JP2016035104A - Method for manufacturing stainless steel pipe, and stainless steel pipe - Google Patents

Method for manufacturing stainless steel pipe, and stainless steel pipe Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a stainless steel pipe containing 20 mass% or more Cr, in a cooling step after distortion removal annealing, a Cr-depleted layer is hardly generated on a grain boundary, and as a result, the stainless steel pipe shows excellent intergranular corrosion resistance against acid dew condensation water generated on the outer surface of a steel pipe in an actual machine use environment.SOLUTION: A method for manufacturing a stainless pipe includes: a step of manufacturing a steel pipe using a steel having a component composition of, by mass%, C:0.01-0.10%, Si:0.10 -2.0%, Mn:0.10-2.0%, P:more than 0% and 0.045% or less, S: more than 0% and 0.01% or less, Cr:20-30%, Ni:15-25%, N:0.10-0.35%; B:0.0005-0.05%; Nb:0.10-0.60%, and Ta:0.20-1.00%, and the balance Fe with inevitable impurities; a step of subjecting the steel pipe to a solid solution heat treatment; and a step of subjecting the steel pipe to a re-heating treatment at 800-1,050°C for 5 minutes or more, in this order.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ステンレス鋼管の製造方法およびステンレス鋼管に関する。特には、耐粒界腐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼管とその製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a stainless steel pipe and a stainless steel pipe. In particular, the present invention relates to an austenitic stainless steel pipe excellent in intergranular corrosion resistance and a method for producing the same.

石炭等を燃料とする火力発電用ボイラーや、都市ごみ等を焼却する廃棄物ボイラーにおいて、過熱器管等の伝熱管には一般にステンレス鋼が用いられている。ステンレス鋼は、高温で酸化されると表面にCr主体の酸化スケールが生成し、これが保護皮膜として作用することにより、高温で優れた耐食性を発揮する。   In a boiler for thermal power generation using coal or the like as a fuel or a waste boiler for incineration of municipal waste or the like, stainless steel is generally used for a heat transfer tube such as a superheater tube. When stainless steel is oxidized at a high temperature, an oxide scale mainly composed of Cr is generated on the surface, and this acts as a protective film, thereby exhibiting excellent corrosion resistance at a high temperature.

上記火力発電用ボイラーの伝熱管に適したオーステナイト系ステンレス鋼として、例えば特許文献1には、W、Mo、Cu等の高価な金属を添加しなくとも、高温環境下にて長期間に渡り優れたクリープ強度を発現し得るオーステナイト系ステンレス鋼が提案されている。具体的には、C:0.01〜0.10質量%、Si:0.10〜1.00質量%、Mn:0.10〜2.50質量%、Ni:15.0〜25.0質量%、Cr:20.0〜30.0質量%、Nb:0.10〜0.60質量%、Ta:0.20〜1.00質量%、B:0.0005〜0.0050質量%、N:0.10〜0.30質量%、S:0.0050質量%以下(0質量%を含まない)およびP:0.050質量%以下(0質量%を含まない)を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、Ta/Nbの比率が0.8〜4.0の範囲内にあるオーステナイト系ステンレス鋼が提案されている。   As an austenitic stainless steel suitable for a heat transfer tube of a boiler for thermal power generation, for example, Patent Document 1 is excellent over a long period of time in a high-temperature environment without adding an expensive metal such as W, Mo, or Cu. An austenitic stainless steel that can exhibit high creep strength has been proposed. Specifically, C: 0.01 to 0.10% by mass, Si: 0.10 to 1.00% by mass, Mn: 0.10 to 2.50% by mass, Ni: 15.0 to 25.0 Mass%, Cr: 20.0-30.0 mass%, Nb: 0.10-0.60 mass%, Ta: 0.20-1.00 mass%, B: 0.0005-0.0050 mass% N: 0.10 to 0.30 mass%, S: 0.0050 mass% or less (excluding 0 mass%) and P: 0.050 mass% or less (not including 0 mass%), An austenitic stainless steel has been proposed in which the balance is iron and inevitable impurities, and the Ta / Nb ratio is in the range of 0.8 to 4.0.

また特許文献2には、規定量のTaを添加することによって、高温環境に長期間さらされる環境を模擬した時効熱処理後の靭性が優れるオーステナイト系ステンレス鋼、詳細には、Ta:0.25〜0.8質量%、C:0.01〜0.15質量%、Si:0.1〜1.0質量%、Mn:0.1〜2.5質量%、P:0.05質量%以下(0質量%を含まない)、S:0.005質量%以下(0質量%を含まない)、Ni:15〜25質量%、Cr:20〜30質量%、Nb:0.1〜0.8質量%、B:0.0005〜0.005質量%、およびN:0.10〜0.35質量%をそれぞれ含有し、残部が鉄および不可避不純物からなることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼が提案されている。   Patent Document 2 discloses an austenitic stainless steel having excellent toughness after aging heat treatment that simulates an environment exposed to a high temperature environment for a long time by adding a specified amount of Ta. Specifically, Ta: 0.25 to 0.8 mass%, C: 0.01 to 0.15 mass%, Si: 0.1 to 1.0 mass%, Mn: 0.1 to 2.5 mass%, P: 0.05 mass% or less (Excluding 0% by mass), S: 0.005% by mass or less (excluding 0% by mass), Ni: 15-25% by mass, Cr: 20-30% by mass, Nb: 0.1-0. Austenitic stainless steel characterized by containing 8% by mass, B: 0.0005-0.005% by mass, and N: 0.10-0.35% by mass, the balance being iron and inevitable impurities Has been proposed.

更に特許文献3には、溶接部の耐脆化割れ性に優れる高強度オーステナイト耐熱鋼が示されている。詳細には、C:0.04〜0.18%、Si≦1.5%、Mn≦2.0%、Ni:6〜30%、Cr:15〜30%、N:0.03〜0.35%、sol.Al≦0.03%を含むとともに、Nb≦1.0%、V≦0.5%及びTi≦0.5%の1種以上を含有し、残部がFeと不純物からなり、不純物中のP≦0.04%、S≦0.03%、Sn≦0.1%、As≦0.01%、Zn≦0.01%、Pb≦0.01%及びSb≦0.01%で、P1=S+{(P+Sn)/2}+{(As+Zn+Pb+Sb)/5}≦0.06及び0.2≦Nb+2(V+Ti)≦1.7−10×P1を満足するオーステナイト系ステンレス鋼は、高強度であり、高温での使用中の溶接部の耐脆化割れ性に優れていること、該オーステナイト系ステンレス耐熱鋼は、発電用ボイラー等の高温で長時間使用される機器の素材として好適であることが記載されている。   Further, Patent Document 3 discloses a high-strength austenitic heat-resistant steel that is excellent in resistance to embrittlement cracking of welds. Specifically, C: 0.04 to 0.18%, Si ≦ 1.5%, Mn ≦ 2.0%, Ni: 6 to 30%, Cr: 15 to 30%, N: 0.03 to 0 .35%, sol. In addition to Al ≦ 0.03%, Nb ≦ 1.0%, V ≦ 0.5%, and Ti ≦ 0.5%, and the balance is Fe and impurities. ≦ 0.04%, S ≦ 0.03%, Sn ≦ 0.1%, As ≦ 0.01%, Zn ≦ 0.01%, Pb ≦ 0.01% and Sb ≦ 0.01%, P1 = S + {(P + Sn) / 2} + {(As + Zn + Pb + Sb) / 5} ≦ 0.06 and 0.2 ≦ Nb + 2 (V + Ti) ≦ 1.7−10 × P1 has high strength. Yes, it has excellent resistance to embrittlement cracking of welds during use at high temperatures, and the austenitic stainless heat-resisting steel is suitable as a material for equipment used for a long time at high temperatures such as boilers for power generation Is described.

ところで上記火力発電ボイラー用の伝熱管として用いられるオーステナイト系ステンレス鋼管は、実機で使用するにあたり、曲げ加工が施されパネル状に組み上げられる。前記曲げ加工後は、該曲げ加工により生じた残留応力を除去するため、しばしば歪取り焼鈍が行われる。以下、この曲げ加工後の歪取り焼鈍を単に「歪取り焼鈍」ということがある。この歪取り焼鈍後の冷却は、炉冷されるなど冷却速度が遅いため、上記ステンレス鋼管は500〜750℃の温度域に長時間滞在しうる。しかしこの温度域では、Cr炭化物が結晶粒界に析出しやすい。この歪取り焼鈍後の冷却過程でCr炭化物が結晶粒界に多く析出すると、ステンレス鋼管外面の金属組織は、Cr炭化物が粒界に多く析出した分、粒界近傍は、上述した保護皮膜の形成に寄与するCrの欠乏した状態、即ち鋭敏化の進んだ状態となる。   By the way, the austenitic stainless steel pipe used as the heat transfer pipe for the thermal power generation boiler is bent and assembled into a panel shape when used in an actual machine. After the bending process, strain relief annealing is often performed in order to remove the residual stress generated by the bending process. Hereinafter, the strain relief annealing after bending may be simply referred to as “strain relief annealing”. Since the cooling after the strain relief annealing is slow such as furnace cooling, the stainless steel pipe can stay in a temperature range of 500 to 750 ° C. for a long time. However, in this temperature range, Cr carbide tends to precipitate at the grain boundaries. If a lot of Cr carbide precipitates at the grain boundaries during the cooling process after this strain relief annealing, the metallographic structure of the outer surface of the stainless steel pipe is the amount of Cr carbide precipitated at the grain boundaries. In this state, Cr is deficient in contributing to the state, that is, a state of advanced sensitization.

上記火力発電ボイラー等の実機では、HClガス等の腐食ガス雰囲気中で、設備の起動と停止、即ち、加熱と冷却が繰り返される。停止して冷却時には、ステンレス鋼管外面に結露が発生し、結露水に雰囲気中のHClガスやSO2ガス等が溶け込むことによって、ステンレス鋼管外面は、塩酸や硫酸等の酸性結露水が付着した状態となる。ステンレス鋼管の金属組織が前述したCr欠乏層の多く形成された状態、即ち鋭敏化の進んだ状態であると、該Cr欠乏層部分が腐食しやすく耐粒界腐食性が低下する、といった問題がある。従来、Cr量が20質量%以上のオーステナイト系ステンレス鋼では、当該量のCrを含有させることにより耐粒界腐食性の確保がなされてきた。しかし近年、Cr量が20質量%以上のオーステナイト系ステンレス鋼に対し、従来よりも優れた耐粒界腐食性が要求されている。 In an actual machine such as the above-mentioned thermal power generation boiler, the start and stop of equipment, that is, heating and cooling are repeated in an atmosphere of corrosive gas such as HCl gas. When stopped and cooled, condensation occurs on the outer surface of the stainless steel pipe, and the condensed water such as HCl gas or SO 2 gas dissolves in the condensed water, so that acid condensation water such as hydrochloric acid or sulfuric acid adheres to the outer surface of the stainless steel pipe It becomes. When the metal structure of the stainless steel pipe is a state in which many Cr-deficient layers are formed as described above, that is, when the sensitization is advanced, the Cr-deficient layer part is easily corroded and the intergranular corrosion resistance is reduced. is there. Conventionally, in an austenitic stainless steel having a Cr content of 20% by mass or more, intergranular corrosion resistance has been ensured by including the amount of Cr. However, in recent years, an austenitic stainless steel having a Cr content of 20% by mass or more has been required to have superior intergranular corrosion resistance.

特許第5547825号公報Japanese Patent No. 5547825 特開2004−88593号公報JP 2004-88593 A 特許第4258678号公報Japanese Patent No. 4258678

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、Crを20質量%以上含み、歪取り焼鈍を行った後の冷却過程で粒界にCr欠乏層が生じ難く、その結果、実機使用環境で鋼管外面に生じる酸性結露水に対し、従来よりも優れた耐粒界腐食性を示すステンレス鋼管、およびその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and its purpose is to contain Cr in an amount of 20% by mass or more, and a Cr-deficient layer is formed at the grain boundary in the cooling process after performing strain relief annealing. As a result, it is an object of the present invention to provide a stainless steel pipe that exhibits superior intergranular corrosion resistance to acidic dew condensation water generated on the outer surface of the steel pipe in an actual machine use environment, and a method for producing the same.

上記課題を解決し得た本発明のステンレス鋼管の製造方法は、成分組成が、質量%で、C:0.01〜0.10%、Si:0.10〜2.0%、Mn:0.10〜2.0%、P:0%超0.045%以下、S:0%超0.01%以下、Cr:20〜30%、Ni:15〜25%、N:0.10〜0.35%、B:0.0005〜0.05%、Nb:0.10〜0.60%、およびTa:0.20〜1.00%を満たし、残部が鉄および不可避不純物である鋼を用いて、鋼管を製造する工程;固溶化熱処理を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の再熱処理を行う工程;をこの順に含むところに特徴を有する。以下、成分組成において「%」は「質量%」を意味する。   The manufacturing method of the stainless steel pipe of the present invention that has solved the above problems is that the component composition is mass%, C: 0.01 to 0.10%, Si: 0.10 to 2.0%, Mn: 0 .10 to 2.0%, P: more than 0% to 0.045% or less, S: more than 0% to 0.01% or less, Cr: 20 to 30%, Ni: 15 to 25%, N: 0.10 Steel that satisfies 0.35%, B: 0.0005 to 0.05%, Nb: 0.10 to 0.60%, and Ta: 0.20 to 1.00%, with the balance being iron and inevitable impurities And a step of performing a solution heat treatment; and a step of performing a reheat treatment at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more in this order. Hereinafter, “%” in the component composition means “% by mass”.

前記製造方法は、前記再熱処理を行う工程の後、更に、曲げ加工を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の歪取り焼鈍を行う工程;をこの順に含んでいてもよい。   The manufacturing method may further include a step of bending after the step of performing the reheat treatment; and a step of performing strain relief annealing at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more in this order.

上記課題を解決し得た本発明のステンレス鋼管の別の製造方法は、成分組成が、質量%で、C:0.01〜0.10%、Si:0.10〜2.0%、Mn:0.10〜2.0%、P:0%超0.045%以下、S:0%超0.01%以下、Cr:20〜30%、Ni:15〜25%、N:0.10〜0.35%、B:0.0005〜0.05%、Nb:0.10〜0.60%、およびTa:0.20〜1.00%を満たし、残部が鉄および不可避不純物である鋼を用いて、鋼管を製造する工程;固溶化熱処理を行う工程;曲げ加工を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の歪取り焼鈍を行う工程;をこの順に含むところに特徴を有する。   Another method for producing the stainless steel pipe of the present invention that has solved the above problems is that the component composition is mass%, C: 0.01 to 0.10%, Si: 0.10 to 2.0%, Mn : 0.10 to 2.0%, P: more than 0% to 0.045% or less, S: more than 0% to 0.01% or less, Cr: 20 to 30%, Ni: 15 to 25%, N: 0.00. 10 to 0.35%, B: 0.0005 to 0.05%, Nb: 0.10 to 0.60%, and Ta: 0.20 to 1.00%, with the balance being iron and inevitable impurities A feature is that it includes a step of manufacturing a steel pipe using a certain steel; a step of performing a solution heat treatment; a step of bending; and a step of performing strain relief annealing at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more in this order. Have.

前記鋼として、前記Taと前記Nbの質量比Ta/Nbが0.8以上4.0以下を満たす鋼を用いることが好ましい。   As the steel, it is preferable to use steel satisfying a Ta / Nb mass ratio Ta / Nb of 0.8 or more and 4.0 or less.

前記鋼として、更に、Ca:0%超0.005%以下、およびMg:0%超0.005%以下の少なくとも1種を含む鋼を用いてもよい。   Further, as the steel, a steel containing at least one of Ca: more than 0% and 0.005% or less and Mg: more than 0% and 0.005% or less may be used.

前記鋼として、更に、Mo:0%超4.0%以下、およびW:0%超4.0%以下の少なくとも1種を含む鋼を用いてもよい。   As the steel, steel containing at least one of Mo: more than 0% and 4.0% or less and W: more than 0% and 4.0% or less may be used.

前記鋼管を製造する工程では、シームレス鋼管を製造してもよい。   In the step of manufacturing the steel pipe, a seamless steel pipe may be manufactured.

また上記課題を解決し得た本発明のステンレス鋼管は、成分組成が、質量%で、C:0.01〜0.10%、Si:0.10〜2.0%、Mn:0.10〜2.0%、P:0%超0.045%以下、S:0%超0.01%以下、Cr:20〜30%、Ni:15〜25%、N:0.10〜0.35%、B:0.0005〜0.05%、Nb:0.10〜0.60%、およびTa:0.20〜1.00%を満たし、残部が鉄および不可避不純物であり、かつ、Cと共にNbとTaのうちの少なくとも1種を含む円相当直径が10nm以上の析出物が、1μm2あたり5個以上存在するところに特徴を有する。 In addition, the stainless steel pipe of the present invention that can solve the above-mentioned problems has a component composition of mass%, C: 0.01 to 0.10%, Si: 0.10 to 2.0%, Mn: 0.10. -2.0%, P: more than 0% and 0.045% or less, S: more than 0% and 0.01% or less, Cr: 20-30%, Ni: 15-25%, N: 0.10-0. 35%, B: 0.0005 to 0.05%, Nb: 0.10 to 0.60%, and Ta: 0.20 to 1.00%, with the balance being iron and inevitable impurities, and It is characterized in that there are 5 or more precipitates having a circle equivalent diameter of 10 nm or more containing at least one of Nb and Ta together with C per 1 μm 2 .

前記ステンレス鋼管は、前記Taと前記Nbの質量比Ta/Nbが0.8以上4.0以下を満たすことが好ましい。   In the stainless steel pipe, the mass ratio Ta / Nb between Ta and Nb preferably satisfies 0.8 or more and 4.0 or less.

前記ステンレス鋼管は、更に、Ca:0%超0.005%以下、およびMg:0%超0.005%以下の少なくとも1種を含んでいてもよい。   The stainless steel pipe may further include at least one of Ca: more than 0% and 0.005% or less, and Mg: more than 0% and 0.005% or less.

前記ステンレス鋼管は、更に、Mo:0%超4.0%以下、およびW:0%超4.0%以下の少なくとも1種を含んでいてもよい。   The stainless steel pipe may further include at least one of Mo: more than 0% and 4.0% or less and W: more than 0% and 4.0% or less.

前記ステンレス鋼管は、シームレス鋼管であってもよい。   The stainless steel pipe may be a seamless steel pipe.

前記ステンレス鋼管は、火力発電用ボイラー、廃棄物ボイラーまたはバイオマスボイラーの、伝熱管に好ましく用いられる。   The stainless steel pipe is preferably used for a heat transfer pipe of a thermal power generation boiler, a waste boiler or a biomass boiler.

本発明の製造方法により得られたCr含有量20〜30%のステンレス鋼管は、歪取り焼鈍を行った後の冷却過程で、Cr炭化物の形成、言い換えれば粒界近傍のCr欠乏層の形成が抑制される。その結果、実機使用環境でステンレス鋼管外面に生じる酸性結露水に対し、従来よりも優れた耐粒界腐食性を発揮する。   In the stainless steel pipe having a Cr content of 20 to 30% obtained by the production method of the present invention, the formation of Cr carbide, in other words, the formation of a Cr-deficient layer in the vicinity of the grain boundary, is performed in the cooling process after the strain relief annealing. It is suppressed. As a result, it exhibits superior intergranular corrosion resistance to acidic dew condensation water generated on the outer surface of stainless steel pipes in the actual machine environment.

図1は、実施例における粒界浸食深さの測定のための試料採取位置を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a sampling position for measuring a grain boundary erosion depth in an example. 図2は、表2の鋼材No.2の光学顕微鏡写真である。2 shows the steel No. of Table 2. 2 is an optical micrograph of 2. 図3は、表2の鋼材No.9の光学顕微鏡写真である。3 shows the steel material No. 9 is an optical micrograph of 9.

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。詳細には、Cr含有量20〜30%のオーステナイト系ステンレス鋼管の耐粒界腐食性向上を目的に、上述の通り、歪取り焼鈍後の冷却過程でCr炭化物の形成を抑制することのできる鋼管を得るべく鋭意研究を重ねた。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. Specifically, for the purpose of improving the intergranular corrosion resistance of an austenitic stainless steel pipe having a Cr content of 20 to 30%, as described above, a steel pipe capable of suppressing the formation of Cr carbide during the cooling process after strain relief annealing. Earnestly researched to obtain

その結果、成分組成として、Cr含有量が20〜30%であってTaとNbを一定量含む鋼を用い、ステンレス鋼管の製造工程において、鋼管の製造、固溶化熱処理を順次実施した後、特に、一定条件で追加の熱処理を行うことが、耐粒界腐食性向上に大変有効であることを見出した。以下では、この追加の熱処理を「再熱処理」という。また以下では、この追加の熱処理として再熱処理をメインに説明するが、後に詳述の通り、本発明には、上記再熱処理に代わり、または上記再熱処理と共に、曲げ加工後の歪取り焼鈍を、上記再熱処理と同様の条件で実施する態様も含まれる。   As a result, as the component composition, steel having a Cr content of 20 to 30% and containing a certain amount of Ta and Nb was used, and in the stainless steel pipe manufacturing process, steel pipe manufacturing and solution heat treatment were sequentially performed. It was found that additional heat treatment under certain conditions is very effective in improving intergranular corrosion resistance. Hereinafter, this additional heat treatment is referred to as “reheat treatment”. In the following, reheat treatment is mainly described as this additional heat treatment, but as described in detail later, in the present invention, instead of the reheat treatment or together with the reheat treatment, strain relief annealing after bending is performed. The aspect implemented on the conditions similar to the said reheat processing is also contained.

上記再熱処理等の一定条件で行う追加の熱処理の効果について十分解明したわけではないが、次の様に考えられる。即ち、上記再熱処理等を実施することによって、上記TaとNbによりCが炭素含有析出物として固定され、歪取り焼鈍後の冷却過程等で、Cr炭化物の形成が抑制されたためと考えられる。上記炭素含有析出物は、後に詳述の通り、Cと共にNbとTaのうちの少なくとも1種を含む円相当直径が10nm以上の析出物である。この析出物を、以下「(Ta、Nb)炭素含有析出物」ということがある。   Although the effect of the additional heat treatment performed under certain conditions such as the above-mentioned reheat treatment has not been fully elucidated, it can be considered as follows. That is, it is considered that by performing the reheat treatment or the like, C was fixed as a carbon-containing precipitate by the Ta and Nb, and the formation of Cr carbide was suppressed in the cooling process after the strain relief annealing. As described in detail later, the carbon-containing precipitate is a precipitate having a circle equivalent diameter of 10 nm or more including C and at least one of Nb and Ta. Hereinafter, this precipitate is sometimes referred to as “(Ta, Nb) carbon-containing precipitate”.

尚、この作用機構によれば、実機で使用する前に(Ta、Nb)炭素含有析出物を予め析出させるため、実機で使用時、即ち高温で使用時に、クリープ強度向上に寄与する微細なNb炭化物の析出量が減少するように思われる。しかしながら本発明で用いる鋼は、Nbと共に、クリープ強度向上に寄与するTaを含んでいるため、上記(Ta、Nb)炭素含有析出物を予め析出させてもクリープ特性への影響は小さい。よって本発明によれば、優れたクリープ特性を確保しつつ耐粒界腐食性を向上させることができる。   According to this mechanism of action, (Ta, Nb) carbon-containing precipitates are pre-deposited before use in an actual machine, so that fine Nb that contributes to an improvement in creep strength when used in an actual machine, that is, at a high temperature. It appears that the amount of carbide precipitation decreases. However, since the steel used in the present invention contains Ta that contributes to the improvement of the creep strength together with Nb, even if the (Ta, Nb) carbon-containing precipitates are precipitated in advance, the influence on the creep characteristics is small. Therefore, according to the present invention, the intergranular corrosion resistance can be improved while ensuring excellent creep characteristics.

本発明で製造方法を規定した理由について、鋼管製造に用いる鋼の成分組成から説明する。下記成分組成は、該製造方法によって得られるステンレス鋼管の成分組成でもある。   The reason why the production method is defined in the present invention will be described from the component composition of steel used for steel pipe production. The following component composition is also a component composition of the stainless steel pipe obtained by this manufacturing method.

C:0.01〜0.10%
Cは、M236などの炭化物を高温環境で析出し、クリープ強度を向上させる元素である。この効果を得るには、C量を0.01%以上とする必要がある。C量は、好ましくは0.02%以上、より好ましくは0.03%以上である。一方、C量が0.10%を超えると、鋼管の長時間使用により炭素含有析出物が凝集しやすくなり、強度の低下が生じる。よってC量は0.10%以下とする。C量は、好ましくは0.09%以下であり、より好ましくは0.08%以下である。
C: 0.01 to 0.10%
C is an element that precipitates carbides such as M 23 C 6 in a high temperature environment and improves the creep strength. In order to obtain this effect, the C content needs to be 0.01% or more. The amount of C is preferably 0.02% or more, more preferably 0.03% or more. On the other hand, if the amount of C exceeds 0.10%, the carbon-containing precipitates tend to aggregate due to long-term use of the steel pipe, resulting in a decrease in strength. Therefore, the C amount is 0.10% or less. The amount of C is preferably 0.09% or less, and more preferably 0.08% or less.

Si:0.10〜2.0%
Siは、鋼中の酸素と結合し、鋼の清浄度を向上させる元素である。この効果を得るためには0.10%以上のSiが必要である。Si量は、好ましくは0.20%以上、より好ましくは0.30%以上である。しかしSiは脆化の原因となるσ相の析出を促進する元素であり、特にSi量が2.0%超であると靭性の低下を招く。よってSi量は2.0%以下とする。Si量は、好ましくは1.60%以下、より好ましくは1.40%以下である。
Si: 0.10 to 2.0%
Si is an element that combines with oxygen in steel and improves the cleanliness of the steel. In order to obtain this effect, 0.10% or more of Si is necessary. The amount of Si is preferably 0.20% or more, more preferably 0.30% or more. However, Si is an element that promotes precipitation of the σ phase that causes embrittlement, and when the amount of Si exceeds 2.0%, toughness is reduced. Therefore, the Si amount is 2.0% or less. The amount of Si is preferably 1.60% or less, more preferably 1.40% or less.

Mn:0.10〜2.0%
Mnは、脱硫作用を示し熱間加工性の改善に寄与する元素である。またオーステナイト相安定化の効果を発揮する元素でもある。これらの効果を発揮させるため、Mn量を0.10%以上とする。Mn量は、好ましくは0.50%以上、より好ましくは0.80%以上である。しかしMn量が2.0%を超えて過剰に含まれると、金属間化合物の形成が促進されて脆化を招く。よってMn量は2.0%以下とする。Mn量は、好ましくは1.90%以下、より好ましくは1.80%以下である。
Mn: 0.10 to 2.0%
Mn is an element that exhibits a desulfurization action and contributes to improvement of hot workability. It is also an element that exhibits the effect of stabilizing the austenite phase. In order to exhibit these effects, the amount of Mn is made 0.10% or more. The amount of Mn is preferably 0.50% or more, more preferably 0.80% or more. However, if the amount of Mn exceeds 2.0% and is contained excessively, the formation of intermetallic compounds is promoted to cause embrittlement. Therefore, the Mn content is 2.0% or less. The amount of Mn is preferably 1.90% or less, more preferably 1.80% or less.

P:0%超0.045%以下
Pは、不可避不純物として混入する元素であり、過剰に含まれると溶接性が低下する。よってP量は0.045%以下に抑える。P量は、好ましくは0.035%以下、より好ましくは0.030%以下である。尚、P量は少ないほど好ましいが、ゼロとすることは困難であるため下限は0%超である。
P: more than 0% and 0.045% or less P is an element mixed as an inevitable impurity, and if it is contained excessively, weldability deteriorates. Therefore, the P content is suppressed to 0.045% or less. The amount of P is preferably 0.035% or less, more preferably 0.030% or less. The smaller the amount of P, the better, but it is difficult to make it zero, so the lower limit is more than 0%.

S:0%超0.01%以下
Sも、Pと同様に不可避不純物として混入する元素である。Sが過剰に含まれると熱間加工性が悪化する。よってS量の上限を0.01%以下とした。S量は、好ましくは0.008%以下、より好ましくは0.005%以下、更に好ましくは0.003%以下である。尚、S量は少ないほど好ましいが、ゼロとすることは困難であるため下限は0%超である。
S: more than 0% and 0.01% or less S, like P, is an element mixed as an inevitable impurity. When S is contained excessively, hot workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the S amount is set to 0.01% or less. The amount of S is preferably 0.008% or less, more preferably 0.005% or less, and still more preferably 0.003% or less. The smaller the amount of S, the better. However, since it is difficult to make it zero, the lower limit is more than 0%.

Cr:20〜30%
Crは、高温にて緻密なCr23皮膜を鋼管表面に形成し、耐水蒸気酸化特性や耐高温腐食性を向上させる元素である。この効果を得るには20%以上のCrを含有させる必要がある。Cr量は、好ましくは22%以上、より好ましくは24%以上である。しかしCr量が30%を超えて過剰に含まれると、脆化の原因となるσ相の析出が促進され靭性の低下を招く。よってCr量は30%以下とする。Cr量は、好ましくは28%以下、より好ましくは26%以下である。
Cr: 20-30%
Cr is an element that forms a dense Cr 2 O 3 film on the surface of a steel pipe at a high temperature to improve the steam oxidation resistance and the high temperature corrosion resistance. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 20% or more of Cr. The amount of Cr is preferably 22% or more, more preferably 24% or more. However, if the Cr content exceeds 30% and is excessively contained, precipitation of the σ phase that causes embrittlement is promoted, leading to a decrease in toughness. Therefore, the Cr amount is 30% or less. The Cr amount is preferably 28% or less, more preferably 26% or less.

Ni:15〜25%
Niは、オーステナイト相を安定化させる作用を有する元素である。オーステナイト相を維持するには15%以上のNiが必要である。Ni量は、好ましくは17%以上、より好ましくは19.0%以上である。一方、Ni量が過剰になるとコスト高を招くため、Ni量は25%以下とする。Ni量は、好ましくは24%以下、より好ましくは23%以下である。
Ni: 15-25%
Ni is an element having an effect of stabilizing the austenite phase. In order to maintain the austenite phase, 15% or more of Ni is necessary. The amount of Ni is preferably 17% or more, more preferably 19.0% or more. On the other hand, if the Ni amount is excessive, the cost is increased, so the Ni amount is 25% or less. The amount of Ni is preferably 24% or less, more preferably 23% or less.

N:0.10〜0.35%
Nは、母相中に固溶することで高温強度を向上させる元素である。また実機にて高温で使用中にNbやTa等の窒化物形成元素と結合して微細な析出物を形成し、クリープ強度を向上させる元素でもある。これらの効果を十分発揮させるため、N量を0.10%以上とする。N量は、好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.20%以上である。しかしN量が0.35%を超えると、熱間加工性が悪化するためN量は0.35%以下とする。N量は、好ましくは0.33%以下、より好ましくは0.30%以下である。
N: 0.10 to 0.35%
N is an element that improves the high-temperature strength by dissolving in the matrix. In addition, it is an element that combines with nitride-forming elements such as Nb and Ta to form fine precipitates and improves creep strength during use at high temperatures in an actual machine. In order to sufficiently exhibit these effects, the N content is set to 0.10% or more. The N amount is preferably 0.15% or more, more preferably 0.20% or more. However, if the N content exceeds 0.35%, the hot workability deteriorates, so the N content is set to 0.35% or less. The N amount is preferably 0.33% or less, more preferably 0.30% or less.

B:0.0005〜0.05%
Bは、固溶強化により高温強度を向上させる元素である。該効果を十分発揮させるため、B量は0.0005%以上とする。B量は、好ましくは0.0010%以上、より好ましくは0.0015%以上である。一方、B量が0.05%を超えると溶接性が損なわれる。よってB量は0.05%以下とする。B量は、好ましくは0.03%以下、より好ましくは0.02%以下である。
B: 0.0005 to 0.05%
B is an element that improves the high-temperature strength by solid solution strengthening. In order to sufficiently exhibit the effect, the B content is set to 0.0005% or more. The amount of B is preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0015% or more. On the other hand, if the amount of B exceeds 0.05%, weldability is impaired. Therefore, the B amount is 0.05% or less. The amount of B is preferably 0.03% or less, more preferably 0.02% or less.

Nb:0.10〜0.60%
Nbは、後述する再熱処理や規定の歪取り焼鈍において、(Ta、Nb)炭素含有析出物の形成に必要な元素である。またNbは、実機にて高温で使用中に炭化物や窒化物、Z相(CrNbN)を形成してクリープ強度を向上させる元素である。上記炭化物等を十分に析出させてクリープ強度を向上させるには、Nb量を0.10%以上とする必要がある。Nb量は、好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.20%以上である。一方、Nb量が0.60%を超えて過剰に含まれると、実機での長時間使用で析出物が凝集し、強度が低下しやすくなる。よってNb量は0.60%以下とする。Nb量は、好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.40%以下である。
Nb: 0.10 to 0.60%
Nb is an element necessary for the formation of (Ta, Nb) carbon-containing precipitates in the later-described reheat treatment and prescribed strain relief annealing. Nb is an element that forms a carbide, nitride, or Z phase (CrNbN) during use at a high temperature in an actual machine to improve the creep strength. In order to sufficiently precipitate the carbides and improve the creep strength, the Nb amount needs to be 0.10% or more. The Nb amount is preferably 0.15% or more, more preferably 0.20% or more. On the other hand, if the Nb content exceeds 0.60% and is excessively contained, precipitates aggregate when used for a long time in an actual machine, and the strength tends to decrease. Therefore, the Nb amount is 0.60% or less. The Nb amount is preferably 0.50% or less, more preferably 0.40% or less.

Ta:0.20〜1.00%
Taは、Nbと同様に、後述する再熱処理や規定の歪取り焼鈍において、(Ta、Nb)炭素含有析出物の形成に必要な元素である。またTaもNbと同様に、高温で使用中に炭化物や窒化物を形成してクリープ強度を向上させる元素である。更にTaは、Z相(CrNbN)に固溶してクリープ強度をより高める効果も有する。これらの効果を十分に発揮させるため、Ta量を0.20%以上とする。Ta量は、好ましくは0.23%以上、より好ましくは0.25%以上である。一方、Ta量が1.00%を超えて過剰に含まれると、実機での長時間使用で析出物が凝集し、強度が低下しやすくなる。よってTa量は1.00%以下とする。Ta量は、好ましくは0.80%以下、より好ましくは0.60%以下である。
Ta: 0.20 to 1.00%
Ta, like Nb, is an element necessary for the formation of (Ta, Nb) carbon-containing precipitates in later-described reheat treatment and prescribed strain relief annealing. Ta, like Nb, is an element that improves the creep strength by forming carbides and nitrides during use at high temperatures. Furthermore, Ta has the effect of increasing the creep strength by dissolving in the Z phase (CrNbN). In order to sufficiently exhibit these effects, the Ta amount is set to 0.20% or more. The amount of Ta is preferably 0.23% or more, more preferably 0.25% or more. On the other hand, if the amount of Ta exceeds 1.00% and is excessively contained, precipitates aggregate when used for a long time in an actual machine, and the strength tends to decrease. Therefore, the Ta amount is 1.00% or less. The amount of Ta is preferably 0.80% or less, more preferably 0.60% or less.

Ta/Nb:0.8〜4.0
鋼中のTaとNbの質量比であるTa/Nbを所定範囲に制御することによって、Z相へのTa固溶量が最適となり、クリープ強度を向上させることができる。Ta固溶量を確保してクリープ強度の向上を図るには、前記Ta/Nbを0.8以上とすることが好ましく、より好ましくは0.85以上である。一方、前記Ta/Nbが4.0を超えると、Ta固溶量が過剰となり、延性が低下し、また経済性が損なわれる。よって前記Ta/Nbは、4.0以下とすることが好ましく、より好ましくは3.5以下である。
Ta / Nb: 0.8 to 4.0
By controlling Ta / Nb, which is the mass ratio of Ta and Nb in the steel, within a predetermined range, the amount of Ta solid solution in the Z phase is optimized, and the creep strength can be improved. In order to secure the Ta solid solution amount and improve the creep strength, the Ta / Nb is preferably 0.8 or more, more preferably 0.85 or more. On the other hand, if Ta / Nb exceeds 4.0, the amount of Ta solid solution becomes excessive, the ductility is lowered, and the economy is impaired. Therefore, the Ta / Nb is preferably 4.0 or less, and more preferably 3.5 or less.

本発明の製造方法に用いるステンレス鋼は、上記成分組成を満たし、残部は鉄および不可避不純物からなる。また、上記元素に加えて更に、下記のCa等を適量含有させることにより、高温強度等を高めることができる。以下、これらの元素について詳述する。   The stainless steel used in the production method of the present invention satisfies the above component composition, and the balance consists of iron and inevitable impurities. In addition to the above elements, the high temperature strength and the like can be increased by adding an appropriate amount of the following Ca and the like. Hereinafter, these elements will be described in detail.

Ca:0%超0.005%以下、およびMg:0%超0.005%以下の少なくとも1種
CaおよびMgは、脱硫元素として働き、Sを固定化して熱間加工性向上に寄与する元素である。これらの元素のうち1種または2種を用いることができる。この効果を得るには、Ca、Mgのいずれを含有させる場合も、各含有量の下限を0.0002%以上とすることが好ましく、より好ましくは0.0005%以上である。しかしながら、Ca量やMg量が過剰になると、熱間加工性がかえって低下しやすくなる。よって、Ca含有量とMg含有量の上限はいずれも0.005%以下とすることが好ましい。より好ましい上限はいずれも0.0020%以下である。
Ca: more than 0% to 0.005% or less, and Mg: more than 0% to 0.005% or less Ca and Mg act as desulfurization elements and contribute to improving hot workability by fixing S It is. One or two of these elements can be used. In order to obtain this effect, the lower limit of each content is preferably 0.0002% or more, and more preferably 0.0005% or more, when Ca or Mg is contained. However, when the amount of Ca or Mg is excessive, the hot workability tends to decrease. Therefore, it is preferable that the upper limit of Ca content and Mg content is 0.005% or less. A more preferable upper limit is 0.0020% or less.

Mo:0%超4.0%以下、およびW:0%超4.0%以下の少なくとも1種
Mo、Wは固溶強化により高温強度を向上させる元素である。これらの元素のうち1種または2種を用いることができる。この効果を発揮させるには、Moを含有させる場合、Mo量を0.4%以上とすることが好ましく、より好ましくは0.8%以上である。また、Wを含有させる場合、W量を0.6%以上とすることが好ましく、より好ましくは0.8%以上である。しかしMoとWは高価な元素であるため、過剰な添加はコスト高を招く。よってMo量とW量の上限をそれぞれ4.0%以下とした。好ましくはいずれも3.0%以下であり、より好ましくはいずれも2.0%以下である。
Mo: more than 0% to 4.0% or less, and W: more than 0% to 4.0% or less Mo and W are elements that improve high temperature strength by solid solution strengthening. One or two of these elements can be used. In order to exhibit this effect, when Mo is contained, the amount of Mo is preferably 0.4% or more, and more preferably 0.8% or more. Moreover, when it contains W, it is preferable to make W amount into 0.6% or more, More preferably, it is 0.8% or more. However, since Mo and W are expensive elements, excessive addition causes high cost. Therefore, the upper limit of the Mo amount and the W amount is set to 4.0% or less. Preferably, both are 3.0% or less, and more preferably, both are 2.0% or less.

本発明の製造方法は、上記成分組成を満たす鋼を用い、鋼管を製造する工程;固溶化熱処理を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の再熱処理を行う工程;をこの順に含む。以下、各工程について説明する。尚、本発明の製造方法には、上記再熱処理の代わりに、固溶化熱処理工程と曲げ加工工程をこの順に経た後に上記再熱処理と同様の条件で歪取り焼鈍を行う態様;や、上記再熱処理と曲げ加工工程をこの順に経た後、上記再熱処理と同様の条件で歪取り焼鈍を行う態様;が含まれる。この点については後に詳述する。   The production method of the present invention includes a step of producing a steel pipe using steel satisfying the above component composition; a step of performing a solution heat treatment; and a step of performing a reheat treatment at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more in this order. Hereinafter, each step will be described. In the production method of the present invention, instead of the above-mentioned reheat treatment, a mode in which strain relief annealing is performed under the same conditions as the above-mentioned reheat treatment after passing through a solution heat treatment step and a bending step in this order; And an embodiment in which strain relief annealing is performed under the same conditions as in the reheat treatment after the bending process steps are performed in this order. This point will be described in detail later.

[鋼管を製造する工程]
例えば電気炉等の溶解炉にて、上述した成分組成の合金を溶解し、鋼塊に鋳造する。鋼塊に対して溶体化熱処理を行ったり、熱間加工等を施してもよい。次いで、得られた鋼塊を用いて鋼管を製造する。鋼管として、例えば、シームレス鋼管、電縫鋼管、UOE鋼管やスパイラル鋼管等のアーク溶接鋼管、鍛接鋼管等が挙げられる。好ましくはシームレス鋼管である。これらの鋼管は、一般に行われている方法で製造することができる。前記シームレス鋼管は、熱間押し出しによる方法や、マンネスマン法により製造することができる。前記鋼管に対し、例えばサイズ調整等を目的として、更に抽伸や圧延などの冷間加工、この冷間加工を行うにあたり、軟質化を目的とする熱処理を施してもよい。
[Process for manufacturing steel pipes]
For example, in the melting furnace such as an electric furnace, the alloy having the component composition described above is melted and cast into a steel ingot. A solution heat treatment may be performed on the steel ingot, or hot working or the like may be performed. Next, a steel pipe is manufactured using the obtained steel ingot. Examples of steel pipes include seamless steel pipes, ERW steel pipes, arc-welded steel pipes such as UOE steel pipes and spiral steel pipes, and forged steel pipes. A seamless steel pipe is preferable. These steel pipes can be manufactured by a generally used method. The seamless steel pipe can be manufactured by a hot extrusion method or a Mannesmann method. For the purpose of adjusting the size, for example, the steel pipe may be further subjected to cold working such as drawing or rolling, and heat treatment for softening in performing the cold working.

[固溶化熱処理を行う工程]
上記鋼管に対し、固溶化熱処理を行う。これにより、炭化物や窒化物等の析出物を一旦十分に固溶させ、組織の均一化を図ることができる。固溶化熱処理の条件は、鋼の成分組成にもよるが、例えば固溶化熱処理温度を、好ましくは1100℃以上、より好ましくは1150℃以上で、好ましくは1250℃以下、より好ましくは1230℃以下とすることができる。また、上記固溶化熱処理温度での保持時間は、鋼管のサイズにもよるが、例えば2分間以上とすることができる。尚、保持時間の上限は、設備上や生産性の観点からおおよそ1時間以下となる。上記固溶化熱処理後は、室温まで水冷等の方法で急冷することが挙げられる。
[Step of solution heat treatment]
A solution heat treatment is performed on the steel pipe. As a result, precipitates such as carbides and nitrides can be sufficiently dissolved once to make the structure uniform. The conditions for the solution heat treatment depend on the steel component composition. For example, the solution heat treatment temperature is preferably 1100 ° C. or higher, more preferably 1150 ° C. or higher, preferably 1250 ° C. or lower, more preferably 1230 ° C. or lower. can do. Further, the holding time at the solution heat treatment temperature may be, for example, 2 minutes or more, although it depends on the size of the steel pipe. Note that the upper limit of the holding time is approximately 1 hour or less from the viewpoint of equipment and productivity. After the solution heat treatment, rapid cooling to room temperature by a method such as water cooling can be mentioned.

[800〜1050℃で5分間以上の再熱処理を行う工程]
この再熱処理の目的は、上述の通り、鋼中のTaとNbの一部を(Ta、Nb)炭素含有析出物として析出させCを固定することによって、後工程で、Crが炭化物を形成し結晶粒界近傍にCr欠乏層が形成され、耐粒界腐食性が低下することを抑制することにある。この効果を得るため、本発明では、800℃以上の再熱処理温度で加熱する。該再熱処理温度は、好ましくは810℃以上、より好ましくは820℃以上、更に好ましくは830℃以上である。一方、上記再熱処理温度が高すぎても、上記(Ta、Nb)炭素含有析出物が形成されにくくなるため、再熱処理温度の上限は1050℃以下とする。該再熱処理温度は、好ましくは1000℃以下、より好ましくは950℃以下である。
[Step of performing reheat treatment at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more]
The purpose of this heat treatment is, as described above, by depositing part of Ta and Nb in the steel as (Ta, Nb) carbon-containing precipitates and fixing C, so that Cr forms carbides in the subsequent process. The purpose is to suppress a Cr-deficient layer from being formed in the vicinity of the crystal grain boundary, thereby reducing the intergranular corrosion resistance. In order to acquire this effect, in this invention, it heats at the reheat processing temperature of 800 degreeC or more. The reheat treatment temperature is preferably 810 ° C. or higher, more preferably 820 ° C. or higher, and further preferably 830 ° C. or higher. On the other hand, even if the reheat treatment temperature is too high, the (Ta, Nb) carbon-containing precipitates are not easily formed, so the upper limit of the reheat treatment temperature is 1050 ° C. or less. The reheat treatment temperature is preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower.

上記再熱処理温度での保持時間、即ち再熱処理時間が短すぎても、上記(Ta、Nb)炭素含有析出物の形成が不足し、耐粒界腐食性の向上を十分に図ることができない。よって再熱処理時間は5分以上とする。再熱処理時間は、好ましくは10分以上、より好ましくは15分以上である。再熱処理時間の上限は、上記(Ta、Nb)炭素含有析出物形成の観点からは特に限定されない。しかし生産性等を考慮すると、上記再熱処理時間の上限は、90分以下であることが好ましく、より好ましくは70分以下、更に好ましくは60分以下である。   If the holding time at the reheat treatment temperature, that is, the reheat time is too short, the formation of the (Ta, Nb) carbon-containing precipitates is insufficient, and the intergranular corrosion resistance cannot be sufficiently improved. Therefore, the reheating time is 5 minutes or more. The reheat treatment time is preferably 10 minutes or more, more preferably 15 minutes or more. The upper limit of the reheat treatment time is not particularly limited from the viewpoint of forming the (Ta, Nb) carbon-containing precipitate. However, in consideration of productivity and the like, the upper limit of the reheat treatment time is preferably 90 minutes or less, more preferably 70 minutes or less, and still more preferably 60 minutes or less.

前記再熱処理の実施パターンとして次の方法が挙げられる。まず、固溶化熱処理を実施後、一旦、室温付近まで冷却させた後、室温から再熱処理温度まで加熱し、該再熱処理温度で保持する方法が挙げられる。約700℃付近でCr炭化物が形成されることを考慮すると、前記室温から再熱処理温度までの加熱工程において、少なくとも500℃から800℃の間の平均加熱速度は0.2℃/s以上とすることが好ましい。また別の方法として、固溶化熱処理に引き続いて再熱処理を行う、即ち、固溶化熱処理後、固溶化熱処理温度から再熱処理温度まで冷却した後、該再熱処理温度で保持する方法が挙げられる。前記固溶化熱処理温度から再熱処理温度までの冷却手段は特に問わない。   The following method is mentioned as the implementation pattern of the reheat treatment. First, after performing the solution heat treatment, after cooling to near room temperature, it is heated from room temperature to the reheat temperature and held at the reheat temperature. Considering that Cr carbide is formed in the vicinity of about 700 ° C., the average heating rate between at least 500 ° C. and 800 ° C. is 0.2 ° C./s or more in the heating step from the room temperature to the reheat treatment temperature. It is preferable. As another method, there is a method in which reheat treatment is performed subsequent to the solution heat treatment, that is, after the solution heat treatment, the solution is cooled from the solution heat treatment temperature to the reheat treatment temperature and then held at the reheat treatment temperature. The cooling means from the solution heat treatment temperature to the reheat treatment temperature is not particularly limited.

この再熱処理での「再熱処理温度で保持」には、均熱保持の他、上記再熱処理温度の範囲内において温度が変動、即ち、上記温度が上昇したり低下する場合を含みうる。   “Holding at the reheat treatment temperature” in this reheat treatment may include not only soaking, but also a case where the temperature fluctuates within the reheat treatment temperature range, that is, the temperature rises or falls.

上記再熱処理では(Ta、Nb)炭素含有析出物を析出させることが重要であり、上記条件で加熱後の室温までの冷却方法は特に規定しない。上記再熱処理後、室温までは水冷や空冷等の方法で冷却すればよい。   In the reheat treatment, it is important to precipitate a (Ta, Nb) carbon-containing precipitate, and the cooling method to room temperature after heating under the above conditions is not particularly specified. After the reheat treatment, it may be cooled to room temperature by a method such as water cooling or air cooling.

本発明の製造方法には、上記再熱処理の代わりに、固溶化熱処理工程と曲げ加工工程をこの順に経た後に上記再熱処理と同様に800〜1050℃で5分間以上加熱する歪取り焼鈍を行う態様;や、上記再熱処理と曲げ加工工程をこの順に経た後に、上記再熱処理と同様に800〜1050℃で5分間以上加熱する歪取り焼鈍を行う態様;が含まれる。該歪取り焼鈍をこの条件で実施することによっても、上記再熱処理と同様に、鋼中のTaとNbの一部を(Ta、Nb)炭素含有析出物として析出させCを固定させて、歪取り焼鈍後の冷却過程で、Cr炭化物の粒界への析出を抑制することができる。   In the production method of the present invention, instead of the above-mentioned reheat treatment, after undergoing a solution heat treatment step and a bending step in this order, an embodiment of performing strain relief annealing by heating at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more is performed in the same manner as in the above reheat treatment Or, after passing through the reheat treatment and the bending process in this order, a strain relief annealing is performed in which heating is performed at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more in the same manner as the reheat treatment. Even when the strain relief annealing is performed under these conditions, a part of Ta and Nb in the steel is precipitated as (Ta, Nb) carbon-containing precipitates and the C is fixed in the same manner as in the reheat treatment. Precipitation of Cr carbide at grain boundaries can be suppressed in the cooling process after the annealing.

この歪取り焼鈍の温度、該温度での保持時間、および実施パターン等の説明や好ましい条件は、前述の再熱処理と同じであり、また「歪取り焼鈍の温度で保持」には、均熱保持の他、規定の温度の範囲内において温度が変動、即ち、上記温度が上昇したり低下する場合を含みうる。この歪取り焼鈍では(Ta、Nb)炭素含有析出物を析出させることが重要であり、規定の条件で加熱後の室温までの冷却方法は特に規定しない。規定の条件で加熱後、室温までは、水冷や空冷等の方法で冷却すればよい。   The explanation and preferred conditions of the temperature for this strain relief annealing, the holding time at that temperature, the execution pattern, etc. are the same as those for the above-mentioned re-heat treatment. In addition, it may include a case where the temperature fluctuates within a specified temperature range, that is, the temperature rises or falls. In this strain relief annealing, it is important to deposit (Ta, Nb) carbon-containing precipitates, and the method for cooling to room temperature after heating under specified conditions is not particularly specified. What is necessary is just to cool by methods, such as water cooling and air cooling, to room temperature after heating on regular conditions.

上記の通り本発明のステンレス鋼管の製造方法として、下記(I)〜(III)の態様が挙げられる。
(I)鋼管を製造する工程;固溶化熱処理を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の再熱処理を行う工程;をこの順に含む態様
(II)鋼管を製造する工程;固溶化熱処理を行う工程;曲げ加工を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の歪取り焼鈍を行う工程;をこの順に含む態様
(III)鋼管を製造する工程;固溶化熱処理を行う工程;800〜1050℃で5分間以上の再熱処理を行う工程;曲げ加工を行う工程;および800〜1050℃で5分間以上の歪取り焼鈍を行う工程;をこの順に含む態様
As described above, the following methods (I) to (III) are exemplified as the method for producing the stainless steel pipe of the present invention.
(I) A step of manufacturing a steel pipe; a step of performing a solution heat treatment; and a step of performing a reheat treatment at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more; in this order (II) a step of manufacturing a steel pipe; a solution heat treatment A step of performing bending processing; and a step of performing strain relief annealing at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more; a step of producing an aspect (III) steel pipe in this order; a step of performing solution heat treatment; 800 to 1050 An embodiment comprising: a step of performing a reheat treatment at 5 ° C. for 5 minutes or more; a step of bending; and a step of performing strain relief annealing at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more.

上記(I)の態様では、再熱処理後の工程は限定されない。よって再熱処理後に曲げ加工と歪取り焼鈍を行う場合であっても、該歪取り焼鈍は一般的な条件を採用すればよい。また曲げ加工を行う場合には、必要に応じて更に、矯正や、酸洗等を行うことが挙げられる。上記(III)の態様では、再熱処理を行うと共に、曲げ加工後の歪取り焼鈍でも規定の条件で加熱を行うが、両者の加熱条件は既定の範囲内であれば同じでもよいし異なっていてもよい。上記(II)と(III)のいずれの態様においても、曲げ加工に供するにあたり、必要に応じて更に、矯正や、酸洗等を行うことが挙げられる。   In the above aspect (I), the steps after the reheat treatment are not limited. Therefore, even when bending and strain relief annealing are performed after the reheat treatment, general conditions may be adopted for the strain relief annealing. Moreover, when performing a bending process, performing correction, pickling, etc. is mentioned as needed. In the above (III) mode, reheating is performed and heating is performed under specified conditions even in strain relief annealing after bending, but both heating conditions may be the same or different as long as they are within a predetermined range. Also good. In any of the above aspects (II) and (III), correction, pickling, and the like may be further performed as necessary when subjected to bending.

本発明のステンレス鋼管は、上述の通り、上記再熱処理と歪取り焼鈍の少なくともいずれかの工程で、800〜1050℃で5分間以上の加熱を行うことによって、下記に詳述の通りTaとNbの一部を(Ta、Nb)炭素含有析出物として析出させたものである。本発明のステンレス鋼管の形態として、上記(I)の態様で製造されたものは、曲げ加工前の直管の他、曲げ加工が施されて曲げ部分を有する鋼管を含み、上記(II)や(III)の態様で製造されたものとして、曲げ部分を有する鋼管が挙げられる。   As described above, the stainless steel pipe of the present invention is heated at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more in at least one of the above-described reheat treatment and strain relief annealing. Is deposited as a (Ta, Nb) carbon-containing precipitate. As a form of the stainless steel pipe of the present invention, the one manufactured in the above aspect (I) includes a straight pipe before bending, and a steel pipe which has been bent and has a bent portion. A steel pipe having a bent portion can be cited as one produced in the mode (III).

上記方法により製造された本発明のステンレス鋼管は、上述した成分組成を満たし、かつ、Cと共にNbとTaのうちの少なくとも1種を含む円相当直径が10nm以上の析出物、即ち(Ta、Nb)炭素含有析出物が、1μmあたり5個以上存在するところに特徴を有する。前述の通り、該析出物が形成されCが固定されることによって、歪取り焼鈍後の冷却過程等で、Cr炭化物の形成が抑制、即ち、Cr欠乏層が生じ難く、その結果、実機使用環境で鋼管外面に生じる酸性結露水に対し、従来よりも優れた耐粒界腐食性を示すと考えられる。 The stainless steel pipe of the present invention produced by the above method satisfies the above-described component composition, and is a precipitate having a circle equivalent diameter of 10 nm or more containing C and at least one of Nb and Ta, that is, (Ta, Nb ) It is characterized in that there are 5 or more carbon-containing precipitates per 1 μm 2 . As described above, the precipitate is formed and C is fixed, so that the formation of Cr carbide is suppressed in the cooling process after the strain relief annealing, that is, the Cr-deficient layer is hardly generated. It is considered that the intergranular corrosion resistance is superior to that of acid condensation on the outer surface of steel pipe.

上記効果を得るには、上記(Ta、Nb)炭素含有析出物が、1μmあたり5個以上存在する必要がある。上記(Ta、Nb)炭素含有析出物は、1μmあたり8.0個以上であることが好ましく、より好ましくは1μmあたり10.0個以上である。尚、この個数は、多いほど好ましいが、本発明で規定の成分組成や製造条件等を考慮すると、その上限は1μmあたりおおよそ100個となる。 In order to obtain the above effect, it is necessary that five or more (Ta, Nb) carbon-containing precipitates exist per 1 μm 2 . The (Ta, Nb) carbon-containing precipitates are preferably 8.0 or more per 1 μm 2 , more preferably 10.0 or more per 1 μm 2 . The larger the number, the better. However, the upper limit is about 100 per 1 μm 2 in consideration of the component composition and production conditions specified in the present invention.

上記観察は、後述する実施例に示す通り透過型電子顕微鏡を用いて行うことができる。上記(Ta、Nb)炭素含有析出物は、円相当直径が10nm以上のものを対象とする。   The observation can be performed using a transmission electron microscope as shown in the examples described later. The (Ta, Nb) carbon-containing precipitates have a circle equivalent diameter of 10 nm or more.

上記(Ta、Nb)炭素含有析出物には、TaまたはNbを含む炭化物の他、TaおよびNbを含む炭化物、更には、これらの元素の少なくともいずれかを含む炭・窒化物等が含まれる。好ましくはTaとNbの両方を含む析出物である。上記(Ta、Nb)炭素含有析出物には、上記炭化物または炭窒化物に、B、Alなどの炭化物・窒化物・炭窒化物形成元素を更に含む複合析出物も包含される。   The (Ta, Nb) carbon-containing precipitates include carbides containing Ta and Nb, carbides containing Ta and Nb, and carbon / nitrides containing at least one of these elements. Preferably, the precipitate contains both Ta and Nb. The (Ta, Nb) carbon-containing precipitates include composite precipitates that further include carbides, nitrides, and carbonitride-forming elements such as B and Al in addition to the carbides or carbonitrides.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

(1)再熱処理用サンプルの作製
下記表2の鋼材No.1〜3、9、15および16では、下記表1に示す成分組成の鋼塊を、VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)を用いて溶製し、530mm×530mm×L1500mmのインゴットを作製した。その後、1250℃以上で24時間以上の溶体化熱処理を行い、熱間圧延にて直径160mmのブルームを作製した。このブルームを用い、肉厚48mm、外径155mm、長さ570mmの中空ビレットを作製し、次いでこの中空ビレットを用い、ユジーン・セジュルネ式熱間押し出し法により肉厚約8.5mm、外径71.5mmの鋼管を作製した。この鋼管に対し、軟質化を目的として1230℃で5分間の熱処理を行った後に、冷間加工を施して肉厚7.6mm、外径63.5mmの鋼管を得た。その後1220℃で5分間の固溶化熱処理を行ってから水冷し、サンプルを得た。尚、表1において、「−」は元素を添加していないことを意味する。
(1) Preparation of sample for reheat treatment In 1-3, 9, 15, and 16, the steel ingot of the component composition shown in the following Table 1 was melted using VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) to produce an ingot of 530 mm × 530 mm × L 1500 mm. Thereafter, solution heat treatment was performed at 1250 ° C. or more for 24 hours or more, and a bloom having a diameter of 160 mm was produced by hot rolling. Using this bloom, a hollow billet having a wall thickness of 48 mm, an outer diameter of 155 mm, and a length of 570 mm was produced, and then using this hollow billet, the wall thickness was about 8.5 mm and the outer diameter was 71. A 5 mm steel pipe was produced. This steel pipe was heat treated at 1230 ° C. for 5 minutes for the purpose of softening, and then cold worked to obtain a steel pipe having a wall thickness of 7.6 mm and an outer diameter of 63.5 mm. Thereafter, a solution heat treatment was performed at 1220 ° C. for 5 minutes, followed by water cooling to obtain a sample. In Table 1, “-” means that no element is added.

また下記表2の鋼材No.4〜8、10〜14および17では、下記表1に示す成分組成の20kgの小型のインゴットを真空誘導溶解にて作製し、実機を模擬した加工熱処理プロセスでサンプルを作製した。詳細には、上記真空誘導溶解により得られたインゴットに対し1250℃で24時間以上の熱処理を実施し、次いで、製管工程の熱間押し出しを模擬して熱間鍛造により板状に成形した。その後、軟質化を目的として1230℃で5分間以上の熱処理を行った。次いで、おおよそW80mm×L200mm×t17.5mmのサイズに切断し、加工率20%で冷間圧延を行いW80mm×L250mm×t14mmのサイズとした。その後1220℃で5分間の固溶化熱処理を行ってから水冷し、サンプルを得た。   In Table 2 below, the steel material No. In 4-8, 10-14, and 17, 20 kg small ingots having the component compositions shown in Table 1 below were produced by vacuum induction melting, and samples were produced by a thermomechanical process simulating an actual machine. Specifically, the ingot obtained by the above-described vacuum induction melting was subjected to heat treatment at 1250 ° C. for 24 hours or more, and then formed into a plate shape by hot forging while simulating hot extrusion in the pipe making process. Thereafter, heat treatment was performed at 1230 ° C. for 5 minutes or more for the purpose of softening. Next, it was cut into a size of approximately W80 mm × L200 mm × t17.5 mm and cold-rolled at a processing rate of 20% to obtain a size of W80 mm × L250 mm × t14 mm. Thereafter, a solution heat treatment was performed at 1220 ° C. for 5 minutes, followed by water cooling to obtain a sample.

(2)再熱処理
上記各サンプルから、圧延方向が長手方向となるようにW15mm×L70mm×t3mmの再熱処理用板材を、切削により切り出した。
(2) Reheat treatment A plate material for reheat treatment of W15 mm × L70 mm × t3 mm was cut out from each sample so that the rolling direction was the longitudinal direction.

上記再熱処理用板材に対し、電気炉にて、表2に示す条件(再熱処理温度、再熱処理時間)で再熱処理を実施し、室温まで水冷して板状試料を得た。尚、表2の鋼材No.9〜14は、再熱処理を施していない比較例である。   The plate for reheat treatment was reheated in an electric furnace under the conditions shown in Table 2 (reheat treatment temperature, reheat treatment time), and cooled to room temperature to obtain a plate sample. In addition, the steel material No. Nos. 9 to 14 are comparative examples in which re-heat treatment is not performed.

上記方法により得られた板状試料を用いて、下記の通り評価試験を行い、耐粒界腐食性を評価した。また鋼中の析出物の評価も行った。   Using the plate-like sample obtained by the above method, an evaluation test was conducted as follows to evaluate the intergranular corrosion resistance. Moreover, the precipitate in steel was also evaluated.

(3)耐粒界腐食性の評価試験
耐粒界腐食性は、JIS G 0575で規定のステンレス鋼の硫酸・硫酸銅腐食試験方法で評価した。詳細には、まず上記板状試料に対し、前述した歪取り焼鈍後の冷却過程に相当する鋭敏化熱処理として、700℃で1時間保持する熱処理を施した後、水冷した。尚、実機で使用するにあたり施される曲げ加工は、特に耐粒界腐食性に影響を及ぼさないため本実施例では行わなかった。次いで、板状試料表面に形成された酸化スケールを酸洗にて除去し、機械研磨により鏡面化した。実機使用環境でのステンレス鋼管外面の酸性結露水による劣化を模擬した加速試験として、上記鏡面化した板状試料を、沸騰した硫酸−硫酸銅溶液中に16時間浸漬した。その後、板状試料の中心部を90°に曲げ、曲げ面の外側の頂点を実体顕微鏡にて15倍で観察した。そして、割れが発生したものを耐粒界腐食性に劣ると評価し、割れが発生しなかったものを耐粒界腐食性に優れると評価した。尚、上記板状試料の中心部を90°に曲げた理由は、腐食した粒界に応力を加えて観察しやすくしたものであって、実操業での曲げ加工を模擬したものではない。上記評価結果を表2に示す。
(3) Intergranular corrosion resistance evaluation test Intergranular corrosion resistance was evaluated by a sulfuric acid / copper sulfate corrosion test method for stainless steel specified in JIS G 0575. Specifically, first, the plate-like sample was subjected to a heat treatment that was held at 700 ° C. for 1 hour as a sensitizing heat treatment corresponding to the cooling process after the strain relief annealing described above, and then cooled with water. In addition, since the bending process performed when using with an actual machine does not affect especially intergranular corrosion resistance, it was not performed in the present Example. Next, the oxide scale formed on the plate-like sample surface was removed by pickling and mirror-finished by mechanical polishing. As an accelerated test simulating deterioration due to acidic dew condensation water on the outer surface of a stainless steel pipe in an actual machine environment, the mirror-finished plate sample was immersed in a boiling sulfuric acid-copper sulfate solution for 16 hours. Thereafter, the central part of the plate-like sample was bent at 90 °, and the outer apex of the bent surface was observed with a stereomicroscope at a magnification of 15 times. And it evaluated that the thing which a crack generate | occur | produced is inferior to intergranular corrosion resistance, and the thing which did not generate | occur | produce a crack evaluated that it was excellent in intergranular corrosion resistance. The reason why the central portion of the plate-like sample is bent at 90 ° is that stress is applied to the corroded grain boundary for easy observation, and does not simulate bending in actual operation. The evaluation results are shown in Table 2.

更には、上記90°に曲げた板状試料を用いて、以下の通り粒界浸食深さを測定した。まず図1に示す通り、上記板状試料の90°に曲げた影響を受けていない、端面部から5〜10mmの位置まで、即ち図1の斜線部分の鋼片を切断機で切り出し、図1の断面Aを観察できるように樹脂に埋めた後、鏡面に研磨した。その後、光学顕微鏡にて上記断面Aを50倍の倍率で観察した。そして、試料である母材と樹脂との境界線において100μm間隔で合計10点の、上記境界線から腐食している粒界までの深さ(腐食深さ)を測定した。そしてこの10点の腐食深さの平均を「粒界浸食深さ」とした。   Furthermore, the grain boundary erosion depth was measured as follows using the plate-like sample bent at 90 °. First, as shown in FIG. 1, the steel piece in the hatched portion of FIG. 1 is cut out by a cutting machine from the end face portion to the position of 5 to 10 mm, which is not affected by the bending of the plate-like sample at 90 °. After being embedded in a resin so that the cross section A could be observed, it was polished to a mirror surface. Thereafter, the cross section A was observed at a magnification of 50 times with an optical microscope. And the depth (corrosion depth) from the said boundary line to the corroding grain boundary of a total of 10 points | pieces at 100 micrometer intervals in the boundary line of the base material which is a sample, and resin was measured. The average of the 10 corrosion depths was defined as “grain boundary erosion depth”.

上記光学顕微鏡写真の一例を図2と図3に示す。図2は、本発明例である下記表2の鋼材No.2の光学顕微鏡写真であり、図3は、比較例である下記表2の鋼材No.9の光学顕微鏡写真である。これらの写真を対比すると、図2に示す鋼材No.2は粒界の腐食がみられないのに対し、図3に示す鋼材No.9は粒界の腐食がみられることがわかる。   An example of the optical micrograph is shown in FIGS. FIG. 2 shows a steel material No. in Table 2 below which is an example of the present invention. 2 is an optical micrograph of No. 2 and FIG. 9 is an optical micrograph of 9. When these photographs are compared, the steel No. shown in FIG. No. 2 shows no corrosion of grain boundaries, whereas steel No. 2 shown in FIG. 9 shows that the grain boundary is corroded.

(4)析出物の評価
表2のNo.2、7、8、9、13、14、16および17については、(Ta、Nb)炭素含有析出物についての評価も行った。詳細には次の通りである。金属薄膜法によって作製した試験片を用い、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)にて、観察倍率15万倍、観察視野サイズ800nm×680nm、観察箇所5視野を観察し、画像解析によって、その視野中に存在する、Cと共にNbとTaのうちの少なくとも1種を含む円相当直径が10nm以上の析出物の個数を求めた。そして、1μmあたりに存在する上記析出物の個数を算出した。尚、Cと共にNbとTaのうちの少なくとも1種を含むことは、EDX(Energy Dispersive X−ray spectrometry:エネルギー分散型X線分析)によって判別した。上記結果を表3に示す。
(4) Evaluation of precipitate No. in Table 2 For 2, 7, 8, 9, 13, 14, 16 and 17, the (Ta, Nb) carbon-containing precipitates were also evaluated. Details are as follows. Using a test piece prepared by a metal thin film method, a transmission electron microscope (TEM) is used to observe an observation magnification of 150,000 times, an observation field size of 800 nm × 680 nm, an observation field of five fields, and by image analysis. The number of precipitates having a circle equivalent diameter of 10 nm or more containing C and at least one of Nb and Ta together with C was determined. And the number of the said precipitate which exists per 1 micrometer 2 was computed. The inclusion of C and at least one of Nb and Ta was determined by EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy). The results are shown in Table 3.

表1〜3から次のことがわかる。鋼材No.1〜8は、本発明で規定の成分組成の鋼を用い、規定の条件で製造したため、耐粒界腐食性に優れたステンレス鋼管が得られた。上述の通り、本発明で規定の成分組成の鋼を用い、規定の条件で製造すれば、表3の鋼材No.2、7および8に示す通り、規定の析出物を一定以上確保することができた。これらの析出物が形成されCが固定されることによって、Cr炭化物の形成が抑制、即ち、Cr欠乏層が生じ難くなり、従来よりも優れた耐粒界腐食性が得られたと考えられる。   The following can be understood from Tables 1 to 3. Steel No. Since Nos. 1 to 8 were manufactured under specified conditions using steel having a specified component composition in the present invention, stainless steel pipes having excellent intergranular corrosion resistance were obtained. As described above, if the steel having the specified composition is used in the present invention and manufactured under the specified conditions, the steel Nos. As shown in 2, 7 and 8, the prescribed precipitates could be secured above a certain level. When these precipitates are formed and C is fixed, the formation of Cr carbide is suppressed, that is, a Cr-deficient layer is hardly formed, and it is considered that the intergranular corrosion resistance superior to that of the prior art is obtained.

これに対し、鋼材No.9〜16は、本発明で規定の成分組成の鋼を用いたものの、規定の条件で製造しなかったため、得られたステンレス鋼管は耐粒界腐食性に劣る結果となった。詳細には、鋼材No.9〜14は、固溶化熱処理後に、本発明で規定の再熱処理を行わず、かつ規定の歪取り焼鈍を行ったものでもないため、耐粒界腐食性に劣る結果となった。表3の鋼材No.9、13および14に示す通り、上記再熱処理を行わず、かつ規定の歪取り焼鈍も行っていない場合は、規定の析出物がゼロであった。また鋼材No.15および16は本発明で規定の再熱処理を行ったが、鋼材No.15では再熱処理温度が低く、また鋼材No.16では、再熱処理時間が短すぎるために表3に示す通り規定の析出物が不足し、Cr炭化物の形成を抑制できなかったと考えられる。その結果、これらの例では耐粒界腐食性に劣る結果となった。更に鋼材No.17は、本発明で規定の成分組成を満たしていない、具体的には、鋼材がNbとTaのうちのNbのみを含み、Taを含んでいない例である。この例の場合、1μmあたりの上記析出物の個数が不足し、耐粒界腐食性に劣る結果となった。 On the other hand, steel material No. Nos. 9 to 16 used steel having a specified component composition in the present invention, but were not manufactured under specified conditions, so that the obtained stainless steel pipes were inferior in intergranular corrosion resistance. Specifically, the steel material No. Nos. 9 to 14 were not subjected to the re-heat treatment specified in the present invention after the solution heat treatment and were not subjected to the specified strain relief annealing, resulting in poor intergranular corrosion resistance. Steel No. in Table 3 As shown in 9, 13, and 14, when the above-mentioned reheat treatment was not performed and the specified strain relief annealing was not performed, the specified precipitate was zero. Steel No. Nos. 15 and 16 were subjected to the reheat treatment specified in the present invention. No. 15 has a low reheat treatment temperature, and steel no. In No. 16, the re-heat treatment time was too short, so that the prescribed precipitates were insufficient as shown in Table 3, and the formation of Cr carbide could not be suppressed. As a result, in these examples, the intergranular corrosion resistance was inferior. Furthermore, the steel material No. No. 17 is an example that does not satisfy the prescribed component composition in the present invention. Specifically, the steel material contains only Nb of Nb and Ta and does not contain Ta. In the case of this example, the number of the precipitates per 1 μm 2 was insufficient, resulting in inferior intergranular corrosion resistance.

本発明の製造方法で得られるステンレス鋼管は、優れた耐粒界腐食性の要求される、火力発電用ボイラー、廃棄物ボイラー、またはバイオマスボイラーにおける、過熱器管や再熱器管等の伝熱管として好適に用いられる。   The stainless steel pipe obtained by the production method of the present invention is a heat transfer pipe such as a superheater pipe or a reheater pipe in a boiler for thermal power generation, a waste boiler, or a biomass boiler that requires excellent intergranular corrosion resistance. Is preferably used.

Claims (13)

成分組成が、質量%で、
C:0.01〜0.10%、
Si:0.10〜2.0%、
Mn:0.10〜2.0%、
P:0%超0.045%以下、
S:0%超0.01%以下、
Cr:20〜30%、
Ni:15〜25%、
N:0.10〜0.35%、
B:0.0005〜0.05%、
Nb:0.10〜0.60%、および
Ta:0.20〜1.00%
を満たし、残部が鉄および不可避不純物である鋼を用いて、鋼管を製造する工程;
固溶化熱処理を行う工程;および
800〜1050℃で5分間以上の再熱処理を行う工程;
をこの順に含むことを特徴とするステンレス鋼管の製造方法。
Ingredient composition is mass%,
C: 0.01-0.10%,
Si: 0.10 to 2.0%,
Mn: 0.10 to 2.0%,
P: more than 0% and 0.045% or less,
S: more than 0% and 0.01% or less,
Cr: 20-30%,
Ni: 15-25%,
N: 0.10 to 0.35%,
B: 0.0005 to 0.05%,
Nb: 0.10-0.60% and Ta: 0.20-1.00%
A steel pipe is manufactured using steel satisfying the above and the balance being iron and inevitable impurities;
A step of performing a solution heat treatment; and a step of performing a reheat treatment at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more;
In this order, a method for producing a stainless steel pipe.
前記再熱処理を行う工程の後、更に、
曲げ加工を行う工程;および
800〜1050℃で5分間以上の歪取り焼鈍を行う工程;
をこの順に含む請求項1に記載の製造方法。
After the step of performing the reheat treatment,
A step of bending; and a step of performing strain relief annealing at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more;
The manufacturing method of Claim 1 which contains these in this order.
成分組成が、質量%で、
C:0.01〜0.10%、
Si:0.10〜2.0%、
Mn:0.10〜2.0%、
P:0%超0.045%以下、
S:0%超0.01%以下、
Cr:20〜30%、
Ni:15〜25%、
N:0.10〜0.35%、
B:0.0005〜0.05%、
Nb:0.10〜0.60%、および
Ta:0.20〜1.00%
を満たし、残部が鉄および不可避不純物である鋼を用いて、鋼管を製造する工程;
固溶化熱処理を行う工程;
曲げ加工を行う工程;および
800〜1050℃で5分間以上の歪取り焼鈍を行う工程;
をこの順に含むことを特徴とするステンレス鋼管の製造方法。
Ingredient composition is mass%,
C: 0.01-0.10%,
Si: 0.10 to 2.0%,
Mn: 0.10 to 2.0%,
P: more than 0% and 0.045% or less,
S: more than 0% and 0.01% or less,
Cr: 20-30%,
Ni: 15-25%,
N: 0.10 to 0.35%,
B: 0.0005 to 0.05%,
Nb: 0.10-0.60% and Ta: 0.20-1.00%
A steel pipe is manufactured using steel satisfying the above and the balance being iron and inevitable impurities;
Performing a solution heat treatment;
A step of bending; and a step of performing strain relief annealing at 800 to 1050 ° C. for 5 minutes or more;
In this order, a method for producing a stainless steel pipe.
前記Taと前記Nbの質量比Ta/Nbが0.8以上4.0以下を満たす鋼を用いる請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method in any one of Claims 1-3 using the steel with which mass ratio Ta / Nb of said Ta and said Nb satisfy | fills 0.8 or more and 4.0 or less. 更に、質量%で、Ca:0%超0.005%以下、およびMg:0%超0.005%以下の少なくとも1種を含む鋼を用いる請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。   Furthermore, the manufacturing method in any one of Claims 1-4 which uses the steel containing at least 1 sort (s) of Ca: more than 0% 0.005% or less and Mg: more than 0% 0.005% or less by mass%. . 更に、質量%で、Mo:0%超4.0%以下、およびW:0%超4.0%以下の少なくとも1種を含む鋼を用いる請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。   Furthermore, the manufacturing method in any one of Claims 1-5 using the steel containing at least 1 sort (s) of Mo: more than 0% and 4.0% or less and W: more than 0% and 4.0% or less. . 前記鋼管を製造する工程で、シームレス鋼管を製造する請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein a seamless steel pipe is manufactured in the process of manufacturing the steel pipe. 成分組成が、質量%で、
C:0.01〜0.10%、
Si:0.10〜2.0%、
Mn:0.10〜2.0%、
P:0%超0.045%以下、
S:0%超0.01%以下、
Cr:20〜30%、
Ni:15〜25%、
N:0.10〜0.35%、
B:0.0005〜0.05%、
Nb:0.10〜0.60%、および
Ta:0.20〜1.00%
を満たし、残部が鉄および不可避不純物であり、かつ、Cと共にNbとTaのうちの少なくとも1種を含む円相当直径が10nm以上の析出物が、1μm2あたり5個以上存在することを特徴とするステンレス鋼管。
Ingredient composition is mass%,
C: 0.01-0.10%,
Si: 0.10 to 2.0%,
Mn: 0.10 to 2.0%,
P: more than 0% and 0.045% or less,
S: more than 0% and 0.01% or less,
Cr: 20-30%,
Ni: 15-25%,
N: 0.10 to 0.35%,
B: 0.0005 to 0.05%,
Nb: 0.10-0.60% and Ta: 0.20-1.00%
And the balance is iron and inevitable impurities, and there are 5 or more precipitates per 1 μm 2 having a circle equivalent diameter of 10 nm or more including C and at least one of Nb and Ta. Stainless steel pipe to do.
前記Taと前記Nbの質量比Ta/Nbが0.8以上4.0以下を満たす請求項8に記載のステンレス鋼管。   The stainless steel pipe according to claim 8, wherein a mass ratio Ta / Nb of the Ta and the Nb satisfies 0.8 or more and 4.0 or less. 更に、質量%で、Ca:0%超0.005%以下、およびMg:0%超0.005%以下の少なくとも1種を含む請求項8または9に記載のステンレス鋼管。   The stainless steel pipe according to claim 8 or 9, further comprising at least one of Ca: more than 0% and not more than 0.005% and Mg: more than 0% and not more than 0.005%. 更に、質量%で、Mo:0%超4.0%以下、およびW:0%超4.0%以下の少なくとも1種を含む請求項8〜10のいずれかに記載のステンレス鋼管。   The stainless steel pipe according to any one of claims 8 to 10, further comprising at least one of Mo: more than 0% and not more than 4.0% and W: more than 0% and not more than 4.0%. シームレス鋼管である請求項8〜11のいずれかに記載のステンレス鋼管。   The stainless steel pipe according to any one of claims 8 to 11, which is a seamless steel pipe. 火力発電用ボイラー、廃棄物ボイラーまたはバイオマスボイラーの、伝熱管に用いられる請求項8〜12のいずれかに記載のステンレス鋼管。   The stainless steel pipe according to any one of claims 8 to 12, which is used for a heat transfer pipe of a thermal power generation boiler, a waste boiler or a biomass boiler.
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