JP6743992B1 - 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 - Google Patents
油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6743992B1 JP6743992B1 JP2020502245A JP2020502245A JP6743992B1 JP 6743992 B1 JP6743992 B1 JP 6743992B1 JP 2020502245 A JP2020502245 A JP 2020502245A JP 2020502245 A JP2020502245 A JP 2020502245A JP 6743992 B1 JP6743992 B1 JP 6743992B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel pipe
- content
- country tubular
- seamless steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- 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
- C21D9/085—Cooling or quenching
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/007—Heat treatment of ferrous alloys containing Co
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- 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 by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
質量%で、C:0.0100%以上、Si:0.5%以下、Mn:0.25〜0.50%、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Ni:4.6〜8.0%、Cr:10.0〜14.0%、Mo:1.0〜2.7%、Al:0.1%以下、V:0.005〜0.2%、N:0.1%以下、Ti:0.06〜0.25%、Cu:0.01〜1.0%、Co:0.01〜1.0%を含有し、かつC、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Nb、N、Tiが所定の関係式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、758MPa以上の降伏応力を有する油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
Description
[1]質量%で、C:0.0100%以上、Si:0.5%以下、Mn:0.25〜0.50%、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Ni:4.6〜8.0%、Cr:10.0〜14.0%、Mo:1.0〜2.7%、Al:0.1%以下、V:0.005〜0.2%、N:0.1%以下、Ti:0.06〜0.25%、Cu:0.01〜1.0%、Co:0.01〜1.0%を含有し、かつ下記(1)、(2)および(3)の値が下記(4)の全ての式を満足し、さらに(5)または(6)式を満たし、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、758MPa以上の降伏応力を有する油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
記
−109.37C+7.307Mn+6.399Cr+6.329Cu+11.343Ni−13.529Mo+1.276W+2.925Nb+196.775N−2.621Ti−120.307・・・(1)
−0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo−0.0219W−1.984N+0.208Ti−1.83・・・(2)
−1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo−0.0132W−0.473N−0.5Ti−0.514・・・(3)
−35.0≦値(1)≦45.0 且つ −0.600≦値(2)≦−0.250 且つ −0.400≦値(3)≦0.010 ・・・(4)
Ti<6.0C ・・・(5)
10.1C<Ti ・・・(6)
ここで、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Nb、N、Ti:各元素の含有量(質量%)(但し、含有しない元素は0(零)%とする。)
[2]前記組成に加えてさらに、質量%でNb:0.1%以下、W:1.0%以下のうちから選ばれた1種または2種を含有する組成とする前記[1]に記載の油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
[3]前記組成に加えてさらに、質量%で、Ca:0.010%以下、REM:0.010%以下、Mg:0.010%以下、B:0.010%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とする前記[1]または[2]に記載の油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
[4]前記[1]〜[3]のいずれかに記載の組成を有する鋼管素材を造管し鋼管としたのち、該鋼管をAc3変態点以上に加熱し、続いて100℃以下の冷却停止温度まで冷却する焼入れ処理と、ついでAc1変態点以下の温度で焼き戻しをする焼戻処理とを施す油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法。
記
−109.37C+7.307Mn+6.399Cr+6.329Cu+11.343Ni−13.529Mo+1.276W+2.925Nb+196.775N−2.621Ti−120.307・・・(1)
−0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo−0.0219W−1.984N+0.208Ti−1.83・・・(2)
−1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo−0.0132W−0.473N−0.5Ti−0.514・・・(3)
−35.0≦値(1)≦45.0 且つ −0.600≦値(2)≦−0.250 且つ −0.400≦値(3)≦0.010 ・・・(4)
Ti<6.0C・・・(5)
10.1C<Ti・・・(6)
ここで、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Nb、N、Ti:各元素の含有量(質量%)(但し、含有しない元素は0(零)%とする。)
Cはマルテンサイト系ステンレス鋼の強度に関係する重要な元素であり、強度向上に有効である。また、Cは耐食性の向上に寄与する元素であり、耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。よって、本発明では、C含有量は0.0100%以上に限定する。一方、過剰に含有することで硬度が高くなり、硫化物応力腐食割れ感受性が増大する。このため、0.0400%以下含有することが好ましい。よって、好ましくは、C含有量は0.0100〜0.0400%である。より好ましくは、C含有量は0.0100〜0.0300%であり、さらに好ましくは、C含有量は0.0100〜0.0200%である。
Siは、脱酸剤として作用するため、0.05%以上含有することが望ましい。一方で、0.5%を超える含有は、耐炭酸ガス腐食性および熱間加工性を低下させる。このため、Si含有量は0.5%以下に限定する。好ましくは、安定した強度確保の観点から、Si含有量は0.10%以上である。また、好ましくは、Si含有量は0.30%以下である。より好ましくは、Si含有量は0.25%以下である。
Mnは、強度を向上させる元素であり、また、Mnは再不動態化に寄与することで、耐硫化物応力腐食割れ性を向上させる。さらに、Mnはオーステナイト生成元素であるため、造管時の割れや傷の原因となるデルタフェライトの生成を抑制する。これらの効果を得るためには、Mnは0.25%以上の含有を必要とする。一方、過剰に添加することでMnSが析出し、耐硫化物応力腐食割れ性を低下させる。よって、Mn含有量は0.25〜0.50%に限定する。好ましくは、Mn含有量は0.40%以下である。
Pは、耐炭酸ガス腐食性、耐孔食性、耐硫化物応力腐食割れ性をともに低下させる元素であり、本発明ではできるだけ低減させることが望ましい。しかしながら、極端な低減は製造コストを高騰させる。よって、特性の極端な低下を招かない範囲で、かつ工業的に安価に実施可能な範囲として、P含有量は0.030%以下に限定する。好ましくは、P含有量は0.015%以下である。
Sは、熱間加工性を著しく低下させる元素であるため、できるだけ低減させることが望ましい。S含有量を0.005%以下に低減することで、通常工程でのパイプ製造が可能となるため、本発明におけるS含有量は0.005%以下に限定する。好ましくは、S含有量は0.002%以下である。
Niは、保護被膜を強固にして耐食性を向上させ、耐硫化物応力腐食割れ性の向上に寄与する。更に固溶することで鋼の強度を増加させる元素である。このような効果を得るために、4.6%以上のNiの含有を必要とする。一方、Ni含有量が8.0%を超えると、マルテンサイト相の安定性が低下して、強度が低下する。よって、Ni含有量は4.6〜8.0%に限定する。より好ましくは、Ni含有量は4.6〜7.6%であり、さらに好ましくは、Ni含有量は4.6〜6.8%である。
Crは、保護被膜を形成して耐食性を向上させる元素であり、10.0%以上の含有で油井管用として必要な耐食性を確保できる。一方、Cr含有量が14.0%を超えるとフェライトの生成が容易となるため、マルテンサイト相の安定確保ができなくなる。よって、Cr含有量は10.0〜14.0%に限定する。好ましくは、Cr含有量は11.0%以上であり、より好ましくは、11.2%以上である。また、好ましくは、Cr含有量は13.5%以下である。
Moは、Cl−による孔食に対する抵抗性を向上させる元素であり、厳しい腐食環境に必要な耐食性を得るためには、1.0%以上のMoの含有が必要である。一方、Moは高価な元素であるため、2.7%を超えるMoの含有は製造コストの高騰を招く。また、2.7%を超えるMoの含有により、不動態皮膜中にMoが濃縮する箇所ができ、不動態皮膜の破壊を助長するため、耐硫化物応力腐食割れ性を低下させる。よって、Mo含有量は1.0〜2.7%に限定する。好ましくは、Mo含有量は1.2%以上であり、より好ましくは、1.5%以上である。一方、好ましくは、Mo含有量は2.6%以下であり、より好ましくは、2.5%以下である。
Alは、脱酸剤として作用するため、このような効果を得るためには、0.01%以上含有することが好ましい。しかしながら、0.1%を超えるAlの含有は、靱性に悪影響を及ぼすため、本発明におけるAl含有量は0.1%以下に限定する。好ましくは、Al含有量は0.01%以上である。また、好ましくは、Al含有量は0.03%以下である。
Vは、析出強化によって鋼の強度を向上させ、更に耐硫化物応力腐食割れ性も向上させるため、0.005%以上の含有が必要である。一方、0.2%を超えるVの含有は、靱性を低下させる。よって、本発明におけるV含有量は0.005〜0.2%に限定する。好ましくは、V含有量は0.008%以上である。また、好ましくは、V含有量は0.18%以下である。
Nは、耐孔食性を向上させると共に、鋼中に固溶し強度を増加させる作用を有する。しかしながら、N含有量が0.1%を超えると、種々の窒化物系介在物が多く生成し、耐孔食性が低下する。よって、本発明におけるN含有量は0.1%以下に限定する。好ましくは、N含有量は0.010%以下である。
Tiは、0.06%以上含有することで、炭化物を形成して固溶炭素を減少させ、硬度が低減することで耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。一方、0.25%を超える含有では、介在物としてTiNが生成することで孔食の起点となり、かえって耐硫化物応力腐食割れ性が悪化する。よって、Ti含有量は0.06〜0.25%に限定する。好ましくは、Ti含有量は0.08%以上である。また、好ましくは、Ti含有量は0.15%以下である。
Cuは、保護被膜を強固にして耐硫化物応力腐食割れ性を向上させるため、0.01%以上含有する。しかしながら、1.0%を超えるCuの含有は、CuSが析出して熱間加工性を低下させる。また、Cuはオーステナイト生成元素であるため、1.0%を超える含有は、残留オーステナイト量が増加し、硬度が高くなることで耐硫化物応力腐食割れ性を低下させる。よって、Cu含有量は0.01〜1.0%に限定する。より好ましくは、Cu含有量は0.01〜0.8%であり、さらに好ましくは、Cu含有量は0.01〜0.5%である。
Coは、Ms点を上昇させα変態を促進することで、硬さを低減すると共に、耐孔食性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、0.01%以上の含有を必要とする。一方、過剰な含有は靱性を低下させる場合があり、更に材料コストを高騰させる。また、1.0%を超えるCoの含有は、残留オーステナイト量が増加し、硬度が高くなるため、耐硫化物応力腐食割れ性を低下させる。よって、本発明におけるCo含有量は0.01〜1.0%に限定する。好ましくは、Co含有量は0.03%以上である。また、好ましくは、Co含有量は0.6%以下である。
−109.37C+7.307Mn+6.399Cr+6.329Cu+11.343Ni−13.529Mo+1.276W+2.925Nb+196.775N−2.621Ti−120.307・・・(1)
−0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo−0.0219W−1.984N+0.208Ti−1.83・・・(2)
−1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo−0.0132W−0.473N−0.5Ti−0.514・・・(3)
−35.0≦値(1)≦45.0 且つ −0.600≦値(2)≦−0.250 且つ −0.400≦値(3)≦0.010・・・(4)
ここで、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Nb、N、Ti:各元素の含有量(質量%)(但し、含有しない元素は0(零)%とする。)
式(1)は残留オーステナイト(残留γ)の量に相関する式であり、式(1)の値を小さくすることで、残留オーステナイトが低減し、硬度が低下して、耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。
また、式(2)は再不動態化電位に相関する式であり、値(1)を(4)式の範囲を満足するように、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、N、Tiを含有させつつ(必要に応じてさらにW、Nbも含有させつつ)、値(2)も(4)式の範囲を満足するように、Mn、Cr、Ni、Mo、N、Tiを含有することで(必要に応じてさらにWも含有することで)、不動態皮膜の再生が容易になり、再不動態化が向上する。
更に、式(3)は孔食電位に相関する式であり、値(1)を(4)式の範囲を満足するように、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、N、Tiを含有させつつ(必要に応じてさらにW、Nbも含有させつつ)、値(3)も(4)式の範囲を満足するように、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、N、Tiを含有することで(必要に応じてさらにWも含有することで)、硫化物応力腐食割れの起点となる孔食の発生を抑制し、耐硫化物応力腐食割れ性が顕著に向上する。
なお、値(1)が(4)式の範囲を満足する場合、値(1)は10以上で硬度の上昇を招くが、値(2)および値(3)が(4)式の範囲を満足することで、不動態皮膜の再生および孔食発生の抑制が顕著に現れ、耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。
また、好ましくは、上記(2)の値は-0.550以上であり、より好ましくは、-0.530以上である。また、好ましくは、上記(2)の値は、-0.255以下である。
また、好ましくは、上記(3)の値は-0.350以上であり、より好ましくは-0.320以上である。また、好ましくは、上記(3)の値は0.008以下である。
Ti<6.0C・・・(5)
10.1C<Ti・・・(6)
ここで、C、Ti:各元素の含有量(質量%)(但し、含有しない元素は0(零)%とする。)
CおよびTiはともに硬度に関する元素である。Tiは含有することで硬度を低減できるが、一方でTi系介在物を生成し、耐硫化物応力腐食割れ性を低下させる。Cは低減することで硬度が低下するが、所望の強度を得ることが難しくなる。(5)式または(6)式を満足するように、CおよびTiを含有することで、介在物による耐硫化物応力腐食割れ性の低下および強度への影響を最小限にし、低硬度化によって耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。また、(5)式において、好ましくはTiは4.4C超である。また、(6)式において、好ましくはTiは20.0C未満である。
本発明では、上記の組成を有する鋼管素材を用いるが、鋼管素材であるステンレス継目無鋼管の製造方法は特に限定する必要はなく、公知の継目無管の製造方法がいずれも適用できる。
上記組成の溶鋼を、転炉等の溶製方法で溶製し、連続鋳造法、造塊−分塊圧延法等の方法でビレット等の鋼管素材とすることが好ましい。続いて、これらの鋼管素材を加熱し、公知の造管方法である、マンネスマン−プラグミル方式、またはマンネスマン−マンドレルミル方式の造管工程にて、熱間加工および造管し、上記組成を有する継目無鋼管とする。
本発明では、鋼管をAc3変態点以上の温度に再加熱し、好ましくは5min以上保持し、続いて100℃以下の冷却停止温度まで冷却する焼入れ処理を施す。これによって、マルテンサイト相の微細化と高靱化が得られる。焼入れ加熱温度がAc3変態点未満では、組織がオーステナイト単相域とならないため、その後の冷却で十分なマルテンサイト組織が得られず、所望の高強度を達成できない。よって、焼入れ加熱温度はAc3変態点以上に限定する。なお、冷却方法は限定しないが、一般に空冷(冷却速度0.05℃/s以上20℃/s以下)または水冷(冷却速度5℃/s以上100℃/s以下)により冷却し、冷却速度の条件も限定されない。
続いて、焼入れ処理を施した鋼管に、焼戻処理を施す。焼戻処理は、鋼管をAc1変態点以下に加熱し、好ましくは10min以上保持し、空冷する処理である。焼戻温度がAc1変態点より高温になると、焼戻後にマルテンサイト相が析出し、所望の高靱性および優れた耐食性を確保できない。よって、焼戻温度はAc1変態点以下に限定する。なお、上記のAc3変態点(℃)、Ac1変態点(℃)については、試験片に加熱および冷却の温度履歴を与え、膨張および収縮の微小変位から変態点を検出するフォーマスター試験により測定することができる。
また、表1中、(5)式、(6)式は下記のように表し、各鋼がいずれを満足するかを示し、いずれも満足しない場合、範囲外と示している。
−109.37C+7.307Mn+6.399Cr+6.329Cu+11.343Ni−13.529Mo+1.276W+2.925Nb+196.775N−2.621Ti−120.307・・・(1)
−0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo−0.0219W−1.984N+0.208Ti−1.83・・・(2)
−1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo−0.0132W−0.473N−0.5Ti−0.514・・・(3)
−35.0≦値(1)≦45.0 且つ −0.600≦値(2)≦−0.250 且つ −0.400≦値(3)≦0.010 ・・・(4)
Ti<6.0C・・・(5)
10.1C<Ti・・・(6)
ここで、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Nb、N、Ti:各元素の含有量(質量%)(但し、含有しない元素は0(零)%とする。)
Claims (4)
- 質量%で、
C:0.0100〜0.0400%、
Si:0.5%以下、
Mn:0.25〜0.50%、
P:0.030%以下、
S:0.005%以下、
Ni:4.6〜8.0%、
Cr:10.0〜14.0%、
Mo:1.0〜2.7%、
Al:0.1%以下、
V:0.005〜0.2%、
N:0.1%以下、
Ti:0.06〜0.25%、
Cu:0.01〜1.0%、
Co:0.01〜1.0%を含有し、かつ下記(1)、(2)および(3)の値が下記(4)の全ての式を満足し、さらに(5)式または(6)式を満たし、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、758MPa以上の降伏応力を有する油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
記
−109.37C+7.307Mn+6.399Cr+6.329Cu+11.343Ni−13.529Mo+1.276W+2.925Nb+196.775N−2.621Ti−120.307・・・(1)
−0.0278Mn+0.0892Cr+0.00567Ni+0.153Mo−0.0219W−1.984N+0.208Ti−1.83・・・(2)
−1.324C+0.0533Mn+0.0268Cr+0.0893Cu+0.00526Ni+0.0222Mo−0.0132W−0.473N−0.5Ti−0.514・・・(3)
−35.0≦値(1)≦45.0 且つ −0.600≦値(2)≦−0.250 且つ −0.400≦値(3)≦0.010 ・・・(4)
Ti<6.0C・・・(5)
10.1C<Ti・・・(6)
ここで、C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Nb、N、Ti:各元素の含有量(質量%)(但し、含有しない元素は0(零)%とする。) - 前記組成に加えてさらに、質量%で、Nb:0.1%以下、W:1.0%以下のうちから選ばれた1種または2種を含有する組成とする請求項1に記載の油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Ca:0.010%以下、REM:0.010%以下、Mg:0.010%以下、B:0.010%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とする請求項1または2に記載の油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の組成を有する鋼管素材を造管し鋼管としたのち、該鋼管をAc3変態点以上に加熱し、続いて100℃以下の冷却停止温度まで冷却する焼入れ処理と、ついでAc1変態点以下の温度で焼き戻しをする焼戻処理とを施す、758MPa以上の降伏応力を有する油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018207831 | 2018-11-05 | ||
JP2018207831 | 2018-11-05 | ||
PCT/JP2019/037691 WO2020095559A1 (ja) | 2018-11-05 | 2019-09-25 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6743992B1 true JP6743992B1 (ja) | 2020-08-19 |
JPWO2020095559A1 JPWO2020095559A1 (ja) | 2021-02-15 |
Family
ID=70612341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020502245A Active JP6743992B1 (ja) | 2018-11-05 | 2019-09-25 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US12234525B2 (ja) |
EP (1) | EP3845680B1 (ja) |
JP (1) | JP6743992B1 (ja) |
CN (1) | CN112955576A (ja) |
AR (1) | AR116970A1 (ja) |
BR (1) | BR112021008164B1 (ja) |
MX (1) | MX2021005256A (ja) |
WO (1) | WO2020095559A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4227424A4 (en) * | 2020-10-08 | 2024-04-17 | Nippon Steel Corporation | MARTENSITE BASED STAINLESS STEEL MATERIAL |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019225281A1 (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | Jfeスチール株式会社 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
CN115135786A (zh) * | 2020-05-18 | 2022-09-30 | 杰富意钢铁株式会社 | 油井管用不锈钢无缝钢管及其制造方法 |
US20240018636A1 (en) * | 2021-01-28 | 2024-01-18 | Nippon Steel Corporation | Steel material |
JP7428952B1 (ja) | 2022-04-08 | 2024-02-07 | 日本製鉄株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼材 |
JP7488503B1 (ja) | 2022-09-21 | 2024-05-22 | 日本製鉄株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼材 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010242163A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Jfe Steel Corp | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
CN105039863A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-11-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种油井用马氏体不锈钢无缝管制造方法 |
WO2017168874A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Jfeスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 |
WO2018079111A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | Jfeスチール株式会社 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
WO2018181404A1 (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイトステンレス鋼材 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2826819B2 (ja) | 1987-02-27 | 1998-11-18 | 日新製鋼株式会社 | 加工性に優れ溶接軟化のない高強度ステンレス鋼材の製造方法 |
JP2000160300A (ja) | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Nkk Corp | 高耐食性を有する655Nmm−2級低C高Cr合金油井管およびその製造方法 |
JP3485034B2 (ja) | 1999-07-19 | 2004-01-13 | Jfeスチール株式会社 | 高耐食性を有する862N/mm2級低C高Cr合金油井管およびその製造方法 |
JP2003129190A (ja) | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
AR042494A1 (es) | 2002-12-20 | 2005-06-22 | Sumitomo Chemical Co | Acero inoxidable martensitico de alta resistencia con excelentes propiedades de resistencia a la corrosion por dioxido de carbono y resistencia a la corrosion por fisuras por tensiones de sulfuro |
US20060065327A1 (en) | 2003-02-07 | 2006-03-30 | Advance Steel Technology | Fine-grained martensitic stainless steel and method thereof |
MXPA06000764A (es) | 2003-07-22 | 2006-04-18 | Sumitomo Metal Ind | Acero inoxidable martensitico. |
JP4400423B2 (ja) | 2004-01-30 | 2010-01-20 | Jfeスチール株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼管 |
JP4997695B2 (ja) | 2004-10-13 | 2012-08-08 | Jfeスチール株式会社 | 耐粒界応力腐食割れ性に優れたラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管円周溶接継手の製造方法およびラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管 |
JP5092204B2 (ja) | 2005-04-28 | 2012-12-05 | Jfeスチール株式会社 | 拡管性に優れる油井用ステンレス鋼管 |
MX2009001836A (es) * | 2006-08-22 | 2009-04-30 | Sumitomo Metal Ind | Acero inoxidable martensitico. |
CN102534419A (zh) | 2012-03-13 | 2012-07-04 | 东北大学 | 一种超级马氏体不锈钢及其制备方法 |
JP5924256B2 (ja) | 2012-06-21 | 2016-05-25 | Jfeスチール株式会社 | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼継目無管およびその製造方法 |
WO2014203472A1 (ja) | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Jfeスチール株式会社 | ラインパイプ向溶接鋼管用マルテンサイト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法 |
JP6102798B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2017-03-29 | Jfeスチール株式会社 | リールバージ敷設に優れるラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
BR102014005015A8 (pt) | 2014-02-28 | 2017-12-26 | Villares Metals S/A | aço inoxidável martensítico-ferrítico, produto manufaturado, processo para a produção de peças ou barras forjadas ou laminadas de aço inoxidável martensítico-ferrítico e processo para a produção de tudo sem costura de aço inoxidável martensítico-ferrítico |
MX2016015099A (es) | 2014-05-21 | 2017-02-22 | Jfe Steel Corp | Tuberia de acero inoxidable sin costura de alta resistencia para productos tubulares de region petrolifera y metodo para la fabricacion de la misma. |
JP6229794B2 (ja) * | 2015-01-15 | 2017-11-15 | Jfeスチール株式会社 | 油井用継目無ステンレス鋼管およびその製造方法 |
EP3460087B1 (en) | 2016-05-20 | 2020-12-23 | Nippon Steel Corporation | Steel bar for downhole member and downhole member |
CN108277438A (zh) | 2018-03-29 | 2018-07-13 | 太原钢铁(集团)有限公司 | 超低碳马氏体不锈钢无缝管及其制造方法 |
-
2019
- 2019-09-25 US US17/291,150 patent/US12234525B2/en active Active
- 2019-09-25 WO PCT/JP2019/037691 patent/WO2020095559A1/ja unknown
- 2019-09-25 BR BR112021008164-0A patent/BR112021008164B1/pt active IP Right Grant
- 2019-09-25 CN CN201980072666.9A patent/CN112955576A/zh active Pending
- 2019-09-25 EP EP19881910.4A patent/EP3845680B1/en active Active
- 2019-09-25 MX MX2021005256A patent/MX2021005256A/es unknown
- 2019-09-25 JP JP2020502245A patent/JP6743992B1/ja active Active
- 2019-11-04 AR ARP190103209A patent/AR116970A1/es active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010242163A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Jfe Steel Corp | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法 |
CN105039863A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-11-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种油井用马氏体不锈钢无缝管制造方法 |
WO2017168874A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Jfeスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 |
WO2018079111A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | Jfeスチール株式会社 | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
WO2018181404A1 (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイトステンレス鋼材 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4227424A4 (en) * | 2020-10-08 | 2024-04-17 | Nippon Steel Corporation | MARTENSITE BASED STAINLESS STEEL MATERIAL |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US12234525B2 (en) | 2025-02-25 |
AR116970A1 (es) | 2021-06-30 |
EP3845680B1 (en) | 2023-10-25 |
MX2021005256A (es) | 2021-06-18 |
BR112021008164A2 (pt) | 2021-08-03 |
EP3845680A1 (en) | 2021-07-07 |
CN112955576A (zh) | 2021-06-11 |
US20220074009A1 (en) | 2022-03-10 |
BR112021008164B1 (pt) | 2024-02-20 |
WO2020095559A1 (ja) | 2020-05-14 |
JPWO2020095559A1 (ja) | 2021-02-15 |
EP3845680A4 (en) | 2021-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6743992B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP6315159B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP6680409B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP6540922B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP5145793B2 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP6540920B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP5487689B2 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法 | |
JP5640762B2 (ja) | 油井用高強度マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管 | |
JP5861786B2 (ja) | 油井用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP6540921B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP5582307B2 (ja) | 油井用高強度マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管 | |
JP5499575B2 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP2007332442A (ja) | 耐食性に優れる油井用高靭性超高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
JP6680408B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP7207557B2 (ja) | 油井管用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP3509604B2 (ja) | ラインパイプ用高Cr鋼管 | |
JP6303878B2 (ja) | マルテンサイト系Cr含有鋼材 | |
JP5837436B2 (ja) | 継目無油井管用マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200120 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200120 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200317 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200422 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200630 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200713 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6743992 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |