JPH0860238A - 熱間加工性および耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法 - Google Patents
熱間加工性および耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法Info
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- JPH0860238A JPH0860238A JP19861194A JP19861194A JPH0860238A JP H0860238 A JPH0860238 A JP H0860238A JP 19861194 A JP19861194 A JP 19861194A JP 19861194 A JP19861194 A JP 19861194A JP H0860238 A JPH0860238 A JP H0860238A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熱間加工性、耐硫化物応力割れ性に優れるマル
テンサイト系ステンレス鋼の製造法 【構成】 C:0.1〜0.3%、 Si:0.01 〜1.0%、 Mn:0.1〜1.0
%,P≦0.02%, S≦0.01%、Cr: 11〜14%、 Ni<0.05%, N:0.01
5〜0.1%を含有しあるいはさらに、Ca、 Mg、 REM を１種
以上それぞれ 0.001〜0.3%を含み、A=13C(%)+11.5N(%)-
Cr(%）≧-10.86を満たし残部がFeおよび不純物からなる
鋼を熱間加工して室温まで冷却し、 880〜1050℃の温度
に加熱して室温まで空冷以上の速度で冷却した後、Ａｃ
1 以下の温度で焼戻し処理する。即ち本発明は耐ＳＳＣ
性の改善にはNi≦0.05% 、良熱間加工性の確保にはＡ式
を満たすことを要点とする。 【効果】本発明により、Ni、Moを含有せず低廉な耐サワ
ーマルテンサイトステンレス鋼が得られるという市場ニ
ーズを満たす。
テンサイト系ステンレス鋼の製造法 【構成】 C:0.1〜0.3%、 Si:0.01 〜1.0%、 Mn:0.1〜1.0
%,P≦0.02%, S≦0.01%、Cr: 11〜14%、 Ni<0.05%, N:0.01
5〜0.1%を含有しあるいはさらに、Ca、 Mg、 REM を１種
以上それぞれ 0.001〜0.3%を含み、A=13C(%)+11.5N(%)-
Cr(%）≧-10.86を満たし残部がFeおよび不純物からなる
鋼を熱間加工して室温まで冷却し、 880〜1050℃の温度
に加熱して室温まで空冷以上の速度で冷却した後、Ａｃ
1 以下の温度で焼戻し処理する。即ち本発明は耐ＳＳＣ
性の改善にはNi≦0.05% 、良熱間加工性の確保にはＡ式
を満たすことを要点とする。 【効果】本発明により、Ni、Moを含有せず低廉な耐サワ
ーマルテンサイトステンレス鋼が得られるという市場ニ
ーズを満たす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に油井管として用い
られる場合にきわめて重要な特性となる耐硫化物応力割
れ（SSC:Sulfide Stress Cracking ）性を有し熱間加工
性に優れるマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法に関
する。
られる場合にきわめて重要な特性となる耐硫化物応力割
れ（SSC:Sulfide Stress Cracking ）性を有し熱間加工
性に優れるマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌＳｌ type４２０鋼に代表されるマ
ルテンサイト系ステンレス鋼はＣＯ2環境における耐食
性が優れるためＣＯ2 含有油ガス井開発用の油井管に用
いられている。しかし、Ｈ2 Ｓが存在する環境ではＳＳ
Ｃに対する感受性が高いため、その適用はＣＯ2 環境に
限定され分圧で０．００１atm 以上のＨ2 Ｓを含有する
油ガス井に対する適用は避けられてきた。このようなＨ
2 Ｓ含有環境に対してはより耐ＳＳＣ性に優れた２相ス
テンレス高が適用されてきた。しかしながら、２相ステ
ンレス鋼は高価であるため、ＣＯ2 耐食性を維持しなが
ら、さらにできるだけ廉価で且つ耐ＳＳＣ性の高い材料
へのニーズが高まってきている。
ルテンサイト系ステンレス鋼はＣＯ2環境における耐食
性が優れるためＣＯ2 含有油ガス井開発用の油井管に用
いられている。しかし、Ｈ2 Ｓが存在する環境ではＳＳ
Ｃに対する感受性が高いため、その適用はＣＯ2 環境に
限定され分圧で０．００１atm 以上のＨ2 Ｓを含有する
油ガス井に対する適用は避けられてきた。このようなＨ
2 Ｓ含有環境に対してはより耐ＳＳＣ性に優れた２相ス
テンレス高が適用されてきた。しかしながら、２相ステ
ンレス鋼は高価であるため、ＣＯ2 耐食性を維持しなが
ら、さらにできるだけ廉価で且つ耐ＳＳＣ性の高い材料
へのニーズが高まってきている。
【０００３】従来、このニーズに対応すべくＡｌＳｌ４
２０鋼を改良した鋼がいくつか提案されてきた。例え
ば、特公昭６１−３３９１号公報においては、ＡｌＳｌ
４２０系の鋼に０．０５〜０．５ｗｔ．％のＮｉを添加
して耐ＣＯ2 腐食特性ならびに耐ＳＳＣ性を向上させる
こと、さらにはオーステナイト相（以下γ相という）を
安定化して熱間加工性を向上させることを狙っている。
一方、特開昭６０−１１６７１９号公報においては耐Ｓ
ＳＣ性を向上させるためにＮｉ≦０．１ｗｔ．％と制限
し、さらにオーステナイト化域への急速加熱による組織
微細化の必要性を述べている。
２０鋼を改良した鋼がいくつか提案されてきた。例え
ば、特公昭６１−３３９１号公報においては、ＡｌＳｌ
４２０系の鋼に０．０５〜０．５ｗｔ．％のＮｉを添加
して耐ＣＯ2 腐食特性ならびに耐ＳＳＣ性を向上させる
こと、さらにはオーステナイト相（以下γ相という）を
安定化して熱間加工性を向上させることを狙っている。
一方、特開昭６０−１１６７１９号公報においては耐Ｓ
ＳＣ性を向上させるためにＮｉ≦０．１ｗｔ．％と制限
し、さらにオーステナイト化域への急速加熱による組織
微細化の必要性を述べている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、Ｈ2 Ｓを含む環境においてはＮｉ含有量が高いほど
“毛割れ”あるいは“ｆｉｓｓｕｒｅｓ”と呼ばれる微
小割れが発生しやすくなることが明らかとなっており、
特公昭６１−３３９１号公報が示すＮｉ添加により耐Ｓ
ＳＣ性が向上するような環境は、ほとんどＨ2 Ｓ分圧が
０に近いような条件にのみ限定されるという問題があっ
た。また、Ｎｉ量を低下させるとなると熱間圧延温度域
でγ相安定化能が低下しδ−フェライト相（以下、δ相
という。）が生成しやすくなるが、その影響については
これまでのところ明らかにはされていない。
は、Ｈ2 Ｓを含む環境においてはＮｉ含有量が高いほど
“毛割れ”あるいは“ｆｉｓｓｕｒｅｓ”と呼ばれる微
小割れが発生しやすくなることが明らかとなっており、
特公昭６１−３３９１号公報が示すＮｉ添加により耐Ｓ
ＳＣ性が向上するような環境は、ほとんどＨ2 Ｓ分圧が
０に近いような条件にのみ限定されるという問題があっ
た。また、Ｎｉ量を低下させるとなると熱間圧延温度域
でγ相安定化能が低下しδ−フェライト相（以下、δ相
という。）が生成しやすくなるが、その影響については
これまでのところ明らかにはされていない。
【０００５】さらに、特開昭６０−１１６７１９号公報
ではＮｉ量の制限によりピッティング性（この場合のピ
ッティング：毛割れと表現されるものに近いと思われ
る。）が向上すると述べられているが、実施例等による
とその効果はＮｉ≧０．０５においてのみ確認されてお
り、Ｎｉ＜０．０５％の範囲における効果については明
らかではない。また、ここではオーステナイト域への急
速加熱処理が必須となっているが、誘導加熱装置などの
大規模の設備が必要となるという問題があった。本発明
は、上記の問題点を解決しようとするものであり、油井
管として用いられる際に問題となるＳＳＣに対する抵抗
性に優れ且つ熱間加工性が良好な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。
ではＮｉ量の制限によりピッティング性（この場合のピ
ッティング：毛割れと表現されるものに近いと思われ
る。）が向上すると述べられているが、実施例等による
とその効果はＮｉ≧０．０５においてのみ確認されてお
り、Ｎｉ＜０．０５％の範囲における効果については明
らかではない。また、ここではオーステナイト域への急
速加熱処理が必須となっているが、誘導加熱装置などの
大規模の設備が必要となるという問題があった。本発明
は、上記の問題点を解決しようとするものであり、油井
管として用いられる際に問題となるＳＳＣに対する抵抗
性に優れ且つ熱間加工性が良好な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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成すべく研究開発を行った結果、type４２０鋼に
おいて耐ＳＳＣ特性を改善するにはサワー環境で微小割
れの発生を抑えれば良いことを知見した。特に、この微
小割れ発生の抑制にはＮｉ量の制限が有効であることが
わかった。
的を達成すべく研究開発を行った結果、type４２０鋼に
おいて耐ＳＳＣ特性を改善するにはサワー環境で微小割
れの発生を抑えれば良いことを知見した。特に、この微
小割れ発生の抑制にはＮｉ量の制限が有効であることが
わかった。
【０００７】図１に耐ＳＳＣ性におよぼすＮｉ量の影響
を示す。このときの耐ＳＳＣ性は丸棒引張試験片を２５
℃の５％ＮａＣｌ溶液中に１気圧の１０％Ｈ2 Ｓ＋９０
％Ｎ2 ガスを飽和した腐食環境中で単軸引張応力を加
え、７２０時間で破壊が生じない最大初期応力（σth）
と降伏応力（ＹＳ）の比（Ｒｓ値＝σth／ＹＳ）により
評価した。Ｒｓ≧０．８であれば優れた特性であるとい
える。図より、Ｎｉ量が０．０５％未満であれば耐ＳＳ
Ｃ性は良好であることがわかる。破断した材料の多くは
微小割れ起因であり、このことから微小割れの発生頻度
はＮｉ量が０．０５％以下になると低下することが明ら
かとなった。さらに、Ｎｉ＜０．０５％とすることによ
りオーステナイト域への急速加熱を実施することなく耐
ＳＳＣ性を向上させることが可能となることがわかっ
た。
を示す。このときの耐ＳＳＣ性は丸棒引張試験片を２５
℃の５％ＮａＣｌ溶液中に１気圧の１０％Ｈ2 Ｓ＋９０
％Ｎ2 ガスを飽和した腐食環境中で単軸引張応力を加
え、７２０時間で破壊が生じない最大初期応力（σth）
と降伏応力（ＹＳ）の比（Ｒｓ値＝σth／ＹＳ）により
評価した。Ｒｓ≧０．８であれば優れた特性であるとい
える。図より、Ｎｉ量が０．０５％未満であれば耐ＳＳ
Ｃ性は良好であることがわかる。破断した材料の多くは
微小割れ起因であり、このことから微小割れの発生頻度
はＮｉ量が０．０５％以下になると低下することが明ら
かとなった。さらに、Ｎｉ＜０．０５％とすることによ
りオーステナイト域への急速加熱を実施することなく耐
ＳＳＣ性を向上させることが可能となることがわかっ
た。
【０００８】また、十分な熱間加工性を確保し継目無鋼
管圧延のように過酷な熱間圧延工程においても割れやき
ずなどの欠陥が発生することなく製造可能とするために
は、熱間加工時の組織がδ相を含まずγ単相である必要
があることを知見した。
管圧延のように過酷な熱間圧延工程においても割れやき
ずなどの欠陥が発生することなく製造可能とするために
は、熱間加工時の組織がδ相を含まずγ単相である必要
があることを知見した。
【０００９】ＡｌＳｌ４２０型の鋼組成において、相生
成におよぼす添加元素として影響力の強いものとして
は、Ｃ、Ｎ、Ｃｒ、Ｎｉがある。これらのうち、耐ＳＳ
Ｃ性の観点からＮｉ添加量を抑える必要があるので、Ｎ
ｉ ｆｒｅｅの成分系でＣ、Ｎ、Ｃｒの添加量を変化さ
せた材料を用いて状態図を作成し、熱間加工温度域にお
ける相を調べたところ、図２のように整理された。図２
より、熱間加工温度域にてδ相の生成をおさえγ単相と
するには、（１３×Ｃwt％）＋（１１．５×Ｎwt％）−
Ｃｒwt％≧−１０．８６を満足する必要があることが明
らかである。したがって、本マルテンサイト系ステンレ
ス鋼において、継目無鋼管用素材を選択するさいには上
式を満足する成分系とする必要がある。
成におよぼす添加元素として影響力の強いものとして
は、Ｃ、Ｎ、Ｃｒ、Ｎｉがある。これらのうち、耐ＳＳ
Ｃ性の観点からＮｉ添加量を抑える必要があるので、Ｎ
ｉ ｆｒｅｅの成分系でＣ、Ｎ、Ｃｒの添加量を変化さ
せた材料を用いて状態図を作成し、熱間加工温度域にお
ける相を調べたところ、図２のように整理された。図２
より、熱間加工温度域にてδ相の生成をおさえγ単相と
するには、（１３×Ｃwt％）＋（１１．５×Ｎwt％）−
Ｃｒwt％≧−１０．８６を満足する必要があることが明
らかである。したがって、本マルテンサイト系ステンレ
ス鋼において、継目無鋼管用素材を選択するさいには上
式を満足する成分系とする必要がある。
【００１０】本発明はこれらの知見に基づくものであ
り、その要旨は以下に示す通りである。すなわち重量％
として、Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．０
１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、 Ｐ ≦
０．０２％、Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１
１〜１４％、Ｎｉ＜０．０５％、 Ｎ ：
０．０１５〜０．１％を含み、さらに必要に応じてＣ
ａ、Ｍｇ、ＲＥＭの１種もしくは２種以上を、それぞれ
０．００１〜０．３％含有し、かつ、 １３・Ｃ％＋１１．５・Ｎ％−Ｃｒ％≧−１０．８６ を満足し残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を熱
間加工して室温まで冷却し、８８０〜１０５０℃に加熱
して室温まで空冷以上の速度で冷却した後、Ａｃ1 以下
の温度で焼戻し処理することを特徴をする熱間加工性お
よび耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステ
ンレス鋼の製造法である。
り、その要旨は以下に示す通りである。すなわち重量％
として、Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．０
１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜１．０％、 Ｐ ≦
０．０２％、Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１
１〜１４％、Ｎｉ＜０．０５％、 Ｎ ：
０．０１５〜０．１％を含み、さらに必要に応じてＣ
ａ、Ｍｇ、ＲＥＭの１種もしくは２種以上を、それぞれ
０．００１〜０．３％含有し、かつ、 １３・Ｃ％＋１１．５・Ｎ％−Ｃｒ％≧−１０．８６ を満足し残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を熱
間加工して室温まで冷却し、８８０〜１０５０℃に加熱
して室温まで空冷以上の速度で冷却した後、Ａｃ1 以下
の温度で焼戻し処理することを特徴をする熱間加工性お
よび耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステ
ンレス鋼の製造法である。
【００１１】以下、本発明について詳細に説明する。先
ず、成分限定理由について述べる。 Ｃ：Ｃは強力なオーステナイト安定化元素であり、０．
１ｗｔ．％未満となれば熱間加工時にδ相が析出し表面
疵が発生しやすくなる。一方、０．３ｗｔ．％を超える
と、熱処理時にＣｒ炭化物が多量に析出し耐食性に有効
な固溶Ｃｒ量が低下する。この観点から、０．１〜０．
３ｗｔ．％とした。
ず、成分限定理由について述べる。 Ｃ：Ｃは強力なオーステナイト安定化元素であり、０．
１ｗｔ．％未満となれば熱間加工時にδ相が析出し表面
疵が発生しやすくなる。一方、０．３ｗｔ．％を超える
と、熱処理時にＣｒ炭化物が多量に析出し耐食性に有効
な固溶Ｃｒ量が低下する。この観点から、０．１〜０．
３ｗｔ．％とした。
【００１２】Ｓｉ：Ｓｉは製鋼時の脱酸剤が残存したも
のであり、０．０１％以下の添加ではその効果は不十分
であるためこれを下限とした。また、強力なフェライト
安定化元素であり、１％を超えて添加すると熱間加工性
に有害なδ相を生成するためにその上限を１％とした。 Ｍｎ：ＭｎはＳｉ同様製鋼用の脱酸剤が残存したもので
あると共に熱間加工性に悪影響をもたらすＳを固定する
効果があり、０．１％以上の添加が必要である。一方、
１．０％を超えて添加すると耐ＳＳＣ性に有害である。
したがって、０．１〜１．０％を最適範囲とした。
のであり、０．０１％以下の添加ではその効果は不十分
であるためこれを下限とした。また、強力なフェライト
安定化元素であり、１％を超えて添加すると熱間加工性
に有害なδ相を生成するためにその上限を１％とした。 Ｍｎ：ＭｎはＳｉ同様製鋼用の脱酸剤が残存したもので
あると共に熱間加工性に悪影響をもたらすＳを固定する
効果があり、０．１％以上の添加が必要である。一方、
１．０％を超えて添加すると耐ＳＳＣ性に有害である。
したがって、０．１〜１．０％を最適範囲とした。
【００１３】Ｐ：Ｐはあえて添加する元素ではなく、熱
間加工性に悪影響をもたらすうえ耐ＳＳＣ性にも悪影響
を及ぼすため可及的に低レベルが望ましい。ただし、
０．０２％以下の含有は実用上問題ないレベルであるこ
とからその上限を０．０２％とした。 Ｓ：Ｓはあえて添加する元素ではなく、熱間加工性およ
び耐食性に悪影響をもたらすため可及的に低レベルが望
ましい。しかしながら、０．０１％以下ではこの影響は
無視し得るほど小さいので実用的には上限を０．０１％
を上限とすることにする。
間加工性に悪影響をもたらすうえ耐ＳＳＣ性にも悪影響
を及ぼすため可及的に低レベルが望ましい。ただし、
０．０２％以下の含有は実用上問題ないレベルであるこ
とからその上限を０．０２％とした。 Ｓ：Ｓはあえて添加する元素ではなく、熱間加工性およ
び耐食性に悪影響をもたらすため可及的に低レベルが望
ましい。しかしながら、０．０１％以下ではこの影響は
無視し得るほど小さいので実用的には上限を０．０１％
を上限とすることにする。
【００１４】Ｃｒ：Ｃｒは耐食性に必須の元素である
が、１１％以下の添加ではその効果は小さい。また、強
力なフェライト安定化元素であり、１４％を超えて添加
するとδ相が生成し熱間加工性を低下させる。この観点
から、１１〜１４％を適正範囲とした。 Ｎｉ：Ｎｉは本鋼においてはあえて添加する元素ではな
い。０．０５％以上含有すると、先に述べたようにサワ
ー環境において微小な割れを形成しやすくなり、耐ＳＳ
Ｃ性が低下する。したがって、その含有量を０．０５％
未満とした。
が、１１％以下の添加ではその効果は小さい。また、強
力なフェライト安定化元素であり、１４％を超えて添加
するとδ相が生成し熱間加工性を低下させる。この観点
から、１１〜１４％を適正範囲とした。 Ｎｉ：Ｎｉは本鋼においてはあえて添加する元素ではな
い。０．０５％以上含有すると、先に述べたようにサワ
ー環境において微小な割れを形成しやすくなり、耐ＳＳ
Ｃ性が低下する。したがって、その含有量を０．０５％
未満とした。
【００１５】Ｎ：Ｎは熱間加工時にδ相の生成を抑制し
熱間加工時による疵の発生を軽減すると共にＣＯ2 環境
での全面腐食の抑制に有効な元素である。その効果は
０．０１５％未満の添加では十分ではない。また、０．
１％を超えて含有されると内部気泡などの鋳造欠陥を生
じやすくなり、熱間加工性を著しく低下させることがあ
る。したがって、Ｎの適正添加範囲は０．０１５〜０．
１％とした。
熱間加工時による疵の発生を軽減すると共にＣＯ2 環境
での全面腐食の抑制に有効な元素である。その効果は
０．０１５％未満の添加では十分ではない。また、０．
１％を超えて含有されると内部気泡などの鋳造欠陥を生
じやすくなり、熱間加工性を著しく低下させることがあ
る。したがって、Ｎの適正添加範囲は０．０１５〜０．
１％とした。
【００１６】以上に述べた成分条件を満足し、かつ１３
・Ｃ（％）＋１１．５・Ｎ（％）−Ｃｒ（％）≧−１
０．８６（各元素は含有重量％）を満足する鋼は十分な
熱間加工性を有するが、さらに優れた加工性を有する必
要がある場合には、これにＣａ、Ｍｇ、ＲＥＭを１種も
しくは２種以上添加すればよい。Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭは
いずれもＳによる熱間加工性低下を抑制するものであ
り、それぞれ０．００１％未満ではその効果は発揮され
ず０．３％を超えて添加しても効果は飽和するため、そ
れぞれ０．００１〜０．３％を適正添加範囲とした。ま
た、Ｃ、Ｎ、Ｃｒの含有条件は、前述したが、図２より
明らかなように、熱間加工温度域にδ相の生成を抑えγ
単相とするには１３・Ｃ％＋１１．５・Ｎ％−Ｃｒ％≧
−１０．８６を満足する必要がある。
・Ｃ（％）＋１１．５・Ｎ（％）−Ｃｒ（％）≧−１
０．８６（各元素は含有重量％）を満足する鋼は十分な
熱間加工性を有するが、さらに優れた加工性を有する必
要がある場合には、これにＣａ、Ｍｇ、ＲＥＭを１種も
しくは２種以上添加すればよい。Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭは
いずれもＳによる熱間加工性低下を抑制するものであ
り、それぞれ０．００１％未満ではその効果は発揮され
ず０．３％を超えて添加しても効果は飽和するため、そ
れぞれ０．００１〜０．３％を適正添加範囲とした。ま
た、Ｃ、Ｎ、Ｃｒの含有条件は、前述したが、図２より
明らかなように、熱間加工温度域にδ相の生成を抑えγ
単相とするには１３・Ｃ％＋１１．５・Ｎ％−Ｃｒ％≧
−１０．８６を満足する必要がある。
【００１７】次に、熱処理条件の限定理由について述べ
る。まず、上記の鋼を溶製しこれに継目無鋼管圧延など
の熱間加工を施した後に、焼準処理を施す。この時の加
熱温度は、Ｃｒ含有ステンレス鋼のオーステナイト相安
定温度域において、炭化物が完全に固溶せず結晶粒の粗
大化が生じない温度を上限とし、また炭化物が凝集し粗
大化しない温度を下限とした。すなわち、１０５０℃以
上の温度に加熱すると炭化物が完全に固溶するために、
冷却時にＣｒ炭化物などが粒界に多量に析出し、耐食性
および耐ＳＳＣ性が著しく劣化する。また、８８０℃以
下の低い温度に加熱した場合には、粗大なＣｒ炭化物が
結晶粒内に大量に残存するために腐食速度が増加する。
したがって、焼準処理の加熱温度は８８０〜１０５０℃
とした。この加熱後の冷却温度が空冷速度未満であると
粒界に炭化物が板状に析出し、耐ＳＳＣ特性および靭性
が著しく低下することから、空冷以上の冷却速度に限定
した。
る。まず、上記の鋼を溶製しこれに継目無鋼管圧延など
の熱間加工を施した後に、焼準処理を施す。この時の加
熱温度は、Ｃｒ含有ステンレス鋼のオーステナイト相安
定温度域において、炭化物が完全に固溶せず結晶粒の粗
大化が生じない温度を上限とし、また炭化物が凝集し粗
大化しない温度を下限とした。すなわち、１０５０℃以
上の温度に加熱すると炭化物が完全に固溶するために、
冷却時にＣｒ炭化物などが粒界に多量に析出し、耐食性
および耐ＳＳＣ性が著しく劣化する。また、８８０℃以
下の低い温度に加熱した場合には、粗大なＣｒ炭化物が
結晶粒内に大量に残存するために腐食速度が増加する。
したがって、焼準処理の加熱温度は８８０〜１０５０℃
とした。この加熱後の冷却温度が空冷速度未満であると
粒界に炭化物が板状に析出し、耐ＳＳＣ特性および靭性
が著しく低下することから、空冷以上の冷却速度に限定
した。
【００１８】こうして室温まで冷却するとマルテンサイ
ト変態が生じて、マルテンサイト単相組織となる。この
マルテンサイト組織中の残留応力を回復により消滅さ
せ、過飽和炭素原子を炭化物として析出させることによ
って、靭性・延性を高め、所望の強度を得るために焼戻
し処理を施す。このとき、Ａｃ1 変態点を超えた温度に
加熱するとマルテンサイトからオーステナイトへの逆変
態が生じて耐ＳＳＣ特性が著しく低下するために、焼戻
し処理はＡｃ1 変態点以下の温度にて行う。以上のよう
な本発明法により製造したマルテンサイト系ステンレス
鋼は良好な熱間加工性および従来鋼よりも優れた耐ＳＳ
Ｃ性を有する。
ト変態が生じて、マルテンサイト単相組織となる。この
マルテンサイト組織中の残留応力を回復により消滅さ
せ、過飽和炭素原子を炭化物として析出させることによ
って、靭性・延性を高め、所望の強度を得るために焼戻
し処理を施す。このとき、Ａｃ1 変態点を超えた温度に
加熱するとマルテンサイトからオーステナイトへの逆変
態が生じて耐ＳＳＣ特性が著しく低下するために、焼戻
し処理はＡｃ1 変態点以下の温度にて行う。以上のよう
な本発明法により製造したマルテンサイト系ステンレス
鋼は良好な熱間加工性および従来鋼よりも優れた耐ＳＳ
Ｃ性を有する。
【００１９】
【実施例】本発明を実施例に基づいてさらに説明する。
表１に示す科学成分（ｗｔ．％）の鋼を通常の溶製工程
にて鋳造した後、熱間圧延により鋼管を製造し、加熱処
理と焼戻し処理を施したものを用いて、強度、耐ＣＯ2
腐食特性、耐ＳＳＣ特性を調査した。熱間加工時の表面
割れの発生の有無ならびに熱処理条件と材質特性を表２
に示す。
表１に示す科学成分（ｗｔ．％）の鋼を通常の溶製工程
にて鋳造した後、熱間圧延により鋼管を製造し、加熱処
理と焼戻し処理を施したものを用いて、強度、耐ＣＯ2
腐食特性、耐ＳＳＣ特性を調査した。熱間加工時の表面
割れの発生の有無ならびに熱処理条件と材質特性を表２
に示す。
【００２０】耐ＣＯ2 腐食性は４０気圧のＣＯ2 と平衡
した１２０℃の人口海水中での腐食速度で評価した。腐
食速度が０．１mm／ｙ以下であれば耐食性を有すると評
価できる。耐ＳＳＣ性は丸棒引張試験片を２５℃の５％
ＮａＣｌ溶液中に１気圧の１０％Ｈ2 Ｓ＋９０％Ｎ2 ガ
スを飽和した腐食環境中で単軸引張応力を加え、７２０
時間で破壊が生じない最大初期応力（σth）と降伏応力
（ＹＳ）の比（Ｒｓ値＝σth／ＹＳ）を求めた。Ｒｓ≧
０．８であれば優れた特性であるといえる。
した１２０℃の人口海水中での腐食速度で評価した。腐
食速度が０．１mm／ｙ以下であれば耐食性を有すると評
価できる。耐ＳＳＣ性は丸棒引張試験片を２５℃の５％
ＮａＣｌ溶液中に１気圧の１０％Ｈ2 Ｓ＋９０％Ｎ2 ガ
スを飽和した腐食環境中で単軸引張応力を加え、７２０
時間で破壊が生じない最大初期応力（σth）と降伏応力
（ＹＳ）の比（Ｒｓ値＝σth／ＹＳ）を求めた。Ｒｓ≧
０．８であれば優れた特性であるといえる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表２の結果より、本発明法により製造され
た鋼においては熱間加工時に割れは発生せず、良好な耐
ＣＯ2 腐食性、耐ＳＳＣ性を示すのに対し、本発明の範
囲からはずれた比較例ではいずれかの特性が劣っている
ことが明らかである。
た鋼においては熱間加工時に割れは発生せず、良好な耐
ＣＯ2 腐食性、耐ＳＳＣ性を示すのに対し、本発明の範
囲からはずれた比較例ではいずれかの特性が劣っている
ことが明らかである。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によって耐ＳＳＣ
性が従来のＡｌＳｌ４２０タイプの鋼よりも優れてお
り、良好な熱間加工性を有するマルテンサイト系ステン
レス鋼を得ることができる。
性が従来のＡｌＳｌ４２０タイプの鋼よりも優れてお
り、良好な熱間加工性を有するマルテンサイト系ステン
レス鋼を得ることができる。
【図１】耐ＳＳＣ特性におよぼすＮｉ含有量の影響を示
す。
す。
【図２】熱間加工温度域（９００〜１２５０℃）におけ
る相におよぼすＣ、Ｎ、Ｃｒ量の影響を示す。
る相におよぼすＣ、Ｎ、Ｃｒ量の影響を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ｍｎ：０．１〜１．０％、 Ｐ ≦０．０２％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１１〜１４％、 Ｎｉ＜０．０５％、 Ｎ ：０．０１５〜０．１％ を含み、かつ、 １３・Ｃ％＋１１．５・Ｎ％−Ｃｒ％≧−１０．８６ を満足し残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を熱
間加工して室温まで冷却し、８８０〜１０５０℃に加熱
して室温まで空冷以上の速度で冷却した後、Ａｃ1 以下
の温度で焼戻し処理することを特徴とする熱間加工性お
よび耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステ
ンレス鋼の製造法。 - 【請求項２】 重量％で Ｃ ：０．１〜０．３％、 Ｓｉ：０．０１〜１．０％、 Ｍｎ：０．１〜１．０％、 Ｐ ≦０．０２％、 Ｓ ≦０．０１％、 Ｃｒ：１１〜１４％、 Ｎｉ＜０．０５％、 Ｎ ：０．０１５〜０．１％ を含み、さらにＣａ、Ｍｇ、ＲＥＭの１種もしくは２種
以上を、それぞれ０．００１〜０．３％を含有し、か
つ、 １３・Ｃ％＋１１．５・Ｎ％−Ｃｒ％≧−１０．８６ を満足し残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を熱
間加工して室温まで冷却し、８８０〜１０５０℃に加熱
して室温まで空冷以上の速度で冷却した後、Ａｃ1 以下
の温度で焼戻し処理することを特徴とする熱間加工性お
よび耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステ
ンレス鋼の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19861194A JPH0860238A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 熱間加工性および耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19861194A JPH0860238A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 熱間加工性および耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0860238A true JPH0860238A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16394075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19861194A Pending JPH0860238A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 熱間加工性および耐硫化物応力割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0860238A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000313942A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-14 | Nippon Steel Corp | 表面品質に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管 |
| JP2000313941A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-14 | Nippon Steel Corp | 表面品質に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管 |
| EP1052304A1 (de) * | 1999-05-10 | 2000-11-15 | Böhler Edelstahl GmbH & Co KG | Martensitischer korrosionsbeständiger Chromstahl |
| WO2008033084A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Steel alloy, a holder or a holder detail for a plastic moulding tool, a tough hardened blank for a holder or holder detail, a process for producing a steel alloy |
| CN102373377A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种抗高温氧化、高耐蚀性的马氏体不锈钢 |
| CN102605258A (zh) * | 2011-01-25 | 2012-07-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种马氏体不锈钢及其制造方法 |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP19861194A patent/JPH0860238A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000313942A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-14 | Nippon Steel Corp | 表面品質に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管 |
| JP2000313941A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-14 | Nippon Steel Corp | 表面品質に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管 |
| EP1052304A1 (de) * | 1999-05-10 | 2000-11-15 | Böhler Edelstahl GmbH & Co KG | Martensitischer korrosionsbeständiger Chromstahl |
| WO2008033084A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Uddeholm Tooling Aktiebolag | Steel alloy, a holder or a holder detail for a plastic moulding tool, a tough hardened blank for a holder or holder detail, a process for producing a steel alloy |
| CN102373377A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种抗高温氧化、高耐蚀性的马氏体不锈钢 |
| CN102605258A (zh) * | 2011-01-25 | 2012-07-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种马氏体不锈钢及其制造方法 |
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