JP2000119817A - マルテンサイト系ステンレス鋼管 - Google Patents
マルテンサイト系ステンレス鋼管Info
- Publication number
- JP2000119817A JP2000119817A JP10292026A JP29202698A JP2000119817A JP 2000119817 A JP2000119817 A JP 2000119817A JP 10292026 A JP10292026 A JP 10292026A JP 29202698 A JP29202698 A JP 29202698A JP 2000119817 A JP2000119817 A JP 2000119817A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quenching
- stainless steel
- steel tube
- steel pipe
- toughness
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
が発生しない、強度と靭性に優れたステンレス鋼管の提
供。 【解決手段】重量%で、C:0.005〜0.2%、S
i:1%以下、Mn:0.1〜5%、Cr:7〜15
%、Ni:0〜8%を含み、肉厚t(mm)と鋼中のC
およびCrの含有量とが下記式を満足する。 t(mm)≦exp{5.21-18.1C(%)-0.0407Cr(%)}
Description
採掘用材料、あるいは各種プラントや建設物の構造用の
材料として使用される強度と靱性に優れたマルテンサイ
ト系ステンレス鋼管に関する。
に代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、焼入れ
により、強度および耐食性を向上させて使用される。こ
の鋼は焼入れ性がきわめて良好であるため、寸法や化学
組成によっては高温からの放冷でも十分に内部まで焼き
が入る。冷媒を使って焼入れをする場合でも冷却速度が
遅い油冷とするのが普通である。
れば焼き割れや変形を生じやすい傾向を示す。焼入れに
よる硬化は、高温でのオーステナイト相が急冷されてマ
ルテンサイト相に変態することに起因する。この変態の
際に大きな体積膨張が生ずる。このため冷却速度が速す
ぎると、不均一で急激な変形が生じ、局部的に応力が集
中して割れるのである。近年、腐食環境の厳しい条件の
石油や天然ガスの採掘が必要となり、用いられる油井管
や関連設備にも、耐食性のすぐれた高強度の鋼管が要求
されるようになってきた。また鋼管の製造方法も、穿
孔、圧延などの熱間加工直後の高温状態にある被加工材
をそのまま焼入れする直接焼入れ法が開発されてきてい
る。しかし、マルテンサイト組織を有するステンレス鋼
管の製造においては、直接焼入れ法による水冷のような
急速冷却をおこなうと割れが発生するので、水中での焼
入れを適用するのは困難であった。そのため、高温から
は時間をかけてゆっくり冷却をせざるを得ず、生産性を
大幅に低下させるという問題があった。また、冷却速度
を大きくすることができないので、冷却中の鋼管を長時
間保持するための広い場所が必要となり、設備費の上昇
を招いていた。
ト系ステンレス鋼の焼入れのための冷却方法として、特
開平3−82711号公報には、ノズルによる水の吹き
付けで、肉厚10〜30mmの鋼管に対し1〜20℃/
secの冷却速度で加速冷却する方法が開示されてい
る。加熱した鋼管を水槽に浸漬する水焼入れでは冷却速
度が40℃/sec以上になり、ほとんどの場合焼き割
れが生ずる。しかし、上記の冷却速度を制御する方法に
よれば焼き割れが発生することがなく、しかも効率よく
冷却できるという。しかしながらこの方法の採用には、
通常の炭素鋼鋼管に用いられる水焼入れ設備とは別に、
専用の冷却設備と制御手段が必要となってくる。さら
に、この方法では、冷却速度は速くなるが、それでも水
焼入れの冷却速度の半分以下であり、大幅な生産性の向
上には至っていない。
過程で水焼入れをおこなっても、焼き割れが発生しない
マルテンサイト相が95%以上の実質的に単相の組織を
有し、強度と靭性に優れたステンレス鋼管を提供するこ
とにある。
通りである。
Si:1%以下、Mn:0.1〜5%、Cr:7〜15
%、Ni:0〜8%を含むマルテンサイト系ステンレス
鋼管であって、鋼管の肉厚t(mm)と鋼中のCおよび
Cr含有量とが下記式を満足していることを特徴とする
マルテンサイト系ステンレス鋼管。
素の焼入れ性やマルテンサイト変態開始温度のMs点に
およぼす影響はよく知られている。しかし、焼入れ時に
発生する応力については必ずしも明らかでない。そこ
で、本発明者らは肉厚10〜30mm程度のマルテンサ
イト系ステンレス鋼管を用意し、鋼管の肉厚と化学成分
とがどのように焼き割れに影響しているかを検討するこ
とにした。
後の硬さを決定するばかりでなく、靭性にも大きく影響
するのできわめて重要である。そこで、Crの含有量が
13%のいわゆるマルテンサイト系ステンレス鋼につい
て、C量と、焼入れ後の試料のシャルピー衝撃試験で得
られる衝撃値との関係を調査した。
の含有量が0.2%を超えると衝撃値が大きく低下する
ことがわかる。
部と中心部との変態時期の違いにより発生する応力が原
因と考えられ、靱性が不十分であれば発生しやすいと考
えられる。したがって、焼割れを防止するためにはC含
有量を低くして充分な靭性を確保しなければならない。
肉厚および化学組成の異なる鋼管を用いて水焼入れをお
こなった際の焼き割れを調査した。
ように、鋼管の肉厚とC含有量とは密接に関係している
ことが判明した。
界は、C含有量により大きく変化し、C含有量が増加す
るほど焼き割れが発生しない限界肉厚は薄くなってく
る。また、焼き割れが発生しない限界肉厚はCr含有量
によっても変化するが、その影響はそれほど大きくない
ことも判明した。
であっても、C量が多いほど膨張率が大きいので発生応
力は大きくなる。さらに、Crが多い方がやや割れが発
生しやすい傾向があるのは、強度増加に伴う靱性の低下
によると推測される。
イト系ステンレス鋼管を水焼入れした際に発生する焼き
割れは、鋼管の肉厚とCおよびCrの含有量に大きく影
響されていることを知り、さらに検討を加え、それらの
関係を明らかにして本発明を完成させた。
を限定した理由は次のとおりである。
影響し、多くなるほど強度が上昇して靱性が劣化してく
る。また多くなると耐食性の点からも好ましくない。こ
れらの要因、および図1に示した衝撃値低下(靭性低
下)に伴う水焼入れ時の割れの発生の観点から、0.2
%以下とした。ただし、極度に低下させると、焼入れに
よる充分な硬さが得られなくなるので、少なくとも0.
005%以上含有させる必要がある。望ましいのは0.
01から0.15%である。
られる。その含有量は、通常のステンレス鋼で規制され
ている量と同じ1%以下でよい。
り、その効果を得るため0.1%以上含有させる。ただ
し、含有量が増すと焼入れ後に残留オーステナイト組織
を生じて靱性を悪くし、耐食性も劣化させるので、多く
ても5%までとする。しかし、とくに耐孔食性が必要な
場合は1%未満にすべきで、できれば0.5%以下にす
るのが望ましい。
上で必須の元素であり、その含有量を7〜15%とす
る。7%以上含有させてマルテンサイト鋼とすることに
より、種々の環境下で実用上問題のない範囲にまで腐食
速度を低減することができる。しかし、ステンレス鋼特
有の耐食性皮膜の形成のためには、10%以上の含有が
好ましい。ただし多くなりすぎると、焼入れ時の加熱時
にδフェライト相が生成し、焼入れ後に残存して耐食性
を悪くすることがあり、また焼き割れを発生しやすくす
る傾向があるので上限は15%までとする。
耐食性を向上させるばかりでなく、強度および靱性を向
上させる効果があるので、必要に応じて8%までの範囲
で含有させる。効果を発揮させるには0.3%以上含有
させるのが望ましいが、多くなると焼入れ後に残留オー
ステナイト組織が生じるようになり、耐食性、靱性共に
劣化してくるので、8%までとする。
善する目的でCa、Mg、La、またはCeを、それぞ
れ0.001〜0.01%の範囲で1種以上含有させて
もよい。これらの元素の含有により、加工時の疵の発生
を抑止し、水焼入れの際の焼き割れを低減できる。
耐孔食性および耐硫化物割れを著しく改善する効果があ
るので、必要によりいずれか一方または双方を含有させ
てもよい。含有させる場合は、Mo+0.5Wの含有量
が0.2%以上で効果が得られる。一方、Mo+0.5
Wの含有量が5%を超えると、δフェライト相の生成を
招き、耐食性が逆に低下するばかりでなく、熱間加工性
も低下する。
度のばらつきを小さくする効果があるので、必要により
1種以上含有させることができる。含有させる場合は、
0.005〜0.1%が好ましい。
物は通常のステンレス鋼の場合と同様、耐食性や靱性を
劣化させるので、できるだけ少なくすることが望まし
い。
鋼管の肉厚t(mm)が下記式を満足するものとす
る。
き割れが発生する領域と発生しない領域の境界線を近似
したものである。鋼管の肉厚t(mm)が上式を満足す
る範囲内にあるとき、水焼入れによる焼き割れは発生し
ないが、この式の範囲を超えると、焼き割れの発生の可
能性が増してくる。
に浸漬する焼入れ方法の他、鋼管の内外面に多量の水を
かけて、実質上水中での焼入れ状態とする焼入れ方法に
おいても焼き割れは発生しない。
径500mmのインゴットに鋳造し、熱間鍛造して直径
200mmのビレットに成形した。このビレットを用
い、熱間押し出し法にて外径120mm、肉厚30m
m、長さ約5mの管に成形した。管を長さ1mに切断
し、機械加工により肉厚を2.5mmから28mmまで
の種々の厚さとした。これらの管を1000℃で30分
加熱後水槽に浸漬し水焼入れした。冷却後、焼き割れの
発生の有無について目視観察した。
にも充分に水が循環するようにした。なお、冷却速度は
熱電対を用いて鋼管の肉厚中央での800から500℃
に冷却される時間を測定し、℃/秒の単位に直して換算
した。
い、引張り試験およびシャルピー衝撃試験により機械的
特性を調べた。
べた結果、および焼戻し後の機械的性質を示す。
成、および鋼管の肉厚が本発明で定める範囲を満足する
試験番号1〜8は、焼き割れが発生していなかった。試
験番号9または10は、肉厚が式にて規制する範囲内で
あるが、CまたはCrの含有量が本発明で定める範囲を
超えていたため、その場合も焼き割れが発生した。試験
番号11〜14は、鋼の化学組成は本発明で規定する範
囲内であるが、肉厚が式にて規制する範囲外であるため
焼き割れが発生した。また、試験番号15は焼き割れは
発生しなかったが、残留オーステナイト組織が認めら
れ、vTs(遷移温度)が高かった。
する焼割れを防止するため、油冷ないしは徐冷却しかで
きなかったマルテンサイト系ステンレス鋼管を、水焼入
れして製造することが可能になる。これにより、焼入れ
工程の冷却時間を短縮することができ、生産性を大きく
向上させることができるばかりでなく、設備費の節減効
果も得られる。
(シャルピー衝撃値:vEo)におよぼすC含有量の影
響を示す図である。
入れしたときの焼き割れ発生におよぼす、C含有量と鋼
管の肉厚の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】重量%で、C:0.005〜0.2%、S
i:1%以下、Mn:0.1〜5%、Cr:7〜15
%、Ni:0〜8%を含むマルテンサイト系ステンレス
鋼管であって、鋼管の肉厚t(mm)と鋼中のCおよび
Cr含有量とが下記式を満足していることを特徴とする
マルテンサイト系ステンレス鋼管。 t(mm)≦exp{5.21-18.1C(%)-0.0407Cr(%)} ただし、元素記号は含有量(重量%)を示す
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10292026A JP2000119817A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | マルテンサイト系ステンレス鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10292026A JP2000119817A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | マルテンサイト系ステンレス鋼管 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000119817A true JP2000119817A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17776581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10292026A Withdrawn JP2000119817A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | マルテンサイト系ステンレス鋼管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000119817A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100516515B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2005-09-26 | 주식회사 포스코 | 내마모성이 우수한 레잉헤드파이프의 열처리방법 |
WO2010026672A1 (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | 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 |
CN106834910A (zh) * | 2015-12-07 | 2017-06-13 | Posco公司 | 耐蚀性优异的高强度线材及其制造方法 |
EP2390373B1 (en) * | 2008-12-31 | 2020-11-25 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Method for manufacturing grain oriented silicon steel with single cold rolling |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP10292026A patent/JP2000119817A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100516515B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2005-09-26 | 주식회사 포스코 | 내마모성이 우수한 레잉헤드파이프의 열처리방법 |
WO2010026672A1 (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-11 | 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 |
EP2390373B1 (en) * | 2008-12-31 | 2020-11-25 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Method for manufacturing grain oriented silicon steel with single cold rolling |
CN106834910A (zh) * | 2015-12-07 | 2017-06-13 | Posco公司 | 耐蚀性优异的高强度线材及其制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5861786B2 (ja) | 油井用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
JP6369662B1 (ja) | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 | |
JP4363327B2 (ja) | 油井用ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
RU2431693C1 (ru) | Бесшовная труба из мартенситной нержавеющей стали для нефтепромыслового трубного оборудования и способ ее производства | |
AU2014294080B2 (en) | High-strength steel material for oil well and oil well pipes | |
US20090162239A1 (en) | Martensitic stainless steel | |
CN101171351A (zh) | 扩管性优良的油井管用不锈钢管 | |
NO343350B1 (no) | Sømløst stålrør for oljebrønn med utmerket motstand mot sulfidspenningssprekking og fremgangsmåte for fremstilling av sømløse stålrør for oljebrønner | |
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 | |
JP6680142B2 (ja) | 高強度継目無油井管およびその製造方法 | |
JP2023526739A (ja) | 高強度耐高温腐食性マルテンサイト系ステンレス鋼及びその製造方法 | |
JP7173404B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼材 | |
EP3330398B1 (en) | Steel pipe for line pipe and method for manufacturing same | |
JPH10121202A (ja) | 耐硫化物応力割れ性を必要とする環境で使用される高強度鋼材およびその製造方法 | |
JP2861024B2 (ja) | 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼材とその製造方法 | |
JP3241263B2 (ja) | 高強度二相ステンレス鋼管の製造方法 | |
JPH09249940A (ja) | 耐硫化物応力割れ性に優れる高強度鋼材およびその製造方法 | |
CA2249964C (en) | Martensitic stainless steel pipe and method for manufacturing the same | |
JP2000119817A (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼管 | |
JP7036237B2 (ja) | サワー環境での使用に適した鋼材 | |
WO2017094487A1 (ja) | 高強度ボルト | |
JP3750596B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
JP7347714B1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 | |
JPS58120726A (ja) | 耐硫化物腐食割れ性の優れた非調質鋼の製造方法 | |
JPH11310855A (ja) | 耐食性に優れた油井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 |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040323 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040520 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040526 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040618 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050509 |