JP2018168425A - Seamless steel pipe for low alloy oil well - Google Patents

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Abstract

To provide a seamless steel pipe for low alloy oil well having necessary strength and toughness even when a regulation of S content is alleviated.SOLUTION: A seamless steel pipe for low alloy oil well has a chemical composition with, by mass%, C:0.20 to 0.50%, Si:0.05 to 0.50%, Mn:0.05 to 1.0%, P:0.030% or less, S:0.0025 to 0.0060%, Al:0.005 to 0.10%, Cr:0.1 to 1.2%, Mo:0.25 to 1.0%, Ti:0.002 to 0.05%, N:0.01% or less, O:0.0030% or less, Ca:0.0010 to 0.0030%, REM:0.0010 to 0.0040%, V:0 to 0.30%, Nb:0 to 0.10%, Cu:0 to 1.0%, Ni:0 to 1.0%, B:0 to 0.0040% and the balance:Fe with impurities, average particle diameter of sulfide-based inclusion and oxysulfide-based inclusion of 2.0 μm or less and aspect ratio of 2.0 or less.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、低合金油井用継目無鋼管に関する。   The present invention relates to a seamless steel pipe for a low alloy oil well.

油井用鋼管は、油井やガス井(以下、油井とガス井とを総じて油井と称する。)のケーシングやチュービングとして使用される。近年、石油資源エネルギーの枯渇への懸念から、油井の開発環境は過酷化している。採掘する油井の高深度化のため、758MPa(110ksi)級以上の降伏強度が求められており、さらに寒冷地での使用を考慮して、低温靱性への要求も高まりつつある。   The oil well steel pipe is used as a casing or tubing of an oil well or a gas well (hereinafter, the oil well and the gas well are collectively referred to as an oil well). In recent years, the development environment for oil wells has become harsh due to concerns over the depletion of petroleum resources and energy. Yield strength of 758 MPa (110 ksi) class or higher is required for deepening the oil well to be mined, and the demand for low-temperature toughness is increasing in consideration of use in cold regions.

油井用鋼管は、熱間製管後に焼入れ焼戻しによる熱処理を行って製造される。熱処理のパターンとして、オフライン熱処理とインライン熱処理とがある。オフライン熱処理は、熱間製管後に一度室温付近まで冷却した鋼管をオフラインの熱処理炉でAc変態点以上のオーステナイト温度域に再加熱して急冷する再加熱焼入れと、Ac変態点以下での焼戻しと含む。インライン熱処理は、熱間製管後に室温まで冷却せずに、熱間圧延後の鋼管の温度を利用してAr変態点以上の温度から急冷する直接焼入れと、Ac変態点以下での焼戻しと含む。 The oil well steel pipe is manufactured by performing heat treatment by quenching and tempering after hot pipe making. There are two types of heat treatment patterns: offline heat treatment and in-line heat treatment. In the offline heat treatment, the steel pipe once cooled to near room temperature after hot pipe making is reheated and quenched in an off-line heat treatment furnace to the austenite temperature range above the Ac 3 transformation point and rapidly cooled, and below the Ac 1 transformation point. Including tempering. In-line heat treatment does not cool to room temperature after hot pipe forming, but directly quenches from the temperature above the Ar 3 transformation point using the temperature of the steel pipe after hot rolling, and temper below the Ac 1 transformation point. Including.

オフライン熱処理された油井用鋼管は、再加熱時の逆変態によってオーステナイト粒が微細化されるため、インライン熱処理された油井用鋼管と比較して、強度及び靱性の安定性、並びに耐食性に優れている。しかし、オフライン熱処理はリードタイムが長く生産性に問題があるため、インライン熱処理が採用されるケースも多い。特に、硫化水素を含まない環境で使用される油井用鋼管は、インライン熱処理で製造されるのが一般的である。   Oil-well steel pipes that have been off-line heat treated have excellent strength and toughness stability and corrosion resistance compared to oil-well steel pipes that have been in-line heat-treated because the austenite grains are refined by reverse transformation during reheating. . However, in-line heat treatment is often adopted because off-line heat treatment has a long lead time and has a problem with productivity. In particular, oil well steel pipes used in an environment not containing hydrogen sulfide are generally manufactured by in-line heat treatment.

インライン熱処理では結晶粒の微細化が困難なため、高強度と高靱性とを両立させるためには、介在物の低減が有効である。具体的には、(1)脱硫処理による低S化、及び(2)CaSi添加によるアルミナクラスターの生成抑制等が行われる。   Since in-line heat treatment makes it difficult to refine crystal grains, it is effective to reduce inclusions in order to achieve both high strength and high toughness. Specifically, (1) low S by desulfurization treatment, and (2) suppression of formation of alumina clusters by addition of CaSi are performed.

(1)に関連した技術として、特許第3385966号公報には、組織を微細化処理することなく、強度と優れた靱性が得られる鋼材の製造方法が記載されている。同文献には、具体的には、MnSやTiN等の介在物を低減することが記載されている。   As a technique related to (1), Japanese Patent No. 3385966 describes a method of manufacturing a steel material that can obtain strength and excellent toughness without refining the structure. Specifically, this document describes reducing inclusions such as MnS and TiN.

(2)に関連した技術として、特開2004−52076号公報には、Al脱酸又はAl−Si脱酸した溶鋼中に希土類元素(REM)を添加することによって、酸化物系介在物の形態を制御して、アルミナクラスターの生成を抑制できることが記載されている。   As a technique related to (2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-52076 discloses a form of oxide inclusions by adding rare earth elements (REM) to Al deoxidized or Al-Si deoxidized molten steel. It is described that the production of alumina clusters can be suppressed by controlling the above.

また、特許第5765497号公報には、介在物の形態を制御して、溶接部の品質を向上させた電縫鋼管が記載されている。具体的には、鋼板の製錬工程において、Caを添加する前にCe及びLaの少なくとも一方を添加することが記載されている。これによって、介在物を硬質かつ微細なものにすることができ、アップセット時に介在物が延伸されることによる靱性の低下を抑制できると記載されている。   Japanese Patent No. 5765497 discloses an electric resistance welded steel pipe in which the form of inclusions is controlled to improve the quality of the welded portion. Specifically, it is described that at least one of Ce and La is added before adding Ca in the steel sheet smelting step. It is described that, by this, inclusions can be made hard and fine, and a decrease in toughness due to the extension of the inclusions during upsetting can be suppressed.

特許第3385966号公報Japanese Patent No. 3385966 特開2004−52076号公報JP 2004-52076 A 特許第5765497号公報Japanese Patent No. 5765497

低硫化のための脱硫処理(例えば、S含有量を20ppm以下にするための脱硫処理)では、製錬工程で溶鋼にCaOを投入する。しかし、CaOは高価であり、コスト増加や生産性低下の原因となる。そのため、S含有量の規制を緩和して脱硫工程を減らしても、必要な強度と靱性とを確保できることが好ましい。   In desulfurization treatment for low sulfidation (for example, desulfurization treatment for reducing S content to 20 ppm or less), CaO is introduced into molten steel in a smelting process. However, CaO is expensive and causes an increase in cost and a decrease in productivity. Therefore, it is preferable that necessary strength and toughness can be ensured even if the regulation of the S content is relaxed and the desulfurization process is reduced.

本発明の目的は、S含有量の規制を緩和しても、必要な強度と靱性と有する低合金油井用継目無鋼管を提供することである。   An object of the present invention is to provide a seamless steel pipe for a low alloy oil well that has the required strength and toughness even if the regulation of the S content is relaxed.

本発明の一実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、化学組成が、質量%で、C:0.20〜0.50%、Si:0.05〜0.50%、Mn:0.05〜1.0%、P:0.030%以下、S:0.0025〜0.0060%、Al:0.005〜0.10%、Cr:0.1〜1.2%、Mo:0.25〜1.0%、Ti:0.002〜0.05%、N:0.01%以下、O:0.0030%以下、Ca:0.0010〜0.0030%、REM:0.0010〜0.0040%、V:0〜0.30%、Nb:0〜0.10%、Cu:0〜1.0%、Ni:0〜1.0%、B:0〜0.0040%、残部:Fe及び不純物であり、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径が2.0μm以下、アスペクト比が2.0以下である。   The seamless steel pipe for a low alloy oil well according to an embodiment of the present invention has a chemical composition of mass%, C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.00. 05-1.0%, P: 0.030% or less, S: 0.0025-0.0060%, Al: 0.005-0.10%, Cr: 0.1-1.2%, Mo: 0.25 to 1.0%, Ti: 0.002 to 0.05%, N: 0.01% or less, O: 0.0030% or less, Ca: 0.0010 to 0.0030%, REM: 0 0010 to 0.0040%, V: 0 to 0.30%, Nb: 0 to 0.10%, Cu: 0 to 1.0%, Ni: 0 to 1.0%, B: 0 to 0. 0040%, balance: Fe and impurities. The average particle diameter of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions is 2.0 μm or less, and the aspect ratio is 2.0 or less.

本発明によれば、S含有量の規制を緩和しても、必要な強度と靱性と有する低合金油井用継目無鋼管が得られる。   According to the present invention, a seamless steel pipe for low alloy oil wells having the required strength and toughness can be obtained even if the restriction on the S content is relaxed.

図1は、硫化物系介在物の無害化のメカニズムを説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the detoxification mechanism of sulfide inclusions. 図2は、硫化物系介在物の無害化のメカニズムを説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the detoxification mechanism of sulfide inclusions. 図3は、硫化物系介在物の無害化のメカニズムを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the detoxification mechanism of sulfide inclusions. 図4は、複合介在物の顕微鏡写真である。FIG. 4 is a photomicrograph of the composite inclusion. 図5は、硫化物系介在物の顕微鏡写真である。FIG. 5 is a photomicrograph of sulfide inclusions.

本発明者らは、上記課題を解決するための手段を検討した。その結果、精錬工程において、溶鋼にREMを添加し、さらにCaを添加することで、以下の(A)〜(C)の効果が得られることを知見した。   The present inventors have studied means for solving the above-mentioned problems. As a result, it has been found that the following effects (A) to (C) can be obtained by adding REM to molten steel and further adding Ca in the refining process.

(A)Alは、FeO、FeO・Al等の低融点の介在物がバインダーとして作用することで結合し、アルミナクラスターを形成する(図1を参照)。粗大なアルミナクラスターは、鋼の靱性を低下させる。REMを添加することで、FeOが還元されて、アルミナクラスターはAlとX及び/又はXOS(XはREM)とになる(図2を参照)。これによって、粗大なアルミナクラスターの生成を抑制することができる。 (A) Al 2 O 3 is bonded by low melting point inclusions such as FeO and FeO · Al 2 O 3 acting as a binder to form an alumina cluster (see FIG. 1). Coarse alumina clusters reduce the toughness of the steel. By adding REM, FeO is reduced, and the alumina cluster becomes Al 2 O 3 and X 2 O 3 and / or X 2 OS (X is REM) (see FIG. 2). Thereby, the production | generation of a coarse alumina cluster can be suppressed.

(B)このとき、MnS等の硫化物は、生成した非延伸性のX及び/又はXOSを核として晶出し、複合介在物となる(図3を参照)。X及び/又はXOSは、硬質かつ微細な酸化物であり、複合するMnS等の軟質な硫化物系介在物の延伸も抑制する。これによって、硫化物系介在物を無害化することができる。 (B) At this time, sulfides such as MnS crystallize using the produced non-stretchable X 2 O 3 and / or X 2 OS as nuclei and become composite inclusions (see FIG. 3). X 2 O 3 and / or X 2 OS is a hard and fine oxide, and suppresses stretching of soft sulfide inclusions such as MnS to be combined. As a result, the sulfide inclusions can be rendered harmless.

(C)REMを単独で添加した場合、鋳造の際ノズルが閉塞しやすくなる。REM添加後、さらにCaを添加することで、ノズルの閉塞を抑制することができる。Caはまた、介在物を球状化する作用もある。そのため、MnSのさらなる改質にも寄与する。 (C) When REM is added alone, the nozzle is likely to close during casting. By adding Ca after REM addition, clogging of the nozzle can be suppressed. Ca also has the effect of spheroidizing inclusions. Therefore, it contributes to further modification of MnS.

REM及びCaの添加量を適正に制御することで、特に上記(B)の効果により、S含有量の規制を緩和して脱硫工程を減らしても、鋼中Sの多くは複合介在物として生成されることで無害化される。そのため、靱性に影響する有害Sの量を低硫鋼と同等にすることができる。これによって、コストの削減や生産性の向上が図れる。   By properly controlling the amount of REM and Ca added, most of the S in the steel is produced as a composite inclusion even if the desulfurization process is reduced by relaxing the S content regulation, especially by the effect of (B) above. Is rendered harmless. Therefore, the amount of harmful S that affects toughness can be made equal to that of low-sulfur steel. This can reduce costs and improve productivity.

以上の知見に基づいて、本発明は完成された。以下、本発明の一実施形態による低合金油井用継目無鋼管を詳述する。   Based on the above findings, the present invention has been completed. Hereinafter, a seamless steel pipe for a low alloy oil well according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

[化学組成]
本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、以下に説明する化学組成を有する。以下の説明において、元素の含有量の「%」は、質量%を意味する。
[Chemical composition]
The seamless steel pipe for a low alloy oil well according to the present embodiment has a chemical composition described below. In the following description, “%” of the element content means mass%.

C:0.20〜0.50%
炭素(C)は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。C含有量が0.20%未満では、この効果が十分に得られない。一方、C含有量が0.50%を超えると、鋼の焼割れ感受性が高くなる。したがって、C含有量は、0.20〜0.50%である。C含有量の下限は、好ましくは0.22%である。C含有量の上限は、好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.30%である。
C: 0.20 to 0.50%
Carbon (C) increases the hardenability of the steel and increases the strength of the steel. If the C content is less than 0.20%, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the C content exceeds 0.50%, the steel is more susceptible to fire cracking. Therefore, the C content is 0.20 to 0.50%. The lower limit of the C content is preferably 0.22%. The upper limit of the C content is preferably 0.40%, more preferably 0.30%.

Si:0.05〜0.50%
シリコン(Si)は、鋼を脱酸する。Si含有量が0.05%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Si含有量が0.50%を超えると、鋼の靱性が低下する。したがって、Si含有量は0.05〜0.50%である。Si含有量の下限は、好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.20%である。Si含有量の上限は、好ましくは0.45%であり、さらに好ましくは0.40%である。
Si: 0.05 to 0.50%
Silicon (Si) deoxidizes steel. If the Si content is less than 0.05%, this effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the Si content exceeds 0.50%, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Si content is 0.05 to 0.50%. The lower limit of the Si content is preferably 0.10%, more preferably 0.20%. The upper limit of the Si content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%.

Mn:0.05〜1.0%
マンガン(Mn)は、鋼の焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する。Mn含有量が0.05%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Mn含有量が1.0%を超えると、鋼の熱間加工性が低下する。したがって、Mn含有量は0.05〜1.0%である。Mn含有量の下限は、好ましくは0.1%であり、さらに好ましくは0.2%である。Mn含有量の上限は、好ましくは0.8%であり、さらに好ましくは0.6%である。
Mn: 0.05 to 1.0%
Manganese (Mn) increases the hardenability of steel and contributes to the improvement of strength. If the Mn content is less than 0.05%, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Mn content exceeds 1.0%, the hot workability of the steel decreases. Therefore, the Mn content is 0.05 to 1.0%. The lower limit of the Mn content is preferably 0.1%, more preferably 0.2%. The upper limit of the Mn content is preferably 0.8%, more preferably 0.6%.

P:0.030%以下
燐(P)は不純物である。Pは粒界に偏析して、鋼の靱性を低下させる。したがって、P含有量は0.030%以下である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。P含有量は、好ましくは0.020%以下である。
P: 0.030% or less Phosphorus (P) is an impurity. P segregates at the grain boundaries and lowers the toughness of the steel. Therefore, the P content is 0.030% or less. The P content is preferably as low as possible. The P content is preferably 0.020% or less.

S:0.0025〜0.0060%
硫黄(S)は不純物である。Sは、Mn等と結合して軟質な硫化物系介在物や酸硫化物系介在物を形成し、鋼の靱性を低下させる。一方、生産性やコストの観点からは、脱硫工程を減らすことが好ましい。本実施形態では、S含有量を0.0025〜0.0060%とする。S含有量の下限は、好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.035%である。S含有量の上限は、好ましくは0.0055%であり、さらに好ましくは0.0050%である。
S: 0.0025 to 0.0060%
Sulfur (S) is an impurity. S combines with Mn and the like to form soft sulfide inclusions and oxysulfide inclusions, thereby reducing the toughness of the steel. On the other hand, from the viewpoint of productivity and cost, it is preferable to reduce the desulfurization process. In the present embodiment, the S content is set to 0.0025 to 0.0060%. The lower limit of the S content is preferably 0.0030%, more preferably 0.035%. The upper limit of the S content is preferably 0.0055%, more preferably 0.0050%.

Al:0.005〜0.10%
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Al含有量が0.005%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Al含有量が0.10%を超えると、介在物が粗大化して鋼の靱性が低下する。したがって、Al含有量は0.005〜0.10%である。Al含有量の下限は、好ましくは0.01%である。Al含有量の上限は、好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.06%である。本明細書におけるAl含有量は、酸可溶Al(いわゆるSol.Al)の含有量を意味する。
Al: 0.005-0.10%
Aluminum (Al) deoxidizes steel. If the Al content is less than 0.005%, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Al content exceeds 0.10%, inclusions become coarse and the toughness of the steel decreases. Therefore, the Al content is 0.005 to 0.10%. The lower limit of the Al content is preferably 0.01%. The upper limit of the Al content is preferably 0.08%, more preferably 0.06%. The Al content in the present specification means the content of acid-soluble Al (so-called Sol. Al).

Cr:0.1〜1.2%
クロム(Cr)は、鋼の焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する。Cr含有量が0.1%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Cr含有量が1.2%を超えると、鋼の靱性が低下する。したがって、Cr含有量は0.1〜1.2%である。Cr含有量の下限は、好ましくは0.2%であり、さらに好ましくは0.4%である。Cr含有量の上限は、好ましくは1.0%であり、さらに好ましくは0.8%である。
Cr: 0.1-1.2%
Chromium (Cr) increases the hardenability of steel and contributes to the improvement of strength. If the Cr content is less than 0.1%, this effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the Cr content exceeds 1.2%, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Cr content is 0.1 to 1.2%. The lower limit of the Cr content is preferably 0.2%, and more preferably 0.4%. The upper limit of the Cr content is preferably 1.0%, more preferably 0.8%.

Mo:0.25〜1.0%
モリブデン(Mo)は、変態強化と固溶強化とによって鋼の強度を向上させる。Mo含有量が0.25%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Mo含有量が1.0%を超えると、鋼の靱性が低下する。したがって、Mo含有量は0.25〜1.0%である。Mo含有量の下限は、好ましくは0.27%であり、さらに好ましくは0.3%である。Mo含有量の上限は、好ましくは0.8%であり、さらに好ましくは0.6%である。
Mo: 0.25 to 1.0%
Molybdenum (Mo) improves the strength of steel by transformation strengthening and solid solution strengthening. If the Mo content is less than 0.25%, this effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the Mo content exceeds 1.0%, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Mo content is 0.25 to 1.0%. The lower limit of the Mo content is preferably 0.27%, and more preferably 0.3%. The upper limit of the Mo content is preferably 0.8%, more preferably 0.6%.

Ti:0.002〜0.05%
チタン(Ti)は、ビレットの割れを抑制する。Ti含有量が0.002%未満では、この効果が十分に得られない。一方、Ti含有量が0.05%を超えると、炭化物(TiC)を生成して鋼の靱性を低下させる。したがって、Ti含有量は0.002〜0.05%である。Ti含有量の下限は、好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.005%である。Ti含有量の上限は、好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.02%である。
Ti: 0.002 to 0.05%
Titanium (Ti) suppresses billet cracking. If the Ti content is less than 0.002%, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.05%, carbide (TiC) is generated and the toughness of the steel is lowered. Therefore, the Ti content is 0.002 to 0.05%. The lower limit of the Ti content is preferably 0.003%, more preferably 0.005%. The upper limit of the Ti content is preferably 0.03%, more preferably 0.02%.

N:0.01%以下
窒素(N)は不純物である。Nは窒化物系介在物を形成し、鋼の靱性を低下させる。したがって、N含有量は0.01%以下である。N含有量はなるべく少ない方が好ましい。N含有量の上限は、好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。コストの観点から、N含有量の下限は、好ましくは0.001%である。
N: 0.01% or less Nitrogen (N) is an impurity. N forms nitride inclusions and lowers the toughness of the steel. Therefore, the N content is 0.01% or less. The N content is preferably as low as possible. The upper limit of the N content is preferably 0.008%, more preferably 0.006%. From the viewpoint of cost, the lower limit of the N content is preferably 0.001%.

O:0.0030%以下
酸素(O)は不純物である。Oは酸化物を形成して鋼の靱性を低下させる。したがって、O含有量は0.0030%以下である。O含有量はなるべく低い方が好ましい。O含有量は、好ましくは0.0025%以下であり、さらに好ましくは0.0020%以下である。
O: 0.0030% or less Oxygen (O) is an impurity. O forms oxides and reduces the toughness of the steel. Therefore, the O content is 0.0030% or less. The O content is preferably as low as possible. The O content is preferably 0.0025% or less, more preferably 0.0020% or less.

Ca:0.0010〜0.0030%
カルシウム(Ca)は、鋳造時のノズルの閉塞を抑制する。Caはまた、介在物を球状化することで、靱性の向上にも寄与する。Ca含有量が0.0010%未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、Ca含有量が0.0030%を超えると、粗大な酸化物系介在物が生成され、鋼の靱性が低下する。したがって、Ca含有量は0.0010〜0.0030%である。Ca含有量の下限は、好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%である。Ca含有量の上限は、好ましくは0.0028%である。
Ca: 0.0010 to 0.0030%
Calcium (Ca) suppresses nozzle clogging during casting. Ca also contributes to the improvement of toughness by spheroidizing inclusions. If the Ca content is less than 0.0010%, these effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the Ca content exceeds 0.0030%, coarse oxide inclusions are generated, and the toughness of the steel decreases. Therefore, the Ca content is 0.0010 to 0.0030%. The lower limit of the Ca content is preferably 0.0015%, more preferably 0.0020%. The upper limit of the Ca content is preferably 0.0028%.

REM:0.0010〜0.0040%
希土類元素(REM)は、FeOを還元して、アルミナクラスターの生成を抑制する。REMはまた、非延伸性の酸化物及び/又は酸硫化物を形成し、有害Sをトラップして無害化する。REM含有量が0.0010%未満では、これらの効果が十分に得られない。一方、REM含有量が0.0040%を超えると、粗大な酸化物系介在物が生成され、鋼の靱性が低下する。また、溶鋼の流動性が低下し、鋳造時にノズルが閉塞しやすくなる。したがって、REM含有量は0.0010〜0.0040%である。REM含有量の下限は、好ましくは0.0012%であり、さらに好ましくは0.0015%である。REM含有量の上限は、好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%である。
REM: 0.0010 to 0.0040%
Rare earth elements (REM) reduce FeO and suppress the formation of alumina clusters. REM also forms non-stretchable oxides and / or oxysulfides, traps harmful S and renders it harmless. If the REM content is less than 0.0010%, these effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the REM content exceeds 0.0040%, coarse oxide inclusions are generated, and the toughness of the steel decreases. Moreover, the fluidity of the molten steel is lowered, and the nozzle is likely to be blocked during casting. Therefore, the REM content is 0.0010 to 0.0040%. The lower limit of the REM content is preferably 0.0012%, more preferably 0.0015%. The upper limit of the REM content is preferably 0.0035%, more preferably 0.0030%.

なお、REMとは、ランタノイドの15元素にY及びScを合わせた17元素の総称であり、これらの元素のうちの1種以上を含有させることができる。REM含有量はこれらの元素の含有量の合計を意味する。REMのなかでも、La及びCeが好ましい。   Note that REM is a generic name for 17 elements in which Y and Sc are combined with 15 elements of lanthanoid, and one or more of these elements can be contained. The REM content means the total content of these elements. Among REM, La and Ce are preferable.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管の化学組成の残部は、Fe及び不純物である。ここでいう不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップから混入される元素、あるいは製造過程の環境等から混入される元素をいう。   The balance of the chemical composition of the low alloy oil well seamless steel pipe according to the present embodiment is Fe and impurities. The impurity here refers to an element mixed from ore and scrap used as a raw material of steel, or an element mixed from the environment of the manufacturing process.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管の化学組成は、Feの一部に代えて、以下に説明する元素を含有してもよい。以下に説明する元素は、すべて選択元素である。すなわち、本実施形態による低合金油井用継目無鋼管の化学組成は、以下の元素の一部又は全部を含有していなくてもよい。   The chemical composition of the seamless steel pipe for a low alloy oil well according to the present embodiment may contain the elements described below instead of a part of Fe. All elements described below are selective elements. That is, the chemical composition of the low alloy oil well seamless steel pipe according to the present embodiment may not include some or all of the following elements.

V :0〜0.30%
Nb:0〜0.10%
バナジウム(V)及びニオブ(Nb)は、炭化物を形成し、鋼の強度を高める。これらの元素が少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、これらの元素の含有量が過剰になると、靱性が低下する。したがって、V含有量は0〜0.30%であり、Nb含有量は0〜0.10%である。V含有量の下限は、好ましくは0.01%である。V含有量の上限は、好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.15%である。Nb含有量の下限は、好ましくは0.002%である。Nb含有量の上限は、好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.05%である。
V: 0 to 0.30%
Nb: 0 to 0.10%
Vanadium (V) and niobium (Nb) form carbides and increase the strength of the steel. This effect can be obtained if any of these elements is contained. On the other hand, when the content of these elements becomes excessive, the toughness decreases. Therefore, the V content is 0 to 0.30%, and the Nb content is 0 to 0.10%. The lower limit of the V content is preferably 0.01%. The upper limit of V content is preferably 0.20%, more preferably 0.15%. The lower limit of the Nb content is preferably 0.002%. The upper limit of the Nb content is preferably 0.08%, more preferably 0.05%.

Cu:0〜1.0%
Ni:0〜1.0%
B:0〜0.0040%以下
銅(Cu)、ニッケル(Ni)、及びボロン(B)は、鋼の焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する。これらの元素が少しでも含有されていれば、この効果が得られる。一方、これらの元素の含有量が過剰になると、靱性が低下する。したがって、Cu及びNiの各々の含有量は0〜1.0%であり、B含有量は0〜0.0040%である。Cu及びNiの各々の含有量の下限は、好ましくは0.01%である。Cu及びNiの各々の含有量の上限は、好ましくは0.5%であり、さらに好ましくは0.2%である。B含有量の下限は、好ましくは0.0001%である。B含有量の上限は、好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0010%である。
Cu: 0 to 1.0%
Ni: 0 to 1.0%
B: 0 to 0.0040% or less Copper (Cu), nickel (Ni), and boron (B) increase the hardenability of steel and contribute to the improvement of strength. This effect can be obtained if any of these elements is contained. On the other hand, when the content of these elements becomes excessive, the toughness decreases. Therefore, each content of Cu and Ni is 0 to 1.0%, and the B content is 0 to 0.0040%. The lower limit of each content of Cu and Ni is preferably 0.01%. The upper limit of each content of Cu and Ni is preferably 0.5%, more preferably 0.2%. The lower limit of the B content is preferably 0.0001%. The upper limit of the B content is preferably 0.0020%, more preferably 0.0010%.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管の化学組成は、好ましくは、下記の式(1)を満たす。
(Ca/O+Ca/S+0.285×REM/O+0.285×REM/S)×(Al/Ca)>20 式(1)
式(1)のCa、O、S、REM、Alには、各元素の含有量が質量%で代入される。
The chemical composition of the seamless steel pipe for a low alloy oil well according to the present embodiment preferably satisfies the following formula (1).
(Ca / O + Ca / S + 0.285 × REM / O + 0.285 × REM / S) × (Al / Ca)> 20 Formula (1)
In Ca, O, S, REM, and Al of the formula (1), the content of each element is substituted by mass%.

式(1)のうち、(Ca/O+Ca/S+0.285×REM/O+0.285×REM/S)は、Ca及びREMが、OやSをトラップする能力の指標である。係数0.285は、CaとLaとの原子量の比0.289、CaとCeとの原子量の比0.286に近い数値で、計算の便宜のために丸めたものである。また、(Al/Ca)は、CaOとAlの組成比であり、介在物の融点の指標である。式(1)の左辺(Ca/O+Ca/S+0.285×REM/O+0.285×REM/S)×(Al/Ca)が小さければ、介在物が延伸されやすくなる。 Of the formula (1), (Ca / O + Ca / S + 0.285 × REM / O + 0.285 × REM / S) is an index of the ability of Ca and REM to trap O and S. The coefficient 0.285 is a numerical value close to the atomic weight ratio 0.289 of Ca and La and the atomic weight ratio 0.286 of Ca and Ce, and rounded for convenience of calculation. Moreover, (Al / Ca) is a composition ratio of CaO and Al 2 O 3 and is an index of the melting point of inclusions. If the left side of formula (1) (Ca / O + Ca / S + 0.285 × REM / O + 0.285 × REM / S) × (Al / Ca) is small, the inclusions are easily stretched.

式(1)の左辺を20よりも大きくすれば、介在物の延伸が抑制されやすくなり、介在物のアスペクト比をより安定して小さくすることができる。式(1)の左辺は、より好ましくは25よりも大きく、さらに好ましくは30よりも大きい。   If the left side of Formula (1) is made larger than 20, the extension of inclusions can be easily suppressed, and the aspect ratio of inclusions can be reduced more stably. The left side of formula (1) is more preferably greater than 25, and even more preferably greater than 30.

[介在物]
本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径が2.0μm以下、アスペクト比が2.0以下である。
[Inclusion]
The seamless steel pipe for a low alloy oil well according to this embodiment has an average particle diameter of 2.0 μm or less and an aspect ratio of 2.0 or less of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions.

硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径及びアスペクト比は、具体的には次のように測定する。低合金油井用継目無鋼管から、観察面が圧延方向と平行になるように観察用試験片を採取する。観察面を研磨し、粒子解析機能を有する走査電子顕微鏡(SEM)によって、倍率500倍、1視野の面積を0.236mm×0.184mmとして100視野(合計4.35mm)を観察する。測定の際の加速電圧は15kVとする。介在物の観察には、ショットキー電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM、例えば、日本電子株式会社製「JSM−7800F」)を用いることができる。 Specifically, the average particle diameter and aspect ratio of the sulfide inclusions and oxysulfide inclusions are measured as follows. An observation specimen is collected from a seamless steel pipe for low alloy oil wells so that the observation surface is parallel to the rolling direction. The observation surface is polished, and a scanning electron microscope (SEM) having a particle analysis function observes 100 visual fields (total 4.35 mm 2 ) with a magnification of 500 times and an area of one visual field of 0.236 mm × 0.184 mm. The acceleration voltage during measurement is 15 kV. For the observation of inclusions, a Schottky field emission scanning electron microscope (FE-SEM, for example, “JSM-7800F” manufactured by JEOL Ltd.) can be used.

100視野で観察されたデータから、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物だけを抽出する。具体的には、エネルギー分散型X線分析装置(EDS)によって組成分析を行い、S含有量が10質量%以上のものを抽出する。抽出した介在物の大きさを、画像処理によって算出する。具体的は、楕円近似によって介在物の長径及び短径を測定し、長径及び短径から算出した面積に基づいて円相当径を求める。長径/短径をその介在物のアスペクト比とする。このとき、円相当径が0.5〜100μmのものを計算に使用し、この範囲外のものは無視する。データ収集及び解析には例えば、AMETEK社製「GENESIS Particle Analysis,Version 5.10」を用いることができる。   Only sulfide inclusions and oxysulfide inclusions are extracted from data observed in 100 fields of view. Specifically, composition analysis is performed by an energy dispersive X-ray analyzer (EDS), and an S content of 10% by mass or more is extracted. The size of the extracted inclusion is calculated by image processing. Specifically, the major axis and minor axis of the inclusion are measured by elliptic approximation, and the equivalent circle diameter is obtained based on the area calculated from the major axis and minor axis. The major axis / minor axis is the aspect ratio of the inclusion. At this time, a circle equivalent diameter of 0.5 to 100 μm is used in the calculation, and a circle outside this range is ignored. For example, “GENESIS Particle Analysis, Version 5.10” manufactured by AMETEK can be used for data collection and analysis.

これらの介在物の円相当径の平均値を、低合金油井用継目無鋼管の硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径とする。同様に、これらの介在物のアスペクト比の平均値を、低合金油井用継目無鋼管の硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物のアスペクト比とする。   The average value of the equivalent circle diameters of these inclusions is defined as the average particle diameter of the sulfide inclusions and oxysulfide inclusions in the seamless steel pipe for low alloy wells. Similarly, the average value of the aspect ratios of these inclusions is defined as the aspect ratio of the sulfide-type inclusions and oxysulfide-type inclusions of the low alloy oil well seamless steel pipe.

硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径が2.0μmよりも大きい場合、又は硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物のアスペクト比が2.0よりも大きい場合、優れた靱性を得ることができない。硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径は、好ましくは1.8μm以下であり、より好ましくは1.7μm以下である。硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物のアスペクト比は、好ましくは1.95以下であり、さらに好ましくは1.9以下である。   When the average particle size of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions is larger than 2.0 μm, or when the aspect ratio of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions is larger than 2.0, Excellent toughness cannot be obtained. The average particle size of the sulfide inclusions and oxysulfide inclusions is preferably 1.8 μm or less, and more preferably 1.7 μm or less. The aspect ratio of the sulfide inclusions and oxysulfide inclusions is preferably 1.95 or less, and more preferably 1.9 or less.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、好ましくは、焼戻しマルテンサイトを主相とする組織を有する。本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、より好ましくは、焼戻しマルテンサイトの体積分率が95%以上である。   The seamless steel pipe for a low alloy oil well according to this embodiment preferably has a structure whose main phase is tempered martensite. More preferably, the seamless steel pipe for a low alloy oil well according to the present embodiment has a volume fraction of tempered martensite of 95% or more.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、これに限定されないが、旧オーステナイト粒の大きさが、ASTM E112−13に準拠した結晶粒度番号で5.5以下の場合に特に好適である。結晶粒度番号が5.5以下の粗粒の組織の場合、細粒化による靱性向上の効果が十分に得られず、介在物の制御による靱性の向上がより重要になるためである。結晶粒度番号が5.0以下の場合、さらに好適である。結晶粒度番号の下限は、好ましくは4.0である。   The seamless steel pipe for low alloy oil wells according to this embodiment is not limited to this, but is particularly suitable when the size of the prior austenite grains is 5.5 or less in terms of the crystal grain size number in accordance with ASTM E112-13. This is because in the case of a coarse-grained structure having a grain size number of 5.5 or less, the effect of improving toughness due to refinement cannot be sufficiently obtained, and improvement of toughness by controlling inclusions becomes more important. It is more preferable when the crystal grain size number is 5.0 or less. The lower limit of the grain size number is preferably 4.0.

旧オーステナイト粒の結晶粒度番号は、圧延方向と垂直な断面が被検面になるように、各鋼管から試験片を切り出して樹脂に埋め込み、ピクリン酸飽和水溶液で腐食するBechet-Beaujard法によって旧オーステナイト粒界を現出させ、ASTM E112−13に準じて測定する。   The grain size number of the prior austenite grains is determined by the Bechet-Beaujard method in which a test piece is cut out from each steel tube, embedded in a resin, and corroded with a saturated aqueous solution of picric acid so that the cross section perpendicular to the rolling direction becomes the test surface. Grain boundaries are revealed and measured according to ASTM E112-13.

旧オーステナイト粒の結晶粒度番号は、焼入れ後、焼戻し前の鋼材(いわゆる焼入れまま材)を用いて測定してもよいし、焼戻しされた鋼材を用いて測定してもよい。いずれの鋼材を用いても、旧オーステナイト粒の結晶粒度番号はほとんど変わらない。   The crystal grain size number of the prior austenite grains may be measured using a steel material before quenching and before tempering (so-called as-quenched material), or may be measured using a tempered steel material. Regardless of which steel material is used, the crystal grain size number of the prior austenite grains hardly changes.

なお、焼戻し後の鋼材に対しては、電子線後方散乱回折法(EBSD)等の方法を用いて、結晶の方位関係から旧オーステナイト結晶粒のASTM粒度番号を求めることもできる。この場合、焼戻し後の継目無鋼管の金属組織をEBSDによって、次のように測定する。焼戻し後の継目無鋼管の横断面(圧延方向と垂直な断面)の肉厚中央位置からサンプルを採取する。採取したサンプルを用いて500×500μmの観察範囲でEBSDによって結晶方位解析を行い、Misorientation Angleが15〜51°の範囲にある粒同士の境界を旧オーステナイト粒界と定義して、線描画させ、その描画図を元に、ASTM E112−13に準拠して結晶粒度番号を求める。 For steel materials after tempering, the ASTM grain size number of the prior austenite crystal grains can be obtained from the crystal orientation relationship using a method such as electron beam backscatter diffraction (EBSD). In this case, the metal structure of the seamless steel pipe after tempering is measured by EBSD as follows. A sample is taken from the center of the thickness of the cross section (cross section perpendicular to the rolling direction) of the seamless steel pipe after tempering. Using the collected sample, crystal orientation analysis is performed by EBSD in the observation range of 500 × 500 μm 2 , and the boundary between grains in which the misalignment angle is in the range of 15 to 51 ° is defined as the old austenite grain boundary, and line drawing is performed. Based on the drawing, the crystal grain size number is obtained in accordance with ASTM E112-13.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、好ましくは758MPa(110ksi)以上の降伏強度を有する。低合金油井用継目無鋼管の降伏強度は、より好ましくは827MPa(120ksi)以上であり、さらに好ましくは896MPa(130ksi)以上である。   The seamless steel pipe for a low alloy oil well according to the present embodiment preferably has a yield strength of 758 MPa (110 ksi) or more. The yield strength of the low alloy oil well seamless steel pipe is more preferably 827 MPa (120 ksi) or more, and still more preferably 896 MPa (130 ksi) or more.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、優れた低温靱性を有する。本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、好ましくは、ASTM E23に準拠した0℃でのシャルピー衝撃試験により得られる吸収エネルギーが55J以上である。低合金油井用継目無鋼管の吸収エネルギーは、より好ましくは65J以上であり、さらに好ましくは75J以上である。   The seamless steel pipe for low alloy oil wells according to this embodiment has excellent low temperature toughness. The seamless steel pipe for a low alloy oil well according to this embodiment preferably has an absorbed energy obtained by a Charpy impact test at 0 ° C. in accordance with ASTM E23 of 55 J or more. The absorbed energy of the low alloy oil well seamless steel pipe is more preferably 65 J or more, and further preferably 75 J or more.

[製造方法]
以下、本実施形態による低合金油井用継目無鋼管の製造方法の一例を説明する。この製造方法はあくまでも一例であり、本実施形態による低合金油井用継目無鋼管の製造方法は、これに限定されない。
[Production method]
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the seamless steel pipe for low alloy oil wells by this embodiment is demonstrated. This manufacturing method is merely an example, and the manufacturing method of the low alloy oil well seamless steel pipe according to the present embodiment is not limited thereto.

精錬工程において、REM及びCaを除く溶鋼の化学組成を、上述した範囲に調整する。その後、REMの少なくとも一つの元素を添加し、その後、Caを添加する。Caを先に添加すると、介在物としてカルシウムアルミネート(mCaO・nAl、m及びnは自然数)が形成され、REMを含有する微細な介在物(XCaAlOS、XはREM)として分散させることができなくなる。 In the refining process, the chemical composition of the molten steel excluding REM and Ca is adjusted to the above-described range. Thereafter, at least one element of REM is added, and then Ca is added. When Ca is added first, calcium aluminate (mCaO.nAl 2 O 3 , m and n are natural numbers) is formed as inclusions, and dispersed as fine inclusions (XCaAlOS, X is REM) containing REM Can not be.

溶鋼を鋳造してビレットにする。あるいは、スラブ、ブルーム、インゴット等を製造し、これらを熱間加工によってビレットにしてもよい。   Cast molten steel into billets. Or you may manufacture a slab, a bloom, an ingot, etc., and make these into billets by hot processing.

製造したビレットを加熱して炭化物を十分に固溶させ、結晶粒の粗大化を防止する。加熱温度は例えば、1000〜1300℃である。   The manufactured billet is heated to sufficiently dissolve the carbide, thereby preventing the coarsening of crystal grains. The heating temperature is, for example, 1000 to 1300 ° C.

加熱したビレットを熱間加工して、所定の形状・寸法の素管にする。熱間加工は例えば、マンネスマン−マンドレルミル方式、マンネスマン−プラグミル方式である。熱間加工の最終仕上げ温度は、結晶粒の粗大化防止等を考慮して、900〜1100℃にすることが好ましい。   The heated billet is hot-worked into a raw tube of a predetermined shape and size. Hot working is, for example, a Mannesmann-mandrel mill system or a Mannesmann-plug mill system. The final finishing temperature for hot working is preferably set to 900 to 1100 ° C. in consideration of prevention of coarsening of crystal grains.

製造された素管に、焼入れ焼戻しの熱処理を行う。より具体的には、素管をオーステナイト温度域から急冷する焼入れと、Ac変態点以下の温度に加熱して所定時間保持する焼戻しとを行う。以上の工程によって、低合金油井用継目無鋼管が製造される。 The manufactured tube is subjected to heat treatment by quenching and tempering. More specifically, quenching is performed to quench the base tube from the austenite temperature range, and tempering is performed by heating to a temperature equal to or lower than the Ac 1 transformation point and holding for a predetermined time. The seamless steel pipe for low alloy oil wells is manufactured by the above process.

本実施形態による低合金油井用継目無鋼管は、これに限定されないが、インライン熱処理で製造する場合に特に好適である。インライン熱処理では、オフライン熱処理と比較して、結晶粒が微細化されにくく、細粒化による靱性向上の効果が十分に得られない。そのため、インライン熱処理では、介在物の制御による靱性の向上がより重要になる。   Although the seamless steel pipe for low alloy oil wells according to the present embodiment is not limited to this, it is particularly suitable when manufactured by in-line heat treatment. In the in-line heat treatment, the crystal grains are less likely to be refined than the offline heat treatment, and the effect of improving toughness due to the refinement cannot be sufficiently obtained. Therefore, in the in-line heat treatment, it is more important to improve toughness by controlling inclusions.

以上、本実施形態による低合金油井用継目無鋼管を説明した。本実施形態によれば、S含有量の規制を緩和しても、必要な強度と靱性と有する低合金油井用継目無鋼管が得られる。   In the above, the seamless steel pipe for low alloy oil wells by this embodiment was demonstrated. According to this embodiment, even if the restriction on the S content is relaxed, a low alloy oil well seamless steel pipe having the necessary strength and toughness can be obtained.

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.

表1に示す化学組成を有する鋼を真空溶解炉で溶解し、さらにRH脱ガス処理を施した後、連続鋳造法によって径が360mmのビレットを製造した。REMを非添加とした鋼D1、鋼D2、及び鋼D5を除き、精錬工程においてREM及びCaをこの順番で投入した。なお、鋼D1は比較のための低硫鋼であり、CaOを投入してS含有量を20ppm未満に低減したものである。   Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a vacuum melting furnace, further subjected to RH degassing treatment, and then a billet having a diameter of 360 mm was manufactured by a continuous casting method. REM and Ca were added in this order in the refining process, except for steel D1, steel D2, and steel D5, to which REM was not added. Steel D1 is a low-sulfur steel for comparison, in which CaO is introduced and the S content is reduced to less than 20 ppm.

製造されたビレットを熱間圧延によって外径346.08mm、肉厚15.88mmの素管にした。その後、表2に示す温度で、熱間製管後に直ちに焼入れ焼戻し処理を行うインライン熱処理を行い、継目無鋼管を製造した。なお、表2において、Qは焼入れ温度であり、Tは焼戻し温度である。   The manufactured billet was hot rolled into a raw tube having an outer diameter of 346.08 mm and a wall thickness of 15.88 mm. Then, the in-line heat processing which performs a quenching tempering process immediately after hot pipe making was performed at the temperature shown in Table 2, and the seamless steel pipe was manufactured. In Table 2, Q is the quenching temperature and T is the tempering temperature.

[ノズル閉塞有無]
連続鋳造時、鋳型への流入量と鋳型からの流出量の差が所定の範囲内となるように、スライディングノズルの開口面積を自動制御した。スライディングノズルの開口面積の経時変化を調べ、開口面積がゼロになったときにノズル閉塞が発生したと判断した。結果を表2の「ノズル閉塞有無」の欄に示す。同欄の「○」はノズル閉塞が発生しなかったことを示し、「×」はノズル閉塞が発生したことを示す。
[Nozzle blockage]
During continuous casting, the opening area of the sliding nozzle was automatically controlled so that the difference between the amount flowing into the mold and the amount flowing out from the mold was within a predetermined range. The change with time of the opening area of the sliding nozzle was examined, and it was determined that the nozzle blockage occurred when the opening area became zero. The results are shown in the column of “No / no nozzle clogging” in Table 2. “◯” in the same column indicates that no nozzle clogging has occurred, and “x” indicates that nozzle clogging has occurred.

[結晶粒度番号]
焼入れ後、焼戻し前の各継目無鋼管に対して、実施形態で説明したBechet−Beaujard法を適用して旧オーステナイト粒を現出させ、ASTM E112−13に準じて粒度番号を測定した。測定結果を表2の「旧γ粒度」の欄に示す。
[Grain size number]
After quenching, each austenitic steel pipe before tempering was subjected to the Bechet-Beaujard method described in the embodiment to reveal old austenite grains, and the grain size number was measured according to ASTM E112-13. The measurement results are shown in the column of “old γ grain size” in Table 2.

[介在物測定]
焼戻し後の継目無鋼管を切断し、介在物を観察した。実施例で説明した方法によって、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径及びアスペクト比を測定した。介在物の観察にはショットキー電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM、日本電子株式会社製「JSM−7800F」)を用い、データ収集及び解析にはAMETEK社製「GENESIS Particle Analysis,Version 5.10」を用いた。代表的介在物の種類、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径及びアスペクト比を、表2の該当する欄にそれぞれ示す。
[Inclusion measurement]
The seamless steel pipe after tempering was cut and the inclusions were observed. The average particle diameter and aspect ratio of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions were measured by the method described in the examples. A Schottky field emission scanning electron microscope (FE-SEM, “JSM-7800F” manufactured by JEOL Ltd.) was used for the observation of inclusions, and “GENESIS Particle Analysis, Version 5” manufactured by AMETEK was used for data collection and analysis. 10 "was used. The types of typical inclusions, average particle diameters and aspect ratios of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions are shown in the corresponding columns of Table 2, respectively.

[引張試験]
焼戻し後の継目無鋼管から、試験片の長手方向が継目無鋼管の圧延方向と平行になるように、ASTM E8に準拠した弧状引張試験(平行部幅38.1mm、G.L.50.8mm)を採取した。この試験片を用いて、常温(25℃)、大気中で引張試験を実施した。引張試験で得られた0.6%伸び時の応力を、継目無鋼管の降伏強度とし、一様伸び中の最大応力を継目無鋼管の引張強度とした。測定した降伏強度及び引張強度を表2の「YS」及び「TS」の欄にそれぞれ示す。
[Tensile test]
An arc-shaped tensile test in accordance with ASTM E8 (parallel part width 38.1 mm, GL 50.8 mm) so that the longitudinal direction of the test piece is parallel to the rolling direction of the seamless steel pipe from the seamless steel pipe after tempering. ) Was collected. Using this test piece, a tensile test was performed at room temperature (25 ° C.) in the air. The stress at 0.6% elongation obtained in the tensile test was taken as the yield strength of the seamless steel pipe, and the maximum stress during uniform elongation was taken as the tensile strength of the seamless steel pipe. The measured yield strength and tensile strength are shown in the “YS” and “TS” columns of Table 2, respectively.

[シャルピー衝撃試験]
焼戻し後の継目無鋼管から、試験片の長さ方向が継目無鋼管の圧延方向と垂直になるようにASTM E23に準拠したフルサイズ試験片(寸法:幅10mm×高さ10mm×長さ55mm)を採取した。この試験片を用いて、0℃において3本/セットでシャルピー衝撃試験を実施して吸収エネルギーを測定した。結果を表2に示す。3本の試験片の平均吸収エネルギー(以下、単に「平均吸収エネルギー」と呼ぶ。)が55J以上であれば、靱性に優れると評価した。
[Charpy impact test]
Full size test piece according to ASTM E23 (dimension: width 10 mm x height 10 mm x length 55 mm) so that the length direction of the test piece is perpendicular to the rolling direction of the seamless steel pipe from the seamless steel pipe after tempering. Were collected. Using this test piece, a Charpy impact test was performed at 0 ° C. with 3 pieces / set, and the absorbed energy was measured. The results are shown in Table 2. When the average absorbed energy (hereinafter simply referred to as “average absorbed energy”) of the three test pieces was 55 J or more, it was evaluated that the toughness was excellent.

[試験結果]
表2に示すとおり、鋼A1〜A10、鋼B1〜B10、及び鋼C1〜C4から製造された継目無鋼管はいずれも、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径が2.0μm以下であり、アスペクト比が2.0以下であった。これらの継目無鋼管の平均吸収エネルギーは、いずれも55J以上であり、低硫鋼(鋼D1)の平均吸収エネルギーと同程度の値の値が得られた。
[Test results]
As shown in Table 2, all of the seamless steel pipes manufactured from steels A1 to A10, steels B1 to B10, and steels C1 to C4 have an average particle size of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions. The aspect ratio was 2.0 or less. The average absorbed energy of these seamless steel pipes was 55 J or more, and a value similar to the average absorbed energy of the low-sulfur steel (steel D1) was obtained.

鋼D2〜D5から製造された継目無鋼管は、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径が2.0μmよりも大きく、また、アスペクト比も2.0よりも大きかった。これらの鋼から製造された継目無鋼管は、平均吸収エネルギーが55J未満であった。   The seamless steel pipes manufactured from the steels D2 to D5 had an average particle size of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions larger than 2.0 μm and an aspect ratio larger than 2.0. Seamless steel pipes manufactured from these steels had an average absorbed energy of less than 55J.

鋼D2は、REMを含有せず、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物が改質されなかったと考えられる。鋼D3は、Ca含有量が少なすぎ、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の改質が不十分であったと考えられる。鋼D4は、REM含有量が多すぎ、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物が粗大化したと考えられる。鋼D5は、S含有量が多すぎ、さらにCa含有量及びREM含有量が少なすぎたため、延伸された硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の影響によって靱性が低下したと考えられる。   Steel D2 does not contain REM, and it is considered that sulfide inclusions and oxysulfide inclusions were not modified. Steel D3 has too little Ca content, and it is considered that the modification of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions was insufficient. Steel D4 has too much REM content, and it is considered that sulfide inclusions and oxysulfide inclusions are coarsened. Steel D5 is considered to have decreased toughness due to the influence of stretched sulfide-based inclusions and oxysulfide-based inclusions, since S content was too high, and Ca content and REM content were too low.

また、鋼D4では、ノズルの閉塞も観測された。これは、REM含有量が多すぎたため、REMを含有する酸硫化物が粗大化し、溶鋼中の流動性が悪化したためと推察される。   In addition, nozzle blockage was also observed in steel D4. This is presumably because the REM content containing REM coarsened and the fluidity in molten steel deteriorated because the REM content was too high.

鋼D6から製造された継目無鋼管は、硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物のアスペクト比が2.0よりも大きかった。鋼D6から製造された継目無鋼管は、平均吸収エネルギーが55J未満であった。また、鋼D6では、ノズルの閉塞も観測された。これは、鋼D6のO含有量が多すぎたためと考えられる。   The seamless steel pipe produced from steel D6 had an aspect ratio of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions greater than 2.0. The seamless steel pipe produced from steel D6 had an average absorbed energy of less than 55J. Further, in the steel D6, nozzle clogging was also observed. This is presumably because the steel D6 had too much O content.

図4は、鋼A1〜A10、鋼B1〜B10、及び鋼C1〜C4で観測された、複合型介在物の顕微鏡写真の一例である。図4に示すように、CeOSとAlの複合介在物に、Mn(Ca,S)が付着している。 FIG. 4 is an example of a micrograph of composite inclusions observed in steels A1 to A10, steels B1 to B10, and steels C1 to C4. As shown in FIG. 4, Mn (Ca, S) is attached to the composite inclusion of Ce 2 OS and Al 2 O 3 .

図5は、鋼D2〜D5で観測された、硫化物系介在物(MnS)の顕微鏡写真の一例である。図5に示すように、この介在物は、圧延方向(図5の左右方向)に延伸された形状を有している。   FIG. 5 is an example of a micrograph of sulfide inclusions (MnS) observed in steels D2 to D5. As shown in FIG. 5, this inclusion has a shape that is extended in the rolling direction (left-right direction in FIG. 5).

図4と図5との比較から、硫化物系介在物を非延伸性のX及び/又はXOSに付着させることで、硫化物系介在物の延伸を抑制できることがわかる。これによって、硫化物系介在物を無害化することができる。 From the comparison between FIG. 4 and FIG. 5, it is understood that the extension of sulfide inclusions can be suppressed by attaching the sulfide inclusions to non-extensible X 2 O 3 and / or X 2 OS. As a result, the sulfide inclusions can be rendered harmless.

以上、本発明の実施の形態を説明した。上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。   The embodiment of the present invention has been described above. The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

Claims (3)

化学組成が、質量%で、
C :0.20〜0.50%、
Si:0.05〜0.50%、
Mn:0.05〜1.0%、
P :0.030%以下、
S :0.0025〜0.0060%、
Al:0.005〜0.10%、
Cr:0.1〜1.2%、
Mo:0.25〜1.0%、
Ti:0.002〜0.05%、
N :0.01%以下、
O :0.0030%以下、
Ca:0.0010〜0.0030%、
REM:0.0010〜0.0040%、
V :0〜0.30%、
Nb:0〜0.10%、
Cu:0〜1.0%、
Ni:0〜1.0%、
B :0〜0.0040%、
残部:Fe及び不純物であり、
硫化物系介在物及び酸硫化物系介在物の平均粒径が2.0μm以下、アスペクト比が2.0以下である、低合金油井用継目無鋼管。
Chemical composition is mass%,
C: 0.20 to 0.50%,
Si: 0.05 to 0.50%,
Mn: 0.05 to 1.0%
P: 0.030% or less,
S: 0.0025 to 0.0060%,
Al: 0.005 to 0.10%,
Cr: 0.1 to 1.2%,
Mo: 0.25 to 1.0%,
Ti: 0.002 to 0.05%,
N: 0.01% or less,
O: 0.0030% or less,
Ca: 0.0010 to 0.0030%,
REM: 0.0010 to 0.0040%,
V: 0 to 0.30%,
Nb: 0 to 0.10%,
Cu: 0 to 1.0%
Ni: 0 to 1.0%,
B: 0 to 0.0040%,
Balance: Fe and impurities,
A seamless steel pipe for low alloy wells in which the mean particle diameter of sulfide inclusions and oxysulfide inclusions is 2.0 μm or less and the aspect ratio is 2.0 or less.
請求項1に記載の低合金油井用継目無鋼管であって、
前記化学組成が、質量%で、
V :0.01〜0.30%、及び
Nb:0.002〜0.10%、
からなる群から選択される1種又は2種を含有する、低合金油井用継目無鋼管。
The low alloy oil well seamless steel pipe according to claim 1,
The chemical composition is mass%,
V: 0.01-0.30%, and Nb: 0.002-0.10%,
A seamless steel pipe for low alloy oil wells, comprising one or two selected from the group consisting of:
請求項1又は2に記載の低合金油井用継目無鋼管であって、
前記化学組成が、質量%で、
Cu:0.01〜1.0%、
Ni:0.01〜1.0%、及び
B :0.0001〜0.0040%、
からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、低合金油井用継目無鋼管。
A seamless steel pipe for a low alloy oil well according to claim 1 or 2,
The chemical composition is mass%,
Cu: 0.01 to 1.0%,
Ni: 0.01-1.0%, and B: 0.0001-0.0040%,
A seamless steel pipe for low alloy oil wells containing one or more selected from the group consisting of:
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