JPS6389637A

JPS6389637A - 耐食性高強度ニッケル基合金

Info

Publication number: JPS6389637A
Application number: JP62249053A
Authority: JP
Inventors: ハーバート、エル、アイゼルスタイン; ジェリー、エー、ハリス; ダーレル、エフ、スミス、ジュニア; エドワード、エフ、クラトワージー; スティーブン、フロリーン; ジェフリー、エム、ダビッドソン
Original assignee: Inco Alloys International Inc
Current assignee: Huntington Alloys Corp
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1987-10-01
Publication date: 1988-04-20
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: ATE121800T1; AU7921287A; EP0262673B1; EP0262673A3; JP2708433B2; AU609738B2; US4788036A; EP0262673A2; DE3751267D1; NO874105D0; NO874105L; CA1337850C; DE3751267T2

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、新規ニッケル基合金およびそれから作られる
物品に関し、詳細には高水準の強度、延性などを与えな
がら、各種の腐食剤に対する高い抵抗性を含めて所望の
性質の組み合わせを提供するような合金（合金は深いサ
ワーガスおよび／または油井応用のためのパッカーおよ
びハンガーを含めて管類および関連ハードウェアの製造
に有用）に関する。

発明の分野化学的悪環境で役立ちながら、強度および他の所望の特
性を保持する合金を必要とする多くの工業的応用および
商業的応用がある。高強度、例えば、降伏強さ１００，
０ＯＯｐｓｉ（６８９，５メガパス力ルＭＰａ）以上、
有利には１２０，０００または１５０，０００ｐｓｉ（
１０３４ＭＰａ）以上は、負荷担持サービスにおいて応
力に耐えるのに必要とされる。そして、応力抵抗性と一
緒に、若干の塑性延性は、突然の破断を生じずに少なく
ともささやかな量の合金変形に耐えるのに必要であり、
それによって、例えば、偶然の曲げに対して保護するか
、冷間成形操作を適用可能にさせる。

高強度金属物品に重要ななくて困っているものの若干は
、化学的破壊腐食剤、例えば、塩化物、酸および他の水
素化合物、例えば、硫化水素と接触して使用するためで
ある。本発明の応用の特定の根本的部分、即ち、ガスお
よび／または油井管類および関連ハードウェア、例えば
、バッカー、ハンガーおよび弁に関しては、複雑な腐食
環境に遭遇する。例えば、硫化水素攻撃が生じることに
よって、水素を発生し、万一水素が管類を浸透するなら
ば、「水素脆化」が続いて起こることがある。塩化物イ
オンはウェルに存在することがあり、その結果、応力腐
食割れが、しばしば経験される。

そして、勿論、例えば、塩化物攻撃によってもたらされ
る孔食を包含する面倒な腐食問題が、事実上常時ある。

薄い管類は、しばしば、ぜひほしいものであるが、この
ような場合には、より大きい注意を孔食問題に集中しな
ければならない。このように、孔食、応力腐食割れおよ
び水素脆化に対する抵抗性は、成る高強度金属物品、特
に石油産出管類および油井および／またはガス井用ハー
ドウェアに重要である特性のうちの１つである。

発明前記のことを仮定すれば、鍛錬品および他の製品の製造
に有用な所望水準の高強度、耐食性、耐久性および他の
重要な特性〔良好な二次加工性（ｆ’ａｂｒｉｃａｂｉ
ｌｉｔｙ　）を含めて〕を与える成る元素成分、特にニ
ッケル、クロム、モリブデン、ニオブ、鉄、チタンおよ
びアルミニウムに関して制御された割合の新合金組成物
が、発見された。このように、本発明の特定の目的は、
それに限定せずに、管類、特にガスおよび／または油井
用管類の製造用耐食性高強度延性合金を提供することに
ある。

発明の態様一般的に言えば、本発明によれば、ここで意図する合金
は、重量でクロム約１５％〜２２％、鉄量１０％〜２８
％、モリブデン約６％〜９％、ニオブ約２，５％〜５％
、チタン１％〜２％、アルミニウム約０．　５％まで、
有利にはアルミニウム０．０５％または約０．１％〜０
．５％を含有し、残部は本質上ニッケルであり、ニッケ
ルが合金の４５％〜５５％、好ましくは５０％〜６０％
を構成する。可鍛剤および脱酸剤を含めて補助元素は、
少量で存在でき（例えば、炭素０．１％まで、ケイ素０
．３５％まで、マンガン０６５％まで、例えば、０．３
５％、ホウ素０．０１％まで）、また残留少量のセシウ
ム、カルシウム、ランタン、ミツシュメタル、マグネシ
ウム、ネオジムおよびジルコニウムは、合計で炉装入物
の０．２％まで添加物から残存できる。許容可能な不純
物としては、鋼約１％まで、例えば、０．５％まで、硫
黄０．０１５％までおよびリン０．０１５％までが挙げ
られる。窒素０．１５％または０．２％までおよびバナ
ジウム３％までは、存在できる。

タングステンおよびタンタルは、付随的％で存在でき、
しばしばモリブデンおよびニオブの商業的源に付随する
（それぞれ、例えば、タングステン０．１％またはタン
タル０．１％）。タングステンは、成る場合には、等し
い％のモリブデンの代わりに３％までの量で使用できる
。その場合でさえ、特により高い率のクロム、モリブデ
ンおよび鉄において有害量の望ましくない相、例えば、
ラーベス（Ｌａｖａｓ　）相の生起を回避するためにタ
ングステン量を低率に保持することが好ましい。

タンタルは、等原子％でニオブの代わりに使用できるが
、その高原子重量に鑑みて望ましくない。

本発明を実施する際に、強度、延性、耐食性、二次加工
性および前記腐食環境の種類における良好な耐久性を含
めてクロム、鉄、モリブデン、ニオブ、チタン、アルミ
ニウムおよびニッケルによって与えられる利益を得るた
めに、適当な組成バランスを達成することに関して注意
を払うべきである。例えば、クロムおよびモリブデンを
前記量よりもはるかに少ない量に減少することは、耐食
性のむだな損失を生ずることがある。クロムは、高めら
れた耐食性が期待される場合に２５％までで使用できる
。モリブデン含量５％以上は、推奨されないが、特によ
り多いクロム量、例えば、２２〜２５％において使用で
き、特に余り攻撃的な腐食性ではない媒体を包含する場
合に使用できる。

最適の耐食性を得ようとする際に、モリブデン含量は、
有利にはクロム含量少なくとも２０％と一緒に、少なく
とも６．５％、好ましくは少なくとも７％であるべきで
ある。クロムとモリブデンとの和は、好ましくは２７％
以上である。しかしながら、このことは、注意を加工性
に集中する。

注意を払わなければ、不都合な析出物、例えば、ラーベ
ス相が有害量で形成する危険がある。この不都合な析出
物は、例えば、シートおよびストリップを製造するため
に熱間圧延時および／または冷間圧延時に割れをもたら
すことがある。このことは、高率のニオブ（４〜５％）
がモリブデン％７〜７．５％またはそれ以上と一緒に存
在する時に特に真実である。ニオブは、加工性にモリブ
デンよりも大きい悪影響を及ぼすと思われる。いかなる
場合にも、この望ましくないことを阻止するために、ニ
ッケル含量は、少なくとも５２％、最も有利には５４％
〜６０％であるべきであることが見出された。更に、こ
のようなニッケル量は、以下の表■のデータによって示
されるように耐食性に顕著に寄与することが見出された
。これに関連して、６０％においては強度が下がる傾向
があるので、ニッケルの上限５８％が、好ましい。

鉄の％に関しては、５％以上の量が、利用できる。より
多い鉄量、例えば、２０％よりも多い量は、Ｈ２Ｓ環境
で役立つが、応力腐食割れに対する抵抗性を減じること
があると信じられる。より低い鉄量においては、Ｈ２Ｓ
の効果に対する抵抗性が余り良好ではないことがあるが
、応力腐食割れに対する抵抗性は、改良されると考えら
れる。

５〜１５％の鉄範囲が、有利であると思われる。

アルミニウムは、強度および硬さ特性を付与するが、過
剰に存在するならば、耐孔食性を減じる。

従って、アルミニウムは、約０．５％を超えるべきでは
なく、好ましくは約０．２５または０，３％未満に保持
される。

チタン１％以上が本発明の合金に存在することが好まし
いが、０．５％程度の低率は、特にその範囲の上端、例
えば、３．５または４％以上のニオブと併用できる。チ
タン２．５％までは、強度のために利用できる。

多分所望の結果の一貫性を促進するために特に厳重な制
御が望まれるならば、組成は、ニッケル５４％〜５８％
、クロム１８，５％〜２０．５％、鉄１３．５％〜１８
％、モリブデン６．５％〜８％、ニオブ３％〜４．５％
、チタン１，３％〜１．７％またはアルミニウム０．０
５％〜０．５％の範囲の１以上で独特に制限できる。

有利に高強度を達成し、かつ良好な延性、加工性および
他の所望の結果を維持するために、合金組成は、次式％式％）の割合和に従って釣合わされた量でチタンおよびニオブ
を存在させるように、より厳重に制御される。例えば、
チタン約１．５％およびニオブ約４％、例えば、Ｔｉ１
．３％〜１．７％およびＮｂ３．６％〜４．４％は、本
発明の合金で有利である。

前記のように設定したと仮定すると、合金は、物品、例
えば、鍛連品、例えば、熱間または冷間引き抜きロッド
またはバー、冷間圧延ストリップおよびシートおよび押
出管類にするための良好な加工性（熱間および冷間の両
方）を有する。

所望の場合には、合金から製造される物品の降伏強さお
よび引張強さは、冷間加工または時効硬化またはそれら
の組み合わせ（例えば、冷間加工した後、時効硬化）に
よって高めることができる。

合金の熱処理温度は、大抵の場合には、焼鈍の場合には
約１６００丁（８７０℃）〜２１００丁（１１４８℃）
、時効の場合には約１１００’Ｆ（５９３℃）〜１４０
０下（８１６℃）である。冷間加工直後の１２００丁（
６４８℃）〜１４００丁（７６０℃）での１／２時間〜
約２または５時間の直接時効処理は、良好な強度と延性
との望ましい組み合わせを得るのに特に有益である。

前記のように、ここで意図する合金は、熱間加工しくま
たは温間加工し）、次いで、時効硬化することができる
。一般的に言えば、熱間加工または温間加工した後、時
効することは、降伏強さがより低いが、より良い耐応力
腐食性をもたらす。

冷間加工した後、時効することは、逆をもたらす。

これに関連して、焼鈍処理した後、時効することは、よ
り良い応力腐食割れ抵抗性を与えるらしい（降伏強さは
若干より低い）。

本発明の物品のうちには、降伏強さく０．２％オフセッ
ト）１２０．００〜１５０，０００ｐｓｉ（ボンド／平
方インチ）（１０３４ＭＰａ）以上および伸び８％以上
、例えば、１６０．０００．１８０．０００または１９０．０００
ｐｓ　ｔ　（１１０３，１２４１または１３１０ＭＰ　
ａ）および１０．１２または１５％および一層大きい強
度および伸びによって特徴づけられる機械熱加工高強度
耐食性製品がある。

当業者に本発明のより良い理解を与える目的で、下記例
示例およびデータを与える。

例　　Ｉ５０　Ｎ　ｉ　／２０　Ｃｉ　／　１８　Ｆ　ｅ　／７
　Ｍ　ｏ　／　３Ｎｂ／１．５Ｔｉ１０．ｌＡｌ１０．
０３Ｍｇのｆｆｉ量％の金属の炉装入物を真空誘導溶融
し、鋳造してインゴット形態とした。その化学分析（合
金１）および本発明の成る他の合金の化学分析を表Ｉに
示す。

合金１のインゴットを均質化のために２０５０’Ｆ（１
１２２℃）で１６時間加熱し、次いで、２０５０丁（１
１２２℃）から鍛造してフラット（ｆ’１ａｔ）とした
。フラットを２０５０°Ｆ（１１２２℃）で熱間圧延し
て０．１６ゲージ（約４ｍｍ）とし、１９５０下（１０
６６℃）で１時間焼鈍し、冷間圧延して０．１ゲージ（
約２、　５ｍｍ）のストリップとした。このストリップ
を１９５０丁（１０６６℃）で１時間再度焼鈍した。焼
鈍された０、１ゲージ（約２．　５ｍｍ）のストリップ
の試験片を異なる程度冷間圧延して０．０６２．０．０
７１および０．０８３ゲージ（１，５７，１，８および
２．１１ｍｍ）の大きさを作り、次いで、各大きさく０
．１ゲージを含めて）を再度１９５０丁（１０６６℃）
で１時間焼鈍し、冷間圧延して０．０５の最終ゲージ（
約１．２７ｍｍ）とし、冷間加工圧下率約２０％、３０
％、４０％および５０％を生じた。下記スケジュールＨ
Ｔに記載の温度および時間での熱処理前および熱処理後
の０．０５ゲージのストリップの試料についての合金１
の場合の加工硬化性および時効硬化性を含めて硬化性デ
ータを表Ｈに与える。

合金１の引張試験片（０，０５ゲージのストリップ）を
冷間圧延状態および冷間圧延＋熱処理状態を含めて所定
の機械的熱加工状態での室温における機械的性質につい
て評価した。結果を表■に示す。本発明の合金の冷間加
工態様の場合には、「直接時効〔冷間加工後に合金を直
接時効硬化温度で熱処理する（冷間加工と時効との間に
ある他の熱処理なしに）〕は、延性を良好に保持しなが
ら、降伏強さ１５０，０００ｐｓ　ｉ　　（１０３４Ｍ
　Ｐ　ａ　）以上を生じたことがわかる。更に、１２０
０丁（６４９℃）での直接時効は、強度と延性との両方
において格別有利な増大を与えた。強度および延性は、
それぞれ１６０．０００ｐｓ　ｉ　　（１１０３ＭＰａ
）および伸び２０％を超えていた。

５９６硫酸溶液に全電流１０ｍＡで５００時間陰極的に
チャージングしながら、降伏応力１００％よりも大きい
応力に拘束して保持した幅１インチ（２５，４ｍｍ）の
冷開成形Ｕ曲げ試験片に関連して合金１を水素チャージ
ングに付す時には、延性の有意な損失は、各種の加工条
件下では経験されなかった。５００時間のチャージング
期間全体にわたって成功な生き残り（保持された延性）
は、以下に与えられるように、１２個の加工処理状態に
ある合金１の場合に示された。

ＡＣＲ２０％、３０％、４０％および５０％；２０％、
３０％、４０％および５０％ＣＲ後にＨＴ−１；２０％ＣＲ＋ＨＴ−８；　２０％ＣＲ＋ＨＴ−９２０％
ＣＲ＋ＨＴ−１０；　２０％ＣＲ＋ＨＴ−１１゜対照的に、長時間（これの場合、１６時間以上）の直接
時効処理ＨＴ−５およびＨＴ−６から生ずる状態にある
合金１の２０％冷間圧延ストリップの２個の拘束Ｕ曲げ
試験片は、同じ水素チャージング条件に付す時に、それ
ぞれ５時間および２時間の不満足な短い生き残り後に破
損した。

合金１の場合には満足であると示された冷間圧延および
熱処理が適用されたとしても、合金１とは異なる合金組
成、例えば、異なる鉄および／またはモリブデン％との
比較しうる水素チャージングＵ曲げ評価時に破損が不満
足な短時間後に生じたので、組成は、中でも、水素脆化
に抵抗する際に本発明の加工物品の成功に重要であると
思われる。高温での酸塩化物媒体との接触に対する良好
な抵抗性は、４０％冷間圧延状態にある合金１の４イン
チ×３インチ（１０，２Ｘ７．６２ｃｍ）の試験片の目
減りおよび目視外観測定によって確認した。２個の試験
片を１５０下（６６℃）の１０％Ｆ　ｅ　Ｃ１３＋　０
．　５％ＨＣＩ水溶液に２４時間浸漬した。目減りは、
満足なほど少なく、０、　０３〜０．　５２ｍｇ／ｃｉ
であった。目視検査は、１個のビットのみが生じたこと
を示し、合金金属が酸媒体に対して良好な抵抗性を与え
ることを確認した。追加の孔食データを表■に与える。

応力腐食割れに対する抵抗性を与える合金１の能力は、
沸騰４２％ＭｇＣｌ２中での７２０時間露出時の５０％
冷間圧延拘束Ｕ曲げ試験片の満足な生き残りによって示
された。

例■ 本発明に係る約１８−３Ｘ４％Ｃｒ／１４％Ｆ　ｅ　／
　６−１　／　２％Ｍ　ｏ　／　４−１　／　４％Ｎｂ
／１−１Ｘ２％Ｔｉ／残部ニッケルおよび少量のアルミ
ニウムおよび他の元素を含有するニッケル基合金のバー
ジン金属成分の炉装入物を空気誘導溶融し、Ｉ、Ｄ、（
内径）４−１／４インチ（１０，’８ｃｍ）を有する金
型中で回転速度１：ｔＯＯｒｐｍでアルゴンシュラウド
の保護下で遠心的に鋳造した。このことは、合金２の鋳
造遠心固化管シェルを生じた。鋳造寸法は、０．Ｄ。

約４−１／４インチ（１０，８ｃｏ＋）および壁厚約３
／４インチ（１゜９ｃ１１１）を有していた。更に他の
加工のために、鋳造シェルをＯ，Ｄ、約４インチ（１０
，２ｃｍ）の大きさ〔壁約０．４３フインチ（１，１１
ｃｍ））に「クリーンアップ」した。

リーダー管をシェル上に溶接し、加工は下記の通り進行
した。管シェルを２１００”Ｆ　（１１４９℃）で焼鈍
し、酸洗いし、Ｏ，Ｄ、３．７５インチ（９，２５２ｃ
ｍ）ｘ壁０．３９インチ（０，９９ＣＩＩ＋）に冷間引
き抜き（約１５．８％）、２１００下（１１４９℃）で
再焼鈍し、酸洗いし、次いで、Ｏ，Ｄ、　　３．　５イ
ンチ（８，８９印）Ｘ壁０，３５インチ（０，９９０（
至））に冷間引き抜き（また、圧下率的１５．８％）、
２１００丁（１１４９℃）で再焼鈍し、酸洗いし、次い
で、０、　Ｄ、　　２．６２５インチ（６，６６８ｃｍ
）ｘ壁０．３インチ（０，７６２ｃｍ）に管を圧下した
（断面収縮重量３６．７％）。

管壁から縦方向に取られたサブサイズ（ｓｕｂ−ｓｉｚ
ｅ　）の丸棒試験片を使用して測定された機械的性質を
表■に報告する。

例■ 本発明の別の合金（表Ｉの合金３）の円筒管は、本発明
に係る約２０％Ｃｒ　／　１７％Ｆ　ｅ　／　７％ＭＯ
／３％Ｎｂ／１−１／２％Ｔｉ／残部ニッケルおよび少
量のアルミニウムおよび他の元素を有するニッケル基合
金の炉装入物を使用して作った。

例■の溶融、鋳造および他の成形法を再度使用し、合金
３の冷間加工管を製造した。機械的性質の測定値を表■
に示す。

結果は、強度と延性との非常に良好な組み合わせが特に
１３００丁（７０４℃）〜１４００丁（７６０℃）での
１〜２時間直接時効の場合に合金２および３の冷間加ニ
ー直接時効物品の場合に達成できたことを反映する。

合金３の押出１３００丁（７０４℃）直接時効製品から
取られた横方向試験片は、ＡＳＴＭ粒度Ｎｏ、　３−１
　／　２を有していた。試験片の光学顕微鏡検査は、粒
界炭化物の不在を示し、押出冷間圧下熱処理微細構造が
１００ＯＸで分解能のあるいかなる粒内相も含有しない
ことを示した。

例■ 応力腐食挙動を更に調べるために、合金（合金４）を真
空溶融し、３０ボンド（１３，６ｋｇ）のインゴットと
して鋳造した。化学組成は、１８．４％Ｃ「／８％Ｍｏ
／１７．６％Ｆｅ１０．１９％Ａｌ／１．３％Ｔｉ／３
．２％Ｎｂ１０．０１６％Ｃであり、残部は本質上ニッ
ケルであった。インゴットを２１００’Ｆ（１１４９℃
）で熱間圧延して５／８インチ厚の板ストックとした。

次いで、板ストックの試験片を１３２５丁（７１８℃）
で８時間時効し、１００丁（４４℃）／ｌｈｒで１１５
０丁（６２１℃）まで炉冷部し、そこに１０時間保持し
た後、風乾した。

引張試験は、この材料が降伏強さ１６９ｋｓ　ｉ。

伸び２２％を有することを示した。

鋼にガルバーニ電気的に結合された合金４のＵ曲げ試料
をＮＡＣＥＨ２Ｓ環境、即ち、Ｈ２Ｓガスで飽和された
氷酢酸５ｇ、ＮａＣｌ３０ｇ、水９４５ｇの溶液中で試
験した（ＮＡＣＥ仕様標弗ＴＭ−０１−７７）。破損は
、６週間の露出後に観察されなかった。

表Ｖは、高アルミニウム量が耐孔食性に悪影響を及ぼす
ことがあることを反映する。試験は、露出時間７２時間
を使用して合金試験片を１２２下（５０℃）の６％塩化
第二鉄溶液に浸漬することを包含した（この試験は、サ
ワーガス井でのサービス条件を複写しないが、この塩化
第二鉄溶液中での孔食挙動と深いサワーガス井環境に更
に近く模擬する他の試験環境との間の合理的な良好な相
関があることが報告された）。試験片を時効硬化状態で
試験し、即ち、２１００丁（１１４９℃）で１／２時間
焼鈍し、水焼き入れし、１６００丁（８７１℃）で４時
間時効後、水焼き入れした。

合金ＡＳＢおよびＣは、低チタン含量を有するが、チタ
ンは、耐孔食性に悪影響を有していない。

このように、これらの合金は、比較の目的で満足である
と思われる。合金Ａは、多分、データが示唆する程不良
ではない。合金５に５種の追加の熱処理を施した。結果
は、表Ｖに報告のものと事実上同じであった。

追加の試験を１０％塩化第二鉄中で１５２丁（６７℃）
で露出時間２４時間実施して、アルミニウム含量に対す
る本合金の腐食感度を測定した。

合金６．７、ＤおよびＥの分析された化学組成および結
果を表■に与える。合金（厚さ０．１５インチＸ幅３イ
ンチ×長さ４インチ）は、冷間圧延（２０％）＋１４０
０丁（７６０℃）で１２時間、風乾状態であった。その
結果は、表Ｖのデータと一致する（即ち、高アルミニウ
ムは有害である）。

他の試験を異なる熱処理のための合金６．７、Ｄおよび
Ｅの場合に実施したが、結果は、信頼できないと考えら
れた。このことは、表面欠陥に起因する。

前記のように、過剰のモリブデンおよびニオブ含量は、
特に低ニツケル率の場合にラーベス相形成に関する不要
な危険を導入することがある。このことは、２０５０丁
（１１２２℃）で０．５００インチの板を０．１６０イ
ンチのストリップに熱間圧延することに関して表■中の
データによって反映される。また、前記のように、ニッ
ケルは、ラーベス相の形成を抑制することに加えて、表
■に示すように高水準の耐食性を付与する。

主成分ニッケル、モリブデン、クロム、ニオブおよび鉄
のバランスは、本発明の合金が熱間加工操作によって二
次加工できるべきであるならば、前記限度内に注意深く
制御しなければならない。

良好な熱間二次加工性を保証するためには、ニッケル含
量は、クロム、モリブデンおよびニオブが増大するにつ
れて増大すべきである。クロムおよびモリブデンに比較
して、ニオブは、加工性に対する特定の妨害物である。

これらの元素の間の下記関係（Ａ）は、求められて、こ
れらの合金に良好な熱間加工性を付与するのに必要な最
小Ｎｉを規定する：Ｎｉ　　３．３　（Ｍｏ＋Ｃｒ＋２
Ｎｂ）−７１゜この関係を第１図にグラフ的に図示する
。

前記関係を満たす合金は、熱間加工できるが、依然とし
て所望最終製品形態への爾後加工時または最終製品の引
張試験時に低い延性を示すことがあり、次式（Ｂ）は、
有害なラーベス相の相対的豊富さを予測することによっ
て商業的に魅力的ではないような低い延性を示すことが
ある組成をより正確に予ｎ１する。

ＬＮ（％ラーベス）−２，４０８−０，０１８８１（％
ＮＩ　Ｘ％ｃｂ）＋０．００９２９（％Ｐｅ　ｘ％Ｍｏ
）＋０．２０７５（％Ｎｏ　Ｘ％Ｃｂ）一般に、約５％
よりも高いラーベスを予測する組成は、限界的冷間加工
性を示すらしく、更に、組成は、適当な引張延性を保証
するために予測ラーベス約２．５％未満を与えるべきで
ある。

例として、ラーベス約９．９％を予測する合金Ｍは、熱
間加工を切り抜けるが、割れなしに４０％以上の水弗で
冷間加工することができなかった。

ラーベス５．３％を予測する別の組成物、合金Ｈは、圧
下率５０％まで冷間加工可能であるが、室温で試験する
時に引張伸び１．５％を保持するだけであった。

表■中の孔食データに関しては、試験片を１５０丁（６
６℃）に維持されたＦ　ｅ　ＣＩ　　Ｆ　ｅ　Ｃ１６Ｈ２０＋　０　、１％
ＨＣＩ溶液に２４時間浸漬した。観察されるように、ニ
ッケル含量４０％は、モリブデン量９％にも拘らず、攻
撃を抑制するのに不十分であった（合金９）。

ニッケル含量を５０％および６０％（合金Ｎおよび９）
に上げる時には、事実上同の孔食にも遭遇しなかった。

モリブデン７％の合金８および７は、同様に挙動した。

モリブデン５％は、ニッケル含量に関係なく、単純に余
りに少なかった（合金Ｇ、９および１０）。

本発明は、金属物品、例えば、腐食媒体にさらしながら
、粗サービスにおける重負荷および衝撃に耐えるのに必
要な管、容器、ケーシングおよび支持体を提供するのに
応用でき、特に産出管類および関連ハードウェア、例え
ば、炭化水素燃料の深い自然の溜めを引くためのバッカ
ーおよびハンガーを与える際に応用できる。深い油井ま
たはガス井サービスでは（多分、海洋設備において）、
本発明は、石油と共に時々存在する硫化水素、二酸化炭
素、有機酸、濃縮ブライン溶液などの媒体に対する抵抗
性のために特に有益である。また、本発明は、二酸化硫
黄ガススクラバーにおける良好な耐食性を与えるのに応
用でき、このような環境中のシール、ダクトファン、お
よび煙突ライナーに有用であると考えられる。合金の物
品は、１２００″Ｆ　（６４８℃）まで（場合によって
それ以上）の高温において有用な強度を付与できる。

本明細書の目的では、英語単位とメートル法の単位との
両方を使用した。元の観察は、英語単位で得られた。メ
ートル法の単位は、換算によって得られた。これらの単
位間の不一致が存在するならば、英語単位が、制御する
であろう。

本発明を好ましい態様と共に説明したが、当業者が容易
に理解するであろうように、本発明の精神および範囲か
ら逸脱せずに修正および変形を施すことができることを
理解すべきである。このような修正および変形は、本発
明の権限および範囲内であるとみなされる。

表！化学分析、重合金　　Ｃｒ　　　Ｆｅ　　　Ｍｏ　　　Ｎｂ　　　Ｔ
ｉ　　　ＡＩ　　　　Ｃ１２０，０９１７，５５７，０
Ｂ　　　３．０２　　１．４９　　０．１３　　０．０
３２　　１８．７３　１３．８９　６Ｊ０　　４．２９
　　　Ｌ、４５　　０．３５　　０．０２３　　　Ｌ９
．８９　１Ｂ、８１　７．１８　　３゜１０　　１．５
１　　０．０８　　０．０３ＮＡ−分析せずコバルト、リンおよび硫黄は、分析時に、０．０１１％
以下の％ニオブ％は、可能な小割合のタンタルを包含す
る。

Ｍｎ　　　Ｓｔ　　　　Ｂ　　　　Ｃｕ　　　Ｍｇ　　
　ＮｉＯ，１８０，２Ｂ　　　０．００６　　　ＮＡ　
　　Ｏ，０１１５０，２３０゜２９　　０．１９　　０
．００７　　　Ｑ、２８　　０．０２１　　５３．９１
０．２２　　０．１Ｂ　　０．００１３　　０．Ｏｆ３
　　０．０１Ｂ　　　５１．１４で存在することが見出
された。

表■ ＡＣＲ３５３８３８，５４ＯＣＲ＋ＨＴ−１４０４０４０４０，５ＣＲ＋ＨＴ−２４０，５４０，５４１，５４１，５Ｃ１
？＋ＩＩＴ−３３７４０，５４１，５４２，５ＣＩ？＋
１ＩＴ−４４２４４４４４５ＣＩ？＋ＩＩＴ−５４５４７４７４４，５Ｃ１？＋ＩＩ
Ｔ−７３９，５−−−−−−ＣＲ＋ＩＩＴ−８４１−−
−一−− ＣＲ＋ＨＴ−９３９，５−−−−−− ＣＩ？＋ＨＴ−１０３１，５−−−−−−Ｃ）ｉ十〇Ｔ
−１１３７−一　　　　　　−−−−ＡＣＲ−冷間圧延
したまま％ＣＲ−Ｃ開−延による厚さの減少率（最終焼鈍後）２０％ＣＲストリップの焼鈍硬さは、１７５０下（９５
４℃）／　（１／２）ｈｒ、１９００丁（１０３８℃）
　／　１　ｈ　ｒおよび２１００丁（１１４９℃）／　
（１／２）ｈ　ｒの処理後のロックウェルＢスケール、
９７．９３および７８によった。４０％ＣＲストリップ
の場合の対応結果は、２３．５Ｒｃ、９４Ｒｂおよび７
８Ｒｂであった。

スケジュールＨＴ−１：１９００丁（１０３８℃）１０．５゜ＡＣ＋
１４００丁（７６０℃）／８−ＦＣ−１２００丁（６４
８℃）／８．ＡＣ（１９００丁（１０３８℃）で１／２
時間加熱し、次いで、室温に風乾し、そして１４００丁
（７６０℃）で８時間加熱した後、１２００丁（６４９
℃）に炉冷部し、そこに８時間保持し、次いで、室温に
空冷〕ＨＴ−２：１７５０下（９５４℃）１０．５゜Ａ
Ｃ＋１３２５丁（７１８℃）／８−ＦＣ−１１５０下（
６２２℃）／８．ＡＣＨＴ−３：　１１５０丁（６２２℃）　／１．　ＡＣＨ
Ｔ−４：１４００丁（７６０℃）／１．ＡＣＨＴ−５：
　１３２５丁（７１８℃）／８−ＦＣ−１１５０丁（６
２２℃）／８．ＡＣＨＴ−６：　１４００”Ｆ　（７６０℃）／８−ＦＣ−
１２００丁（６４８℃）／８．ＡＣＨＴ−７：　１２００下（６４８℃）１５．ＡＣＩＨＴ
−８：１３００丁（７０４℃）１５．ＡＣＨＴ−９：１
４００丁（７６０℃）１５．ＡＣＨＴ−１０：２１００
丁（１１４８℃）１０．５゜ＡＣ十ＨＴ−５ＨＴ−１１：　２１００°Ｆ（１１４８℃）１０．５゜
ＡＣ＋ＨＴ−６合金　　Ｃｒ　　　Ｆｅ　　　Ｍｏ　　　Ｎｂ　　　Ｍ
ｏ＋ＮｂＦ　　　（２０）　　　（３８）　　　（７）
　　　　（３）　　　　（１０）Ｇ　　　２０．０６　
　３０．５５　　５．１８　　３．０６　　　８．２４
Ｈ１９，８ｇ　　　２８．２Ｅｉ　　　７．Ｉ　　　　
ＬＯ５１０，１５１（２０）　　　２Ｂ　　　　（７）
　　　　（５）　　　　（１２）Ｊ　　　（２０）　　
　（１Ｂ）　　　（７）　　　　（５）　　　　（１２
）Ｋ　　　１９．８８　　１．６９　７．１９　　５．
１９　　１２．３８Ｌ　　　Ｌ９．９１　　２１．２０
　　９．２８　　２．１８　　１１．４４Ｍ　　　２０
．０３　２Ｂ、２３　９Ｊ４　　２．１１　　１１．４
５Ｎ　　　１９．９９　　１５．９９　　９．２１　　
２．１２　　１１．３４０　　２０．２６　　　Ｂ、８
５　　８．７９　　２．０９　　１０．８８８　　２０
．０９　　１７．５５　　７．０６　　３．０２　　１
０．０ｇ９　　１４．８１　　２５．９１　　５．１４
　　２．９８　　　８．１２１０　１４．４４　　１Ｂ
、２９　　５．０８　　３．０９　　　８．１７Ｐ−合
格Ｃ−割れる〇−公称表■ Ｔｉ　　　　ＣＡｔ　　　Ｎｉ　　　熱間加工（１，５
）　　（ｏ、２）　　（０，１０）　　（３０）　　　
Ｃ，ラーベス０．５５　０．００Ｂ７０．ｅ２　３９．
４２　Ｐｌ、５２　０．０２　０．１４　３９．７７　
Ｐ（１，５）　　０．０２　　　（０，１０）　　（４
０）　　　Ｃ，ラーベス（１，５）　　（０，０２）　
　（０，ＬＯ）　　（５０）　　　Ｃ，ラーベス１．５
１　０．０２　０．２４　６３．８８　Ｐｌ、０７　０
．０２　０．１４　４５．９Ｉ　Ｐｌ、０７　０．０２
　０．１４　４０．８７　Ｐｌ、０９　０．０２　０．
１０　５１．２４　Ｐｌ、０２　　　　０．０２　　　
　０．１０　　　　６０．４４　　　Ｐｌ。４９　０．
０３　０．１３　５０．２３　ＰＯ，５４０，０３９０
，６３４９，３Ｉ　Ｐ　−０，５４０，０２００，５９
５９，０５Ｐ表　　■ 孔食挙動（公称）　　（公称）Ｇ　　　　４０　　　　５　　　　　４２．５Ｈ４Ｇ　
　　　　７　　　　　３８．２Ｍ　　　　４０　　　　
９　　　　　３７．３９　　　５０　　　　５　　　　
　３７．９８　　　５０　　　　７　　　　　　０．２
Ｎ　　　　５０　　　　９　　　　　　０．５４１０　
　６０　　　　５　　　　　４５．５Ｋ　　　　Ｂ４　
　　　７　　　　　　０．０２０　　　６０　　　　９
　　　　　　０．０３

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｎ　ｉＳＣｒ　ｓ　Ｎ　ｂおよびＭｏの加工
に対する効果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１、良好な加工性および二次加工性によって特徴づけら
れ、かつ更に冷間圧延状態および時効状態の両方におい
て高強度、良好な延性および孔食、水素脆化および応力
−腐食割れに対する抵抗性によって特徴づけられるニッ
ケル基合金であって、本質上重量％でクロム約１５〜２
５％、モリブデン約６〜９％、ニオブ約２．５〜５％、
チタン０．５〜２．５％、アルミニウム約０．５％まで
、および残部本質上ニッケルからなり、ニッケルが合金
の約５０〜６０％を構成することを特徴とするニッケル
基合金。２、ニッケル含量が、少なくとも５２％である特許請求
の範囲第１項に記載の合金。３、ニッケル含量が、５４〜５８％である特許請求の範
囲第１項に記載の合金。４、クロムが少なくとも１６％であり、モリブデンが少
なくとも６．５％であり、クロムとモリブデンとの和が
少なくとも２７％であり、チタン含量が１〜２％である
特許請求の範囲第１項に記載の合金。５、ニオブ含量が３〜４．５％であり、モリブデンとニ
オブとの和が少なくとも１０％である特許請求の範囲第
４項に記載の合金。６、アルミニウムが、０．０５〜０．３％である特許請
求の範囲第４項に記載の合金。７、チタンとニオブとの％は、次式３％≦％Ｔｉ＋１／２％Ｎｂ≦４％の関係に従って相関される特許請求の範囲第５項に記載
の合金。８、いかなる炭素、ケイ素、マンガンおよびホウ素の存在も、炭素約０．１％、ケイ素約０．３５
％、マンガン約０．５％およびホウ素約０．０１％を超
えない特許請求の範囲第１項に記載の合金。９、クロム約１８．５％〜２０．５％、鉄１３．５〜１８％およびモリブデン６．５〜８％を含有
する特許請求の範囲第１項に記載の合金。１０、ニッケル、モリブデン、クロムおよびニオブが、
下記関係％Ｎｉ３．３（％Ｍｏ＋％Ｃｒ＋２Ｃｂ）−７１を満た
すように相関される特許請求の範囲第１項に記載の合金
。１１、いかなるラーベス相も、下記関係ＬＮ（％ラーベス）＝２．４０８−０．０１８８１（％
Ｎｉ×％Ｃｂ）＋０．００９２９（％Ｆｅ×％Ｍｏ）＋
０．２０７５（％Ｍｏ×％Ｃｂ）によって測定する時に
約５％を超えない特許請求の範囲第１項に記載の合金。１２、製品として、ガスおよび／または油井管類、パッ
カー、ハンガーおよび弁から選ばれ、かつ特許請求の範
囲第１項に記載の合金から形成された製品。１３、良好な加工性および二次加工性によって特徴づけ
られ、かつ更に時効状態において高強度、良好な延性お
よび孔食、水素脆化および応力−腐食割れに対する抵抗
性によって特徴づけられるニッケル−クロム−鉄基合金
であって、本質上クロム約１５％〜２２％、鉄約１０％
〜２８％、モリブデン約６％〜９％、ニオブ約２．５％
〜５％、チタン約１％〜約２％、アルミニウム約０．０
５％〜約０．５％からなり、残部が本質上前記合金の約
４５％〜約５５％の重量割合のニッケルであることを特
徴とするニッケル−クロム−鉄基合金。１４、チタンおよびニオブの量は、次式３％≦Ｔｉ＋１／２（％Ｎｂ）≦４％の関係に従う特許請求の範囲第１３項に記載の合金。１５、チタン１．３％〜１．７％を含有する特許請求の
範囲第１４項に記載の合金。１６、炭素、ケイ素、マンガンおよびホウ素の存在が、
炭素０．１％、ケイ素０．３５％、マンガン０．３５％
、およびホウ素０．０１％を超えないように制限される
特許請求の範囲第１３項に記載の合金。１７、クロム１８．５％〜２０．５％、鉄１３．５％〜１８％およびモリブデン６．５％〜７．５
％を含有する特許請求の範囲第１５項に記載の合金。１８、特許請求の範囲第１３項に記載の合金を含む冷間
加工金属物品。１９、合金を冷間加工し、約１１００°Ｆ〜１５００°
Ｆ（約５９３℃〜８１６℃）の温度で時効することから
生ずる状態の特許請求の範囲第１３項に記載の合金を含
む金属製品であって、降伏強さ少なくとも約１５０，０
００ｐｓｉおよび伸び少なくとも約８％によって特徴づ
けられる金属製品。２０、降伏強さ少なくとも約１８０，０００ｐｓｉおよ
び伸び少なくとも約８％を有する特許請求の範囲第１９
項に記載の製品。２１、新製品として、特許請求の範囲第１３項に記載の
合金から形成された、深いサワーガスまたは油井で使用
する油またはガス井用管。２２、良好な加工性および二次加工性によって特徴づけ
られ、かつ更に時効状態において高強度、良好な延性お
よび孔食、水素脆化および応力−腐食割れに対する抵抗
性によって特徴づけられるニッケル−クロム−鉄基合金
であって、本質上クロム１５％〜約２５％、鉄約５％〜
２８％、モリブデン約６％〜９％、ニオブ約２．５％〜
５％、チタン０．５％〜２．５％、アルミニウム約０．
５％まで、および残部本質上ニッケルからなり、ニッケ
ルが前記合金の約４５％〜約５５％であることを特徴と
するニッケル−クロム−鉄基合金。２３、鉄約５％〜１５％を含有する特許請求の範囲第２
２項に記載の合金。２４、チタン１％〜約２％およびアルミニウム約０．０
５〜０．５％を含有する特許請求の範囲第２３項に記載
の合金。２５、アルミニウム約０．２５％までを含有する特許請
求の範囲第２２項に記載の合金。２６、新製品として、油および／またはガス井管類、パ
ッカー、ハンガーおよび弁から選ばれ、かつ特許請求の
範囲第２５項に記載の合金から形成された製品。２７、良好な加工性および二次加工性によって特徴づけ
られ、かつ更に時効状態において高強度、良好な延性お
よび孔食、水素脆化および応力−腐食割れに対する抵抗
性によって特徴づけられるニッケル−クロム−鉄基合金
であって、本質上クロム１８％〜約２３％、鉄約５％〜
１５％、モリブデン約６．５％〜９．５％、ニオブ約２
．５％〜５％、チタン０．５％〜２．５％、アルミニウ
ム約０．５％まで、および残部本質上ニッケルからなり
、ニッケルが前記合金の約５２％〜約６０％であること
を特徴とするニッケル−クロム−鉄基合金。２８、良好な加工性および二次加工性によって特徴づけ
られ、かつ更に時効状態において高強度、良好な延性お
よび孔食、水素脆化および応力−腐食割れに対する抵抗
性によって特徴づけられるニッケル−クロム−鉄基合金
であって、本質上クロム１９％〜約２１％、鉄約６．５
％〜１３％、モリブデン約７％〜９％、ニオブ約３％〜３．７５％、チタン１％〜２％、アルミニウム約０．０
５〜０．３５％まで、および残部本質上ニッケルからな
り、ニッケルが前記合金の約５４又は５５％〜約５８％
であることを特徴とするニッケル−クロム−鉄基合金。