CN100473736C

CN100473736C - 马氏体类不锈钢管

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Publication number: CN100473736C
Application number: CNB2004800407258A
Authority: CN
Inventors: 宫田由纪夫; 木村光男; 板仓教次; 正村克身
Original assignee: NKK Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2024-12-01
Also published as: CN1906319A

Abstract

提供一种马氏体类不锈钢管，焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀裂纹性优良。具体的解决方法为，组成如下：以质量%计，含有C：不足0.0100%、N：不足0.0100%、Cr：10～14%、Ni：3～8%，或者进一步含有适当范围的Si、Mn、P、S、Al，进一步含有选自Cu：4%以下、Co：4%以下、Mo：4%以下、W：4%以下中的1种以上，以及选自Ti：0.15%以下、Nb：0.10%以下、V：0.10%以下、Zr：0.10%以下、Hf：0.20%以下、Ta：0.20%以下中的1种以上，并满足Csol＝C-1/3×Cpre(其中，Cpre＝12.0{Ti/47.9+1/2(Nb/92.9+Zr/91.2)+1/3(V/50.9+Hf/178.5+Ta/180.9)-N/14.0)，其中，Cpre＜0时，Cpre＝0)定义的Csol不足0.0050%。也可以进一步含有Ca、Mg、REM、B中的1种以上。由此，能够防止在焊接热影响部发生的晶界应力腐蚀裂纹。

Description

马氏体类不锈钢管

技术领域

本发明涉及适用于天然气、石油的管道的马氏体类不锈钢管，特别涉及焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀裂纹性的改善。

背景技术

近年来，为了应付原油价格的急剧上涨、近期可预想的石油资源的枯竭，在世界范围内大规模对以前未考虑过的深层油田、暂时放弃开发的强腐蚀性的酸气田等进行开发。在这种油田、天然气田中使用的钢管要求强耐腐蚀性。

以往，例如在大量地含有二氧化碳的环境中，作为防腐蚀方法添加抑制剂。但是由于抑制剂的添加不仅导致高成本，在高温下不能得到充分的效果，因而最近的趋势是不使用抑制剂，而使用耐腐蚀性优良的钢管。

在API标准中，作为管道钢管用材料，规定降低C量的12％Cr马氏体类不锈钢。最近，作为含有CO₂的天然气用管道钢管，广泛使用马氏体类不锈钢管。但是，马氏体类不锈钢管存在进行圆周焊接时需要预热、焊接后处理，并且焊接部韧性变差的问题。

对于这种问题，例如在特开平9—316611号公报中，提出了一种马氏体不锈钢，C、N量降低至C：0.02％以下、N：0.07％以下，并且将Cr、Ni、Mo量以与C量的关系调整为适当量，将Cr、Ni、Mo量以与C、N量的关系调整为适当量，并且将Ni、Mn量以与C、N量的关系调整为适当量。通过该公报中记载的技术制造出的马氏体类不锈钢管是耐二氧化碳腐蚀性、耐应力腐蚀裂纹性、焊接性、高温强度以及焊接部韧性都优良的钢管。

但是，最近，在含有CO₂的环境下，马氏体类不锈钢管的进行圆周焊接的焊接热影响部(以下还称为HAZ)产生裂纹，成为新的问题。

以往，作为在含有CO₂的环境下发生的腐蚀，公知的有伴随母材减厚的所谓二氧化碳腐蚀或母材的应力腐蚀裂纹。但是，最近成为问题的裂纹只在圆周焊接部的HAZ发生。并且，具有所谓二氧化碳腐蚀完全不会发生的较弱的腐蚀环境中也发生的特征。并且，该裂纹由于呈现晶界裂纹，因而推测是晶界应力腐蚀裂纹(Intergranular StressCorrosion Cracking)(以下还称为IGSCC)。

为了防止在圆周焊接的HAZ发生的这种IGSCC，已知在600～650℃保持3～5分钟短时间的焊接后热处理是有效的。但是，焊接后热处理虽然是短时间，也存在使管道铺设工序变得复杂，并且使工期延长，使铺设成本上升的问题。根据这些情况，要求不进行焊接后热处理而就能够在含有CO₂的环境下防止HAZ的IGSCC的马氏体类不锈钢管。

发明内容

本发明是鉴于上述要求作出的，目的在于提供焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀裂纹性优良的马氏体类不锈钢管。

本发明人们为了达成上述课题，首先对在马氏体类不锈钢管圆周焊接部的HAZ发生的IGSCC的发生原因进行了锐意研究。结果得知，由于分散在基体中的碳化物通过焊接时的热循环暂时固溶到基体中，在其后的焊接热循环中在原奥氏体晶界作为Cr碳化物析出，在原奥氏体晶界附近形成Cr缺乏层，因而发生IGSCC。

基于这种机理的应力腐蚀裂纹，虽然在奥氏体类不锈钢中是已知的，但没想到在马氏体类不锈钢中也发生。这是因为，认为由于马氏体组织中的Cr扩散速度与奥氏体组织中的Cr扩散速度相比非常大，因而在马氏体类不锈钢中，即使生成Cr碳化物，由于连续地供给Cr，因而不形成Cr缺乏层。但是，本发明人们初次发现即使在马氏体类不锈钢中，在特定的焊接条件下也形成Cr缺乏层，较弱的腐蚀环境下也导致IGSCC。

由此，本发明人们等人发现：为了防止IGSCC，在原奥氏体晶界中防止Cr碳化物的形成是很重要的，为此，需要尽量降低C含量本身，或进一步添加Ti、Nb、V、Zr等碳化物形成能比Cr更大的碳化物形成元素，使有助于形成Cr碳化物的有效固溶C量Csol不足0.0050质量％。

本发明是根据上述发现，进一步进行研究后完成的。即，本发明的要旨如下所述：

(1)一种马氏体类不锈钢管，焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀裂纹性优良，其特征在于，具有下述组成：

以质量％计，含有C：不足0.0100％、N：不足0.0100％、Cr：10～14％、Ni：3～8％，且满足下面(1)式定义的Csol不足0.0050％，

Csol＝C—1/3×Cpre……(1)

其中，

Cpre＝12.0{Ti/47.9+1/2(Nb/92.9+Zr/91.2)+1/3(V/50.9+Hf/178.5+Ta/180.9)—N/14.0}，C、Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta、N为各元素的含量(质量％)，Cpre<0时，令Cpre＝0。

(2)一种马氏体类不锈钢管，在(1)中，其特征在于，所述组成以质量％计含有C：不足0.0100％、N：不足0.0100％、Cr：10～14％、Ni：3～8％、Si：1.0％以下、Mn：2.0％以下、P：0.03％以下、S：0.010％以下、Al：0.10％以下，进一步含有选自Cu：4％以下、Co：4％以下、Mo：4％以下、W：4％以下中的1种或2种以上、以及选自Ti：0.15％以下、Nb：0.10％以下、V：0.10％以下、Zr：0.10％以下、Hf：0.20％以下、Ta：0.20％以下中的1种或2种以上，且满足上述(1)式中定义的Csol不足0.0050％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

(3)一种马氏体类不锈钢管，在(2)中，其特征在于，除了所述组成以外，以质量％计，进一步含有选自Ca：0.010％以下、Mg：0.010％以下、REM：0.010％以下、B：0.010％以下中的1种或2种以上。

(4)一种马氏体类不锈钢管，在(1)中，其特征在于，所述组成以质量％计含有C：不足0.0100％、N：不足0.0100％、Cr：10～14％、Ni：3～8％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.03％以下、S：0.010％以下、Al：0.001～0.10％、V：0.02～0.10％、Ca：0.0005～0.010％，进一步含有选自Cu：4％以下、Co：4％以下、Mo：4％以下、W：4％以下中的1种或2种以上，且满足上述(1)式中定义的Csol不足0.0050％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

(5)一种马氏体类不锈钢管，在(4)中，其特征在于，除了所述组成以外，以质量％计，进一步含有选自Ti：0.15％以下、Nb：0.10％以下、Zr：0.10％以下、Hf：0.20％以下、Ta：0.20％以下中的1种或2种以上。

(6)一种马氏体类不锈钢管，在(1)至(5)中任一项中，其特征在于，其用于管道钢管。

(7)一种焊接构造物，焊接接合(1)至(6)中任一项所述的马氏体类不锈钢管而形成。

附图说明

图1是示意性地表示在实施例中使用的焊接再现热循环的说明图。

图2是示意性地表示在实施例中使用的U弯曲应力腐蚀裂纹试验用试样的弯曲状况的说明图。

具体实施方式

首先，对本发明钢管的组成限定理由进行说明。以下，仅将质量％记作％。

C：不足0.0100％

C固溶于钢中，是有助于增加钢强度的元素，含量高时，由于使HAZ硬化，产生焊接裂纹，或使HAZ的韧性变差，因而在本发明中优选尽量降低。在本发明中，特别为了防止HAZ的IGSCC，将作为Cr碳化物析出而导致形成Cr缺乏层的C限定在不足0.0100％。C的含量在0.0100％以上时，难以防止HAZ的IGSCC。并且，优选不足0.0050％。

在本发明中，对各元素含量进行调整，以使C处于上述C含量范围内，并使有效固溶C量Csol不足0.0050％。由此，抑制Cr缺乏层的形成，从而能够实质上抑制HAZ的IGSCC。其中，“能够实质上抑制”是指在通过一般的焊接条件(例如，输入热量：10kJ/cm的TIG焊接)焊接的焊接接头在用作管道钢管的一般使用环境下(例如，CO₂压：0.1MPa、液体温度：100℃、pH：4.0的5％ NaCl水溶液)不产生IGSCC的情况。

通过以下(1)式定义有效固溶C量Csol：

Csol＝C—1/3×Cpre……(1)

有效固溶C量Csol意味着焊接时作为Cr碳化物析出，形成Cr缺乏层的C量，是从整个C量减去焊接时与碳化物形成元素Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta结合而析出的C量，即对Cr碳化物的形成没有贡献的C量后得到的量。其中，Cpre通过下述(2)式进行定义：

Cpre＝12.0{Ti/47.9+1/2(Nb/92.9+Zr/91.2)+1/3(V/50.9+Hf/178.5+Ta/180.9)—N/14.0}……(2)

(其中，C、Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta、N为各元素的含量(质量％))，在Cpre<0的情况下，令Cpre＝0。并且，进行Cpre计算时，将(2)式中包含的元素中不含有的元素设为零而进行计算。并且，由于在各元素中形成碳化物的容易程度、碳化物的溶解的容易程度不同，综合各种实验结果，在本发明中使用的Cpre中，Nb、Zr的效果为Ti的1/2，V、Hf、Ta的效果为Ti的1/3。并且，由于在本发明中含有N，因而Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta优先形成氮化物。因此，在本发明中使用的Cpre中，成为减去有助于形成氮化物的Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta相当量的形式。并且，考虑HAZ中形成Cr缺乏层的这一不平衡状态时，有助于形成Cr碳化物以外的碳化物，并能够防止Cr碳化物的C量估计为Cpre的1/3。

另外，在不含有Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta中的任意一种的情况下，Cpre成为负数，在本发明中设Cpre＝0，因而有效固溶C量Csol＝C，为了满足有效固溶C量不足0.0050％，关键是将C含量调整为不足0.0050％。

N：不足0.0100％

N与C相同地，固溶于钢中，是有助于增加钢强度的元素，含量高时，由于使HAZ硬化，产生焊接裂纹，或使HAZ的韧性变差，因而在本发明中优选尽量降低。并且，由于N与Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta结合而形成氮化物，因而降低能够形成碳化物而防止Cr碳化物形成的Ti、Nb、Zr、V、Hf、Ta量，使抑制Cr缺乏层形成并抑制LGSCC的效果降低。因此，优选的是，尽量减少N。N的上述不良影响，只要不足0.0100％就允许，因而在本发明中N限定为不足0.0100％。并且，优选0.0070％以下。

Cr：10～14％

Cr是用于提高耐二氧化碳腐蚀性、耐点蚀性、耐硫化物应力腐蚀裂纹性等耐腐蚀性的基本元素，在本发明中需要含有10％以上。另一方面，含量超过14％时，容易形成铁素体相，为了稳定确保马氏体组织，需要添加大量合金元素，从而导致材料成本的上升。因此，在本发明中Cr限定在10～14％的范围内。

Ni：3～8％

Ni是提高耐二氧化碳腐蚀性，并且固溶而有助于强度上升，并且提高韧性的元素。并且，是奥氏体形成元素，为了在低碳区域稳定地确保马氏体组织而有效地作用。为了得到这种效果，需要含有3％以上。另一方面，含量超过8％时，相变点过低，用于确保所希望特性的退火处理的时间变长，从而导致材料成本的急剧上涨。因此，Ni限定在3～8％的范围内。并且，优选4～7％。

除了上述基本成分以外，还可以含有下述元素。

Si：0.05～1.0％

Si是作为脱氧剂进行作用，并且固溶而有助于强度增加的元素，在本发明中含有0.05％以上。但是，Si也是铁素体生成元素，含量超过1.0％时，使母材和HAZ韧性变差。因此，优选的是，Si限定在0.05～1.0％。并且，进一步优选0.1～0.5％。

Mn：0.1～2.0％

Mn固溶而有助于钢的强度上升，并且是奥氏体生成元素，抑制铁素体生长而使母材和HAZ的韧性提高。为了得到这种效果，在本发明中优选含有0.1％以上。另一方面，含量超过2.0％时效果饱和。因此，优选的是，Mn限定在0.1～2.0％。并且，进一步优选0.2～1.2％。

P：0.03％以下

P是向晶界偏析而使晶界强度降低，并对耐应力腐蚀裂纹性产生不良影响的元素，在本发明中，优选尽量降低，允许降低至0.03％。因此，优选的是，P限定在0.03％以下。另外，从热加工性的观点，进一步优选为0.02％以下。并且，由于P的过度降低导致精炼成本的急剧上涨和生产率的降低，因而优选0.010％以上。

S：0.010％以下

S是形成MnS等硫化物，使加工性降低的元素，在本发明中，优选尽量降低，允许降低至0.010％。因此，优选的是，S限定在0.010％以下。并且，由于S的过度降低导致精炼成本的急剧上涨和生产率的降低，因而优选0.0005％以上。

Al：0.001～0.10％

Al起到脱氧剂的作用，虽然优选含有0.001％以上，但是含量超过0.10％时韧性变差。因此，优选的是，Al限定在0.001～0.10％。并且，进一步优选0.01～0.04％。

选自Cu：4％以下、Co：4％以下、Mo：4％以下、W：4％以下中的1种或2种以上

Cu、Co、Mo、W都是使作为用于输送含有CO₂的天然气的管道用钢管所要求特性的耐二氧化碳腐蚀性提高的元素，在本发明中选择性地与Cr、Ni一起含有1种或2种以上。

Cu：4％以下

Cu使耐二氧化碳腐蚀性提高，并且是奥氏体形成元素，为了在低碳区域稳定地确保马氏体组织而有效地进行作用。为了得到这种效果，优选含有1％以上。另一方面，含量超过4％时效果饱和，不能期望与含量相称的效果，不利于经济性。因此，优选的是，Cu限定在4％以下的范围内。并且，进一步优选1.5～2.5％。

Co：4％以下

Co与Cu相同，使耐二氧化碳腐蚀性提高，并且是用于奥氏体形成元素，为了在低碳区域稳定地确保马氏体组织而有效地进行作用。为了得到这种效果，优选含有1％以上。另一方面，含量超过4％时效果饱和，不能期望与含量相称的效果，不利于经济性。因此，优选的是，Co限定在4％以下的范围内。并且，进一步优选1.5～2.5％。

Mo：4％以下

Mo是使耐应力腐蚀裂纹性以及耐硫化物应力腐蚀裂纹性、耐点蚀性提高的元素，为了得到其效果，优选含有0.3％以上。另一方面，含量超过4％时，容易生成铁素体，并且耐硫化物应力腐蚀裂纹性提高效果饱和，不能期望与含量相称的效果，不利于经济性。因此，优选的是，Mo限定在4％以下的范围内。并且，进一步优选1.0～3.0％，更进一步优选1.5～3.0％。

W：4％以下

W与Mo相同，是使耐应力腐蚀裂纹性以及耐硫化物应力腐蚀裂纹性、耐点蚀性提高的元素，为了得到其效果，优选含有1％以上。另一方面，含量超过4％时，容易生成铁素体，并且耐硫化物应力腐蚀裂纹性提高效果饱和，不能期望与含量相称的效果，不利于经济性。因此，优选的是，W限定在4％以下的范围内。并且，进一步优选1.5～3.0％。

选自Ti：0.15％以下、Nb：0.10％以下、V：0.10％以下、Zr：0.10％以下、Hf：0.20％以下、Ta：0.20％以下中的1种或2种

Ti、Nb、V、Zr、Hf、Ta都是碳化物形成元素，选择性地含有1种或2种以上。Ti、Nb、V、Zr、Hf、Ta与Cr相比碳化物形成能强，具有抑制被焊接热固溶的C在冷却时作为Cr碳化物在原奥氏体晶界析出的情况，并使HAZ的耐晶界应力腐蚀裂纹性提高的效果。并且，Ti、Nb、V、Zr、Hf、Ta的碳化物还具有即使被焊接热加热至高温也难以熔化，抑制固溶C的产生，由此抑制Cr碳化物的形成，使HAZ的耐晶界应力腐蚀裂纹性提高的效果。为了得到这种效果，优选的是，分别含有Ti：0.03％以上、Nb：0.03％以上、V：0.02％以上、Zr：0.03％以上、Hf：0.03％以上、Ta：0.03％以上。另一方面，含量超过Ti：0.15％、Nb：0.10％、V：0.10％、Zr：0.10％、Hf：0.20％、Ta：0.20％时，使耐焊接裂纹性、韧性变差。因此，优选的是，分别限定为Ti：0.15％以下、Nb：0.10％以下、V：0.10％以下、Zr：0.10％以下、Hf：0.20％以下、Ta：0.20％以下。另外，进一步优选的是，Ti：0.03～0.12％、Nb：0.03～0.08％、V：0.02～0.08％、Zr：0.03～0.08％、Hf：0.10～0.18％、Ta：0.10～0.18％。

其中，Ti是与其他元素相比使有效固溶Csol降低的效果更大，对耐晶界应力腐蚀裂纹性改善最有效的元素。进一步优选0.06～0.10％。

并且，V是对高温中的强度上升也有效的元素，从改善耐晶界应力腐蚀裂纹性以外的目的出发也优选含有。为了得到这种效果，优选含有0.02％以上。不足0.02％时，特别对于确保80～150℃的高温强度不充分，另一方面，含量超过0.10％时，导致韧性变差。进一步优选0.03～0.07％。

选自Ca：0.010％以下、Mg：0.010％以下、REM：0.010％以下、B：0.010％以下中的1种或2种

Ca、Mg、REM、B都是有助于提高热加工性、连续铸造中的稳定制造性的元素，可根据需要选择性地含有。为了得到这些效果，优选的是，分别含有Ca：0.0005％以上、Mg：0.0010％以上、REM：0.0010％以上、B：0、0005％以上。另一方面，超过Ca：0.010％、Mg：0.010％、REM：0.010％、B：0.010％而含有时，由于容易作为粗大夹杂物而存在，因而耐腐蚀性明显变差，韧性明显降低。因此，优选的是，分别限定在Ca：0.010％以下、Mg：0.010％以下、REM：0.010％以下、B：0.010％以下。其中，Ca能够提高钢管的品质稳定性，还能够较低地抑制制造成本，从品质稳定性、经济性的观点来看最有效。Ca的进一步优选的范围为0.005～0.0030％。

上述成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。

接着，以无缝钢管为例说明本发明钢管的优选制造方法。

首先，优选的是，通过转炉、电炉、真空熔化炉等通常熔炼方法熔炼出上述组成的钢水，并通过连续铸造法、铸锭—开坯轧制法等公知方法，制成钢坯等钢管原材。接着，优选的是，对这些钢管原材进行加热，使用通常的曼内斯曼式自动轧管机或曼内斯曼式芯棒式轧管机等的制造设备进行热加工、并进行制管而形成所希望尺寸的无缝钢管。优选的是，所得到的无缝钢管以空冷以上的冷却速度冷却至室温。另外，也可以使用冲压方式的热挤压设备将钢管原材制成无缝钢管。

只要是上述组成的无缝钢管，在热加工后，以空冷以上的冷却速度进行冷却时，就能够形成马氏体组织，优选的是，热加工后冷却至室温，并施行回火处理。并且，也可以在热加工后冷却至室温之后，进一步进行再加热至Ac₃相变点以上的温度，然后以空冷以上的冷却速度冷却的淬火处理。优选的是，施行淬火处理的无缝钢管接着以Ac₁相变点以下的温度进行回火处理。

另外，本发明钢管不限定于上述的无缝钢管，也可以使用上述组成的钢管原材，根据通常的工序，制成电焊钢管、UOE钢管、螺旋钢管等焊接钢管。

另外，本发明的马氏体类不锈钢管也可以进行焊接接合而制成焊接构造物。作为焊接构造物，可例示对管道钢管彼此进行圆周焊接的管道、升降器、分流器等石油、天然气生产相关设备、化学工厂用配关设备、桥梁等。在本发明中所称的焊接构造物，除了对本发明的马氏体类不锈钢管彼此进行焊接接合的焊接构造物以外，还包括对本发明的马氏体类不锈钢管和由其他材质构成的钢管进行焊接接合的焊接构造物或对本发明的马氏体类不锈钢管和由其他材质构成的部件进行焊接接合的焊接构造物。

实施例

对表1—1、表1—2所示组成的钢水进行脱气后，铸造成100kg钢锭，并且进行热锻后，通过使用模型无缝轧机的热加工进行制管，从而制成外径65mm×壁厚5.5mm的无缝钢管。制管后进行空冷。

对所得到的无缝钢管，在制管后冷却的状态下，目测调查内外表面是否产生裂纹，在内表面或外表面产生裂纹的情况表示为×，内外表面都没产生裂纹的情况表示为○，从而评价热加工性。

接着，对所得到的无缝钢管施行淬火回火处理，从而制成X—80级别的钢管。其中，一部分钢管不进行淬火处理，只进行回火处理。

对所得到的钢管，实施拉伸试验、摆锤冲击试验、二氧化碳腐蚀试验、硫化物应力腐蚀裂纹试验。试验方法如下所述：

(1)拉伸试验

从所得到的无缝钢管采取API弧状拉伸试样，并实施拉伸试验，求出拉伸特性(屈服强度YS、拉伸强度TS)，对母材强度进行评价。

(2)摆锤冲击试验

从所得到的无缝钢管，根据JIS Z 2202规定，采取V缺口试样(厚度：5.0mm)，根据JIS Z 2242的规定，实施摆锤冲击试验，求出—40℃下的吸收能vE-₄₀(J)，对母材韧性进行评价。

(3)二氧化碳腐蚀试验

从所得到的无缝钢管，通过机械加工选择厚度3mm×宽度25mm×长度50mm的腐蚀试样，实施腐蚀试验，并对耐二氧化碳腐蚀性、耐点蚀性进行评价。的将腐蚀试样浸渍在150℃的20％ NaCl水溶液中，该水溶液保持在高压釜中，3.0MPa的二氧化碳饱和于其中，浸渍期间为30日，实施腐蚀试验。对腐蚀试验后的试样，测定重量，求出从腐蚀试验前后的重量差计算出的腐蚀速度。并且，对试验后的腐蚀试样，使用倍率10倍的放大镜观察试样表面是否产生点蚀。未发生点蚀的情况表示为O，发生点蚀的情况表示为×。

(4)硫化物应力腐蚀裂纹试验

从所得到无缝钢管，选择4点弯曲试样(大小：厚度4mm×宽度15mm×长度115mm)，实施根据EFC No.17的4点弯曲试验，对耐硫化物应力腐蚀裂纹性进行评价。使用的试验液为5％ NaCl+NaHCO₃液(pH：4.5)，使10％ H₂S+CO₂混合气体流动的同时进行试验。设附加应力为YS，试验期间为720小时，对破裂的有无进行测定。未破裂的情况表示为○，破裂的情况表示为×。其中，YS是母材屈服强度。

(5)U弯曲应力腐蚀裂纹试验

从所得到的无缝钢管采取厚度4mm×宽度15mm×长度115mm的试验用原材，在试验用原材的中央部施与由如图1所示的第一步骤和第二步骤构成的模拟HAZ热循环的再现焊接热循环，所述第一步骤在1300℃保持1秒后，以从800℃至500℃的冷却时间为9秒的速度冷却至100℃以下；所述第二步骤在450℃保持180秒。从再现焊接热循环结束的这些试样原材中央部，切出厚度2mm×宽度15mm×长度75mm的试样，实施U弯曲应力腐蚀裂纹试验。

对U弯曲应力腐蚀裂纹试验而言，使用如图2所示的夹具，将试样以内半径8mm弯曲成U字形，进行浸渍在腐蚀环境中的试验。试验期间设定为168小时。试样的腐蚀环境为，液体温度：100℃、CO₂压：0.1MPa、pH：2.0的5％ NaCl溶液。试验后，对试样断面，用100倍的光学显微镜观察裂纹的有无，并对耐晶界应力腐蚀裂纹性进行评价。存在裂纹的情况为×，不存在裂纹的情况为○。所得到的结果如表2—1、表2—2所示。

可知，本发明例都是不实施焊接后热处理就能够防止HAZ的IGSCC，HAZ的耐晶界应力腐蚀裂纹性优良。并且，本发明例除了具有用作管道钢管优良的母材强度、母材韧性，母材的耐二氧化碳腐蚀性、耐硫化物应力腐蚀裂纹性也优良。其中，钢管No.20(本发明例)，由于Mo较低而脱离本发明的较为优选范围，因而在二氧化碳腐蚀试验中发生点蚀，并且在硫化物应力腐蚀裂纹试验中发生裂纹，但是在U弯曲应力腐蚀裂纹试验中不发生裂纹。因此，在不特别要求耐二氧化碳腐蚀性、耐硫化物应力腐蚀裂纹性的情况下，即使将Mo含量较低而脱离本发明的较为优选范围的钢管用作管道钢管，也能够毫无问题地使用。与此相对，脱离本发明的范围的比较例，在HAZ上发生IGSCC，HAZ的耐晶界应力腐蚀裂纹性不足。

产业上的利用可能性

根据本发明，能够廉价地提供用作管道钢管的耐晶界应力腐蚀裂纹性优良的马氏体类不锈钢管，其中，母材的强度、韧性优良，并且母材的耐二氧化碳腐蚀性、耐应力腐蚀裂纹性也优良，不实施焊接后热处理就能够防止HAZ的IGSCC，在产业上具有突出效果。并且，本发明钢管还具有热加工性优良，表面缺陷等产生较少，生产率提高的效果。

Claims

1.一种马氏体类不锈钢管，焊接热影响部的耐晶界应力腐蚀裂纹性优良，其特征在于，具有下述组成：

以质量％计，含有C：不足0.0100％、N：不足0.0100％、Cr：10～14％、Ni：3～8％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.1～2.0％、P：0.03％以下、S：0.010％以下、Al：0.001～0.10％、V：0.02～0.10％、Ca：0.0005以上且不足0.003％、Mo：1.5～3.0％，进一步含有选自Cu：4％以下、Co：4％以下、W：4％以下、Ti：0.15％以下、Nb：0.10％以下、Zr：0.10％以下、Hf：0.20％以下、Ta：0.20％以下中的1种或2种以上，且满足下面(1)式定义的Cso1不足0.0050％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，

Cso1＝C—1/3×Cpre……(1)

其中，

2.根据权利要求1所述的马氏体类不锈钢管，其特征在于，其用于管道钢管。

3.一种焊接构造物，焊接接合权利要求1所述的马氏体类不锈钢管而形成。