JPS6354765B2 - - Google Patents
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- JPS6354765B2 JPS6354765B2 JP10618483A JP10618483A JPS6354765B2 JP S6354765 B2 JPS6354765 B2 JP S6354765B2 JP 10618483 A JP10618483 A JP 10618483A JP 10618483 A JP10618483 A JP 10618483A JP S6354765 B2 JPS6354765 B2 JP S6354765B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
この発明は、油井或いはガス井用鋼管材として
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
化物腐食割れ(以下、SSCCと略称する)に対し
て高い抵抗性を有する高強度鋼の製造方法に関す
るものである。 SSCCはは、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(サワー環境)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、材料硬度(例えば降伏強度)が高く
なるほど耐SSCC性は劣化することが知られてい
て、高強度材では極く小さな応力が作用しても割
れを生ずることが確認されている。 そして、従来からの多くの研究や実際の経験か
ら、鋼材のSSCCを防止するには、その強度をロ
ツクウエルCスケール硬度(HRC)で20〜22程
度以下に規制するのが有効であるとされており、
従つてサワー環境に適用される鋼材は、通常、前
記硬度に対応した70Kgf/mm2以下の降伏強度のも
のに制限されざるを得なかつた。 しかしながら、近年のエネルギー事情は地層深
層部の油田、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つてきており、油井やガス井
の深さ増大から、これらに使用する油井管等の鋼
材強度の上昇が切実に叫ばれているのが現状であ
つた。 そこでこれらの要求に応えるため、Ti―B添
加鋼を急速加熱後焼入れし、更に焼もどすことに
よつて高強度と優れた耐SSCC性を兼ね備えた鋼
の製造方法(特開昭52−52114号公報)や、Cr―
Mo添加鋼を急速加熱後焼入れし、更に焼もどす
ことによつて高強度と優れた耐SSCC性を兼ね備
えた鋼の製造方法(特開昭54−119324号公報)等
も提案されたが、いずれも高強度化に限界があり
(サワー環境下では、降伏強度を75Kgf/mm2より
も小さくしないとSSCCを生ずる)、しかも割れ
限界応力比が75%未満にしか達しないものであつ
た、ここで「割れ限界比」とは、サワー環境下で
SSCCを発生しない最高応力と材料の降伏強度と
の比を百分率で表わしたものである。 本発明者等は、上述のような観点から、降伏強
度で75Kgf/mm2以上の強度を有するとともに、割
れ限界比が90%以上という、極めて高い強度を有
する上に耐SSCC性にも優れた、従来不可能とさ
れていた高強度鋼をコスト安く製造すべく長年に
わたつて研究を重ねた結果、 (a) P及びSの含有量を特定の値に抑えて粒界偏
析や介在物を減少させたC―Mn―Cr―Mo系
の鋼を、2度にわたつて繰返し焼入れ処理した
後、焼もどしすると、Cr及びMoによる強度上
昇作用、低P及び低Sによる耐食性向上効果、
繰返し焼入れによる偏析元素の分散化と組織の
均一化作用、同じく繰返し焼入れによる介在物
の球状化作用、焼戻しによるマルテンサイトの
内部応力除去作用、セメンタイトの球状化作用
及び耐食性向上作用等が相互に絡み合つて、降
伏強度:75Kgf/mm2以上の高強度を有するとと
もに、90%以上の割れ限界応力比をも有する極
めて優れた耐SSCC鋼材が得られること、 (b) 前記繰返し焼入れの際、第1回目の焼入れの
後にも焼もどしを行うと、第1回目の焼入れに
よる歪が十分に除去されて置き割れが防止され
る上、第2回目の焼入れ効果が一層向上し、よ
り均一な組織を有する耐SSCC性に一段と優れ
た鋼材が得られること、 を知見するに至り、更に実験・検討を繰返した
ところ、 (c) 前記繰返し焼入れの際、第2回目の焼入れ時
の加熱を高周波誘導加熱等によつて、Ac1変態
点〜Ac3変態点までの温度範囲の平均昇温速
度:10〜50℃/secの条件にすると、鋼材の結
晶粒が更に微細化し、より優れた耐SSCC性能
を付与できる、 ことを確認したのである。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 C:0.15〜0.40%(以下、成分組成割合を示す
%は重量%とする)、 Si:0.1〜1.0%、Mn:0.3〜1.0%、 Cr:0.1〜1.5%、Mo:0.1〜1.0%、 Al:0.01〜0.10%、P:0.015%以下、 S:0.005以下、 N:0.003〜0.015%、 を含有するとともに、必要に応じて更に、 Nb:0.01〜0.10%、V:0.01〜0.10%、 Ti:0.005〜0.050%、 B:0.0001〜0.0050%、 Ca:0.0005〜0.0100%、 Cu:0.1〜0.5%、 の1種以上をも含み、 Fe及びその他の不可避不純物:残り、 から成る成分組成の鋼を、Ac3変態点以上結晶粒
粗大化開始温度未満の温度域から焼入れし、必要
に応じて〔Ac1変態点―50℃〕以下の温度で焼戻
した後、再びAc3変態点以上結晶粒粗大化開始温
度未満の温度域にまで加熱し、該温度域から再度
焼入れして、その後Ac1変態点以下の温度で焼戻
すことにより、降伏強度:75Kgf/mm2以上の強度
を有し、割れ限界比が90%以上という優れた耐
SSCC性を備えた高強度鋼を得る点に特徴を有す
るものである。 次に、この発明において、鋼の化学成分組成及
び熱処理条件を前記のように限定した理由を説明
する。 A 鋼の化学成分組成 a○ C C成分には、鋼の強度を確保する作用のほか、
焼入れ性や焼戻し抵抗性を向上することにより均
一焼入れ組織化、高温焼戻し均一組織化を促進し
て耐SSCC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、他方0.40%を越えて含有させると
熱処理時の焼割れ発生、或いは靭性劣化を来たす
こととなるので、C含有量を0.15〜0.40%と定め
た。 b○ Si Si成分には、鋼の脱酸剤としての作用のほか、
鋼材強度を向上する作用があるので0.1%以上の
添加を必要とするものであるが、1.0%を越えて
含有させると靭性の劣化を来たすようになること
から、Si含有量を0.1〜1.0%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せしめる作用を
も有しているが、その含有量が0.3%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、他方、1.0%を
越えて含有させると鋼の靭性を劣化するようにな
ることから、Mn含有量を0.3〜1.0%と定めた。 d○ Cr Cr成分には、鋼の強度を増加し、また焼戻し
抵抗性を高める作用があるが、その含有量が0.1
%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1.5%を越えて含有させると鋼の靭性
劣化を来たすようになることから、Cr含有量を
0.1〜1.5%と定めた。 e○ Mo Mo成分には、鋼の焼戻し抵抗性を高める作用
があるが、その含有量が0.1%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1.0%を
越えて含有させると鋼の靭性劣化を来たすように
なるので、Mo含有量を0.1〜1.0%と定めた。 f○ Al Al成分は鋼の脱酸剤として有用な元素であり、
また鋼中のNと結合して窒化物を形成することに
よつてBの作用を有効化するものであるが、その
含有量が0.01%未満では所望の効果を得ることが
できず、他方0.10%を越えて含有させると介在物
の増加を招いて鋼を脆化するようになることか
ら、Al含有量を0.01〜0.10%と定めた。 g○ P Pは鋼中に不可避的に随伴される不純物であ
り、少なければ少ない程良好なものであるが、特
にその含有量が0.015%を越えると耐SSCC性を劣
化する上、焼割れ感受性も高くなることから、そ
の含有量を0.015%以下と定めた。 h○ S Sも鋼中に不可避的に随伴される不純物であり
少ないほど良好なものであるが、特にその含有量
が0.005%を越えると、やはり耐SSCC性を著しく
劣化するようになることから、S含有量を0.005
%以下と定めた。 i○ N N成分には、窒化物を形成して鋼の粒成長を抑
制し、組織を均一化する作用があるが、その含有
量が0.003%未満では前記作用に所望の効果が得
られず鋼材靭性を劣化することとなり、他方、
0.015%を越えて含有させるとB添加の効果を減
少して焼入れ性劣化を招くようになるので、N含
有量を0.003〜0.015%と定めた。 j○ Nb、及びV これらの成分には、オーステナイト粒を微細化
し、焼戻し抵抗性を向上する作用があるので必要
に応じて添加含有せしめられるものであるが、
Nb及びVの含有量がそれぞれ0.01%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、他方、それぞれ
の含有量が0.10%を越えてもより以上の向上効果
を得られないばかりか、靭性低下を招くようにな
ることから、Nb及びVの含有量をそれぞれ0.01
〜0.10%と定めた。 k○ Ti Ti成分には、Bとともに鋼の焼入れ性を向上
し、焼戻し抵抗性を高める作用があるので必要に
応じて添加含有せしめられるものであるが、その
含有量が0.005%未満では前記作用に所望の効果
を得ることができず、他方0.050%を越えて含有
させると炭窒化析出物の増加による靭性劣化を招
くこととなるので、Ti含有量を0.005〜0.050%と
定めた。 l○ B B成分には、鋼の焼入れ性向上、オーステナイ
ト粒の微細化、焼戻し抵抗性の向上等の作用があ
り、必要に応じて0.0001%以上を含有せしめられ
るものであるが、その含有量が0.0050%を越えて
も更なる向上効果を得ることができないばかりで
なく、靭性低下を来たすこととなるので、B含有
量を0.0001〜0.0050%と定めた。 m○ Ca Ca成分には、硫化物系介在物を球状化させ耐
SSCC性を向上させる作用があるので、必要に応
じて0.0005%以上添加されるものであるが、その
含有量が0.0100%を越えると介在物が増加して靭
性劣化を来たすようになることから、Ca含有量
を0.0005〜0.0100%と定めた。 n○ Cu Cu成分には、鋼の耐食性を向上させる作用が
あるので、必要に応じて0.1%以上含有せしめら
れるものであるが、0.5%を越えて含有させると
高温割れを発生するようになることから、Cu含
有量を0.1〜0.5%と定めた。 B 熱処理条件 a○ 焼入れ温度 第1回目及び第2回目の焼入れとも、焼入れ温
度がAc3変態点よりも低いと(α+γ)の2相域
焼入れとなるので鋼材組織が不均一となり、他方
焼入れ温度が結晶粒粗大化開始温度以上になると
得られる鋼材に所望の細粒組織を得ることができ
なくなつて耐SSCC性劣化を来たすことから、焼
入れ温度をAc3変態点以上結晶粒粗大化開始温度
未満と定めた。 なお、第2回目の焼入れの際に、Ac1変態点〜
Ac3変態点の平均昇温速度を10〜50℃/secとす
ることが、耐SSCC性能を高める上で好ましいこ
とである。このとき、昇温速度が10℃/sec未満
では、細粒化の程度が小さくなつて耐SSCC性向
上に対する効果が幾分低くなり、また昇温速度が
50℃/secを越えるとオーステナイト粒が粗大化
して混粒となるため、やはり耐SSCC性が低下傾
向をみせるからである。 b○ 第1回目の焼入れ後の焼戻し温度 第1回目の焼入れ後の焼戻し温度が〔Ac1変態
点―50℃〕の値を越えると製品の細粒化効果が小
となり、強度不足を来たすこととなるので、該焼
戻し温度を〔Ac1変態点―50℃〕以下と定めた。 c○ 第2回目の焼入れ後の焼戻し温度 第2回目の焼入れ後の焼戻しは、焼入れによつ
て生成されたマルテンサイトを十分焼戻すことで
マルテンサイトの内部応力の除去やセメンタイト
の球状化を図り、耐食性を向上させるためのもの
であつて、焼戻し温度の下限は特に限定しないが
この温度は高いほど良結果を得ることができる。
しかしながら、該温度がAc1変態点を越えるとC
やMn等の濃縮したオーステナイトが生成され、
冷却時に島状マルテンサイトができ耐SSCC性に
悪影響を及ぼすことから、第2回目の焼入れ後の
焼戻し温度をAc1変態点以下と定めた。 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。 実施例 1 まず、常法によつて第1表に示される如き化学
成分組成の本発明対象鋼A〜M、及び比較鋼N〜
Sを溶製した。 次いで、これらの鋼のそれぞれに熱間圧延を加
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
化物腐食割れ(以下、SSCCと略称する)に対し
て高い抵抗性を有する高強度鋼の製造方法に関す
るものである。 SSCCはは、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(サワー環境)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、材料硬度(例えば降伏強度)が高く
なるほど耐SSCC性は劣化することが知られてい
て、高強度材では極く小さな応力が作用しても割
れを生ずることが確認されている。 そして、従来からの多くの研究や実際の経験か
ら、鋼材のSSCCを防止するには、その強度をロ
ツクウエルCスケール硬度(HRC)で20〜22程
度以下に規制するのが有効であるとされており、
従つてサワー環境に適用される鋼材は、通常、前
記硬度に対応した70Kgf/mm2以下の降伏強度のも
のに制限されざるを得なかつた。 しかしながら、近年のエネルギー事情は地層深
層部の油田、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つてきており、油井やガス井
の深さ増大から、これらに使用する油井管等の鋼
材強度の上昇が切実に叫ばれているのが現状であ
つた。 そこでこれらの要求に応えるため、Ti―B添
加鋼を急速加熱後焼入れし、更に焼もどすことに
よつて高強度と優れた耐SSCC性を兼ね備えた鋼
の製造方法(特開昭52−52114号公報)や、Cr―
Mo添加鋼を急速加熱後焼入れし、更に焼もどす
ことによつて高強度と優れた耐SSCC性を兼ね備
えた鋼の製造方法(特開昭54−119324号公報)等
も提案されたが、いずれも高強度化に限界があり
(サワー環境下では、降伏強度を75Kgf/mm2より
も小さくしないとSSCCを生ずる)、しかも割れ
限界応力比が75%未満にしか達しないものであつ
た、ここで「割れ限界比」とは、サワー環境下で
SSCCを発生しない最高応力と材料の降伏強度と
の比を百分率で表わしたものである。 本発明者等は、上述のような観点から、降伏強
度で75Kgf/mm2以上の強度を有するとともに、割
れ限界比が90%以上という、極めて高い強度を有
する上に耐SSCC性にも優れた、従来不可能とさ
れていた高強度鋼をコスト安く製造すべく長年に
わたつて研究を重ねた結果、 (a) P及びSの含有量を特定の値に抑えて粒界偏
析や介在物を減少させたC―Mn―Cr―Mo系
の鋼を、2度にわたつて繰返し焼入れ処理した
後、焼もどしすると、Cr及びMoによる強度上
昇作用、低P及び低Sによる耐食性向上効果、
繰返し焼入れによる偏析元素の分散化と組織の
均一化作用、同じく繰返し焼入れによる介在物
の球状化作用、焼戻しによるマルテンサイトの
内部応力除去作用、セメンタイトの球状化作用
及び耐食性向上作用等が相互に絡み合つて、降
伏強度:75Kgf/mm2以上の高強度を有するとと
もに、90%以上の割れ限界応力比をも有する極
めて優れた耐SSCC鋼材が得られること、 (b) 前記繰返し焼入れの際、第1回目の焼入れの
後にも焼もどしを行うと、第1回目の焼入れに
よる歪が十分に除去されて置き割れが防止され
る上、第2回目の焼入れ効果が一層向上し、よ
り均一な組織を有する耐SSCC性に一段と優れ
た鋼材が得られること、 を知見するに至り、更に実験・検討を繰返した
ところ、 (c) 前記繰返し焼入れの際、第2回目の焼入れ時
の加熱を高周波誘導加熱等によつて、Ac1変態
点〜Ac3変態点までの温度範囲の平均昇温速
度:10〜50℃/secの条件にすると、鋼材の結
晶粒が更に微細化し、より優れた耐SSCC性能
を付与できる、 ことを確認したのである。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 C:0.15〜0.40%(以下、成分組成割合を示す
%は重量%とする)、 Si:0.1〜1.0%、Mn:0.3〜1.0%、 Cr:0.1〜1.5%、Mo:0.1〜1.0%、 Al:0.01〜0.10%、P:0.015%以下、 S:0.005以下、 N:0.003〜0.015%、 を含有するとともに、必要に応じて更に、 Nb:0.01〜0.10%、V:0.01〜0.10%、 Ti:0.005〜0.050%、 B:0.0001〜0.0050%、 Ca:0.0005〜0.0100%、 Cu:0.1〜0.5%、 の1種以上をも含み、 Fe及びその他の不可避不純物:残り、 から成る成分組成の鋼を、Ac3変態点以上結晶粒
粗大化開始温度未満の温度域から焼入れし、必要
に応じて〔Ac1変態点―50℃〕以下の温度で焼戻
した後、再びAc3変態点以上結晶粒粗大化開始温
度未満の温度域にまで加熱し、該温度域から再度
焼入れして、その後Ac1変態点以下の温度で焼戻
すことにより、降伏強度:75Kgf/mm2以上の強度
を有し、割れ限界比が90%以上という優れた耐
SSCC性を備えた高強度鋼を得る点に特徴を有す
るものである。 次に、この発明において、鋼の化学成分組成及
び熱処理条件を前記のように限定した理由を説明
する。 A 鋼の化学成分組成 a○ C C成分には、鋼の強度を確保する作用のほか、
焼入れ性や焼戻し抵抗性を向上することにより均
一焼入れ組織化、高温焼戻し均一組織化を促進し
て耐SSCC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、他方0.40%を越えて含有させると
熱処理時の焼割れ発生、或いは靭性劣化を来たす
こととなるので、C含有量を0.15〜0.40%と定め
た。 b○ Si Si成分には、鋼の脱酸剤としての作用のほか、
鋼材強度を向上する作用があるので0.1%以上の
添加を必要とするものであるが、1.0%を越えて
含有させると靭性の劣化を来たすようになること
から、Si含有量を0.1〜1.0%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せしめる作用を
も有しているが、その含有量が0.3%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、他方、1.0%を
越えて含有させると鋼の靭性を劣化するようにな
ることから、Mn含有量を0.3〜1.0%と定めた。 d○ Cr Cr成分には、鋼の強度を増加し、また焼戻し
抵抗性を高める作用があるが、その含有量が0.1
%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1.5%を越えて含有させると鋼の靭性
劣化を来たすようになることから、Cr含有量を
0.1〜1.5%と定めた。 e○ Mo Mo成分には、鋼の焼戻し抵抗性を高める作用
があるが、その含有量が0.1%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1.0%を
越えて含有させると鋼の靭性劣化を来たすように
なるので、Mo含有量を0.1〜1.0%と定めた。 f○ Al Al成分は鋼の脱酸剤として有用な元素であり、
また鋼中のNと結合して窒化物を形成することに
よつてBの作用を有効化するものであるが、その
含有量が0.01%未満では所望の効果を得ることが
できず、他方0.10%を越えて含有させると介在物
の増加を招いて鋼を脆化するようになることか
ら、Al含有量を0.01〜0.10%と定めた。 g○ P Pは鋼中に不可避的に随伴される不純物であ
り、少なければ少ない程良好なものであるが、特
にその含有量が0.015%を越えると耐SSCC性を劣
化する上、焼割れ感受性も高くなることから、そ
の含有量を0.015%以下と定めた。 h○ S Sも鋼中に不可避的に随伴される不純物であり
少ないほど良好なものであるが、特にその含有量
が0.005%を越えると、やはり耐SSCC性を著しく
劣化するようになることから、S含有量を0.005
%以下と定めた。 i○ N N成分には、窒化物を形成して鋼の粒成長を抑
制し、組織を均一化する作用があるが、その含有
量が0.003%未満では前記作用に所望の効果が得
られず鋼材靭性を劣化することとなり、他方、
0.015%を越えて含有させるとB添加の効果を減
少して焼入れ性劣化を招くようになるので、N含
有量を0.003〜0.015%と定めた。 j○ Nb、及びV これらの成分には、オーステナイト粒を微細化
し、焼戻し抵抗性を向上する作用があるので必要
に応じて添加含有せしめられるものであるが、
Nb及びVの含有量がそれぞれ0.01%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、他方、それぞれ
の含有量が0.10%を越えてもより以上の向上効果
を得られないばかりか、靭性低下を招くようにな
ることから、Nb及びVの含有量をそれぞれ0.01
〜0.10%と定めた。 k○ Ti Ti成分には、Bとともに鋼の焼入れ性を向上
し、焼戻し抵抗性を高める作用があるので必要に
応じて添加含有せしめられるものであるが、その
含有量が0.005%未満では前記作用に所望の効果
を得ることができず、他方0.050%を越えて含有
させると炭窒化析出物の増加による靭性劣化を招
くこととなるので、Ti含有量を0.005〜0.050%と
定めた。 l○ B B成分には、鋼の焼入れ性向上、オーステナイ
ト粒の微細化、焼戻し抵抗性の向上等の作用があ
り、必要に応じて0.0001%以上を含有せしめられ
るものであるが、その含有量が0.0050%を越えて
も更なる向上効果を得ることができないばかりで
なく、靭性低下を来たすこととなるので、B含有
量を0.0001〜0.0050%と定めた。 m○ Ca Ca成分には、硫化物系介在物を球状化させ耐
SSCC性を向上させる作用があるので、必要に応
じて0.0005%以上添加されるものであるが、その
含有量が0.0100%を越えると介在物が増加して靭
性劣化を来たすようになることから、Ca含有量
を0.0005〜0.0100%と定めた。 n○ Cu Cu成分には、鋼の耐食性を向上させる作用が
あるので、必要に応じて0.1%以上含有せしめら
れるものであるが、0.5%を越えて含有させると
高温割れを発生するようになることから、Cu含
有量を0.1〜0.5%と定めた。 B 熱処理条件 a○ 焼入れ温度 第1回目及び第2回目の焼入れとも、焼入れ温
度がAc3変態点よりも低いと(α+γ)の2相域
焼入れとなるので鋼材組織が不均一となり、他方
焼入れ温度が結晶粒粗大化開始温度以上になると
得られる鋼材に所望の細粒組織を得ることができ
なくなつて耐SSCC性劣化を来たすことから、焼
入れ温度をAc3変態点以上結晶粒粗大化開始温度
未満と定めた。 なお、第2回目の焼入れの際に、Ac1変態点〜
Ac3変態点の平均昇温速度を10〜50℃/secとす
ることが、耐SSCC性能を高める上で好ましいこ
とである。このとき、昇温速度が10℃/sec未満
では、細粒化の程度が小さくなつて耐SSCC性向
上に対する効果が幾分低くなり、また昇温速度が
50℃/secを越えるとオーステナイト粒が粗大化
して混粒となるため、やはり耐SSCC性が低下傾
向をみせるからである。 b○ 第1回目の焼入れ後の焼戻し温度 第1回目の焼入れ後の焼戻し温度が〔Ac1変態
点―50℃〕の値を越えると製品の細粒化効果が小
となり、強度不足を来たすこととなるので、該焼
戻し温度を〔Ac1変態点―50℃〕以下と定めた。 c○ 第2回目の焼入れ後の焼戻し温度 第2回目の焼入れ後の焼戻しは、焼入れによつ
て生成されたマルテンサイトを十分焼戻すことで
マルテンサイトの内部応力の除去やセメンタイト
の球状化を図り、耐食性を向上させるためのもの
であつて、焼戻し温度の下限は特に限定しないが
この温度は高いほど良結果を得ることができる。
しかしながら、該温度がAc1変態点を越えるとC
やMn等の濃縮したオーステナイトが生成され、
冷却時に島状マルテンサイトができ耐SSCC性に
悪影響を及ぼすことから、第2回目の焼入れ後の
焼戻し温度をAc1変態点以下と定めた。 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。 実施例 1 まず、常法によつて第1表に示される如き化学
成分組成の本発明対象鋼A〜M、及び比較鋼N〜
Sを溶製した。 次いで、これらの鋼のそれぞれに熱間圧延を加
【表】
(注) *印は、本発明の条件から外れていることを
示す。
示す。
【表】
【表】
えて第2表に示す厚さの板材とし、更に同じく第
2表に記号X及びYで示す条件の熱処理を施して
から、その降伏強度並びに割れ限界応力比を調べ
た。この結果も第2表に併せて示した。 なお、第2表において、記号Xは、 (i) 920℃×30min加熱後水焼入れ、 (ii) 920℃×10min加熱後水焼入れ、 (iii) 700℃×30min加熱後空冷の焼戻し、 以上(i)〜(iii)の工程で示される一連の熱処理を示
すものであり、記号Yは、 (i) 920℃×30min加熱後水焼入れ、 (ii) 加熱速度:30℃/secで920℃まで加熱後、直
ちに水焼入れ、 (iii) 700℃×30min加熱後空冷の焼戻し、 以上(i)〜(iii)の工程で示される一連の熱処理を示
すものである。 そして、割れ限界応力比は次のようにして測定
した。 即ち、第1図に示されるように、熱処理終了後
の各鋼板から切り出した平行部:6.4minφの丸棒
引張り試験片1を試験容器2内に保持し、この試
験容器2内をH2S飽和0.5%酢酸―5%食塩水溶
液で満たすとともに丸棒引張り試験片1に重錘3
にて一定荷重を加え、720時間内で割れ生じない
最大応力を求め、これをSSCC限界応力とする方
法によつた。なお、第1図中にて符号4で示され
るものはH2Sガス流路内のコツクであり、符号5
で示されるものは前記水溶液循環ポンプ、符号6
で示されるものは該水溶液貯蔵タンクである。 第2表に示される結果からも、本発明法によれ
ば降伏強度で75Kgf/mm2以上の高強度を有すると
ともに割れ限界応力比が90%以上という優れた耐
SSCC性を有する鋼が得られるのに対して、鋼の
成分が本発明の範囲から外れた比較法では所望の
特性を達成できないことが明らかである。 実施例 2 実施例1における第1表中の鋼Aに対して第3
表に示す如き熱処理を施した。 このようにして得られた鋼の降伏強度及び割れ
2表に記号X及びYで示す条件の熱処理を施して
から、その降伏強度並びに割れ限界応力比を調べ
た。この結果も第2表に併せて示した。 なお、第2表において、記号Xは、 (i) 920℃×30min加熱後水焼入れ、 (ii) 920℃×10min加熱後水焼入れ、 (iii) 700℃×30min加熱後空冷の焼戻し、 以上(i)〜(iii)の工程で示される一連の熱処理を示
すものであり、記号Yは、 (i) 920℃×30min加熱後水焼入れ、 (ii) 加熱速度:30℃/secで920℃まで加熱後、直
ちに水焼入れ、 (iii) 700℃×30min加熱後空冷の焼戻し、 以上(i)〜(iii)の工程で示される一連の熱処理を示
すものである。 そして、割れ限界応力比は次のようにして測定
した。 即ち、第1図に示されるように、熱処理終了後
の各鋼板から切り出した平行部:6.4minφの丸棒
引張り試験片1を試験容器2内に保持し、この試
験容器2内をH2S飽和0.5%酢酸―5%食塩水溶
液で満たすとともに丸棒引張り試験片1に重錘3
にて一定荷重を加え、720時間内で割れ生じない
最大応力を求め、これをSSCC限界応力とする方
法によつた。なお、第1図中にて符号4で示され
るものはH2Sガス流路内のコツクであり、符号5
で示されるものは前記水溶液循環ポンプ、符号6
で示されるものは該水溶液貯蔵タンクである。 第2表に示される結果からも、本発明法によれ
ば降伏強度で75Kgf/mm2以上の高強度を有すると
ともに割れ限界応力比が90%以上という優れた耐
SSCC性を有する鋼が得られるのに対して、鋼の
成分が本発明の範囲から外れた比較法では所望の
特性を達成できないことが明らかである。 実施例 2 実施例1における第1表中の鋼Aに対して第3
表に示す如き熱処理を施した。 このようにして得られた鋼の降伏強度及び割れ
【表】
【表】
(注) *印は、本発明範囲から外れていることを示す
。
限界応力比を実施例1と同様にして調べ、その結
果を第3表に併せて示した。 第3表に示される結果からも、本発明法によれ
ば降伏強度で75Kgf/mm2以上の高強度を有すると
ともに割れ限界応力が90%以上という優れた耐
SSCC性を有する鋼が得られるのに対して、熱処
理条件が本発明範囲から外れた比較法では所望の
特性を達成できないことがわかる。 上述のように、本発明によれば、優れた耐
SSCC性を有する高強度鋼をコスト安く製造する
ことができ、深層にしてサワー環境という荷酷な
条件下に存在する天然資源の開発が可能となるな
ど、工業上有用な効果がもたらされるのである。
。
限界応力比を実施例1と同様にして調べ、その結
果を第3表に併せて示した。 第3表に示される結果からも、本発明法によれ
ば降伏強度で75Kgf/mm2以上の高強度を有すると
ともに割れ限界応力が90%以上という優れた耐
SSCC性を有する鋼が得られるのに対して、熱処
理条件が本発明範囲から外れた比較法では所望の
特性を達成できないことがわかる。 上述のように、本発明によれば、優れた耐
SSCC性を有する高強度鋼をコスト安く製造する
ことができ、深層にしてサワー環境という荷酷な
条件下に存在する天然資源の開発が可能となるな
ど、工業上有用な効果がもたらされるのである。
第1図は鋼の割れ限界応力比を測定する装置の
概略模式図である。 図面において、1……丸棒引張り試験片、2…
…試験容器、3……重錘、4……コツク、5……
ポンプ、6……溶液貯蔵タンク。
概略模式図である。 図面において、1……丸棒引張り試験片、2…
…試験容器、3……重錘、4……コツク、5……
ポンプ、6……溶液貯蔵タンク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量割合で、 C:0.15〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、 Mn:0.3〜1.0%、Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.1〜1.0%、 Al:0.01〜0.10%、 P:0.015%以下、S:0.005%以下、 N:0.003〜0.015%、 を含有するとともに、必要に応じて更に、 Nb:0.01〜0.10%、 V:0.01〜0.10%、 Ti:0.005〜0.050%、 B:0.0001〜0.0050%、 Ca:0.0005〜0.0100%、 Cu:0.1〜0.5%、 のうちの1種以上をも含み、 Fe及びその他の不可避不純物:残り、 から成る成分組成の鋼を、Ac3変態点以上結晶粒
粗大化開始温度未満の温度域から焼入れし、続い
てこれを、再びAc3変態点以上結晶粒粗大化開始
温度未満の温度域にまで加熱した後、該温度域か
ら再度焼入れし、その後Ac1変態点以下の温度で
焼戻すことを特徴とする、耐硫化物腐食割れ性に
優れた高強度鋼の製造方法。 2 再焼入れ時の加熱に際して、Ac1変態点〜
Ac3変態点までの温度範囲を平均昇温速度:10〜
50℃/secで昇温せしめることから成る、特許請
求の範囲第1項に記載の耐硫化物腐食割れ性に優
れた高強度鋼の製造方法。 3 重量割合で、 C:0.15〜0.40%、Si:0.1〜1.0%、 Mn:0.3〜1.0%、Cr:0.1〜1.5%、 Mo:0.1〜1.0%、 Al:0.01〜0.10%、 P:0.015%以下、S:0.005%以下、 N:0.003〜0.015%、 を含有するとともに、必要に応じて更に、 Nb:0.01〜0.10%、 V:0.01〜0.10%、 Ti:0.005〜0.050%、 B:0.0001〜0.0050%、 Ca:0.0005〜0.0100%、 Cu:0.1〜0.5%、 のうちの1種以上をも含み、 Fe及びその他の不可避不純物:残り、 から成る成分組成の鋼を、Ac3変態点以上結晶粒
粗大化開始温度未満の温度域から焼入れした後、
〔Ac1変態点―50℃〕以下の温度で焼戻し、続い
てこれを、再びAc3変態点以上結晶粒粗大化開始
温度未満の温度域にまで加熱した後、該温度域か
ら再度焼入れし、その後Ac1変態点以下の温度で
焼戻すことを特徴とする、耐硫化物腐食割れ性に
優れた高強度鋼の製造方法。 4 再焼入れ時の加熱に際して、Ac1変態点〜
Ac3変態点までの温度範囲を平均昇温速度:10〜
50℃/secで昇温せしめることから成る、特許請
求の範囲第1項に記載の耐硫化物腐食割れ性に優
れた高強度鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10618483A JPS59232220A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | 耐硫化物腐食割れ性に優れた高強度鋼の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10618483A JPS59232220A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | 耐硫化物腐食割れ性に優れた高強度鋼の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59232220A JPS59232220A (ja) | 1984-12-27 |
JPS6354765B2 true JPS6354765B2 (ja) | 1988-10-31 |
Family
ID=14427124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10618483A Granted JPS59232220A (ja) | 1983-06-14 | 1983-06-14 | 耐硫化物腐食割れ性に優れた高強度鋼の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59232220A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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WO2010113953A1 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-07 | 住友金属工業株式会社 | 継目無鋼管の製造方法 |
CN105506248A (zh) * | 2015-04-01 | 2016-04-20 | 贵州大学 | 一种中高碳钢晶粒细化热处理方法 |
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RU2605033C1 (ru) | 2012-11-05 | 2016-12-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Низколегированная сталь для труб нефтепромыслового сортамента, имеющая превосходное сопротивление сульфидному растрескиванию под напряжением, и способ ее изготовления |
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AR118070A1 (es) | 2019-02-15 | 2021-09-15 | Nippon Steel Corp | Material de acero adecuado para uso en ambiente agrio |
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- 1983-06-14 JP JP10618483A patent/JPS59232220A/ja active Granted
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