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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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
delayed fracture
steel
fracture resistance
strength
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.)
Expired
Application number
JP11014780A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5735622A (en
Inventor
史朗 向井
昭夫 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP11014780A priority Critical patent/JPS5949284B2/ja
Publication of JPS5735622A publication Critical patent/JPS5735622A/ja
Publication of JPS5949284B2 publication Critical patent/JPS5949284B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/02Hardening by precipitation

Landscapes

  • 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Claims (1)

  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。
JP11014780A 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 Expired JPS5949284B2 (ja)

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JPS5735622A JPS5735622A (en) 1982-02-26
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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

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