JPS6070164A - 耐硫化物応力腐食割れ性の優れた高強度鋼 - Google Patents
耐硫化物応力腐食割れ性の優れた高強度鋼Info
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- JPS6070164A JPS6070164A JP17770083A JP17770083A JPS6070164A JP S6070164 A JPS6070164 A JP S6070164A JP 17770083 A JP17770083 A JP 17770083A JP 17770083 A JP17770083 A JP 17770083A JP S6070164 A JPS6070164 A JP S6070164A
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- stress corrosion
- corrosion cracking
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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】
この発明は、油井或いはガス井用鋼管材として使用する
のに好適な、特に、いわゆるサワー油井やサワーガス井
に適用して優れた効果を発揮するところの、硫化物応力
腐食割れ（以下、５ＳＣＣと略称する）に対して高い抵
抗性を有する高強度鋼に関するものである。
のに好適な、特に、いわゆるサワー油井やサワーガス井
に適用して優れた効果を発揮するところの、硫化物応力
腐食割れ（以下、５ＳＣＣと略称する）に対して高い抵
抗性を有する高強度鋼に関するものである。
５ＳＯＯは、前記サワー油井やサワーガス井等の硫化水
素を含む湿潤な環境下で使用される鋼材に応力が作用し
て生ずる現象であり、一般に、材料強度が高くなるほど
耐５ｓｃａ性の劣化することが知られていて、高強度材
では極く小さ彦応力が作用しても割れを生ずることが確
認されている。
素を含む湿潤な環境下で使用される鋼材に応力が作用し
て生ずる現象であり、一般に、材料強度が高くなるほど
耐５ｓｃａ性の劣化することが知られていて、高強度材
では極く小さ彦応力が作用しても割れを生ずることが確
認されている。
従来、上述のよう々サワー環境で使用する油井管等には
、Ａｌ６１１規格の４１３０鋼を焼入れ・焼もどしした
ものや、この組成を基本としてＭｏ’（Ｈ３− ０．５係（以下、成分組成割合を表わす係は重量％とす
る）まで増量したり、Ｔｉ−Ｂ処理を行ったりして耐５
ｓａａ性や強度の向上を図った鋼が使用されていた。
、Ａｌ６１１規格の４１３０鋼を焼入れ・焼もどしした
ものや、この組成を基本としてＭｏ’（Ｈ３− ０．５係（以下、成分組成割合を表わす係は重量％とす
る）まで増量したり、Ｔｉ−Ｂ処理を行ったりして耐５
ｓａａ性や強度の向上を図った鋼が使用されていた。
しかしながら、鋼の耐５ＳＣＣ特性は、前述のように材
料強度が高くなるほど劣化する傾向にあることから、前
記鋼材であっても、サワー環境では降伏強さが６３にげ
／−級（Ｑ Ｑ ｋｓｉ級）のものにまでしか適用する
ことができなかったのである。
料強度が高くなるほど劣化する傾向にあることから、前
記鋼材であっても、サワー環境では降伏強さが６３にげ
／−級（Ｑ Ｑ ｋｓｉ級）のものにまでしか適用する
ことができなかったのである。
つまり、サワー環境においても十分に使用することが可
能で、かつ降伏強さが７０にメンー級（１００ｋｓｉ級
）、或いは７７Ｋｆ／−級（１１０ｋｓｉ級）という高
強度を備えた油井管を得るためには、耐食性の更なる改
善が要求されていたのである。
能で、かつ降伏強さが７０にメンー級（１００ｋｓｉ級
）、或いは７７Ｋｆ／−級（１１０ｋｓｉ級）という高
強度を備えた油井管を得るためには、耐食性の更なる改
善が要求されていたのである。
一方、近年のエネルギー事情は、地層深層部の油田やガ
ス田にまで開発の手を伸ばすことを要求するようになっ
てきており、油井やガス井の深さ増大に伴なう土圧の上
昇や、増加する自重に十分耐えるだけの高強度化が強く
叫ばれているという現状もあった。
ス田にまで開発の手を伸ばすことを要求するようになっ
てきており、油井やガス井の深さ増大に伴なう土圧の上
昇や、増加する自重に十分耐えるだけの高強度化が強く
叫ばれているという現状もあった。
４一
本発明者等は、上述のような観点から、降伏強さ： ７
０Ｋｙｆ／−以上の高強度を示し、かつ十分に優れた耐
５ｓａａ性をも備えた鋼材を実現すべく、試行錯誤を繰
り返しながら研究を重ねた結果、通常使用されている油
井管用鋼のＭｏ含有量を高めるとともに、特にＭ含有量
を、通常の脱酸のための添加量である０、０１〜０．１
０％よりもかなり多量にまで増加すると、鋼材の耐５Ｓ
ＯＯ特性が大幅に改善される、 との思いもかけない知見を得るに至ったのである。
０Ｋｙｆ／−以上の高強度を示し、かつ十分に優れた耐
５ｓａａ性をも備えた鋼材を実現すべく、試行錯誤を繰
り返しながら研究を重ねた結果、通常使用されている油
井管用鋼のＭｏ含有量を高めるとともに、特にＭ含有量
を、通常の脱酸のための添加量である０、０１〜０．１
０％よりもかなり多量にまで増加すると、鋼材の耐５Ｓ
ＯＯ特性が大幅に改善される、 との思いもかけない知見を得るに至ったのである。
このように、多量のＭｆ金含有しめることで鋼の耐５Ｓ
ＣＣ特性が改善される理由は未だ十分に解明できていな
いが、恐らくは、鋼中に特定量以上のＭｉ金含有せるこ
とで、 ■ サワー環境中にて、鋼表面に硫化鉄・アルミニウム
の被覆が形成されて腐食の進展が妨げられる、 ■ 鋼の腐食電位が上昇し、５ＳＣＣによる亀裂の進展
が起こらない、 という現象が生じて耐５ｓａａ性が向上するもの５− と考えられる。
ＣＣ特性が改善される理由は未だ十分に解明できていな
いが、恐らくは、鋼中に特定量以上のＭｉ金含有せるこ
とで、 ■ サワー環境中にて、鋼表面に硫化鉄・アルミニウム
の被覆が形成されて腐食の進展が妨げられる、 ■ 鋼の腐食電位が上昇し、５ＳＣＣによる亀裂の進展
が起こらない、 という現象が生じて耐５ｓａａ性が向上するもの５− と考えられる。
そして、本発明者等は更に、このような高Ｍ・高ＭＯ鋼
にＴｉ−Ｂ処理を施すと鋼の焼入れ性が向上するととも
に組織の細粒化がなされて強度並びに耐５ＳＣＣ性の一
層の改善を見る上、特定量のＮｂの添加によって組織の
細粒化がより促進され、耐５ｓａｃ性や機械的性質が一
段と改善されることをも見出したのである。
にＴｉ−Ｂ処理を施すと鋼の焼入れ性が向上するととも
に組織の細粒化がなされて強度並びに耐５ＳＣＣ性の一
層の改善を見る上、特定量のＮｂの添加によって組織の
細粒化がより促進され、耐５ｓａｃ性や機械的性質が一
段と改善されることをも見出したのである。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
鋼を、 Ｃ！：０．１０〜０．４０係、Ｓｉ：０．０５〜０．５
０係。
鋼を、 Ｃ！：０．１０〜０．４０係、Ｓｉ：０．０５〜０．５
０係。
Ｍｎ： ０．３０〜１．００％、 Ｏｒ： ０．３〜１
．２％。
．２％。
Ｍｏ：０．１５〜０．７０係、Ｍ：０．５〜２．０係。
を含有するか、或いは更に、
Ｔｉ：ｏ、ｏｏｓ〜０．０３０係。
Ｂ： ０．０００５〜０．００３０％。
の双方を、又はこれらに加えて、
Ｎｂ：０．００５〜０．０５０係。
をも含有し、
Ｆｅ及び不可避的不純物：残り、
６−
から成る成分組成に構成することにより、優れた耐５Ｓ
ＣＣ性と高強度とを兼備せしめた点に特徴を有するもの
である。
ＣＣ性と高強度とを兼備せしめた点に特徴を有するもの
である。
なお、本発明の鋼は、通常の方法によって溶製し、常法
通りの焼入れ・焼もどし処理を施して使用するのが良く
、特にサワー環境で使用される構造部材、例えば油井管
やラインパイプ、更には油井・ガス井の周囲に使用され
る装置用部材に適用して優れた効果を発揮するものであ
る。
通りの焼入れ・焼もどし処理を施して使用するのが良く
、特にサワー環境で使用される構造部材、例えば油井管
やラインパイプ、更には油井・ガス井の周囲に使用され
る装置用部材に適用して優れた効果を発揮するものであ
る。
次いで、この発明の鋼において、成分組成割合を前記の
ように数値限定した理由を説明する。
ように数値限定した理由を説明する。
（ａ） Ｃ
Ｃ成分には、鋼の強度を確保する作用があるが、その含
有量が０．１０ ％未満では前記作用に所望の効果を得
ることができず、一方０．４０ ％ ｉ越えて含有させ
ると焼入れの際に割れが発生する恐れが出てくることか
ら、Ｃ含有量を０．１０−０．４０％と定めた。
有量が０．１０ ％未満では前記作用に所望の効果を得
ることができず、一方０．４０ ％ ｉ越えて含有させ
ると焼入れの際に割れが発生する恐れが出てくることか
ら、Ｃ含有量を０．１０−０．４０％と定めた。
（ｂ） ５ｊ
ｓｊ−成分は鋼の脱酸剤として有用な元素であるが、７
− その含有量が０．０５Ｌｌ）未満では所望の脱酸効果を
得ることができず、一方０．５０ ％を越えて含有させ
ると鋼の靭性劣化を招くようになることがら、Ｓｉ含有
量を０．０５〜０．５０係と定めた。
− その含有量が０．０５Ｌｌ）未満では所望の脱酸効果を
得ることができず、一方０．５０ ％を越えて含有させ
ると鋼の靭性劣化を招くようになることがら、Ｓｉ含有
量を０．０５〜０．５０係と定めた。
（ｃ） Ｍｎ
Ｍｎ成分にも、鋼の脱酸剤としての作用があり、そのほ
か強度及び靭性を向上する作用をも有しているが、その
含有量がｏ、ａｏｚ未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方１．００％’ｉ５越えて含有させると鋼の
靭性を劣化するようＫなるととから、Ｍｎ含有量′ｆｆ
：０．３〜１．０ ％と定めた。
か強度及び靭性を向上する作用をも有しているが、その
含有量がｏ、ａｏｚ未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方１．００％’ｉ５越えて含有させると鋼の
靭性を劣化するようＫなるととから、Ｍｎ含有量′ｆｆ
：０．３〜１．０ ％と定めた。
（ｄ） Ｃ！ｒ
Ｏｒ酸成分は、鋼の焼入れ性を改善し、強度を高める作
用があるが、その含有量が０．３％未満では前記作用に
所望の効果を得ることができず、他方１．２係を越えて
含有させても焼入れ住改善効果が飽和してしまう上、コ
スト上昇を来たして経済的に不利となることから、Ｏｒ
含有量を０．３〜１．２％と定めた。
用があるが、その含有量が０．３％未満では前記作用に
所望の効果を得ることができず、他方１．２係を越えて
含有させても焼入れ住改善効果が飽和してしまう上、コ
スト上昇を来たして経済的に不利となることから、Ｏｒ
含有量を０．３〜１．２％と定めた。
（ｅ） Ｍ。
８−
Ｍ０構成にも、鋼の焼入れ性を改善し強度を高める作用
があり、また耐５ＳＣＣ性を向上する作用をも有してい
るが、その含有量が０．１５ ％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方０．７０’１’（ｒ越えて含
有させても焼入れ住改善効果及び耐５ＳＯＯ性向上効果
が飽和してしまう上、コスト上昇を来たして経済的不利
を招くことから、Ｍｏ含有量を０．１５〜０．７０係と
定めた。
があり、また耐５ＳＣＣ性を向上する作用をも有してい
るが、その含有量が０．１５ ％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方０．７０’１’（ｒ越えて含
有させても焼入れ住改善効果及び耐５ＳＯＯ性向上効果
が飽和してしまう上、コスト上昇を来たして経済的不利
を招くことから、Ｍｏ含有量を０．１５〜０．７０係と
定めた。
（ｆ）Ｍ
この発明の鋼においては、Ｍ （ｓｏ４ Ｍ ）は耐５
ＳＣＣ性改善のために極めて重要な成分であり、０．５
チ以上含有させることを必須とするものである。そして
、Ｍ含有量が０．５ ％未満では鋼に所望の耐５ｓａａ
特性を付与することができず、一方２．０％−ｉ越えて
含有させると耐５ｓｃａ性改善効果が飽和してし甘うば
か９でなく、介在物が増加して靭性の劣化を招くように
なることから、Ｍ含有量を０．５〜２，０チと定めた。
ＳＣＣ性改善のために極めて重要な成分であり、０．５
チ以上含有させることを必須とするものである。そして
、Ｍ含有量が０．５ ％未満では鋼に所望の耐５ｓａａ
特性を付与することができず、一方２．０％−ｉ越えて
含有させると耐５ｓｃａ性改善効果が飽和してし甘うば
か９でなく、介在物が増加して靭性の劣化を招くように
なることから、Ｍ含有量を０．５〜２，０チと定めた。
（ｇｌ Ｔ：Ｉ
Ｔ１成分には、Ｂ成分とともに鋼（の焼入れ性を向９−
上する作用のほか、鋼材組織を微細化して耐５ＳＣＣ性
を改善する作用をも有しているが、その含有量が０．０
０５％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
０．０３０％’ｉ越えて含有させても焼入れ性向上効果
、耐５ｓｃｃ性改善効果が飽和してしまう上、靭性劣化
をも招くようになることから、Ｔｉ含有量Ｔｈ０．００
５〜０．０３０ ％と定めた。
を改善する作用をも有しているが、その含有量が０．０
０５％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
０．０３０％’ｉ越えて含有させても焼入れ性向上効果
、耐５ｓｃｃ性改善効果が飽和してしまう上、靭性劣化
をも招くようになることから、Ｔｉ含有量Ｔｈ０．００
５〜０．０３０ ％と定めた。
（ｈ、） Ｂ
Ｂ成分には、鋼の焼入れ性を向上させる作用があるが、
その含有量がＯ，０Ｏ０５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方０．００３０％を越えて含有させ
ても焼入れ性向上効果が飽和してしまうことから、Ｂ含
有量を０．０００５〜０、 ＯＯ３０係と定めた。
その含有量がＯ，０Ｏ０５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方０．００３０％を越えて含有させ
ても焼入れ性向上効果が飽和してしまうことから、Ｂ含
有量を０．０００５〜０、 ＯＯ３０係と定めた。
（１） Ｎｂ
Ｎｂ成分には、鋼材組織を微細化し、焼戻し抵抗性を向
上するとともに、耐５ｓｃｃ性を改善する作用があるが
、その含有量が０．００５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方ｏ、ｏｓ。
上するとともに、耐５ｓｃｃ性を改善する作用があるが
、その含有量が０．００５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方ｏ、ｏｓ。
１０−
係を越えて含有させてもより以上の向上効果が得られな
いばかりで寿ぐ、靭性低下を招くように表ることから、
Ｎｌ）含有量を０．００５〜０．０５０係と定めた。
いばかりで寿ぐ、靭性低下を招くように表ることから、
Ｎｌ）含有量を０．００５〜０．０５０係と定めた。
次に、この発明を実施例により比較例と対比しながら説
明する。
明する。
実施例
まず、通常の方法によって第１表に示される如き成分組
成の鋼１〜１５を溶製しくなお、比較鋼１はＡ■Ｓ工４
１３０鋼である）、ビレットとした後、外径：２４４．
５ｍｍ、肉厚：１２謳の継目無鋼管金製管した。続いて
、これを水焼入れした後、同じく第１表に示される焼も
どし温度にて焼もどしを施した。
成の鋼１〜１５を溶製しくなお、比較鋼１はＡ■Ｓ工４
１３０鋼である）、ビレットとした後、外径：２４４．
５ｍｍ、肉厚：１２謳の継目無鋼管金製管した。続いて
、これを水焼入れした後、同じく第１表に示される焼も
どし温度にて焼もどしを施した。
とのようにして得られた鋼管について、硬度（ＨＲＯ硬
さ）、引張シ特性、及び耐５ＳＣＣ性を調査し、その結
果も第１表に併せて示した。
さ）、引張シ特性、及び耐５ＳＣＣ性を調査し、その結
果も第１表に併せて示した。
なお、耐５ｓｃｃ性はシェルタイブ試験法にてＳｃ値を
め、これによって表示した。シェルタイブ試験法とは、
第１図に示されるような、長さ方１１− 向の中央部にキリ孔を設けた試験片１に、第２図に示す
如く３点支持曲げでその中央部に応力を付加してＨ２Ｓ
を飽和した０、５チ０Ｈ３０００Ｈ水溶液から成る腐食
液中に浸漬し、割れ率が５０係となる見掛は応力を測定
して、これヲＳＣ値とする耐５ＳＣＣ性確認の試験法で
あり、Ｓｃ値が高いほど耐５ＳＣＣ性の良好なことを示
している。
め、これによって表示した。シェルタイブ試験法とは、
第１図に示されるような、長さ方１１− 向の中央部にキリ孔を設けた試験片１に、第２図に示す
如く３点支持曲げでその中央部に応力を付加してＨ２Ｓ
を飽和した０、５チ０Ｈ３０００Ｈ水溶液から成る腐食
液中に浸漬し、割れ率が５０係となる見掛は応力を測定
して、これヲＳＣ値とする耐５ＳＣＣ性確認の試験法で
あり、Ｓｃ値が高いほど耐５ＳＣＣ性の良好なことを示
している。
第１表に示される結果からも、本発明の条件を満足する
鋼３〜１５は高い強度と優れた耐５ＳＣＣ性を兼備して
いるのに対して、Ｍ含有量が本発明範囲よりも低い比較
鋼ｌ及び２では耐５ｓａａ性に劣っていることがわかる
。
鋼３〜１５は高い強度と優れた耐５ＳＣＣ性を兼備して
いるのに対して、Ｍ含有量が本発明範囲よりも低い比較
鋼ｌ及び２では耐５ｓａａ性に劣っていることがわかる
。
上述のように、この発明によれば、降伏強さが７０に４
ｆ／−級以上という高強度と、サワー環境下で使用され
る油井管としても十分に満足できる優れた耐５ｓａａ性
とを兼備する鋼を、比較的低コストにて得ることができ
るなど、工業上有用な効果がもたらされるのである。
ｆ／−級以上という高強度と、サワー環境下で使用され
る油井管としても十分に満足できる優れた耐５ｓａａ性
とを兼備する鋼を、比較的低コストにて得ることができ
るなど、工業上有用な効果がもたらされるのである。
第１図はシェルタイブ腐食試験片の形状を示すもので、
第１図（ａ）はその正面図、第１図（ｂ）はその側面図
であり、第２図はシェルタイブ腐食試験において試験片
を支持具で支持した状態を示す概略模式図である。 図面において、 １・・・試験片、 ２・・・ガラス丸棒、３・・・応力
付加ボルト。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 １）和 夫 ほか１名
第１図（ａ）はその正面図、第１図（ｂ）はその側面図
であり、第２図はシェルタイブ腐食試験において試験片
を支持具で支持した状態を示す概略模式図である。 図面において、 １・・・試験片、 ２・・・ガラス丸棒、３・・・応力
付加ボルト。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 １）和 夫 ほか１名
Claims (3)
- （１）重量割合にて、 ０：０．１０〜０．４０係。 Ｓｉ ： ０．０５〜０．５０チ。 Ｍｎ： ０．３０〜１．００ ％。 Ｏｒ： ０．３〜１．２％。 Ｍｏ：０．１５〜０．７０係。 Ｍ：Ｏ，５〜２．０係。 Ｆｅ及び不可避的不純物：残り、 から成ることを特徴とする耐硫化物応力腐食割れ性の優
れた高強度鋼。 - （２） 重量割合にて、 ａ：ｏ、ｉｏ〜０．４０チ。 １− Ｓｉ：０．０５〜０．５０係。 Ｍｎ ： ０．３ ０〜１．０ Ｏ％ 。 Ｏｒ ： ０．３〜１．２ ％ 。 Ｍｏ：０．１５〜０．７０ｑ６゜ Ｍ ： ０．５〜２．０ 係。 Ｔｉ ： ０． ＯＯ５〜０．０３０ 係。 Ｂ ： Ｏ，ＯＯＯ５〜０．００３０ 係。 Ｆｅ及び不可避的不純物：残シ、 から成ることを特徴とする耐硫化物応力腐食割れ性の優
れた高強度鋼。 - （３） 重量割合にて、 ０：０．１０〜０．４０係。 Ｓｉ：０．０５〜０．５０係。 Ｍｎ： ０．３０〜１．００ ％。 Ｏｒ： ０．３〜１−２ ％。 Ｍｏ：０．１５〜０．７０係。 Ｍ： ０．５〜２．０係。 Ｔｉ：０．００５〜０．０３０係。 Ｂ：０．０００５〜０．００３０係。 Ｎｂ：０．００５〜０．０５０係。 ２− Ｆｅ及び不可避的不純物：残り、 から成ることを特徴とする耐硫化物応力腐食割れ性の優
れた高強度鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17770083A JPS6070164A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 耐硫化物応力腐食割れ性の優れた高強度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17770083A JPS6070164A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 耐硫化物応力腐食割れ性の優れた高強度鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070164A true JPS6070164A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0468375B2 JPH0468375B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=16035570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17770083A Granted JPS6070164A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 耐硫化物応力腐食割れ性の優れた高強度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6070164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121157A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | 耐腐食疲労特性に優れた高強度中空部材用電縫溶接鋼管 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938768A (ja) * | 1972-08-21 | 1974-04-11 | ||
| JPS5252114A (en) * | 1975-10-24 | 1977-04-26 | Nippon Steel Corp | Process for producing steel of excellent sulfide corrosion cracking re sistance |
| JPS575848A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-12 | Kawasaki Steel Corp | Low-alloyed steel having sweet corrosion resistance |
| JPS585417A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-12 | Kimimasa Ishii | 内燃機関の弁機構 |
| JPS5853614A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Shoji Oosugi | メタル、リング |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17770083A patent/JPS6070164A/ja active Granted
Patent Citations (5)
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| JP2010121157A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | 耐腐食疲労特性に優れた高強度中空部材用電縫溶接鋼管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0468375B2 (ja) | 1992-11-02 |
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