JPS6144131B2 - - Google Patents
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- JPS6144131B2 JPS6144131B2 JP56090605A JP9060581A JPS6144131B2 JP S6144131 B2 JPS6144131 B2 JP S6144131B2 JP 56090605 A JP56090605 A JP 56090605A JP 9060581 A JP9060581 A JP 9060581A JP S6144131 B2 JPS6144131 B2 JP S6144131B2
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- stress corrosion
- corrosion cracking
- alloy
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Description
この発明は、優れた耐応力腐食割れ性および熱
間加工性を有し、特に油井管の製造に用いるのに
適した合金に関するものである。 近年、エネルギー事情の悪化から、油井および
天然ガス井は深井戸化の傾向が著しく、かつ湿潤
な硫化水素をはじめ、炭酸ガスや塩化イオンなど
の腐食性成分を含有する苛酷な腐食環境下での石
油および天然ガスの採掘が予儀なくされつつあ
る。 このような厳しい環境下での石油および天然ガ
スの掘削に伴い、これに使用される油井管にも優
れた耐食性、特に耐応力腐食割れ性が要求される
ようになつてきている。 一方、油井管の一般的腐食対策として、インヒ
ビタと呼ばれる腐食抑制剤を投入する方法が知ら
れているが、この方法は、例えば海上油井などに
は有効に活用できない場合が多い。 かかる点から、最近では油井管の製造に、ステ
ンレス鋼はじめ、インコロイやハステロイ（いず
れも商品名）といつた高級な耐食性高合金鋼の採
用も検討されはじめているが、いまのところ、こ
れらの合金に関して、H2S−CO2−Cl-の油井環
境での腐食挙動についての詳細は十分に解明され
るに至つていないのが現状である。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、深井戸や苛酷な腐食環境、特にH2S−CO2−
Cl-の油井環境下での石油掘削に十分耐え得る高
強度とすぐれた耐応力腐食割れ性をもつた油井管
を得べく研究を行なつた結果、 (a) H2S−CO2−Cl-環境下における腐食の主た
るものは応力腐食割れであるが、この場合の応
力腐食割れ態様は、オーステナイトステンレス
鋼における一般的なそれとは挙動を全く異にす
るものであること。すなわち、一般の応力腐食
割れがCl-の存在と深く係わるものであるのに
対して、上記の油井環境によるものではCl-も
さることながら、それ以上にH2Sの影響が大き
いこと。 (b) 油井管として実用に供される鋼管は一般に、
強度上の必要から冷間加工が施されるが、冷間
加工は上記応力腐食割れに対する抵抗性を著し
く減少させること。 (c) H2S−CO2−Cl-環境での鋼の溶出速度（腐
食速度）は、Cr，Ni，Mo、およびＷの含有量
に依存し、これらの成分からなる表面皮膜によ
つて耐食性が保持され、かつこれらの成分は、
応力腐食割れに対してもその抵抗性を高め、特
にMoはCrに対し10倍の効果を、またMoはＷの
２倍の効果をもつており、したがつて、この
MoおよびＷが、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）≧110％， 7.5％≦Mo（％）＋１／２Ｗ（％）≦12％， の条件式を満足すると共に、Ni含有量を30〜
60％、Cr含有量を15〜35％とすると、冷間加
工材であつても、きわめて腐食性の強いH2S−
CO2−Cl-の油井環境下、特に200℃以上の悪環
境において、応力腐食割れに対して優れた抵抗
性を示す表面皮膜が得られること。 (d) Niについて表面皮膜に対する効果だけでな
く、組織的にも応力腐食割れ抵抗性を高める効
果があること。 (e) 不可避不純物としてのＳ含有量を0.0007％以
下に低減させると、合金の熱間加工性が著しく
改善されるようになること。 (f) 合金成分としてCu：２％以下およびCo：２
％以下のうちの１種または２種を含有させる
と、耐食性がさらに一段と改善されるようにな
ること。 (g) 合金成分として、希土類元素：0.10％以下、
Ｙ：0.20％以下、Mg：0.10％以下、Ti：0.5％
以下、およびCa：0.10％以下のうちの１種ま
たは２種以上を含有させると、熱間加工性がさ
らに一段と改善されるようになること。 以上(a)〜(g)に示される知見を得たのである。 したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
てなされたものであつて、Ｃ：0.1％以下、Si：
1.0％以下、Mn：2.0％以下、Ｐ：0.030％以下、
Ｓ：0.0007％以下、sol.Al：0.5％以下、Ni：30〜
60％、Cr：15〜35％を含有し、Mo：12％以下お
よびＷ：24％以下のうちの１種または２種を含有
し、さらに必要に応じてCu：２％以下、Co：２
％以下、希土類元素：0.10％以下、Ｙ：0.20％以
下、Mg：0.10％以下、Ti：0.5％以下、および
Ca：0.10％以下のうちの１種または２種以上を
含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成
（以上重量％、以下％の表示はすべて重量％を表
わす）を有すると共に、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W％≧110％， 7.5％≦Mo％＋１／２Ｗ（％）＜12％， の条件式を満足し、しかも優れた耐応力腐食割れ
性と熱間加工性を有し、特に200℃以上のきわめ
て腐食性の強いH2S−CO2−Cl-の油井環境下で
使用される油井管の製造に用いるのに適した合金
に特徴を有するものである。 つぎに、この発明の合金において、成分組成範
囲を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) Ｃ その含有量が0.10％を越えると、粒界応力腐
食割れが生じやすくなることから、その上限値
を0.10％と定めた。 (b) Si Siは脱酸成分として必要な成分であるが、そ
の含有量が1.0％を越えると、熱間加工性が劣
化するようになることから、その上限値を1.0
％と定めた。 (c) Mn Mn成分にはSiと同様に脱酸作用があり、し
かもこの成分は応力腐食割れ性にほとんど影響
を及ぼさない成分であることから、その上限値
を高めの2.0％と定めた。 (d) Ｐ 不可避不純物としてのＰ成分には、その含有
量が0.030％を越えると、応力腐食割れ感受性
を高める作用が現われるので、上限値を0.030
％と定めて応力腐食割れ感受性を低位の状態に
保持する必要がある。 (e) Ｓ 不可避不純物であるＳの含有量を0.0007％以
下に低減すると、熱間加工性が一段と向上する
ようになることから、Ｓ含有量の上限値を
0.0007％として、合金が優れた熱間加工性をも
つようにした。このことは、例えばＳ含有量を
種々変化させた25％Cr−50％Ni−10％Mo系合
金の鋼塊（単重：150Kg）から、熱間加工性を
評価する目的でしばしば採用されているねじり
試験用の試験片（平行部寸法：直径８mmφ×長
さ30mm）を採取し、この試験片を用いて、破断
に至るまでのねじり回数を測定した結果を示す
第１図によつても明らかである。すなわち、第
１図には、0.0007％のＳ含有量を境にして、こ
れより低いＳ含有量ではねじり回数が急激に増
大し、熱間加工性の著しく向上がはかられてい
ることが示されている。 (f) Al AlはSiおよびMnと同様に脱酸成分として有
効であり、sol.Al含有量で0.5％まで含有させ
ても合金の特性を何らそこなうものではないこ
とから、その含有量をsol.Al含有量で0.5％以
下と定めた。 (g) Ni Ni成分には合金の耐応力腐食割れ性を向上
させれ作用があるが、その含有量が30％未満で
は所望のすぐれた耐応力腐食割れ性を確保する
ことができず、一方60％を越えて含有させても
耐応力腐食割れ性にさらに一段の向上効果は現
われず、経済性をも考慮して、その含有量を30
〜60％と定めた。 (h) Cr Cr成分は、Ni，Mo、およびＷ成分との共存
において、耐応力腐食割れ性を著しく改善する
成分であるが、その含有量を15％未満としても
熱間加工性が改善されるようになるものでもな
く、逆に所望の耐応力腐食割れ性を確保するた
めには、MoやＷの含有量とそれだけ増加させ
なければならず、経済的に不利となることか
ら、その下限値を15％と定めた。一方、その含
有量が35％を越えると、いくらＳ含有量を低減
させても熱間加工性の劣化は避けることができ
ないことから、その上限値を35％と定めた。 (i) Moおよびｗ 上記のように、これらの成分には、Niおよ
びCrとの共存において耐応力腐食割れ性を改
善する均等的作用があるが、それぞれMo：12
％、およびＷ：24％を越えて含有させても、環
境温度が200℃以上のH2S−CO2−Cl-の腐食環
境でも、さらに一段の改善効果が現われず、経
済性を考慮して、それぞれの含有量の上限値
を、Mo：12％，Ｗ：24％と定めた。また、Mo
とＷの含有量に関して、条件式：Mo（％）＋１／２ Ｗ（％）で規定するのは、ＷがMoに対し原子
量が約２倍で、効果の点では約１／２で均等となる ことからで、この値が7.5％未満では特に200℃以
上の上記悪環境下で所望の耐応力腐食割れ性が得
られず、一方、この値を12％を越えて高くして
も、上記の通り実質的に不必要な量のMoおよび
Ｗの含有となり、経済的でなく、かかる
点から、Mo（％）＋１／２Ｗ（％）の値を7.5〜12％ と定めた。 (j) CuおよびCo これらの成分には合金の耐食性を向上させる
均等作用があり、かつCoには固溶強化する作
用があるので、特に一段とすぐれた耐食性が要
求される場合に必要に応じて含有されるが、
Cuは２％を越えて含有させると、熱間可加工
性が劣化するようになり、一方Coは２％を越
えて含有させてもより一層の改善効果は現われ
ないことから、その上限値をCu：２％，Co：
２％と定めた。 . 希土類元素，Ｙ，Mg，Ti、およびCa これらの成分には、熱間加工性をさらに改善
する均等的作用があるので、厳しい条件で熱間
加工が行なわれる場合に、必要に応じて含有さ
れるが、それぞれ希土類元素：0.10％，Ｙ：
0.20％，Mg：0.10％，Ti：0.5％、およびCa：
0.10％を越えて含有させても、熱間加工性に改
善効果は見られず、むしろ劣化現象さえ現われ
るようになることから、それぞれの含有量を、
希土類元素：0.10％以下、Ｙ：0.20％以下、
Mg：0.10％以下、Ti：0.5％以下、およびCa：
0.10％以下と定めた。 （ｌ） Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％） 第２図は厳しい腐食環境下での耐応力腐食割
れ性に関し、Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）
とNi（％）との関係を示したものである。す
なわち、Cr，Ni，Mo、およびＷの含有量を
種々変化させたCr−Ni−Mo系、Cr−Ni−Ｗ
系、およびCr−Ni−Mo−Ｗ系の鋼を溶製し、
鋳造し、鍜伸し、熱間圧延して板厚：７mmの板
材とし、ついでこの板材に、温度：1050℃に30
分保持後水冷の溶体処理を施した後、強度向上
の目的で加工率：30％の冷間加工を加え、この
結果得られた鋼板から圧延方向と直角に、厚
さ：２mm×幅：10mm×長さ：75mmの試験片を切
り出し、この試験片について、第３図に示す３
点支持ビーム冶具を用い、前記試験片Ｓに0.2
％耐力に相当する引張応力に付加した状態で、
10気圧のH2Sおよび10気圧のCO2でH2Sおよび
CO2を飽和させた20％NaCl溶液（温度：300
℃）中に1000時間浸漬の応力腐食割れ試験を行
ない、試験後、前記試験片における割れ発生の
有無を観察した。これらの結果に基き、発明者
等が独自に設定した条件式：Cr（％）＋10Mo
（％）＋5W（％）とNi含有量との間には、耐応
力腐食割れ性に関して、第２図に示される関係
があることが明確になつたのである。なお、第
２図において、〇印は割れ発生なし、×印は割
れ発生をそれぞれ示すものである。第２図に示
される結果から、Cr（％）＋10Mo（％）＋5W
（％）の値が110％未満にして、Ni含有量が30
％未満では所望のすぐれた耐応力腐食割れ性は
得られないことが明らかである。 なお、この発明の合金において、不可避不純物
としてＢ，Sn，Pb、およびZnをそれぞれ0.1％以
下の範囲で含有しても、この発明の合金の特性が
何らそこなわれるものではない。 つぎに、この発明の合金を実施例により比較例
および従来例と対比しながら説明する。 実施例 それぞれ第１表に示される成分組成をもつた溶
湯を通常の電気炉および脱硫の目的でAr−酸素
脱炭炉（AOD炉）を併用して溶製した後、直
径：500mmφのインゴツトに鋳造し、ついでこの
インゴツトに温度：1200℃で熱間鍜造を施して直
径：150mmφのビレツトを成形し、この場合熱間
加工性を評価する目的でビレツトに割れの発生が
あるか否かを観察し、引続いて前記ビレツトより
熱間押出加工により直径：60mmφ×肉厚：４mmの
素管を成形した後、さらにこれに抽伸加工にて22
％の冷間加工を施して直径：55mmφ×
間加工性を有し、特に油井管の製造に用いるのに
適した合金に関するものである。 近年、エネルギー事情の悪化から、油井および
天然ガス井は深井戸化の傾向が著しく、かつ湿潤
な硫化水素をはじめ、炭酸ガスや塩化イオンなど
の腐食性成分を含有する苛酷な腐食環境下での石
油および天然ガスの採掘が予儀なくされつつあ
る。 このような厳しい環境下での石油および天然ガ
スの掘削に伴い、これに使用される油井管にも優
れた耐食性、特に耐応力腐食割れ性が要求される
ようになつてきている。 一方、油井管の一般的腐食対策として、インヒ
ビタと呼ばれる腐食抑制剤を投入する方法が知ら
れているが、この方法は、例えば海上油井などに
は有効に活用できない場合が多い。 かかる点から、最近では油井管の製造に、ステ
ンレス鋼はじめ、インコロイやハステロイ（いず
れも商品名）といつた高級な耐食性高合金鋼の採
用も検討されはじめているが、いまのところ、こ
れらの合金に関して、H2S−CO2−Cl-の油井環
境での腐食挙動についての詳細は十分に解明され
るに至つていないのが現状である。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、深井戸や苛酷な腐食環境、特にH2S−CO2−
Cl-の油井環境下での石油掘削に十分耐え得る高
強度とすぐれた耐応力腐食割れ性をもつた油井管
を得べく研究を行なつた結果、 (a) H2S−CO2−Cl-環境下における腐食の主た
るものは応力腐食割れであるが、この場合の応
力腐食割れ態様は、オーステナイトステンレス
鋼における一般的なそれとは挙動を全く異にす
るものであること。すなわち、一般の応力腐食
割れがCl-の存在と深く係わるものであるのに
対して、上記の油井環境によるものではCl-も
さることながら、それ以上にH2Sの影響が大き
いこと。 (b) 油井管として実用に供される鋼管は一般に、
強度上の必要から冷間加工が施されるが、冷間
加工は上記応力腐食割れに対する抵抗性を著し
く減少させること。 (c) H2S−CO2−Cl-環境での鋼の溶出速度（腐
食速度）は、Cr，Ni，Mo、およびＷの含有量
に依存し、これらの成分からなる表面皮膜によ
つて耐食性が保持され、かつこれらの成分は、
応力腐食割れに対してもその抵抗性を高め、特
にMoはCrに対し10倍の効果を、またMoはＷの
２倍の効果をもつており、したがつて、この
MoおよびＷが、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）≧110％， 7.5％≦Mo（％）＋１／２Ｗ（％）≦12％， の条件式を満足すると共に、Ni含有量を30〜
60％、Cr含有量を15〜35％とすると、冷間加
工材であつても、きわめて腐食性の強いH2S−
CO2−Cl-の油井環境下、特に200℃以上の悪環
境において、応力腐食割れに対して優れた抵抗
性を示す表面皮膜が得られること。 (d) Niについて表面皮膜に対する効果だけでな
く、組織的にも応力腐食割れ抵抗性を高める効
果があること。 (e) 不可避不純物としてのＳ含有量を0.0007％以
下に低減させると、合金の熱間加工性が著しく
改善されるようになること。 (f) 合金成分としてCu：２％以下およびCo：２
％以下のうちの１種または２種を含有させる
と、耐食性がさらに一段と改善されるようにな
ること。 (g) 合金成分として、希土類元素：0.10％以下、
Ｙ：0.20％以下、Mg：0.10％以下、Ti：0.5％
以下、およびCa：0.10％以下のうちの１種ま
たは２種以上を含有させると、熱間加工性がさ
らに一段と改善されるようになること。 以上(a)〜(g)に示される知見を得たのである。 したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
てなされたものであつて、Ｃ：0.1％以下、Si：
1.0％以下、Mn：2.0％以下、Ｐ：0.030％以下、
Ｓ：0.0007％以下、sol.Al：0.5％以下、Ni：30〜
60％、Cr：15〜35％を含有し、Mo：12％以下お
よびＷ：24％以下のうちの１種または２種を含有
し、さらに必要に応じてCu：２％以下、Co：２
％以下、希土類元素：0.10％以下、Ｙ：0.20％以
下、Mg：0.10％以下、Ti：0.5％以下、および
Ca：0.10％以下のうちの１種または２種以上を
含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成
（以上重量％、以下％の表示はすべて重量％を表
わす）を有すると共に、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W％≧110％， 7.5％≦Mo％＋１／２Ｗ（％）＜12％， の条件式を満足し、しかも優れた耐応力腐食割れ
性と熱間加工性を有し、特に200℃以上のきわめ
て腐食性の強いH2S−CO2−Cl-の油井環境下で
使用される油井管の製造に用いるのに適した合金
に特徴を有するものである。 つぎに、この発明の合金において、成分組成範
囲を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) Ｃ その含有量が0.10％を越えると、粒界応力腐
食割れが生じやすくなることから、その上限値
を0.10％と定めた。 (b) Si Siは脱酸成分として必要な成分であるが、そ
の含有量が1.0％を越えると、熱間加工性が劣
化するようになることから、その上限値を1.0
％と定めた。 (c) Mn Mn成分にはSiと同様に脱酸作用があり、し
かもこの成分は応力腐食割れ性にほとんど影響
を及ぼさない成分であることから、その上限値
を高めの2.0％と定めた。 (d) Ｐ 不可避不純物としてのＰ成分には、その含有
量が0.030％を越えると、応力腐食割れ感受性
を高める作用が現われるので、上限値を0.030
％と定めて応力腐食割れ感受性を低位の状態に
保持する必要がある。 (e) Ｓ 不可避不純物であるＳの含有量を0.0007％以
下に低減すると、熱間加工性が一段と向上する
ようになることから、Ｓ含有量の上限値を
0.0007％として、合金が優れた熱間加工性をも
つようにした。このことは、例えばＳ含有量を
種々変化させた25％Cr−50％Ni−10％Mo系合
金の鋼塊（単重：150Kg）から、熱間加工性を
評価する目的でしばしば採用されているねじり
試験用の試験片（平行部寸法：直径８mmφ×長
さ30mm）を採取し、この試験片を用いて、破断
に至るまでのねじり回数を測定した結果を示す
第１図によつても明らかである。すなわち、第
１図には、0.0007％のＳ含有量を境にして、こ
れより低いＳ含有量ではねじり回数が急激に増
大し、熱間加工性の著しく向上がはかられてい
ることが示されている。 (f) Al AlはSiおよびMnと同様に脱酸成分として有
効であり、sol.Al含有量で0.5％まで含有させ
ても合金の特性を何らそこなうものではないこ
とから、その含有量をsol.Al含有量で0.5％以
下と定めた。 (g) Ni Ni成分には合金の耐応力腐食割れ性を向上
させれ作用があるが、その含有量が30％未満で
は所望のすぐれた耐応力腐食割れ性を確保する
ことができず、一方60％を越えて含有させても
耐応力腐食割れ性にさらに一段の向上効果は現
われず、経済性をも考慮して、その含有量を30
〜60％と定めた。 (h) Cr Cr成分は、Ni，Mo、およびＷ成分との共存
において、耐応力腐食割れ性を著しく改善する
成分であるが、その含有量を15％未満としても
熱間加工性が改善されるようになるものでもな
く、逆に所望の耐応力腐食割れ性を確保するた
めには、MoやＷの含有量とそれだけ増加させ
なければならず、経済的に不利となることか
ら、その下限値を15％と定めた。一方、その含
有量が35％を越えると、いくらＳ含有量を低減
させても熱間加工性の劣化は避けることができ
ないことから、その上限値を35％と定めた。 (i) Moおよびｗ 上記のように、これらの成分には、Niおよ
びCrとの共存において耐応力腐食割れ性を改
善する均等的作用があるが、それぞれMo：12
％、およびＷ：24％を越えて含有させても、環
境温度が200℃以上のH2S−CO2−Cl-の腐食環
境でも、さらに一段の改善効果が現われず、経
済性を考慮して、それぞれの含有量の上限値
を、Mo：12％，Ｗ：24％と定めた。また、Mo
とＷの含有量に関して、条件式：Mo（％）＋１／２ Ｗ（％）で規定するのは、ＷがMoに対し原子
量が約２倍で、効果の点では約１／２で均等となる ことからで、この値が7.5％未満では特に200℃以
上の上記悪環境下で所望の耐応力腐食割れ性が得
られず、一方、この値を12％を越えて高くして
も、上記の通り実質的に不必要な量のMoおよび
Ｗの含有となり、経済的でなく、かかる
点から、Mo（％）＋１／２Ｗ（％）の値を7.5〜12％ と定めた。 (j) CuおよびCo これらの成分には合金の耐食性を向上させる
均等作用があり、かつCoには固溶強化する作
用があるので、特に一段とすぐれた耐食性が要
求される場合に必要に応じて含有されるが、
Cuは２％を越えて含有させると、熱間可加工
性が劣化するようになり、一方Coは２％を越
えて含有させてもより一層の改善効果は現われ
ないことから、その上限値をCu：２％，Co：
２％と定めた。 . 希土類元素，Ｙ，Mg，Ti、およびCa これらの成分には、熱間加工性をさらに改善
する均等的作用があるので、厳しい条件で熱間
加工が行なわれる場合に、必要に応じて含有さ
れるが、それぞれ希土類元素：0.10％，Ｙ：
0.20％，Mg：0.10％，Ti：0.5％、およびCa：
0.10％を越えて含有させても、熱間加工性に改
善効果は見られず、むしろ劣化現象さえ現われ
るようになることから、それぞれの含有量を、
希土類元素：0.10％以下、Ｙ：0.20％以下、
Mg：0.10％以下、Ti：0.5％以下、およびCa：
0.10％以下と定めた。 （ｌ） Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％） 第２図は厳しい腐食環境下での耐応力腐食割
れ性に関し、Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）
とNi（％）との関係を示したものである。す
なわち、Cr，Ni，Mo、およびＷの含有量を
種々変化させたCr−Ni−Mo系、Cr−Ni−Ｗ
系、およびCr−Ni−Mo−Ｗ系の鋼を溶製し、
鋳造し、鍜伸し、熱間圧延して板厚：７mmの板
材とし、ついでこの板材に、温度：1050℃に30
分保持後水冷の溶体処理を施した後、強度向上
の目的で加工率：30％の冷間加工を加え、この
結果得られた鋼板から圧延方向と直角に、厚
さ：２mm×幅：10mm×長さ：75mmの試験片を切
り出し、この試験片について、第３図に示す３
点支持ビーム冶具を用い、前記試験片Ｓに0.2
％耐力に相当する引張応力に付加した状態で、
10気圧のH2Sおよび10気圧のCO2でH2Sおよび
CO2を飽和させた20％NaCl溶液（温度：300
℃）中に1000時間浸漬の応力腐食割れ試験を行
ない、試験後、前記試験片における割れ発生の
有無を観察した。これらの結果に基き、発明者
等が独自に設定した条件式：Cr（％）＋10Mo
（％）＋5W（％）とNi含有量との間には、耐応
力腐食割れ性に関して、第２図に示される関係
があることが明確になつたのである。なお、第
２図において、〇印は割れ発生なし、×印は割
れ発生をそれぞれ示すものである。第２図に示
される結果から、Cr（％）＋10Mo（％）＋5W
（％）の値が110％未満にして、Ni含有量が30
％未満では所望のすぐれた耐応力腐食割れ性は
得られないことが明らかである。 なお、この発明の合金において、不可避不純物
としてＢ，Sn，Pb、およびZnをそれぞれ0.1％以
下の範囲で含有しても、この発明の合金の特性が
何らそこなわれるものではない。 つぎに、この発明の合金を実施例により比較例
および従来例と対比しながら説明する。 実施例 それぞれ第１表に示される成分組成をもつた溶
湯を通常の電気炉および脱硫の目的でAr−酸素
脱炭炉（AOD炉）を併用して溶製した後、直
径：500mmφのインゴツトに鋳造し、ついでこの
インゴツトに温度：1200℃で熱間鍜造を施して直
径：150mmφのビレツトを成形し、この場合熱間
加工性を評価する目的でビレツトに割れの発生が
あるか否かを観察し、引続いて前記ビレツトより
熱間押出加工により直径：60mmφ×肉厚：４mmの
素管を成形した後、さらにこれに抽伸加工にて22
％の冷間加工を施して直径：55mmφ×
【表】
【表】
肉厚：3.1mmの寸法とすることによつて、本発
明合金管材１〜１５、比較合金管材１〜４、およ
び従来合金管材１〜３をそれぞれ製造した。 なお、比較合金管材１〜４は、いずれも構成成
分のうちのいずれかの成分の含有量（第１表には
※印を付して表示）がこの発明の範囲から外れた
組成をもつものであり、また従来合金管材１は、
JIS・SUS316に、従来合金管材２はインコロイ８
００に、さらに従来合金管材３はJIS・SUS329JI
にそれぞれ相当する組成をもつものである。 ついで、この結果得られた本発明合金管材１〜
１５、比較合金管材１〜４、および従来合金管材
１〜３より長さ：20mmの試験片をそれぞれ切出
し、この試験片より長さ方向にそつて60゜に相当
する部分を切落し、この状態の試験片に第４図に
正面図で示されるようにボルトを貫通し、ナツト
でしめつけて管外表面に0.2％耐力に相当する引
張力を付加し、この状態の試験片Ｓに対して、
H2S分圧をそれぞれ0.1気圧、１気圧、および15
気圧としたH2S−10気圧CO2−20％NaCl溶液（液
温：300℃）中に1000時間浸漬の応力腐食割れ試
験を行ない、試験後における応力腐食割れの有無
を調査した。この結果を、上記の熱間鍜造時の割
れ発生の有無と共に、第１表に合せて示した。な
お、第１表において、〇印はいずれも割れ発生の
ないものを示し、一方×印は割れ発生のあつたも
のを示す。 第１表に示される結果から、比較合金管材１〜
４は、熱間加工性および耐応力腐食割れ性のうち
の少なくともいずれかの性質が劣つたものである
のに対して、本発明合金管材１〜１５は、いずれ
もすぐれた熱間加工性および耐応力腐食割れ性を
有し、かつ熱間加工性は良好であるが、相対的に
耐応力腐食割れ性に劣る従来合金管材１〜３と比
較しても一段とすぐれた特性を有することが明ら
かである。 上述のように、この発明の合金は、特に優れた
熱間加工性および耐応力腐食割れ性を有している
ので、これらの特性が要求される苛酷な環境下で
の石油および天然ガス採掘に用いられる油井管と
して、さらに地熱井管として使用した場合にきわ
めて優れた性能を発揮するのである。
明合金管材１〜１５、比較合金管材１〜４、およ
び従来合金管材１〜３をそれぞれ製造した。 なお、比較合金管材１〜４は、いずれも構成成
分のうちのいずれかの成分の含有量（第１表には
※印を付して表示）がこの発明の範囲から外れた
組成をもつものであり、また従来合金管材１は、
JIS・SUS316に、従来合金管材２はインコロイ８
００に、さらに従来合金管材３はJIS・SUS329JI
にそれぞれ相当する組成をもつものである。 ついで、この結果得られた本発明合金管材１〜
１５、比較合金管材１〜４、および従来合金管材
１〜３より長さ：20mmの試験片をそれぞれ切出
し、この試験片より長さ方向にそつて60゜に相当
する部分を切落し、この状態の試験片に第４図に
正面図で示されるようにボルトを貫通し、ナツト
でしめつけて管外表面に0.2％耐力に相当する引
張力を付加し、この状態の試験片Ｓに対して、
H2S分圧をそれぞれ0.1気圧、１気圧、および15
気圧としたH2S−10気圧CO2−20％NaCl溶液（液
温：300℃）中に1000時間浸漬の応力腐食割れ試
験を行ない、試験後における応力腐食割れの有無
を調査した。この結果を、上記の熱間鍜造時の割
れ発生の有無と共に、第１表に合せて示した。な
お、第１表において、〇印はいずれも割れ発生の
ないものを示し、一方×印は割れ発生のあつたも
のを示す。 第１表に示される結果から、比較合金管材１〜
４は、熱間加工性および耐応力腐食割れ性のうち
の少なくともいずれかの性質が劣つたものである
のに対して、本発明合金管材１〜１５は、いずれ
もすぐれた熱間加工性および耐応力腐食割れ性を
有し、かつ熱間加工性は良好であるが、相対的に
耐応力腐食割れ性に劣る従来合金管材１〜３と比
較しても一段とすぐれた特性を有することが明ら
かである。 上述のように、この発明の合金は、特に優れた
熱間加工性および耐応力腐食割れ性を有している
ので、これらの特性が要求される苛酷な環境下で
の石油および天然ガス採掘に用いられる油井管と
して、さらに地熱井管として使用した場合にきわ
めて優れた性能を発揮するのである。
第１図は25％Cr−50％Ni−６％Mo系合金に関
し、Ｓ含有量とねじり試験における破断に至るま
でのねじり回数との関係を示した図、第２図は
Cr−Ni−Mo系、Cr−Ni−Ｗ系、およびCr−Ni−
Mo−Ｗ系の鋼の応力腐食割れ性に関し、Ni含有
量とCr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）との関係を
示した図、第３図および第４図はそれぞれ板状お
よび管状試験片Ｓに対する応力腐食割れ試験の態
様を示す図である。
し、Ｓ含有量とねじり試験における破断に至るま
でのねじり回数との関係を示した図、第２図は
Cr−Ni−Mo系、Cr−Ni−Ｗ系、およびCr−Ni−
Mo−Ｗ系の鋼の応力腐食割れ性に関し、Ni含有
量とCr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）との関係を
示した図、第３図および第４図はそれぞれ板状お
よび管状試験片Ｓに対する応力腐食割れ試験の態
様を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.1％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％
以下、Ｐ：0.030％以下、Ｓ：0.0007％以下、sol.
Al：0.5％以下、Ni：30〜60％、Cr：15〜35％を
含有し、Mo：12％以下およびＷ：24％以下のう
ちの１種または２種を含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成（以上重量％）を有し、か
つ、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）≧110％， 7.5％≦Mo（％）＋１／２Ｗ（％）≦12％， の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割
れ性および熱間加工性に優れた油井管用合金。 ２ Ｃ：0.1％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％
以下、Ｐ：0.030％以下、Ｓ：0.0007％以下、sol.
Al：0.5％以下、Ni：30〜60％、Cr：15〜35％を
含有し、Mo：12％以下およびＷ：24％以下のう
ちの１種または２種を含有し、さらにCu：２％
以下およびCo：２％以下のうちの１種または２
種を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる
組成（以上重量％）を有し、かつ、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）≧110％， 7.5％≦Mo（％）＋１／２Ｗ（％）≦12％， の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割
れ性および熱間加工性に優れた油井管用合金。 ３ Ｃ：0.1％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％
以下、Ｐ：0.030％以下、Ｓ：0.0007％以下、sol.
Al：0.5％以下、Ni：30〜60％、Cr：15〜35％を
含有し、Mo：12％以下およびＷ：24％以下のう
ちの１種または２種を含有し、さらに希土類元
素：0.10％以下、Ｙ：0.20％以下、Mg：0.10％以
下、Ti：0.5％以下、およびCa：0.10％以下のう
ちの１種または２種以上を含有し、残りがFeと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有
し、かつ、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）≧110％， 7.5％≦Mo（％）＋１／２Ｗ（％）≦12％， の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割
れ性および熱間加工性に優れた油井管用合金。 ４ Ｃ：0.1％以下、Si：1.0％以下、Mn：2.0％
以下、Ｐ：0.030％以下、Ｓ：0.0007％以下、sol.
Al：0.5％以下、Ni：30〜60％、Cr：15〜35％を
含有し、Mo：12％以下およびＷ：24％以下のう
ちの１種または２種を含有し、さらにCu：２％
以下およびCo：２％以下のうちの１種または２
種と、希土類元素：0.10％以下、Ｙ：0.20％以
下、Mg：0.10％以下、Ti：0.5％以下、および
Ca：0.10％以下のうちの１種または２種以上と
を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有し、かつ、 Cr（％）＋10Mo（％）＋5W（％）≧110％， 7.5％≦Mo（％）＋１／２Ｗ（％）≦12％， の条件を満足することを特徴とする耐応力腐食割
れ性および熱間加工性に優れた油井管用合金。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060581A JPS57207144A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hot workability |
| US06/383,630 US4400211A (en) | 1981-06-10 | 1982-06-01 | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| GB08216701A GB2102834B (en) | 1981-06-10 | 1982-06-09 | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| DE3221857A DE3221857C2 (de) | 1981-06-10 | 1982-06-09 | Eisenlegierung mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsrißkorrosion |
| FR8210117A FR2507629B1 (fr) | 1981-06-10 | 1982-06-10 | Alliage a haute resistance a la fissuration par corrosion sous tensio n, notamment pour la realisation de produits tubulaires pour puits profonds |
| SE8203629A SE454360C (sv) | 1981-06-10 | 1982-06-10 | Legering foer djupborrhaal och anvaendning av denna till foder och roer foer djupborrhaal |
| GB8506639A GB2154611B (en) | 1981-06-10 | 1985-03-14 | Alloy for high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060581A JPS57207144A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hot workability |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57207144A JPS57207144A (en) | 1982-12-18 |
| JPS6144131B2 true JPS6144131B2 (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=14003100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9060581A Granted JPS57207144A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-12 | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hot workability |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57207144A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA832119B (en) * | 1982-04-05 | 1984-04-25 | Teledyne Ind | Corrosion resistant nickel base alloy |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4171217A (en) * | 1978-02-21 | 1979-10-16 | Cabot Corporation | Corrosion-resistant nickel alloy |
-
1981
- 1981-06-12 JP JP9060581A patent/JPS57207144A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57207144A (en) | 1982-12-18 |
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