JP2015196193A - Continuous casting method of casting piece for steel pipe excellent in toughness and corrosion resistance - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an intermetallic compound as a brittle phase.SOLUTION: When a casting piece as raw material for manufacturing a steel pipe is manufactured by continuously casting an alloy comprising, by mass%, 0.01 to 0.05% of C, 0.05 to 0.5%of Si, 0.1 to 1.5% of Mn, 0.05% or less of P, 0.005% or less of S, 15 to 30% of Cr, 1 to 10% of Mo, 30 to 50% of Ni, further, 0.05 to 2% of Sn and the remaining part of Fe and impurity, a relation between a ratio I/Iof I to deposition amount Iof intermetallic compound at a center of cross-section of the casting piece in such a case that Sn is not contained in the alloy and in such a case that Sn is contained and an average Md value of the alloy defined by ΣX.(Md)[eV](Xis atomic fraction [-] of an alloy component i, (Md)is Md value [eV] of the alloy component i) and a relation between the average Md value of the alloy and inclusion Sn amount are determined and such a Sn content that the average Md value of the alloy is 0.92 or less and the ratio I/Igets to 0.8 or less is provided.

Description

本発明は、油井管の製造に好適なオーステナイト系ステンレス鋼を連続鋳造する方法であり、特に靭性および孔食性に優れた鋼管用鋳片を連続鋳造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for continuously casting austenitic stainless steel suitable for the production of oil well pipes, and more particularly to a method for continuously casting steel pipe slabs excellent in toughness and pitting corrosion.

近年、石油や天然ガスの需要は年々増大し、その重要性は益々高まってきている。一方で新たに開発する対象となる石油や天然ガスの貯留層はより深い位置になってきており、より過酷な環境に耐えることができる、高強度で高耐食性を有する油井管が開発されてきている。特に、このような過酷な環境ではCO2 或いはH2S などの腐食性ガスを含んでいることが多く、高耐食性を有する材料の開発が進められている。 In recent years, demand for oil and natural gas has been increasing year by year, and its importance has been increasing. On the other hand, oil and natural gas reservoirs to be newly developed have become deeper, and oil well pipes with high strength and high corrosion resistance that can withstand harsh environments have been developed. Yes. In particular, such harsh environments often contain corrosive gases such as CO 2 or H 2 S, and development of materials having high corrosion resistance is being promoted.

油井管には様々な鋼種が存在するが、その選定条件は、主にCO2 やH2S の分圧、および温度によるのが一般的である。 There are various steel types in oil well pipes, and the selection conditions are generally based mainly on the partial pressure and temperature of CO 2 and H 2 S.

例えば、CO2 腐食を防止するにはCrの添加が有効である。これは、Crの添加によって熱に強いクロム酸化物の保護膜が鋼表面に形成され、FeCO3 を含むスケールが鋼表面を平滑に覆いやすくなるためである。そのため、CO2 分圧の高い環境下では、13質量%クロム鋼や、22質量%クロム・25質量%クロムを含む二相ステンレス鋼が用いられている。 For example, the addition of Cr is effective in preventing CO 2 corrosion. This is because the addition of Cr forms a heat-resistant chromium oxide protective film on the steel surface, and the scale containing FeCO 3 tends to cover the steel surface smoothly. Therefore, in an environment where CO 2 partial pressure is high, 13 mass% chromium steel and duplex stainless steel containing 22 mass% chromium and 25 mass% chromium are used.

しかしながら、13質量%クロム鋼や二相ステンレス鋼は、高ニッケル合金鋼に比べてH2S に弱いため、CO2 とH2S が共存する最も厳しい環境下ではオーステナイト系高ニッケル合金鋼が適している。 However, 13 mass% chromium steel and duplex stainless steel are weaker to H 2 S than high nickel alloy steel, so austenitic high nickel alloy steel is suitable in the most severe environment where CO 2 and H 2 S coexist. ing.

しかしながら、オーステナイト系高ニッケル合金鋼は、特有の応力腐食割れ現象を起こすことが知られている。従って、この応力腐食割れを改善する目的で、Moを添加したMo含有高Cr−高Ni合金(以下、単に「高合金」と言う。)が開発され、原子力発電設備や化学プラント、海上などの塩化物イオン濃度の高い環境で採用されている。   However, it is known that austenitic high nickel alloy steel causes a characteristic stress corrosion cracking phenomenon. Therefore, for the purpose of improving this stress corrosion cracking, Mo-containing high Cr-high Ni alloy (hereinafter simply referred to as “high alloy”) has been developed, and it has been developed for nuclear power generation facilities, chemical plants, offshore, etc. Used in environments with high chloride ion concentrations.

このような過酷な腐食環境下で求められる耐食性は、上述のような合金元素を固溶させた状態で発揮されることが知られている。   It is known that the corrosion resistance required in such a severe corrosive environment is exhibited in a state where the above alloy elements are dissolved.

しかしながら、本発明で対象とする前記高合金はMo,Cr等の合金元素を多く含有し、脆化相である金属間化合物が発生することが明らかとなっている。金属間化合物であるσ相、およびΧ相は脆化相であることから、靭性の低下を招くだけでなく、高濃度塩化物環境においてはこれら金属間化合物の析出により孔食性が低下することが報告されている。これはσ相、およびΧ相の析出によりその部分の不動態皮膜が不安定化するためである。   However, it has been clarified that the high alloy targeted in the present invention contains many alloying elements such as Mo and Cr and generates an intermetallic compound which is an embrittlement phase. Since the intermetallic compound σ phase and the soot phase are embrittled phases, not only will the toughness be reduced, but in a high-concentration chloride environment, the precipitation of these intermetallic compounds may reduce pitting corrosion. It has been reported. This is because the passive film of the part becomes unstable due to the precipitation of the σ phase and the soot phase.

ここで、σ相とはFeとCrの金属間化合物で、その中にMo,W ,Si,Nb,Ti等の元素が固溶したものである。また、Χ相とはFe,CrおよびMoで構成される金属間化合物である。   Here, the σ phase is an intermetallic compound of Fe and Cr in which elements such as Mo, W, Si, Nb, and Ti are dissolved. The soot phase is an intermetallic compound composed of Fe, Cr and Mo.

金属間化合物は母相とは全く異なる結晶構造を持ち、特異な性質を示すことが知られており、その析出は化学量論比や相安定性に大きく左右されることから、その他の析出物等とは異なり、単純な拡散による溶質元素だけでは整理できるものではない。   Intermetallic compounds have a crystal structure completely different from that of the parent phase and are known to exhibit unique properties, and their precipitation depends greatly on the stoichiometric ratio and phase stability. Unlike, etc., solute elements by simple diffusion cannot be organized.

このような問題を回避するための従来技術としては、鋳造以降の工程において、金属間化合物を拡散によって解消する目的で均質化熱処理する方法が一般的であるが、当該方法は当然のことながら生産工期の長期化、およびロスコスト増を招来し好ましくない。さらに、長時間の熱処理は結晶粒の粗大化を招き、加工時の割れの原因となる。以上の問題から、熱処理工程の省略、または少なくとも熱処理時間の短縮化が求められている。   As a conventional technique for avoiding such problems, a method of homogenizing heat treatment for the purpose of eliminating intermetallic compounds by diffusion is generally used in the processes after casting, but this method is naturally produced. This is not preferable because the construction period is prolonged and the loss cost is increased. Furthermore, long-time heat treatment leads to coarsening of crystal grains and causes cracks during processing. In view of the above problems, there is a need to omit the heat treatment step or at least shorten the heat treatment time.

そこで、発明者らは、金属間化合物が形成される凝固過程における制御技術に着目し、研究を進めた。   Therefore, the inventors focused on the control technology in the solidification process in which an intermetallic compound is formed, and advanced the research.

金属間化合物が形成される凝固過程における制御技術としては、例えば特許文献1〜特許文献3が提案されている。   As a control technique in the solidification process in which an intermetallic compound is formed, for example, Patent Documents 1 to 3 are proposed.

特許文献1では、耐すきま腐食性を向上させるCr,MoおよびN の含有量の総含有量が51質量%以上となるように増加する一方、金属間化合物の析出を助長するSi,Mnの含有量を通常のレベルよりも極力低減させることで、耐すきま腐食性および熱間加工性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法が提案されている。   In Patent Document 1, the total content of Cr, Mo and N 2 which improves crevice corrosion resistance is increased to 51% by mass or more, while the content of Si and Mn promotes the precipitation of intermetallic compounds. There has been proposed a method for producing an austenitic stainless steel that is excellent in crevice corrosion resistance and hot workability by reducing the amount as much as possible.

しかしながら、N 含有量を増加した場合は、熱間での変形抵抗が上昇して製管圧延が困難になる可能性がある。また、Si含有量の低減は高温における耐酸化性の問題が生じるため、Si含有量の低減には限界がある。   However, when the N content is increased, the hot deformation resistance may increase, making pipe rolling difficult. Further, since the reduction of the Si content causes a problem of oxidation resistance at high temperatures, there is a limit to the reduction of the Si content.

また、特許文献2では、特許文献1と同様、オーステナイト系ステンレス鋼のCr,MoおよびN の含有量を増加し、これを粉末プロセスにより固化成形することで、マクロ偏析、およびσ相やμ相などの金属間化合物の析出を抑制する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 2, as in Patent Document 1, the content of Cr, Mo and N in the austenitic stainless steel is increased, and this is solidified by a powder process, so that macrosegregation, σ phase and μ phase are achieved. Techniques for suppressing the precipitation of intermetallic compounds such as are disclosed.

しかしながら、粉末プロセスには特殊な設備が必要となり、さらに生産性が低いという課題が残る。   However, the powder process requires special equipment and the problem of low productivity remains.

また、特許文献3では、MM(ミッシュメタル)と呼ばれる原子番号57〜71までの希土類金属の混合物やY を添加することにより、溶鋼中の溶解度積を特定範囲に制御して意図的に生成させた希土類金属複合化合物を核として凝固組織を微細化、緻密化して偏析を制御し、σ相を含む金属間化合物の形成を抑制する手法が提案されている。   Further, in Patent Document 3, by adding a mixture of rare earth metals having an atomic number of 57 to 71 called MM (Misch Metal) and Y 2, the solubility product in molten steel is controlled to a specific range and is intentionally generated. A method has been proposed in which the solidification structure is refined and densified using the rare earth metal composite compound as a nucleus to control segregation, thereby suppressing the formation of intermetallic compounds including the σ phase.

この特許文献3で提案された技術は、凝固組織微細化による偏析の制御、金属間化合物の制御の観点において非常に有用な手段であると考えられる。しかしながら、特許文献3で提案された微細化技術は、初晶がフェライト相の時にのみ有効な手段であり、本発明で対象とするγ単相凝固であるオーステナイト系ステンレス鋼には適用することができない。また、MMやY はレアメタルであることから市場価格が急激に変動するリスクがあり、安定供給が困難となる可能性がある。   The technique proposed in Patent Document 3 is considered to be a very useful means in terms of control of segregation by refinement of solidified structure and control of intermetallic compounds. However, the refinement technique proposed in Patent Document 3 is an effective means only when the primary crystal is in the ferrite phase, and can be applied to the austenitic stainless steel that is the γ single phase solidification targeted in the present invention. Can not. Also, since MM and Y are rare metals, there is a risk that the market price will fluctuate rapidly, which may make stable supply difficult.

特開平10−60603号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-60603 特開平6−306553号公報JP-A-6-306553 特開2011−174183号公報JP 2011-174183 A

上記したように鋼管用に鋳造される鋼片は、プロセスやコスト低減の観点から、長時間の熱処理工程の省略、または熱処理時間の低減が求められている。しかしながら、γ単相凝固する高合金の鋳造後の鋼片にはCrやMo等の合金元素を多量に含有するため脆化相である金属間化合物(σ相およびΧ相)が発生しやすく、加工性が低いだけでなく、海水など高濃度塩化物環境において孔食性の低下が問題である。   As described above, a steel piece cast for a steel pipe is required to omit a long heat treatment step or to reduce a heat treatment time from the viewpoint of process and cost reduction. However, the steel slab after casting of the high alloy that solidifies γ single phase contains a large amount of alloying elements such as Cr and Mo, so that intermetallic compounds (σ phase and soot phase) that are embrittlement phases are likely to occur, Not only is processability low, but pitting corrosion is a problem in high-concentration chloride environments such as seawater.

これに対し、従来技術は合金含有量の変更、または鋳造以降の過程における抑制技術が用いられてきた。しかしながら、合金含有量の変更による手法は本来の材料特性を劣化させる可能性があり、特定鋼種にしか用いることができず、汎用性が低い。従って、多くの鋼種は、鋳造後、長時間の熱処理を必要とすることから、当然のことながら生産工期の長期化、ロスコスト増を招来し、さらに結晶粒粗大化を原因とする加工性低下を招くことになる。   On the other hand, in the prior art, a suppression technique in the process after changing the alloy content or casting is used. However, the technique by changing the alloy content may deteriorate the original material characteristics, can be used only for specific steel types, and has low versatility. Therefore, since many steel types require a long heat treatment after casting, it naturally leads to a prolonged production period and an increase in loss costs, and further a decrease in workability due to coarsening of crystal grains. Will be invited.

本発明は、上記の従来技術にあった問題に鑑みてなされたものであり、脆化相である金属間化合物を抑制し、高濃度塩化物環境で使用する鋼管に好適な、靭性および孔食性に優れた、γ単層凝固の鋼管用オーステナイト系ステンレス鋼鋳片の製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, suppresses intermetallic compounds that are embrittled phases, and is suitable for steel pipes used in high-concentration chloride environments, and toughness and pitting corrosion. An object of the present invention is to provide a method for producing an austenitic stainless steel slab for a γ single-layer solidified steel pipe.

すなわち、本発明は、
質量%で、C :0.01〜0.05%、Si:0.05〜0.5%以下、Mn:0.1〜1.5%、P :0.05%以下、S :0.005%以下、Cr:15〜30%、Mo:1〜10%、Ni:30〜50%に加えて、さらにSnを0.05〜2%含有し、残部がFeおよび不純物からなる合金を連続鋳造して靭性および孔食性に優れた鋼管製造用の素材となる鋳片を製造する方法において、
前記合金中にSnを含有させない場合の連続鋳造鋳片の横断面中心における金属間化合物の析出量I0と、Snを含有させた前記合金の連続鋳造鋳片の横断面中心における金属間化合物の析出量I との比I /I0と下記式で定義される前記合金の平均Md値との関係、並びに、前記合金の平均Md値と含有Sn量の関係を求め、前記合金の平均Md値が0.92以下で、前記の比I /I0が0.8以下となるSn含有量とすることを最も主要な特徴としている。
平均Md値=ΣΧi・(Md)i [eV]
ここで、Χi:合金成分iの原子分率 [-]
(Md)i:合金成分iのMd値 [eV]
That is, the present invention
In mass%, C: 0.01 to 0.05%, Si: 0.05 to 0.5% or less, Mn: 0.1 to 1.5%, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Cr: 15 to 30%, Mo: 1 to 10 %, Ni: 30-50% in addition to 0.05 to 2% of Sn, with the balance being a continuous casting of an alloy consisting of Fe and impurities to produce a steel pipe manufacturing material with excellent toughness and pitting resistance In a method of manufacturing a piece,
The amount of intermetallic compound precipitation I 0 at the center of the cross section of the continuous cast slab when Sn is not contained in the alloy, and the amount of intermetallic compound at the center of the cross section of the continuous cast slab of the alloy containing Sn The relationship between the ratio I 1 / I 0 of the precipitation amount I and the average Md value of the alloy defined by the following formula, and the relationship between the average Md value of the alloy and the contained Sn amount, and the average Md value of the alloy The main feature is that the Sn content is such that the ratio I 2 / I 0 is 0.8 or less.
Average Md value = ΣΧ i・ (Md) i [eV]
Where Χ i : atomic fraction of alloy component i [-]
(Md) i : Md value of alloy component i [eV]

上記本発明方法によって鋳造された鋳片は、デンドライト組織が微細化しているので、脆化相である金属間化合物の析出が抑制されており、さらに初期凝固γ粒も従来の鋳片に比べて微細化している。   Since the slab cast by the method of the present invention has a fine dendrite structure, precipitation of an intermetallic compound that is an embrittlement phase is suppressed, and the initial solidified γ grains are also smaller than conventional slabs. It is miniaturized.

本発明では、脆化相である金属間化合物(σ相およびΧ相)の析出が抑制されており、さらに初期凝固γ粒も従来に比べて微細化しているので、従来必要であった長時間の熱処理工程を短縮できるのと共に、製管時に再加熱した場合にもオーステナイト粒の成長が抑制される。従って、靭性および孔食性に優れた性質を有する鋼管用の鋳片を得ることができる。   In the present invention, precipitation of intermetallic compounds (σ phase and soot phase), which is an embrittlement phase, is suppressed, and the initial solidified γ grains are also made finer than conventional ones. In addition to shortening the heat treatment step, the growth of austenite grains is suppressed even when reheating is performed during pipe production. Accordingly, a steel pipe slab having properties excellent in toughness and pitting resistance can be obtained.

Sn濃度と、一次デンドライトアーム間隔比d/d0、および金属間化合物の発生指標である平均Md値との関係を示す図である。And the Sn concentration is a diagram showing the relationship between the average Md value is generated indication of a primary dendrite arm spacing ratio d / d 0, and intermetallic compounds. Sn濃度に対する平均Md値を示す図である。It is a figure which shows the average Md value with respect to Sn density | concentration. 平均Md値と金属間化合物の面積率比I/I0との関係を示す図である。Is a graph showing the relationship between the average Md value and the area ratio I / I 0 of the intermetallic compound.

発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、連続鋳造の過程で溶鋼に界面活性元素であるSnを所定量含有させれば、Snを含有させない場合に比べ、金属間化合物の析出が抑制され、高濃度塩化物環境で使用する鋼管に好適な、靭性および孔食性に優れたγ単層凝固のオーステナイト系ステンレス鋼の鋳片を得られることを知見し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the inventors have made it possible to add a predetermined amount of Sn, which is a surface active element, to the molten steel in the process of continuous casting. It has been found that slabs of austenitic stainless steel solidified by γ single-layer solidification with excellent toughness and pitting resistance suitable for steel pipes used in high-concentration chloride environments can be obtained by suppressing the precipitation of intermetallic compounds. Was completed.

以下、本知見について詳細に説明する。
A)金属間化合物への影響について
通常、連続鋳造鋳片の凝固組織はデンドライト形態を呈している。このデンドライトは、凝固過程における溶質元素の拡散に起因して形成され、溶質元素はその平衡分配係数に依存して、デンドライトの樹間部において濃化する。高合金鋼に含有されるCrやMoの平衡分配係数は1.0 より小さいことから樹間部において濃化し、樹間部にこれらの元素によって構成される金属間化合物(σ相、Χ相)が発生しやすいという特徴を有している。
Hereinafter, this knowledge will be described in detail.
A) Influence on intermetallic compounds Normally, the solidification structure of a continuous cast slab has a dendritic form. This dendrite is formed due to the diffusion of solute elements during the solidification process, and the solute elements are concentrated in the dendritic trees depending on the equilibrium partition coefficient. Since the equilibrium partition coefficient of Cr and Mo contained in the high alloy steel is less than 1.0, it concentrates in the intertree part, and intermetallic compounds (σ phase, soot phase) composed of these elements are generated in the intertree part. It is easy to do.

金属間化合物は、上述した通り母相とは全く異なる結晶構造を持ち、その析出は化学量論比に大きく左右される。例えばΧ相はFe18Cr6Mo5といった複雑な構造を有している。このような構造を有する金属間化合物の析出は樹間部への溶質元素の濃化に起因するため、発明者らは後述の一方向凝固試験を実施し、凝固組織を観察することでSnを所定量添加した場合の影響を調査した。 As described above, the intermetallic compound has a completely different crystal structure from the parent phase, and its precipitation is greatly influenced by the stoichiometric ratio. For example, the soot phase has a complex structure such as Fe 18 Cr 6 Mo 5 . Since precipitation of intermetallic compounds having such a structure is caused by the concentration of solute elements in the intertree parts, the inventors conducted a unidirectional solidification test described later and observed Sn by observing the solidification structure. The effect of adding a predetermined amount was investigated.

顕微鏡およびSEM-EDX(走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;以下、SEM と略す。)と、それに付属するエネルギー分散型X線分析装置(Energy Dispersive X-ray Detector;以下、EDX と略す。))による観察の結果、発明者らは、Sn添加によりデンドライト樹間が低減し、Χ相やσ相の金属間化合物の析出が抑制されることを確認した。   Microscope and SEM-EDX (Scanning Electron Microscope (hereinafter abbreviated as SEM) and energy dispersive X-ray detector (Energy Dispersive X-ray Detector; hereinafter abbreviated as EDX)) As a result of observation by the above, the inventors confirmed that the addition of Sn reduces the dendritic tree spacing and suppresses the precipitation of the intermetallic compounds of the cocoon phase and the σ phase.

前記高合金にSnを所定量添加することで、金属間化合物の析出が抑制される理由として以下の二つの効果が考えられる。   The following two effects can be considered as reasons why precipitation of intermetallic compounds is suppressed by adding a predetermined amount of Sn to the high alloy.

第一の点は、デンドライト樹間における溶質元素の濃化低減である。
溶質元素の濃化はデンドライト樹間に依存することが知られており、これが低減したことにより溶質元素の濃化自体が抑制され、金属間化合物の析出が抑制される。
The first point is to reduce the concentration of solute elements between dendrites.
It is known that the concentration of solute elements depends on the dendrite trees, and by reducing this, concentration of solute elements itself is suppressed, and precipitation of intermetallic compounds is suppressed.

第二の点は、金属間化合物の相安定性の変化である。
金属間化合物の析出は局所的な相安定性に大きく影響を受けることが報告されており、多元系の相安定性の指標の一つとして合金の各成分のd軌道にある電子軌道エネルギーを意味するMd値[eV]を用いて析出傾向を予測するPHACOMP(Phase Computation)法が確立されている。
The second point is a change in phase stability of the intermetallic compound.
It has been reported that precipitation of intermetallic compounds is greatly affected by local phase stability, which means the electron orbital energy in the d orbital of each component of the alloy as one of the indicators of phase stability of multicomponent systems. A PHACOMP (Phase Computation) method has been established to predict the precipitation tendency using the Md value [eV].

合金の前記Md値は下記(1) 式の平均Md値で定義されている(森永ら、鉄と鋼、71(1985)、p.1441〜1451。以下、非特許文献1という。)。
平均Md値=ΣΧi・(Md)i [eV] …(1)
ここで、Χi:合金成分iの原子分率 [-]
(Md)i:合金成分iのMd値[eV]
The Md value of the alloy is defined by the average Md value of the following formula (1) (Morinaga et al., Iron and Steel, 71 (1985), p. 1441 to 1451, hereinafter referred to as Non-Patent Document 1).
Average Md value = ΣΧ i · (Md) i [eV]… (1)
Where Χ i : atomic fraction of alloy component i [-]
(Md) i : Md value of alloy component i [eV]

合金の平均Md値は、初期組成と偏析比より求められるデンドライト樹間の組成を原子分率に換算してΧiを算出することで、金属間化合物の析出を整理可能である。 The average Md value of the alloy can arrange the intermetallic compounds by calculating Χ i by converting the composition between the dendrite trees obtained from the initial composition and the segregation ratio into the atomic fraction.

発明者らは、前記非特許文献1で、Snを所定量含有する合金鋼では、金属間化合物が析出すると報告されている臨界値を超えないことを、後述する一方向凝固試験により知見した。   The inventors have found by a unidirectional solidification test described below that the alloy steel containing a predetermined amount of Sn in Non-Patent Document 1 does not exceed the critical value reported that an intermetallic compound is precipitated.

これはデンドライト樹間における溶質元素の濃化バランスが変化したことを示しており、その理由としてデンドライト樹間を変化させたことにより、デンドライト軸芯からの溶質の拡散量、およびデンドライト樹間からデンドライト軸芯への逆拡散量が変化したことが推測される。   This indicates that the concentration balance of solute elements between dendrite trees has changed. The reason for this is that the amount of solute diffused from the dendrite axis and the dendrite between dendrite trees are changed. It is presumed that the amount of back diffusion to the shaft has changed.

これにより最終的にデンドライト樹間の溶質元素の濃化バランスが変化し、金属間化合物の析出が抑制されたと考えられる。   As a result, the concentration balance of solute elements between dendritic trees finally changed, and it is considered that precipitation of intermetallic compounds was suppressed.

B)孔食性への影響について
金属間化合物であるσ相やΧ相は、その部分の不動態皮膜が不安定化するため高濃度塩化物環境において孔食性が低下する。そのため、上記のように所定量のSnを含有させることでσ相やΧ相の生成を抑制されて孔食性が著しく向上する。さらに、Snは耐候性を向上させる元素であることから、鋼材に含有させることで、例えば採掘設備の建設時に偶発的に不動態皮膜の剥離が生じたとしても、Snイオンがインヒビター効果を発揮してアノード溶解反応速度を著しく低減することから、鋼材自体も極めて高い孔食性を有することになる。
B) Effect on pitting corrosion The σ phase and the soot phase, which are intermetallic compounds, destabilize the passive film in that portion, and therefore the pitting corrosion is reduced in a high concentration chloride environment. Therefore, by containing a predetermined amount of Sn as described above, the formation of the σ phase and the soot phase is suppressed, and the pitting corrosion property is remarkably improved. Furthermore, since Sn is an element that improves weather resistance, Sn ions exert an inhibitory effect when they are included in steel materials even if, for example, accidental peeling of the passive film occurs during the construction of mining equipment. Therefore, the anodic dissolution reaction rate is remarkably reduced, so that the steel material itself has extremely high pitting corrosion.

C)結晶粒への影響について
結晶粒の成長は初期γ粒径に大きく依存することから、初期γ粒の微細化は再加熱による結晶粒粗大化を抑制する効果がある。
C) Influence on crystal grains Since the growth of crystal grains largely depends on the initial γ grain size, the refinement of the initial γ grains has the effect of suppressing crystal grain coarsening due to reheating.

本発明は、前述の知見に基づいて完成されたものであり、下記のγ単相凝固の、高合金の鋼管用鋳片を連続鋳造する方法である。なお、以下の説明では、鋼の成分組成については、特に断らない限り、「%」は「質量%」を意味する。   The present invention has been completed on the basis of the above-mentioned knowledge, and is a method for continuously casting a slab for a high alloy steel pipe having the following γ single phase solidification. In the following description, “%” means “mass%” unless otherwise specified.

本発明において、「γ単相凝固」とは、初晶γ凝固、かつγ単相で凝固が完了し、その後変態を起こさず、ほぼ凝固組織のまま室温に至ることを意味し、デンドライト樹間にσ相やΧ相といった金属間化合物の晶出又は析出が生じる凝固を含む相変化の形態を意味する。   In the present invention, “γ single-phase solidification” means primary γ solidification, and solidification is completed in the γ single phase, and then the transformation does not occur, and it reaches room temperature with almost solidified structure. Means a form of phase change including solidification in which crystallization or precipitation of an intermetallic compound such as a σ phase or a soot phase occurs.

すなわち、本発明は、
C :0.01〜0.05%、Si:0.05〜0.5%以下、Mn:0.1〜1.5%、P :0.05%以下、S :0.005%以下、Cr:15〜30%、Mo:1〜10%、Ni:30〜50%に加えて、さらにSnを0.05〜2%含有し、残部がFeおよび不純物からなる合金を連続鋳造して靭性および孔食性に優れた鋼管製造用の素材となる鋳片を製造する方法において、
前記合金中にSnを含有させない場合の連続鋳造鋳片の横断面中心における金属間化合物の析出量I0(=Χ00)と、Snを含有させた前記合金の連続鋳造鋳片の横断面中心における金属間化合物の析出量I (=Χ+σ)との比I /I0と前記(1) 式で定義される前記合金の平均Md値との関係、並びに、前記合金の平均Md値と含有Sn量の関係を求め、前記合金の平均Md値が0.92以下で、前記の比I /I0が0.8以下となるSn含有量とするものである。
That is, the present invention
C: 0.01 to 0.05%, Si: 0.05 to 0.5% or less, Mn: 0.1 to 1.5%, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Cr: 15 to 30%, Mo: 1 to 10%, Ni: In addition to 30 to 50%, 0.05% to 2% Sn is contained, and the balance is continuously cast from an alloy consisting of Fe and impurities to produce a slab that is a material for producing steel pipes with excellent toughness and pitting corrosion. In the method
Precipitation amount I 0 (= Χ 0 + σ 0 ) of intermetallic compound at the center of the cross section of the continuous cast slab when Sn is not contained in the alloy, and the continuous cast slab of the alloy containing Sn The relationship between the ratio I / I 0 to the precipitation amount I (= I + σ) of the intermetallic compound at the center of the cross section and the average Md value of the alloy defined by the formula (1), and the average of the alloy The relationship between the Md value and the contained Sn content is determined, and the Sn content is such that the average Md value of the alloy is 0.92 or less and the ratio I / I 0 is 0.8 or less.

本発明における高合金の成分組成及びその限定理由を以下に説明する。   The component composition of the high alloy in the present invention and the reason for limitation will be described below.

C :0.01〜0.05%
C は炭化物を形成して高Cr、高Ni合金として必要な高温引張強さ、高温クリープ強度を確保する上で必要な成分であり、0.01%以上含有させることが必要である。しかしながら、その含有量が0.05%を超えると、Crの炭化物が増えて高Cr、高Ni合金の靭性に悪い影響を及ぼすおそれがあるので、上限を0.05%とした。
C: 0.01-0.05%
C is a component necessary for forming carbide and ensuring high-temperature tensile strength and high-temperature creep strength necessary for a high Cr and high Ni alloy, and it is necessary to contain 0.01% or more. However, if its content exceeds 0.05%, Cr carbide increases, which may adversely affect the toughness of high Cr and high Ni alloys, so the upper limit was made 0.05%.

Si:0.05〜0.5 %以下
Siは製錬時の溶鋼の脱酸に必要な元素であり、最低でも0.05%含有させることが必要である。しかしながら、含有量が過剰になると当該合金の加工性が低下するので、上限を0.5 %とした。
Si: 0.05-0.5% or less
Si is an element necessary for deoxidation of molten steel during smelting, and it is necessary to contain at least 0.05%. However, if the content is excessive, the workability of the alloy decreases, so the upper limit was made 0.5%.

Mn:0.1 〜1.5 %
Mnは、Siと同様に、溶鋼の脱酸に必要な元素である。脱酸効果を得るためには0.1 %以上の含有量が必要である。しかしながら、Mn含有量が1.5 %を超えると、熱間加工性が悪くなる。従って、本発明では、Mn含有量を0.1 〜1.5 %とした。より好ましい範囲は0.5 〜1.0 %である。
Mn: 0.1 to 1.5%
Mn is an element necessary for deoxidation of molten steel, like Si. In order to obtain a deoxidation effect, a content of 0.1% or more is necessary. However, when the Mn content exceeds 1.5%, hot workability deteriorates. Therefore, in the present invention, the Mn content is set to 0.1 to 1.5%. A more preferable range is 0.5 to 1.0%.

P :0.05%以下
P は不純物として不可避的に混入する。過剰なP は加工性を害するので、本発明では、上限を0.05%とした。望ましい上限は0.025 %である。
P: 0.05% or less
P is inevitably mixed as an impurity. Since excessive P impairs workability, the upper limit was made 0.05% in the present invention. A desirable upper limit is 0.025%.

S :0.005%以下
S もP と同様に不純物として不可避的に混入する。過剰なS は加工性を害するので、本発明では、上限を0.005 %とした。望ましい上限は0.001 %である。
S: 0.005% or less
S, like P, is inevitably mixed as an impurity. Since excessive S impairs workability, the upper limit is set to 0.005% in the present invention. A desirable upper limit is 0.001%.

Cr:15〜30%
Crは、Niとの共存下において、耐応力腐食割れ性に代表される耐硫化水素腐食性を向上させるのに有効な元素である。しかしながら、その含有量が15%未満では、その効果が得られない。一方、その含有量が30%を超えると、上記の効果は飽和し、熱間加工性の観点からも好ましくない。そこで、本発明では、Cr含有量の適正範囲を15〜30%とした。
Cr: 15-30%
Cr is an effective element for improving the hydrogen sulfide corrosion resistance represented by stress corrosion cracking resistance in the presence of Ni. However, if the content is less than 15%, the effect cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 30%, the above effect is saturated, which is not preferable from the viewpoint of hot workability. Therefore, in the present invention, the appropriate range for the Cr content is 15-30%.

Mo:1 〜10%
Moは耐孔食性を改善する作用を有する元素である。しかしながら、その含有量が1 %未満では、その効果が得られない。一方、10%を超えるMoを含有させてもその効果は飽和するため、本発明では、上限を10%とした。
Mo: 1-10%
Mo is an element having an effect of improving pitting corrosion resistance. However, if the content is less than 1%, the effect cannot be obtained. On the other hand, since the effect is saturated even if Mo exceeding 10% is contained, the upper limit was made 10% in the present invention.

Ni:30〜50%
Niは、耐硫化水素腐食性を向上させる作用を有する元素である。しかしながら、その含有量が30%未満では、合金の外表面にNi硫化物皮膜が十分に生成されないため、Niを含有する効果が得られない。一方、50%を超えるNiを含有させてもその効果は飽和するため、合金コストに見合った効果が得られずに経済性を損なう。そこで、本発明では、Ni含有量の適正範囲を30〜50%とした。
Ni: 30-50%
Ni is an element having an action of improving hydrogen sulfide corrosion resistance. However, if the content is less than 30%, a Ni sulfide film is not sufficiently formed on the outer surface of the alloy, so that the effect of containing Ni cannot be obtained. On the other hand, even if Ni exceeding 50% is contained, the effect is saturated, so that an effect corresponding to the alloy cost cannot be obtained and the economic efficiency is impaired. Therefore, in the present invention, the appropriate range of Ni content is set to 30 to 50%.

Sn:0.05〜2 %
Snは、本発明において重要な役割を果たす。当該合金がSnを含有することによって、鋳片の凝固組織が微細化し、ミクロ偏析を生じやすい当該合金においても鋳片の組織が均一となり、所望のσ相発生の抑制、結晶粒微細化、および耐孔食性向上効果が得られる。当該効果を得るためには0.05%以上のSn含有量が必要である。しかしながら、Sn含有量が2 %を超えると、鋳片の熱間加工での脆化が問題となるため、Sn含有量は2 %以下とするのが望ましい。
Sn: 0.05-2%
Sn plays an important role in the present invention. When the alloy contains Sn, the solidification structure of the slab becomes finer, and the structure of the slab becomes uniform even in the alloy that tends to cause microsegregation. The effect of improving pitting corrosion resistance is obtained. In order to acquire the said effect, 0.05% or more of Sn content is required. However, if the Sn content exceeds 2%, embrittlement during hot working of the slab becomes a problem, so the Sn content is desirably 2% or less.

ところで、Snは低融点金属として知られているが、純Snの融点は232 ℃、沸点は2602℃であり、溶鋼の出鋼温度よりも高いことから、純Snとしてタンディッシュ内に塊状、または粒状で投入することが可能である。しかしながら、溶鋼中のSn濃度のばらつきを低減させる目的で下記の一方向凝固試験の際はSnNiワイヤーを75%Sn-25%Niとして製造し、鋳造時にタンディッシュ内の溶鋼に挿入することで添加した。   By the way, although Sn is known as a low melting point metal, the melting point of pure Sn is 232 ° C. and the boiling point is 2602 ° C., which is higher than the temperature of molten steel, so that it is agglomerated in the tundish as pure Sn, or It is possible to input in granular form. However, in order to reduce the variation of Sn concentration in the molten steel, it is added by manufacturing SnNi wire as 75% Sn-25% Ni and inserting it into the molten steel in the tundish at the time of casting. did.

発明者らは、上記方法で連続鋳造の過程で溶鋼にSnを添加し、鋼塊に所定量のSnを含有させることにより、デンドライト組織が微細化し、脆化相である金属間化合物の析出を低減可能であることを、以下の一方向凝固試験により見出した。   The inventors added Sn to the molten steel in the process of continuous casting by the above method, and by adding a predetermined amount of Sn to the steel ingot, the dendrite structure was refined, and the precipitation of the intermetallic compound that was an embrittled phase. The reduction was found by the following unidirectional solidification test.

(一方向凝固試験の試験条件)
直径が15mm、高さが50mmの円柱形で、Sn含有量が0 %、0.07%、0.15%、0.34%、および0.76%である鋳塊と、Snを含有しない鋳塊について一方向凝固試験を行った。冷却は円柱の底面からのみ行い、冷却速度は丸ビレット連続鋳造の冷却速度に合わせて 5〜15℃/min とした。
(Test conditions for unidirectional solidification test)
Unidirectional solidification tests are performed on ingots with a diameter of 15 mm and a height of 50 mm and ingots containing 0, 0.07, 0.15, 0.34, and 0.76% Sn, and ingots containing no Sn went. Cooling was performed only from the bottom of the cylinder, and the cooling rate was 5 to 15 ° C / min in accordance with the cooling rate of round billet continuous casting.

得られた鋳塊は、下記条件によりエッチングを実施し、凝固組織の観察を行った。観察の際は、円柱の軸中心を通る縦断面において軸方向にほぼ平行に延びる約10本の一次デンドライトアーム間隔を測定し、算術平均した値を各鋳塊の一次デンドライトアーム間隔とした。   The obtained ingot was etched under the following conditions, and the solidified structure was observed. At the time of observation, about 10 primary dendrite arm intervals extending substantially parallel to the axial direction in a longitudinal section passing through the axial center of the cylinder were measured, and an arithmetic average value was taken as the primary dendrite arm interval of each ingot.

さらにエッチング後の試料の上記縦断面の表面よりデンドライト樹間部を10箇所無作為に選定し、SEM-EDAXにより原子数分率を測定して平均Md値を算出した。本発明で対象とするγ単相であるオーステナイト系ステンレス鋼における金属間化合物の析出臨界値として公知であるのはσ相のみであったため、本発明ではσ相について評価を行った。   Furthermore, ten dendrite ridges were randomly selected from the surface of the longitudinal section of the sample after etching, and the average Md value was calculated by measuring the atomic fraction with SEM-EDAX. Since only the σ phase is known as the precipitation critical value of the intermetallic compound in the austenitic stainless steel, which is the γ single phase of interest in the present invention, the σ phase was evaluated in the present invention.

(エッチング条件)
エッチング液:10体積%シュウ酸水溶液
エッチング方法:電解エッチング
エッチング液の温度:室温
エッチング時間:60〜180秒
(Etching conditions)
Etching solution: 10% by volume oxalic acid aqueous solution Etching method: Electrolytic etching Etching solution temperature: Room temperature Etching time: 60 to 180 seconds

図1はSn濃度と一次デンドライトアーム間隔比、および金属間化合物の発生指標である平均Md値との関係を示す図である。図1では縦軸のうち主軸に、一次デンドライトアーム間隔d を、Snを含有しない鋳塊の一次デンドライトアーム間隔d0に対する比d /d0を示し、第2軸に平均Md値を示した。また、図1においては、一次デンドライトアーム間隔比を黒丸で示し、平均Md値を白丸で示した。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the Sn concentration, the primary dendrite arm spacing ratio, and the average Md value, which is an index of generation of intermetallic compounds. In FIG. 1, the primary dendrite arm interval d is shown on the main axis of the vertical axis, the ratio d / d 0 to the primary dendrite arm interval d 0 on the ingot containing Sn is shown, and the average Md value is shown on the second axis. In FIG. 1, the primary dendrite arm spacing ratio is indicated by a black circle, and the average Md value is indicated by a white circle.

図1から、Sn濃度が高いほど高合金の一次デンドライトアーム間隔比が小さくなり、デンドライト組織が微細となることが分かる。これは、Snが高合金の固液界面エネルギーを下げる効果を有する元素であり、所定濃度含有させることにより一次デンドライトアーム間隔の微細化に効果を示すことによるものと考えられる。   FIG. 1 shows that the higher the Sn concentration, the smaller the primary dendrite arm spacing ratio of the high alloy and the finer the dendrite structure. This is considered to be because Sn is an element having an effect of lowering the solid-liquid interface energy of the high alloy, and by adding a predetermined concentration, Sn is effective in reducing the primary dendrite arm interval.

さらに、図1よりSnを含有しない試料では、金属間化合物の発生臨界値として報告されている平均Md値の0.92を超えるのに対し、Snを所定濃度含有させた試料の平均Md値は0.92未満であり、Snの添加は金属間化合物の析出抑制に効果があるといえる。   Further, in the sample containing no Sn from FIG. 1, the average Md value reported as an occurrence critical value of the intermetallic compound exceeds 0.92, whereas the average Md value of the sample containing Sn at a predetermined concentration is less than 0.92. Therefore, it can be said that the addition of Sn is effective in suppressing precipitation of intermetallic compounds.

図1において、平均Md値とSn濃度の間には線形関係が認められ、平均Md値とSn濃度の関係を求めると、下記 (2)式を得た。
平均Md値=[Sn%]×(-0.1768)+0.9335 …(2)
これを後述の連続鋳造試験に利用した。
In FIG. 1, a linear relationship was observed between the average Md value and the Sn concentration. When the relationship between the average Md value and the Sn concentration was determined, the following equation (2) was obtained.
Average Md value = [Sn%] x (-0.1768) + 0.9335 (2)
This was used for the continuous casting test described later.

本発明の鋼管用鋳片の連続鋳造方法の効果を確認するため、下記鋳造条件によりγ単相凝固の高合金鋼の連続鋳造試験を実施して、その結果を評価した。   In order to confirm the effect of the continuous casting method of the steel pipe slab of the present invention, a continuous casting test of γ single-phase solidified high alloy steel was carried out under the following casting conditions, and the results were evaluated.

(鋳造条件)
鋳造速度:0.5 m/分
鋳型の内径:φ360mm
添加したSn合金:NiSn(75%Sn−Niの外径がφ10mmのワイヤーを使用)
Sn合金の添加位置:タンディッシュ内
(Casting conditions)
Casting speed: 0.5 m / min Mold inner diameter: φ360mm
Added Sn alloy: NiSn (Use 75% Sn-Ni outer diameter φ10mm wire)
Addition position of Sn alloy: in tundish

下記表1に、本発明で規定する条件で連続鋳造した実施例1〜5と、本発明で規定する条件を外れた比較例1の鋼の成分組成を示した。また、下記表2に連続鋳造後の鋳片中のSn濃度、デンドライトアーム間隔比、金属間化合物の面積率比、前記(2) 式を用いて求めた平均Md値を示す。さらに、鋳片の横断面中心部近傍より外径が8 mmの引張試験片を採取し、1300℃で引張試験を行った結果(絞り値)、および腐食指数を併せて示す。   Table 1 below shows the component compositions of the steels of Examples 1 to 5 that were continuously cast under the conditions specified in the present invention and Comparative Example 1 that deviated from the conditions specified in the present invention. Table 2 below shows the Sn concentration in the slab after continuous casting, the dendrite arm spacing ratio, the area ratio of the intermetallic compound, and the average Md value obtained using the above equation (2). Furthermore, a tensile test piece having an outer diameter of 8 mm is collected from the vicinity of the center of the cross section of the slab, and the result of the tensile test at 1300 ° C. (drawing value) and the corrosion index are shown together.

Figure 2015196193
Figure 2015196193

Figure 2015196193
Figure 2015196193

表2におけるデンドライトアーム間隔比d/d0は、鋳片の横断面中心から外径表層側に50mmの位置を鋳込み方向に垂直な面より採取した試験片を用いて、以下のようにして求めた。まず、前記試験片に上述のエッチングを行った後、一次デンドライトアーム間隔を測定する。そして、測定値を用いて算術平均した値を鋳片の一次デンドライトアーム間隔d とし、Snを添加しない鋼(比較例1)の一次デンドライトアーム間隔d0との比d/d0(低減率)を算出する。 The dendrite arm spacing ratio d / d 0 in Table 2 is obtained as follows using a test piece taken from a surface perpendicular to the casting direction at a position 50 mm from the center of the cross section of the slab to the outer diameter surface layer side. It was. First, after performing the above-described etching on the test piece, the primary dendrite arm interval is measured. The value obtained by arithmetically averaging the measured values is used as the primary dendrite arm interval d of the slab, and the ratio d / d 0 (reduction rate) with the primary dendrite arm interval d 0 of steel not added with Sn (Comparative Example 1). Is calculated.

また、金属間化合物の観察は以下のようにして行った。
まず、鋳片の横断面中心位置を鋳込み方向に垂直な面より採取した試験片を鏡面まで再研磨した後、金属間化合物を着色する目的で村上試薬(10%KOH+10%K3[Fe(CN)6]+残部H2O)によりエッチングを施した。その後、鋳片断面の金属組織観察を実施し、Snを添加しない鋼(比較例1)の金属間化合物(Χ相およびσ相)の面積率I0を基準とし、Snを添加した時の金属間化合物(Χ相およびσ相)の面積率I の比を取った金属間化合物の発生指数を面積率比I/I0(低減率)として評価した。この際、画像解析装置で1視野あたり0.64×0.46mmの被顕面積の画像を30視野観察し、金属間化合物(Χ相およびσ相)の平均面積率を各試験条件の代表面積率とした。
Moreover, observation of the intermetallic compound was performed as follows.
First, after re-polishing the specimen taken from the surface perpendicular to the casting direction to the center of the cross section of the slab to the mirror surface, Murakami's reagent (10% KOH + 10% K 3 [Fe Etching was performed with (CN) 6 ] + balance H 2 O). Thereafter, the metal structure of the cross section of the slab was observed, and the metal when Sn was added on the basis of the area ratio I 0 of the intermetallic compound (slag phase and σ phase) of the steel not added with Sn (Comparative Example 1). The generation index of the intermetallic compound obtained by taking the ratio of the area ratio I of the intermetallic compounds (slag phase and σ phase) was evaluated as the area ratio I / I 0 (reduction rate). At this time, 30 fields of images with an area of 0.64 × 0.46 mm per field of view were observed with an image analyzer, and the average area ratio of intermetallic compounds (slag phase and σ phase) was used as the representative area ratio of each test condition. .

また、熱間絞り試験では、製管温度である1300℃の引張試験において、試験前の外径と試験後の破断面の径から絞り値を算出し、Snを添加しない鋼(比較例1)の絞り値Ra0を基準とし、Snを添加した鋼の絞り値Raの比Ra/Ra0(変化率)として評価した。 In the hot drawing test, the drawing value is calculated from the outer diameter before the test and the diameter of the fracture surface after the test in the tensile test at 1300 ° C, which is the pipe making temperature, and steel without adding Sn (Comparative Example 1) of the aperture Ra 0 as a reference, was evaluated as the ratio Ra / Ra 0 aperture value Ra of the steel with the addition of Sn (rate of change).

また、耐孔食性の評価は、JIS G0578に規定されているステンレス鋼の塩化第二鉄腐食試験方法に準拠し、50℃の6体積%FeCl2+0.05NHCl水溶液中に48時間浸漬し、試験前後の重量の減少量から腐食度を求めた。この際、Snを添加しない鋼(比較例1)の重量減少量P0を基準とし、Snを添加した鋼の重量減少量Pの比P/P0(変化率)を腐食指数として評価した。 In addition, pitting corrosion resistance was evaluated according to the ferric chloride corrosion test method for stainless steel specified in JIS G0578, and immersed in a 6% by volume FeCl 2 + 0.05N HCl aqueous solution at 50 ° C for 48 hours. The degree of corrosion was determined from the amount of weight loss before and after. At this time, the ratio P / P 0 (rate of change) of the weight loss P of the steel to which Sn was added was evaluated as a corrosion index based on the weight loss P 0 of the steel to which Sn was not added (Comparative Example 1).

また、鋳片中のSn濃度は、連続鋳造試験で得た鋳片より作成した切粉よりガス分析を実施し、鋳片に含有されるSn濃度を調査した結果得られた値である。   The Sn concentration in the slab is a value obtained as a result of investigating the Sn concentration contained in the slab by conducting a gas analysis from the chips prepared from the slab obtained in the continuous casting test.

また、平均Md値は、上記(2)式で連続鋳造試験のSn濃度に対するMd値を求めた値である。   The average Md value is a value obtained by calculating the Md value with respect to the Sn concentration in the continuous casting test by the above equation (2).

表2より、本発明の実施例1〜5では、比較例1に比べて、デンドライトアーム間隔、金属間化合物であるσ相の面積率の低減が確認でき、熱間絞り試験の値からも加工性改善効果が得られた。さらに、塩化第二鉄腐食試験より耐孔食性向上効果も確認できた。   From Table 2, in Examples 1-5 of this invention, compared with the comparative example 1, the reduction | decrease of the area ratio of the sigma phase which is a dendrite arm space | interval and an intermetallic compound can be confirmed, and it is processed also from the value of a hot drawing test. Improvement effect was obtained. Furthermore, the effect of improving pitting corrosion resistance was confirmed from the ferric chloride corrosion test.

さらに、表2の平均Md値と金属間化合物の面積率比I/I0との関係をプロットした結果を図3に示す。 Furthermore, the results obtained by plotting the relationship between the area ratio I / I 0 of the average Md value and the intermetallic compounds in Table 2 in FIG.

図3に示すように、金属間化合物の発生臨界値として報告されている平均Md値が0.92の場合、金属間化合物の面積率比I/I0が0.76となって、それなりの金属間化合物の低減効果あった。 As shown in FIG. 3, when the average Md value reported as the generation critical value of the intermetallic compound is 0.92, the area ratio I / I 0 of the intermetallic compound is 0.76, There was a reduction effect.

さらに、発明者らは、金属間化合物の面積率比I/I0が0.30以下、すなわち、金属間化合物を比較例の1/3以下に大幅に低減でき、かつ、35%以上の腐食性改善効果を示す値として、平均Md値を0.72以下とするような1.2%以上のSn添加量が望ましいことを見出した(図2参照)。但し、前述したように、Sn添加量の上限は鋳片の熱間加工での脆化の問題で2%が望ましい。 In addition, the inventors have reduced the area ratio I / I 0 of the intermetallic compound to 0.30 or less, that is, the intermetallic compound can be significantly reduced to 1/3 or less of the comparative example, and 35% or more improvement in corrosivity. As a value showing the effect, it was found that an Sn addition amount of 1.2% or more so that the average Md value is 0.72 or less is desirable (see FIG. 2). However, as described above, the upper limit of the Sn addition amount is preferably 2% because of the problem of embrittlement during hot working of the slab.

Claims (2)

質量%で、C :0.01〜0.05%、Si:0.05〜0.5%以下、Mn:0.1〜1.5%、P :0.05%以下、S :0.005%以下、Cr:15〜30%、Mo:1〜10%、Ni:30〜50%に加えて、さらにSnを0.05〜2%含有し、残部がFeおよび不純物からなる合金を連続鋳造して靭性および孔食性に優れた鋼管製造用の素材となる鋳片を製造する方法において、
前記合金中にSnを含有させない場合の連続鋳造鋳片の横断面中心における金属間化合物の析出量I0と、Snを含有させた前記合金の連続鋳造鋳片の横断面中心における金属間化合物の析出量I との比I /I0と下記式で定義される前記合金の平均Md値との関係、並びに、前記合金の平均Md値と含有Sn量の関係を求め、前記合金の平均Md値が0.92以下で、前記の比I /I0が0.8以下となるSn含有量とすることを特徴とする鋼管用鋳片の連続鋳造方法。
平均Md値=ΣΧi・(Md)i [eV]
ここで、Χi:合金成分iの原子分率 [-]
(Md)i:合金成分iのMd値 [eV]
In mass%, C: 0.01 to 0.05%, Si: 0.05 to 0.5% or less, Mn: 0.1 to 1.5%, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Cr: 15 to 30%, Mo: 1 to 10 %, Ni: 30-50% in addition to 0.05 to 2% of Sn, with the balance being a continuous casting of an alloy consisting of Fe and impurities to produce a steel pipe manufacturing material with excellent toughness and pitting resistance In a method of manufacturing a piece,
The amount of intermetallic compound precipitation I 0 at the center of the cross section of the continuous cast slab when Sn is not contained in the alloy, and the amount of intermetallic compound at the center of the cross section of the continuous cast slab of the alloy containing Sn The relationship between the ratio I 1 / I 0 of the precipitation amount I and the average Md value of the alloy defined by the following formula, and the relationship between the average Md value of the alloy and the contained Sn amount, and the average Md value of the alloy There at 0.92, the continuous casting method of steel for insert piece, characterized in that the Sn content ratio I / I 0 of the is 0.8 or less.
Average Md value = ΣΧ i・ (Md) i [eV]
Where Χ i : atomic fraction of alloy component i [-]
(Md) i : Md value of alloy component i [eV]
前記Snを1.2質量%以上含有させる場合、
前記合金の平均Md値が0.72以下で、前記の比I /I0が0.30以下となるSn濃度とすることを特徴とする請求項1に記載の鋼管用鋳片の連続鋳造方法。
When the Sn is contained 1.2% by mass or more,
2. The continuous casting method for a steel pipe slab according to claim 1, wherein the alloy has an Sn concentration such that an average Md value of the alloy is 0.72 or less and the ratio I / I 0 is 0.30 or less.
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