JP2006519314A - 海水装置に使用する2相ステンレス鋼 - Google Patents
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Abstract
Description
油及びガスのような天然資源への非常に限られた接近方法に関しては、天然資源が少なく且つ品位が劣る場合、新しい天然資源、或いは過度に高い採掘費用、輸送のようなその後の処理、及び原材料と天然資源の維持と測定装置との組み合わせのため現在まで利用されていない天然資源を見つける努力をしている。
本発明の目的は、高い耐食性、及び高い衝撃強さと良好な延性と強さのような良好な機械的性質を有する2相ステンレス合金を提供することである。
これらの目的は、後述するwt%を含有する本発明の合金で実現される。
本発明にしたがう合金化元素量を含む合金がこれらの要求を満足すると言う驚くべきことが、系統的な改良作業で示された。
炭素はフェライト及びオーステナイトの双方において制限された溶解度を有する。この制限された溶解度は、クロム炭化物の析出の危険を意味し、したがって、この含有量は0.03wt%を越えるべきでなく、好ましくは0.02wt%を越えるべきでない。
この実施例にしたがう試験チャージは、170kgのインゴットである研究室的鋳物によって作られ、それは丸棒に熱間鍛造された。これは、その後棒状(丸棒及び板状の棒)に熱間押し出し加工され、この試験材料は丸棒から採取された。板状の棒は冷間圧延前に熱処理が施され、その後追加試験材料が採取された。材料の技術的観点から、この工程は、大規模な製造の代替と考える。表1はこれらの試験チャージの分析を示す。
チャージ Mn Cr Ni Mo W Co V La Ti N
605193 1.03 27.90 8.80 4.00 0.01 0.02 0.04 0.01 0.01 0.36
605195 0.97 27.90 9.80 4.00 0.01 0.97 0.55 0.01 0.35 0.48
605197 1.07 28.40 8.00 4.00 1.00 1.01 0.04 0.01 0.01 0.44
605178 0.91 27.94 7.26 4.01 0.99 0.10 0.07 0.01 0.03 0.44
605183 1.02 28.71 6.49 4.03 0.01 1.00 0.04 0.01 0.04 0.28
605184 0.99 28.09 7.83 4.01 0.01 0.03 0.54 0.01 0.01 0.44
605187 2.94 27.74 4.93 3.98 0.01 0.98 0.06 0.01 0.01 0.44
605153 2.78 27.85 6.93 4.03 0.01 0.02 0.06 0.02 0.01 0.34
605182 0.17 23.48 7.88 5.75 0.01 0.05 0.04 0.01 0.10 0.26
チャージ PREα PREγ PREα/PREγ PRE CPT℃ CPT℃ CPT℃
改良ASTM G48C,6% NACL(600mv)
G48C Green FeCl3 SEC
605193 51.3 49.0 0.9552 46.9 90/90 64
605195 51.5 48.9 0.9495 48.7 90/90 95
605197 53.3 53.7 1.0075 50.3 90/90 >95 >95
605178 50.7 52.5 1.0355 49.8 75/80 94
605183 48.9 48.9 1.0000 46.5 85/85 90 93
605184 48.9 51.7 1.0573 48.3 80/80 72
605187 48.0 54.4 1.1333 48.0 70/75 77
605153 49.6 51.9 1.0464 48.3 80/85 85 90
605182 54.4 46.2 0.8493 46.6 75/70 85 62
SAF2507 39.4 42.4 1.0761 41.1 70/70 80 95
SAF2906 39.6 46.4 1.1717 41.0 60/50 75 75
チャージ 温度 Rp0.2 Rp0.1 Rm A5 Z
(Mpa) (Mpa) (Mpa) (%) (%)
605193 RT 652 791 916 29.7 38
100℃ 513 646 818 30.4 36
200℃ 511 583 756 29.8 36
605195 RT 671 773 910 38.0 66
100℃ 563 637 825 39.3 68
200℃ 504 563 769 38.1 64
605197 RT 701 799 939 38.4 66
100℃ 564 652 844 40.7 69
200℃ 502 577 802 35.0 65
605178 RT 712 828 925 27.0 37
100℃ 596 677 829 31.9 45
200℃ 535 608 763 27.1 36
605183 RT 677 775 882 32.4 67
100℃ 560 642 788 33.0 59
200℃ 499 578 737 29.9 52
605184 RT 702 793 915 32.5 60
100℃ 569 657 821 34.5 61
200℃ 526 581 774 31.6 56
605187 RT 679 777 893 35.7 61
100℃ 513 628 799 38.9 64
200℃ 505 558 743 35.8 58
605153 RT 715 845 917 20.7 24
100℃ 572 692 817 29.3 27
200℃ 532 611 749 23.7 31
605182 RT 627 754 903 28.4 43
100℃ 493 621 802 31.8 42
次の実施例においては、この分析は、最適分析を見つける目的のために作られたさらに別の試験チャージを示す。これらのチャージは、実施例1に示された結果から、良好な組織安定性と並びに高耐食性を有するこれらのチャージの性質を基に改良された。表4の全てのチャージは、本発明にしたがう分析を含み、チャージ1〜8は統計的な実験計画の一部であるのにたいして、さらにチャージeからnは、本発明範囲内の試験合金である。
チャージ Mn Cr Ni Mo W Co Cu Ru B N
1 605258 1.1 29.0 6.5 4.23 1.5 0.0018 0.46
2 605249 1.0 28.8 7.0 4.23 1.5 0.0026 0.38
3 605259 1.1 29.0 6.8 4.23 0.6 0.0019 0.45
4 605260 1.1 27.5 5.9 4.22 1.5 0.0020 0.44
5 605250 1.1 28.8 7.6 4.24 0.6 0.0019 0.40
6 605251 1.0 28.1 6.5 4.24 1.5 0.0021 0.38
7 605261 1.0 27.8 6.1 4.22 0.6 0.0021 0.43
8 605252 1.1 28.4 6.9 4.23 0.5 0.0018 0.37
e 605254 1.1 26.9 6.5 4.8 1.0 0.0021 0.38
f 605255 1.0 28.6 6.5 4.0 3.0 0.0020 0.31
g 605262 2.7 27.6 6.9 3.9 1.0 1.0 0.0019 0.36
h 605263 1.0 28.7 6.6 4.0 1.0 1.0 0.0020 0.40
i 605253 1.0 28.8 7.0 4.16 1.5 0.0019 0.37
j 605266 1.1 30.0 7.1 4.02 0.0018 0.38
k 605269 1.0 28.5 7.0 3.97 1.0 1.0 0.0020 0.45
l 605268 1.1 28.2 6.6 4.0 1.0 1.0 1.0 0.0021 0.43
m 605270 1.0 28.8 7.0 4.2 1.5 0.1 0.0021 0.41
n 605267 1.1 29.3 6.5 4.23 1.5 0.0019 0.38
チャージ 相 Cr Mn Ni Mo W Co Cu N
605258 フェライト 29.8 1.3 4.8 5.0 1.4 0.11
オーステナイト 28.3 1.4 7.3 3.4 1.5 0.60
605249 フェライト 29.8 1.1 5.4 5.1 1.3 0.10
オーステナイト 27.3 1.2 7.9 3.3 1.6 0.53
605259 フェライト 29.7 1.3 5.3 5.3 0.5 0.10
オーステナイト 28.1 1.4 7.8 3.3 0.58 0.59
605260 フェライト 28.4 1.3 4.4 5.0 1.4 0.08
オーステナイト 26.5 1.4 6.3 3.6 1.5 0.54
605250 フェライト 30.1 1.3 5.6 5.1 0.46 0.07
オーステナイト 27.3 1.4 8.8 3.4 0.53 0.52
605251 フェライト 29.6 1.2 5.0 5.2 1.3 0.08
オーステナイト 26.9 1.3 7.6 3.5 1.5 0.53
605261 フェライト 28.0 1.2 4.5 4.9 0.45 0.07
オーステナイト 26.5 1.4 6.9 3.3 0.56 0.56
605252 フェライト 29.6 1.3 5.3 5.2 0.42 0.09
オーステナイト 27.1 1.4 8.2 3.3 0.51 0.48
605254 フェライト 28.1 1.3 4.9 5.8 0.89 0.08
オーステナイト 26.0 1.4 7.6 3.8 1.0 0.48
605255 フェライト 30.1 1.3 5.0 4.7 2.7 0.08
オーステナイト 27.0 1.3 7.7 3.0 3.3 0.45
605262 フェライト 28.8 3.0 5.3 4.8 1.4 0.9 0.08
オーステナイト 26.3 3.2 8.1 3.0 0.85 1.1 0.46
605263 フェライト 29.7 1.3 5.1 5.1 1.3 0.91 0.07
オーステナイト 27.8 1.4 7.7 3.2 0.79 1.1 0.51
605253 フェライト 30.2 1.3 5.4 5.0 1.3 0.09
オーステナイト 27.5 1.4 8.4 3.1 1.5 0.48
605266 フェライト 31.0 1.4 5.7 4.8 0.09
オーステナイト 29.0 1.5 8.4 3.1 0.52
605269 フェライト 28.7 1.3 5.2 5.1 1.4 0.9 0.11
オーステナイト 26.6 1.4 7.8 3.2 0.87 1.1 0.52
605268 フェライト 29.1 1.3 5.0 4.7 1.3 0.91 0.84 0.12
オーステナイト 26.7 1.4 7.5 3.2 0.97 1.0 1.2 0.51
605270 フェライト 30.2 1.2 5.3 5.0 1.3 0.11
オーステナイト 27.7 1.3 8.0 3.2 1.4 0.47
605267 フェライト 30.1 1.3 5.1 4.9 1.3 0.08
オーステナイト 27.8 1.4 7.6 3.1 1.8 0.46
この試験手順は、6%FeCl3のいわゆる「グリーンデス(green death)」溶液よりさらに活性である使用溶液を除きATSM G48Cにしたがう点食試験方法と同じであった。また、一般的な2%HCl中の腐食試験(チャージ当たり2個の試験片)が、露点試験の前に順位付けのために行われた。すべての試験結果は、表6、図2及び図3に示す。すべての試験をしたチャージは、「グリーンデス(green death)」溶液中でSAF2507より良好に機能する。すべてのチャージは、PREオーステナイト及びPREフェライト比に関して、定義された間隔0.9〜1.15好ましくは0.9〜1.05の間隔のあり、且つ同時にオーステナイト及びフェライトの双方のPREは44を越え、最も好ましいチャージに関しては本質的に44を越える。この幾つかのチャージは、完全に限界値PRE50まで広がる。1.5%のコバルトで合金化されたチャージ605251が、低クロム含有量のチャージ605251を除き「グリーンデス(green death)」溶液中で0.6%コバルトで合金化されたチャージ605250のように良好にほとんど等しく機能することが興味深い。これが特に驚くべきことであり且つ興味があるのは、チャージ605251は、市販の2相合金より高くてほぼ48のPRE値を有し、かつ同時に1010℃以下のTmaxシグマ値が実施例1の表2の値に基づき良好な組織安定性を示すことにある。
チャージ α含有量 合計PREW PREα PREγ PREα/REγ CPT℃、グリーン
デスの温度
605258 48.2 50.3 48.1 49.1 1.021 65/70
605249 59.8 48.9 48.3 46.6 0.976 75/80
605259 49.2 50.2 48.8 48.4 0.991 75/75
605260 53.4 48.5 46.1 47.0 1.019 75/80
605250 53.6 49.2 48.1 46.9 0.974 95/80
605251 54.2 48.2 48.1 46.9 0.976 90/80
605261 50.8 48.6 45.2 46.3 1.024 80/70
605252 56.6 48.2 48.2 45.6 0.946 80/75
605254 53.2 48.8 48.5 46.2 0.953 90/75
605255 57.4 46.9 46.9 44.1 0.940 90/80
605262 57.2 47.9 48.3 45.0 0.931 70/85
605263 53.6 49.7 49.8 47.8 0.959 80/75
605253 52.6 48.4 48.2 45.4 0.942 85/75
605266 62.6 49.4 48.3 47.6 0.986 70/65
605269 52.8 50.5 49.6 46.9 0.945 80/90
605268 52.0 49.9 48.7 47.0 0.965 85/75
605270 50.0 49.2 48.5 45.7 0.944 80/85
605267 59.8 49.3 47.6 45.4 0.953 60/65
チャージ CPT平均 CCT平均 RP0.12RT RmRT ART ZRT
605258 84 68 725 929 40 73
605249 74 78 706 922 38 74
605259 90 85 722 928 39 73
605260 93 70 709 917 40 73
605250 89 83 698 923 38 75
605251 95 65 700 909 37 74
605261 93 78 718 918 40 73
605252 87 70 704 909 38 74
605254 93 80 695 909 39 73
605255 84 65 698 896 37 74
605262 80 83 721 919 36 75
605263 83 75 731 924 37 73
605253 96 75 707 908 38 73
605266 63 78 742 916 34 71
605269 95 90 732 932 39 73
605268 75 85 708 926 38 73
605270 95 80 711 916 38 74
605267 58 73 759 943 34 71
チャージ シグマ相 Cr Mo W Co Cu N Ru
605249 1 28.8 4.23 1.5 0.38
605250 2 28.8 4.24 0.6 0.40
605251 1 28.1 4.24 1.5 0.38
605252 1 28.4 4.23 0.5 0.37
605253 1 28.8 4.16 1.5 0.37
605254 1 26.9 4.80 1.0 0.38
605255 1 28.6 4.04 3.0 0.31
605258 2 29.0 4.23 1.5 0.46
605259 1 29.0 4.23 0.6 0.45
605260 1 27.5 4.22 1.5 0.44
605261 2 27.8 4.22 0.6 0.43
605262 4 27.6 3.93 1.0 1.0 0.36
605263 5 28.7 3.96 1.0 1.0 0.40
605266 1 30.0 4.02 0.38
605267 1 29.3 4.23 1.5 0.38
605268 2 28.2 3.98 1.0 1.0 1.0 0.43
605269 3 28.5 3.97 1.0 1.0 0.45
605270 3 28.8 4.19 1.5 0.41 0.1
ワイヤライン適用のワイヤーの応力状態は、表9に示されるように3つの成分から主に構成され、すなわち、式(1)にしたがうワイヤーのデッドロード、式(2)にしたがう衝撃荷重、式(3)にしたがう供給装置の種々の支持ホイールによって誘起される応力、及び部分引っ張りの合計のように表わせる式(4)にしたがう合計引張りである。以下に記載されるように種々の引張りに対する式から考えられるように、高引張り/極限強さは、より小さな供給ホイール並びに単位面性あたりのより大きな付加荷重の使用を可能にする。
誘起引張りに対する式
(1)ワイヤーのデッドロード σ1=ρgl/2=材料密度
g=重力加速度、
l=ドリル孔中のワイヤーの長さ
(2)付加荷重 σ2=F/A、F=付加荷重
A=ワイヤー
(3)支持ホイール σ3=dE/R、d=ワイヤー直径
E=ヤング率、R=支持ワイヤー半径
(4)合計 σ=σ 1 +σ 2 +σ 3
チャージ:456904
最終寸法:2.08mm
ヤング率:195266N/mm2
Rm:1858N/mm2
破断荷重:6344N=1426lbf
シグマ相の存在なし
延性:受託可能
表10は、これまで使用された合金と比較した本発明の合金の強度と破断荷重を示す。
引張り強さ 破断荷重(lbf)
大きさあたり(inch
合金 PRE kis Mpa .072" .082" .092" .108" .125" .14" .15"
GD22 225 1550 916 1495 2061 2761
GD31MO 2822
高強度
Briden 1240 1550 2030 2560
SUPA75
Sandvik 35 250 1700 1010 1310 1650 2275 3045 3795 4356
SAF2205
Sandvik 43 255 1750 1035 1345 1690 2330 3120
SAF
本発明の 46 1858 1426
合金
本発明は、高耐食性、熱間加工状態並びに冷間加工後の双方での高強度、良好な延性、良好な組織安定性と制御温度条件が維持されて備わる金属間化合物相析出の最小リスク、及び良好な熱間加工性、との独特な組み合わせを有する。
Claims (10)
- 重量%で、
C:0より大きくて最大0.03%
Si:最大0.5%
Mn:0〜3.0%
Cr:24.0〜30.0%
Ni:4.9〜10.0%
Mo:3.0〜5.0%
N:0.2〜0.5%
B:0〜0.0030%
S:最大0.010%
Co:0〜3.5%
W:0〜3.0%
Cu:0〜2.0%
Ru:0〜0.3%
Al:0〜0.03%
Ca:0〜0.010%
を含有し、残部がFe及び通常の不純物と添加物であり、且つ
フェライト含有量が40〜65vol%であり、熱間加工状態及び冷間加工後の双方における高い強度と、良好な靭性と、良好な組織安定性とを有し、制御された温度環境下で金属間化合物相が析出する危険性が最小化され、良好な熱間加工性を備える、
フェライト・オーステナイト2相ステンレス鋼。 - 前記クロムの含有量が26.5〜29.0wt%であることを特徴とする請求項1に記載の鋼。
- 前記クロムの含有量が26.5〜29.0wt%であることを特徴とする請求項1または2に記載の鋼。
- 前記ニッケルの含有量が5.0〜8.0wt%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼。
- 前記モリブデンの含有量が3.6〜4.7wt%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の鋼。
- 前記窒素の含有量が0.35〜0.45wt%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の鋼。
- 前記ルテニウムの含有量が0〜0.3wt%好ましくは0より多くて0.1wt%までであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の鋼。
- 前記コバルトの含有量が、0.5〜3.5wt%好ましくは0より大きく0.1wt%までであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の鋼。
- 前記銅の含有量が、0.5〜2.0wt%好ましくは1.0〜1.5wt%であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の鋼。
- 塩化物を含有する環境特に海水環境において、潤滑ライン、ワイヤライン及びボーリング検層ケーブルのためのワイヤー、ロープ及びラインのような油及びガスの探査用のワイヤー用途に使用する請求項1に記載の鋼の用途。
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