JPH07109522A - マルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の製造方法 - Google Patents
マルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の製造方法Info
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- JPH07109522A JPH07109522A JP25312593A JP25312593A JPH07109522A JP H07109522 A JPH07109522 A JP H07109522A JP 25312593 A JP25312593 A JP 25312593A JP 25312593 A JP25312593 A JP 25312593A JP H07109522 A JPH07109522 A JP H07109522A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高価な合金元素の添加量を増加させず、かつ
処理工程を簡略化したにもかかわらず、従来の焼入・焼
戻プロセスと同等の異方性の少ない、強度・耐応力腐食
割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無管
を製造する方法を提供する。 【構成】 Ｃ: 0.15〜0.25％、 Si: 0.10〜1.0 ％、
Mn: 0.10〜1.0 ％、 Ｐ: 0.03％以下、 Ｓ: 0.01％以下、 Cr: 10〜
14％、 Ｖ: 0.15％以下、 残部がFeおよび不可避的不純物 のマルテンサイト系ステンレス鋼のマンドレルミルによ
る圧延後の再加熱温度Ｔが 950 ℃≦Ｔ≦1150℃ Ｔ≧1.8 Ｒ＋930 ただし、Ｔ: 再加熱温度 (℃) 、Ｒ: 仕上圧延加工度
(％) 、の領域にくるようにして仕上圧延加工を与え、
次いで室温まで冷却してマルテンサイト組織とした後、
焼戻し熱処理のみによって所要強度を得る。
処理工程を簡略化したにもかかわらず、従来の焼入・焼
戻プロセスと同等の異方性の少ない、強度・耐応力腐食
割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無管
を製造する方法を提供する。 【構成】 Ｃ: 0.15〜0.25％、 Si: 0.10〜1.0 ％、
Mn: 0.10〜1.0 ％、 Ｐ: 0.03％以下、 Ｓ: 0.01％以下、 Cr: 10〜
14％、 Ｖ: 0.15％以下、 残部がFeおよび不可避的不純物 のマルテンサイト系ステンレス鋼のマンドレルミルによ
る圧延後の再加熱温度Ｔが 950 ℃≦Ｔ≦1150℃ Ｔ≧1.8 Ｒ＋930 ただし、Ｔ: 再加熱温度 (℃) 、Ｒ: 仕上圧延加工度
(％) 、の領域にくるようにして仕上圧延加工を与え、
次いで室温まで冷却してマルテンサイト組織とした後、
焼戻し熱処理のみによって所要強度を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温靱性に優れた、ま
た低温靱性を含む機械的性質と耐応力腐食割れ性に優れ
たマルテンサイト系ステンレス鋼の継目無管の製造方法
に関する。
た低温靱性を含む機械的性質と耐応力腐食割れ性に優れ
たマルテンサイト系ステンレス鋼の継目無管の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にマルテンサイト系ステンレス鋼継
目無管は、強度、靱性および耐食性が要求される油井管
等の材料として広く用いられ、特に耐CO2 腐食性に優れ
ていることはよく知られている。
目無管は、強度、靱性および耐食性が要求される油井管
等の材料として広く用いられ、特に耐CO2 腐食性に優れ
ていることはよく知られている。
【０００３】従来この種の継目無管は、鋼片を穿孔可能
な温度に加熱し、例えばピアサーとマンドレルミルを用
いて穿孔と圧延とを行った後、オーステナイト領域に再
加熱し、レデューサー等で最終製品寸法に仕上圧延を行
い製造され、その後、焼入・焼戻処理を受けて所定の機
械的性質が付与される。
な温度に加熱し、例えばピアサーとマンドレルミルを用
いて穿孔と圧延とを行った後、オーステナイト領域に再
加熱し、レデューサー等で最終製品寸法に仕上圧延を行
い製造され、その後、焼入・焼戻処理を受けて所定の機
械的性質が付与される。
【０００４】従来は、図３にその熱履歴を示すように製
管終了後、一旦室温まで冷却された管を再加熱して焼入
れするのが普通であったが、近年、工程の合理化と省エ
ネルギーのために製管工程に引き続き直ちに急冷して焼
入れする直接焼入法が採用されつつある。
管終了後、一旦室温まで冷却された管を再加熱して焼入
れするのが普通であったが、近年、工程の合理化と省エ
ネルギーのために製管工程に引き続き直ちに急冷して焼
入れする直接焼入法が採用されつつある。
【０００５】この直接焼入法の手段として、例えば特開
昭63−238217号公報および特開平２−277720号公報に示
されている方法があるが、しかしこれらの公報に示され
ているのは靱性の異方性まで考慮した方法ではなく、圧
延方向に対して円周方向の靱性がそれ程良好でないこと
が判明した。
昭63−238217号公報および特開平２−277720号公報に示
されている方法があるが、しかしこれらの公報に示され
ているのは靱性の異方性まで考慮した方法ではなく、圧
延方向に対して円周方向の靱性がそれ程良好でないこと
が判明した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、高価な合金元素の添加量をいたずらに増加させると
なく、かつ処理工程を簡略化したにもかかわらず、従来
の焼入れ・焼戻しプロセスと同等の異方性の少ない、強
度および耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼継目無管を製造する方法を提供することにあ
る。
は、高価な合金元素の添加量をいたずらに増加させると
なく、かつ処理工程を簡略化したにもかかわらず、従来
の焼入れ・焼戻しプロセスと同等の異方性の少ない、強
度および耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼継目無管を製造する方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ところで、一般にマルテ
ンサイト組織をもつ鋼の靱性および耐応力腐食割れ性を
支配しているのは、焼入れ時のオーステナイト粒のサイ
ズと焼戻しでの炭化物析出であり、その結果、微細な再
結晶粒と微細分散炭化物から成る組織となったときに、
靱性および耐応力腐食割れ性が改善される。
ンサイト組織をもつ鋼の靱性および耐応力腐食割れ性を
支配しているのは、焼入れ時のオーステナイト粒のサイ
ズと焼戻しでの炭化物析出であり、その結果、微細な再
結晶粒と微細分散炭化物から成る組織となったときに、
靱性および耐応力腐食割れ性が改善される。
【０００８】そこで、本発明者らが、マルテンサイト系
ステンレス鋼の加工熱処理とその組織・靱性について詳
細に検討を重ねた結果、最終仕上圧延前の再加熱温度
を、仕上圧延加工度に応じて、適当な温度に選定するこ
とにより微細な結晶粒と微細分散炭化物からなる組織を
得ることができ、異方性の少ない靱性良好なマルテンサ
イト系ステンレス鋼継目無管を製造できることを知り、
本発明を完成した。
ステンレス鋼の加工熱処理とその組織・靱性について詳
細に検討を重ねた結果、最終仕上圧延前の再加熱温度
を、仕上圧延加工度に応じて、適当な温度に選定するこ
とにより微細な結晶粒と微細分散炭化物からなる組織を
得ることができ、異方性の少ない靱性良好なマルテンサ
イト系ステンレス鋼継目無管を製造できることを知り、
本発明を完成した。
【０００９】すなわち、本発明は、重量％で Ｃ: 0.15〜0.25％、 Si: 0.10〜1.0 ％、 Mn: 0.10〜
1.0 ％、 Ｐ: 0.03％以下、 Ｓ: 0.01％以下、 Cr: 10〜14
％、 Ｖ: 0.15％以下、 残部がFeおよび不可避的不純物 から成る鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼
継目無管をマンネスマンマンドレルミル方式で製造する
に際し、最終圧延前において、再加熱温度 (Ｔ℃) を次
式で定義される温度として加熱後、 950 ℃≦Ｔ≦1150℃・・・(1) Ｔ≧1.8 Ｒ＋930 ・・・(2) ただし、Ｔ: 再加熱温度( ℃) 、Ｒ＝仕上圧延加工度
(％) 、 仕上圧延を行い、直ちに室温まで冷却して空冷焼入し、
マルテンサイト組織とし、再度焼入れ熱処理することな
く、所定強度を得るためにAc1 変態点以下の温度で焼戻
しを行う、低温靱性の良好なマルテンサイト系ステンレ
ス鋼継目無管の製造方法である。
1.0 ％、 Ｐ: 0.03％以下、 Ｓ: 0.01％以下、 Cr: 10〜14
％、 Ｖ: 0.15％以下、 残部がFeおよび不可避的不純物 から成る鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼
継目無管をマンネスマンマンドレルミル方式で製造する
に際し、最終圧延前において、再加熱温度 (Ｔ℃) を次
式で定義される温度として加熱後、 950 ℃≦Ｔ≦1150℃・・・(1) Ｔ≧1.8 Ｒ＋930 ・・・(2) ただし、Ｔ: 再加熱温度( ℃) 、Ｒ＝仕上圧延加工度
(％) 、 仕上圧延を行い、直ちに室温まで冷却して空冷焼入し、
マルテンサイト組織とし、再度焼入れ熱処理することな
く、所定強度を得るためにAc1 変態点以下の温度で焼戻
しを行う、低温靱性の良好なマルテンサイト系ステンレ
ス鋼継目無管の製造方法である。
【００１０】
【作用】図４は本発明にかかる方法の工程を熱履歴とし
てグラフで示すものであり、本発明の場合、従来法と比
較して焼入れ処理を行うことなく、焼戻し処理だけを行
えばよい。
てグラフで示すものであり、本発明の場合、従来法と比
較して焼入れ処理を行うことなく、焼戻し処理だけを行
えばよい。
【００１１】次に、本発明において鋼組成および加工処
理条件を上記のように限定した理由についてその作用と
ともに以下詳述する。まず、鋼組成の限定理由は次の通
りである。なお、特にことわりがない限り、「％」は重
量％である。
理条件を上記のように限定した理由についてその作用と
ともに以下詳述する。まず、鋼組成の限定理由は次の通
りである。なお、特にことわりがない限り、「％」は重
量％である。
【００１２】Ｃ:Ｃは本発明で用いる鋼材料の強度を高
める元素であるが、0.15％未満ではδフェライト析出
し、熱間加工性が低下する。0.25％超では、粗大炭化物
が多くなり靱性が著しく低下する。したがって、0.15〜
0.25％、好ましくは0.18〜0.22％に制限する。
める元素であるが、0.15％未満ではδフェライト析出
し、熱間加工性が低下する。0.25％超では、粗大炭化物
が多くなり靱性が著しく低下する。したがって、0.15〜
0.25％、好ましくは0.18〜0.22％に制限する。
【００１３】Si:Siは0.10％未満では、脱酸が不足す
る。1.0 ％超では炭化物の粒界析出を助長し、靱性、耐
食性が劣化する。好ましくは、0.15〜0.50％である。
る。1.0 ％超では炭化物の粒界析出を助長し、靱性、耐
食性が劣化する。好ましくは、0.15〜0.50％である。
【００１４】Mn:Mnは0.10％未満では、強度を高めな
い。1.0 ％超では靱性耐食性を劣化させる。好ましく
は、0.50〜0.80％である。
い。1.0 ％超では靱性耐食性を劣化させる。好ましく
は、0.50〜0.80％である。
【００１５】Ｐ、Ｓ:Ｐ、Ｓはいずれも不純物元素で含
有量が低いほど望ましい。本発明にあってはそれぞれ0.
03％以下、0.01％以下に制限する。特に耐食性、靱性、
熱間加工性を確保するために、Ｐ:0.020％以下、Ｓ:0.0
05％以下に制限するのが好ましい。
有量が低いほど望ましい。本発明にあってはそれぞれ0.
03％以下、0.01％以下に制限する。特に耐食性、靱性、
熱間加工性を確保するために、Ｐ:0.020％以下、Ｓ:0.0
05％以下に制限するのが好ましい。
【００１６】Cr:Crはステンレス鋼の耐食性向上のため
必要であり、10％未満では耐食性が劣化し、14％超では
δフェライトが生成し熱間加工性の低下およびマルテン
サイト変態が困難になる。
必要であり、10％未満では耐食性が劣化し、14％超では
δフェライトが生成し熱間加工性の低下およびマルテン
サイト変態が困難になる。
【００１７】Ｖ:Ｖは強度や靱性の向上に効果がある元
素であり、0.15％超では強度が高くなり過ぎて靱性が低
下する。
素であり、0.15％超では強度が高くなり過ぎて靱性が低
下する。
【００１８】次に、製管条件の限定理由について述べれ
ば、再加熱温度が 950℃未満および式(2) を満足しない
温度では仕上圧延後の組織が圧延方向に延びた組織とな
るため、円周方向の靱性が著しく低下する。一方、再加
熱温度が1150℃超では仕上圧延後の結晶粒が粗大化して
靱性が低下する。
ば、再加熱温度が 950℃未満および式(2) を満足しない
温度では仕上圧延後の組織が圧延方向に延びた組織とな
るため、円周方向の靱性が著しく低下する。一方、再加
熱温度が1150℃超では仕上圧延後の結晶粒が粗大化して
靱性が低下する。
【００１９】なお、式(2) の圧延加工度は、断面減少率
によって決定する。本発明では仕上げ圧延終了後は焼戻
し熱処理だけで所定の特性が得られる。次に、本発明の
作用効果について実施例に基づいてさらに具体的に詳述
する。
によって決定する。本発明では仕上げ圧延終了後は焼戻
し熱処理だけで所定の特性が得られる。次に、本発明の
作用効果について実施例に基づいてさらに具体的に詳述
する。
【００２０】
【実施例】表１に示す鋼組成を有する供試鋼から通常の
溶解、圧延工程を経て、直径150mmのビレットを製造
し、表２に示す条件で加工を行い、再加熱温度と最終仕
上加工度を変化させながら、マルテンサイト系ステンレ
ス鋼継目無管を製造した。
溶解、圧延工程を経て、直径150mmのビレットを製造
し、表２に示す条件で加工を行い、再加熱温度と最終仕
上加工度を変化させながら、マルテンサイト系ステンレ
ス鋼継目無管を製造した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】このようにして製造された各継目無管から
試験片を採取し、下記の試験を行った。 引張試験: 19mm幅弧状 GL50.8mmの引張試験片による0.
2 ％耐力 衝撃試験: 10×５×55mm、２mmＶノッチシャルピー試験
片による遷移温度 硬さ試験: ＨＲＣ 図１に引張試験による0.2 ％耐力およびＨＲＣ硬さの測
定結果を、図２に衝撃試験の測定結果を製管条件別にそ
れぞれまとめて示す。
試験片を採取し、下記の試験を行った。 引張試験: 19mm幅弧状 GL50.8mmの引張試験片による0.
2 ％耐力 衝撃試験: 10×５×55mm、２mmＶノッチシャルピー試験
片による遷移温度 硬さ試験: ＨＲＣ 図１に引張試験による0.2 ％耐力およびＨＲＣ硬さの測
定結果を、図２に衝撃試験の測定結果を製管条件別にそ
れぞれまとめて示す。
【００２４】図中の数字はそれぞれ強度、硬さ、そして
遷移温度であり、強度は80〜95 ksi、硬さは23 HRC以下
を、そして遷移温度は圧延方向が−20℃以下、円周方向
が20℃以下をそれぞれ合格とした。強度・硬さについて
は、本発明例では従来例に比べて高温で焼戻しされてい
るが、点線領域以上の条件で、従来法とほぼ同等の強度
が得られている。
遷移温度であり、強度は80〜95 ksi、硬さは23 HRC以下
を、そして遷移温度は圧延方向が−20℃以下、円周方向
が20℃以下をそれぞれ合格とした。強度・硬さについて
は、本発明例では従来例に比べて高温で焼戻しされてい
るが、点線領域以上の条件で、従来法とほぼ同等の強度
が得られている。
【００２５】さらに、圧延方向の靱性については、強度
・硬さと同様の点線以上の領域で従来法以上の靱性が得
られている。一方、円周方向の靱性については、実線以
上の領域で従来例と同等ないし同等以上の靱性改善が図
れることが判明した。
・硬さと同様の点線以上の領域で従来法以上の靱性が得
られている。一方、円周方向の靱性については、実線以
上の領域で従来例と同等ないし同等以上の靱性改善が図
れることが判明した。
【００２６】次いで、本発明例について耐応力腐食割れ
性の試験を次の要領で行った。Ｃリング試験片を図５に
示すように取付けて、応力を付加し耐応力腐食割れ性を
評価した。応力は、0.2 ％耐力×0.80の応力で、試験条
件は 0.5%CH3COOH＋5%NaCl＋0.1atm H2S、25℃、720Hr
で割れ発生有無判定で行った。
性の試験を次の要領で行った。Ｃリング試験片を図５に
示すように取付けて、応力を付加し耐応力腐食割れ性を
評価した。応力は、0.2 ％耐力×0.80の応力で、試験条
件は 0.5%CH3COOH＋5%NaCl＋0.1atm H2S、25℃、720Hr
で割れ発生有無判定で行った。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、CO2 環
境下はもとより、H2S 環境下でも優れた耐食性を示すマ
ルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の低温靱性異方性
を大幅に向上させることができる。
境下はもとより、H2S 環境下でも優れた耐食性を示すマ
ルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の低温靱性異方性
を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製管条件 (再加熱温度、仕上圧延加工
度) による0.2 ％耐力とＨＲＣ硬さの関係を示すグラフ
である。
度) による0.2 ％耐力とＨＲＣ硬さの関係を示すグラフ
である。
【図２】製管条件と衝撃性質 (圧延方向、円周方向) の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】継目無管製造における従来法 (焼入れ焼戻し)
の熱履歴を示すグラフである。
の熱履歴を示すグラフである。
【図４】本発明の継目無管の製造方法における熱履歴を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】耐応力腐食割れ性試験の要領の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ: 0.15〜0.25％、 Si: 0.10〜1.0 ％、 Mn: 0.10
〜1.0 ％、 Ｐ: 0.03％以下、 Ｓ: 0.01％以下、 Cr: 10〜
14％、 Ｖ: 0.15％以下、 残部がFeおよび不可避的不純物 から成る鋼組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼
の継目無管を製造するに際し、マンドレルミルによる圧
延後の再加熱温度Ｔが 950 ℃≦Ｔ≦1150℃ Ｔ≧1.8 Ｒ＋930 ただし、Ｔ: 再加熱温度 (℃) 、Ｒ: 仕上圧延加工度
(％) 、の領域にくるようにして仕上圧延加工を与え、
次いで室温まで冷却してマルテンサイト組織とした後、
再度焼入れ熱処理をすることなく、焼戻し熱処理のみに
よって必要とする強度を得ることを特徴とする低温靱性
に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25312593A JPH07109522A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | マルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25312593A JPH07109522A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | マルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07109522A true JPH07109522A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17246852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25312593A Withdrawn JPH07109522A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | マルテンサイト系ステンレス鋼継目無管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109522A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348610A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| WO2004007780A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| US7686897B2 (en) | 2002-07-15 | 2010-03-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| CN114959443A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-08-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种耐海水腐蚀高强度钢材、圆钢及其制造方法 |
-
1993
- 1993-10-08 JP JP25312593A patent/JPH07109522A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348610A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
| WO2004007780A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| US7686897B2 (en) | 2002-07-15 | 2010-03-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| CN114959443A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-08-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种耐海水腐蚀高强度钢材、圆钢及其制造方法 |
| CN114959443B (zh) * | 2022-03-17 | 2023-09-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种耐海水腐蚀高强度钢材、圆钢及其制造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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