JPH02290920A - 高強度二相ステンレス鋼管の製造方法 - Google Patents
高強度二相ステンレス鋼管の製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は油井管として使用される高強度二相ステンレス
鋼管の製造法に関するものである。
鋼管の製造法に関するものである。
（従来の技術）
油井用の二相ステンレス鋼管には、主に耐食性を考慮し
て高Ｎ系の成分系（例えばＪＩＳ Ｇ３４５９規格のＳ
ＵＳ３２９Ｊ２Ｌや八ＳＴＭ Ａ７８９ Ｓ３１８０３
など）が使用される。そして鋼管の製造方法は、熱間押
出法やマンネスマン圧延法などで製管された後、耐食性
確保のために高温で溶体化熱処理を施されるのが通例で
ある。しかし、この状態では二相ステンレス鋼の強度は
比較的低目で引張強さでたかだか８０ｋｇ ｆ ／ ｍ
ｊ、０．２％耐力でたかだか６０ｋｇｆ／一級である。
て高Ｎ系の成分系（例えばＪＩＳ Ｇ３４５９規格のＳ
ＵＳ３２９Ｊ２Ｌや八ＳＴＭ Ａ７８９ Ｓ３１８０３
など）が使用される。そして鋼管の製造方法は、熱間押
出法やマンネスマン圧延法などで製管された後、耐食性
確保のために高温で溶体化熱処理を施されるのが通例で
ある。しかし、この状態では二相ステンレス鋼の強度は
比較的低目で引張強さでたかだか８０ｋｇ ｆ ／ ｍ
ｊ、０．２％耐力でたかだか６０ｋｇｆ／一級である。
ところが油井用二相ステンレス鋼管の場合、比較的高温
かつ高圧で使われるため０．２％耐力で７７〜１２０ｋ
ｇｆ／一程度の高強度が要求されている。
かつ高圧で使われるため０．２％耐力で７７〜１２０ｋ
ｇｆ／一程度の高強度が要求されている。
そこで、溶体化ままでの強度レヘルから所要の強度レベ
ルまで強化する手段として冷間引抜きや冷間圧延といっ
た冷間加工による加工硬化が利用されている。その強度
レベルの調゛整は加工量によって行なわれるが、加工硬
化による方法だけではかなり大きな冷間加工量を必要と
する場合が多く、設備的負荷の増大、加工中の割れの発
生、延性の劣化という問題点がある （発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、前記の如き従来の二相ステンレス鋼の
強化法の問題点に鑑みて、新規で効果的な強化方法を提
供するにある。
ルまで強化する手段として冷間引抜きや冷間圧延といっ
た冷間加工による加工硬化が利用されている。その強度
レベルの調゛整は加工量によって行なわれるが、加工硬
化による方法だけではかなり大きな冷間加工量を必要と
する場合が多く、設備的負荷の増大、加工中の割れの発
生、延性の劣化という問題点がある （発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、前記の如き従来の二相ステンレス鋼の
強化法の問題点に鑑みて、新規で効果的な強化方法を提
供するにある。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは上記問題点を解消するために高Ｎ二相ステ
ンレス鋼管の上記以外の強化法について探索した結果、
歪時効硬化が効果的であることを知見した。すなわち、
熱間押出法などの各種製造法あるいはさらに溶体化処理
法などの熱処理を施して製造された高窒素二相ステンレ
ス鋼管（例えばＣ：０．０１ 〜０．１０％， Ｓｉ：
０．１〜１．０％， Ｍｎ：ｏ．３〜１．８％， Ｃ
ｒ：２ １〜２ ７％，Ｎｉ：３〜９％，Ｍｏ：２〜４
％，Ｎ： ０．１〜０．３％を含み、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる鋼管）を冷間加工によりある程度の
予歪を付加した後、２００℃前後の温度で人工時効する
ことにより約１０ｋｇｆ／一の強度上昇をもたらすこと
が可能であることを確かめた。
ンレス鋼管の上記以外の強化法について探索した結果、
歪時効硬化が効果的であることを知見した。すなわち、
熱間押出法などの各種製造法あるいはさらに溶体化処理
法などの熱処理を施して製造された高窒素二相ステンレ
ス鋼管（例えばＣ：０．０１ 〜０．１０％， Ｓｉ：
０．１〜１．０％， Ｍｎ：ｏ．３〜１．８％， Ｃ
ｒ：２ １〜２ ７％，Ｎｉ：３〜９％，Ｍｏ：２〜４
％，Ｎ： ０．１〜０．３％を含み、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる鋼管）を冷間加工によりある程度の
予歪を付加した後、２００℃前後の温度で人工時効する
ことにより約１０ｋｇｆ／一の強度上昇をもたらすこと
が可能であることを確かめた。
この現象の確認結果の例を第１図に示すが、この強度上
昇代は数％以上の歪量の領域では予歪量には無関係にほ
ぼ一定である。この強度上昇は高Ｎ二相ステンレス鋼管
の場合、溶体化処理で炭素と窒素とが十分に固溶してい
るので歪時効時に歪が固定される度合が大きいことに起
因し、他の鋼種よりは相当大きいものである。
昇代は数％以上の歪量の領域では予歪量には無関係にほ
ぼ一定である。この強度上昇は高Ｎ二相ステンレス鋼管
の場合、溶体化処理で炭素と窒素とが十分に固溶してい
るので歪時効時に歪が固定される度合が大きいことに起
因し、他の鋼種よりは相当大きいものである。
歪時効硬化は一般には靭性や延性の劣化を伴なうので通
常は避けるべきとされている。ところが二相ステンレス
鋼管においては高靭性のγ相が約５０％共存しているこ
とにより歪時効硬化させても、第２図で示すように、靭
性の変化は微量である。すなわち、本発明はこのような
高Ｎ系二相ステンレス鋼管の特性を効果的に利用するも
のである。
常は避けるべきとされている。ところが二相ステンレス
鋼管においては高靭性のγ相が約５０％共存しているこ
とにより歪時効硬化させても、第２図で示すように、靭
性の変化は微量である。すなわち、本発明はこのような
高Ｎ系二相ステンレス鋼管の特性を効果的に利用するも
のである。
すなわち、本発明は０．１〜０．３％のＮを含有する二
相ステンレス綱管を、断面減少率で５〜５０％の冷間加
工を付与した後、１００〜３５０℃の温度域で３０分間
以上加熱することを要旨とするものであり、本発明によ
れば、時効硬化現象により耐食性や靭性を損なうことな
く強度を向上せしめることができる。
相ステンレス綱管を、断面減少率で５〜５０％の冷間加
工を付与した後、１００〜３５０℃の温度域で３０分間
以上加熱することを要旨とするものであり、本発明によ
れば、時効硬化現象により耐食性や靭性を損なうことな
く強度を向上せしめることができる。
以下に本発明の構成要件の限定理由について詳細に述べ
る。
る。
１） Ｎ量：０．１％未満では歪時効による強度上昇
が小さく、また０．３％超では溶製時の固溶限を超える
ためこれを超えて添加できない。したがって、Ｎの含有
量を０． １〜０．３％にした，２） 冷間加工量：５
％未満の小さい加工量では歪時効後に得られる強度値が
低く、本発明の目標とする７７ｋｇ／一以上の０．２％
耐力が得られない。
が小さく、また０．３％超では溶製時の固溶限を超える
ためこれを超えて添加できない。したがって、Ｎの含有
量を０． １〜０．３％にした，２） 冷間加工量：５
％未満の小さい加工量では歪時効後に得られる強度値が
低く、本発明の目標とする７７ｋｇ／一以上の０．２％
耐力が得られない。
一方５０％超に加工量を増加させても強度はほぼ飽和す
ること、および材料の加工限界に近づき場合によって加
工割れを起こす傾向があることから５０％を上限値とす
る。
ること、および材料の加工限界に近づき場合によって加
工割れを起こす傾向があることから５０％を上限値とす
る。
３）時効条件：温度が１００℃未満、加熱時間が３０分
未満では時効が不十分で得られる強度が低い。一方、３
５０℃超の時効では強度上昇の点では十分であるが、い
わゆる４ １ ５ ”Ｃ脆性現象で炭窒化物の析出が起
こり耐食性と切欠靭性がゑ、激に劣化する。したがって
、耐食性、靭性を劣化させずに高い強度上昇が確保でき
る条件として１００〜３５０℃の温度範囲で３０分以上
加熱（保定）する必要がある。
未満では時効が不十分で得られる強度が低い。一方、３
５０℃超の時効では強度上昇の点では十分であるが、い
わゆる４ １ ５ ”Ｃ脆性現象で炭窒化物の析出が起
こり耐食性と切欠靭性がゑ、激に劣化する。したがって
、耐食性、靭性を劣化させずに高い強度上昇が確保でき
る条件として１００〜３５０℃の温度範囲で３０分以上
加熱（保定）する必要がある。
次に本発明の実施例について説明する。
（実施例）
第１表に示す二相ステンレス鋼を使用し、マンネスマン
圧延法によって１５０φ×１１ｔサイズの継目無綱管を
製造した。それらのパイプを１０５０’Ｃ Ｘ ２ ０
分→水冷の条件で溶体化処理した後、第２表に示す条件
で冷間加工および時効処理を施した。特性調査としては
引張試験による０． ２％耐力の測定、２ｍｍＶノッチ
シャルビー試験による−５ｏ℃での吸収エネルギー（試
験片は５ｍＩＩ１サブサイズ）の測定、塩化第二鉄溶液
中での耐孔食性の評価（ＡＳＴＭ Ｇ４８通り）とを実
施した。
圧延法によって１５０φ×１１ｔサイズの継目無綱管を
製造した。それらのパイプを１０５０’Ｃ Ｘ ２ ０
分→水冷の条件で溶体化処理した後、第２表に示す条件
で冷間加工および時効処理を施した。特性調査としては
引張試験による０． ２％耐力の測定、２ｍｍＶノッチ
シャルビー試験による−５ｏ℃での吸収エネルギー（試
験片は５ｍＩＩ１サブサイズ）の測定、塩化第二鉄溶液
中での耐孔食性の評価（ＡＳＴＭ Ｇ４８通り）とを実
施した。
試験結果は、第２表中に示す。表中の符号■〜■は本発
明の条件を満たすものであり、■〜［相］は比較のため
の本発明の範囲外の条件のものである。
明の条件を満たすものであり、■〜［相］は比較のため
の本発明の範囲外の条件のものである。
本発明の条件を満たすものの、諸特性として目標とする
７７ｋｇ／一以上の０． ２％耐力が得られていること
、靭性および耐孔食性の劣化が起こっていないことが確
認された。一方比較法のものは三つの条件のうち何れか
の点で問題のある結果となっている。
７７ｋｇ／一以上の０． ２％耐力が得られていること
、靭性および耐孔食性の劣化が起こっていないことが確
認された。一方比較法のものは三つの条件のうち何れか
の点で問題のある結果となっている。
（発明の効果）
本発明によれば、冷間加工のみによって強度向上をはか
っていた従来法に比べて約１０ｋｇ／一程度強度が上昇
し同一強度を得るための所要冷間加工量を低減できるの
で冷間加工工程への負荷を軽減できる。一方別の重要特
性である耐食性や靭性の強度上昇による劣化は従来法と
同様に本発明法でもほとんど認められない。
っていた従来法に比べて約１０ｋｇ／一程度強度が上昇
し同一強度を得るための所要冷間加工量を低減できるの
で冷間加工工程への負荷を軽減できる。一方別の重要特
性である耐食性や靭性の強度上昇による劣化は従来法と
同様に本発明法でもほとんど認められない。
以上の如く、本発明は高Ｎ系二相ステンレス鋼で耐食性
や靭性を損なうことなく冷間加工工程を簡略化しつつ高
強度を容易に得られる効果的な技術である。
や靭性を損なうことなく冷間加工工程を簡略化しつつ高
強度を容易に得られる効果的な技術である。
第１図は強度におよぼす冷間加工量の影響を示す図、第
２図は溶体化まま、冷間加工まま、冷間加工十人工時効
の三条件について求めた２ ｍｍ Ｖノッチシャルビー
衝撃試験での遷移曲線を示す図である。 第１図 〉廃潤加工ｔ（〃） 第２図 試験渫崖（゛Ｃ）
２図は溶体化まま、冷間加工まま、冷間加工十人工時効
の三条件について求めた２ ｍｍ Ｖノッチシャルビー
衝撃試験での遷移曲線を示す図である。 第１図 〉廃潤加工ｔ（〃） 第２図 試験渫崖（゛Ｃ）
Claims (1)
- ０．１〜０．３％のＮを含有する二相ステンレス鋼管を
、断面減少率で５〜５０％の冷間加工を付与した後、１
００〜３５０℃の温度で３０分間以上加熱することを特
徴とする高強度二相ステンレス鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11092489A JPH02290920A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 高強度二相ステンレス鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11092489A JPH02290920A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 高強度二相ステンレス鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02290920A true JPH02290920A (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=14548070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11092489A Pending JPH02290920A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 高強度二相ステンレス鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02290920A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998000626A1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-01-08 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for expanding a steel tubing and well with such a tubing |
| WO2009014001A1 (ja) | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
| JP4462454B1 (ja) * | 2009-01-19 | 2010-05-12 | 住友金属工業株式会社 | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
| WO2010082395A1 (ja) | 2009-01-19 | 2010-07-22 | 住友金属工業株式会社 | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP11092489A patent/JPH02290920A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998000626A1 (en) * | 1996-07-01 | 1998-01-08 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for expanding a steel tubing and well with such a tubing |
| WO2009014001A1 (ja) | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
| JP2009046759A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-03-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
| US8333851B2 (en) | 2007-07-20 | 2012-12-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for producing two-phase stainless steel pipe |
| JP4462454B1 (ja) * | 2009-01-19 | 2010-05-12 | 住友金属工業株式会社 | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
| WO2010082395A1 (ja) | 2009-01-19 | 2010-07-22 | 住友金属工業株式会社 | 二相ステンレス鋼管の製造方法 |
| CN102282273A (zh) * | 2009-01-19 | 2011-12-14 | 住友金属工业株式会社 | 双相不锈钢钢管的制造方法 |
| US8293037B2 (en) | 2009-01-19 | 2012-10-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for producing duplex stainless steel pipe |
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