JPS6086209A - 耐硫化物割れ性の優れた鋼の製造方法 - Google Patents

耐硫化物割れ性の優れた鋼の製造方法

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JPS6086209A
JPS6086209A JP19175383A JP19175383A JPS6086209A JP S6086209 A JPS6086209 A JP S6086209A JP 19175383 A JP19175383 A JP 19175383A JP 19175383 A JP19175383 A JP 19175383A JP S6086209 A JPS6086209 A JP S6086209A
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less
quenching
transformation
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JP19175383A
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English (en)
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Terutaka Tsumura
津村 輝隆
Yasuo Otani
大谷 泰夫
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

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】 この発明は、耐硫化物割れ性の優れた鋼の製造方法、特
に降伏強さ: 70 k+;)f/m+fi以上の高強
度を有するとともに、湿潤硫化水素環境において優れた
耐硫化物割れ性を発揮し、油井やガス井で使用される構
造部材、例えば油井管やラインパイプ、更には油井・ガ
ス井の周囲1て使用される装置用部材として用いるのに
好適な油井用鋼をコスト安く製造する方法に関するもの
である。
近年における新油田或いは新ガス田開発の目立った特徴
として、従来は放置されていたような、深層にして、し
かも油やガスが硫化水素(H2S、)で汚染された所謂
サワー環境下にあるものにまで開発の目が向けられるよ
うになったことをあげることができる。
従って、石油及び天然ガスの生産分野においては、近年
、土庄(地層の圧力)やガス圧、或いは鋼材の自重によ
る引張り荷重に耐えるとともに、サワー環境で使用して
も十分に所望性能を発揮するところの、高強度にして硫
化物割れ(以下、5SCCと称す)にも強い抵抗力を備
えだ鋼に対する要望が一段と大きくなっている。
鋼の耐5SCC性を向上させる手段については1950
年来種々の検討が加えられてきている75;、現在では
、例えばN A CE 5tandard MR−01
−’75 (1977Revision)に示された硬
度(強度)の上限以下に鋼の強度を抑えることがSSC
C防止に最も有効であるとされており、これに基づくL
−80〔降伏強さの下限が80000psi(56,2
kgf/mta ) 〕がAPI規格に加えられて需要
者の要望に応えてきた。
ところが、上述のような酸性深井戸においては、油井管
として強度を抑えたものを用いるとその必要肉厚を必然
的に厚くせざるを得す、経済性及び作業性の点で著しい
不利を招くようになるという問題があったのである。こ
のようなことから、前記L−80よシも更に強度が高く
、かつ耐5SCC性に優れた鋼材が切望されるようにな
ってきており、特に最近では、降伏強さの下限が900
00psi (63,3kgf/myj、 )を越す高
強度油井管に対する要望も大きくなっている。
従来、このような高強度、高耐5SCC性に対する要求
に対しては、焼入れ・焼戻し処理によって形成された均
一な焼戻しマルテンサイト組織を有するA I S I
 4130系鋼を使用したり、或いは鋼の水素吸収を防
止するためのCO添加を実施したりすることが試みられ
てきたが、それでも、○ A 工S 工4130系鋼で
は、依然として十分に満足できる耐食性を実現できない
、 OCO添加鋼では、COの水素吸収防止効果を効かせる
だめにはMoとの複合添加を避ける必要があり、従って
C,Cr又はV等の強化元素を多量に添加して鋼の強化
を図らねばならず、靭性劣化を招くこととなるほか、十
分な水素吸収防止効果を発揮せしめるためには高価なC
O元素を1%(以下、成分割合は重量%で示す)をはる
かに越える量で添加する必要があるので、鋼材製造コス
トが大幅に上昇する、 という問題を避けることができなかった。
ところで、耐5SCC性の確認方法としては、H,Sを
飽和させた05%CH3C○OH水溶液から成る腐食液
中で行うシェルタイブ試験法が、多数の現場実績との対
比による研究の積み重ねの結果開発されており、この試
験によって測定される5SCC限界応力値(Sc値)が
、式、 Sc〉(SMYSlo、’75)XIO−’〔但し、S
MYSは「規格最小降伏強さ」を]を満足すれば割れの
発生が無いとされているけれども、従来の低コスト型低
合金高強度鋼にはこのような厳しい基準を満足するもの
がなかったのである。
なお、シェルタイブ試験法とは、第1図に示されるよう
に長さ方向の中央部にキリ孔を設けた試験片〕に、第2
図に示すような3点支持曲げにてその中央部に応力を付
加し々から腐食液中に浸漬し、割れ率が50%となる見
掛けの応力を測定して、これをSc値とするものである
。第2図にて符号2で示されるものは直径、4Bのガラ
ス丸棒、符号3で示されるものは荷重(応力)を付加す
るだめのボルトである。
また、こうした材料自身の改良のほか、鋼材をコーティ
ングしたシ、腐食環境中にインヒビターを注入する等の
方法も試みられているが、いずれも十分な効果を期待で
きるものではなかった。
本発明者等は、上述のような観点から、Sc値が、式、 sc〉(sMys1075)xlo−’を満たすととも
に、降伏強さが’70 kgf/md以上の高強度を有
し、サワー環境下で使用される油井管としても十分に満
足できる性能を持つ低コスト鋼材−を実現すべく研究を
行った結果、以下(a)〜(h)に示されるような知見
を得るに至ったのである。即ち、 (a) 前述したような所定のSc値を満たし、かつ降
伏強さ: 70 kgf/m+a以上の高強度を実現す
るには、鋼材組織を極微細な焼戻し低温変態組織、即ち
、極微細焼戻しマルテンサイト組織或いは極微細焼戻し
マルテンサイトと極微細焼戻し低温ベイナイトとの混合
組織とするのが有効であること、(b) 該極微細焼戻
し低温変態組織を得るには、焼戻し前の低温変態組織が
極微細でなければならず、また、極微細な低温変態組織
は、焼入れ前の組織がマルテンサイト組織或いはマルテ
ンサイトと低温ベイナイトとの混合組織、それも該マル
テンサイトや低温ベイナイトのラス(tath)の崩れ
が小さい細粒組織でないと実現されないこと、(c)鋼
材組織の結晶粒微細化のためには、誘導加熱法等の急速
加熱手段を用いて1回以上の焼入れを施すのが有効であ
るとの報告はあるが、鋼を特定の成分組成に構成すれば
、熱間加工の後で直接焼入れを行い、次いでAc3変態
点以上オーステナイト結晶粒粗大化開始温度以下の温度
域に加熱してから焼入れる処理を1回以上繰シ返すこと
で、焼入れ処理の際の加熱速度が例え電気炉加熱におけ
る如き1℃/秒以下程度のゆっくりとしだものであった
としても、十分に細粒の低温変態組織を得ることができ
ること、 (d) 上述のように、直接焼入れと、ゆっくりとした
加熱速度での1回以上の焼入れとによって鋼の細粒化を
実現するには、鋼の組成を、特に0.15チ以上のC成
分と0.011以上のNb成分とを同時に含有するもの
とし、かつ鍍鋼の直接焼入れに先立って実施する熱間加
工を2段階に分け、オーステナイト域で先ず第1次の熱
間加工を行い、その後変態を完了させ、次いで細粒オー
ステナイト域(オーステナイト粒が粗大化しない温度領
域:即ち、AC3変態点〜[Ac3変態点+200℃]
の温度域)に再加熱して第2次の熱間加工を行い、この
第2次熱間加工後にオーステナイト状態から直接焼入れ
するのが効果的であること、 (e) オーステナイト結晶粒を細粒とするためには、
T1やZrで固定されないNを残す必要があシ、それ故
、T1及びZrの添加量が、式、Ti(%) −1−1
/2 Zr(%) 〈3.5 X N (aAを満足す
るように調整する必要のあること、(f) 更に、鋼中
の不可避不純物であるP及びSの含有量を特定値以下に
抑え、かつ(Si +Mn )量、特にMn含有量をも
特定値以下に制限すると、その耐5SCC性が一層向上
すること、 (g) 鋼中に、Cu及びVの1種以上を更に含有せし
めると、鋼の1IFIS S CC性及び強度が一段と
向上し、捷たCa及び希土類元素の1種以上を添加含有
せしめても、鋼中の介在物が球状化されるとともに鋼の
清浄化がなされて耐5SCC性の改善が外されること。
また、微量のBを添加含有せしめても、鋼の強度、耐5
SCC性及び靭性がよシ改善されること、 (h) 直接焼入れ処理後及び繰り返し焼入れ処理後の
いずれか、或いはいずれもの処理の後、次の焼入れに際
しての加熱の前に、置き割れ等を防止する目的で焼戻し
処理(以降、本処理をラフテンパーと称す)を行うと熱
処理作業の安定化を図ることができるが、この場合、得
られる鋼の結晶粒な細粒とするため((は、ラフテンパ
ー条件として、Am = T (A2+log t )
なる式で計算される焼戻しパラメータA、の値がA1<
190X 10 を満足するような条件を選ぶ必要があること。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 C:0.15〜0.45%、Si:0.80%以下。
Mn:0.01%以上0.30%未満。
Cr: 0.2 0〜1.5 0 %。
MO及びWの1種又は2種°1\40±l/2 Wで0
.05〜0.80 係。
Nb:0.01〜0.10 %。
Ti及びZrの1種又は2種: Ti+1/2 Zrで
0005〜0.050チ。
Ae:0.01〜0.10 係 を含有するとともに、式、 Ti(%) + 1/2 Zr (%) (3,5X 
N (%)を満足し、必要により更に、 第1区分・・・ Cu: 0.05〜0.50 %。
V:0.01〜0.10チ。
第2区分 Ca 0OO1〜0030%。
希土類元素:0O01〜0.050チ。
第3区分・・ B:0.0005〜0.0050チ。
のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避不純物 残り。
から成る成分組成で、かつ不純物中のP及びSの含有量
がそれぞれ、 p:o、oi%以下、S:0.010%以下。
である鋼を、オーステナイト化されている状態で第1次
熱間加工した後、一旦冷却して変態を完了させ、その後
Ac3変態点〜(Ac3変態点+200℃〕の温度域に
再加熱して第2次熱間加工を行い、続いてオーステナイ
ト状態からその′!E、ま直接焼入れし、次いで、これ
をAc3変態点〜[Ac3変態点→−200℃〕の温度
域に加熱してから焼入れる処理を更に1回以上繰り返す
か、或いは、ACI変態点以下の温度で、か、つ、 A4 = T (A、z+Iog t )なる式で計算
される焼戻しパラメータA1の値がA1<19.OX 
10 を満足するように設定したラフテンパーと、Ac3変態
点〜[: 、AC3変態点+200℃〕の温度域に加熱
してから焼入れする処理とをこの順序で1回以上繰り返
す処理を行い、その後頁にAct変態点以下の温度で焼
戻し処理することによって、耐5SCC性に優れ、かつ
70 k17f/m41000伏強さを有する鋼を得る
点に特徴を有するものである。
なお、この発明の方法において、第1次熱間加工後に一
旦冷却して変態を完了させ、その後AC3変態点以上に
再加熱して第2次熱間加工を行う理由は、変態をくぐら
せることによる組織の細粒化を狙うことにある。
そして、第2次熱間加工後に直接焼入れを行うのは、第
2次熱間加工後大気冷却によって室温まで冷却すると、
次の焼入れ加熱の際の前組織がフェライトやパーライト
、或いは高温ベイナイトといった高温変態組織となり、
こうした前組織では、次に焼入れ処理を施しても細粒化
がなされないからである。
更に、この発明の方法において、ゆっくりとした加熱速
度での焼入れ処理を2回以上練シ返す場合には、2回目
以降のn回目の焼入れに際しぞのオーステナイト化加熱
温度は、(n−1)回目の焼入れの際のオーステナイト
化加熱温度以下であるのが好ましく、このようにするこ
とによって、鋼の組織は一層細粒でかつ整粒となり、1
=lsscc性が改善されることとなる。
つまり、この発明は、 [特定量のC成分とNt)成分とを同時に含有し、かつ
T1やZrで固定されないNが残留する鋼においては、
熱間加工工程を2段階に分けて実施し、先ず第1次熱間
加工を行った後、一旦変態を完了させ、しかる後に細粒
オーステナイト域に再加熱して第2次熱間加工を行い、
続いてオーステナイト状態から直ちに直接焼入れすれば
、その後、Ac3変態点以上オーステナイト結晶粒粗大
化開始温度以下の温度に加熱後焼入れるという処理によ
って非常に細粒化した鋼材組織が得られる。しかもこの
ような細粒化は、電気炉加熱のようにゆっくりとした加
熱速度での焼入れ加熱によっても十分に4幸箭で衣スー
従って と引ルAc1勿能占しJ下の温度で焼戻しすれ
ば、該細粒組織は非常に微細な焼戻し低温変態組織とな
って、十分な強度と優れた耐5SCC性とを兼備する鋼
材が得られる。」との技術的事項を骨子としたものであ
る。
もちろん、直接焼入れ後の焼入れに際して急速加熱を採
用すれば、より一層の細粒組織を得ることができるが、
このような急速加熱を施さなくても所望の細粒化は十分
に達成することができるのである。
次に、この発明の方法において、鋼の化学成分組成、及
び圧延・熱処理条件を前記の如くに数値限定した理由を
説明する。
A 鋼の化学成分組成 ■ C C成分は、鋼の焼入れ性増加、強度増加に加えて細粒化
のために必須の元素であるが、その含有量が0.15%
を下回ると強度低下及び焼入れ性力化を来たし、従って
所望強度に対して低温での焼戻しを余儀なくされる上、
特に、直接焼入れ処理後の焼入れのだめの加熱速度がゆ
っくりと1〜だイ)のである場合には繰り返し焼入れ処
理を行っても細粒化が達成できず、5SCC感受性が大
となる。
一方、045%を越えてCを含有させると、焼入れ時の
焼割れ感受性が増大し、また靭性劣化をも招くことから
、C含有量を0.15〜0.45 %と定めた。
■ 5i S1成分は鋼の脱酸剤として有効な元素であるが、その
含有量が0.80 %を越えると靭性劣化を招くように
な如、また5SCC感受性を増大させることともなるの
で、S1含有量は0.80%以下と定めた。
なお、耐5SCC性を一層向上させるためには、PやS
、或いはMnの低減とともに(Si−1−Mn)の値を
0.164未満とすることが好ましい。
■ Mn Mn成分には、PやSの粒界偏析を助長して高強度材の
削S S CC性を劣化させる作用があり、この作用は
Mn含有量:0.30%以上で顕著に現われる傾向にあ
る。なお、高強度材においては、PやSの量をできるだ
け低減し、かつ(Si−4−Mn)の値を016ヂ未満
と可能な限り低減することが5SCCを防止する上で有
効であるが、Mn含有量を001チ未満とすることは鋼
の製造上極めて困難であシ、コスト上昇を招くことから
、Mn含有量を0.01%以上0.30%未満と定めた
。
■ Cr Cr成分には、鋼の焼入れ性2強度、及び焼戻し軟化抵
抗性を増大させる作用があり、高強度化のだめに極めて
有効であるほか、5SCC抵抗性改善作用もあるが、そ
の含有量が020%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1.50%を越えて含有させると
靭性の劣化及び焼割れ感受性の増大を来たすことから、
Cr含有量を0.20〜150チと定めた。
■ Mo、及びW MO及びW成分には、いずれも焼入れ性9強度及び焼戻
し軟化抵抗性を増大させ、また靭性な改善するという均
等な作用があシ、更に焼戻し過程での不純物の粒界偏析
を抑えて耐5SCC性を向上させる作用をも有している
が、WはMoに対して原子量が約2倍であり、効果の点
ではMOC含有量Wの半分でほぼ均等となるものである
。そして、M。
−4−1/2 Wの値が0.05%未満では前記作用に
所望の効果が得られず、また、Mo+1/2 Wで0.
80チを越えてMO及びWの1種以上を含有させても前
記効果が飽和してしまう上、Mo及びWは非常に高価な
元素でもあることから、Mo及びWの1種又は2種の含
有量を[: Mo+ 1/2 W :]量で005〜0
.80チと定めた。
■ Nb Nb成分は、鋼の強度増加、焼戻し軟化抵抗の増大、耐
5SCC性の向上に加えて、細粒化のだめに必須の元素
であるが、その含有量が0.01%未満では、直接焼入
れした後、特にゆつく如とした加熱速度であると1回以
上の繰り返し焼入れ処理を行っても所望の細粒化が達成
できず、一方0.10チを越えて含有させても前記効果
が飽和してしまい、寸だ靭性の劣化をも招くことになる
ので、Nb含有量を0.01〜010%と定めた。
@T1.及びZr T1及びZrは、いずれも結晶粒の成長を抑えて強度を
高めるのに有効な成分であり、またそれらには耐5SC
C性を向上させるという均等な作用があるが、ZrはT
1に対して原子量が約2倍であり、効果の点ではTi含
有量がZrの半分でほぼ均等となるものである。そして
、Ti+1/2 Zrの値がO,OO5チ未満では前記
作用に所望の効果が得られず、他方Ti+1/2 Zr
の値で0.050%を越えてT1及びZrの1種以上を
含有させると靭性の劣化を来たすようになることから、
T1及びZrの1種又は2種の含有量を[Ti−1−1
/2 Zr〕量でO,OO5〜0.050%と定めた。
まだ、CTi S) +1/2 Zr (%) )の値
が[3,5X N(%))の値以上であると、化学量論
的にT1とZrとでNがほぼ固定されてしまって所望の
組粒組織を得ることができなくなるので、 Ti (%)’+ 1/2 Zr (%)(3,5x 
N (%)なる制限を設けた。
■ AA AQ酸成分、鋼の脱酸の安定化、均質化及び細粒化を図
るために添加するものであるが、その含有量がO,O]
、 1%満では前記作用に所望の効果が得られず、他方
010襲を越えて含有させると脱酸効果は飽和してしま
い、また介在物増大による一疵の発生や靭性の劣化をも
招くことから、AQ含有量を0.01−0..10%と
定めた。
■ Cu、及び■ これらの成分には、それぞれ鋼の強度及び耐5SCC性
を向上させる作用があるので、必要に応じて1種以上添
加含有させるのが有効であるが、Cu含有量が005%
未満、そしてV含有量が0.01チ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、Cuが050チ
を越えて含有されると熱間加工性が劣化し、またVが0
10チを越えて含有されると靭性が劣化することとなる
ので、Cu含有量を0.05〜0.50 %、 V含有
量を0.01〜0.10チとそれぞれ定めた。
■ Ca、及び希土類元素 Ca及び希土類元素(REM)は、いずれも鋼中介在物
を球状化するとともに鋼を清浄化して5SCC感受性を
低減する作用があるので必要に応じて1種以上添加含有
させるものであるが、いずれもその含有量がO,001
4未満では前記作用に所望の効果が得られず、他方、C
aがo、 o 30 %を、希土類元素が0.050%
をそれぞれ越えて含有されると、その添加効果が飽和す
るのみならず、それらの酸化物等の非金属介在物が増加
して鋼の清浄性が低下し、5scc感受性をかえって高
めることとなるので、Ca含有量を0001〜0030
チ、希土類元素含有量を0.001−0.050 %と
それぞれ定めた。
■ B B成分は微量の添加で焼入れ性を向上させ、強度、靭性
、耐SS・CC性を改善する作用を有しているので、こ
れらの特性をより向上させる必要がある場合に添加・含
有せしめられるものであるが、その含有量が0.000
5%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0.0050%を越えて含有させてもそれ以上の
向上効果が認められす、逆に靭性劣化を招く場合も生ず
ることから、S含有量は040005〜O,OO50%
と定めた。
の P、及びS 降伏強さが70 kgf/maを越える高強度鋼におい
ては、鋼の靭性向上を図り、また耐5SCC性向上のた
めには、不純物であるP及びS量を可及的に少なくする
のが望捷しいが、鋼の製造コストとのバランスを考慮し
て、P及びS含有量の上限をそれぞれ0.010%と定
めた。
B、圧延、及び熱処理条件 こ1の発明は、以上のように構成された鋼を溶製した後
、厚板、形鋼、鋼管等に熱間で加工するが、この際、オ
ーステナイト粒を細粒化するために熱間加工工程を、第
1次熱間加工と、その後一旦冷却して変態を完了させて
から再度細粒オーステナイト域に加熱して行う第2次熱
間加工との2段階に分けて行う。
そして、第2次熱間加工後、直ちにオーステナイト状態
から適当な冷却媒体で直接焼入れすると微細な低温変態
組織が得られるのである。このことは、直接焼入れに際
しての焼割れ感受性の低減に有効であるという2次的効
果をも生ずるが、その第1義とするところは、電気炉加
熱のようなゆつくpとした加熱速度であったとしても、
続いて細粒オーステナイト域に加熱後焼入れる処理を1
回以上行うのみで鋼の細粒化を達成できるような下地を
作る点にある。
即ち、直接焼入れ処理後に行う焼入れに際しての前組織
が微細な低温変態組織であれば、それもラスの崩れの小
さい細粒組織であれば、次の焼入れによって極めて微細
な組織を得ることができるのである。従って、直接焼入
れで微細な低温変態組織が得られるように細粒オーステ
ナイト域に再加熱して第2次熱間加工を施すことは、本
発明方法の大きな特徴の1つである。
■ 第2次熱間加工に先立つ再加熱温度第2次熱間加工
を施す際の温度がAc3変態点未満であるとオーステナ
イト域での圧延ができず、〒方、(Ac3変態点+20
0℃〕を越えた温度であるとオーステナイト結晶粒が粗
大化してしまい、いずれにしても、その後の処理によっ
て極微細々焼戻し低温変態組織を得ることができなくな
るととから、第2次熱間加工に先立つ再加熱温度をAC
3変態点〜[Ac3変態点+200℃〕と定めた。
■ 直接焼入れの後に行う焼入れの際の加熱温度 直接焼入れ処理に続く繰り返しの焼入れは、直接焼入れ
材又は直接焼入れ後のラフテンパー材をAc3変態点〜
[−Ac3変態点+200℃〕の温度に加熱して組織を
完全にオーステナイト化した後、適当な冷却媒体によっ
て急冷することで実施するが、その際の加熱温度がAC
3変態点未満であると当然のことながらオーステナイト
化が達成できず、一方、(Ac3変態点+200℃〕を
越えて加熱するとオーステナイト結晶粒が粗大化してし
まってその後の処理によっても所望の極微細な焼戻し低
温変態組織が得られなくなる。従って、直接焼入れ処理
に続く再度の焼入れ処理の加熱温度なAc3変態点〜C
Ac3変態点+200℃〕と定めた。
なお、前述したように、2回目以降の焼入れ時の加熱は
、前回のそれの温度よシも低くすることが好ましく、こ
れによって一層の細粒かつ整粒組織が実現され、鋼材性
能を向上することができる。
■ ラフテンパーの条件 直接焼入れをも含めて(m−1)回目の焼入れの後(但
し、mは2以上の整数)、次のm回目の焼入れ処理に先
立ってラフテンパーを実施することは、置き割れ等を防
止する上で好ましいことであるが、前述したような式で
計算される焼戻しパラメータAlのr直が[19,0X
工03〕を越えるようなラフテンパーでは、低温変態に
よって生じたマルテンサイトや低温ベイナイトのラスの
崩れが大きくなり、また再結晶化してし丑うこととなっ
て、次の焼入れ処理で微細粒を得られなくなる。従って
、マルテンサイトや低温ベイナイト等の低温変態組織の
ラスの崩れを小さく抑えて次の焼入れ処理で微細粒を得
るために、前記焼戻しパラメータA1が Al<19.OX 10 を満足する値となるようにラフテンパーの条件を限定し
た。
■ 最終の焼戻し処理温度 上述のような焼入れ処理によって得た微細な低温変態組
織を、次にAc1変態点以下の温度で焼戻し処理すると
、鏑に所望の強度と耐5SCC性が付与されることとな
る。即ち、Act変態点以下の温度で焼戻すことによっ
てはじめて、それぞれの用途に適した7 0 kgf7
.4以上の降伏強さと耐5SCC性の優れた鋼を得るこ
とができるのである。
なお、焼戻し温度に格別な下限を設ける必要はないが、
高温の焼戻し処理が、焼入れによって生成したマルテン
サイトや低温ベイナイトの内部応力を除去し、かつセメ
ンタイトを球状化して鋼材性能の向上をもたらすことか
らみて、望ましくは650℃以上の温度で焼戻すのが良
い。
この場合、焼戻し温度がAct変態点を越えると鋼材強
度が大幅に変動し、耐5SCC性も劣化することから、
該温度をAct変態点以下と定めた。
次に、この発明を実施例によって比較例と封止しながら
具体的に説明する。
実施例 1 まず、第1表に示す如き成分組成の鋼A−Yを通常の方
法によって溶製した。
次に、これらの鋼片を1200℃に均熱した後、第2表
に示される条件にて熱間圧延及び熱処理を行った。
このようにして得られた鋼板について、強度及び耐5S
CC性を測定し、その結果も第2表に併せて示した。
なお、耐5SCC性については、前述したように、各鋼
板から第1図に示しだような試験片1を切シ出し、第2
図に示したような治具にて応力を付加しながら、液温:
20℃の1(2Sを飽和させた05%CH3CO0H溶
液中に2o日間浸漬してSc値を測定し、その値で示し
だ。
まだ、第2表における比較法Aとは、1200℃に鋼片
を均熱した後、第1次の熱間圧延で最終製品の寸法に仕
上げを行い、それを室温まで空冷しだ後、焼入れ・焼戻
し処理するものであシ、本発明法とは、1200℃に均
熱してオーステナイト域で第1次の熱間圧延を行った後
、一旦変態の終了する温度以下に冷却し、その後細粒オ
ーステナイト域に再加熱して第2次の熱間圧延を行い、
最終寸法に仕上げ、その後オーステナイト状態から直接
焼入れし、更に焼入れ・焼戻し処理を行うものである。
第2表に示される結果からは、本発明の方法によれば、
高強度にもかかわらず耐5SCC性に優れた鋼材を安定
して得られることが明白である。
実施例 2 前記第1表中の本発明対象鋼Aを1250℃に均熱後、
オーステナイト域で第1次の熱間圧延を施し、それを第
3表に示す種々の温度にまで冷却した後、細粒オーステ
ナイト域である950℃に再加熱して第2次の熱間圧延
を行い、最終製品寸法に仕上げ、続いてオーステナイト
域である8’70℃から直接焼入れし、更に焼入れ・焼
戻し処理を行い、得られた鋼材の強度及び耐5SCC性
を測定した。なお、耐5SCC性は実施例1と同様の試
験条件にてSc値をめて測定した。
第3表に示される結果からも、本発明の方法によれば強
度及び耐5SCC性の優れた鋼材を得られることが明ら
かであり、熱処理条件が本発明の範囲から外れると耐5
SCC性の劣った鋼材しか得られないことも明白である
。
実施例 3 前記第1表中の本発明対象鋼Kを1220℃に均熱後、
オーステナイト域で第1次の熱間圧延を行い、続いて一
旦450’C4lで冷却して変態を終了させてから、第
4表に示すように980℃又は1120℃に再加熱して
第2次熱間圧延を行って最終製品寸法に仕上げ、次いで
第4表に示す温度から直接焼入れし、その後頁に第4表
に示す条件にて焼入れ・焼戻し処理して強度及び耐5S
CC性を測定した。なお、耐5scc性は実施例1と同
様の試験条件にてSc値をめて測定した。
このようにして得られた結果を、第4表に併せて示した
。
第4表に示される結果からも、本発明方法によれば、強
度及び1制5SCC性の侵れた鋼材を得られることが明
白である。
実施例 4 前記第1表中の本発明対象鋼Cを1230℃に均熱後、
オルステナイト域で第1次の熱間圧延を・行い、続いて
一旦370’Cまで冷却して変態を終了させてから、1
000℃に再加熱して第2次熱間圧延を行って最終製品
寸法に仕上げ、次いで第5表に示す温度から直接焼入れ
し、その後頁に第5表に示す条件にて焼入れ・焼戻し処
理して、強度及びt#fSSCC性を測定し、その結果
を第5表に併せて示した。なお、附5SCC性は実施例
1と同様の試験条件にてSc値をめて測定した。
第5表に示される結果からも、本発明の方法によって強
度及び耐5SCC性の優れた鋼材を得られることが明白
である。
実施例 5 前記第1表中の本発明対象鋼Cを1220℃に均熱した
後、第6表に示しだ処理条件にて板材を製造し、得られ
た板材についてオーステナイト粒度番号(ASTM扁)
を測定した。
(注)※印は、本発明の条件から外れていることを示す
。
第6表 なお、第6表における処理条件は、それぞれ、■ オー
ステナイト域での第1次の熱間圧延で最終製品の寸法に
仕上げ、それを室温まで空冷し、その後920℃に0,
75℃/秒の加熱速度で加熱して焼入れ処理を行う、 ■ オーステナイト域で第1次の熱間圧延を行ってから
室温まで空冷し、更にそれを950℃に再加熱して第2
次熱間圧延を行い、最終製品寸法にまで仕上げ、続いて
870℃から直接焼入れを行い、更に920℃にO,’
75℃/秒の加熱速度で加熱して焼入れ処理を行う、 というものであった。
第、5表に示される結果からも、本発明の条件を満たす
処理によって細粒組織の得られることが明らかである。
実施例 6 前記第1表中の本発明対象鋼Pを1200℃に均熱した
後、オーステナイト域で第1次の熱間圧延を行い、続い
て一旦400℃まで冷却して変態を終了させ、その後9
50℃に再加熱してから第2次熱間圧延を行って最終製
品寸法に仕上げだ。
そして、引続いて870℃から直接焼入れを行い、続い
て第7表に示す条件にてラフテンパー処理を実施してか
ら、焼入れ・焼戻し処理を施した。
このようにして得られた製品の強度及び耐5SCC性を
測定し、その結果を第7表に併記した。
なお、耐5SCC性は実施例1と同様の試験条件にてS
c値をめて測定した。
第7表に示される結果からは、直接焼入れの後に行う焼
入れ処理に際して、焼戻しパラメータA1が、 A1く190×103 を満足する条件のラフテンパー処理を施して置き割れ防
止等の対策を行っても、強度及び耐5SCC性に何ら悪
影響が及ぼされず、優れた特骨を有する鋼材が得られる
ことが明らかである。
上述のように、この発明は、直接焼入れ処理と通常の再
加熱焼入れ処理を組合せて細粒組織を得、優れた強度と
耐5SCC性を有する鋼を実現するものであって、この
発明によれば、サワー環境下に存在する深井戸用油井管
等として優れた性能を発揮する高強度鋼を、容易に安定
して、かつ低コストで製造することが可能となるなど、
産業上有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図はシェルタイブ腐食試験片の例を示すもので、第
1図(a)はその正面図、第1図(b)はその側面図で
あり、第2図はシェルタイブ腐食試験において試験片を
支持治具で支持した状態を示す概略模式図である。 図面において、 1・・試験片、 2・・・ガラス丸棒、3・・・応力性
別ボルト。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1) 和 夫 ほか1゛名禁 1 図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 重量割合で、 C:0.15〜0.45%。 Si、:0.80%以下。 Mn:0.01%以上0.30%未満。 Cr: 0.20−1.50 %。 MO及びWの1種又は2種。 Mo+1/2Wで0.05〜0.80%。 Nb: 0.01−0.10チ。 T1及びZrの1種又は2種。 Ti +1 /2 Zrで0.005〜0.050%。 AQ : 0.01〜0.10% を含有するとともに、式、 Ti(%) + 1/2 Zr(%) (3,5X N
     (%)を満足し、必要により更に、 第1区分・・・ Cu: 0.05〜0.50%。 V : 0.01〜0.10%。 第2区分・・・ Ca二〇、001〜0.030%。 希土類元素: 0.001−0.050 %。 第3区分・・・ B : 0.0005〜0.0050%。 のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避不純物 残シ。 から成る成分組成で、かつ不純物中のP及びSの含有量
    がそれぞれ、 P:0.010%以下。 S:0.010%以下。 である鋼を、オーステナイト化されている状態で第1次
    熱間加工した後、一旦冷却して変態を完了させ、その後
    AC3変態点〜(AC3変態点+200℃〕の温度域に
    再加熱して第2次熱間加工を行い、続いてオーステナイ
    ト状態からそのまま直接焼入れし、次いで、これをAC
    3変態点〜[Ac3変態点+200℃〕の温度域に加熱
    してから焼入れする処理を更に1回以上繰り返し、その
    後Act変態点以下の温度で焼戻し処理することを特徴
    とする耐硫化物割れ性の優れた鋼の製造方法。
  2. (2)重量割合で、 C:0.1!5〜0.45%。 Sj、:0.80%以下。 Mn:0.01%以上0.304未満。 Cr: 0.20〜1.50%。 Mo及びWの1種又は2種。 Mo+1/2 Wで0.05〜0.80%。 Nb:0.01〜0.10%。 T]及びZrの1種又は2種: Ti −) 1/2 Zrで0OO5〜○050%。 Ae : 0.01〜0.10% を含有するとともに、式、 Ti (@−4−1/2 Zr(%l) (3,5X 
    N ([を満足し、必要により更に、 第1区分・・・ Cu: 0.0 5〜0.5 0 %。 V : 0.0 1〜0.1 0 %。 第2区分・・ Ca: 0.001 NO,030%。 希土類元素:O,001〜0050%。 第3区分・・・ B:0.0005〜0.0050%。 のうちの1種以上をも含み、 Fe及び不可避不純物:残如。 から成る成分組成で、かつ不純物中のP及びSの含有量
    がそれぞれ、 P:0.010チ以下。 S:0,010%以下。 である鋼を、オーステナイト化されている状態で第1次
    熱間加工した後、一旦冷却して変態を完了させ、その後
    AC3変態点〜CAC3変態点+200℃〕の温度域に
    再加熱して第2次熱間加工を行い、続いてオーステナイ
    ト状態からそのまま直接焼入れし、次いで、ACI変態
    点以下の温度で、かつ、A1− T (A2+log 
    t ) なる式で計算される焼戻しパラメータA1の値がAI<
    19.OX 10 を満足するように設定した焼戻しと、A、c3変態点〜
    (AC3変態点+200℃〕の温度域に加熱してから焼
    入れする処理。とをこの順序で1回以上繰り返して行い
    、そ党後頁にA(4変態点以下の温度で焼戻し処理する
    ことを特徴とする耐硫化物割れ性の優れた鋼の製造方法
    。
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6411111U (ja) * 1987-07-07 1989-01-20
US5938865A (en) * 1995-05-15 1999-08-17 Sumitomo Metal Industries, Ltc. Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance
JP2002339038A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Nkk Corp 破壊靭性および耐硫化物応力腐食割れ性に優れた低合金高強度鋼およびこの鋼からなる鋼管の製造方法
WO2006100891A1 (ja) * 2005-03-24 2006-09-28 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 耐硫化物応力割れ性に優れた油井管用鋼および油井用継目無鋼管の製造方法
US7862667B2 (en) * 2007-07-06 2011-01-04 Tenaris Connections Limited Steels for sour service environments
US8002910B2 (en) 2003-04-25 2011-08-23 Tubos De Acero De Mexico S.A. Seamless steel tube which is intended to be used as a guide pipe and production method thereof
US8007603B2 (en) 2005-08-04 2011-08-30 Tenaris Connections Limited High-strength steel for seamless, weldable steel pipes
JP2011179122A (ja) * 2011-03-07 2011-09-15 Jfe Steel Corp 低温靭性に優れた耐摩耗鋼板
US8221562B2 (en) 2008-11-25 2012-07-17 Maverick Tube, Llc Compact strip or thin slab processing of boron/titanium steels
US8328960B2 (en) 2007-11-19 2012-12-11 Tenaris Connections Limited High strength bainitic steel for OCTG applications
US8414715B2 (en) 2011-02-18 2013-04-09 Siderca S.A.I.C. Method of making ultra high strength steel having good toughness
US8926771B2 (en) 2006-06-29 2015-01-06 Tenaris Connections Limited Seamless precision steel tubes with improved isotropic toughness at low temperature for hydraulic cylinders and process for obtaining the same
US9644248B2 (en) 2013-04-08 2017-05-09 Dalmine S.P.A. Heavy wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
US9657365B2 (en) 2013-04-08 2017-05-23 Dalmine S.P.A. High strength medium wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
US9803256B2 (en) 2013-03-14 2017-10-31 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
US9970242B2 (en) 2013-01-11 2018-05-15 Tenaris Connections B.V. Galling resistant drill pipe tool joint and corresponding drill pipe
US11105501B2 (en) 2013-06-25 2021-08-31 Tenaris Connections B.V. High-chromium heat-resistant steel
US11124852B2 (en) 2016-08-12 2021-09-21 Tenaris Coiled Tubes, Llc Method and system for manufacturing coiled tubing
US11952648B2 (en) 2011-01-25 2024-04-09 Tenaris Coiled Tubes, Llc Method of forming and heat treating coiled tubing
US12129533B2 (en) 2015-04-14 2024-10-29 Tenaris Connections B.V. Ultra-fine grained steels having corrosion- fatigue resistance

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6411111U (ja) * 1987-07-07 1989-01-20
US5938865A (en) * 1995-05-15 1999-08-17 Sumitomo Metal Industries, Ltc. Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance
JP2002339038A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Nkk Corp 破壊靭性および耐硫化物応力腐食割れ性に優れた低合金高強度鋼およびこの鋼からなる鋼管の製造方法
US8002910B2 (en) 2003-04-25 2011-08-23 Tubos De Acero De Mexico S.A. Seamless steel tube which is intended to be used as a guide pipe and production method thereof
WO2006100891A1 (ja) * 2005-03-24 2006-09-28 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 耐硫化物応力割れ性に優れた油井管用鋼および油井用継目無鋼管の製造方法
AU2006225855B2 (en) * 2005-03-24 2009-08-27 Nippon Steel Corporation Steel for oil well pipe having excellent sulfide stress cracking resistance and method for manufacturing seamless steel pipe for oil well
US8617462B2 (en) 2005-03-24 2013-12-31 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Steel for oil well pipe excellent in sulfide stress cracking resistance
US8007603B2 (en) 2005-08-04 2011-08-30 Tenaris Connections Limited High-strength steel for seamless, weldable steel pipes
US8926771B2 (en) 2006-06-29 2015-01-06 Tenaris Connections Limited Seamless precision steel tubes with improved isotropic toughness at low temperature for hydraulic cylinders and process for obtaining the same
US7862667B2 (en) * 2007-07-06 2011-01-04 Tenaris Connections Limited Steels for sour service environments
US8328958B2 (en) 2007-07-06 2012-12-11 Tenaris Connections Limited Steels for sour service environments
US8328960B2 (en) 2007-11-19 2012-12-11 Tenaris Connections Limited High strength bainitic steel for OCTG applications
US8221562B2 (en) 2008-11-25 2012-07-17 Maverick Tube, Llc Compact strip or thin slab processing of boron/titanium steels
US11952648B2 (en) 2011-01-25 2024-04-09 Tenaris Coiled Tubes, Llc Method of forming and heat treating coiled tubing
US8414715B2 (en) 2011-02-18 2013-04-09 Siderca S.A.I.C. Method of making ultra high strength steel having good toughness
JP2011179122A (ja) * 2011-03-07 2011-09-15 Jfe Steel Corp 低温靭性に優れた耐摩耗鋼板
US9970242B2 (en) 2013-01-11 2018-05-15 Tenaris Connections B.V. Galling resistant drill pipe tool joint and corresponding drill pipe
US9803256B2 (en) 2013-03-14 2017-10-31 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
US10378074B2 (en) 2013-03-14 2019-08-13 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
US10378075B2 (en) 2013-03-14 2019-08-13 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
US11377704B2 (en) 2013-03-14 2022-07-05 Tenaris Coiled Tubes, Llc High performance material for coiled tubing applications and the method of producing the same
US9644248B2 (en) 2013-04-08 2017-05-09 Dalmine S.P.A. Heavy wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
US9657365B2 (en) 2013-04-08 2017-05-23 Dalmine S.P.A. High strength medium wall quenched and tempered seamless steel pipes and related method for manufacturing said steel pipes
US11105501B2 (en) 2013-06-25 2021-08-31 Tenaris Connections B.V. High-chromium heat-resistant steel
US12129533B2 (en) 2015-04-14 2024-10-29 Tenaris Connections B.V. Ultra-fine grained steels having corrosion- fatigue resistance
US11124852B2 (en) 2016-08-12 2021-09-21 Tenaris Coiled Tubes, Llc Method and system for manufacturing coiled tubing

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