JPS599154A - 継目無鋼管製造用工具材料 - Google Patents

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】 本発明は継目無鋼管製造用工具材料に係り、特に高温に
おける耐摩耗性にすぐれた寿命の長い工具材料に関する
。

継目無鋼管の製造方法としては、丸鋼片もしくけ角鋼片
全マンネスマン方式あるいはプレス方式により穿孔して
中空素材とし、この中空素材をエロンゲータ、プラグミ
ルあるいはマンドレル等の圧延機により伸延加工する方
法が一般的である。

この継目無鋼管製造の各工程において成形用プラグおよ
びガイドシューは高温下の苛酷な摩耗状態にさらされる
。したがって高温における耐摩耗性にすぐｆ″した工具
を製造し工具寿命を延長させることは上記方法による継
目無鋼管製造上の重要問題の一つであり、特に最近のよ
うに油井用継目無鋼管の生産量の増大と高合金化が望−
ｉ力、ている場合、その重要性は更に大きくなってきて
いる。

本発明の目的は［記従来技術の改善に対する要望に応え
、高温において耐摩耗性にすぐれた継目無鋼管製造用Ｔ
具材料を提供するにある。

本発明者らは穿孔またけエロンゲータ用プラグの寿命帆
長に注目して実験検肘存・重ねてきた。高温における拐
料の耐摩耗性を向上させる手段Ｊしてもつとも一般的力
ものけ林料の高温強度を高めることであり、そのために
けＣ，Ｃｒ　、　　Ｍｏ　、　Ｗ等の合金元素を相肖預
添加する必要があるが、これらの合金元素を高めると一
般（Ｃ熱伝導ｔ’：ｌ：、が悪化し−ｉ　ｆ′？：、Ｆ
４ＩＪｉ点が低下する。縫目無鋼管−１ｉｌ！！造時の
プラグのように高温被変形物と常に接触している状態に
おいて、プラグの熱伝導性が悪いと、被変形材料からの
入熱が表面［集中し、表面の温度−ヒ列が岩しくなり。

その上その融点が低下していると表面が溶融状態になり
易く、著しいプラグ表面の損耗を生じる。

そこで合金元素の添加星は制限３１１　、高温強度の−
Ｌ昇にも限界がある。

穿孔またはエロンゲータにおいてはプラグミル素管の変
形温度が高く、また穿孔あるいは伸延時にプラグに接触
する部分の被変形材料の厚さとプラグの径との比が大き
いためプラグへの入熱量が大きい。したがって現行の穿
孔ま友はエロンゲータ用プラグ材は高温強度よりむしろ
良熱伝導性を低下−させないことに重点がおかｈ低合金
組成となっている。しかし現行材料では高６ｑ強度が低
いという欠点があり最近の油井用継目無銅管の生産能率
向上と高合金化に対処し得なくなってきている。

本発明者は上記諸点全考慮して実１験暎吋の結果。

材料の熱伝導性全劣化させ彦い範囲の添加縫で１高温強
度を効果的に高めることができる成分系と。

その成分系の鋳造合金からの成形品表面に地鉄合金との
密着性がよく、かつ断熱性にすぐｆ′した酸化スケール
全生成できることを見出だした。本発明１／ｉこの知見
に基づいてなさ）またものである。

第１発明の要旨とするところは次のとおりである。すな
わち１重量比にて＜＝　：　０２０〜０６０％、Ｓｔ　
：　０．１０〜２．０％、Ｍｎ　：　０．３０〜２．０
％、　Ｃｒ＝１．０〜６．０％、Ｎｉ：１．０〜６．０
％、　　Ｍｏ　　：　　（１，５０〜５．０％、Ｎｂ　
：　＋１．２０〜・１，５％全含有し、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物から成る鋳造合金よりり成形後、酸化
雰囲気中において９００〜１２５０℃の温度範囲の加熱
処理全施されたことを特徴とする継目無鋼管製造用工具
材料である。

第２発明の要旨とするところは第１発明と同一の基本組
成のほかに、更にＡ７：０．０５〜２０％。

Ｚｒ　：　０．０５〜２．０％、　　Ｖ　：　０．１０
〜０．８０％、ｃｏ：ｏ、５０〜５．０％、Ｗ’０．４
Ｍｌ〜５，０％のうちから選ばれた１種寸たば２種以上
全音み残部がＦｅおよび不可避的不純物から成る鋳造合
金を第１発明と同様の方法にて加熱処理音節（〜だもの
である。

次に本発明における合金成分の限定理由につし）て説明
する。

Ｃ： 化 Ｃ１−ｊ：（こｒ　、　Ｍｏ　、　　Ｎｌ）等の炭大物
を形成して高温耐摩耗性を向上させる元素として添加す
るが１０２０％未満ではその効果が小さく０６０％を越
えると融点を低下略ぜて逆に而」摩耗性を悪化させるの
で０．２０〜０６０％の範囲に限定した。

Ｓｉ　： Ｓｉは地鉄合金との密着性のよいスケール？生成−ｇ　
琥るため添加するが０１０％未満ではその効果が小さく
、２．０％金越えると高温強度を低下させるので０．１
０〜２０％の範囲に限定した。

ｈｅｎ　　： Ｍｎは高温強度を高めるために添加される７５；、０３
０％未満ではその効果が小さく２．０％を越えると熱伝
導性を悪化埒せて高温耐摩耗性を劣化させるので下限を
０．３０％、上限を２０％に限定した。

Ｃｒ　； Ｃｒは表面に地鉄合金との密着性がよくかつ断熱性のよ
いスケールを生成させ、甘たＣｒの炭イヒ′吻を形成さ
せることにより高温強度を高めるカニ。

１０％未満ではその効果が小さく、６．０％を越えると
スケールの生成量を減少し熱伝導性を悪イヒさせて高温
耐摩耗性全劣化させるので１０〜６０％の範囲に限定し
た。

ＮＩ： Ｎｉは地鉄合金との密着性の良好なスクールを生成させ
るため添加されるが、１０％未満では十分−ｒ々く、６
０％を越えるとスケ−／ｌの生成用ヲ減少ネナかつ熱伝
導性を悪化場せ高温耐１９耗性を劣化させるので、１．
０〜６０％の範囲に限定した。

Ｍｏ　　・ ＭＯは固溶硬化および炭化物形成１でより高幅強度を高
めるの（／Ｃ有効であるが、０５０％未満でＱ、ｒその
効果がない１１７）で下限ｋ　０．５０％とし、５０％
を越えるとスケール生成ｉｔ著しく減少させて高温耐摩
耗性を劣化させるので一ヒ限を５０％に限定した。

Ｎｂ　； へｂＩ−ｉ炭化物形成により高温強度を著しく　；ｈ＋
めるのに役でムつが、０．２（１％未満ではその効果が
小さく　０．２　（１％以Ｅ全必快とするが、１５％を
越えるとその効果は飽和し、かつ高価でもあるので上限
を１５％とした。

上記Ｃ，Ｓｉ　、　Ｍｎ、　（？ｒ、　Ｎｉ　、　Ｍｏ
、　Ｎｂの各限定量をもって本発明の圧延用工具月料の
基本成分とするが、更にＡｔ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｏ、Ｗｆ下
下記限定円内おい１．１種捷たは２種世上全同時に含有
する用延用工基材料においても本発明の目的をより有効
に達成することができる。これらの限定理由（は次の如
くである。

Ａ／＝　、　　Ｚｒ　　： Ａｌ−，７，ｒは共に地鉄との密着性と断熱性がよいス
クール全生成させるために必要（て応じて添加されるが
、００５％未満ではその効果が小さく　、　２．０％を
越えるとスケール生成数を著しく減少きせ。

高温耐摩耗性を劣化させるので、　Ａｌ、　、　Ｚｒ共
に００５〜２．０％の範囲に限定した。

Ｖ　： ■は炭化物形成により高温強度を高める作用を自するが
、０．１０％未満ではその効果がなく。

０．８０％を越すとその効果は飽和し、かつ高価でもあ
るので、０１０〜０．８０％の範囲に限定した。

Ｃｏ　： ＣＯけ固溶硬化により高温強度を高める効果を有するが
、０．５０％未満ではその効果が小さく、５．０％ヲ越
えるとスケール生成畷ヲ減少させてむしろ高温耐摩耗性
全劣化させる傾向にあり、かつ高価でもあるので、０．
！Ｍｌ〜５０％の範囲に限定した。

Ｗ　： Ｗは固溶硬化および炭化物形成により高温強度を高める
作用を有するが、０．５０％未満ではその効果が小さく
、５．０％を越えると粗大な炭化物を形成して靭性を劣
化させるので０．５０〜５０％の範囲に限定した。

次に上記限定成分の鋳造合金より成形した材料の加熱処
理について説明する。成形後の加熱処理が酸化性雰囲気
以外の場合には当然ながら必要な酸化スケールは得られ
ない。

次に加熱処理の基礎実験について説明する。

すなわち、第１表に化学組成を示す本発明材ｊＫ１お上
び屋２から穿孔プラグを成形後、それぞれ大気中にて８
００〜１３００　℃の温度範囲で４時間の熱処理￥−り
え、Ｃ：０２２％、Ｓｉ　：　０．２５％、Ｍｎ：１．
３０％、Ｔｉ：０．０２０％、　　ｌ’３　：　０．０
０２０％、直径２０７ｆｌのビレットを連続して穿孔し
寿命を調査した。

第　１　表 同時に第１表に示す化学組成の従来材を大気中で９５０
℃×４時間の熱処理を与えたプラグについても前記と同
様の穿孔を行い、この従来材の寿命を１として、本発明
成分を有するＡｌ材、屋２利の寿命と加熱温度との関係
全添付図面に示した。

ただし添付図面において○印ばＪｆ６１材、・印１ｄ應
２材を示している。

添付図面において加熱温度が９００〜１２５０℃の範囲
を外れると寿命の低下が著しいことが分る、 実施例 一ル付着の＾めの熱処理を行い、化学組成がＣ：第　　
３　　表 ０２２％、Ｓｉ：０．２５％、　　Ｍｎ　　：　　Ｉ、
、３０％、ｌ’ｉ：（’）０２（１％、Ｒ：０．００２
０％、直径２０７謔第３表のプラグ寿命比から明らか々
ように５本発明材にいずれもすぐね、た寿命を有してい
る。

本発明は上記実施例からも明らかな如く、継目無鋼管製
造用工具材料の成分を限定し、酸化雰囲気中において９
００〜１２５　（１℃の温度範囲の加熱処理を施すこと
によって品温（（おける耐摩耗性にすぐれた寿命の長い
工具椙料を製造することができた。

なお本発明は継目無＃管製造−■−程（（セける穿孔ま
たけエロンゲータ用プラグＶＭして主として説明してき
たが、本発明材岬′＋は同じく継目無鋼管製造用マンド
レルパーにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は継目無鋼管創造用穿孔プラグの表面酸化スケ
ール付着ＩＪｎ熱温度とプラグ寿命との関係ケ示す相関
図である。 代理人　中　路　′Ｌｉ（雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　重量比にてＣ：ｏ、ｚｏ〜０．６０％、　　
   Ｓｉ　：０．１０　〜２．０　　％、　　Ｍｎ　　　！
   　　０．３　０　〜２．０　　％　、　　Ｃｒ　　：１
   、Ｏ〜６．０％、　Ｎｉ　：　１．ｏ〜６．０％、Ｍｏ
   ：０．５０〜５．０％、Ｎｂ：０．２０〜１．５％を含
   有（−１残部がＦｅおよび不可避的不純物から成る鋳造
   合金より成形後、酸化雰囲気中において９０（）〜Ｉ２
   ５０℃の温度範囲の加熱処理を施されたことｔ！！ｉｊ
   徴とする継目無鋼管製造用工具材料。 Ｑ）　重量比にてＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓｉ：０
   ．１０〜２．０％、　Ｍｎ　：　０．３０〜２．０％、
   　Ｃｒ　：１．０〜６０％、Ｎｉ：１，０〜６０％、Ｍ
   ｏ：０．５０〜５．０％、Ｎｂ：０．２０〜１５％を含
   有し、更にＡｔ　：　０．０５　＝　２．０％、ｚｒ：
   ｏ、ｏｓ　〜２０％、Ｖ：０．１０〜０．８０％、Ｃｏ
   　：　０．５０−５．０％、Ｗ：０．５０〜５．０％の
   うちから選ばれた１種または２種以上を含み、残部がＦ
   ｅおよび不可避的不純物から成る鋳造合金より成形後、
   酸化雰囲気中において９００〜１２５０℃の温度範囲の
   加熱処理を施されたことを特許とする継目無鋼管製造用
   工具材料。