JPS60200911A - 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度鋼の製造方法 - Google Patents
耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度鋼の製造方法Info
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- JPS60200911A JPS60200911A JP5454784A JP5454784A JPS60200911A JP S60200911 A JPS60200911 A JP S60200911A JP 5454784 A JP5454784 A JP 5454784A JP 5454784 A JP5454784 A JP 5454784A JP S60200911 A JPS60200911 A JP S60200911A
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、例えば油井或いはガス井等に使用さ７Ｌる
ぐ？１管招料として好適な、特に、いわゆるサワーガス
を採取流体中に含有する油井やガス井等に適用して優れ
た効果を発揮する、４ｔｉε化物応力腐食割れ（以下、
５ＳＣＣと略称する）に対して商い抵抗性を備えた高強
度鋼を安定確実に製造する方法に関するものである。
ぐ？１管招料として好適な、特に、いわゆるサワーガス
を採取流体中に含有する油井やガス井等に適用して優れ
た効果を発揮する、４ｔｉε化物応力腐食割れ（以下、
５ＳＣＣと略称する）に対して商い抵抗性を備えた高強
度鋼を安定確実に製造する方法に関するものである。
５ＳＣＣは、前ｉ己すワー油井やサワーガス井等の硫化
水素を含む湿潤な環境下で使用される鋼材に応力が作用
して生ずる現象であり、一般に、材料強度が高くなるほ
ど耐５ＳＣＣ性の劣化することが知られていて、高強度
材で（は極く小さな応力が作用しても割れを生ムること
が確認されている。
水素を含む湿潤な環境下で使用される鋼材に応力が作用
して生ずる現象であり、一般に、材料強度が高くなるほ
ど耐５ＳＣＣ性の劣化することが知られていて、高強度
材で（は極く小さな応力が作用しても割れを生ムること
が確認されている。
〈従来技術〉
従来、上述のようなサワー環境で使用する油井’：＝ｉ
等に＆ｊ：、Ａｌ５Ｉ規格の４１３０鋼を焼入れ・焼も
どししたものや、この組成を基本としてＭｏを０．５９
イ（以下、成分組成割合を表わす％は重量％とする）壕
で増ｈ１シたり、Ｔｉ −Ｂ処理全行ったりして耐ｓ
ｓｃｃ性や強度の向上を図った銅が使用さＩｌ、で米た
。そして、これらの材料は、通常、焼入れ°焼もどし等
の熱処理を施されて使用に供されるものであり、その熱
処理にあたっては、■ 焼入れについては、一般の炭素
鋼、合金鋼等の場合と同様に、実験室或いは実験式等に
よりボめたＡｃ３変態点の温度に、バラツキ等を考慮し
て３０〜５０℃を伺加した温度を焼入れ温度とする方法
、 ■ 焼もどし温度については、実験等によって目的の強
１．１にとなる焼もどし温度をめたり、他の比較的類似
した組成の鋼の焼戻し温度より推定してその温度を定め
たりする方法、 等によって処理条件を特定し、作業を実施するのが最も
一般的な手順であった。
等に＆ｊ：、Ａｌ５Ｉ規格の４１３０鋼を焼入れ・焼も
どししたものや、この組成を基本としてＭｏを０．５９
イ（以下、成分組成割合を表わす％は重量％とする）壕
で増ｈ１シたり、Ｔｉ −Ｂ処理全行ったりして耐ｓ
ｓｃｃ性や強度の向上を図った銅が使用さＩｌ、で米た
。そして、これらの材料は、通常、焼入れ°焼もどし等
の熱処理を施されて使用に供されるものであり、その熱
処理にあたっては、■ 焼入れについては、一般の炭素
鋼、合金鋼等の場合と同様に、実験室或いは実験式等に
よりボめたＡｃ３変態点の温度に、バラツキ等を考慮し
て３０〜５０℃を伺加した温度を焼入れ温度とする方法
、 ■ 焼もどし温度については、実験等によって目的の強
１．１にとなる焼もどし温度をめたり、他の比較的類似
した組成の鋼の焼戻し温度より推定してその温度を定め
たりする方法、 等によって処理条件を特定し、作業を実施するのが最も
一般的な手順であった。
しかしながら、鋼の耐５ｓｃｃ特性は、前述のように材
料強度が高くなるほど劣化する傾向にあることから、前
記鋼材であっても、サワー環境では降伏強さが６３”／
＋７１級（９０ｋｓｉ級）のものにまでしか適用するこ
とができなかったのである。
料強度が高くなるほど劣化する傾向にあることから、前
記鋼材であっても、サワー環境では降伏強さが６３”／
＋７１級（９０ｋｓｉ級）のものにまでしか適用するこ
とができなかったのである。
つまり、サワー環境においても十分に使用することが可
能で、かつ降伏強さが７０ＫｆｆＡｎ７１級（１０Ｏ１
ｃｓｉ級）、或いは７７ ”Ｚｍｒ１級（１１０ｋｓｉ
級）という高強度を備えた油井管を得るだめには、耐食
性の更なる改善が要求されていたのである。
能で、かつ降伏強さが７０ＫｆｆＡｎ７１級（１０Ｏ１
ｃｓｉ級）、或いは７７ ”Ｚｍｒ１級（１１０ｋｓｉ
級）という高強度を備えた油井管を得るだめには、耐食
性の更なる改善が要求されていたのである。
一方、近年のエネルギー４．１＜ １’ｉ？は、地層深
層部の油田やガス田にまで開発の手を伸ばすことを要求
するようになってきており、油井やガヌ井の深さ増大に
伴なう土圧の上昇や、増加する白亜に十分耐えるだけの
高強度化が強く叫ばれているという現状もあった。
層部の油田やガス田にまで開発の手を伸ばすことを要求
するようになってきており、油井やガヌ井の深さ増大に
伴なう土圧の上昇や、増加する白亜に十分耐えるだけの
高強度化が強く叫ばれているという現状もあった。
このようなことから、本出願人は、通常使用さノ１てい
る油井晋用弁１のＭｏ含有量を高めるとともに、！１’
！ＪＫＭ含有量を、通常の脱酸のだめの添加量である０
、 ０１〜０．１０％よりもかなり多量にまで増加す
ると鋼材のｔｔ ｓ ｓ ｃ ｃ ｑ￥性が大幅に改善
されるとの知見に基づいた［耐硫化物応力腐食割れ性の
保Ｊ＋、た高強度イｉｉ「Ｉ Ｊを、特願昭５８−１７
７７００号として先に提案した。
る油井晋用弁１のＭｏ含有量を高めるとともに、！１’
！ＪＫＭ含有量を、通常の脱酸のだめの添加量である０
、 ０１〜０．１０％よりもかなり多量にまで増加す
ると鋼材のｔｔ ｓ ｓ ｃ ｃ ｑ￥性が大幅に改善
されるとの知見に基づいた［耐硫化物応力腐食割れ性の
保Ｊ＋、た高強度イｉｉ「Ｉ Ｊを、特願昭５８−１７
７７００号として先に提案した。
＋）ｉＪ ６己特願昭５８−１７７７００号として提案
された尚強度鋼は、その化学成分組成を、Ｃ： ０．１
０〜０．４０％、 Ｓｉ ： ０，０５〜０．５０％。
された尚強度鋼は、その化学成分組成を、Ｃ： ０．１
０〜０．４０％、 Ｓｉ ： ０，０５〜０．５０％。
Ｍｎ ： ０．３０〜１．００％、 Ｃｒ ： ０．３
〜］、、２％。
〜］、、２％。
Ｍｏ ： ０．１５〜０．７０％、 Ａｊ’ ： ０．
５〜２．０％を含有するか、或いは更に、 Ｔｉ ： ０．００５〜０．０３０％。
５〜２．０％を含有するか、或いは更に、 Ｔｉ ： ０．００５〜０．０３０％。
Ｂ ： ０．０００５〜０．００３０％の両者、又は
Ｎｂ： ０．００５〜０．０５０％
をも含み、
残部二Ｆｅ及び不可避的不純物
としたことに特徴を有したものであった。
ところが、本出願人が先に提案した上記鋼に焼入れ・焼
もどしの熱処理をｊｊｉ！ｌしたとしても、時として所
望の耐５ｓｃｃ性能を得られない場合のあることが、本
発明者等のその後の検討によって明らかとなってきたの
である。
もどしの熱処理をｊｊｉ！ｌしたとしても、時として所
望の耐５ｓｃｃ性能を得られない場合のあることが、本
発明者等のその後の検討によって明らかとなってきたの
である。
〈発明の目的〉
本発明者等は、上述のような観点から、高強度で、かつ
十分に優れた耐５ＳＣＣ性能を有する鋼材を、確実に、
安定して実現することを目指し神々研究を行ったところ
、以下に示す如き知見を得るに至ったのである。
十分に優れた耐５ＳＣＣ性能を有する鋼材を、確実に、
安定して実現することを目指し神々研究を行ったところ
、以下に示す如き知見を得るに至ったのである。
〈知見事項〉
（ａ） 先に特願昭５８−１７７７００号として提案さ
れた鋼は、確かに、高強度と優れた耐５ｓｃｃ性能を兼
備し得る極めて良好な特性を有するものではあるが、そ
れらの特性を十分に発揮させ得る最適熱処理条件が従来
の油井管用鋼や、一般の炭素鋼及び合金鋼とは相当に異
なること。
れた鋼は、確かに、高強度と優れた耐５ｓｃｃ性能を兼
備し得る極めて良好な特性を有するものではあるが、そ
れらの特性を十分に発揮させ得る最適熱処理条件が従来
の油井管用鋼や、一般の炭素鋼及び合金鋼とは相当に異
なること。
（ｂ） 即ち、先に提案された前記鋼のように、通常使
用されている油井管用鋼においてそのＭＯ含有）１：、
を篩め／こり、Ａ／？含有量を相当多量に増加したりす
るとＡｃ３変態点が上昇することは良く知られているこ
とであるが、このような鋼においては、予想を越える〔
ＡＣ，点−１−（６０〜１６０°Ｃ）〕と言う温度域に
１で焼入れ温度を高めてやらないと健全なる焼入れ組織
がイυられす、従ってこの様な状態の鋼を目的の強度に
まで焼もどしたとしても、１１ｉｌｔ Ｓ Ｓ ＣＣ性
能の劣化するのを免れることができないこと。
用されている油井管用鋼においてそのＭＯ含有）１：、
を篩め／こり、Ａ／？含有量を相当多量に増加したりす
るとＡｃ３変態点が上昇することは良く知られているこ
とであるが、このような鋼においては、予想を越える〔
ＡＣ，点−１−（６０〜１６０°Ｃ）〕と言う温度域に
１で焼入れ温度を高めてやらないと健全なる焼入れ組織
がイυられす、従ってこの様な状態の鋼を目的の強度に
まで焼もどしたとしても、１１ｉｌｔ Ｓ Ｓ ＣＣ性
能の劣化するのを免れることができないこと。
もつとも、上述のように多量にＡｊｉ含有せしめること
で、鋼の焼入れ温度が通常拐料と異なったり、或いは耐
ｓ ｓｃｃ特性が改善されたりする理由Ｑ」−１未だ十
分に解明できていないが、恐らくは、つ１１中に特定量
以上のＡＪを含有させることで、（） Ａｃ ３変態点
が上昇すると同時に、ＡｆＯ固溶により１通常のＣＡｃ
３点＋（３０〜５０℃）〕とｉ−７つ焼入れ温度範囲で
は結晶粒の微細化効果が促進烙れて焼入れ性が悪化する
ようｔこなるが、焼入２を温度を（Ａｃ３点−１−（６
０〜１６０°Ｃ））と市めでやれば、ＡＪによる結晶粒
微細化効果が軽減されて焼入れ性が向上する、 ○ サワー環境中にて・鋼表面に硫化鉄やアルミニウム
の被覆が形成され、腐食の進展が防げら−ｈる、 ○ 鋼の腐食電位が上昇し、５ｓｃｃによる亀裂の進展
が起らない、 と直う様な現象が生じて、焼入を温度が通常の材料と異
なったり、耐５ｓｃｃ性が向上したりするものと考えら
れる。
で、鋼の焼入れ温度が通常拐料と異なったり、或いは耐
ｓ ｓｃｃ特性が改善されたりする理由Ｑ」−１未だ十
分に解明できていないが、恐らくは、つ１１中に特定量
以上のＡＪを含有させることで、（） Ａｃ ３変態点
が上昇すると同時に、ＡｆＯ固溶により１通常のＣＡｃ
３点＋（３０〜５０℃）〕とｉ−７つ焼入れ温度範囲で
は結晶粒の微細化効果が促進烙れて焼入れ性が悪化する
ようｔこなるが、焼入２を温度を（Ａｃ３点−１−（６
０〜１６０°Ｃ））と市めでやれば、ＡＪによる結晶粒
微細化効果が軽減されて焼入れ性が向上する、 ○ サワー環境中にて・鋼表面に硫化鉄やアルミニウム
の被覆が形成され、腐食の進展が防げら−ｈる、 ○ 鋼の腐食電位が上昇し、５ｓｃｃによる亀裂の進展
が起らない、 と直う様な現象が生じて、焼入を温度が通常の材料と異
なったり、耐５ｓｃｃ性が向上したりするものと考えら
れる。
（ｅ） そして、特願昭５８−１７７７００号として提
案された如き化学成分組成の鋼に、焼入れ温度が特にＣ
Ａｃ３点＋（６０〜１６０°Ｃ）〕の焼入れを行い、更
に６２０℃〜Ａｃ１点直下の温度にてこれを焼もどすと
、降伏強さが７０′Ｃｙｆ／ｍ４以上の高強度を有する
とともに、極めて優れた耐５ｓｃｃ特性をも兼備した鋼
材が安定・確実に実現できること。
案された如き化学成分組成の鋼に、焼入れ温度が特にＣ
Ａｃ３点＋（６０〜１６０°Ｃ）〕の焼入れを行い、更
に６２０℃〜Ａｃ１点直下の温度にてこれを焼もどすと
、降伏強さが７０′Ｃｙｆ／ｍ４以上の高強度を有する
とともに、極めて優れた耐５ｓｃｃ特性をも兼備した鋼
材が安定・確実に実現できること。
〈発明の構成〉
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであ凱
Ｃ： Ｏ，＋Ｏ〜０．４０％、 Ｓｉ ： ０．０５〜
０．５０％。
０．５０％。
Ｍｎ ： ０．３０〜１．００％、 Ｃｒ ： ０．３
０〜１．２０％。
０〜１．２０％。
Ｍｏ ： ０．１５〜０．７０％、 ＡＩ？ ： ０．
５０〜２．００％を含有するとともに、必要により更に
、’ｒｉ ： ０．００５〜０．０３０％。
５０〜２．００％を含有するとともに、必要により更に
、’ｒｉ ： ０．００５〜０．０３０％。
Ｂ、： ０．０００５〜０．００３０％。
Ｎｂ ： ０．００５〜０．０５０％
のうちの１４ｔｌｉ以上をも含み、
残部：Ｆｅ及び不可避的不純物
かし成る化学成分組成の鋼を、ＣＡｃ３点＋（６０〜１
６０°Ｃ））の温度域から焼入れし、次いで６２０°Ｃ
−Ａｃ４点ｌα下の温度にて焼もどすことにより、優れ
た耐５ｓｃｃ性と富強度とを兼備しだ銅相を安定・確実
に製造し得るようにした点にｌＩｆ徴を有するものであ
る。
６０°Ｃ））の温度域から焼入れし、次いで６２０°Ｃ
−Ａｃ４点ｌα下の温度にて焼もどすことにより、優れ
た耐５ｓｃｃ性と富強度とを兼備しだ銅相を安定・確実
に製造し得るようにした点にｌＩｆ徴を有するものであ
る。
θくいで、この発明の筒強度鋼の製造方法において、鋼
の組成成分割合並びに焼入れ、焼戻し条件を前記のよう
に０値限定した理由を説明する。
の組成成分割合並びに焼入れ、焼戻し条件を前記のよう
に０値限定した理由を説明する。
Ａ、鋼の組成成分
（ａ） Ｃ
Ｃ成分には、鋼の強度を確保する作用があるが、その含
有量が０．１０％未満では前記作用に所望の効果を得る
ことができず、一方０．４０％を越えて含有させると焼
入れの際に割れが発生する恐れが出てくることから、Ｃ
含有量を０．１０〜０．４０％と定めた。
有量が０．１０％未満では前記作用に所望の効果を得る
ことができず、一方０．４０％を越えて含有させると焼
入れの際に割れが発生する恐れが出てくることから、Ｃ
含有量を０．１０〜０．４０％と定めた。
（ｂ） ５ｉ
Ｓｉ成分は鋼の脱酸剤として有用な元素であるが、その
含有量が０．０５％未満では所望の脱酸効果を得ること
ができず、一方０．５０％を越えて含有させると鋼の靭
性劣化を招くようになることから、Ｓｔ含有量を０．０
５〜０．５０％と定めた。
含有量が０．０５％未満では所望の脱酸効果を得ること
ができず、一方０．５０％を越えて含有させると鋼の靭
性劣化を招くようになることから、Ｓｔ含有量を０．０
５〜０．５０％と定めた。
（ｃ） Ｍｎ
Ｍｎ成分にも、鋼の脱酸剤としての作用があり、そのほ
か強度及び靭性を向上する作用をも有しているが、その
含有量が０．３０％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方１．００％を越えて含有させると鋼の靭性
を劣化するようになることから、Ｍｎ含有量を０．３〜
１．００％と定めた。
か強度及び靭性を向上する作用をも有しているが、その
含有量が０．３０％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方１．００％を越えて含有させると鋼の靭性
を劣化するようになることから、Ｍｎ含有量を０．３〜
１．００％と定めた。
（ｄ） Ｃｒ
Ｃｒ成分には、鋼の焼入れ性を改善し、強度を高める作
用があるが、その含有量が０．３０％未満では前記作用
に所望の効果を得ることができず、他方１．２０％を越
えて含有させても焼入れ性改善効果が飽和してしまう上
、コスト上昇を来だして経済的に不利となることから、
Ｃｒ含有量を０．３０〜１．２０％と定めた。
用があるが、その含有量が０．３０％未満では前記作用
に所望の効果を得ることができず、他方１．２０％を越
えて含有させても焼入れ性改善効果が飽和してしまう上
、コスト上昇を来だして経済的に不利となることから、
Ｃｒ含有量を０．３０〜１．２０％と定めた。
（ｅ） Ｍ。
ＭＯ酸成分も、鋼の焼入ｊｌ性勿改善−し１強度を冒め
る作用があシ、また劇５ｓｃｃ性を向上する作用をも有
しているが、その含有量が０．１５％未満では））１５
記作用に所望の効果が得られず、一方０．７０％をｊ１
′Ｖｉえて含有させても焼入れ性改善効果及び耐５ＳＣ
Ｃ性向上効果が飽和してしまう上、コスト上昇を来たし
て経済的不利を招くことから、Ｍｏ含有量を０６１５〜
０．７０％と定めた。
る作用があシ、また劇５ｓｃｃ性を向上する作用をも有
しているが、その含有量が０．１５％未満では））１５
記作用に所望の効果が得られず、一方０．７０％をｊ１
′Ｖｉえて含有させても焼入れ性改善効果及び耐５ＳＣ
Ｃ性向上効果が飽和してしまう上、コスト上昇を来たし
て経済的不利を招くことから、Ｍｏ含有量を０６１５〜
０．７０％と定めた。
（ｆ） ＡＪ
この発明の綱においては、 ｋｌ （ｓｏｌ、ＡＩ ）
は耐５ＳＣＣ性改善のだめに極めて重要な成分であり、
０．５０％以上含有させること全必須とするものである
。そして、Ａｊ？含有量が０．５０％未満では鋼に所望
の耐５ｓｃｃ特性を付与することができず、一方２．０
０％を越えて含有させると耐５ｓｃｃ性改善効果が飽和
してしまうばかりでなく、介在物が増加して靭性の劣化
を招くようになることから、 ＡＡ含有量を０．５０〜
２．００％と定めた。
は耐５ＳＣＣ性改善のだめに極めて重要な成分であり、
０．５０％以上含有させること全必須とするものである
。そして、Ａｊ？含有量が０．５０％未満では鋼に所望
の耐５ｓｃｃ特性を付与することができず、一方２．０
０％を越えて含有させると耐５ｓｃｃ性改善効果が飽和
してしまうばかりでなく、介在物が増加して靭性の劣化
を招くようになることから、 ＡＡ含有量を０．５０〜
２．００％と定めた。
（ｇ）Ｔｉ、Ｂ、及びＮｂ
これらの成分は、鋼の焼入れ性を一層向上させたり、組
織の細粒化を促進したりすることで、強度等の機械的性
質や耐５ｓｃｃ性能を更に改善する作用を有する元素で
あり、必要により一種以上含有せしめられるものである
が、以下、個々の元糸についてその含有量を限定した理
由を詳述する。
織の細粒化を促進したりすることで、強度等の機械的性
質や耐５ｓｃｃ性能を更に改善する作用を有する元素で
あり、必要により一種以上含有せしめられるものである
が、以下、個々の元糸についてその含有量を限定した理
由を詳述する。
■ Ｔｉ
Ｔｉ成分には、Ｂ成分とともに鋼の焼入ｉｔ性を向上す
る作用のほか、鋼材組織を微細化して耐５ｓｃｃ性を改
善する作用をも有しているが、その含有量が０．００５
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方０．
０３０％を越えて含有させても焼入れ性向上効果、耐５
ｓｃｃ性改善効果が飽第１１シてしまう上、靭性劣化を
も招くようになることから、Ｔｉ含有量全０．００５〜
０．０３０％とンＶめた。
る作用のほか、鋼材組織を微細化して耐５ｓｃｃ性を改
善する作用をも有しているが、その含有量が０．００５
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方０．
０３０％を越えて含有させても焼入れ性向上効果、耐５
ｓｃｃ性改善効果が飽第１１シてしまう上、靭性劣化を
も招くようになることから、Ｔｉ含有量全０．００５〜
０．０３０％とンＶめた。
（ｉＤ Ｂ
Ｂ成分には、鋼の焼入れ性を同上させる作用があるが、
その含有量が０．０００５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方０．００３０％を越えて含有させ
ても焼入れ性向上効果が飽和してしまうことから、Ｂ含
有量を０．０００５〜０．００３０％と定めた。
その含有量が０．０００５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方０．００３０％を越えて含有させ
ても焼入れ性向上効果が飽和してしまうことから、Ｂ含
有量を０．０００５〜０．００３０％と定めた。
（０１１Ｎｂ
Ｎｂ成分には、′ｉ祠拐組織を微細化し、焼戻し抵ｉ几
性を向上するとともに、ｌｓ ｓｃｃ性を改善する作用
があるが、その含有量が０ 、００５％未満ては前記作
用に所望の効果が得らｆｔず、一方０．０５０％を越え
て含有させてもより以上の同上効果が得られないばかり
でなく、靭性低下を招くようになることから、 Ｎｂ含
有量を０．００５〜０．０５０％と定めた。
性を向上するとともに、ｌｓ ｓｃｃ性を改善する作用
があるが、その含有量が０ 、００５％未満ては前記作
用に所望の効果が得らｆｔず、一方０．０５０％を越え
て含有させてもより以上の同上効果が得られないばかり
でなく、靭性低下を招くようになることから、 Ｎｂ含
有量を０．００５〜０．０５０％と定めた。
Ｂ、焼入れ・焼もどし条件
（ａ） 焼入れ温度
一般に、ＡＳＴＭ規格等で細粒鋼と規定される鋼の結晶
粒度はＡＳＴＭ粒度Ｎα５以上の場合であるが、本発明
対象鋼の焼入れ温度がＣＡｃ３点＋１６０°Ｃ〕の値を
越えると鋼の結晶粒度ＮＣＬがＡＳＴＭ粒度Ｎｎ ５よ
υ小さくなってしまって所望の強靭性を実現できなくな
り、一方〔ＡＣ３点＋６０℃〕を下側る温度で焼入れを
実施すると、健全なる焼入れ組織が得られず、このよう
な状態の鋼を目的の強度にまで焼もどしても所望のｉ［
ｉｔ Ｓ Ｓ ＣＣ性能を実現できなくなることから、
焼入れ温度はＣＡｃ３点＋（６０〜１６０℃）〕と定め
た。
粒度はＡＳＴＭ粒度Ｎα５以上の場合であるが、本発明
対象鋼の焼入れ温度がＣＡｃ３点＋１６０°Ｃ〕の値を
越えると鋼の結晶粒度ＮＣＬがＡＳＴＭ粒度Ｎｎ ５よ
υ小さくなってしまって所望の強靭性を実現できなくな
り、一方〔ＡＣ３点＋６０℃〕を下側る温度で焼入れを
実施すると、健全なる焼入れ組織が得られず、このよう
な状態の鋼を目的の強度にまで焼もどしても所望のｉ［
ｉｔ Ｓ Ｓ ＣＣ性能を実現できなくなることから、
焼入れ温度はＣＡｃ３点＋（６０〜１６０℃）〕と定め
た。
なお、鋼を焼入れした場合に健全なる焼入れ組織がイ；
Ｉられているかどうかの目安を得る方法の１つに、焼入
れのまま状態の鋼の硬度とＣ量とを調査し、判定する方
法がある。例えば、第１図は、種々のマルテンサイト量
の組織における硬度とＣ翔：との関係を示したグラフの
１例であり、図中の○印は本発明の焼入れ温度から焼入
れした場合の値を、Δ印は従来の［： ＡｃＢ点＋（３
０〜５０℃）〕の焼入れ温度から焼入れした場合の値を
示している。
Ｉられているかどうかの目安を得る方法の１つに、焼入
れのまま状態の鋼の硬度とＣ量とを調査し、判定する方
法がある。例えば、第１図は、種々のマルテンサイト量
の組織における硬度とＣ翔：との関係を示したグラフの
１例であり、図中の○印は本発明の焼入れ温度から焼入
れした場合の値を、Δ印は従来の［： ＡｃＢ点＋（３
０〜５０℃）〕の焼入れ温度から焼入れした場合の値を
示している。
この第１図からも明らかなように、本発明の条件内の焼
入れ＋ｌ’ｌＸ度から焼入ｊ″Ｌｊ、７［こ場合Ｖζは
、はぼ９９．９％近傍のマルテンサイト量が得られてい
るのに対して、従来の［Ａｃ３点＋（３０〜５０℃）〕
のハ１１；入れ温度の場合には５０％近傍のマルテンサ
イト１（１シかイ！＋ Ｉｌｌ：、れていないことがわ
かる。
入れ＋ｌ’ｌＸ度から焼入ｊ″Ｌｊ、７［こ場合Ｖζは
、はぼ９９．９％近傍のマルテンサイト量が得られてい
るのに対して、従来の［Ａｃ３点＋（３０〜５０℃）〕
のハ１１；入れ温度の場合には５０％近傍のマルテンサ
イト１（１シかイ！＋ Ｉｌｌ：、れていないことがわ
かる。
この理由については、ｏｆｆ述したように、特定量Ｊン
、土のＭを含有せしめることにより Ａｃ３変態点が上
昇することに加えて、Ｍの固溶によって通常の焼入）１
に適用されるＣ Ａｃ３点＋（３０〜５０６Ｃ）））、
、＋Ｉｉ度の低い焼入れ温度範囲では結晶粒の微細化効
果が促進されて焼入れ性を悪化させるためでるると考え
られる。従って、ＣＡｃ５点＋（６０〜１６０℃）〕の
温度域に１で焼入Ｊｔ湿温度高めてやると、ＡＪによる
結晶粒ａ細化効果が軽減されることとなり、焼１人オシ
性が向上するものと推測されるのである。
、土のＭを含有せしめることにより Ａｃ３変態点が上
昇することに加えて、Ｍの固溶によって通常の焼入）１
に適用されるＣ Ａｃ３点＋（３０〜５０６Ｃ）））、
、＋Ｉｉ度の低い焼入れ温度範囲では結晶粒の微細化効
果が促進されて焼入れ性を悪化させるためでるると考え
られる。従って、ＣＡｃ５点＋（６０〜１６０℃）〕の
温度域に１で焼入Ｊｔ湿温度高めてやると、ＡＪによる
結晶粒ａ細化効果が軽減されることとなり、焼１人オシ
性が向上するものと推測されるのである。
（ｂ） 焼もどし温度
焼もどし温度が６２０℃を下側ると、本発明対象鋼を使
用して７７ ’ｍ１ｍｒ！級（１１０ｋｓｉ級）の高強
度をイＭることかできなくなるばかりが、ＡＰＩ規格等
に定める耐食性油井管の最小焼もどし温度をも満たさな
くなる。一方、焼もどし温度がＡｃ、点を越えると、オ
ーヌテナイト変態が始まって不完全焼もどし組織となる
ことから、焼もどし温度は６２０°Ｃ−Ａｃ Ｈ黒度下
の温度と定めた。
用して７７ ’ｍ１ｍｒ！級（１１０ｋｓｉ級）の高強
度をイＭることかできなくなるばかりが、ＡＰＩ規格等
に定める耐食性油井管の最小焼もどし温度をも満たさな
くなる。一方、焼もどし温度がＡｃ、点を越えると、オ
ーヌテナイト変態が始まって不完全焼もどし組織となる
ことから、焼もどし温度は６２０°Ｃ−Ａｃ Ｈ黒度下
の温度と定めた。
次に、この発明を実励例により比較例と対比しながら説
明する。
明する。
〈実施例〉
まず、通常の方法によって、第１表に示される如き化学
成分組成の鋼■〜■を俗製しくなお、比較鋼■はＡｌ５
Ｉ４１３Ｑ鋼である）、ビレットとした後、外径：２４
４．５ｍｍ、肉厚＝１２朋の継目無鋼管を製作し、次い
で第２表に示される焼入れ及び焼もどし温度にて、焼入
れと焼もどしを実施した。
成分組成の鋼■〜■を俗製しくなお、比較鋼■はＡｌ５
Ｉ４１３Ｑ鋼である）、ビレットとした後、外径：２４
４．５ｍｍ、肉厚＝１２朋の継目無鋼管を製作し、次い
で第２表に示される焼入れ及び焼もどし温度にて、焼入
れと焼もどしを実施した。
このようにして得られた鋼管について、硬度（ＨＲＣ硬
さ）、引張シ特性、及び耐５ｓｃｃ性を調査し、その結
果も第２表に併せて示した。
さ）、引張シ特性、及び耐５ｓｃｃ性を調査し、その結
果も第２表に併せて示した。
なお、耐ＳＳＣＣ性はシェルタイブ試験法にてＳｃ値を
め、これによって表示した。シェルタイブ試験法とは、
第２１￥１に示されるような、長さ方向の中央１ｒＢに
キリ孔を設置ｒｊた試験片１に、第３図に示す如く３点
支持曲げでその中央部に応力を伺加してＨ２Ｓを飽／＋
ｌした０、５％ＣＩ（３ＣＯＯＨ水溶液から成る１昌食
液中ＶＣａ潰し、割れ率が５０％となる’ＩＬ川は応力
を測定して、これをＳｃ値とする耐５ＳＣＣ性確認の試
験法であり、Ｓｃ値が［怖いほど耐ＳＳ ＣＣ１１の良
好なことを示している。
め、これによって表示した。シェルタイブ試験法とは、
第２１￥１に示されるような、長さ方向の中央１ｒＢに
キリ孔を設置ｒｊた試験片１に、第３図に示す如く３点
支持曲げでその中央部に応力を伺加してＨ２Ｓを飽／＋
ｌした０、５％ＣＩ（３ＣＯＯＨ水溶液から成る１昌食
液中ＶＣａ潰し、割れ率が５０％となる’ＩＬ川は応力
を測定して、これをＳｃ値とする耐５ＳＣＣ性確認の試
験法であり、Ｓｃ値が［怖いほど耐ＳＳ ＣＣ１１の良
好なことを示している。
第１表に示さ第１る結果からも、本発明の条件を（１１
を足するところの、試験番号６〜１８の方法によって・
１↓ＩられるｔｌＭ ｌま、安定して高い強度と優れた
剛５ＳＣＣ性を示すのに対して、Ａｊ？含有含有水発明
範囲よりも低いゾ岡を使用したり、焼入れ・焼もとし７
温度が本発明の範囲から外れている試験番号１〜５の方
法で得られる鋼は、耐５ｓｃｃ性が本発明方法によって
得られる鋼よりも劣っていることかり」らかである。
を足するところの、試験番号６〜１８の方法によって・
１↓ＩられるｔｌＭ ｌま、安定して高い強度と優れた
剛５ＳＣＣ性を示すのに対して、Ａｊ？含有含有水発明
範囲よりも低いゾ岡を使用したり、焼入れ・焼もとし７
温度が本発明の範囲から外れている試験番号１〜５の方
法で得られる鋼は、耐５ｓｃｃ性が本発明方法によって
得られる鋼よりも劣っていることかり」らかである。
く総括的な効果〉
上述のように、この発明によれば、降伏強さが７０ Ｋ
９ｆ／ｒａｔ級以上という高強度と、サワー環境下で使
用される油井管としても十分に満足できる優れた耐５Ｓ
ＣＣ性とを兼備した鋼を、比較的低コストで、かつ安定
して製造することができるなど、工業的にも有用な効果
がもたらされるのである。
９ｆ／ｒａｔ級以上という高強度と、サワー環境下で使
用される油井管としても十分に満足できる優れた耐５Ｓ
ＣＣ性とを兼備した鋼を、比較的低コストで、かつ安定
して製造することができるなど、工業的にも有用な効果
がもたらされるのである。
第１図はいろいろなマルテンサイト量の組織の鋼におけ
る硬さとＣ量との関係を示すグラフ、第２図はシェルタ
イブ腐食試験片の形状を示すもので、第２図（ａ）はそ
の正面図、第２図（ｂ）はその側面図であり、第３図は
シェルタイブ腐食試ｈソエにおいて試験片に支持具で支
持した状態を示す概略模式図面において、 １・・・試験片、 ２・・・ガラヌ丸棒、３・・・応力
付加ボルト。 出願人 住友金属工菜株式会社 代理人 富 １）和 夫 ほか１名 第１図 ｃｔｒｏ／６コ 秦３図
る硬さとＣ量との関係を示すグラフ、第２図はシェルタ
イブ腐食試験片の形状を示すもので、第２図（ａ）はそ
の正面図、第２図（ｂ）はその側面図であり、第３図は
シェルタイブ腐食試ｈソエにおいて試験片に支持具で支
持した状態を示す概略模式図面において、 １・・・試験片、 ２・・・ガラヌ丸棒、３・・・応力
付加ボルト。 出願人 住友金属工菜株式会社 代理人 富 １）和 夫 ほか１名 第１図 ｃｔｒｏ／６コ 秦３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 、ｒ＋ｔ ：）１４″割合にて、 Ｃ： ０．１０〜０．４０％、 Ｓｉ ： ０．０５〜０．５０％、 Ｍｎ ： ０．３０〜１．００％、 Ｃｒ ： ０．３０〜１．２０％、 Ｍｏ ： ０．１５〜０．７０％、 Ａ／？ ： ０．５０〜２．００％ を含有するとともに、必要により更に、Ｔｉ ： ０．
００５〜０．０３０％、Ｂ ： ０．０００５〜０．０
０３０％。 Ｎｂ： ０，００５〜０．０５０％ のうぢの１種以上をも含み、 残部二Ｆｅ及び不可避的不純物 から成る化学成分組成の鋼を、ｌ：Ａｃ、点＋（６０〜
１６０℃）〕の温度域から焼入れし、次いで６２０℃〜
Ａｃ１点直下の温度にて焼もどすことを特徴とする、耐
硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5454784A JPS60200911A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5454784A JPS60200911A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200911A true JPS60200911A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0577725B2 JPH0577725B2 (ja) | 1993-10-27 |
Family
ID=12973703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5454784A Granted JPS60200911A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200911A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54119324A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-17 | Kawasaki Steel Co | Production of steel pipe for oil well |
| JPS5825420A (ja) * | 1981-08-08 | 1983-02-15 | Nippon Steel Corp | 焼戻しマルテンサイト組織を有する耐硫化物応力腐食割れ性の優れた低合金高張力鋼の製造法 |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP5454784A patent/JPS60200911A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54119324A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-17 | Kawasaki Steel Co | Production of steel pipe for oil well |
| JPS5825420A (ja) * | 1981-08-08 | 1983-02-15 | Nippon Steel Corp | 焼戻しマルテンサイト組織を有する耐硫化物応力腐食割れ性の優れた低合金高張力鋼の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577725B2 (ja) | 1993-10-27 |
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