JP2002060909A - 強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 - Google Patents
強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 YS：758MPa（110ksi）以上の高強度と−10℃
でのシャルピー吸収エネルギーv Ｅ-10 が50Ｊ以上の高
靱性を有し強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マ
ルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法を提
案する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.17〜0.22％、Si：1.0
％以下、Mn：0.25〜1.0％、Cr：12〜14％、Ni：0.01〜
0.5 ％、Ｎ：0.001 〜0.06％、Nb：0.01〜0.07％を含む
組成の鋼管に、温度：（Ａc3変態点）〜1100℃、時間：
60〜1800ｓの範囲内でかつ、Ｔ＋100log( ｔ／60）−50
0 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 （ここに、Ｔ：加熱温度
（℃）、ｔ：保持時間（ｓ））を満足する加熱温度Ｔ
（℃）および保持時間ｔ（ｓ）でオーステナイト化した
のち冷却する焼入れ処理を施し、ついでＡc1変態点以下
の温度で焼戻し処理を施す。
でのシャルピー吸収エネルギーv Ｅ-10 が50Ｊ以上の高
靱性を有し強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マ
ルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法を提
案する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.17〜0.22％、Si：1.0
％以下、Mn：0.25〜1.0％、Cr：12〜14％、Ni：0.01〜
0.5 ％、Ｎ：0.001 〜0.06％、Nb：0.01〜0.07％を含む
組成の鋼管に、温度：（Ａc3変態点）〜1100℃、時間：
60〜1800ｓの範囲内でかつ、Ｔ＋100log( ｔ／60）−50
0 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 （ここに、Ｔ：加熱温度
（℃）、ｔ：保持時間（ｓ））を満足する加熱温度Ｔ
（℃）および保持時間ｔ（ｓ）でオーステナイト化した
のち冷却する焼入れ処理を施し、ついでＡc1変態点以下
の温度で焼戻し処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油井用マルテンサ
イト系ステンレス鋼管に係り、とくに降伏強さYS758MPa
（110ksi）級高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管の
強度−靱性バランスの改善に関する。なお、本発明にお
ける鋼管は、継目無鋼管、溶接鋼管を含むものとする。
イト系ステンレス鋼管に係り、とくに降伏強さYS758MPa
（110ksi）級高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管の
強度−靱性バランスの改善に関する。なお、本発明にお
ける鋼管は、継目無鋼管、溶接鋼管を含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】近年、原油価格の高騰や、近い将来に予
想される石油・天然ガス資源の枯渇という観点から、従
来省みられなかったような深層油田や、腐食性の強い油
田・ガス田等の開発が盛んになっている。このような油
田・ガス田は、概して高深度で、海上や極寒地といった
いわゆる辺境地に位置し、また炭酸ガスCO2 、塩素イオ
ンCl- 等を含む厳しい腐食環境となっているところが多
くなっている。
想される石油・天然ガス資源の枯渇という観点から、従
来省みられなかったような深層油田や、腐食性の強い油
田・ガス田等の開発が盛んになっている。このような油
田・ガス田は、概して高深度で、海上や極寒地といった
いわゆる辺境地に位置し、また炭酸ガスCO2 、塩素イオ
ンCl- 等を含む厳しい腐食環境となっているところが多
くなっている。
【０００３】このような腐食性の強い湿潤炭酸ガス環境
下では、API SPEC 5CTに規定されている0.2 ％Ｃ−13％
Crのマルテンサイト系ステンレス鋼管が広く使用される
ようになっている。この種の鋼管は、通常、熱処理条件
を調整して、強度を降伏強さYS80ksi 級、あるいはYS95
ksi 級として使用されている。最近の油田・ガス田の高
深度化の傾向に伴い、使用する油井管もより高強度化さ
れたものが要望され、高耐食性を有する0.2 ％Ｃ−13％
Cr系の組成で、かつ降伏強さYS：758MPa（110ksi）級の
高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管が要求されるよ
うになってきた。
下では、API SPEC 5CTに規定されている0.2 ％Ｃ−13％
Crのマルテンサイト系ステンレス鋼管が広く使用される
ようになっている。この種の鋼管は、通常、熱処理条件
を調整して、強度を降伏強さYS80ksi 級、あるいはYS95
ksi 級として使用されている。最近の油田・ガス田の高
深度化の傾向に伴い、使用する油井管もより高強度化さ
れたものが要望され、高耐食性を有する0.2 ％Ｃ−13％
Cr系の組成で、かつ降伏強さYS：758MPa（110ksi）級の
高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管が要求されるよ
うになってきた。
【０００４】しかしながら、従来の方法で、この0.2 ％
Ｃ−13％Cr系鋼管に熱処理を施して強度をYS：758MPa
（110ksi）級に調整すると、試験温度：−10℃でのシャ
ルピー吸収エネルギー vＥ-10 がたかだか30Ｊ程度しか
なく靱性が低く、強度−靱性バランスが劣化して、北
海、アラスカ等の極寒地での使用が困難となるという問
題があった。
Ｃ−13％Cr系鋼管に熱処理を施して強度をYS：758MPa
（110ksi）級に調整すると、試験温度：−10℃でのシャ
ルピー吸収エネルギー vＥ-10 がたかだか30Ｊ程度しか
なく靱性が低く、強度−靱性バランスが劣化して、北
海、アラスカ等の極寒地での使用が困難となるという問
題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を有利に解決し、極寒地にあり高深度でか
つ腐食性の強い油田・ガス田の油井用鋼管として好適
な、高強度・高靱性で強度−靱性バランスに優れた油井
用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製
造方法を提案することを目的とする。本発明でいう、高
強度・高靱性で強度−靱性バランスに優れた鋼管とは、
YS：758MPa（110ksi）以上の強度で、試験温度：−10℃
でのシャルピー吸収エネルギー vＥ-10 が50Ｊ以上を有
し、さらには（YS）×（ vＥ-10 ）が40000MPaＪ以上を
有する鋼管をいうものとする。
来技術の問題を有利に解決し、極寒地にあり高深度でか
つ腐食性の強い油田・ガス田の油井用鋼管として好適
な、高強度・高靱性で強度−靱性バランスに優れた油井
用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製
造方法を提案することを目的とする。本発明でいう、高
強度・高靱性で強度−靱性バランスに優れた鋼管とは、
YS：758MPa（110ksi）以上の強度で、試験温度：−10℃
でのシャルピー吸収エネルギー vＥ-10 が50Ｊ以上を有
し、さらには（YS）×（ vＥ-10 ）が40000MPaＪ以上を
有する鋼管をいうものとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、降伏強さ
YS：758MPa（110ksi）以上を有する0.2 ％Ｃ−13％Cr系
マルテンサイトステンレス鋼管の強度−靱性バランスを
向上させるために、靱性におよぼす組成を含め種々の要
因について鋭意研究した。その結果、Nbを適正量含有
し、焼入れ処理の加熱条件をＣ、Ｎ、Nb含有量と関連ず
けて調整することにより、最終的に微細で靱性に富む焼
戻しマルテンサイト組織が得られ、強度−靱性バランス
が向上することを新規に見いだした。
YS：758MPa（110ksi）以上を有する0.2 ％Ｃ−13％Cr系
マルテンサイトステンレス鋼管の強度−靱性バランスを
向上させるために、靱性におよぼす組成を含め種々の要
因について鋭意研究した。その結果、Nbを適正量含有
し、焼入れ処理の加熱条件をＣ、Ｎ、Nb含有量と関連ず
けて調整することにより、最終的に微細で靱性に富む焼
戻しマルテンサイト組織が得られ、強度−靱性バランス
が向上することを新規に見いだした。
【０００７】本発明は、このような知見に基づいて、さ
らに検討を加えて完成したものである。すなわち、本発
明は、質量％で、Ｃ：0.17〜0.22％、Si：1.0 ％以下、
Mn：0.25〜1.0 ％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以
下、Cr：12〜14％、Ni：0.01〜0.5 ％、Ｎ：0.06％以
下、Nb：0.01〜0.07％を含み、あるいはさらにＶ：0.20
％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
組成を有し、かつ降伏強さ：758MPa以上の高強度と−10
℃でのシャルピー吸収エネルギー vＥ-10 ：50Ｊ以上の
高靱性を有することを特徴とする強度−靱性バランスに
優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管で
ある。
らに検討を加えて完成したものである。すなわち、本発
明は、質量％で、Ｃ：0.17〜0.22％、Si：1.0 ％以下、
Mn：0.25〜1.0 ％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.005 ％以
下、Cr：12〜14％、Ni：0.01〜0.5 ％、Ｎ：0.06％以
下、Nb：0.01〜0.07％を含み、あるいはさらにＶ：0.20
％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
組成を有し、かつ降伏強さ：758MPa以上の高強度と−10
℃でのシャルピー吸収エネルギー vＥ-10 ：50Ｊ以上の
高靱性を有することを特徴とする強度−靱性バランスに
優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管で
ある。
【０００８】また、本発明は、質量％で、Ｃ：0.17〜0.
22％、Si：1.0 ％以下、Mn：0.25〜1.0 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：12〜14％、Ni：0.01〜0.
5 ％、Ｎ：0.001 〜0.06％、Nb：0.01〜0.07％を含み、
あるいはさらにＶ：0.20％以下を含有し、好ましくは、
残部Feおよび不可避的不純物からなる組成の鋼管に、温
度：（Ａc3変態点）〜1100℃、時間：60〜1800ｓの範囲
内でかつ次（１）式 Ｔ＋100log( ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 ……（１） ここに、Ｔ ：加熱温度（℃）、 ｔ ：保持時間（ｓ）、 Ｃ、Ｎ、Nb：各元素の含有量（質量％） を満足する加熱温度Ｔ（℃）および保持時間ｔ（ｓ）で
オーステナイト化したのち冷却する焼入れ処理を施した
のち、ついでＡc1変態点以下の温度で焼戻し処理を施す
ことを特徴とする強度−靱性バランスに優れた油井用高
強度マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法であ
る。
22％、Si：1.0 ％以下、Mn：0.25〜1.0 ％、Ｐ：0.03％
以下、Ｓ：0.005 ％以下、Cr：12〜14％、Ni：0.01〜0.
5 ％、Ｎ：0.001 〜0.06％、Nb：0.01〜0.07％を含み、
あるいはさらにＶ：0.20％以下を含有し、好ましくは、
残部Feおよび不可避的不純物からなる組成の鋼管に、温
度：（Ａc3変態点）〜1100℃、時間：60〜1800ｓの範囲
内でかつ次（１）式 Ｔ＋100log( ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 ……（１） ここに、Ｔ ：加熱温度（℃）、 ｔ ：保持時間（ｓ）、 Ｃ、Ｎ、Nb：各元素の含有量（質量％） を満足する加熱温度Ｔ（℃）および保持時間ｔ（ｓ）で
オーステナイト化したのち冷却する焼入れ処理を施した
のち、ついでＡc1変態点以下の温度で焼戻し処理を施す
ことを特徴とする強度−靱性バランスに優れた油井用高
強度マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法であ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の油井用高強度マルテンサ
イト系ステンレス鋼管は、降伏強さYS：758MPa（110ks
i）以上の高強度と、−10℃におけるシャルピー吸収エ
ネルギーvE-10が50Ｊ以上の高靱性を有し、さらには（Y
S）×（ vＥ-10 ）が40000MPaＪ以上と強度−靱性バラ
ンスに優れ、かつ耐食性に優れた油井用高強度鋼管であ
る。
イト系ステンレス鋼管は、降伏強さYS：758MPa（110ks
i）以上の高強度と、−10℃におけるシャルピー吸収エ
ネルギーvE-10が50Ｊ以上の高靱性を有し、さらには（Y
S）×（ vＥ-10 ）が40000MPaＪ以上と強度−靱性バラ
ンスに優れ、かつ耐食性に優れた油井用高強度鋼管であ
る。
【００１０】次に、本発明の油井用高強度鋼管の化学成
分限定の理由について説明する。なお、以下、質量％は
単に％と記す。 Ｃ：0.17〜0.22％ Ｃは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を確保す
るために重要な元素であり、本発明では、0.17％以上の
含有を必要とする。一方、0.22％を超えて含有すると、
靱性が低下する。このため、Ｃは0.17〜0.22％に限定し
た。
分限定の理由について説明する。なお、以下、質量％は
単に％と記す。 Ｃ：0.17〜0.22％ Ｃは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を確保す
るために重要な元素であり、本発明では、0.17％以上の
含有を必要とする。一方、0.22％を超えて含有すると、
靱性が低下する。このため、Ｃは0.17〜0.22％に限定し
た。
【００１１】Si：1.0 ％以下 Siは、脱酸剤として作用するとともに、マルテンサイト
系ステンレス鋼管の強度を増加させる元素であるが、1.
0 ％を超えて含有すると、熱間加工性が低下し、さらに
耐炭酸ガス腐食性が低下する。このため、本発明ではSi
は 1.0％以下に限定した。なお、好ましくは0.1 〜0.5
％である。
系ステンレス鋼管の強度を増加させる元素であるが、1.
0 ％を超えて含有すると、熱間加工性が低下し、さらに
耐炭酸ガス腐食性が低下する。このため、本発明ではSi
は 1.0％以下に限定した。なお、好ましくは0.1 〜0.5
％である。
【００１２】Mn：0.25〜1.0 ％ Mnは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を増加さ
せる元素であり、本発明では所望の強度を確保するため
に0.25％以上の含有を必要とするが、1.0 ％を超える含
有は靱性を劣化させる。このため、Mnは0.25〜1.0 ％の
範囲に限定した。なお、好ましくは0.3 〜0.7 ％であ
る。
せる元素であり、本発明では所望の強度を確保するため
に0.25％以上の含有を必要とするが、1.0 ％を超える含
有は靱性を劣化させる。このため、Mnは0.25〜1.0 ％の
範囲に限定した。なお、好ましくは0.3 〜0.7 ％であ
る。
【００１３】Ｐ：0.03％以下 Ｐは、強度を増加させるが、延性、靱性を低下させ、さ
らに、耐食性を劣化させる元素であり、できるだけ低減
するのが望ましい。しかし、極端な低減は製造コストの
高騰を招く。このため、本発明では、工業的に比較的安
価に実施可能でかつ、靱性、耐食性を極端に劣化させな
い範囲の0.03％以下に限定した。なお、好ましくは0.02
5 ％以下である。
らに、耐食性を劣化させる元素であり、できるだけ低減
するのが望ましい。しかし、極端な低減は製造コストの
高騰を招く。このため、本発明では、工業的に比較的安
価に実施可能でかつ、靱性、耐食性を極端に劣化させな
い範囲の0.03％以下に限定した。なお、好ましくは0.02
5 ％以下である。
【００１４】Ｓ：0.005 ％以下 Ｓは、熱間加工性を著しく劣化させる元素であり、鋼管
製造過程の生産性向上のためにもできるだけ低減するの
が望ましいが、極端な低減は製造コストの増加を招く。
0.005 ％以下に低減すれば、通常の工程で鋼管の製造が
可能であることから、本発明では、Ｓは0.005 ％以下に
限定した。なお、好ましくは0.003 ％以下である。
製造過程の生産性向上のためにもできるだけ低減するの
が望ましいが、極端な低減は製造コストの増加を招く。
0.005 ％以下に低減すれば、通常の工程で鋼管の製造が
可能であることから、本発明では、Ｓは0.005 ％以下に
限定した。なお、好ましくは0.003 ％以下である。
【００１５】Cr：12〜14％ Crは、保護被膜を形成し耐炭酸ガス腐食性、耐炭酸ガス
応力腐食割れ性等の耐食性を増加させる元素であり、耐
食性の観点からは12％以上の含有を必要とするが、14％
を超えて含有すると鋼管製造工程での熱間加工性が低下
する。このため、本発明ではCrは12〜14％の範囲に限定
した。
応力腐食割れ性等の耐食性を増加させる元素であり、耐
食性の観点からは12％以上の含有を必要とするが、14％
を超えて含有すると鋼管製造工程での熱間加工性が低下
する。このため、本発明ではCrは12〜14％の範囲に限定
した。
【００１６】Ni：0.01〜0.5 ％ Niは、保護被膜を強化し耐食性を増加させるとともに、
強度および靱性を増加させる元素であり、本発明では0.
01％以上含有させる。一方、0.5 ％を超える含有は強度
低下を引き起こす場合がある。このため、本発明では0.
01％〜0.5 ％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.1
〜0.3 ％である。
強度および靱性を増加させる元素であり、本発明では0.
01％以上含有させる。一方、0.5 ％を超える含有は強度
低下を引き起こす場合がある。このため、本発明では0.
01％〜0.5 ％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.1
〜0.3 ％である。
【００１７】Ｎ：0.06％以下 Ｎは、耐孔食性を著しく増加させる元素であり、0.0010
％以上含有するのが望ましいが、0.06％を超えて含有し
ても効果が飽和するうえ、靱性を低下させる危険性が増
大する。このようなことから、Ｎは0.06％以下に限定し
た。なお、好ましくは0.01〜0.04％である。
％以上含有するのが望ましいが、0.06％を超えて含有し
ても効果が飽和するうえ、靱性を低下させる危険性が増
大する。このようなことから、Ｎは0.06％以下に限定し
た。なお、好ましくは0.01〜0.04％である。
【００１８】Nb：0.01〜0.07％ Nbは、本発明では重要な元素であり、オーステナイト粒
の微細化を通して靱性向上に寄与する。Nbは焼入れ加熱
時に微細な窒炭化物を形成し微細オーステナイト粒と
し、熱処理後最終的に微細な焼戻しマルテンサイト組織
として鋼管の強度と靱性を向上させる。このような効果
は0.01％以上の含有で認められるが、0.07％を超える含
有は却って靱性を劣化させる。このため、本発明ではNb
は0.01〜0.07％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.
02〜0.06％である。
の微細化を通して靱性向上に寄与する。Nbは焼入れ加熱
時に微細な窒炭化物を形成し微細オーステナイト粒と
し、熱処理後最終的に微細な焼戻しマルテンサイト組織
として鋼管の強度と靱性を向上させる。このような効果
は0.01％以上の含有で認められるが、0.07％を超える含
有は却って靱性を劣化させる。このため、本発明ではNb
は0.01〜0.07％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.
02〜0.06％である。
【００１９】Ｖ：0.20％以下 Ｖも、Nbと同様に靱性を劣化させずに強度を増加させる
効果を有し、必要に応じNbとともに含有できる。強度増
加の効果は0.03％以上で顕著に認められるようになる
が、0.20％を超えて含有すると靱性が劣化する。このた
め、Ｖは0.20％以下に限定するのが好ましい。なお、よ
り好ましくは、0.03〜0.10％である。
効果を有し、必要に応じNbとともに含有できる。強度増
加の効果は0.03％以上で顕著に認められるようになる
が、0.20％を超えて含有すると靱性が劣化する。このた
め、Ｖは0.20％以下に限定するのが好ましい。なお、よ
り好ましくは、0.03〜0.10％である。
【００２０】残部Feおよび不可避的不純物 上記した化学成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純
物である。不可避的不純物としては、Al：0.05％以下、
Ｏ：0.006 ％以下が許容できる。 Al：0.05％以下 Alは、脱酸剤として作用するが、0.05％を超える含有は
靱性を劣化させるため、0.05％以下に限定するのが好ま
しい。
物である。不可避的不純物としては、Al：0.05％以下、
Ｏ：0.006 ％以下が許容できる。 Al：0.05％以下 Alは、脱酸剤として作用するが、0.05％を超える含有は
靱性を劣化させるため、0.05％以下に限定するのが好ま
しい。
【００２１】Ｏ：0.006 ％以下 Ｏは、他の元素と結合し各種の酸化物を形成し、熱間加
工性、靱性および耐食性を著しく低下させるためできる
だけ低減するのが好ましいが、0.006 ％までは許容でき
る。つぎに、本発明の油井用マルテンサイト系ステンレ
ス鋼管の製造方法について説明する。
工性、靱性および耐食性を著しく低下させるためできる
だけ低減するのが好ましいが、0.006 ％までは許容でき
る。つぎに、本発明の油井用マルテンサイト系ステンレ
ス鋼管の製造方法について説明する。
【００２２】上記した組成の鋼を、転炉、電気炉等の通
常公知の溶製方法で溶製し、連続鋳造法あるいは鋼塊−
分塊圧延により鋼管素材とするのが好ましい。これら鋼
管素材を、通常の継目無鋼管製造工程、すなわち加熱
し、マンネスマン穿孔機で穿孔し、プラグミル方式、マ
ンドレル方式等の傾斜圧延方式ミルを用いて熱間圧延
し、所定寸法の継目無鋼管とするのが好ましい。この継
目無鋼管は圧延のままで、マルテンサイト組織となる
が、所望の強度靱性を付与するために、その後焼入れ処
理および焼戻し処理を施される。
常公知の溶製方法で溶製し、連続鋳造法あるいは鋼塊−
分塊圧延により鋼管素材とするのが好ましい。これら鋼
管素材を、通常の継目無鋼管製造工程、すなわち加熱
し、マンネスマン穿孔機で穿孔し、プラグミル方式、マ
ンドレル方式等の傾斜圧延方式ミルを用いて熱間圧延
し、所定寸法の継目無鋼管とするのが好ましい。この継
目無鋼管は圧延のままで、マルテンサイト組織となる
が、所望の強度靱性を付与するために、その後焼入れ処
理および焼戻し処理を施される。
【００２３】焼入れ処理の加熱条件は、温度：（Ａc3変
態点）〜1100℃、時間：60〜1800ｓの範囲内でかつ次
（１）式 Ｔ＋100log( ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 ……（１） ここに、Ｔ ：加熱温度（℃）、 ｔ ：保持時間（ｓ）、 Ｃ、Ｎ、Nb：各元素の含有量（質量％） を満足する加熱温度Ｔ（℃）および保持時間ｔ（ｓ）で
オーステナイト化するのが好ましい。
態点）〜1100℃、時間：60〜1800ｓの範囲内でかつ次
（１）式 Ｔ＋100log( ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 ……（１） ここに、Ｔ ：加熱温度（℃）、 ｔ ：保持時間（ｓ）、 Ｃ、Ｎ、Nb：各元素の含有量（質量％） を満足する加熱温度Ｔ（℃）および保持時間ｔ（ｓ）で
オーステナイト化するのが好ましい。
【００２４】加熱温度が（Ａc3変態点）未満では、加熱
温度が低すぎて完全なオーステナイト組織が得られな
い。一方、1100℃を超えると、オーステナイト粒が粗大
化し靱性が劣化する。また、保持時間が60ｓ未満では、
鋼管の加熱温度の均一化が得られない。一方、1800ｓを
超えると熱処理の生産性が低下する。本発明の焼入れ処
理では、上記した加熱温度、保持時間の範囲内でかつ、
（Ｃ＋Ｎ）量、Nb量に関連する（１）式を満足する加熱
温度Ｔ（℃）、保持時間ｔ（ｓ）で、加熱しオーステナ
イト化する。
温度が低すぎて完全なオーステナイト組織が得られな
い。一方、1100℃を超えると、オーステナイト粒が粗大
化し靱性が劣化する。また、保持時間が60ｓ未満では、
鋼管の加熱温度の均一化が得られない。一方、1800ｓを
超えると熱処理の生産性が低下する。本発明の焼入れ処
理では、上記した加熱温度、保持時間の範囲内でかつ、
（Ｃ＋Ｎ）量、Nb量に関連する（１）式を満足する加熱
温度Ｔ（℃）、保持時間ｔ（ｓ）で、加熱しオーステナ
イト化する。
【００２５】オーステナイト化の加熱温度、保持時間
が、（１）式を満足しない場合、すなわち（１）式の左
辺ＱＰ＝Ｔ＋100log（ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000
Nbが880 を超え、（１）式を満足しない場合には、オー
ステナイト粒が粗大化し鋼管の靱性が劣化する。焼入れ
処理の加熱温度、保持時間は、（Ｃ＋Ｎ）量、Nb量によ
り適正範囲が変化する。一例として例えば、（Ｃ＋Ｎ）
＝0.22％で、Nbが0.02、0.04、0.06％とそれぞれ変化し
た場合の適正オーステナイト化条件の範囲を図１に示
す。（Ｃ＋Ｎ）：0.22％、Nb：0.02％の場合では、
（Ｃ＋Ｎ）：0.22％、Nb：0.04％の場合では、（Ｃ＋
Ｎ）：0.22％、Nb：0.06％の場合では、の領域であ
る。
が、（１）式を満足しない場合、すなわち（１）式の左
辺ＱＰ＝Ｔ＋100log（ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000
Nbが880 を超え、（１）式を満足しない場合には、オー
ステナイト粒が粗大化し鋼管の靱性が劣化する。焼入れ
処理の加熱温度、保持時間は、（Ｃ＋Ｎ）量、Nb量によ
り適正範囲が変化する。一例として例えば、（Ｃ＋Ｎ）
＝0.22％で、Nbが0.02、0.04、0.06％とそれぞれ変化し
た場合の適正オーステナイト化条件の範囲を図１に示
す。（Ｃ＋Ｎ）：0.22％、Nb：0.02％の場合では、
（Ｃ＋Ｎ）：0.22％、Nb：0.04％の場合では、（Ｃ＋
Ｎ）：0.22％、Nb：0.06％の場合では、の領域であ
る。
【００２６】上記した加熱条件でオーステナイト化した
のち、冷却し、マルテンサイト組織とする。冷却条件は
とくに限定する必要はなく空冷、水冷いずれでもよく、
空冷でもマルテンサイト組織とすることができる。焼入
れ処理を施され、室温まで冷却された鋼管は、ついでＡ
c1変態点以下の温度で焼戻し処理を施される。なお、好
ましくは500 〜650 ℃の温度で焼戻しするのが良い。
のち、冷却し、マルテンサイト組織とする。冷却条件は
とくに限定する必要はなく空冷、水冷いずれでもよく、
空冷でもマルテンサイト組織とすることができる。焼入
れ処理を施され、室温まで冷却された鋼管は、ついでＡ
c1変態点以下の温度で焼戻し処理を施される。なお、好
ましくは500 〜650 ℃の温度で焼戻しするのが良い。
【００２７】なお、上記した説明では、鋼管は継目無鋼
管を例として説明してきたが、これに限定されるもので
はない。溶接鋼管を用いてもよいのはいうまでもない。
例えば、上記した組成の鋼管素材を熱間圧延により鋼帯
とし、該鋼帯に上記した焼入れ焼戻し処理を施したの
ち、通常の電縫管製造工程、すなわち、成形−溶接−矯
正にしたがって、所定寸法の電縫鋼管としてもよい。ま
た鋼帯の状態では、圧延のままとして、通常の電縫管製
造工程を経て電縫鋼管としたのち、電縫鋼管全体に上記
した焼入れ焼戻し処理を施してもよい。
管を例として説明してきたが、これに限定されるもので
はない。溶接鋼管を用いてもよいのはいうまでもない。
例えば、上記した組成の鋼管素材を熱間圧延により鋼帯
とし、該鋼帯に上記した焼入れ焼戻し処理を施したの
ち、通常の電縫管製造工程、すなわち、成形−溶接−矯
正にしたがって、所定寸法の電縫鋼管としてもよい。ま
た鋼帯の状態では、圧延のままとして、通常の電縫管製
造工程を経て電縫鋼管としたのち、電縫鋼管全体に上記
した焼入れ焼戻し処理を施してもよい。
【００２８】
【実施例】表１に示す組成の鋼を転炉で溶製し、連続鋳
造法によりビレットとした。これらのビレットを加熱し
て、マンネスマンマンドレル方式のミルで造管し、圧延
後空冷し継目無鋼管とした。ついで、これら鋼管に表２
に示す条件の焼入れ焼戻し処理を施し、降伏強さＹＳ75
8MPa（110ksi）級の鋼管とした。
造法によりビレットとした。これらのビレットを加熱し
て、マンネスマンマンドレル方式のミルで造管し、圧延
後空冷し継目無鋼管とした。ついで、これら鋼管に表２
に示す条件の焼入れ焼戻し処理を施し、降伏強さＹＳ75
8MPa（110ksi）級の鋼管とした。
【００２９】これら鋼管について、引張試験、シャルピ
ー衝撃試験を実施し、引張特性、衝撃特性を調査した。
引張試験は、これら鋼管の長手方向から６mm中の丸棒試
験片を採取し、降伏強さYS、引張強さTS、伸びElを測定
した。衝撃試験は、これら鋼管の長手方向からJIS 4 号
試験片を採取し、−10℃におけるシャルピー吸収エネル
ギーvE-10 を測定した。
ー衝撃試験を実施し、引張特性、衝撃特性を調査した。
引張試験は、これら鋼管の長手方向から６mm中の丸棒試
験片を採取し、降伏強さYS、引張強さTS、伸びElを測定
した。衝撃試験は、これら鋼管の長手方向からJIS 4 号
試験片を採取し、−10℃におけるシャルピー吸収エネル
ギーvE-10 を測定した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】本発明例は、いずれも、降伏強さYS：758M
Pa（110ksi）級の高強度しているにもかかわらず、−10
℃における吸収エネルギー（ vＥ-10 ）が50Ｊ以上と高
く優れた靱性を示している。しかも、強度−靱性バラン
ス（YS）×（ vＥ-10 ）も40000MPaＪ以上と従来より高
く、強度−靱性バランスに優れた鋼管となっている。一
方、本発明の範囲を外れて焼入れ処理を施された比較例
は、靱性の劣化が著しい。
Pa（110ksi）級の高強度しているにもかかわらず、−10
℃における吸収エネルギー（ vＥ-10 ）が50Ｊ以上と高
く優れた靱性を示している。しかも、強度−靱性バラン
ス（YS）×（ vＥ-10 ）も40000MPaＪ以上と従来より高
く、強度−靱性バランスに優れた鋼管となっている。一
方、本発明の範囲を外れて焼入れ処理を施された比較例
は、靱性の劣化が著しい。
【００３３】このように、本発明の鋼管は、高強度でか
つ高靱性、強度−延性バランスに優れ油井用鋼管として
優れた特性を有していることがわかる。
つ高靱性、強度−延性バランスに優れ油井用鋼管として
優れた特性を有していることがわかる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高強度
・高靱性で強度−靱性バランスに優れかつ優れた耐食性
を示す油井用マルテンサイト系ステンレス鋼管を安価に
提供できる。また、本発明の油井用マルテンサイト系ス
テンレス鋼管は、極寒地にあり高深度でかつ厳しい環境
下の油井でも使用可能であり、産業上格段の効果を奏す
る。
・高靱性で強度−靱性バランスに優れかつ優れた耐食性
を示す油井用マルテンサイト系ステンレス鋼管を安価に
提供できる。また、本発明の油井用マルテンサイト系ス
テンレス鋼管は、極寒地にあり高深度でかつ厳しい環境
下の油井でも使用可能であり、産業上格段の効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼入れ加熱条件の範囲の一例を示す説
明図である。
明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/48 Ｃ２２Ｃ 38/48 (72)発明者 木村 光男 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 北幅 由一 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 Ｆターム(参考） 4K042 AA06 AA24 BA01 BA02 CA07 CA09 CA10 CA16 DA01 DA02 DC02 DC03
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ：0.17〜0.22％、 Si：1.0 ％以下、 Mn：0.25〜1.0 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：12〜14％、 Ni：0.01〜0.5 ％、 Ｎ：0.06％以下、 Nb：0.01〜0.07％ を含み、あるいはさらにＶ：0.20％以下を含有し、残部
Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、かつ降伏
強さ：758MPa以上の高強度と−10℃でのシャルピー吸収
エネルギーv Ｅ-10 ：50Ｊ以上の高靱性とを有すること
を特徴とする強度−靱性バランスに優れた油井用高強度
マルテンサイト系ステンレス鋼管。 - 【請求項２】 質量％で、 Ｃ：0.17〜0.22％、 Si：1.0 ％以下、 Mn：0.25〜1.0 ％、 Ｐ：0.03％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cr：12〜14％、 Ni：0.01〜0.5 ％、 Ｎ：0.06％以下、 Nb：0.01〜0.07％ を含み、あるいはさらにＶ：0.20％以下含有する組成の
鋼管に、温度：（Ａc3変態点）〜1100℃、時間：60〜18
00ｓの範囲内でかつ下記（１）式を満足する加熱温度Ｔ
（℃）および保持時間ｔ（ｓ）でオーステナイト化した
のち冷却する焼入れ処理を施したのち、ついでＡc1変態
点以下の温度で焼戻し処理を施すことを特徴とする強度
−靱性バランスに優れた油井用高強度マルテンサイト系
ステンレス鋼管の製造方法。 記 Ｔ＋100log( ｔ／60）−500 （Ｃ＋Ｎ）−4000Nb≦880 ……（１） ここに、Ｔ ：加熱温度（℃）、 ｔ ：保持時間（ｓ）、 Ｃ、Ｎ、Nb：各元素の含有量（質量％）
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|---|---|---|---|
| JP2000242365A JP3491149B2 (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2000242365A JP3491149B2 (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 強度−靱性バランスに優れた油井用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008148148A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Sony Corp | 無線処理システム、無線処理方法及び無線電子機器 |
| CN100439549C (zh) * | 2004-11-26 | 2008-12-03 | 住友金属工业株式会社 | 马氏体系不锈钢管及其制造方法 |
| US7686897B2 (en) | 2002-07-15 | 2010-03-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| JP2013159827A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Nkktubes Kk | 継目無油井管用マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| EP1521856B1 (en) * | 2002-07-15 | 2013-08-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| CN107881434A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-04-06 | 江苏海狮泵业制造有限公司 | 核电承压件用马氏体不锈钢及制备核电泵承压坯件的方法 |
-
2000
- 2000-08-10 JP JP2000242365A patent/JP3491149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7686897B2 (en) | 2002-07-15 | 2010-03-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| EP1521856B1 (en) * | 2002-07-15 | 2013-08-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof |
| CN100439549C (zh) * | 2004-11-26 | 2008-12-03 | 住友金属工业株式会社 | 马氏体系不锈钢管及其制造方法 |
| US7476282B2 (en) * | 2004-11-26 | 2009-01-13 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel pipe |
| US8021502B2 (en) | 2004-11-26 | 2011-09-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for producing martensitic stainless steel pipe |
| JP2008148148A (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Sony Corp | 無線処理システム、無線処理方法及び無線電子機器 |
| JP4650407B2 (ja) * | 2006-12-12 | 2011-03-16 | ソニー株式会社 | 無線処理システム、無線処理方法及び無線電子機器 |
| US8229356B2 (en) | 2006-12-12 | 2012-07-24 | Sony Corporation | Wireless processing system, wireless processing method, and wireless electronic device |
| JP2013159827A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Nkktubes Kk | 継目無油井管用マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| CN107881434A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-04-06 | 江苏海狮泵业制造有限公司 | 核电承压件用马氏体不锈钢及制备核电泵承压坯件的方法 |
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