JPS5949284B2 - 耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法 - Google Patents
耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS5949284B2 JPS5949284B2 JP11014780A JP11014780A JPS5949284B2 JP S5949284 B2 JPS5949284 B2 JP S5949284B2 JP 11014780 A JP11014780 A JP 11014780A JP 11014780 A JP11014780 A JP 11014780A JP S5949284 B2 JPS5949284 B2 JP S5949284B2
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- fracture resistance
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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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/02—Hardening by precipitation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製
造方法、特に微量のH2Sを含んだ高温(60〜170
℃)アルカリ中で発生する遅れ破壊に対してすぐれた抵
抗性を有する高強度の油井用鋼の製造方法に関するもの
である。
造方法、特に微量のH2Sを含んだ高温(60〜170
℃)アルカリ中で発生する遅れ破壊に対してすぐれた抵
抗性を有する高強度の油井用鋼の製造方法に関するもの
である。
従来、オイルフィールドでは最小降伏強度が150k
siを有する材料の需要が多くAPI規格はされていな
いが通称V−150といわれている材料が使用されてい
る。
siを有する材料の需要が多くAPI規格はされていな
いが通称V−150といわれている材料が使用されてい
る。
この材料はMo、V、Nbが低く、そのため強度などの
必要な機械的性質を得るためには低温焼戻しが必要であ
り、又耐遅れ破壊性が悪くなる欠陥を:有している。本
発明は斯る欠陥を解決するため、鋼自身の化学成分を調
整するとともに熱処理条件を適正に選ぶことにより現状
の問題点を解決せんとするもので、高温アルカリ中での
耐遅れ破壊性のすぐれた鋼として強度上限を制限して最
大引張強さを125陽/閣2以下とし、而もγ粒を細粒
にするとともに不純物、P,Sを減らしかつ高温焼戻し
して粒界強度を強めることにより耐遅れ破壊性を改善す
るものである。すなわち、本発明は (1)CO.27〜0.50係、SiO.O8〜0.3
0係、MnO.9O〜1.30%、CrO.5〜0.9
%、NiO.O3係以下、VO.O4〜0、11係、N
bO.Ol〜0.10%、MOO.6O〜0.80%、
AIO.lO係以下、残部Fe及び不可避的不純物から
なり、不純物中のPO.OO5%以下、80.003%
以下である鋼、(2)上記(1)において、その化学成
分にほかにさらにTiO.OO2〜0.020係、BO
.OOO2〜0.00zs%の一方又は双方を含む鋼、
(3)上記(1)において、その化学成分のほかにさら
にCO3%以下を含む鋼、(4)上記(1)において、
その化学成分のほかにさらにTiO.OO2〜0.02
0%、BO.OOO2〜0.0025%の一方又は双方
及びCO3%以下を含む鋼を880〜980℃で焼入れ
し、次いで650〜700℃で焼戻すことを特徴とする
耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法を要
旨とするものである。
必要な機械的性質を得るためには低温焼戻しが必要であ
り、又耐遅れ破壊性が悪くなる欠陥を:有している。本
発明は斯る欠陥を解決するため、鋼自身の化学成分を調
整するとともに熱処理条件を適正に選ぶことにより現状
の問題点を解決せんとするもので、高温アルカリ中での
耐遅れ破壊性のすぐれた鋼として強度上限を制限して最
大引張強さを125陽/閣2以下とし、而もγ粒を細粒
にするとともに不純物、P,Sを減らしかつ高温焼戻し
して粒界強度を強めることにより耐遅れ破壊性を改善す
るものである。すなわち、本発明は (1)CO.27〜0.50係、SiO.O8〜0.3
0係、MnO.9O〜1.30%、CrO.5〜0.9
%、NiO.O3係以下、VO.O4〜0、11係、N
bO.Ol〜0.10%、MOO.6O〜0.80%、
AIO.lO係以下、残部Fe及び不可避的不純物から
なり、不純物中のPO.OO5%以下、80.003%
以下である鋼、(2)上記(1)において、その化学成
分にほかにさらにTiO.OO2〜0.020係、BO
.OOO2〜0.00zs%の一方又は双方を含む鋼、
(3)上記(1)において、その化学成分のほかにさら
にCO3%以下を含む鋼、(4)上記(1)において、
その化学成分のほかにさらにTiO.OO2〜0.02
0%、BO.OOO2〜0.0025%の一方又は双方
及びCO3%以下を含む鋼を880〜980℃で焼入れ
し、次いで650〜700℃で焼戻すことを特徴とする
耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法を要
旨とするものである。
次に本発明において、各添加元素の組成割合を限定した
理由を説明する。
理由を説明する。
C:Cは強度の向上に有効であるが、0.50%を超え
ると熱処理時焼割れが発生し、又急速加熱する際オース
テナイト中の均一な固溶が困難となり、焼むらの原因と
なる。
ると熱処理時焼割れが発生し、又急速加熱する際オース
テナイト中の均一な固溶が困難となり、焼むらの原因と
なる。
又0.27%未満では強度低下、焼入性悪化を生ずるた
め0.27〜0.50%に限定した。Si:Siぱ鋼の
脱酸と強度増加のために0.0s%以上を必要とするが
0.30%を超えると、耐遅れ破壊性が劣化するので0
.08〜0.30%とした。
め0.27〜0.50%に限定した。Si:Siぱ鋼の
脱酸と強度増加のために0.0s%以上を必要とするが
0.30%を超えると、耐遅れ破壊性が劣化するので0
.08〜0.30%とした。
Mn:Mnは脱酸剤として有効であり、かつ焼入性を向
上させる添加元素であり、かつ焼入性を向上させるが、
0.90%未満ではその効果は少なすぎる。
上させる添加元素であり、かつ焼入性を向上させるが、
0.90%未満ではその効果は少なすぎる。
1だ1.30%を超えると耐遅れ破壊性を劣化させるた
め0.90〜1.30%とした。
め0.90〜1.30%とした。
Cr:Crは耐食性と焼戻し抵抗性を高めるために0.
5%以上を必要とするが、0.9係を超えると耐遅れ破
壊性を劣化させるため0.5〜0,9係とした。
5%以上を必要とするが、0.9係を超えると耐遅れ破
壊性を劣化させるため0.5〜0,9係とした。
Ni:Niは強度、靭性の向上に有効であるが、0.0
3%を超えると遅れ破壊性が増すため0.03係以下と
した。
3%を超えると遅れ破壊性が増すため0.03係以下と
した。
v:Vは強度の向上に有効であるが、0.04%未満で
はその効果が得られず、又0.11%を超えると靭性が
劣化するため0.04〜0.11%とした。
はその効果が得られず、又0.11%を超えると靭性が
劣化するため0.04〜0.11%とした。
Nb: Nbは焼入れ温度で加熱時のオーステナイト粒
の細分化を得るのに有効であり、C量の高い材料の急冷
時の焼割れ発生防止に効果的な元素であるが、0,1チ
を超えると靭性の劣化をもたらすため0.1%以下とし
た。
の細分化を得るのに有効であり、C量の高い材料の急冷
時の焼割れ発生防止に効果的な元素であるが、0,1チ
を超えると靭性の劣化をもたらすため0.1%以下とし
た。
MO:MOは強度、耐食性の向上に有効であるが、0.
60%未満では650℃以上の焼戻し温度で耐食性劣化
を招かずに所定の強度を満たすことは難しい。
60%未満では650℃以上の焼戻し温度で耐食性劣化
を招かずに所定の強度を満たすことは難しい。
一方0.s0%を超えると耐遅れ破壊性の劣化をもたら
すため0.60〜0.80%とした。AI:AIは脱酸
剤として有効であり、0.10%を超えるとその効果は
飽和し靭件の劣化をもたらすため、0.t0%以下とし
た。
すため0.60〜0.80%とした。AI:AIは脱酸
剤として有効であり、0.10%を超えるとその効果は
飽和し靭件の劣化をもたらすため、0.t0%以下とし
た。
P,s:靭性の向上及び耐割れ性の向上を計るため、P
,Sは不純物として可及的に少なくするのが望ましく、
上限を夫々0.005%、0.003%とする。
,Sは不純物として可及的に少なくするのが望ましく、
上限を夫々0.005%、0.003%とする。
Ti:Ti4dBの焼入性効果を助け、材料強度の均一
性向上に有効であり、0.00z%以上を必要とするが
、0.02%を超えると靭性の劣化をもたらすため0.
002〜0.02%とした。
性向上に有効であり、0.00z%以上を必要とするが
、0.02%を超えると靭性の劣化をもたらすため0.
002〜0.02%とした。
B:Bは焼入性に有効で0.0002%以上を必要とす
るが、0.0025%を超えると靭性の劣化をもたらす
ため0.0002〜0.0025係とした。CO: C
Oは耐遅れ破壊性に有効であるが、3%を超えて添加し
ても効果は飽和し、又経済性の点からも不利となるので
3係以下とした。
るが、0.0025%を超えると靭性の劣化をもたらす
ため0.0002〜0.0025係とした。CO: C
Oは耐遅れ破壊性に有効であるが、3%を超えて添加し
ても効果は飽和し、又経済性の点からも不利となるので
3係以下とした。
本発明は化学成分と熱処理との組合せにより所定の性能
を有する油井用鋼を製造するものであるが、上記理由に
基いて構成された鋼はまず880〜980℃に加熱して
焼入れられる。
を有する油井用鋼を製造するものであるが、上記理由に
基いて構成された鋼はまず880〜980℃に加熱して
焼入れられる。
この温度範囲はオーステナイト相から焼入れマルテンサ
イト相の焼入れ組織を得るのに十分なオーステナイト粒
の発達と、一方でオーステナイト粒の粗大化による耐遅
れ破壊性の劣化を防ぐのに必要な温度範囲である。次い
で本発明においては650〜700℃で焼戻しするが、
これは前記オーステナイト粒界への不純物の偏在を防ぎ
かつ球状炭化物の均一析出をはかることにより必要な強
度を満たしつ\耐遅れ破壊性を向上せしめるためであり
、又650℃未満の焼戻しでは化学成分の調整のみで耐
遅れ破喰性を確保することは困難であるが、降伏強度1
25bi( S7.9ky/0n2)以上の材料を確保
しようとする場合、700℃を超えると当成分系では必
要強度の確保ができなくなる。次に本発明の効果を実施
例により説明する。
イト相の焼入れ組織を得るのに十分なオーステナイト粒
の発達と、一方でオーステナイト粒の粗大化による耐遅
れ破壊性の劣化を防ぐのに必要な温度範囲である。次い
で本発明においては650〜700℃で焼戻しするが、
これは前記オーステナイト粒界への不純物の偏在を防ぎ
かつ球状炭化物の均一析出をはかることにより必要な強
度を満たしつ\耐遅れ破壊性を向上せしめるためであり
、又650℃未満の焼戻しでは化学成分の調整のみで耐
遅れ破喰性を確保することは困難であるが、降伏強度1
25bi( S7.9ky/0n2)以上の材料を確保
しようとする場合、700℃を超えると当成分系では必
要強度の確保ができなくなる。次に本発明の効果を実施
例により説明する。
実施例 1耐遅れ破壊性の試験をするため、下記第1表
に示す化学成分を有する100k9鋼塊を高周波溶製し
、1250℃で厚さ60■の板状に鍛造を行っ(た後、
平均温度1000℃で熱間圧延を行なって板厚12mm
0熱延鋼板とし、第1表に示す各温度で焼入れ、焼戻し
を行った鋼板を素材として、厚さ2W,ri11011
DI1、長さ75籠の試験片を作成した。
に示す化学成分を有する100k9鋼塊を高周波溶製し
、1250℃で厚さ60■の板状に鍛造を行っ(た後、
平均温度1000℃で熱間圧延を行なって板厚12mm
0熱延鋼板とし、第1表に示す各温度で焼入れ、焼戻し
を行った鋼板を素材として、厚さ2W,ri11011
DI1、長さ75籠の試験片を作成した。
各試験片を320番エメリ一紙で研磨し、脱脂、乾燥を
行った後U字状に曲げUベンド試験片にし、300F,
1%NaCl( PHはNaOHで調整)溶液の高温ア
ルカリ中に浸漬する200時間の沸騰試験を行った。試
験後各試験片の割れ発生の有無を観察し、その結果を第
2表に示す。実施例 2 実施例1と同じ各条件で製造した鋼板より厚さ1.7m
,巾4.5am,長さ75mの試験片を作成し、320
番エメリ一紙で研磨し、脱脂、乾燥を行なった後、シェ
ルタイプ試験を行なった。
行った後U字状に曲げUベンド試験片にし、300F,
1%NaCl( PHはNaOHで調整)溶液の高温ア
ルカリ中に浸漬する200時間の沸騰試験を行った。試
験後各試験片の割れ発生の有無を観察し、その結果を第
2表に示す。実施例 2 実施例1と同じ各条件で製造した鋼板より厚さ1.7m
,巾4.5am,長さ75mの試験片を作成し、320
番エメリ一紙で研磨し、脱脂、乾燥を行なった後、シェ
ルタイプ試験を行なった。
即ち、20℃のH2S飽和状態ノ0.5%CH3COO
H水溶液に96時間浸漬した後4点支持式ホルダーによ
り試験片に曲げ応力をかけ。割れ発生の限界応力〔SO
値( KsiXlO−4)〕を求めた。その結果は第2
表に示す通りである。○ 実施例1、2の結果を示す第2表より明らかなように、
本発明の方法では、高温アルカリ環境及び硫化水素を含
む環境における耐遅れ破壊性が著しくすぐれている。
H水溶液に96時間浸漬した後4点支持式ホルダーによ
り試験片に曲げ応力をかけ。割れ発生の限界応力〔SO
値( KsiXlO−4)〕を求めた。その結果は第2
表に示す通りである。○ 実施例1、2の結果を示す第2表より明らかなように、
本発明の方法では、高温アルカリ環境及び硫化水素を含
む環境における耐遅れ破壊性が著しくすぐれている。
一方、比較法の鋼番6〜10の結果にみられるように本
発明対象鋼と同成分の鋼であっても熱処理条件が異なる
と割れが発生している。以上説明した如く本発明方法に
より、高強度であって高温アルカリ環境下での耐遅れ破
壊性にすぐれた鋼を製造することができる。
発明対象鋼と同成分の鋼であっても熱処理条件が異なる
と割れが発生している。以上説明した如く本発明方法に
より、高強度であって高温アルカリ環境下での耐遅れ破
壊性にすぐれた鋼を製造することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C0.27〜0.50%、Si0.08〜0.30
%、Mn0.90〜1.30%、Cr0.5〜0.9%
、Ni0.03%以下、V0.04〜0.11%、Nb
0.01〜0.10%、Mo0.60〜0.80%、A
l0.1以下、残部Fe及び不可避的不純物からなり、
不純物中のP0.005%以下、S0.003%以下で
ある鋼を880〜980℃で焼入れし、次いで650〜
700℃で焼戻すことを特徴とする耐遅れ破壊性のすぐ
れた高強度油井用鋼の製造方法。 2 C0.27〜0.50%、Si0.08〜0.30
%、Mn0.90〜1.30%、Cr0.5〜0.9%
、Ni0.03%以下、V0.04〜0.11%、Nb
0.01〜0.10%、Mo0.60〜0.80%、A
l0.1%以下、及びTi0.002〜0.020%、
B0.0002〜0.0025%の一方又は双方、残部
Fe及び不可避的不純物からなり、不純物中のP0.0
05%以下、S0.003%以下である鋼を880〜9
80℃で焼入れし、次いで650〜700℃で焼戻すこ
とを特徴とする耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼
の製造方法。 3 C0.27〜0.50%、Si0.08〜0.30
%、Mn0.90〜1.30%、Cr0.5〜0.9%
、Ni0.03%以下、V0.04〜0.11%、Nb
0.01〜0.10%、Mo0.60〜0.80%、A
l0.1%以下、及びCo3%以下、残部Fe及び不可
避的不純物からなり、不純物中のP0.005%以下、
S0.003%以下である鋼を880〜980℃で焼入
れし、次いで650〜700℃で焼戻すことを特徴とす
る耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法。 4 C0.27〜0.50%、Si0.08〜0.30
%、Mn0.9〜1.30%、Cr0.5〜0.9%、
Ni0.03%以下、V0.04〜0.11%、Nb0
.01〜0.10%、Mo0.60〜0.80%、Al
0.1%以下、及びTi0.002〜0.020%、B
0.0002〜0.0025%の一方又は双方、並びに
Co3%以下、残物Fe及び不可避的不純物からなり、
不純物中のP0.005%以下、S0.003%以下で
ある鋼を880〜980℃で焼入れし、次いで650〜
700℃で焼戻すことを特徴とする耐遅れ破壊性のすぐ
れた高強度油井用鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11014780A JPS5949284B2 (ja) | 1980-08-11 | 1980-08-11 | 耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11014780A JPS5949284B2 (ja) | 1980-08-11 | 1980-08-11 | 耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5735622A JPS5735622A (en) | 1982-02-26 |
JPS5949284B2 true JPS5949284B2 (ja) | 1984-12-01 |
Family
ID=14528230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11014780A Expired JPS5949284B2 (ja) | 1980-08-11 | 1980-08-11 | 耐遅れ破壊性のすぐれた高強度油井用鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5949284B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2954216B2 (ja) * | 1987-08-19 | 1999-09-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 高強度部品用鋼 |
JP6583533B2 (ja) * | 2016-03-04 | 2019-10-02 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材及び油井用鋼管 |
JP6583532B2 (ja) * | 2016-03-04 | 2019-10-02 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材及び油井用鋼管 |
WO2018043570A1 (ja) | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼材及び油井用鋼管 |
CN111471926B (zh) * | 2020-04-09 | 2021-06-15 | 烟台大学 | 一种管接头及其制备方法 |
-
1980
- 1980-08-11 JP JP11014780A patent/JPS5949284B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5735622A (en) | 1982-02-26 |
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