JPS616208A - 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 - Google Patents
硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS616208A JPS616208A JP12632584A JP12632584A JPS616208A JP S616208 A JPS616208 A JP S616208A JP 12632584 A JP12632584 A JP 12632584A JP 12632584 A JP12632584 A JP 12632584A JP S616208 A JPS616208 A JP S616208A
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- stress corrosion
- corrosion cracking
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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）
この発明紘降伏強度５６〜８４ｋｌ／／ｍ”の高強度と
優れた硫化物応力腐食割れ抵抗性（以下耐ＳＳＣ性とい
う）を兼ね備え、特に油井やガス井で使用される鋼管、
例えば掘削用のドリル・やイブや生産用のチュービング
およびケーシング、さらには油井用のバルブ類、輸送管
、貯蔵設備などに適した油井用鋼の製造に関するもので
ある。
優れた硫化物応力腐食割れ抵抗性（以下耐ＳＳＣ性とい
う）を兼ね備え、特に油井やガス井で使用される鋼管、
例えば掘削用のドリル・やイブや生産用のチュービング
およびケーシング、さらには油井用のバルブ類、輸送管
、貯蔵設備などに適した油井用鋼の製造に関するもので
ある。
（従来の技術）
近年エネルギー事情の急迫に伴ない、硫化水素を含む原
油の掘削、輸送、貯蔵用に鉄鋼材料が使用に供せられる
場合が増えてきている。特に原油掘削用として用いられ
る油井管に使用される鋼は深井戸化の傾向に伴い厳しい
腐食環境にさらされることになシ、高い降伏強度と優れ
た耐ＳＳＣ性を兼ね備えた鋼が必要とされている。また
経済的な要求から大部分の要求に対しては低合金鋼で対
処する必要がある。
油の掘削、輸送、貯蔵用に鉄鋼材料が使用に供せられる
場合が増えてきている。特に原油掘削用として用いられ
る油井管に使用される鋼は深井戸化の傾向に伴い厳しい
腐食環境にさらされることになシ、高い降伏強度と優れ
た耐ＳＳＣ性を兼ね備えた鋼が必要とされている。また
経済的な要求から大部分の要求に対しては低合金鋼で対
処する必要がある。
（発明が解決しようとする問題点）
硫化水素による硫化物応力腐食割れは、鋼材表面が腐食
される際に発生する水素が鋼材中に拡散することによっ
て引き起こされる水素脆化が原因とされている。低合金
を基本とする化学成分の鋼材において、鋼材強度が上昇
するにつれて、との脆化感受性が高まるため鋼材強度お
よび優れた耐ＳＳＣ性を同時に具備させることは困難で
あった。
される際に発生する水素が鋼材中に拡散することによっ
て引き起こされる水素脆化が原因とされている。低合金
を基本とする化学成分の鋼材において、鋼材強度が上昇
するにつれて、との脆化感受性が高まるため鋼材強度お
よび優れた耐ＳＳＣ性を同時に具備させることは困難で
あった。
従来耐ＳＳＣ性に優れた鋼材の製造は個々の合金元素を
規制することによシ達成されてきた。例えば特公昭５６
−３３４５９号公報に示される様にＭｎ量を低減するこ
とや、粒界脆化に有害とされるＰなどの不純物を低減す
ることが行なわれてきたが、これらは結果として使用で
きる合金成分範囲をいたずらに狭め、また製造コストを
上昇させていた。
規制することによシ達成されてきた。例えば特公昭５６
−３３４５９号公報に示される様にＭｎ量を低減するこ
とや、粒界脆化に有害とされるＰなどの不純物を低減す
ることが行なわれてきたが、これらは結果として使用で
きる合金成分範囲をいたずらに狭め、また製造コストを
上昇させていた。
しかし耐ＳＳＣ性に対する合金元素の役割シは本質的に
相互作用を持つものでオシ、相互作用を考えることによ
シ、耐ＳＳＣ性に優れた鋼の製造可能範囲が広がｂｌよ
シ安価に耐ＳＳＣ性に優れた鋼材が製造できる可能性を
持つのである。
相互作用を持つものでオシ、相互作用を考えることによ
シ、耐ＳＳＣ性に優れた鋼の製造可能範囲が広がｂｌよ
シ安価に耐ＳＳＣ性に優れた鋼材が製造できる可能性を
持つのである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は上述の観点から研究を行った結果、焼入れま
まの状態で、その組織が９０−以上マルテンサイト組織
になるＣ：０．１〜０．４チの低合金鋼であって且つそ
の化学成分のうちＭｎとＰについてＭｎ （０，５％の
場合にはＰ量０．０３５％、Ｍｎ量０．５−の場合には
（Ｍｎ−０，４）×Ｐ≦０．００３となる様な組み合わ
せで含有する鋼を焼入れ後５６０℃以上ＡｅＩ点以下の
温度で焼戻して製造された鋼は優れた耐ＳＳＣ性を持つ
という知見を得た。
まの状態で、その組織が９０−以上マルテンサイト組織
になるＣ：０．１〜０．４チの低合金鋼であって且つそ
の化学成分のうちＭｎとＰについてＭｎ （０，５％の
場合にはＰ量０．０３５％、Ｍｎ量０．５−の場合には
（Ｍｎ−０，４）×Ｐ≦０．００３となる様な組み合わ
せで含有する鋼を焼入れ後５６０℃以上ＡｅＩ点以下の
温度で焼戻して製造された鋼は優れた耐ＳＳＣ性を持つ
という知見を得た。
ここで焼入れままの状態でのマルテンサイト組織の割合
は第１図のＣ量とマルテンサイト１０間の硬さの関係か
ら推定することができる。力おとこで低合金鋼とはＳｌ
＋Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ、Ｎｌ ＋Ｔ１ ｒＡｔ＊Ｎ
ｂ、Ｃａ＋ＲＥＭ、Ｂ、その他不可避的な不純物の合計
が４−以下で且つ好ましくは単独の合金元素量が２−以
下である様々鋼をいう。
は第１図のＣ量とマルテンサイト１０間の硬さの関係か
ら推定することができる。力おとこで低合金鋼とはＳｌ
＋Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ、Ｎｌ ＋Ｔ１ ｒＡｔ＊Ｎ
ｂ、Ｃａ＋ＲＥＭ、Ｂ、その他不可避的な不純物の合計
が４−以下で且つ好ましくは単独の合金元素量が２−以
下である様々鋼をいう。
この発明は上記知見に基いてなされたものであシ、以下
にこの発明の構成要件の限定理由を説明する。
にこの発明の構成要件の限定理由を説明する。
■マルテンサイト組織の割合：
耐ＳＳＣ性は組織的に不均質々部分が存在すると、応力
集中や部分的な降伏現象が起き劣化するため、焼入れ時
のマルテンサイト組織の割合が高い方が望ましい。さら
にマルテンサイト組織以外の部分には一般に粗大な炭化
物が形成されてお杉、割れ発生の起点になり易い。従っ
てマルテンサイト組織の割合は高い方が望ましいが、低
合金鋼で工業的に安定して得られる水準も考慮して９０
％以上とした。一般的に９０％以上のマルテンサイト組
織を得るためには、焼入れ装置の冷却能を高くし、さら
に鋼の化学成分にＣ，Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ或いＦｉＮをＡ
ＭやＴＩＮとして固定した下でのＢなどの焼入性を増す
合金元素を添加すれば良い。
集中や部分的な降伏現象が起き劣化するため、焼入れ時
のマルテンサイト組織の割合が高い方が望ましい。さら
にマルテンサイト組織以外の部分には一般に粗大な炭化
物が形成されてお杉、割れ発生の起点になり易い。従っ
てマルテンサイト組織の割合は高い方が望ましいが、低
合金鋼で工業的に安定して得られる水準も考慮して９０
％以上とした。一般的に９０％以上のマルテンサイト組
織を得るためには、焼入れ装置の冷却能を高くし、さら
に鋼の化学成分にＣ，Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ或いＦｉＮをＡ
ＭやＴＩＮとして固定した下でのＢなどの焼入性を増す
合金元素を添加すれば良い。
（Ｂ）低合金鋼：
Ｃ成分は焼入れ性を高める作用があるが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方０．４％を超えると焼入れ時の焼割れの問題が生じ、
好ましくないので、その含有量を０．１〜０．４チと定
めた。
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方０．４％を超えると焼入れ時の焼割れの問題が生じ、
好ましくないので、その含有量を０．１〜０．４チと定
めた。
所望の焼入れ性と焼戻し軟化抵抗を得るために一定量の
合金添加は必要であるが、低合金鋼の範囲では合金元素
の増加と共に腐食量が増し好ましくない上に、合金コス
トの上昇、及び焼戻し時間が必要以上に長くなる等経済
的にも好ましくないのでＳｉ ＋Ｍｎ ＋Ｃｒ ＋Ｍｏ
＋Ｖ＋Ｎｉ ＋Ｔｉ ＋Ａｔ＋Ｎｂ ＋Ｃａ ＋ＲＥ
Ｍ＋Ｂ＋その他不可避的な不純物の合計を４％以下、好
ましくは単独の合金元素では２チ以下とする。
合金添加は必要であるが、低合金鋼の範囲では合金元素
の増加と共に腐食量が増し好ましくない上に、合金コス
トの上昇、及び焼戻し時間が必要以上に長くなる等経済
的にも好ましくないのでＳｉ ＋Ｍｎ ＋Ｃｒ ＋Ｍｏ
＋Ｖ＋Ｎｉ ＋Ｔｉ ＋Ａｔ＋Ｎｂ ＋Ｃａ ＋ＲＥ
Ｍ＋Ｂ＋その他不可避的な不純物の合計を４％以下、好
ましくは単独の合金元素では２チ以下とする。
（Ｃ） ＭｎとＰの範囲：
耐ＳＳＣ性改善のためにはＭｎ含有量の低減が有効であ
シ、Ｐは粒界に偏析して脆化を促進する元素として耐Ｓ
ＳＣ性に対して有害でおるが、低ＭｎｆｉではＰの許容
量は高く、高Ｍｎ量ではＰの許容量は低い。これを系統
的に検討した結果Ｍｎ（０，５チではＰ≦Ｏ，０３５％
、Ｍｎ量０．５チでは、（Ｍｎ −０，４）×Ｐ≦０．
００３となる様なＭｎ及びＰ量が適当と定めた。これを
図示すると第２図のとおりである。
シ、Ｐは粒界に偏析して脆化を促進する元素として耐Ｓ
ＳＣ性に対して有害でおるが、低ＭｎｆｉではＰの許容
量は高く、高Ｍｎ量ではＰの許容量は低い。これを系統
的に検討した結果Ｍｎ（０，５チではＰ≦Ｏ，０３５％
、Ｍｎ量０．５チでは、（Ｍｎ −０，４）×Ｐ≦０．
００３となる様なＭｎ及びＰ量が適当と定めた。これを
図示すると第２図のとおりである。
υ）焼戻し温度：
５６０℃以下で焼戻すと粒界へのＰの偏析が著しく、耐
ＳＳＣ性を低下させ、またＡＣ１以上に加熱するとフェ
ライトが析出して不均一な組織になシ耐ＳＳＣ性に対し
好ましくない。従って焼戻し温度は、５６０℃〜Ａｅ１
と定めた。
ＳＳＣ性を低下させ、またＡＣ１以上に加熱するとフェ
ライトが析出して不均一な組織になシ耐ＳＳＣ性に対し
好ましくない。従って焼戻し温度は、５６０℃〜Ａｅ１
と定めた。
以上の様な低合金鋼の範囲にあって、主としてＭｎとＰ
の相互作用を考え、その許容範囲を定めた本発明による
鋼は極めて優れた耐ＳＳＣ特性を有する。
の相互作用を考え、その許容範囲を定めた本発明による
鋼は極めて優れた耐ＳＳＣ特性を有する。
以下本発明を実施例により説明する。
（実施例）
表１に示された化学成分と熱処理条件で本発明鋼１〜１
４及び比較鋼１５〜２５をそれぞれ製造した。ついで上
記の鋼の降伏強度の測定、耐ＳＳＣ性の評価を行った。
４及び比較鋼１５〜２５をそれぞれ製造した。ついで上
記の鋼の降伏強度の測定、耐ＳＳＣ性の評価を行った。
耐ＳＳＣ性の評価は、定荷重型の応力腐食割れ評価試験
機を用い、平行部の直径が６鴫の丸棒引張シ試験片に硫
化水素を飽和した０、５チＣＨ３ＣＯ０Ｈ−５％ Ｎａ
Ｃｔ水溶液中で降伏強度の７５チの応力を付加して、７
２０ｈｒでの破断の有無で行った。
機を用い、平行部の直径が６鴫の丸棒引張シ試験片に硫
化水素を飽和した０、５チＣＨ３ＣＯ０Ｈ−５％ Ｎａ
Ｃｔ水溶液中で降伏強度の７５チの応力を付加して、７
２０ｈｒでの破断の有無で行った。
表１に示される結果から本発明による鋼は、極めて優れ
た耐ＳＳＣ性を具備してお如、本発明の範囲から外れる
と特性が劣ったものになることが明らかである。第３図
り表１の供試鋼をＭｎとＰの関係で示した第２図に対応
する図であるが、この図からも本発明範囲を外れ石と特
性が劣化することが判る。なお図において番号は供試鋼
のＡであシ、Ａ１６はマルテンサイト組織の割合が低い
、Ａ１７は焼戻し温度が低い、／ｌ６１８は合金元素の
合計が４チを超える、７ｆ１２０は焼戻し温度が高すぎ
る、Ａ２３はマルテンサイト組織の割合が低い、という
理由で何れもＭｎとＰの許容範囲内にはあるが特性が劣
っていることが判る。
た耐ＳＳＣ性を具備してお如、本発明の範囲から外れる
と特性が劣ったものになることが明らかである。第３図
り表１の供試鋼をＭｎとＰの関係で示した第２図に対応
する図であるが、この図からも本発明範囲を外れ石と特
性が劣化することが判る。なお図において番号は供試鋼
のＡであシ、Ａ１６はマルテンサイト組織の割合が低い
、Ａ１７は焼戻し温度が低い、／ｌ６１８は合金元素の
合計が４チを超える、７ｆ１２０は焼戻し温度が高すぎ
る、Ａ２３はマルテンサイト組織の割合が低い、という
理由で何れもＭｎとＰの許容範囲内にはあるが特性が劣
っていることが判る。
（発明の効果）
この発明によれば、従来の方法に較べてはるかに優れた
耐ＳＳＣ性を持った鋼材を広い範囲で製造することが可
能になるので産業上稗益するところが極めて大である。
耐ＳＳＣ性を持った鋼材を広い範囲で製造することが可
能になるので産業上稗益するところが極めて大である。
第１図はＣ量−マルチンサイト量−硬さの関係図、第２
図は鋼に含有されるＭｎとＰの許容範囲を示す図、第３
図は本発明の実施例で供試した鋼のＭｎとＰの許容関係
を第２図に対応して示す図である。 ０．０１ ０、Ｑ２ θ、θ３０．θ４０．０Ｉ０
．θ２０．θ３ ρθ４ Ｐｒ１ｕｌＯ／、］
図は鋼に含有されるＭｎとＰの許容範囲を示す図、第３
図は本発明の実施例で供試した鋼のＭｎとＰの許容関係
を第２図に対応して示す図である。 ０．０１ ０、Ｑ２ θ、θ３０．θ４０．０Ｉ０
．θ２０．θ３ ρθ４ Ｐｒ１ｕｌＯ／、］
Claims (1)
- 焼入れままの状態でその組織が９０％以上マルテンサイ
ト組織になるＣ；０．１〜０．４％の低合金鋼であって
且つその化学成分のうち、ＭｎとＰについてＭｎ＜０．
５％の場合にはＰ≦０．０３５％、Ｍｎ≧０．５％の場
合には（Ｍｎ−０．４）×Ｐ≦０．００３となるような
組み合わせで含有する鋼を焼入れ後、５６０℃以上Ａｃ
＿１点以下の温度で焼戻すことを特徴とする硫化物応力
腐食割れ抵抗性に優れた高張力鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12632584A JPS616208A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12632584A JPS616208A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616208A true JPS616208A (ja) | 1986-01-11 |
Family
ID=14932388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12632584A Pending JPS616208A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616208A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09511282A (ja) * | 1995-01-24 | 1997-11-11 | キャタピラー インコーポレイテッド | 改良された耐破断性と摩耗特性を有する深部硬化ホウ素鋼 |
| EP0875590A1 (en) * | 1997-04-29 | 1998-11-04 | Ovako Steel AB | Nitriding steel |
| EP0995809A4 (en) * | 1997-09-29 | 2000-12-13 | Sumitomo Metal Ind | STEEL FOR OIL HOLE PIPES WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO DAMP CARBON DIOXIDE GAS AND WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO SEA WATER, AND SEAMLESS OIL HOLE PIPES |
| WO2008123422A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 低合金鋼、油井用継目無鋼管および継目無鋼管の製造方法 |
| EP1892309A4 (en) * | 2005-06-10 | 2010-05-05 | Nippon Steel Corp | OIL BORE TUBE FOR USE IN EXPANDABLE TUBES WITH EXCELLENT TENSILE TO RAW REX PANSION AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12632584A patent/JPS616208A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09511282A (ja) * | 1995-01-24 | 1997-11-11 | キャタピラー インコーポレイテッド | 改良された耐破断性と摩耗特性を有する深部硬化ホウ素鋼 |
| EP0875590A1 (en) * | 1997-04-29 | 1998-11-04 | Ovako Steel AB | Nitriding steel |
| EP0995809A4 (en) * | 1997-09-29 | 2000-12-13 | Sumitomo Metal Ind | STEEL FOR OIL HOLE PIPES WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO DAMP CARBON DIOXIDE GAS AND WITH HIGH CORROSION RESISTANCE TO SEA WATER, AND SEAMLESS OIL HOLE PIPES |
| US6217676B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-04-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steel for oil well pipe with high corrosion resistance to wet carbon dioxide and seawater, and a seamless oil well pipe |
| EP1892309A4 (en) * | 2005-06-10 | 2010-05-05 | Nippon Steel Corp | OIL BORE TUBE FOR USE IN EXPANDABLE TUBES WITH EXCELLENT TENSILE TO RAW REX PANSION AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
| JP4943325B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2012-05-30 | 新日本製鐵株式会社 | 拡管後の靭性に優れたエクスパンダブルチューブラ用油井管およびその製造方法 |
| WO2008123422A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 低合金鋼、油井用継目無鋼管および継目無鋼管の製造方法 |
| EA012256B1 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-08-28 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Низколегированная сталь, бесшовные стальные трубы нефтепромыслового сортамента и способ изготовления бесшовной стальной трубы |
| EP2133442A4 (en) * | 2007-03-30 | 2010-04-28 | Sumitomo Metal Ind | STEEL WITH LOW ALLOY, SEAMLESS STEEL TUBE FOR OIL DRILLING, AND METHOD FOR PRODUCING SEAMLESS STEEL TUBE |
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