JP3422880B2 - High corrosion resistance martensitic stainless steel with low weld hardness - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は優れた耐ＣＯ₂ 耐食
特性を有する溶接部硬さの低いマルテンサイト系ステン
レス鋼に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a martensitic stainless steel having excellent CO ₂ corrosion resistance and low weld hardness.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、ＣＯ₂ を多量に含むガスを生産す
るガス井が開発され、また、ＣＯ₂ インジェクションが
広く行われるようになっている。このような環境では腐
食が激しいため、ＡＩＳＩ４２０鋼に代表されるような
耐ＣＯ₂ 腐食特性に優れた１３％Ｃｒマルテンサイト系
ステンレス鋼の油井管が使用されている。地表に出てか
らのラインパイプは溶接で継がれるために、溶接性を考
慮していない油井管に使用されるような材料は使用でき
ない。従って、止むなく更に高級な二相ステンレス鋼の
ラインパイプが使用されている。しかし、経済性の観点
からは１３％Ｃｒ鋼程度の材料をラインパイプに適用す
ることが望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, a gas well for producing a gas containing a large amount of CO ₂ has been developed, and CO ₂ injection has been widely performed. Since corrosion is severe in such an environment, an oil country tubular good made of 13% Cr martensitic stainless steel excellent in CO ₂ corrosion resistance as represented by AISI 420 steel is used. Since line pipes that have been exposed to the surface are welded together, materials such as those used for oil country tubular goods that do not take weldability into consideration cannot be used. Therefore, higher grade duplex stainless steel line pipes are used unavoidably. However, from the viewpoint of economy, it is desired to apply a material of about 13% Cr steel to the line pipe.

【０００３】溶接性を向上させるためには一般にＣを低
減することが必要であり、マルテンサイト系ステンレス
鋼でＣを低減し溶接性を向上させた材料が、例えば特開
平４−９９１２８号公報、特開平４−９９１２７号公報
等挙げられている。しかし、これらの鋼も溶接部が硬
く、特性上問題が多い。何よりも、溶接熱影響部はその
硬さのために耐硫化物応力割れ性が十分でなく、二相ス
テンレス鋼の代わりに使える水準までは達していない。
そこで、ラインパイプの使用温度でのＣＯ₂ 耐食性と母
材並の溶接部硬さが得られる鋼が必要とされている。In order to improve weldability, it is generally necessary to reduce C, and a martensitic stainless steel material having reduced C and improved weldability is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-99128. Japanese Patent Laid-Open No. 4-99127 and the like are mentioned. However, these steels also have hard welds and have many problems in terms of properties. Above all, the weld heat-affected zone does not have sufficient resistance to sulfide stress cracking due to its hardness, and has not reached the level at which it can be used in place of duplex stainless steel.
Therefore, there is a need for steel that can obtain CO ₂ corrosion resistance at the operating temperature of the line pipe and a weld hardness comparable to that of the base metal.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の問題を解決しようとするものであって、特定
の成分に調整することにより、良好な耐ＣＯ₂ 腐食特性
と母材相当の硬さおよび特性となる溶接熱影響部を有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and by adjusting to specific components, good CO ₂ corrosion resistance and equivalent base material can be obtained. It is an object of the present invention to provide a martensitic stainless steel having a weld heat affected zone having the hardness and properties of.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は多くの実験結
果から、耐ＣＯ₂ 腐食特性は、高Ｃｒ鋼にＣｕとＮｉを
特定の範囲で複合添加することで著しく向上することを
見いだした。図１は耐ＣＯ₂ 腐食特性におよぼす元素の
影響を調べたもので、２〜４％ＮｉをベースとしＣｒ，
Ｍｏ，Ｃｕの量が変化したときの鋼の腐食速度を整理し
たものである。●はＣｕ；１〜３％を含有する鋼、○は
Ｃｕを含有しない鋼である。明らかにＣｕとＮｉを添加
した鋼はＮｉのみ添加した鋼よりも高い耐食性を有して
おり、Ｃｒを４％多く添加した場合と同等の耐食性が得
られる。後述するように、材料はマルテンサイト単相で
なければならない。しかしながら、Ｃｒ添加量を増せば
耐食性は向上するが、マルテンサイト単相になりにくく
なる。ＣｕとＮｉの複合添加により耐食性を向上させれ
ばフェライト形成元素であるＣｒの添加量を低減でき、
しかもＣｕとＮｉはオーステナイト形成元素であるた
め、これらの元素の添加は、マルテンサイト単相化の点
からも有利である。DISCLOSURE OF THE INVENTION From the results of many experiments, the present inventor has found that the CO ₂ corrosion resistance is remarkably improved by the combined addition of Cu and Ni in a specific range to high Cr steel. . Fig. 1 shows the effect of elements on CO ₂ corrosion resistance, which is based on 2 to 4% Ni for Cr,
This is a summary of the corrosion rates of steel when the amounts of Mo and Cu change. ● indicates steel containing Cu; 1 to 3%, and ○ indicates steel not containing Cu. Clearly, the steel containing Cu and Ni has higher corrosion resistance than the steel containing only Ni, and the same corrosion resistance as when adding 4% more Cr is obtained. As described below, the material must be martensite single phase. However, although the corrosion resistance is improved by increasing the amount of Cr added, it becomes difficult to form a martensite single phase. If the corrosion resistance is improved by the combined addition of Cu and Ni, the addition amount of Cr, which is a ferrite forming element, can be reduced,
Moreover, since Cu and Ni are austenite-forming elements, addition of these elements is advantageous from the viewpoint of martensite single-phase formation.

【０００６】材料の熱間加工性、耐溶接割れ性、溶接熱
影響部の靭性等を考慮すると、組織はδフェライトを含
有しないマルテンサイト相（高温ではオーステナイト
相）でなければならず、そのためにはＮｉ等のオーステ
ナイト形成元素の添加が必要である。このような組織を
有する鋼の溶接熱影響部は、溶接入熱に係わりなくマル
テンサイト変態するため、その部分の硬さはマルテンサ
イトの硬さとなり、高くなる。マルテンサイトの硬さは
Ｃ量で決まるため、硬さを低くするためにはこのような
元素の含有量を低減する必要がある。図２は再現熱サイ
クル試験で得た溶接熱影響部の硬さと母材の熱処理後の
硬さにおよぼすＣ量の影響を示している。Ｃ量をある水
準まで低減すると両者の硬さがほぼ同じになるとの知見
を得た。溶接熱影響部は高温に加熱されるため、一般に
は炭化物形成による固溶Ｃの低減は有効ではない。ま
た、このような極低Ｃでδフェライトが出現しない条件
を見いだすことも簡単ではない。そこで、このような極
低Ｃで且つδフェライトが出現しないような化学成分条
件を、系統的に実験を行い見いだした。これらの知見を
組み合わせることにより溶接熱影響部の硬さが低い耐食
性のよいマルテンサイト系ステンレス鋼を得ることがで
きることが分かった。Considering the hot workability of the material, the resistance to weld cracking, the toughness of the weld heat affected zone, etc., the structure must be the martensite phase containing no δ ferrite (the austenite phase at high temperatures). Requires the addition of an austenite forming element such as Ni. The weld heat-affected zone of steel having such a structure undergoes martensite transformation irrespective of welding heat input, and therefore the hardness of that portion becomes higher than that of martensite. Since the hardness of martensite is determined by the C content, it is necessary to reduce the content of such elements in order to reduce the hardness. FIG. 2 shows the effect of the amount of C on the hardness of the weld heat affected zone obtained by the simulated heat cycle test and the hardness of the base metal after heat treatment. It was found that when the C content is reduced to a certain level, the hardnesses of the two become almost the same. Since the weld heat affected zone is heated to a high temperature, it is generally not effective to reduce the solid solution C by forming carbide. Further, it is not easy to find a condition where δ ferrite does not appear at such an extremely low C. Therefore, we have systematically conducted experiments to find such chemical composition conditions that the ultra low C content and δ ferrite do not appear. It was found that by combining these findings, it is possible to obtain a martensitic stainless steel having a low weld heat-affected zone hardness and good corrosion resistance.

【０００７】本発明は以上の知見に基づいて構成したも
のであって、その要旨とするところは以下の通りであ
る。すなわち、重量％でＣ ；０．００５％以下、
Ｓｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０
％、 Ｐ ；０．０３％以下、Ｓ ；０．００
５％以下、 Ｃｒ；８．２〜１３％、Ｎｉ；
１．５〜５％、 Ｃｕ；１．０〜３．０
％、Ａｌ；０．０６％以下、 Ｎ ；０．０
０８％以下、また、必要に応じてＭｏ；０．５〜２．０
％を含有し、それらの成分間に式Ｃｒ＋１．６Ｍｏ≧９
を満足し、更に式４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−
１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ≧−１０．５を満足する関係が
あり、更に、必要に応じてＴｉ；０．００５〜０．１
％、 Ｚｒ；０．０１〜０．２％のうちの１種また
は２種、および／あるいはＣａ；０．００１〜０．０２
％、 ＲＥＭ；０．００３〜０．４％のうちの１種ま
たは２種以上を含有してもよく、残部が実質的にＦｅか
らなるマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶
接部硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼で
ある。またこの鋼をＡｃ₃ 変態点以上の温度に加熱し、
必要に応じて、焼戻し、または二相域焼戻しを施しても
よい。The present invention is constructed based on the above findings, and the gist thereof is as follows. That is, C in weight%; 0.005% or less,
Si; 0.50% or less, Mn; 0.1 to 1.0
%, P; 0.03% or less, S; 0.00
5% or less, Cr; 8.2 to 13%, Ni;
1.5-5%, Cu; 1.0-3.0
%, Al; 0.06% or less, N; 0.0
08% or less, and Mo as required; 0.5 to 2.0
%, And the formula Cr + 1.6Mo ≧ 9 between these components.
Which satisfies the formula 40C + 34N + Ni + 0.3Cu-
1.1Cr-1.8Mo ≧ -10.5, and Ti: 0.005-0.1 if necessary.
%, Zr; one or two of 0.01 to 0.2%, and / or Ca; 0.001 to 0.02
%, REM; 0.003 to 0.4% of one or more may be contained, and the balance exhibits a martensitic structure consisting essentially of Fe. It is a high corrosion resistant martensitic stainless steel with a low corrosion resistance. Also, heating this steel to a temperature above the Ac ₃ transformation point,
If necessary, tempering or two-phase region tempering may be performed.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。 Ｃ：強化に有効であり、且つ強力なオーステナイト形成
元素であって、δフェライト相の形成を抑制する効果が
ある。しかし、低Ｃ化により溶接熱影響部の靭性を高
め、更に図２で示したように溶接熱影響部の硬さを母材
並に低減させるためには０．００５％以下に制限する必
要がある。下限は必ずしも明らかではないが０．００１
％でもまだ有効である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. C: A strong austenite forming element which is effective for strengthening and has an effect of suppressing the formation of the δ ferrite phase. However, in order to increase the toughness of the weld heat affected zone by lowering C and further reduce the hardness of the weld heat affected zone to the level of the base metal as shown in FIG. 2, it is necessary to limit it to 0.005% or less. is there. The lower limit is not always clear, but 0.001
% Is still valid.

【０００９】Ｓｉ：製鋼上脱酸材として添加され残有し
ているもので、鋼の中に０．５０％を超えて含有してい
ると靭性および耐硫化物応力割れ性を低下させるため、
０．５０％以下とした。 Ｍｎ：粒界強度を低下させて腐食環境下での割れ抵抗性
を損なう元素である。しかし、ＭｎＳを形成してＳの無
害化を進め、また、オーステナイト単相化に有効で、有
用な元素であるので、添加する。ただし、含有量が０．
１％未満では効果がなく、１．０％を超えると粒界強度
の低下が著しくなるので、Ｍｎの含有量は０．１〜１．
０％とした。Si: It is added as a deoxidizing agent on steelmaking and remains. If it is contained in the steel in an amount of more than 0.50%, toughness and sulfide stress cracking resistance are deteriorated.
It was set to 0.50% or less. Mn: An element that lowers the grain boundary strength and impairs crack resistance in a corrosive environment. However, MnS is formed to promote detoxification of S, and is an effective element for austenite single-phase formation, so it is added, so it is added. However, if the content is 0.
If it is less than 1%, there is no effect, and if it exceeds 1.0%, the grain boundary strength is significantly reduced, so the Mn content is 0.1 to 1.
It was set to 0%.

【００１０】Ｐ：粒界に偏析して粒界強度を弱め、耐硫
化物応力割れ性、および低温靭性を低下させるので０．
０３％以下とした。 Ｓ：硫化物系の介在物を形成し、熱間加工性、および延
靭性を低下させるため、その上限を０．００５％とし
た。P: Segregated at the grain boundaries to weaken the grain boundary strength and reduce the sulfide stress cracking resistance and low temperature toughness.
It was set to 03% or less. S: The upper limit was made 0.005% in order to form sulfide-based inclusions and reduce hot workability and ductility.

【００１１】Ｎｉ：強力なオーステナイト生成元素であ
るので、マルテンサイト組織の実現、熱間加工性の向上
に有用である。更に、低Ｃのマルテンサイト組織である
溶接熱影響部の靭性を高める役割がある。含有量が１．
５％未満では効果が十分でなく、また、５％を超えて含
有するとＡｃ₁ 変態点が低くなりすぎ、調質が困難にな
るので、その限定範囲を１．５〜５％とした。また、Ｃ
ｕとの複合添加により耐食性を向上させる重要な役割が
あり、このためにも１．５％以上の添加が必要である。Ni: A strong austenite-forming element, which is useful for realizing a martensitic structure and improving hot workability. Further, it has a role of increasing the toughness of the weld heat affected zone which is a low C martensitic structure. Content is 1.
If it is less than 5%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 5%, the Ac ₁ transformation point becomes too low and the tempering becomes difficult, so the limiting range was made 1.5 to 5%. Also, C
There is an important role to improve the corrosion resistance by the combined addition with u, and for this purpose too, addition of 1.5% or more is necessary.

【００１２】Ａｌ：Ｓｉと同様に脱酸材として添加され
残有しているもので、含有量が０．０６％を超えるとＡ
ｌＮが多量に形成され、靭性が低下する。従って、含有
量の上限を０．０６％とした。 Ｎ：鋼に不可避的に含有される元素であが、溶接熱影響
部の硬さを高めて靭性を劣化させるので、最大０．００
８％とした。Similar to Al: Si, it is added as a deoxidizing agent and remains. If the content exceeds 0.06%, A
A large amount of 1N is formed and the toughness decreases. Therefore, the upper limit of the content is set to 0.06%. N: An element that is unavoidably contained in steel, but increases the hardness of the weld heat affected zone and deteriorates the toughness, so a maximum of 0.00
8%.

【００１３】Ｍｏ：次項のＣｒと同様、耐ＣＯ₂ 腐食特
性を向上させ、更にＳＳＣ性を改善する効果を有するの
で必要に応じて添加する。含有量が０．５％未満では効
果がないので０．５％以上となるよう添加することとし
た。一方、多量に添加してもその効果が飽和し、且つ熱
間変形抵抗が増して熱間加工性が低下するので上限を２
％とした。Mo: Similar to Cr in the next section, it has the effect of improving the CO ₂ corrosion resistance and further improving the SSC property, so it is added if necessary. If the content is less than 0.5%, there is no effect, so the content was determined to be 0.5% or more. On the other hand, even if added in a large amount, the effect saturates, and the hot deformation resistance increases and the hot workability decreases, so the upper limit is 2
%.

【００１４】Ｃｒ：耐ＣＯ₂ 腐食特性を向上させる最も
重要な元素である。Ｃｒ単独添加で含有量が９％未満の
ときには耐食性が十分ではなく、一方１３％を超えると
δフェライト相が生成しやすくなる。従って、９〜１３
％とした。また、上記のようにＭｏも同様な働きをし、
その寄与率は実験的に求めた結果Ｃｒの１．６倍であ
る。従ってＣｒ単独ではなく、Ｍｏを含有する場合には
Ｃｒ＋１．６Ｍｏを９％以上とし、Ｃｒの下限を８．２
％とした。Cr: The most important element for improving the CO ₂ corrosion resistance. If the content of Cr alone is less than 9%, the corrosion resistance is not sufficient, while if it exceeds 13%, the δ ferrite phase is likely to be formed. Therefore, 9 ~ 13
%. Also, as mentioned above, Mo also works in the same way,
The contribution rate is 1.6 times that of Cr as a result of experimental determination. Therefore, when Mo is contained instead of Cr alone, Cr + 1.6Mo is set to 9% or more, and the lower limit of Cr is 8.2.
%.

【００１５】Ｃｕ：Ｎｉと共存して耐食性を高める効果
を有する。含有量が１．０％未満では効果が十分でな
く、一方３．０％を超えると熱間加工性を損なうため、
添加範囲を１．０〜３．０％とした。Coexisting with Cu: Ni has the effect of enhancing corrosion resistance. If the content is less than 1.0%, the effect is not sufficient, while if it exceeds 3.0%, the hot workability is impaired.
The addition range was 1.0 to 3.0%.

【００１６】以上述べたような成分範囲の鋼は、良好な
耐ＣＯ₂ 腐食特性を示す。しかし、Ｃｒ，Ｍｏ等のフェ
ライト生成元素の多い成分では、溶接熱影響部にフェラ
イト相が生成して靭性が劣化する。従って、フェライト
生成元素の含有量を制限する必要がある。従来の知見か
ら、Ｃ，Ｎ，Ｎｉはフェライト相の生成を抑制し、Ｃ
ｒ，Ｍｏは促進する。各元素濃度を変化させた鋼を溶製
し実験的に各々の寄与率を決定した。その結果、下記式
の Ｉ_ps＝４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ
≧−１０．５ を満足すればフェライト相は生成せず、マルテンサイト
単相となることが分かったので、Ｃ，Ｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｍｏはこの関係を満足する必要がある。The steel having the above-mentioned compositional range exhibits good CO ₂ corrosion resistance. However, with a component containing a large amount of ferrite forming elements such as Cr and Mo, a ferrite phase is formed in the weld heat affected zone and the toughness deteriorates. Therefore, it is necessary to limit the content of the ferrite-forming element. From the conventional knowledge, C, N and Ni suppress the generation of ferrite phase,
r and Mo accelerate. Steel with different element concentrations was melted and the contribution rate of each was determined experimentally. As a result, I _ps = 40C + 34N + Ni-1.1Cr-1.8Mo expressed by the following formula:
If ≧ -10.5 is satisfied, it was found that the ferrite phase was not generated and the single phase was martensite. Therefore, C, N, Ni, Cr,
Mo needs to satisfy this relationship.

【００１７】Ｔｉ：ＴｉＮやＴｉ酸化物として分散し、
溶接熱影響部の粒成長を抑制して、靭性の劣化を抑制す
る。少なすぎると効果がなく、過剰に添加するとＴｉＣ
が析出して靭性を却って劣化させる。従って、Ｔｉを添
加する場合の添加量は、０．００５〜０．１％とした。 Ｚｒ：耐硫化物応力割れ性に対して有害なＰとの間で安
定な化合物を形成し、固溶Ｐを減少させて実質的な低Ｐ
化を図る効果を有する。少量では効果がなく、多すぎる
と粗大な酸化物を形成して却って靭性や耐硫化物応力割
れ性を低下させるので、０．０１〜０．２％とした。Ti: dispersed as TiN or Ti oxide,
Suppresses grain growth in the weld heat affected zone and suppresses deterioration of toughness. If it is too small, it has no effect.
Precipitates and rather deteriorates the toughness. Therefore, the addition amount of Ti is set to 0.005 to 0.1%. Zr: A stable compound is formed with P, which is harmful to sulfide stress cracking resistance, and solid solution P is reduced to substantially reduce P.
Has the effect of promoting A small amount has no effect, and an excessive amount causes formation of a coarse oxide to rather reduce toughness and sulfide stress cracking resistance, so the content was made 0.01 to 0.2%.

【００１８】Ｃａ，ＲＥＭ：介在物の形態を球状化させ
て無害化するのに有効な元素である。少なすぎるとその
効果がなく、多すぎると介在物を増加させて耐硫化物応
力割れ抵抗性を低下させるので各々０．００１〜０．０
２％、０．００３〜０．４％とした。Ca, REM: An element effective for making the inclusions spherical and harmless. If it is too small, the effect will not be obtained, and if it is too large, inclusions will increase and the resistance to sulfide stress cracking will be reduced.
2% and 0.003-0.4%.

【００１９】以上のような成分を有する鋼は、熱間加工
ままであり、あるいはＡｃ₃ 変態点以上に再加熱した後
のマルテンサイト組織である。しかし、マルテンサイト
ままでは変形能が十分でない場合があるので、必要に応
じて焼戻し、または二相域焼戻しを行う。本発明のこの
ような低Ｃの鋼では焼戻しを行っても強度の変化は小さ
いが、残留応力が低減され、伸びも改善されて変形能が
高まる。二相域焼戻しを行うと、焼戻しマルテンサイト
とマルテンサイト、場合によっては更にオーステナイト
を含む混合組織となり、組織が微細となって靭性や伸び
が更に改善される。The steel having the above components has a martensite structure after being hot-worked or after being reheated to the Ac ₃ transformation point or higher. However, since the deformability may not be sufficient with martensite as it is, tempering or two-phase region tempering is performed as necessary. In the low C steel of the present invention, the strength change is small even if tempered, but the residual stress is reduced, the elongation is improved, and the deformability is increased. When two-phase region tempering is performed, a mixed structure containing tempered martensite and martensite, and in some cases further austenite is formed, and the structure becomes finer to further improve toughness and elongation.

【００２０】[0020]

【実施例】表１に示す化学成分の鋼を溶製・鋳造した
後、モデル圧延機で継目無鋼管を製造し、必要に応じて
熱処理を施した。耐ＣＯ₂ 腐食特性は、４０atm のＣＯ
₂ ガスと平衡状態にある１００℃の人工海水中に試験片
を浸漬し、腐食減量から腐食速度を測定した。耐硫化物
応力割れ性は、１規定の酢酸と１mol/ｌの酢酸ナトリウ
ムを混合してｐＨ；４．５に調整し、１％硫化水素＋９
９％窒素ガスの混合ガスを飽和させた液中で平滑丸棒試
験片（平行部径６．４mm、平行部長さ２５mm）に降伏強
度の８０％に相当する引張応力を付与して破断時間を測
定した。その際、７２０時間まで試験を行い、破断しな
かったものが優れた耐硫化物応力割れ抵抗性を有してい
ると見なせる。また、入熱２kJ／mm相当の再現熱サイク
ル試験を行い、硬さおよびＪＩＳ４号シャルピー試験片
による遷移温度（ｖＴｒｓ）の測定を行った。表２に試
験結果を示す。Example After melting and casting the steel having the chemical composition shown in Table 1, a seamless steel pipe was manufactured by a model rolling machine and heat-treated as required. CO ₂ corrosion resistance is 40 atm CO
_The test piece was immersed in artificial seawater at 100 ° C in equilibrium with the _two gases, and the corrosion rate was measured from the corrosion weight loss. Resistance to sulfide stress cracking is adjusted by adjusting the pH to 4.5 by mixing 1N acetic acid and 1mol / l sodium acetate, and adding 1% hydrogen sulfide + 9
In a liquid saturated with a mixed gas of 9% nitrogen gas, a tensile stress equivalent to 80% of the yield strength was applied to a smooth round bar test piece (parallel part diameter 6.4 mm, parallel part length 25 mm) to give a breaking time. It was measured. At that time, the test was conducted up to 720 hours, and it can be considered that those which did not break had excellent resistance to sulfide stress cracking. In addition, a reproduction heat cycle test corresponding to a heat input of 2 kJ / mm was performed to measure hardness and transition temperature (vTrs) using a JIS No. 4 Charpy test piece. Table 2 shows the test results.

【００２１】[0021]

【表１】 [Table 1]

【００２２】[0022]

【表２】 [Table 2]

【００２３】[0023]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、鋼成分を
特定し、鋼組織を特定したマルテンサイト系ステンレス
鋼は、溶接部硬さが母材と同等で且つ優れた耐ＣＯ₂ 腐
食特性を有している。As described above, according to the present invention, the martensitic stainless steel in which the steel composition is specified and the steel structure is specified has the same weld hardness as the base metal and excellent CO ₂ corrosion resistance. It has characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】湿潤炭酸ガス環境での腐食速度におよぼすＣ
ｕ，Ｎｉ複合添加の影響を示す図。[Fig. 1] C on corrosion rate in wet carbon dioxide environment
The figure which shows the influence of u and Ni compound addition.

【図２】溶接熱影響部の硬さと焼戻し後の硬さにおよぼ
すＣ量の影響を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the effect of the amount of C on the hardness of the heat-affected zone of welding and the hardness after tempering.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) C22C 38/00-38/60

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 重量％でＣ ；０．００５％以下、Ｓ
ｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０％、Ｐ ；
０．０３％以下、Ｓ ；０．００５％以下、Ｃｒ；９〜
１３％、Ｎｉ；１．５〜５％、Ｃｕ；１．０〜３．０
％、Ａｌ；０．０６％以下、Ｎ ；０．００８％以下を
含有し、それらの成分間に式 ４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−１．１Ｃｒ≧−１
０．５ を満足する関係があり、且つ残部が実質的にＦｅからな
るマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶接部
硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼。1. C by weight%; 0.005% or less; S
i; 0.50% or less, Mn; 0.1 to 1.0%, P;
0.03% or less, S; 0.005% or less, Cr; 9 to
13%, Ni; 1.5 to 5%, Cu; 1.0 to 3.0
%, Al: 0.06% or less, N: 0.008% or less, and the formula 40C + 34N + Ni + 0.3Cu-1.1Cr ≧ -1 between these components.
A highly corrosion-resistant martensitic stainless steel with a low weld hardness, which has a relationship of satisfying 0.5 and has a martensitic structure in which the balance is substantially Fe. 【請求項２】 重量％でＣ ；０．００５％以下、Ｓ
ｉ；０．５０％以下、Ｍｎ；０．１〜１．０％、Ｐ ；
０．０３％以下、Ｓ ；０．００５％以下、Ｃｒ；８．
２〜１３％、Ｍｏ；０．５〜２．０％、Ｎｉ；１．５〜
５％、Ｃｕ；１．０〜３．０％、Ａｌ；０．０６％以
下、Ｎ ；０．００８％以下を含有し、それらの成分間
に式 Ｃｒ＋１．６Ｍｏ≧９ を満足し、更に式 ４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ−１．１Ｃｒ−１．
８Ｍｏ≧−１０．５ を満足する関係があり、且つ残部が実質的にＦｅからな
るマルテンサイト組織を呈することを特徴とする溶接部
硬さの低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼。2. C by weight%; 0.005% or less; S
i; 0.50% or less, Mn; 0.1 to 1.0%, P;
0.03% or less, S 2; 0.005% or less, Cr;
2 to 13%, Mo; 0.5 to 2.0%, Ni; 1.5 to
5%, Cu; 1.0 to 3.0%, Al; 0.06% or less, N 2; 0.008% or less, satisfy the formula Cr + 1.6Mo ≧ 9 between these components, and further formula 40C + 34N + Ni + 0.3Cu-1.1Cr-1.
A highly corrosion-resistant martensitic stainless steel having a low weld hardness, which has a relationship of satisfying 8Mo ≧ -10.5 and has a martensitic structure in which the balance is substantially Fe. 【請求項３】 請求項１または２記載の鋼で更に、重量
％でＴｉ；０．００５〜０．１％、 Ｚｒ；０．０１〜０．２％のうちの１種または２種を含
有することを特徴とする溶接部硬さの低い高耐食マルテ
ンサイト系ステンレス鋼。3. The steel according to claim 1 or 2, further comprising one or two of Ti; 0.005 to 0.1% and Zr; 0.01 to 0.2% by weight. High corrosion resistance martensitic stainless steel with low weld hardness. 【請求項４】 請求項１，２または３のいずれかに記載
の鋼で、更に、重量％でＣａ；０．００１〜０．０２
％、 ＲＥＭ；０．００３〜０．４％のうちの１種または２種
以上を含有することを特徴とする溶接部硬さの低い高耐
食マルテンサイト系ステンレス鋼。4. The steel according to claim 1, further comprising Ca in a weight percentage of 0.001 to 0.02.
%, REM; high corrosion-resistant martensitic stainless steel with low weld hardness, containing one or more of 0.003 to 0.4%. 【請求項５】 請求項１，２，３または４のいずれかに
記載の鋼をＡｃ₃ 変態点以上の温度に加熱し、焼戻しま
たは二相域焼戻しを施したことを特徴とする溶接部硬さ
の低い高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼。5. A welded part hardened by heating the steel according to any one of claims 1, 2, 3 or 4 to a temperature not lower than the Ac ₃ transformation point and tempering or two-phase region tempering. Highly corrosion resistant martensitic stainless steel with low hardness.