JP3444008B2 - 耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼 - Google Patents
耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼Info
- Publication number
- JP3444008B2 JP3444008B2 JP05159995A JP5159995A JP3444008B2 JP 3444008 B2 JP3444008 B2 JP 3444008B2 JP 05159995 A JP05159995 A JP 05159995A JP 5159995 A JP5159995 A JP 5159995A JP 3444008 B2 JP3444008 B2 JP 3444008B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- carbon dioxide
- stainless steel
- corrosion
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐炭酸ガス（以下ＣＯ
2 ということもある。）腐食性及び耐硫化物応力腐食割
れ性に優れた油井管用マルテンサイトステンレス鋼の製
造方法に関するものである。さらに詳しくは、油井或い
はガス井における湿潤炭酸ガスや湿潤硫化水素を含む環
境中で高い腐食抵抗を有するマルテンサイト系ステンレ
ス鋼に係るものである。
2 ということもある。）腐食性及び耐硫化物応力腐食割
れ性に優れた油井管用マルテンサイトステンレス鋼の製
造方法に関するものである。さらに詳しくは、油井或い
はガス井における湿潤炭酸ガスや湿潤硫化水素を含む環
境中で高い腐食抵抗を有するマルテンサイト系ステンレ
ス鋼に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】石油または天然ガスを採取するための井
戸の環境は近年ますます過酷なものとなっており、採掘
深さの増大に加えて湿潤な炭酸ガス（ＣＯ2 ）や硫化水
素（Ｈ2 Ｓ）、塩素イオン（Ｃｌ- ）などの腐食性の成
分を含む井戸も多くなっている。こうした環境下では、
従来、腐食抑制剤を使用することがなされてきた。しか
しながら、腐食抑制剤は、高温（１５０℃以上）におい
てその効果を喪失することが多い。また、腐食抑制剤の
添加・回収処理には多大なコストを必要とする。従っ
て、腐食抑制剤を適用する必要のない、耐食性材料の供
給が望まれていた。
戸の環境は近年ますます過酷なものとなっており、採掘
深さの増大に加えて湿潤な炭酸ガス（ＣＯ2 ）や硫化水
素（Ｈ2 Ｓ）、塩素イオン（Ｃｌ- ）などの腐食性の成
分を含む井戸も多くなっている。こうした環境下では、
従来、腐食抑制剤を使用することがなされてきた。しか
しながら、腐食抑制剤は、高温（１５０℃以上）におい
てその効果を喪失することが多い。また、腐食抑制剤の
添加・回収処理には多大なコストを必要とする。従っ
て、腐食抑制剤を適用する必要のない、耐食性材料の供
給が望まれていた。
【０００３】炭酸ガスを多く含む油井環境では、合金鋼
としては比較的コストの安い鋼としてＡＩＳＩ４２０鋼
といったＣ量を０．２％含有し、１２〜１３％のＣｒを
含有するマルテンサイト系ステンレス鋼が広く使用され
ている。しかし１２０℃以上の温度になると４２０鋼も
腐食してしまう。従って、１２０℃以上のＣＯ2 環境下
ではＣｒを２２〜２５％含有する２相ステンレス鋼が使
用されている。しかし２相ステンレス鋼ではＣＯ2 環境
中だけに使用されるには高価な材料である。
としては比較的コストの安い鋼としてＡＩＳＩ４２０鋼
といったＣ量を０．２％含有し、１２〜１３％のＣｒを
含有するマルテンサイト系ステンレス鋼が広く使用され
ている。しかし１２０℃以上の温度になると４２０鋼も
腐食してしまう。従って、１２０℃以上のＣＯ2 環境下
ではＣｒを２２〜２５％含有する２相ステンレス鋼が使
用されている。しかし２相ステンレス鋼ではＣＯ2 環境
中だけに使用されるには高価な材料である。
【０００４】油井・ガス井環境では上述したように、湿
潤な炭酸ガスばかりでなく湿潤な硫化水素も存在する。
湿潤な硫化水素が存在すると鋼は硫化物応力腐食割れを
起こす可能性がある。従って、湿潤な硫化水素が存在
し、１２０℃以上の高温環境中では先ほどと同様、Ｃｒ
を２２〜２５％含有する２相ステンレス鋼が使用されて
いる。
潤な炭酸ガスばかりでなく湿潤な硫化水素も存在する。
湿潤な硫化水素が存在すると鋼は硫化物応力腐食割れを
起こす可能性がある。従って、湿潤な硫化水素が存在
し、１２０℃以上の高温環境中では先ほどと同様、Ｃｒ
を２２〜２５％含有する２相ステンレス鋼が使用されて
いる。
【０００５】そこで４２０鋼と２相ステンレス鋼の中間
の使用性能（２００℃以下の高温ＣＯ2 環境中に耐え、
なおかつ硫化水素が存在しうる環境中でも使用可能な
鋼）と価格を有するグレードの開発が望まれている。
の使用性能（２００℃以下の高温ＣＯ2 環境中に耐え、
なおかつ硫化水素が存在しうる環境中でも使用可能な
鋼）と価格を有するグレードの開発が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は上記要望に応
えるべく、１２０℃〜２００℃の炭酸ガスを多く含み、
環境中で、なおかつ分圧が０．０５ＭＰａ以下の硫化水
素が存在する環境中での油井管或いはラインパイプとし
て使用される、耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食
割れ性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼を提供す
ることを目的とする。
えるべく、１２０℃〜２００℃の炭酸ガスを多く含み、
環境中で、なおかつ分圧が０．０５ＭＰａ以下の硫化水
素が存在する環境中での油井管或いはラインパイプとし
て使用される、耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食
割れ性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、重量％で、Ｃ ：０．００５％〜０．０５
％、 Ｓｉ：０．０５％〜０．５％以下、Ｍｎ：０．１
％〜１．０％、 Ｐ ：０．０２５％以下、Ｓ
：０．０１５％以下、 Ｃｒ：１２〜１５
％、Ｎｉ：４．５％〜９％、 Ｃｕ：１％〜
３％、Ｍｏ：２％〜３％、 Ｗ ：０．
１％〜３％、Ａｌ：０．００５〜０．２％、 Ｎ
：０．００５％〜０．１％、必要に応じて、更にＣ
ｏ：０．１％〜３％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなり、４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ＋
Ｃｏ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ−０．９Ｗ≧−１０を満
足することを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物
応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼で
ある。
に本発明は、重量％で、Ｃ ：０．００５％〜０．０５
％、 Ｓｉ：０．０５％〜０．５％以下、Ｍｎ：０．１
％〜１．０％、 Ｐ ：０．０２５％以下、Ｓ
：０．０１５％以下、 Ｃｒ：１２〜１５
％、Ｎｉ：４．５％〜９％、 Ｃｕ：１％〜
３％、Ｍｏ：２％〜３％、 Ｗ ：０．
１％〜３％、Ａｌ：０．００５〜０．２％、 Ｎ
：０．００５％〜０．１％、必要に応じて、更にＣ
ｏ：０．１％〜３％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的
不純物からなり、４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３Ｃｕ＋
Ｃｏ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ−０．９Ｗ≧−１０を満
足することを特徴とする耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物
応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼で
ある。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。発明者等
は、上記従来技術における問題を解決すべくマルテンサ
イト系ステンレス鋼の成分系について種々検討を加えた
結果、以下の知見を得るに至った。即ち、１２％〜１５
％のＣｒを含有する鋼について、Ｃを０．０５％未満に
低減するとともにＮｉを４．５％以上、Ｃｕを１〜３％
複合添加すると炭酸ガス含有食塩水中における耐食性が
著しく改善されることを発明者等は見いだした。さらに
１２％〜１５％のＣｒを含有する鋼について、Ｃを０．
０５％未満に低減し、Ｎｉを４．５％以上、Ｃｕを１〜
３％添加した鋼にＭｏを２％〜３％添加し、さらにＷを
０．１％〜３％複合添加すると耐硫化物応力腐食割れ性
が著しく改善されることを、発明者等は見いだした。本
発明はこの知見を基礎として完成したものである。
は、上記従来技術における問題を解決すべくマルテンサ
イト系ステンレス鋼の成分系について種々検討を加えた
結果、以下の知見を得るに至った。即ち、１２％〜１５
％のＣｒを含有する鋼について、Ｃを０．０５％未満に
低減するとともにＮｉを４．５％以上、Ｃｕを１〜３％
複合添加すると炭酸ガス含有食塩水中における耐食性が
著しく改善されることを発明者等は見いだした。さらに
１２％〜１５％のＣｒを含有する鋼について、Ｃを０．
０５％未満に低減し、Ｎｉを４．５％以上、Ｃｕを１〜
３％添加した鋼にＭｏを２％〜３％添加し、さらにＷを
０．１％〜３％複合添加すると耐硫化物応力腐食割れ性
が著しく改善されることを、発明者等は見いだした。本
発明はこの知見を基礎として完成したものである。
【０００９】
【作用】１２〜１５％のＣｒを含有する鋼についてＣを
０．０５％未満に低減するとともにＮｉを４．５％以
上、Ｃｕを１％〜３％添加すると炭酸ガス（ＣＯ2 ）を
含有する食塩水中における耐食性が著しく改善される理
由について、発明者等は以下のように推測している。一
般に、合金の耐炭酸ガス腐食性は、母材中のＣｒ量に比
例して良好となることが知られている。現在、１２０℃
未満の炭酸ガスを多く含む環境中では０．２％Ｃ−１３
％Ｃｒ鋼が使用されている。さらに母材中のＣｒ量をさ
らに多くするためにＣ量を低減してＣｒ炭化物を減少せ
しめると、合金の耐炭酸ガス腐食性は益々良好となる。
炭酸ガスを多く含む環境の温度が１５０℃となるまで
は、この傾向は続き、腐食速度も０．１mm/y以下となる
けれども、１５０℃を超えるとＣ量を低減してＣｒ量を
増加させるだけでは相当量のＣｒ量（２０％程度）を添
加しないと腐食速度が０．１mm/y以下にならなくなる。
さらに低Ｃに相当量のＣｒ量を添加すると金属組織がマ
ルテンサイト単相にならなく、フェライト相が観察され
る。フェライト相が存在すると強度が低下し、熱間加工
性が低下するため、製造上困難になる。
０．０５％未満に低減するとともにＮｉを４．５％以
上、Ｃｕを１％〜３％添加すると炭酸ガス（ＣＯ2 ）を
含有する食塩水中における耐食性が著しく改善される理
由について、発明者等は以下のように推測している。一
般に、合金の耐炭酸ガス腐食性は、母材中のＣｒ量に比
例して良好となることが知られている。現在、１２０℃
未満の炭酸ガスを多く含む環境中では０．２％Ｃ−１３
％Ｃｒ鋼が使用されている。さらに母材中のＣｒ量をさ
らに多くするためにＣ量を低減してＣｒ炭化物を減少せ
しめると、合金の耐炭酸ガス腐食性は益々良好となる。
炭酸ガスを多く含む環境の温度が１５０℃となるまで
は、この傾向は続き、腐食速度も０．１mm/y以下となる
けれども、１５０℃を超えるとＣ量を低減してＣｒ量を
増加させるだけでは相当量のＣｒ量（２０％程度）を添
加しないと腐食速度が０．１mm/y以下にならなくなる。
さらに低Ｃに相当量のＣｒ量を添加すると金属組織がマ
ルテンサイト単相にならなく、フェライト相が観察され
る。フェライト相が存在すると強度が低下し、熱間加工
性が低下するため、製造上困難になる。
【００１０】そこで、低Ｃにし、母材のＣｒを高めた鋼
にＣｕとＮｉを同時に添加すると１５０℃以上の温度で
も腐食速度が０．１mm/y以下になることがわかった。こ
の低Ｃにした１２〜１５％Ｃｒ鋼にＣｕとＮｉを複合添
加すると炭酸ガス腐食性が向上した理由について発明者
らは以下のように推測している。低Ｃにした１２〜１５
％Ｃｒ鋼にＣｕを添加するとアノード分極曲線において
腐食皮膜があたかも不動態を呈するような挙動を示す。
その鋼にさらにＮｉとＣｕを複合添加するとアノード分
極曲線の不動態を呈している電流密度が１オーダー低下
し、その腐食皮膜がますます安定になることがわかっ
た。
にＣｕとＮｉを同時に添加すると１５０℃以上の温度で
も腐食速度が０．１mm/y以下になることがわかった。こ
の低Ｃにした１２〜１５％Ｃｒ鋼にＣｕとＮｉを複合添
加すると炭酸ガス腐食性が向上した理由について発明者
らは以下のように推測している。低Ｃにした１２〜１５
％Ｃｒ鋼にＣｕを添加するとアノード分極曲線において
腐食皮膜があたかも不動態を呈するような挙動を示す。
その鋼にさらにＮｉとＣｕを複合添加するとアノード分
極曲線の不動態を呈している電流密度が１オーダー低下
し、その腐食皮膜がますます安定になることがわかっ
た。
【００１１】この腐食皮膜を分析するとＣｕとＮｉを複
合添加したときの腐食皮膜は微細な粒子からなる相で、
電子顕微鏡観察を行った時の回折パターンはリング状に
なり、非晶質の様な回折パターンになる。もちろんＮｉ
だけ及びＣｕだけを添加したときも電子顕微鏡の回折パ
ターンはリング状で非晶質のような回折パターンである
けれども、結晶質のパターンも観察され、結晶化が進ん
でいることがわかる。すなわちＮｉ，Ｃｕを複合添加す
ると結晶化が進行せず、非常に緻密な腐食皮膜で覆われ
ているために耐ＣＯ2 腐食性が向上したものと考えられ
る。
合添加したときの腐食皮膜は微細な粒子からなる相で、
電子顕微鏡観察を行った時の回折パターンはリング状に
なり、非晶質の様な回折パターンになる。もちろんＮｉ
だけ及びＣｕだけを添加したときも電子顕微鏡の回折パ
ターンはリング状で非晶質のような回折パターンである
けれども、結晶質のパターンも観察され、結晶化が進ん
でいることがわかる。すなわちＮｉ，Ｃｕを複合添加す
ると結晶化が進行せず、非常に緻密な腐食皮膜で覆われ
ているために耐ＣＯ2 腐食性が向上したものと考えられ
る。
【００１２】この低Ｃにし、ＣｕとＮｉを複合添加した
１２〜１５％Ｃｒ鋼にさらにＭｏを２％以上添加し、さ
らにＷを０．１％〜３％まで添加するとＭｏのみを２％
以上単独添加したものよりも耐硫化物応力腐食割れ抵抗
性が著しく高くなることがわかった。この理由について
発明者らは以下のように推測している。一般にステンレ
ス鋼の硫化物応力腐食割れの起点はＣｌイオンが不動態
皮膜を破って侵入し、その場所から水素が侵入し、割れ
が進展していくことが知られている。また、一般にＭ
ｏ，Ｗは耐孔食性を向上させることが知られている。Ｍ
ｏ，Ｗはイオンとして溶解し、鋼表面に付着し、皮膜抵
抗性を高めている。Ｍｏ，Ｗを複合添加することによ
り、Ｍｏ，Ｗのそれぞれ単独添加のときよりも鋼表面に
付着するイオンの数が数十倍多くなるのでＨ2 Ｓ環境中
での不動態皮膜抵抗性が飛躍的に向上し、硫化物応力腐
食割れ抵抗性がすこぶる向上したものと推測される。
１２〜１５％Ｃｒ鋼にさらにＭｏを２％以上添加し、さ
らにＷを０．１％〜３％まで添加するとＭｏのみを２％
以上単独添加したものよりも耐硫化物応力腐食割れ抵抗
性が著しく高くなることがわかった。この理由について
発明者らは以下のように推測している。一般にステンレ
ス鋼の硫化物応力腐食割れの起点はＣｌイオンが不動態
皮膜を破って侵入し、その場所から水素が侵入し、割れ
が進展していくことが知られている。また、一般にＭ
ｏ，Ｗは耐孔食性を向上させることが知られている。Ｍ
ｏ，Ｗはイオンとして溶解し、鋼表面に付着し、皮膜抵
抗性を高めている。Ｍｏ，Ｗを複合添加することによ
り、Ｍｏ，Ｗのそれぞれ単独添加のときよりも鋼表面に
付着するイオンの数が数十倍多くなるのでＨ2 Ｓ環境中
での不動態皮膜抵抗性が飛躍的に向上し、硫化物応力腐
食割れ抵抗性がすこぶる向上したものと推測される。
【００１３】製造上のプロセスで熱間加工性を良好にす
るには圧延領域での組織がオーステナイト単相でなけれ
ばならない。そこで鋼を高温に加熱した時のオーステナ
イトになる指標であるＮｉ当量＝４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ
＋０．３Ｃｕ＋Ｃｏ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ−０．９
Ｗが−１０よりも大きいと圧延領域でフェライトが抑制
されてオーステナイト単相になることがわかった。
るには圧延領域での組織がオーステナイト単相でなけれ
ばならない。そこで鋼を高温に加熱した時のオーステナ
イトになる指標であるＮｉ当量＝４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ
＋０．３Ｃｕ＋Ｃｏ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ−０．９
Ｗが−１０よりも大きいと圧延領域でフェライトが抑制
されてオーステナイト単相になることがわかった。
【００１４】次に成分の限定範囲について以下に説明す
る。 Ｃ：マルテンサイト系ステンレス鋼を製造するのに必要
な元素であって０．００５％未満では組織をマルテンサ
イト単相にするのが困難になり０．０５％を超えるとＣ
ｒ炭化物が多く存在し、耐ＣＯ2 腐食性が劣化するの
で、含有量範囲を０．００５％〜０．０５％とした。 Ｓｉ：脱酸のため必要な元素であるが、０．０５％未満
ではその効果が十分でなく０．５％を越えて添加すると
衝撃靭性を低下させることから、含有量範囲を０．０５
％〜０．５％とする。
る。 Ｃ：マルテンサイト系ステンレス鋼を製造するのに必要
な元素であって０．００５％未満では組織をマルテンサ
イト単相にするのが困難になり０．０５％を超えるとＣ
ｒ炭化物が多く存在し、耐ＣＯ2 腐食性が劣化するの
で、含有量範囲を０．００５％〜０．０５％とした。 Ｓｉ：脱酸のため必要な元素であるが、０．０５％未満
ではその効果が十分でなく０．５％を越えて添加すると
衝撃靭性を低下させることから、含有量範囲を０．０５
％〜０．５％とする。
【００１５】Ｍｎ：脱酸及び強度確保のために有効な元
素であるが、０．１％未満ではその効果が十分でなく１
％を越えて添加してもその効果は飽和するので、含有量
範囲を０．１％〜１％とする。 Ｃｒ：Ｃｒはマルテンサイト系ステンレス鋼を構成する
最も基本的かつ必須の元素であって、耐ＣＯ2 食性を付
与するために必要な元素であるが、含有量が１２％未満
では耐食性が十分でなく、一方１５％を越えて添加する
とマルテンサイト単相にし難くなるので上限含有量は１
５％とすべきである。マルテンサイト単相にするのに１
２％以上１４％以下にすることが望ましい。
素であるが、０．１％未満ではその効果が十分でなく１
％を越えて添加してもその効果は飽和するので、含有量
範囲を０．１％〜１％とする。 Ｃｒ：Ｃｒはマルテンサイト系ステンレス鋼を構成する
最も基本的かつ必須の元素であって、耐ＣＯ2 食性を付
与するために必要な元素であるが、含有量が１２％未満
では耐食性が十分でなく、一方１５％を越えて添加する
とマルテンサイト単相にし難くなるので上限含有量は１
５％とすべきである。マルテンサイト単相にするのに１
２％以上１４％以下にすることが望ましい。
【００１６】Ａｌ：脱酸のために必要な元素であって含
有量が０．００５％未満ではその効果が十分でなく、
０．２％を越えて添加すると粗大な酸化物系介在物が鋼
中に残留して靭性を低下させるので、含有量範囲は０．
００５％〜０．２％とした。 Ｎ：Ｎはオーステナイト形成元素であるので必須である
が０．００５％未満では室温でマルテンサイト単相にし
にくくなり、０．１％を越えて存在すると母材の衝撃靭
性を低下させるので、含有量範囲を０．００５％〜０．
１％とすべきである。
有量が０．００５％未満ではその効果が十分でなく、
０．２％を越えて添加すると粗大な酸化物系介在物が鋼
中に残留して靭性を低下させるので、含有量範囲は０．
００５％〜０．２％とした。 Ｎ：Ｎはオーステナイト形成元素であるので必須である
が０．００５％未満では室温でマルテンサイト単相にし
にくくなり、０．１％を越えて存在すると母材の衝撃靭
性を低下させるので、含有量範囲を０．００５％〜０．
１％とすべきである。
【００１７】Ｐ：靭性を低下させる元素であるので上限
含有量を０．０２５％にした。 Ｓ：ＳはＰと同様靭性を低下させる元素であるので上限
含有量を０．０１５％とした。
含有量を０．０２５％にした。 Ｓ：ＳはＰと同様靭性を低下させる元素であるので上限
含有量を０．０１５％とした。
【００１８】Ｎｉ：オーステナイト形成元素でマルテン
サイトを安定させる。またＣｕとの複合添加により、耐
ＣＯ2 食性を向上させるが、４．５％未満ではその効果
が十分でなく、９％超添加するとＡｃ1 変態点が低く成
りすぎて、安定した強度を得るのが困難になるので含有
量範囲を４．５％〜９％とした。望ましくは４．５％〜
６％が適当である。 Ｃｕ：ＣｕもＮｉと同様オーステナイト形成元素でかつ
Ｎｉとの複合添加により耐ＣＯ2 腐食性を向上させるが
１％未満ではその効果が十分でなく３％を越えると製造
上のプロセスで製造困難になるので含有量範囲を１％〜
３％とした。望ましくは１％〜２％がよい。
サイトを安定させる。またＣｕとの複合添加により、耐
ＣＯ2 食性を向上させるが、４．５％未満ではその効果
が十分でなく、９％超添加するとＡｃ1 変態点が低く成
りすぎて、安定した強度を得るのが困難になるので含有
量範囲を４．５％〜９％とした。望ましくは４．５％〜
６％が適当である。 Ｃｕ：ＣｕもＮｉと同様オーステナイト形成元素でかつ
Ｎｉとの複合添加により耐ＣＯ2 腐食性を向上させるが
１％未満ではその効果が十分でなく３％を越えると製造
上のプロセスで製造困難になるので含有量範囲を１％〜
３％とした。望ましくは１％〜２％がよい。
【００１９】Ｍｏ：Ｍｏは耐ＣＯ2 腐食性あるいは耐Ｓ
ＳＣ性を向上させるのに有効な元素であるが、十分なＳ
ＳＣ性を得るには２％未満ではその効果が十分でなく、
３％を超えるとフェライトが生成しやすくなり、熱間加
工性が低下するので含有量範囲を２％〜３％とした。ま
た硫化物応力腐食割れ性にはＭｏとＷを複合添加すると
飛躍的に向上することを述べたが、Ｍｏを多く入れすぎ
ると凝固時に偏析が生じるためにＭｏ量は上記の範囲で
できるだけ低く抑え、Ｗを添加した方が偏析の観点から
も望ましい。
ＳＣ性を向上させるのに有効な元素であるが、十分なＳ
ＳＣ性を得るには２％未満ではその効果が十分でなく、
３％を超えるとフェライトが生成しやすくなり、熱間加
工性が低下するので含有量範囲を２％〜３％とした。ま
た硫化物応力腐食割れ性にはＭｏとＷを複合添加すると
飛躍的に向上することを述べたが、Ｍｏを多く入れすぎ
ると凝固時に偏析が生じるためにＭｏ量は上記の範囲で
できるだけ低く抑え、Ｗを添加した方が偏析の観点から
も望ましい。
【００２０】Ｗ：Ｗも耐ＳＳＣ性を向上させるのに有効
な元素であり、Ｍｏとの複合添加により耐ＳＳＣ性は飛
躍的に向上する。しかし、０．１％未満ではその効果が
十分でなく３％を超えるとフェライトが生成しやすくな
り、熱間加工性が低下するので含有量範囲を０．１％〜
３％とした。 Ｃｏ：ＣｏもＮｉ，Ｃｕと同様オーステナイト形成元素
であるが、Ａｃ1 変態点を下げないために安定した強度
が得やすい元素である。しかし、０．１％未満ではその
効果が十分でなく３％を超えるとコストが上昇するので
含有量範囲を０．１％〜３％とした。
な元素であり、Ｍｏとの複合添加により耐ＳＳＣ性は飛
躍的に向上する。しかし、０．１％未満ではその効果が
十分でなく３％を超えるとフェライトが生成しやすくな
り、熱間加工性が低下するので含有量範囲を０．１％〜
３％とした。 Ｃｏ：ＣｏもＮｉ，Ｃｕと同様オーステナイト形成元素
であるが、Ａｃ1 変態点を下げないために安定した強度
が得やすい元素である。しかし、０．１％未満ではその
効果が十分でなく３％を超えるとコストが上昇するので
含有量範囲を０．１％〜３％とした。
【００２１】
【実施例】表１に示す化学組成のステンレス鋼を溶製
し、熱間圧延によって厚さ１２mmの鋼板とした後、焼き
入れ焼き戻しを施した後にマルテンサイト系ステンレス
鋼管とした。この鋼管から採取した試験片にて湿潤炭酸
ガス環境における腐食試験を行った。湿潤炭酸ガス環境
における腐食試験としては、厚さ３mm、幅１５mm、長さ
２０mmの試験片を採取して、２００℃のオートクレーブ
中で炭酸ガス分圧４MPa の条件で人工海水中に４日間浸
漬して、試験前後の重量変化から腐食速度を算出した。
腐食速度の単位はmm/yで表示したが、一般的には０．１
mm/y以下の場合、耐食性が良好であると言える。
し、熱間圧延によって厚さ１２mmの鋼板とした後、焼き
入れ焼き戻しを施した後にマルテンサイト系ステンレス
鋼管とした。この鋼管から採取した試験片にて湿潤炭酸
ガス環境における腐食試験を行った。湿潤炭酸ガス環境
における腐食試験としては、厚さ３mm、幅１５mm、長さ
２０mmの試験片を採取して、２００℃のオートクレーブ
中で炭酸ガス分圧４MPa の条件で人工海水中に４日間浸
漬して、試験前後の重量変化から腐食速度を算出した。
腐食速度の単位はmm/yで表示したが、一般的には０．１
mm/y以下の場合、耐食性が良好であると言える。
【００２２】湿潤硫化水素環境中におけるＳＳＣ試験も
行った。ＳＳＣ試験としては平滑丸棒引張り試験片（平
行部６．４mm、平行部長さ２５mm）を採取し、５％Ｎａ
Ｃｌ溶液で１Ｍの酢酸と１Ｍの酢酸ナトリウムを混合し
てｐＨ：３．５に調整した液に０．１気圧及び０．５気
圧のＨ2 Ｓガスを飽和させた液Ａ及びＢ中で定荷重試験
を行った。応力は９０％降伏応力を負荷させた。結果を
表２に示す。
行った。ＳＳＣ試験としては平滑丸棒引張り試験片（平
行部６．４mm、平行部長さ２５mm）を採取し、５％Ｎａ
Ｃｌ溶液で１Ｍの酢酸と１Ｍの酢酸ナトリウムを混合し
てｐＨ：３．５に調整した液に０．１気圧及び０．５気
圧のＨ2 Ｓガスを飽和させた液Ａ及びＢ中で定荷重試験
を行った。応力は９０％降伏応力を負荷させた。結果を
表２に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】Ｎｏ．１〜２１鋼は本発明鋼であり、Ｎ
ｏ．２２〜２９は比較鋼である。Ｎｏ．１〜２１のいず
れの鋼種においても２００℃のＣＯ2 環境中での腐食速
度は０．１mm/y以下で耐ＣＯ2 腐食性が良好であること
がわかる。なおかつＮｏ．１〜２１のいずれの鋼種にお
いても破断しなかった。
ｏ．２２〜２９は比較鋼である。Ｎｏ．１〜２１のいず
れの鋼種においても２００℃のＣＯ2 環境中での腐食速
度は０．１mm/y以下で耐ＣＯ2 腐食性が良好であること
がわかる。なおかつＮｏ．１〜２１のいずれの鋼種にお
いても破断しなかった。
【００２６】これに対してＮｏ．２２，２３，２７，２
９鋼はＣＯ2 環境中２００℃での腐食速度は０．１mm/y
以上と非常に耐食性が悪いことがわかる。Ｎｏ．２２〜
２６及び２８，２９鋼はＢ液（０．５気圧Ｈ2 Ｓ分圧、
ｐＨ３．５）中で耐ＳＳＣ性が悪いことがわかる。特に
Ｎｏ．２５，２６鋼はＭｏ，Ｗを複合添加していないた
めに低Ｈ2 Ｓ（０．１気圧）側では破断しないが、高Ｈ
2 Ｓ分圧（０．５気圧）側では破断し、耐ＳＳＣ性が良
くないことがわかる。
９鋼はＣＯ2 環境中２００℃での腐食速度は０．１mm/y
以上と非常に耐食性が悪いことがわかる。Ｎｏ．２２〜
２６及び２８，２９鋼はＢ液（０．５気圧Ｈ2 Ｓ分圧、
ｐＨ３．５）中で耐ＳＳＣ性が悪いことがわかる。特に
Ｎｏ．２５，２６鋼はＭｏ，Ｗを複合添加していないた
めに低Ｈ2 Ｓ（０．１気圧）側では破断しないが、高Ｈ
2 Ｓ分圧（０．５気圧）側では破断し、耐ＳＳＣ性が良
くないことがわかる。
【００２７】以上のことから本発明鋼は耐ＣＯ2 腐食性
が既存のＡＩＳＩ４２０鋼よりもはるかに良好であり、
なおかつ硫化水素が存在する環境中でも耐硫化物応力腐
食割れ性が向上したことがわかる。この結果、供試材成
分鋼は良好な耐ＣＯ2 腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ
性を有することがわかった。
が既存のＡＩＳＩ４２０鋼よりもはるかに良好であり、
なおかつ硫化水素が存在する環境中でも耐硫化物応力腐
食割れ性が向上したことがわかる。この結果、供試材成
分鋼は良好な耐ＣＯ2 腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ
性を有することがわかった。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。湿潤
炭酸ガス環境及び湿潤硫化水素環境における優れた耐炭
酸ガス腐食性と耐硫化物応力腐食割れ性を有する油井管
用高Ｃｒ鋼として提供することを可能にした。
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。湿潤
炭酸ガス環境及び湿潤硫化水素環境における優れた耐炭
酸ガス腐食性と耐硫化物応力腐食割れ性を有する油井管
用高Ｃｒ鋼として提供することを可能にした。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−124218（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−287635（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−120345（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−88130（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−100935（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−41857（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−247360（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−217444（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−3642（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−268018（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−268019（ＪＰ，Ａ)
特表 平10−503809（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 38/00
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．００５％〜０．０５％、 Ｓｉ：０．０５％〜０．５％、 Ｍｎ：０．１％〜１．０％、 Ｐ ：０．０２５％以下、 Ｓ ：０．０１５％以下、 Ｃｒ：１２〜１５％、 Ｎｉ：４．５％〜９．０％、 Ｃｕ：１％〜３％、 Ｍｏ：２％〜３％、 Ｗ ：０．１％〜３％、 Ａｌ：０．００５〜０．２％、 Ｎ ：０．００５％〜０．１％を含有し、残部がＦｅ及
び不可避的不純物からなり、４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋
０．３Ｃｕ＋Ｃｏ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ−０．９Ｗ
≧−１０を満足することを特徴とする油井管及びライン
パイプに用いる耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食
割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の鋼に更に、 Ｃｏ：０．１％〜３％を含むことを特徴とする油井管及
びラインパイプに用いる耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物
応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05159995A JP3444008B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05159995A JP3444008B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08246107A JPH08246107A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3444008B2 true JP3444008B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=12891376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05159995A Expired - Lifetime JP3444008B2 (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444008B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2368849B (en) * | 2000-11-14 | 2005-01-05 | Res Inst Ind Science & Tech | Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance |
| US6793744B1 (en) | 2000-11-15 | 2004-09-21 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Martenstic stainless steel having high mechanical strength and corrosion |
| JP4363327B2 (ja) | 2002-06-19 | 2009-11-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| JP5109222B2 (ja) | 2003-08-19 | 2012-12-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| BR102014005015A8 (pt) * | 2014-02-28 | 2017-12-26 | Villares Metals S/A | aço inoxidável martensítico-ferrítico, produto manufaturado, processo para a produção de peças ou barras forjadas ou laminadas de aço inoxidável martensítico-ferrítico e processo para a produção de tudo sem costura de aço inoxidável martensítico-ferrítico |
| MX2019011443A (es) | 2017-03-28 | 2019-11-01 | Nippon Steel Corp | Producto de acero inoxidable martensitico. |
| AR116495A1 (es) | 2018-09-27 | 2021-05-12 | Nippon Steel Corp | Material de acero inoxidable martensítico |
| JP7060109B2 (ja) | 2018-10-02 | 2022-04-26 | 日本製鉄株式会社 | マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管 |
| US11970759B2 (en) | 2018-10-02 | 2024-04-30 | Nippon Steel Corporation | Martensitic stainless seamless steel pipe |
| CN115698358B (zh) | 2020-04-01 | 2023-08-29 | 日本制铁株式会社 | 钢材 |
| WO2021206080A1 (ja) | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 日本製鉄株式会社 | マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管 |
| WO2021210564A1 (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 日本製鉄株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼材、及び、マルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
| WO2022075406A1 (ja) | 2020-10-08 | 2022-04-14 | 日本製鉄株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼材 |
| US20240018636A1 (en) | 2021-01-28 | 2024-01-18 | Nippon Steel Corporation | Steel material |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL193218C (nl) * | 1985-08-27 | 1999-03-03 | Nisshin Steel Company | Werkwijze voor de bereiding van roestvrij staal. |
| JP2602319B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1997-04-23 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度かつ耐高温高塩化物イオン濃度湿潤炭酸ガス環境腐食性、耐応力腐食割れ別の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JP2620809B2 (ja) * | 1989-02-18 | 1997-06-18 | 新日本製鐵株式会社 | 耐高温高塩化物イオン濃度湿潤高圧炭酸ガス環境腐食性、耐応力腐食割れ性の優れた高強度マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
| JPH04268019A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Nippon Steel Corp | マルテンサイト系ステンレス鋼ラインパイプの製造方法 |
| JPH04268018A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Nippon Steel Corp | 高強度マルテンサイト系ステンレス鋼ラインパイプの 製造方法 |
| JP2672437B2 (ja) * | 1992-09-07 | 1997-11-05 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法 |
| JP3328967B2 (ja) * | 1992-09-24 | 2002-09-30 | 住友金属工業株式会社 | 靭性および耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法 |
| JPH06287635A (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-11 | Nisshin Steel Co Ltd | 延性に優れ溶接軟化のない高耐力・高強度ステンレス鋼材の製造方法 |
| JP2914113B2 (ja) * | 1993-07-30 | 1999-06-28 | 日本鋼管株式会社 | 耐食性に優れた高強度・高靱性マルテンサイト系ステンレス溶接鋼管の製造方法 |
| JP3116156B2 (ja) * | 1994-06-16 | 2000-12-11 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性および溶接性に優れた鋼管の製造方法 |
| DE69510060T2 (de) * | 1994-07-21 | 2000-03-16 | Nippon Steel Corp | Rostfreier martensit-stahl mit ausgezeichneter verarbeitbarkeit und schwefel induzierter spannungsrisskorrosionsbeständigkeit |
| JP3814836B2 (ja) * | 1994-08-23 | 2006-08-30 | 住友金属工業株式会社 | 耐食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法 |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP05159995A patent/JP3444008B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08246107A (ja) | 1996-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4367412B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| EP2865777B1 (en) | High-strength stainless steel seamless pipe having excellent corrosion resistance for oil well, and method for manufacturing same | |
| JP6540922B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| EP2256225B1 (en) | Stainless steel for use in oil well tube | |
| JP3444008B2 (ja) | 耐炭酸ガス腐食性及び耐硫化物応力腐食割れ性の優れたマルテンサイトステンレス鋼 | |
| US5049210A (en) | Oil Country Tubular Goods or a line pipe formed of a high-strength martensitic stainless steel | |
| JP3608743B2 (ja) | 熱間加工性に優れた耐硫化物応力割れ性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| JP6540921B1 (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP2010242163A (ja) | 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管の製造方法 | |
| JP2003525354A (ja) | ２相ステンレス鋼 | |
| JPH101755A (ja) | 耐食性、耐硫化物応力腐食割れに優れたマルテンサイトステンレス鋼及びその製造方法 | |
| WO2021131445A1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 | |
| JP2021161503A (ja) | 継目無鋼管 | |
| JP2791804B2 (ja) | 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| JP2002060893A (ja) | 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼とその製造方法 | |
| JP3879723B2 (ja) | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP3752857B2 (ja) | 油井用Ｃｒ含有継目無鋼管 | |
| JP7207557B2 (ja) | 油井管用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP3254146B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性および高温引張り特性に優れた油井管用高強度マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| JP3503560B2 (ja) | 耐食性に優れた低降伏比マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JP2602319B2 (ja) | 高強度かつ耐高温高塩化物イオン濃度湿潤炭酸ガス環境腐食性、耐応力腐食割れ別の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JPH0375335A (ja) | 耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JP3451993B2 (ja) | 耐硫化水素腐食性および耐炭酸ガス腐食性能に優れたＣｒ含有油井管用鋼 | |
| JP2962098B2 (ja) | １１０Ｋｓｉ グレードの高強度耐食性マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造法 | |
| JPH0375336A (ja) | 耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090627 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100627 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100627 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110627 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120627 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130627 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |