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％でＣ ；０．００５％以下、Ｓ
ｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０％、Ｐ ；
０．０３％以下、Ｓ ；０．００５％以下、Ｃｒ；９〜
１３％、Ｎｉ；１．５〜５％、Ｃｕ；１．０〜３．０
％、Ａｌ；０．０６％以下、Ｎ ；０．００８％以下を
含有し、それらの成分間に式 ４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−１．１Ｃｒ≧−１
０．５ を満足する関係があり、且つ残部が実質的にＦｅからな
るマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶接部
硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項２】 重量％でＣ ；０．００５％以下、Ｓ
ｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０％、Ｐ ；
０．０３％以下、Ｓ ；０．００５％以下、Ｃｒ；８．
２〜１３％、Ｍｏ；０．５〜２．０％、Ｎｉ；１．５〜
５％、Ｃｕ；１．０〜３．０％、Ａｌ；０．０６％以
下、Ｎ ；０．００８％以下を含有し、それらの成分間
に式 Ｃｒ＋１．６Ｍｏ≧９ を満足し、更に式 ４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−１．１Ｃｒ−１．
８Ｍｏ≧−１０．５ を満足する関係があり、且つ残部が実質的にＦｅからな
るマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶接部
硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の鋼で更に、重量
％でＴｉ；０．００５〜０．１％、 Ｚｒ；０．０１〜０．２％のうちの１種または２種を含
有することを特徴とする溶接部硬さの低い高耐食マルテ
ンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項４】 請求項１，２または３のいずれかに記載
の鋼で、更に、重量％でＣａ；０．００１〜０．０２
％、 ＲＥＭ；０．００３〜０．４％のうちの１種または２種
以上を含有することを特徴とする溶接部硬さの低い高耐
食マルテンサイト系ステンレス鋼。 - 【請求項５】 請求項１，２，３または４のいずれかに
記載の鋼をＡｃ3 変態点以上の温度に加熱し、焼戻しま
たは二相域焼戻しを施したことを特徴とする溶接部硬さ
の低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21063195A JP3422880B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 溶接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21063195A JP3422880B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 溶接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953157A true JPH0953157A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3422880B2 JP3422880B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=16592524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21063195A Expired - Fee Related JP3422880B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 溶接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422880B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004204343A (ja) * | 2002-03-28 | 2004-07-22 | Jfe Steel Kk | 耐粒界腐食性及び加工性に優れた溶接構造用ステンレス鋼板 |
| JP2010111930A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Jfe Steel Corp | 耐高圧炭酸ガス腐食性に優れたＣｒ含有鋼管 |
| EP1717328A4 (en) * | 2004-01-30 | 2012-03-28 | Jfe Steel Corp | TUBE MARTENSITIC STAINLESS STEEL |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP21063195A patent/JP3422880B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004204343A (ja) * | 2002-03-28 | 2004-07-22 | Jfe Steel Kk | 耐粒界腐食性及び加工性に優れた溶接構造用ステンレス鋼板 |
| EP1717328A4 (en) * | 2004-01-30 | 2012-03-28 | Jfe Steel Corp | TUBE MARTENSITIC STAINLESS STEEL |
| JP2010111930A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Jfe Steel Corp | 耐高圧炭酸ガス腐食性に優れたＣｒ含有鋼管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3422880B2 (ja) | 2003-06-30 |
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