KR20080063371A

KR20080063371A - 후벽 단조물의 열처리 방법

Info

Publication number: KR20080063371A
Application number: KR1020087010163A
Authority: KR
Inventors: 필립 에이. 허프
Original assignee: 하이드릴 엘엘씨
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-07-03
Also published as: AU2006294442A1; WO2007038789A1; CA2623995A1; NO20081850L; CN101300365A; EP1929054A1; BRPI0616689A2; US20070068607A1; EA012791B1; EP1929054A4; EA200800969A1

Abstract

후벽 단조물의 열처리 방법은, 저합금강을 오스테나이트화 온도로 가열하는 단계를 포함하며, 저합금강은 약 0.05 내지 0.2 wt.%의 탄소, 약 0.3 내지 0.8 wt.%의 망간, 및 약 0.25 내지 1.0 wt.%의 니켈을 포함한다. 상기 방법은 또한, 저합금강을 담금질 매질에서 담금질한 후 1인치의 임계 단면 두께당 약 30분 미만으로 뜨임을 한 후 약 2시간 더 뜨임을 하는 단계를 포함한다.

Description

후벽 단조물의 열처리 방법 {METHODS FOR HEAT TREATING THICK-WALLED FORGINGS}

본 발명은, 일반적으로는, 후벽 단조물의 열처리 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 특정 조성의 저합금강을 사용하는 후벽 단조물의 열처리 및 제어된 뜨임 및 담금질 공정에 관한 것이다.

오일 및 가스 탐사에 있어서 양호한 제어는 중요하다. 예를 들어 오일 및 가스 탐사 작업에서 시추공을 굴착할 때, 굴착 작업과 연관된 불의의 사고로 인한 작업자의 상해 및 장비의 손상을 방지하기 위해 안전장치가 배치되어야 한다.

오일 및 가스 탐사에서 시추공을 굴착하는 것은 다양한 지표면 지질 구조 또는 "레이어(layer)"를 굴착하는 것을 포함한다. 간혹, 웰보어(wellbore)는 웰보어 내에 유지된 압력보다 실질적으로 더 높은 형성 압력을 가지는 레이어를 통과하게 된다. 이 경우, 시추공은 "킥을 맞는다(taken a kick)"고 한다. 이러한 킥과 연관된 압력 증가는 일반적으로 형성 유체(액체, 기체, 또는 이들의 혼합물일 수 있음)의 유입에 의해 이루어진다. 비교적 고압의 킥은 웰보어 업홀(uphole)의 입구 지점으로부터(고압 영역으로부터 저압 영역으로) 전파되는 경향이 있다. 킥이 지표면에 도달할 수 있는 경우, 굴착 유체, 시추공 툴, 및 다른 굴착 구조물이 웰보 어로부터 분출될 수 있다. 이들 "분출(blowout)"은 굴착 장비(시추 장비를 포함)의 치명적인 파손 및 작업자의 사상을 초래할 수 있다.

이러한 분출의 위험 때문에, 지표면 또는 심해 시추 장치의 해상 플로어에는, 활성 수단이 킥을 제어할 수 있을 때까지 웰보어를 효과적으로 밀봉하도록 일반적으로 분출 방지기(blowout preventors; BOPs)가 설치된다. BOPs는 킥이 적절하게 제어되고 시스템에서 순환되도록 작동한다.

도 1은 종래 기술의 환형 BOP(101)를 나타낸다. 환형 BOP(101)는 하우징(102)을 포함하고, 하우징(102)은 내부를 관통하며 길이방향 축(103)을 중심으로 배치된 보어를 갖는다. 패킹 유닛(105)은 환형 BOP(101) 내부에 배치되며 마찬가지로 길이방향 축(103)을 중심으로 한다. 패킷 유닛(105)은 탄성 환형체(107) 및 복수의 금속 인서트(109)를 포함한다. 환형 BOP(101)는 피스톤실(112)의 개구부(113)로 펌핑된 유체에 의해 작동된다. 유체는 피스톤(117)에 압력을 가하여 위쪽으로 이동시켜서 패킹 유닛(105)을 길이방향 축(103) 둘레에서 압축시킨다. 길이방향 축(103)을 따라 굴착관이 존재하는 경우, 패킹 유닛(105)은 굴착관 둘레를 밀봉하게 된다. 유체가 피스톤실의 개구부(115)로 펌핑되는 경우, 환형 BOP(101)는 유사한 역방향 운동을 하게 된다. 그러면 유체는 피스톤(117)에 대하여 아래쪽으로 힘을 변환하여 패킹 유닛을 반경방향으로 확장시킨다. 제거 가능한 헤드(119)는, 필요시에 패킹 유닛(105)의 점검 또는 교환이 가능하도록 패킹 유닛(105)에 접근 가능하게 해준다.

BOP가 고압에 견뎌야 하기 때문에, BOP의 벽은 두껍고 인장강도 및 경도와 같은 기계적 특성이 균일한 것이 중요하다. BOP에 사용되는 단조물과 같은 단조물은 일반적으로, 강도를 증가시키고 특정의 기계적 특성이 최소가 되도록 열처리된 저합금강으로 만들어진다. 저합금강의 열처리는 일반적으로, 강을 불림(normalizing), 오스테나이트화(austenitizing), 담금질(quenching), 및 뜨임(tempering) 처리함으로써 이루어진다. 불림은, 강의 페라이트 입자 크기를 미세화하고, 잔류하는 불균일 응력을 저감시키고, 보다 균일한 기계적 특성을 가지도록 하기 위해 충분한 시간 동안 임계 온도 이상으로 가열하는 것을 포함한다. 그리고 단조물은 불림 온도로부터 공기 중에서 냉각된다. 금속은, 최대의 경도를 얻기 위해, 오스테나이트화 후에 액체 담금질된다. 오스테나이트화는, 담금질을 위한 준비로서 입자 구조를 오스테나이트로 변환하기 위해 강을 충분한 시간 동안 임계 온도 이상으로 가열하는 것을 포함한다. 담금질 중에, 오스테나이트화된 금속은, 물, 오일, 또는 폴리머와 같은 담금질 매질의 담금질조에 침지되며, 매우 드문 경우이지만, 대부분이 베이나이트(bainite) 또는 마르텐사이트(martensite) 미세구조로 변태되도록 임계 냉각 속도를 얻기 위해 충분히 혼합될 수 있는 브라인(brine)에 침지되어, 금속의 경도 및 기계적 강도가 증대된다. 마지막으로, 이러한 처리에 사용되는 저합금강은 단조물을 항상 낮은 임계온도 미만의 온도로 재가열하여 뜨임 처리되어, 담금질된 금속에서의 높은 강도 및 경도가 저감되고 금속의 연성 및 인성이 증대된다. 뜨임은 "드로잉 더 템퍼(drawing the temper)" 또는 보다 간단하게 "드로잉(drawing)"으로도 알려져 있다.

압력 용기를 제조하기 위해 대형 단조물을 사용하는 경우에는, 열처리 후에 강의 증대된 강도가 단조물의 전체적인 단면 두께에 걸쳐서 가능한 균일한 것이 중요하다. 강의 두께가 수 인치가 되는 경우에는 강의 균일한 강도를 얻기가 어렵다. 대형 단조물을 담금질하는 경우, 단조물의 담금질 매질과 접촉하고 있는 외표면은 최대의 변태 및 그에 따른 기계적 특성을 얻기 위해 필요한 높은 냉각 속도를 가질 수 있다. 그러나 단조물의 중심 쪽 내부의 금속 매스의 냉각 속도는, 금속 매스가 표면 및 담금질 매질로부터 멀리 위치됨에 따라 점진적으로 느려지게 된다. 따라서, 단면 두께가 수 인치에 달하는 강에서는, 단조물의 가장 내측의 금속 매스는, 급속하게 담금질될 수 없으며 대부분의 경우에 상 변태가 일어날 수 있는 최소의 임계 냉각 속도를 가지지 못하기 때문에, 금속의 기계적 특성 및 경도를 증대시키는 것이 가장 어렵다.

압력 용기를 제조하기 위해 대형 단조물을 사용하는 경우에는, 열처리 후에 강의 증대된 강도가 단조물의 전체 두께에 걸쳐서 가능한 균일한 것이 중요하다. 강의 두께가 수 인치가 되는 경우에는 강의 균일한 강도를 얻기가 어렵다. 대형 단조물을 담금질하는 경우, 단조물의 담금질 매질과 접촉하고 있는 외표면은 최대 경도를 얻기 위해 필요한 높은 냉각 속도를 가질 수 있다. 그러나 단조물의 내측의 금속 매스의 냉각 속도는, 금속 매스가 담금질 매질로부터 멀리 위치됨에 따라 점진적으로 느려지게 된다. 따라서, 두께가 수 인치에 달하는 강에서는, 단조물의 가장 내측의 금속 매스는, 급속하게 담금질될 수 없기 때문에, 금속의 경도를 증대시키는 것이 가장 어렵다.

경화능(hardenability)의 깊이는 비교적 큰 단면 두께에서 균일하게 열처리 에 대응할 수 있는 능력이다. 저합금강은 양호한 깊이의 경화능 분야에 잘 알려져 있다. 미국철강협회규격 AISI 4130으로 정의된 저합금강은 일반적으로 약 2인치로 제한된 경화능의 깊이에서 75 내지 80 Ksi의 항복강도를 가지며, 이 항복강도 범위는 열처리 프로세로부터 2인치의 영역에서 유지될 수 있는 것으로 기대된다. AISI 4140으로 정의된 다른 저합금강은 75 내지 80 Ksi의 유사한 항복강도를 가지며, 일반적으로 경화능의 깊이가 6인치로 제한된다.

대형 BOP 및 압력 용기에 있어서, 강의 단면은 20인치를 초과하는 두께를 가질 수 있다. 그러므로, 고강도 레벨을 얻을 수 있도록 경화능의 깊이가 큰 강의 조성이 요구된다.

일 측면에서, 본 발명은 후벽 단조물의 열처리 방법에 관한 것이다. 이 방법은 저합금강을 오스테나이트화 온도로 가열하는 단계를 포함하며, 저합금강은 약 0.05 내지 0.2 wt.%의 탄소, 약 0.3 내지 0.8 wt.%의 망간, 및 약 0.25 내지 1.0 wt.%의 니켈을 포함한다. 상기 방법은 또한, 저합금강을 담금질 매질에서 담금질한 후 1인치의 임계 단면 두께당 약 30분 미만으로 뜨임을 한 후 약 2시간 더 뜨임을 하는 단계를 포함한다.

다른 측면에서, 본 발명은 단조물에 관한 것이다. 단조물은 약 0.05 내지 0.2 wt.%의 탄소, 약 0.3 내지 0.8 wt.%의 망간, 및 약 0.25 내지 1.0 wt.%의 니켈을 포함한다. 단조물은 또한, 약 8인치 이상의 단면 두께를 가지며, 내부 항복강도는 약 85Ksi보다 크고, 브리넬 경도값(Brinell hardness value)은 최대 약 237이다.

본 발명의 다른 측면 및 장점은 이하의 설명 및 청구범위를 통해 명백해질 것이다.

도 1은 종래 기술의 환형 분출 방지기의 절개도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단조물의 열처리 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 물의 냉각력 대비 물의 온도를 나타내는 선도이다.

도 4는 물 및 브라인에서 담금질된 강의 경도 결과를 나타내는 선도이다.

일 측면에서, 본 발명은 후벽 단조물의 열처리 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 방법은 벽의 전체 폭에 걸쳐서 고강도 레벨을 요구하는 BOP의 제조에 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 고압의 환경에서 견뎌야 하는 후벽 단조물을 위해, 경도 및 강도를 증가시키도록 소정의 바람직한 조성을 가지는 저합금강이 열처리되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 약 0.05 내지 0.2 wt.%의 탄소, 약 0.3 내지 0.8 wt.%의 망간, 및 약 0.25 내지 1.0 wt.%의 니켈을 포함하는 저합금강을 이용한다. 이러한 화학적 조성에 의해, 저합금강은, 본 발명의 일 실시예에 따라 열처리되는 경우, 8인치를 초과하는 경화능 깊이를 가질 수 있다. 다른 실시예에 서, 니켈의 조성은 약 0.5 내지 1.0 wt.%로 제한될 수 있다. 저합금강은, 탄소, 망간, 및 니켈 외에, 일 실시예의 화학적 조성이, 최대 약 0.04 wt.%의 인, 최대 약 0.04 wt.%의 황, 최대 약 0.5 wt.%의 규소, 약 2.0 내지 2.5 wt.%의 크롬, 및 약 0.45 내지 1.15 wt.%의 몰리브덴을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 몰리브덴은 0.90 내지 1.10 wt.%일 수 있다.

저합금강은, 경화능의 깊이가 큰 것 외에, 매우 높은 파괴인성(fracture toughness)을 가져야 한다. 파괴인성은 파괴 변형이 클 때 재료에 의해 흡수되는 에너지의 양을 측정한다. 인성이 큰 재료는 취성을 가진 재료보다 많은 에너지를 흡수한다. 본 발명의 저합금강은 BOP와 같은 대형 고압력 용기에서 사용되는데 필요한 파괴인성을 제공할 수 있다.

종래의 일반적인 강 용융 기술은 저합금강의 바람직한 인 및 황 함량을 상기 언급한 최대치보다 훨씬 낮게 할 수 있다. 인 및 황의 양을 적게 사용하면 강의 파괴인성을 높일 수 있다. 또한, 저합금강은, 합금강이 본래 요소들과 함께 용융될 때 용융 공정에서 칼슘 처리되어, 황화물 형태 조절 및 파괴인성을 개선시킬 수 있다. 또한, 저합금강은 탈산(deoxidation) 및 입자 미세화를 위해 알루미늄 및/또는 바나듐을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 저합금강의 열처리는, 불림, 오스테나이트화, 담금질, 및 뜨임과 같은 금속 열처리용 표준 방식에 따라 이루어진다. 선택적인 불림 처리는 일반적으로, 저합금강이 선택된 불림 온도인 ±25℉(±14℃) 내에서 조절된다. 불림 온도는 일반적으로 오스테나이트화 온도보다 높은 25 내지 50℉(14 내지 28℃)가 되도록 선택된다. 그리고 단조물은 1725℉(940℃) 이상과 같은 오스테나이트화 온도에서 오스테나이트를 형성하도록 재가열되며, 선택된 온도는 약 ±25℉(±14℃) 내에서 조절된다. 단조물은, 오스테나이트화 후, 담금질 매질의 초기 온도가 약 75℉(24℃)를 초과하지 않는, 충분히 혼합된 담금질 침지조에서 담금질된다. 담금질의 개시에서 초기 담금질 매질 온도를 약 75℉ 미만으로 유지하면, 저합금강의 냉각 속도가 증가되어 담금질의 효율이 보다 좋아진다. 단면 두께가 약 8인치(약 20㎝)보다 큰 단조물에 대하여, 담금질 매질의 온도는 담금질의 종료 시에 약 95℉(35℃)를 초과하지 않도록 해야 한다. 두께가 최대 약 20인치(51㎝)인 단조물에 대하여, 담금질 매질의 온도는 담금질의 종료 시에 약 75℉(24℃)를 초과하지 않도록 해야 한다. 이를 위해, 담금질 매질의 선택된 온도 상승은 효율적이고 적절한 담금질에 필요한 최소량의 담금질 매질을 결정하게 된다. 담금질 매질의 선택된 온도 상승이 작으면 단조물로부터 동일한 양의 열을 얻기 위해 보다 많은 양의 담금질 매질을 필요로 하게 된다. 선택적으로, 담금질 탱크가 75℉(24℃)에서 흘러넘치거나, 담금질 냉각 매질 또는 담금질 매질이 75℉(24℃) 미만의 온도를 유지하도록 냉각 시스템을 순환할 수 있다.

담금질 매질의 초기 온도를 약 55℉보다 낮게 그리고 약 32℉보다 높게 제어하면, 단조물이 보다 높은 온도의 담금질 매질에서 담금질되는 경우보다 경화의 깊이가 커지게 된다. 도 3은, Metals Handbook, 제9판, 제4권, 35쪽에서 발췌한 것으로, 냉각 매질의 냉각력 대 담금질 매질 온도를 나타내는 것이며, 여기서는 담금질 매질로서 물이 사용되었다. 도 3에 도시한 바와 같이, 물의 냉각력은 초기 온 도가 증가됨에 따라 신속하게 저하되며, 물은 단조물을 보다 신속하게 담금질할 수 있고 물의 초기 온도가 낮으면 경화의 깊이가 커질 수 있다는 것을 나타낸다. 그러나 담금질 매질의 초기 온도가 낮아짐에 따라, 단조물은 "담금질 균열"로도 알려진 바와 같이, 균열 및 파열의 위험이 커진다. 그러므로, 담금질 균열 및 파열을 피하도록, 담금질 매질의 초기 온도가 지나치게 낮지 않도록 해야 한다.

저합금강에 대하여, 브라인은 물보다 바람직한 담금질 매질이며, 그 이유는, 브라인이 물보다 저합금강에서 보다 높은 경도를 제공할 수 있기 때문이다. 브라인은 물보다 적은 기포를 생성하며 따라서 저합금강의 표면을 적실 수 있다. 이로 인해, 브라인은 물에 비해 거의 2배 가까이 신속하게 저합금강을 냉각할 수 있어서, 저합금강이 보다 높은 경도를 가질 수 있도록 한다. 도 4는, Metals Handbook, 제9판, 제4권, 37쪽에서 발췌한 것으로, 물 및 브라인에서 담금질된 강의 결과를 보여준다. 도 4에 도시한 바와 같이, 180℉(80℃)의 동일한 온도에서 담금질을 하는 경우, 브라인에 의한 경도는 물에 의한 경도보다 높다. 브라인이 저합금강의 경도의 깊이를 증대시키도록 보다 신속한 담금질을 가능하게 하지만, 브라인은 물보다 부식성이 강하다. 따라서 담금질되는 재료 및 담금질 장비를 브라인으로부터 보호하기 위한 노력이 필요하다.

단조물은 담금질 후, 단면 두께 1인치당 30분 이상 선택된 뜨임 온도로 뜨임 처리된 후 1 내지 2시간의 추가 소크 타임(soak time)을 갖는다. 선택된 뜨임 온도는 ±15℉(±8℃) 이내에서 유지되어야 한다.

종래 기술에서는, 저합금강이 단면 두께 1인치당 45분 내지 1시간 동안 뜨임 처리된 후 1 내지 2시간의 뜨임 온도로 유지된다. 그러나 이러한 장시간 뜨임 처리 시간은 합금의 과도한 뜨임을 초래하여 저합금강의 기계적 특성의 불필요한 손실을 야기할 수 있다. 그 결과, 저합금강이 인장 강도 및 경도에 대한 조건을 충족하지 못할 수 있다.

불림, 오스테나이트화, 및 뜨임은 강의 합금 및 조성에 따른다. 적절한 불림, 오스테나이트화, 및 뜨임의 온도, 및 적절한 담금질 매질을 결정하기 위해 특정한 조성의 재료 사양이 참조될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단조물의 열처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 이 방법에 사용되는 저합금강 단조물은, 본 발명의 화학적 조성으로 만들어진 것이며, 일반적으로 단면 두께가 8인치를 초과한다. 이 방법은 선택적인 불림 공정(210)으로 시작을 하여, 단조물이 약 ±25℉(±14℃) 이내의 불림 온도로 가열된다. 선택적인 불림 공정(210) 후, 단조물은 오스테나이트화 공정(220)에서 선택된 오스테나이트화 온도의 약 ±25℉(±14℃) 이내의 오스테나이트화 온도 범위로 재가열된다. 그리고, 단조물은 담금질 공정(230)에서, 활발하게 교반되는 담금질 침지조를 이용하여 담금질 매질에 침지된다. 담금질 공정(230)에서 사용되는 담금질 매질은 약 75℉(24℃) 미만의 초기 온도를 가져야 한다. 그러나, 담금질 매질의 초기 온도가 약 55℉(13℃) 내지 32℉(0℃) 사이에서 제어되면 단조물의 경화의 깊이가 더 커질 수 있다. 두께가 약 12인치 미만인 단조물에서는, 담금질의 종료에 의해 담금질 매질이 약 95℉(35℃)를 초과하지 않도록 담금질조가 충분히 커야 한다. 두께가 약 20인치 미만인 단조물에서는, 담금질의 종료에 의해 담금질 매질이 약 75℉(24℃)를 초과하지 않도록 담금질조가 충분히 커야 한다. 또한 담금질 공정(230)에서는, 커다란 단조물을 담금질하는데 있어서 브라인이 물보다 바람직한 담금질 매질이다. 단조물은 담금질 공정(230) 후에 뜨임 공정(240)이 수행된다. 단조물은 약 ±15℉(±8℃) 이내의 선택된 뜨임 온도로 가열된다. 특히, 단조물은 두께 1인치당 30분 동안 뜨임 처리된 후 1 내지 2시간의 추가 소크 타임을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 화학적 조성을 가지는 10인치 두께의 단조물은 약 6 내지 7시간 동안 뜨임 처리되어야 한다. 상기 방법(200)에 의해 형성된 단조물은, 8인치를 초과하는 경화능 깊이를 가지게 되며, BOP로서 사용되기에 안전하도록 필요한 소정의 기계적 특성을 충족할 수 있게 된다. 특히, 단조물은 API(미국석유협회)의 규격서 16A / ISO 13533 섹션 6.3에 기재되어 있는 바와 같은, 압력 수용 부재를 위한 API의 기준을 충족할 수 있게 된다.

약 85Ksi 이상의 내부 항복강도, 약 100Ksi 이상의 극한강도(ultimate strength), 약 20% 이상의 연신률, 약 70% 이상의 면적 감소율, 및 브리넬 경도값이 약 217 내지 237인 표면 경도를 가지는 단조물을 형성하기 위해, 화학적 조성, 열처리 온도 조절, 담금질 매질 조절, 및 뜨임 시간 조절의 조합이 가능하다. 항복강도는, 저합금강이 소성변형 전까지 견딜 수 있는 인가된 응력을 말한다. 극한강도는, 저합금강이 파괴되기 전까지 견딜 수 있는 인가된 응력을 말한다. 연신률은, 저합금강의 길이가 파괴되기 전까지 본래 길이에 비해 변화되는 것을 말한다. 면적 감소율은, 저합금강의 단면적이 인장에 의해 파괴되기 전까지 본래의 단면적에 비해 가장 크게 변화되는 것을 말한다. 약 217 이상의 브리넬 경도값은, 저합 금강이 항복강도 및 극한강도에 관한 최소의 기계적 특성을 충족하도록 보장한다. 최대 약 237의 브리넬 경도값은, 사워 서비스(sour service)에 사용되도록 의도된 저합금강을 위한 NACE MR 0175 / ISO 15156의 조건을 충족하도록 보장한다. BOP는 간혹 사워 서비스에 노출되며, 따라서 NACE MR 0175 / ISO 15156의 필요조건을 충족하도록 API 16A의 규격을 따라야 한다. 사워 서비스는, 합금에 SSCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)가 일어나기에 충분한 농도의 황화수소(H₂S)를 함유한 웰보어 유체 환경에서 합금을 사용하는 것을 말한다.

종래 기술의 주요 구성요소인, 본 발명의 저합금강으로 만들어질 수 있는 환형 BOPs(101)는, 하우징(102), 피스톤(117), 및 제거 가능한 헤드(119)를 포함한다. 당업자들은, 본 발명의 저합금강이 압력용기에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 다른 실시예는 본 발명의 저합금강으로 만들어진 후벽 단조물의 사용과 결합된다.

이상, 한정된 여러 실시예에 관하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자들은 본 발명의 범위 내에서 다른 실시예를 고려할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims

후벽 단조물의 열처리 방법에 있어서,

저합금강을 오스테나이트화 온도로 가열하는 단계,

상기 저합금강을 담금질 매질에서 담금질하는 단계, 및

상기 저합금강을 1인치의 임계 단면 두께당 약 30분 미만으로 뜨임을 한 후 약 2시간 더 뜨임을 하는 단계

를 포함하고,

상기 저합금강은, 약 0.05 내지 0.2 wt.%의 탄소, 약 0.3 내지 0.8 wt.%의 망간, 및 약 0.25 내지 1.0 wt.%의 니켈을 포함하는,

열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 저합금강은, 최대 약 0.04 wt.%의 인, 최대 약 0.04 wt.%의 황, 최대 약 0.5 wt.%의 규소, 약 2.0 내지 2.5 wt.%의 크롬, 및 약 0.45 내지 1.15 wt.%의 몰리브덴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 저합금강은 약 0.5 내지 1.0 wt.%의 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 저합금강은 알루미늄을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 저합금강은 바나듐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 저합금강은 용융 과정에서 칼슘 처리된 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 저합금강을 오스테나이트화 온도로 가열하기 전에 불림을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 담금질 매질은 브라인(brine)인 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항에 있어서,

상기 담금질 매질의 최종 온도는 약 95℉(35℃) 미만인 것을 특징으로 하는, 열처리 방법.
제1항의 방법을 이용하여 만들어진, 분출 방지기(blowout preventor).
약 0.05 내지 0.2 wt.%의 탄소,

약 0.3 내지 0.8 wt.%의 망간,

약 0.25 내지 1.0 wt.%의 니켈,

약 8인치 이상의 단면 두께,

약 85Ksi보다 큰 내부 항복강도, 및

최대 약 237의 브리넬 경도값(Brinell hardness value)

을 포함하는 단조물.
제11항에 있어서,

최대 약 0.04 wt.%의 인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

최대 약 0.04 wt.%의 황을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

최대 약 0.5 wt.%의 규소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

약 2.0 내지 2.5 wt.%의 크롬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

약 0.45 내지 1.15 wt.%의 몰리브덴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

약 100Ksi 이상의 극한강도(ultimate strength)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

약 20% 이상의 연신률을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

약 70% 이상의 단면수축률을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.
제11항에 있어서,

약 217 이상의 브리넬 경도값을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단조물.