JP7421095B2 - seamless steel pipe - Google Patents
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Description
本開示は、継目無鋼管に関し、さらに詳しくは、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管に関する。 The present disclosure relates to a seamless steel pipe, and more particularly to a seamless steel pipe intended for use as a steel pipe for oil wells.
油田や天然ガス田の採掘のために、油井用鋼管が使用される。継目無鋼管が油井用鋼管として使用される場合、油井やガス井（以下、油井及びガス井を総称して、単に「油井」という）の深さに応じて、継目無鋼管は複数連結される。近年、油井の深井戸化により、油井用鋼管の高強度化が要求されている。具体的には、８０ｋｓｉ級（降伏強度が８０～９５ｋｓｉ未満、つまり、５５２～６５５ＭＰａ未満）や、９５ｋｓｉ級（降伏強度が９５～１１０ｋｓｉ未満、つまり、６５５～７５８ＭＰａ未満）の油井用鋼管が広く利用されており、最近ではさらに、１１０ｋｓｉ以上（降伏強度が１１０ｋｓｉ以上、つまり、７５８ＭＰａ以上）の油井用鋼管が求められ始めている。 Steel pipes for oil wells are used for mining oil and natural gas fields. When seamless steel pipes are used as steel pipes for oil wells, multiple seamless steel pipes are connected depending on the depth of the oil well or gas well (hereinafter, oil wells and gas wells are collectively referred to as "oil wells"). . In recent years, as oil wells have become deeper, there has been a demand for higher strength steel pipes for oil wells. Specifically, oil well steel pipes of 80 ksi class (yield strength of less than 80 to 95 ksi, that is, less than 552 to 655 MPa) and 95 ksi class (yield strength of less than 95 to 110 ksi, that is, less than 655 to 758 MPa) are widely used. Recently, steel pipes for oil wells having a yield strength of 110 ksi or more (yield strength of 110 ksi or more, that is, 758 MPa or more) have begun to be required.
深井戸の多くは、腐食性を有する硫化水素を含有するサワー環境である。本明細書において、サワー環境とは、硫化水素を含み、酸性化した環境を意味する。なお、サワー環境では、二酸化炭素を含む場合もある。このようなサワー環境で使用される油井用鋼管は、高強度だけでなく、耐硫化物応力割れ性（耐Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｒａｃｋｉｎｇ性：以下、耐ＳＳＣ性という）も要求される。 Many deep wells are sour environments containing corrosive hydrogen sulfide. As used herein, a sour environment refers to an acidified environment containing hydrogen sulfide. Note that in a sour environment, carbon dioxide may be included. Steel pipes for oil wells used in such sour environments are required not only to have high strength but also to have sulfide stress cracking resistance (hereinafter referred to as SSC resistance).
油井用鋼管に求められる耐ＳＳＣ性を高める技術が、特開２０００－２５６７８３号公報（特許文献１）、特開２０００－２９７３４４号公報（特許文献２）、特開２００５－３５０７５４号公報（特許文献３）、特開２０１２－２６０３０号公報（特許文献４）、及び、国際公開第２０１０／１５０９１５号（特許文献５）に開示されている。 Techniques to improve the SSC resistance required for steel pipes for oil wells are disclosed in JP-A No. 2000-256783 (Patent Document 1), JP-A No. 2000-297344 (Patent Document 2), and JP-A No. 2005-350754 (Patent Document 1). 3), disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2012-26030 (Patent Document 4) and International Publication No. 2010/150915 (Patent Document 5).
特許文献１に開示された高強度油井用鋼は、重量％で、Ｃ：０．２～０．３５％、Ｃｒ：０．２～０．７％、Ｍｏ：０．１～０．５％、Ｖ：０．１～０．３％を含む。析出している炭化物の総量が２～５重量％であり、そのうちＭＣ型炭化物の割合が８～４０重量％で、かつ旧オーステナイト粒度がＡＳＴＭに規定される粒度番号で１１番以上である。上記高強度油井用鋼は、靭性と耐ＳＳＣ性に優れる、と特許文献１には記載されている。 The high-strength oil well steel disclosed in Patent Document 1 contains, in weight percent, C: 0.2 to 0.35%, Cr: 0.2 to 0.7%, and Mo: 0.1 to 0.5%. , V: 0.1 to 0.3%. The total amount of precipitated carbides is 2 to 5% by weight, of which the proportion of MC type carbides is 8 to 40% by weight, and the grain size of prior austenite is 11 or more in the grain size number specified by ASTM. Patent Document 1 describes that the high-strength oil well steel has excellent toughness and SSC resistance.
特許文献２に開示された油井用鋼は、質量％で、Ｃ：０．１５～０．３％、Ｃｒ：０．２～１．５％、Ｍｏ：０．１～１％、Ｖ：０．０５～０．３％、Ｎｂ：０．００３～０．１％を含む低合金鋼からなる。析出している炭化物の総量は１．５～４質量％であり、炭化物の総量に占めるＭＣ型炭化物の割合が５～４５質量％、Ｍ23Ｃ6型炭化物の割合が製品の肉厚をｔ（ｍｍ）とした時（２００／ｔ）質量％以下である。上記油井用鋼は、靭性と耐ＳＳＣ性に優れる、と特許文献２には記載されている。 The oil well steel disclosed in Patent Document 2 has, in mass%, C: 0.15 to 0.3%, Cr: 0.2 to 1.5%, Mo: 0.1 to 1%, and V: 0. .05~0.3%, Nb: 0.003~0.1%. The total amount of precipitated carbides is 1.5 to 4% by mass, the proportion of MC type carbides in the total amount of carbides is 5 to 45% by mass, and the proportion of M 23 C 6 type carbides accounts for the wall thickness of the product. (mm) (200/t) mass % or less. Patent Document 2 describes that the oil well steel has excellent toughness and SSC resistance.
特許文献３に開示された低合金油井管用鋼は、質量％で、Ｃ：０．２０～０．３５％、Ｓｉ：０．０５～０．５％、Ｍｎ：０．０５～１．０％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．００５～０．１０％、Ｃｒ：０．１～１．０％、Ｍｏ：０．５～１．０％、Ｔｉ：０．００２～０．０５％、Ｖ：０．０５～０．３％、Ｂ：０．０００１～０．００５％、Ｎ：０．０１％以下、Ｏ（酸素）：０．０１％以下を含有する。半価幅Ｈと水素拡散係数Ｄ（１０-6ｃｍ2／ｓ）が式（３０Ｈ＋Ｄ≦１９．５）を満足する。上記低合金油井管用鋼は、降伏応力（ＹＳ）が８６１ＭＰａ以上という高強度であっても、優れた耐ＳＳＣ性を有する、と特許文献３には記載されている。 The low-alloy oil country tubular steel disclosed in Patent Document 3 has, in mass%, C: 0.20 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.5%, and Mn: 0.05 to 1.0%. , P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Al: 0.005 to 0.10%, Cr: 0.1 to 1.0%, Mo: 0.5 to 1.0%, Ti: 0.002 to 0.05%, V: 0.05 to 0.3%, B: 0.0001 to 0.005%, N: 0.01% or less, O (oxygen): 0.01% Contains: The half width H and the hydrogen diffusion coefficient D (10 −6 cm 2 /s) satisfy the formula (30H+D≦19.5). Patent Document 3 describes that the above-mentioned low-alloy oil country tubular steel has excellent SSC resistance even though it has a high strength with a yield stress (YS) of 861 MPa or more.
特許文献４に開示された油井用鋼管は、質量％で、Ｃ：０．１８～０．２５％、Ｓｉ：０．１～０．３％、Ｍｎ：０．４～０．８％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．０１～０．１％、Ｃｒ：０．３～０．８％、Ｍｏ：０．５～１．０％、Ｎｂ：０．００３～０．０１５％、Ｔｉ：０．００２～０．０５％、Ｂ：０．００３％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる組成を持つ。この油井用鋼管のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイト相を主相とし、２０μｍ×２０μｍの領域に含まれるアスペクト比３以下かつ炭化物形状を楕円としたときの長径３００ｎｍ以上のＭ3ＣあるいはＭ2Ｃの数が１０個以下であり、Ｍ23Ｃ6が質量％で１％未満であり、粒内に針状のＭ2Ｃが析出しており、大きさ１μｍ以上の炭化物として析出するＮｂの量が質量％で０．００５％未満である。上記油井用鋼管は、降伏強度が８６２ＭＰａ以上であっても耐ＳＳＣ性に優れる、と特許文献４には記載されている。 The oil well steel pipe disclosed in Patent Document 4 has, in mass%, C: 0.18 to 0.25%, Si: 0.1 to 0.3%, Mn: 0.4 to 0.8%, and P. : 0.015% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.3 to 0.8%, Mo: 0.5 to 1.0%, Nb: 0.003 to 0.015%, Ti: 0.002 to 0.05%, B: 0.003% or less, and the remainder is Fe and inevitable impurities. The microstructure of this steel pipe for oil wells has a tempered martensitic phase as the main phase, and M 3 C or M 2 C with an aspect ratio of 3 or less and a long axis of 300 nm or more when the carbide shape is an ellipse, which is contained in an area of 20 μm x 20 μm. 10 or less, M 23 C 6 is less than 1% by mass, acicular M 2 C is precipitated within the grains, and the amount of Nb precipitated as carbides with a size of 1 μm or more is less than 0.005% by mass. Patent Document 4 describes that the oil well steel pipe has excellent SSC resistance even if the yield strength is 862 MPa or more.
特許文献５に開示された油井用継目無鋼管は、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：０．３～１．０％、Ｐ：０．０１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．０１～０．１％、Ｎ：０．０１％以下、Ｃｒ：０．１～１．７％、Ｍｏ：０．４～１．１％、Ｖ：０．０１～０．１２％、Ｎｂ：０．０１～０．０８％、Ｂ：０．０００５～０．００３％を含み、かつＭｏのうち、固溶Ｍｏとして０．４０％以上含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる組成を有する。この油井用継目無鋼管のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイト相を主相とし、旧オーステナイト粒が粒度番号で８．５以上であり、略粒子状のＭ2Ｃ型析出物が０．０６質量％以上分散してなる組織を有する。上記油井用継目無鋼管は、１１０ｋｓｉ級の高強度と優れた耐ＳＳＣ性とを兼備する、と特許文献５には記載されている。 The seamless steel pipe for oil wells disclosed in Patent Document 5 has, in mass%, C: 0.15 to 0.50%, Si: 0.1 to 1.0%, and Mn: 0.3 to 1.0%. , P: 0.015% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.01 to 0.1%, N: 0.01% or less, Cr: 0.1 to 1.7%, Mo: 0 .4 to 1.1%, V: 0.01 to 0.12%, Nb: 0.01 to 0.08%, B: 0.0005 to 0.003%, and of Mo, solid solution It has a composition containing 0.40% or more of Mo, with the balance consisting of Fe and unavoidable impurities. The microstructure of this seamless steel pipe for oil wells has a tempered martensitic phase as the main phase, prior austenite grains with a grain size number of 8.5 or more, and approximately granular M 2 C type precipitates in an amount of 0.06% by mass. It has a dispersed organization. Patent Document 5 describes that the seamless steel pipe for oil wells has both high strength of 110 ksi class and excellent SSC resistance.
上記特許文献１～５は、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める技術を提案する。しかしながら、上記特許文献１～５に提案される技術以外の他の技術によって、７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有する継目無鋼管が得られてもよい。 The above Patent Documents 1 to 5 propose techniques for increasing the SSC resistance of steel materials. However, a seamless steel pipe having a yield strength of 758 MPa or more (110 ksi or more) and excellent SSC resistance may be obtained by other technologies than those proposed in Patent Documents 1 to 5 above.
ところで、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管の管端部には、切削加工が実施される場合がある。この場合、継目無鋼管の管端部には、切削加工によって加工表面が形成される。なお、本明細書において「加工表面」とは、凹凸を有さない単一の曲面によって構成されていてもよく、凹凸を有する形状であってもよく、凹凸を有し、かつ、テーパを有する形状であってもよい。すなわち、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管の管端部は、切削加工によってその形状が変えられ、加工表面が形成される場合がある。 By the way, cutting is sometimes performed on the pipe end of a seamless steel pipe that is intended to be used as a steel pipe for oil wells. In this case, a machined surface is formed at the end of the seamless steel pipe by cutting. In addition, in this specification, the "processed surface" may be constituted by a single curved surface having no unevenness, may have an uneven shape, or may have an uneven shape and a tapered surface. It may be a shape. That is, the shape of the end portion of a seamless steel pipe intended for use as a steel pipe for oil wells may be changed by cutting to form a machined surface.
一方、継目無鋼管の管端部に形成された加工表面には、表面疵が確認される場合がある。加工表面に表面疵が確認されると、継目無鋼管の外観品質が低下する。そのため、加工表面に表面疵が確認された場合、継目無鋼管のうち、加工表面を含み、切削加工を実施した領域全体を切り落とす。その結果、新たに得られた継目無鋼管の管端部に対して、再度切削加工を実施する。このようにして、表面疵が確認されない加工表面を有する継目無鋼管を得るまで、継目無鋼管の管端部に対する切削加工と、切り落としとを繰り返し実施する。 On the other hand, surface flaws may be observed on the processed surface formed at the end of the seamless steel pipe. If surface flaws are found on the processed surface, the appearance quality of the seamless steel pipe will deteriorate. Therefore, if a surface flaw is confirmed on the machined surface, the entire area of the seamless steel pipe that has been cut, including the machined surface, is cut off. As a result, cutting is performed again on the pipe end of the newly obtained seamless steel pipe. In this way, cutting and cutting of the end portion of the seamless steel pipe are repeated until a seamless steel pipe having a machined surface with no surface flaws is obtained.
したがって、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管では、管端部に形成した加工表面に表面疵が確認された場合、継目無鋼管の歩留りが低下する。そのため、管端部に形成された加工表面には、表面疵の発生が低減できた方が好ましい。しかしながら、上記特許文献１～５では、継目無鋼管の管端部に形成された、加工表面の表面疵について、言及がない。 Therefore, in seamless steel pipes intended for use as steel pipes for oil wells, if surface flaws are confirmed on the machined surface formed at the end of the pipe, the yield of the seamless steel pipes will decrease. Therefore, it is preferable to reduce the occurrence of surface flaws on the processed surface formed at the end of the tube. However, in the above Patent Documents 1 to 5, there is no mention of surface flaws on the machined surface formed at the end of the seamless steel pipe.
本開示の目的は、７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有し、管端部に加工表面を形成しても、加工表面に表面疵が生じにくい、継目無鋼管を提供することである。 The purpose of the present disclosure is to have a yield strength of 758 MPa or more (110 ksi or more), excellent SSC resistance, and a seamless structure that is difficult to cause surface flaws on the machined surface even if a machined surface is formed at the end of the pipe. Our goal is to provide steel pipes.
本開示による継目無鋼管は、
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～１．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：０．３０～１．５０％、
Ｍｏ：０．２５～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０３０％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｃｏ：０～０．５０％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．００１５％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成と、
７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、
前記継目無鋼管の肉厚をＤと定義したとき、
前記継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置において、地きずが２．０個／１００ｃｍ2以下である。
The seamless steel pipe according to the present disclosure includes:
In mass%,
C: 0.15-0.45%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.05-1.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.0050% or less,
Cr: 0.30-1.50%,
Mo: 0.25-2.00%,
Ti: 0.002 to 0.030%,
Al: 0.005-0.100%,
N: 0.0100% or less,
O: 0.0050% or less,
V: 0 to 0.30%,
Nb: 0 to 0.100%,
B: 0 to 0.0040%,
Co: 0 to 0.50%,
W: 0-0.50%,
Cu: 0 to 0.50%,
Ni: 0 to 0.50%,
Ca: 0-0.0100%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Zr: 0 to 0.0100%,
Rare earth elements: 0 to 0.0015%, and
a chemical composition in which the balance consists of Fe and impurities;
It has a yield strength of 758 MPa or more,
When the wall thickness of the seamless steel pipe is defined as D,
The number of ground flaws is 2.0 pieces/100 cm 2 or less at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe.
本開示による継目無鋼管は、７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有し、管端部に加工表面を形成しても、加工表面に表面疵が生じにくい。 The seamless steel pipe according to the present disclosure has a yield strength of 758 MPa or more (110 ksi or more) and excellent SSC resistance, and even if a processed surface is formed at the end of the pipe, surface flaws are unlikely to occur on the processed surface.
まず、本発明者らは、化学組成に着目して、７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）の降伏強度と優れた耐ＳＳＣ性とを両立することを検討した。その結果、本発明者らは、質量％で、Ｃ：０．１５～０．４５％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．０５～１．５０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ｃｒ：０．３０～１．５０％、Ｍｏ：０．２５～２．００％、Ｔｉ：０．００２～０．０３０％、Ａｌ：０．００５～０．１００％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ｖ：０～０．３０％、Ｎｂ：０～０．１００％、Ｂ：０～０．００４０％、Ｃｏ：０～０．５０％、Ｗ：０～０．５０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｎｉ：０～０．５０％、Ｃａ：０～０．０１００％、Ｍｇ：０～０．０１００％、Ｚｒ：０～０．０１００％、希土類元素：０～０．００１５％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する継目無鋼管であれば、１１０ｋｓｉ以上の降伏強度と優れた耐ＳＳＣ性とを両立できる可能性があると考えた。 First, the present inventors focused on the chemical composition and studied how to achieve both a yield strength of 758 MPa or more (110 ksi or more) and excellent SSC resistance. As a result, the present inventors found that in mass %, C: 0.15 to 0.45%, Si: 0.05 to 1.00%, Mn: 0.05 to 1.50%, P: 0. 030% or less, S: 0.0050% or less, Cr: 0.30 to 1.50%, Mo: 0.25 to 2.00%, Ti: 0.002 to 0.030%, Al: 0.005 ～0.100%, N: 0.0100% or less, O: 0.0050% or less, V: 0-0.30%, Nb: 0-0.100%, B: 0-0.0040%, Co : 0-0.50%, W: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.50%, Ca: 0-0.0100%, Mg: 0-0. 0100%, Zr: 0 to 0.0100%, rare earth elements: 0 to 0.0015%, and the balance is Fe and impurities. We thought that there is a possibility of achieving both SSC resistance and SSC resistance.
ところで、上述のとおり、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管には、管端部に切削加工を実施することによって、加工表面を形成する場合がある。上述のとおり、加工表面は、凹凸を有していてもよく、テーパを有していてもよく、凹凸とテーパとを両方有していてもよい。一方、上述の化学組成を有する継目無鋼管では、加工表面に表面疵が確認される場合があった。なお、本明細書において、加工表面に確認される表面疵とは、肉眼で確認可能であって、線状の疵を意味する。上述のとおり、加工表面に表面疵が確認された場合、継目無鋼管の管端部のうち、加工表面を含む領域、すなわち切削加工が実施された領域を全て切り落とす。その後、新たに得られた継目無鋼管の管端部に対して、再度切削加工を実施して、新たに加工表面を形成する。このようにして、表面疵が確認されない加工表面が得られるまで、継目無鋼管の管端部に対して、切削加工と切り落としとを、繰り返し実施する。 By the way, as mentioned above, a seamless steel pipe intended for use as a steel pipe for oil wells may have a machined surface formed by cutting the end of the pipe. As described above, the processed surface may have irregularities, may have a taper, or may have both irregularities and a taper. On the other hand, in seamless steel pipes having the above-mentioned chemical composition, surface flaws were sometimes observed on the machined surface. In addition, in this specification, the surface flaw confirmed on the processed surface means a linear flaw that can be confirmed with the naked eye. As described above, if a surface flaw is confirmed on the machined surface, the entire region of the end of the seamless steel pipe that includes the machined surface, that is, the area where cutting has been performed, is cut off. Thereafter, cutting is performed again on the pipe end of the newly obtained seamless steel pipe to form a newly machined surface. In this way, cutting and cutting are repeatedly performed on the end of the seamless steel pipe until a machined surface with no surface flaws is obtained.
一方、このようにして、継目無鋼管の管端部に対して切削加工と切り落としとを繰り返し実施した場合、継目無鋼管の管軸方向の長さが徐々に短くなる。すなわち、継目無鋼管の管端部に形成された加工表面に、表面疵が確認された場合、継目無鋼管の歩留りが低下する。したがって、継目無鋼管の管端部に対して、切削加工を実施して加工表面を形成する場合、加工表面には表面疵が生じにくい方が好ましい。そこで本発明者らは、上述の化学組成を有する継目無鋼管を種々製造し、管端部に加工表面を形成して、加工表面に表面疵が発生するのを低減させる手法について詳細に検討した。 On the other hand, when the pipe end portion of the seamless steel pipe is repeatedly cut and cut off in this way, the length of the seamless steel pipe in the pipe axial direction gradually becomes shorter. That is, when surface flaws are confirmed on the processed surface formed at the end of the seamless steel pipe, the yield of the seamless steel pipe decreases. Therefore, when cutting an end portion of a seamless steel pipe to form a machined surface, it is preferable that surface flaws are less likely to occur on the machined surface. Therefore, the present inventors manufactured various seamless steel pipes having the above-mentioned chemical composition, formed a processed surface on the end of the pipe, and conducted a detailed study on a method for reducing the occurrence of surface defects on the processed surface. .
まず本発明者らは、上述の化学組成を有する継目無鋼管の管端部に形成された、加工表面に表面疵が生じるか否かについて、一定の確率が存在することを知見した。具体的に、同一の化学組成を有し、同一の製造方法によって製造された複数の継目無鋼管のうち、一部の継目無鋼管の加工表面にのみ表面疵が確認され、残りの継目無鋼管の加工表面には表面疵が確認されない、という現象が確認された。このことから、加工表面に表面疵が生じる確率を低減できれば、継目無鋼管の歩留りを高められる可能性がある。 First, the present inventors found that there is a certain probability as to whether or not surface flaws will occur on the processed surface formed at the end of a seamless steel pipe having the above-mentioned chemical composition. Specifically, among multiple seamless steel pipes with the same chemical composition and manufactured by the same manufacturing method, surface flaws were confirmed only on the machined surface of some of the seamless steel pipes, and the remaining seamless steel pipes A phenomenon was observed in which no surface flaws were observed on the machined surface. From this, if the probability of surface flaws occurring on the machined surface can be reduced, it is possible to increase the yield of seamless steel pipes.
次に本発明者らは、管端部に形成された加工表面のうち、特に表面疵が生じやすい領域について、調査及び検討を行った。上述のとおり、管端部に形成される加工表面は、凹凸やテーパを含む場合がある。そのため、加工表面を得るための切削加工では、その加工深さが、継目無鋼管の管軸方向において変化する場合がある。その結果、得られた加工表面は、継目無鋼管の外表面からの深さ位置について、継目無鋼管の管軸方向で変化する。そこで本発明者らは、継目無鋼管の外表面からの深さ位置に着目して、加工表面に生じる表面疵について、詳細に検討した。その結果、上述の化学組成を有する継目無鋼管では、管端部に形成された加工表面のうち、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置（Ｄ：肉厚）において、表面疵が特に生じやすいことが明らかになった。 Next, the inventors of the present invention investigated and studied the area where surface flaws are particularly likely to occur among the processed surfaces formed at the end of the tube. As mentioned above, the processed surface formed on the tube end may include irregularities and tapers. Therefore, in cutting to obtain a machined surface, the machining depth may change in the axial direction of the seamless steel pipe. As a result, the obtained machined surface changes in the axial direction of the seamless steel pipe with respect to the depth position from the outer surface of the seamless steel pipe. Therefore, the present inventors focused on the depth position from the outer surface of the seamless steel pipe and conducted a detailed study on surface flaws that occur on the processed surface. As a result, in the seamless steel pipe having the above-mentioned chemical composition, surface flaws were observed at a depth of 0.3D (D: wall thickness) from the outer surface of the seamless steel pipe on the machined surface formed at the end of the pipe. It has become clear that this is particularly likely to occur.
上述の化学組成を有する継目無鋼管では、加工表面のうち外表面から０．３Ｄ深さ位置において、表面疵が特に生じやすい理由について、詳細は明らかになっていない。しかしながら、本発明者らは次のように考えている。上述の化学組成を有し、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管を製造する場合、通常、まず、素材に対して穿孔圧延を実施して、中空素管を製造する。しかしながら、製造条件によっては、素材の一部に介在物の集積帯が形成される場合がある。この場合、素材の一部に形成された介在物の集積帯が穿孔圧延によって引き延ばされ、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置に介在物が偏在する可能性がある。その結果、偏在した介在物のうちの一部によって、加工表面に表面疵が確認されるのではないか、と本発明者らは考えている。 In the seamless steel pipe having the above-mentioned chemical composition, the details of why surface flaws are particularly likely to occur at a depth of 0.3D from the outer surface of the machined surface have not been clarified. However, the present inventors think as follows. When manufacturing a seamless steel pipe that has the above-mentioned chemical composition and is intended to be used as an oil well steel pipe, the raw material is usually first subjected to piercing rolling to produce a hollow mother pipe. However, depending on manufacturing conditions, an accumulation zone of inclusions may be formed in a part of the material. In this case, an accumulation zone of inclusions formed in a part of the material may be stretched by piercing rolling, and inclusions may be unevenly distributed at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe. As a result, the present inventors believe that surface flaws may be observed on the processed surface due to some of the unevenly distributed inclusions.
このように、加工表面に表面疵が形成される際には、介在物が関与していることが推測される。しかしながら、全ての介在物が、加工表面に表面疵を生じさせるものではない。たとえば、介在物の種類やサイズ等によって、その影響は異なるものと考えられる。しかしながら、どのような介在物に起因して、加工表面に表面疵が生じるのか、詳細は明らかになっていない。そのため、加工表面における表面疵の発生を低減しようとする場合、どのような介在物を低減すれば効果的であるのか、特定するのは困難である。一方、上述のとおり、介在物は継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置に偏在している可能性がある。したがって、加工表面に表面疵が生じるのを低減するのであれば、単純に継目無鋼管の全体の介在物の個数密度を低減するよりも、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における介在物の偏在を緩和する方が、効果的ではないかと推測される。 Thus, it is presumed that inclusions are involved when surface flaws are formed on the processed surface. However, not all inclusions cause surface flaws on the machined surface. For example, the influence may vary depending on the type and size of the inclusion. However, the details of what kind of inclusions cause surface flaws on the processed surface have not been clarified. Therefore, when trying to reduce the occurrence of surface flaws on a machined surface, it is difficult to specify what kind of inclusions should be effectively reduced. On the other hand, as described above, inclusions may be unevenly distributed at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe. Therefore, in order to reduce the occurrence of surface defects on the machined surface, it is better to reduce the number density of inclusions in the seamless steel pipe at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe. It is presumed that it would be more effective to alleviate the uneven distribution of inclusions.
そこで本発明者らは、上述の化学組成を有する継目無鋼管において、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における、表面疵の原因となり得る介在物の偏在の指標について、種々検討した。その結果、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠した方法で測定した地きずの個数密度であれば、表面疵の原因となり得る介在物の偏在を、程度良く定量化できることが明らかになった。そこで本実施形態では、上述の化学組成を有する継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置において、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠して求めた地きずを２．０個／１００ｃｍ2以下とする。その結果、本実施形態による継目無鋼管は、１１０ｋｓｉ以上の降伏強度と優れた耐ＳＳＣ性とを有し、かつ、管端部に加工表面を形成しても、加工表面に生じる表面疵を低減することができる。 Therefore, the present inventors conducted various studies on indicators of uneven distribution of inclusions that may cause surface flaws at a depth of 0.3D from the outer surface of seamless steel pipes having the above-mentioned chemical composition. . As a result, it was revealed that the uneven distribution of inclusions that can cause surface flaws can be quantified to a good extent by measuring the number density of ground flaws using a method based on JIS G 0556 (2014). Therefore, in this embodiment, the number of ground flaws determined according to JIS G 0556 (2014) at a depth of 0.3D from the outer surface of a seamless steel pipe having the above-mentioned chemical composition is 2.0 pieces/100 cm 2 or less. shall be. As a result, the seamless steel pipe according to the present embodiment has a yield strength of 110 ksi or more and excellent SSC resistance, and even if a machined surface is formed at the pipe end, surface flaws occurring on the machined surface are reduced. can do.
なお、上述の化学組成を有する継目無鋼管において、外表面から０．３Ｄ深さ位置におけるＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠して求めた地きずが２．０個／１００ｃｍ2以下である場合に、加工表面の表面疵を低減できる理由について、その詳細は明らかになっていない。しかしながら、この効果については、後述する実施例によって証明されている。 In addition, in a seamless steel pipe having the above-mentioned chemical composition, if the number of ground flaws determined according to JIS G 0556 (2014) at a depth of 0.3D from the outer surface is 2.0 pieces/100 cm 2 or less However, the details of the reason why surface flaws on the machined surface can be reduced have not been clarified. However, this effect is proven by Examples described later.
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による継目無鋼管の要旨は、次のとおりである。 The gist of the seamless steel pipe according to this embodiment, which was completed based on the above knowledge, is as follows.
［１］
継目無鋼管であって、
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～１．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：０．３０～１．５０％、
Ｍｏ：０．２５～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０３０％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｃｏ：０～０．５０％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．００１５％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成と、
７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、
前記継目無鋼管の肉厚をＤと定義したとき、
前記継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置において、地きずが２．０個／１００ｃｍ2以下である、
継目無鋼管。
[1]
A seamless steel pipe,
In mass%,
C: 0.15-0.45%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.05-1.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.0050% or less,
Cr: 0.30-1.50%,
Mo: 0.25-2.00%,
Ti: 0.002 to 0.030%,
Al: 0.005-0.100%,
N: 0.0100% or less,
O: 0.0050% or less,
V: 0 to 0.30%,
Nb: 0 to 0.100%,
B: 0 to 0.0040%,
Co: 0 to 0.50%,
W: 0-0.50%,
Cu: 0 to 0.50%,
Ni: 0 to 0.50%,
Ca: 0-0.0100%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Zr: 0 to 0.0100%,
Rare earth elements: 0 to 0.0015%, and
a chemical composition in which the balance consists of Fe and impurities;
It has a yield strength of 758 MPa or more,
When the wall thickness of the seamless steel pipe is defined as D,
The number of ground flaws is 2.0 pieces/100 cm 2 or less at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe,
Seamless steel pipe.
［２］
［１］に記載の継目無鋼管であって、
前記化学組成は、
Ｖ：０．０１～０．３０％、及び、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。
[2]
The seamless steel pipe according to [1],
The chemical composition is
V: 0.01 to 0.30%, and
Nb: Contains one or more elements selected from the group consisting of 0.001 to 0.100%,
Seamless steel pipe.
［３］
［１］又は［２］に記載の継目無鋼管であって、
前記化学組成は、
Ｂ：０．０００１～０．００４０％を含有する、
継目無鋼管。
[3]
The seamless steel pipe according to [1] or [2],
The chemical composition is
B: Contains 0.0001 to 0.0040%,
Seamless steel pipe.
［４］
［１］～［３］のいずれか１項に記載の継目無鋼管であって、
前記化学組成は、
Ｃｏ：０．０１～０．５０％、及び、
Ｗ：０．０１～０．５０％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。
[4]
The seamless steel pipe according to any one of [1] to [3],
The chemical composition is
Co: 0.01 to 0.50%, and
W: Contains one or more elements selected from the group consisting of 0.01 to 0.50%,
Seamless steel pipe.
［５］
［１］～［４］のいずれか１項に記載の継目無鋼管であって、
前記化学組成は、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、及び、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。
[5]
The seamless steel pipe according to any one of [1] to [4],
The chemical composition is
Cu: 0.01 to 0.50%, and
Contains one or more elements selected from the group consisting of Ni: 0.01 to 0.50%,
Seamless steel pipe.
［６］
［１］～［５］のいずれか１項に記載の継目無鋼管であって、
前記化学組成は、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｚｒ：０．０００１～０．０１００％、及び、
希土類元素：０．０００１～０．００１５％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。
[6]
The seamless steel pipe according to any one of [1] to [5],
The chemical composition is
Ca: 0.0001-0.0100%,
Mg: 0.0001-0.0100%,
Zr: 0.0001 to 0.0100%, and
Rare earth element: Contains one or more elements selected from the group consisting of 0.0001 to 0.0015%,
Seamless steel pipe.
［７］
［１］～［６］のいずれか１項に記載の継目無鋼管であって、
前記継目無鋼管は、油井用鋼管である、
継目無鋼管。
[7]
The seamless steel pipe according to any one of [1] to [6],
The seamless steel pipe is an oil well steel pipe,
Seamless steel pipe.
以下、本実施形態による継目無鋼管について詳述する。元素に関する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。 The seamless steel pipe according to this embodiment will be described in detail below. "%" with respect to elements means mass % unless otherwise specified.
［化学組成］
本実施形態による継目無鋼管の化学組成は、次の元素を含有する。
[Chemical composition]
The chemical composition of the seamless steel pipe according to this embodiment contains the following elements.
Ｃ：０．１５～０．４５％
炭素（Ｃ）は鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の降伏強度を高める。Ｃはさらに、製造工程中の焼戻し時において、炭化物の球状化を促進し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。炭化物が分散されればさらに、鋼材の降伏強度が高まる。Ｃ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性が低下し、焼割れが発生しやすくなる。したがって、Ｃ含有量は０．１５～０．４５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．１７％であり、さらに好ましくは０．１９％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．４３％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３８％である。
C: 0.15-0.45%
Carbon (C) improves the hardenability of steel and increases the yield strength of steel. Furthermore, C promotes the spheroidization of carbides during tempering during the manufacturing process and improves the SSC resistance of the steel material. If the carbides are dispersed, the yield strength of the steel material will further increase. If the C content is too low, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the C content is too high, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the toughness of the steel material will decrease and quench cracking will easily occur. Therefore, the C content is 0.15-0.45%. The preferable lower limit of the C content is 0.17%, more preferably 0.19%, and still more preferably 0.20%. A preferable upper limit of the C content is 0.43%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.38%.
Ｓｉ：０．０５～１．００％
シリコン（Ｓｉ）は、鋼を脱酸する。Ｓｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５～１．００％である。好ましいＳｉ含有量の下限は０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．８５％であり、さらに好ましくは０．７０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
Si: 0.05-1.00%
Silicon (Si) deoxidizes steel. If the Si content is too low, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the above effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Si content is too high, the SSC resistance of the steel material will decrease even if the other element contents are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Si content is 0.05-1.00%. The lower limit of the preferable Si content is 0.10%, more preferably 0.15%. A preferable upper limit of the Si content is 0.85%, more preferably 0.70%, and still more preferably 0.60%.
Ｍｎ：０．０５～１．５０％
マンガン（Ｍｎ）は、鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の降伏強度を高める。Ｍｎ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が高すぎれば、Ｍｎは、Ｐ及びＳ等の不純物とともに、粒界に偏析する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．０５～１．５０％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０７％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は１．４０％であり、さらに好ましくは１．３０％であり、さらに好ましくは１．２０％である。
Mn: 0.05-1.50%
Manganese (Mn) deoxidizes steel. Mn further improves the hardenability of the steel material and increases the yield strength of the steel material. If the Mn content is too low, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Mn content is too high, Mn will segregate at grain boundaries together with impurities such as P and S. In this case, even if the contents of other elements are within the range of this embodiment, the SSC resistance of the steel material decreases. Therefore, the Mn content is 0.05-1.50%. The preferable lower limit of the Mn content is 0.07%, more preferably 0.10%, and still more preferably 0.15%. A preferable upper limit of the Mn content is 1.40%, more preferably 1.30%, and still more preferably 1.20%.
Ｐ：０．０３０％以下
燐（Ｐ）は不純物である。すなわち、Ｐ含有量の下限は０％超である。Ｐは粒界に偏析して、鋼材の耐ＳＳＣ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含有量の好ましい上限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｐ含有量の極端な低減は、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、Ｐ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。
P: 0.030% or less Phosphorus (P) is an impurity. That is, the lower limit of the P content is over 0%. P segregates at grain boundaries and reduces the SSC resistance of steel materials. Therefore, the P content is 0.030% or less. A preferable upper limit of the P content is 0.025%, more preferably 0.020%. It is preferable that the P content is as low as possible. However, extreme reduction in P content significantly increases manufacturing costs. Therefore, when considering industrial production, the preferable lower limit of the P content is 0.001%, more preferably 0.002%, and still more preferably 0.003%.
Ｓ：０．００５０％以下
硫黄（Ｓ）は不純物である。すなわち、Ｓ含有量の下限は０％超である。Ｓは粒界に偏析して、鋼材の耐ＳＳＣ性を低下させる。したがって、Ｓ含有量は０．００５０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｓ含有量の極端な低減は、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、Ｓ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。
S: 0.0050% or less Sulfur (S) is an impurity. That is, the lower limit of the S content is more than 0%. S segregates at grain boundaries and reduces the SSC resistance of steel materials. Therefore, the S content is 0.0050% or less. A preferable upper limit of the S content is 0.0040%, more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0020%. It is preferable that the S content is as low as possible. However, extreme reduction in S content significantly increases manufacturing costs. Therefore, when considering industrial production, the preferable lower limit of the S content is 0.0001%, more preferably 0.0002%, and still more preferably 0.0003%.
Ｃｒ：０．３０～１．５０％
クロム（Ｃｒ）は、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の降伏強度を高める。Ｃｒはさらに、焼戻し軟化抵抗を高めて高温焼戻しを可能とし、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃｒ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、鋼材中の旧γ粒界に粗大な炭化物が生成する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．３０～１．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．３５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は１．４０％であり、さらに好ましくは１．３０％であり、さらに好ましくは１．２０％である。
Cr: 0.30~1.50%
Chromium (Cr) improves the hardenability of steel materials and increases the yield strength of steel materials. Cr further increases resistance to temper softening, enables high-temperature tempering, and improves the SSC resistance of the steel material. If the Cr content is too low, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Cr content is too high, coarse carbides will form at prior γ grain boundaries in the steel material. In this case, even if the contents of other elements are within the range of this embodiment, the SSC resistance of the steel material decreases. Therefore, the Cr content is between 0.30 and 1.50%. The lower limit of the Cr content is preferably 0.35%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.50%. A preferable upper limit of the Cr content is 1.40%, more preferably 1.30%, and still more preferably 1.20%.
Ｍｏ：０．２５～２．００％
モリブデン（Ｍｏ）は焼戻し軟化抵抗を高めて高温焼戻しを可能とし、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｍｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が高すぎれば、鋼材中に粗大な炭化物が生成し、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｍｏ含有量は０．２５～２．００％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は１．９０％であり、さらに好ましくは１．８０％であり、さらに好ましくは１．７０％である。
Mo: 0.25-2.00%
Molybdenum (Mo) increases resistance to temper softening, enables high-temperature tempering, and improves the SSC resistance of steel materials. If the Mo content is too low, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Mo content is too high, coarse carbides are generated in the steel material, and the SSC resistance of the steel material is reduced. Therefore, the Mo content is 0.25-2.00%. The lower limit of the Mo content is preferably 0.30%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.50%. A preferable upper limit of the Mo content is 1.90%, more preferably 1.80%, and still more preferably 1.70%.
Ｔｉ：０．００２～０．０３０％
チタン（Ｔｉ）は窒化物を形成し、ピンニング効果により、結晶粒を微細化する。その結果、鋼材の降伏強度が高まる。Ｔｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｔｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｔｉ窒化物が多量に形成し、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．００２～０．０３０％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００３％であり、さらに好ましくは０．００４％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０２８％であり、さらに好ましくは０．０２５％である。
Ti: 0.002-0.030%
Titanium (Ti) forms nitride and refines crystal grains due to the pinning effect. As a result, the yield strength of the steel increases. If the Ti content is too low, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the above effects cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Ti content is too high, a large amount of Ti nitrides will be formed even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, and the SSC resistance of the steel material will decrease. Therefore, the Ti content is 0.002 to 0.030%. The lower limit of the Ti content is preferably 0.003%, more preferably 0.004%. A preferable upper limit of the Ti content is 0.028%, more preferably 0.025%.
Ａｌ：０．００５～０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。Ａｌ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られず、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、粗大な酸化物系介在物が生成して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５～０．１００％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％であり、さらに好ましくは０．０６０％である。なお、本明細書にいう「Ａｌ」含有量は「酸可溶Ａｌ」、つまり、「ｓｏｌ．Ａｌ」の含有量を意味する。
Al: 0.005-0.100%
Aluminum (Al) deoxidizes steel. If the Al content is too low, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the above effects will not be sufficiently obtained, and the SSC resistance of the steel material will decrease. On the other hand, if the Al content is too high, coarse oxide-based inclusions will be generated, and the SSC resistance of the steel material will deteriorate even if the other element contents are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Al content is 0.005-0.100%. The lower limit of the Al content is preferably 0.010%, more preferably 0.020%. A preferable upper limit of the Al content is 0.080%, more preferably 0.070%, and still more preferably 0.060%. Note that the "Al" content as used herein means the content of "acid-soluble Al", that is, "sol.Al".
Ｎ：０．０１００％以下
窒素（Ｎ）は不可避に含有される。すなわち、Ｎ含有量の下限は０％超である。ＮはＴｉと結合して窒化物を形成し、ピンニング効果により結晶粒を微細化する。このようにして、Ｎは鋼材の降伏強度を高める。一方、Ｎ含有量が高すぎれば、粗大な窒化物が形成され、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．０１００％以下である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．００９０％であり、さらに好ましくは０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００７０％である。上記効果を有効に得るためのＮ含有量の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
N: 0.0100% or less Nitrogen (N) is unavoidably contained. That is, the lower limit of the N content is over 0%. N combines with Ti to form nitride, and the pinning effect makes crystal grains finer. In this way, N increases the yield strength of steel. On the other hand, if the N content is too high, coarse nitrides will be formed, and the SSC resistance of the steel material will deteriorate even if the other element contents are within the ranges of this embodiment. Therefore, the N content is 0.0100% or less. A preferable upper limit of the N content is 0.0090%, more preferably 0.0080%, and still more preferably 0.0070%. The preferable lower limit of the N content in order to effectively obtain the above effect is 0.0005%, more preferably 0.0010%, still more preferably 0.0015%, and even more preferably 0.0020%. be.
Ｏ：０．００５０％以下
酸素（Ｏ）は不純物である。すなわち、Ｏ含有量の下限は０％超である。Ｏは粗大な酸化物を形成し、鋼材の耐ＳＳＣ性を低下させる。したがって、Ｏ含有量は０．００５０％以下である。Ｏ含有量の好ましい上限は０．００４８％であり、さらに好ましくは０．００４５％である。Ｏ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｏ含有量の極端な低減は、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、Ｏ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。
O: 0.0050% or less Oxygen (O) is an impurity. That is, the lower limit of the O content is over 0%. O forms coarse oxides and reduces the SSC resistance of steel materials. Therefore, the O content is 0.0050% or less. A preferable upper limit of the O content is 0.0048%, more preferably 0.0045%. It is preferable that the O content is as low as possible. However, extreme reduction in O content significantly increases manufacturing costs. Therefore, when considering industrial production, the preferable lower limit of the O content is 0.0001%, more preferably 0.0002%, and still more preferably 0.0003%.
本実施形態による継目無鋼管の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は、製造環境などから混入されるものであって、本実施形態による継目無鋼管に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The remainder of the chemical composition of the seamless steel pipe according to this embodiment consists of Fe and impurities. Here, impurities are those that are mixed in from ores used as raw materials, scrap, or the manufacturing environment when steel materials are manufactured industrially, and do not have a negative effect on the seamless steel pipe according to this embodiment. means permissible within range.
［任意元素］
本実施形態による継目無鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ及びＮｂからなる群から選択される１種以上の元素を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の強度を高める。
[Optional element]
The chemical composition of the seamless steel pipe according to the present embodiment may further contain one or more elements selected from the group consisting of V and Nb in place of a part of Fe. All of these elements are optional elements and increase the strength of the steel material.
Ｖ：０～０．３０％
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｖ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｖは焼戻し軟化抵抗を高めて高温焼戻しを可能とし、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｖはさらに、Ｃ及び／又はＮと結合して、炭化物、窒化物又は炭窒化物（以下、「炭窒化物等」という）を形成する。炭窒化物等は、ピンニング効果により鋼材のサブ組織を微細化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｖはさらに、Ｃと結合して微細な炭化物を形成し、鋼材の降伏強度を高める。Ｖが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｖ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０～０．３０％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。
V: 0-0.30%
Vanadium (V) is an optional element and may not be included. That is, the V content may be 0%. When contained, V increases resistance to temper softening, enables high-temperature tempering, and improves the SSC resistance of the steel material. V further combines with C and/or N to form carbides, nitrides, or carbonitrides (hereinafter referred to as "carbonitrides, etc."). Carbonitrides etc. refine the substructure of the steel material due to the pinning effect and improve the SSC resistance of the steel material. Furthermore, V combines with C to form fine carbides, increasing the yield strength of the steel material. If even a small amount of V is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the V content is too high, the toughness of the steel material will decrease even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the V content is 0-0.30%. The lower limit of the V content is preferably more than 0%, more preferably 0.01%, even more preferably 0.03%, and still more preferably 0.05%. A preferable upper limit of the V content is 0.25%, more preferably 0.20%.
Ｎｂ：０～０．１００％
ニオブ（Ｎｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｎｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＮｂはＣ及び／又はＮと結合して、炭窒化物等を形成する。炭窒化物等は、ピンニング効果により鋼材のサブ組織を微細化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｎｂはさらに、Ｃと結合して微細な炭化物を形成し、鋼材の降伏強度を高める。Ｎｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｎｂ含有量が高すぎれば、炭窒化物等が過剰に生成して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０～０．１００％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０９５％であり、さらに好ましくは０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
Nb: 0-0.100%
Niobium (Nb) is an optional element and may not be included. That is, the Nb content may be 0%. When contained, Nb combines with C and/or N to form carbonitrides and the like. Carbonitrides etc. refine the substructure of the steel material due to the pinning effect and improve the SSC resistance of the steel material. Nb further combines with C to form fine carbides, increasing the yield strength of the steel material. If even a small amount of Nb is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Nb content is too high, carbonitrides and the like will be generated excessively, and the SSC resistance of the steel material will deteriorate even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Nb content is 0-0.100%. The preferable lower limit of the Nb content is more than 0%, more preferably 0.001%, still more preferably 0.002%, and still more preferably 0.003%. A preferable upper limit of the Nb content is 0.095%, more preferably 0.090%, and still more preferably 0.080%.
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｂを含有してもよい。 The chemical composition of the above-mentioned steel material may further contain B in place of a part of Fe.
Ｂ：０～０．００４０％
ホウ素（Ｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｂは鋼材中に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の降伏強度を高める。Ｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｂ含有量が高すぎれば、鋼材中に粗大な窒化物が生成して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０～０．００４０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２５％である。
B: 0-0.0040%
Boron (B) is an optional element and may not be contained. That is, the B content may be 0%. When contained, B forms a solid solution in the steel material, improves the hardenability of the steel material, and increases the yield strength of the steel material. If even a small amount of B is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the B content is too high, coarse nitrides will be generated in the steel material, and the SSC resistance of the steel material will decrease even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the B content is 0 to 0.0040%. The preferable lower limit of the B content is more than 0%, more preferably 0.0001%, still more preferably 0.0003%, and still more preferably 0.0005%. A preferable upper limit of the B content is 0.0035%, more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0025%.
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｏ及びＷからなる群から選択される１種以上の元素を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、サワー環境中で保護性の腐食被膜を形成し、水素侵入を抑制する。 The chemical composition of the steel material described above may further contain one or more elements selected from the group consisting of Co and W in place of a part of Fe. All of these elements are optional and form a protective corrosion film in a sour environment, inhibiting hydrogen intrusion.
Ｃｏ：０～０．５０％
コバルト（Ｃｏ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｃｏ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｏはサワー環境中で保護性の腐食被膜を形成し、水素侵入を抑制する。このようにして、Ｃｏは鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃｏが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃｏ含有量が高すぎれば、鋼材の焼入れ性が低下して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の降伏強度が低下する。したがって、Ｃｏ含有量は０～０．５０％である。Ｃｏ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｃｏ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
Co: 0-0.50%
Cobalt (Co) is an optional element and may not be included. That is, the Co content may be 0%. When included, Co forms a protective corrosion film in sour environments and inhibits hydrogen intrusion. In this way, Co improves the SSC resistance of steel materials. If even a small amount of Co is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Co content is too high, the hardenability of the steel material will decrease, and even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the yield strength of the steel material will decrease. Therefore, the Co content is 0-0.50%. The preferable lower limit of the Co content is more than 0%, more preferably 0.01%, still more preferably 0.02%, and still more preferably 0.03%. A preferable upper limit of the Co content is 0.45%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.35%.
Ｗ：０～０．５０％
タングステン（Ｗ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｗ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｗはサワー環境中で保護性の腐食被膜を形成し、水素侵入を抑制する。このようにして、Ｗは鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｗが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、鋼材中に粗大な炭化物が生成して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｗ含有量は０～０．５０％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｗ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
W: 0-0.50%
Tungsten (W) is an optional element and may not be included. That is, the W content may be 0%. When included, W forms a protective corrosion film in a sour environment and inhibits hydrogen intrusion. In this way, W increases the SSC resistance of the steel material. If even a small amount of W is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the W content is too high, coarse carbides are generated in the steel material, and even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the SSC resistance of the steel material will decrease. Therefore, the W content is 0 to 0.50%. The lower limit of the W content is preferably more than 0%, more preferably 0.01%, even more preferably 0.02%, and still more preferably 0.03%. The upper limit of the W content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.35%.
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｕ及びＮｉからなる群から選択される１種以上の元素を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の焼入れ性を高める。 The chemical composition of the steel material described above may further contain one or more elements selected from the group consisting of Cu and Ni in place of a part of Fe. All of these elements are optional elements and improve the hardenability of the steel material.
Ｃｕ：０～０．５０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｃｕ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｕは鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の降伏強度を高める。Ｃｕが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃｕ含有量が高すぎれば、鋼材の焼入れ性が高くなりすぎ、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０～０．５０％である。Ｃｕ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
Cu: 0-0.50%
Copper (Cu) is an optional element and may not be included. That is, the Cu content may be 0%. When contained, Cu increases the hardenability of the steel material and increases the yield strength of the steel material. If even a small amount of Cu is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Cu content is too high, the hardenability of the steel material will become too high, and even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the SSC resistance of the steel material will decrease. Therefore, the Cu content is 0-0.50%. The lower limit of the Cu content is preferably more than 0%, more preferably 0.01%, even more preferably 0.02%, and still more preferably 0.03%. A preferable upper limit of the Cu content is 0.45%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.35%.
Ｎｉ：０～０．５０％
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｉは鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の降伏強度を高める。Ｎｉが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｎｉ含有量が高すぎれば、局部的な腐食が促進され、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｎｉ含有量は０～０．５０％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
Ni: 0-0.50%
Nickel (Ni) is an optional element and may not be included. That is, the Ni content may be 0%. When contained, Ni increases the hardenability of the steel material and increases the yield strength of the steel material. If even a small amount of Ni is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Ni content is too high, local corrosion will be promoted, and even if the other element contents are within the ranges of this embodiment, the SSC resistance of the steel material will decrease. Therefore, the Ni content is 0 to 0.50%. The preferable lower limit of the Ni content is more than 0%, more preferably 0.01%, still more preferably 0.02%, and still more preferably 0.03%. A preferable upper limit of the Ni content is 0.45%, more preferably 0.40%, and still more preferably 0.35%.
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、及び、希土類元素（ＲＥＭ）からなる群から選択される１種以上の元素を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材中のＳを硫化物として無害化して、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。 The chemical composition of the steel material described above may further contain one or more elements selected from the group consisting of Ca, Mg, Zr, and rare earth elements (REM) in place of a part of Fe. These elements are all optional elements, and render S in the steel material harmless as sulfide, thereby improving the SSC resistance of the steel material.
Ｃａ：０～０．０１００％
カルシウム（Ｃａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｃａ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃａは鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃａが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃａ含有量が高すぎれば、鋼材中の酸化物が粗大化して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃａ含有量は０～０．０１００％である。Ｃａ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。Ｃａ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２５％である。
Ca: 0~0.0100%
Calcium (Ca) is an optional element and may not be included. That is, the Ca content may be 0%. When contained, Ca renders S in the steel material harmless as sulfide and improves the SSC resistance of the steel material. If even a small amount of Ca is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Ca content is too high, the oxides in the steel material will become coarse and the SSC resistance of the steel material will decrease even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Ca content is 0 to 0.0100%. The lower limit of the Ca content is preferably more than 0%, more preferably 0.0001%, even more preferably 0.0003%, even more preferably 0.0006%, and even more preferably 0.0010%. It is. A preferable upper limit of the Ca content is 0.0040%, more preferably 0.0035%, still more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0025%.
Ｍｇ：０～０．０１００％
マグネシウム（Ｍｇ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｍｇ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｍｇは鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｍｇが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｍｇ含有量が高すぎれば、鋼材中の酸化物が粗大化して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｍｇ含有量は０～０．０１００％である。Ｍｇ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。Ｍｇ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２５％である。
Mg: 0-0.0100%
Magnesium (Mg) is an optional element and may not be included. That is, the Mg content may be 0%. When contained, Mg renders S in the steel material harmless as sulfide and improves the SSC resistance of the steel material. If even a small amount of Mg is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Mg content is too high, the oxides in the steel material will become coarse and the SSC resistance of the steel material will decrease even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Mg content is 0 to 0.0100%. The preferable lower limit of the Mg content is more than 0%, more preferably 0.0001%, even more preferably 0.0003%, still more preferably 0.0006%, and still more preferably 0.0010%. It is. A preferable upper limit of the Mg content is 0.0040%, more preferably 0.0035%, still more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0025%.
Ｚｒ：０～０．０１００％
ジルコニウム（Ｚｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｚｒ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｚｒは鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｚｒが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｚｒ含有量が高すぎれば、鋼材中の酸化物が粗大化して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０～０．０１００％である。Ｚｒ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２５％である。
Zr: 0~0.0100%
Zirconium (Zr) is an optional element and may not be included. That is, the Zr content may be 0%. When contained, Zr renders S in the steel material harmless as sulfide and improves the SSC resistance of the steel material. If even a small amount of Zr is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Zr content is too high, the oxides in the steel material will become coarse and the SSC resistance of the steel material will deteriorate even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Zr content is 0 to 0.0100%. The preferable lower limit of the Zr content is more than 0%, more preferably 0.0001%, even more preferably 0.0003%, still more preferably 0.0006%, and still more preferably 0.0010%. It is. A preferable upper limit of the Zr content is 0.0040%, more preferably 0.0035%, still more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0025%.
希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．００１５％
希土類元素（ＲＥＭ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、ＲＥＭ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＲＥＭは鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。ＲＥＭはさらに、鋼材中のＰと結合して、結晶粒界におけるＰの偏析を抑制する。そのため、Ｐの偏析に起因した、鋼材の耐ＳＳＣ性の低下が抑制される。ＲＥＭが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、酸化物が粗大化して、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、ＲＥＭ含有量は０～０．００１５％である。ＲＥＭ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．００１４％であり、さらに好ましくは０．００１３％であり、さらに好ましくは０．００１２％である。
Rare earth elements (REM): 0 to 0.0015%
Rare earth elements (REM) are optional elements and may not be included. That is, the REM content may be 0%. When contained, REM renders S in the steel material harmless as sulfide and improves the SSC resistance of the steel material. REM further combines with P in the steel material to suppress segregation of P at grain boundaries. Therefore, a decrease in the SSC resistance of the steel material due to P segregation is suppressed. If even a small amount of REM is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the REM content is too high, the oxides become coarse and the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the REM content is between 0 and 0.0015%. The lower limit of the REM content is preferably more than 0%, more preferably 0.0001%, even more preferably 0.0002%, even more preferably 0.0003%, and even more preferably 0.0005%. It is. A preferable upper limit of the REM content is 0.0014%, more preferably 0.0013%, and still more preferably 0.0012%.
なお、本明細書におけるＲＥＭとは、原子番号２１番のスカンジウム（Ｓｃ）、原子番号３９番のイットリウム（Ｙ）、及び、ランタノイドである原子番号５７番のランタン（Ｌａ）～原子番号７１番のルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選択される１種以上の元素を意味する。また、本明細書におけるＲＥＭ含有量とは、これらの元素の合計含有量を意味する。 In this specification, REM refers to scandium (Sc) with atomic number 21, yttrium (Y) with atomic number 39, and lanthanoids such as lanthanum (La) with atomic number 57 to atomic number 71. It means one or more elements selected from the group consisting of lutetium (Lu). Moreover, the REM content in this specification means the total content of these elements.
［降伏強度］
本実施形態による継目無鋼管の降伏強度は７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）である。本明細書でいう降伏強度は、引張試験で得られた０．６％伸び時の応力（０．６％耐力）を意味する。本実施形態による継目無鋼管は、降伏強度が１１０ｋｓｉ以上であっても、上述の化学組成を満たすことで、優れた耐ＳＳＣ性を有する。なお、本実施形態による継目無鋼管の降伏強度の上限は、特に限定されない。本実施形態における降伏強度の上限は、たとえば、１０００ＭＰａ（１４５ｋｓｉ）である。
[Yield strength]
The yield strength of the seamless steel pipe according to this embodiment is 758 MPa or more (110 ksi or more). The yield strength as used herein means the stress at 0.6% elongation (0.6% yield strength) obtained in a tensile test. Even if the seamless steel pipe according to the present embodiment has a yield strength of 110 ksi or more, it has excellent SSC resistance by satisfying the above chemical composition. Note that the upper limit of the yield strength of the seamless steel pipe according to this embodiment is not particularly limited. The upper limit of the yield strength in this embodiment is, for example, 1000 MPa (145 ksi).
本実施形態による継目無鋼管の降伏強度は、次の方法で求めることができる。ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０１３）に準拠した方法で、引張試験を行う。本実施形態による継目無鋼管の肉厚中央部から、丸棒試験片を作製する。丸棒試験片の大きさは、たとえば、平行部直径８．９ｍｍ、平行部長さ３５．６ｍｍである。なお、丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行である。丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、得られた０．６％耐力を降伏強度（ＭＰａ）と定義する。 The yield strength of the seamless steel pipe according to this embodiment can be determined by the following method. A tensile test is performed in accordance with ASTM E8/E8M (2013). A round bar test piece is prepared from the thick center portion of the seamless steel pipe according to this embodiment. The size of the round bar test piece is, for example, a parallel portion diameter of 8.9 mm and a parallel portion length of 35.6 mm. Note that the axial direction of the round bar test piece was parallel to the pipe axial direction of the seamless steel pipe. A tensile test is performed using a round bar test piece at room temperature (25° C.) in the atmosphere, and the obtained 0.6% yield strength is defined as yield strength (MPa).
［地きず］
本実施形態による継目無鋼管は、継目無鋼管の肉厚をＤと定義したとき、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置において、地きずが２．０個／１００ｃｍ2以下である。ここで、本明細書において、地きずの個数密度は、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置まで切削加工を実施して、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠した方法で得られる地きずの個数密度を意味する。なお、本明細書において、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置とは、継目無鋼管の外表面から、管径方向に、０．３Ｄだけ内表面側の位置を意味する。
[Ground scratches]
The seamless steel pipe according to the present embodiment has 2.0 ground flaws/100 cm 2 or less at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe, where the wall thickness of the seamless steel pipe is defined as D. . Here, in this specification, the number density of ground flaws is defined as the number density of ground flaws obtained by cutting to a depth of 0.3D from the outer surface of a seamless steel pipe and using a method compliant with JIS G 0556 (2014). It means the number density of flaws. In this specification, a position 0.3D deep from the outer surface of the seamless steel pipe means a position 0.3D closer to the inner surface in the pipe radial direction from the outer surface of the seamless steel pipe.
上述のとおり、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管では、管端部に対して切削加工を実施して、加工表面を形成する場合がある。この場合、加工表面のうち、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置と重複する領域では、表面疵が生じやすい。そこで、本実施形態による継目無鋼管では、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置までを切削加工をして、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠した方法で定義される、地きずの個数密度を２．０個／１００ｃｍ2以下にまで低減する。その結果、本実施形態による継目無鋼管では、１１０ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有し、さらに、管端部に対して切削加工を実施して得られた加工表面において、表面疵が生じにくい。 As described above, in a seamless steel pipe intended for use as a steel pipe for oil wells, cutting is sometimes performed on the end of the pipe to form a machined surface. In this case, surface flaws are likely to occur in a region of the machined surface that overlaps with a 0.3D depth position from the outer surface of the seamless steel pipe. Therefore, in the seamless steel pipe according to the present embodiment, cutting is performed from the outer surface of the seamless steel pipe to a depth of 0.3D to eliminate ground flaws defined by a method based on JIS G 0556 (2014). Reduce the number density to 2.0 pieces/100cm 2 or less. As a result, the seamless steel pipe according to the present embodiment has a yield strength of 110 ksi or more and excellent SSC resistance, and furthermore, in the machined surface obtained by cutting the pipe end, Less likely to cause surface flaws.
継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度の好ましい上限は１．９個／１００ｃｍ2であり、さらに好ましくは１．８個／１００ｃｍ2である。地きずの個数密度は少ない方が好ましい。すなわち、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度は０．０個／１００ｃｍ2であってもよい。 The preferable upper limit of the number density of ground flaws at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe is 1.9 pieces/100 cm 2 , more preferably 1.8 pieces/100 cm 2 . It is preferable that the number density of ground flaws is small. That is, the number density of ground flaws at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe may be 0.0 flaws/100 cm 2 .
上述のとおり、本実施形態による継目無鋼管の地きずの個数密度は、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠した方法で求めることができる。具体的には、次の方法で求めることができる。本実施形態による継目無鋼管のうち、任意の領域を特定する。任意の領域は、たとえば、管軸方向に１５０ｍｍであり、管周方向に全周である。特定した領域について、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ（Ｄは肉厚）まで切削加工を実施する。切削加工によって得られた表面を、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠した方法で観察し、肉眼で判定可能な全ての地きずの数を求める。全ての観察領域で得られた地きずの数と、観察領域の面積の合計とを用いて、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度（個／１００ｃｍ2）を得る。 As described above, the number density of ground flaws in the seamless steel pipe according to the present embodiment can be determined by a method based on JIS G 0556 (2014). Specifically, it can be determined by the following method. An arbitrary region is specified in the seamless steel pipe according to this embodiment. The arbitrary area is, for example, 150 mm in the tube axis direction and the entire circumference in the tube circumferential direction. The identified region is cut to a depth of 0.3D (D is wall thickness) from the outer surface of the seamless steel pipe. The surface obtained by the cutting process is observed by a method based on JIS G 0556 (2014), and the number of all ground scratches that can be determined with the naked eye is determined. Using the number of ground flaws obtained in all observation areas and the total area of the observation areas, calculate the number density of ground flaws (pieces/100 cm 2 ) at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe. get.
［耐ＳＳＣ性］
本実施形態による継目無鋼管は、上述の化学組成と、１１０ｋｓｉ以上の降伏強度とを有し、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置において、地きずが２．０個／１００ｃｍ2以下である。その結果、本実施形態による継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有する。本実施形態では、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２００５ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法によって、継目無鋼管の耐ＳＳＣ性を評価する。具体的には、次のとおりに評価する。
[SSC resistance]
The seamless steel pipe according to this embodiment has the above-mentioned chemical composition and a yield strength of 110 ksi or more, and has 2.0 ground flaws/100 cm 2 at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe. It is as follows. As a result, the seamless steel pipe according to this embodiment has excellent SSC resistance. In this embodiment, the SSC resistance of seamless steel pipes is evaluated by a method based on NACE TM0177-2005 Method A. Specifically, the evaluation will be as follows.
本実施形態による継目無鋼管の肉厚中央部から丸棒試験片を作製する。丸棒試験片の大きさは、たとえば、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍである。なお、丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行である。試験溶液は、５．０質量％塩化ナトリウムと０．４１質量％酢酸ナトリウムと２．５質量％酢酸とを含む混合水溶液（ＮＡＣＥ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｂ）とする。丸棒試験片に対して、実降伏応力の９０％に相当する応力を負荷する。 A round bar test piece is prepared from the center of the wall thickness of the seamless steel pipe according to this embodiment. The size of the round bar test piece is, for example, 6.35 mm in diameter and 25.4 mm in length of the parallel part. Note that the axial direction of the round bar test piece was parallel to the pipe axial direction of the seamless steel pipe. The test solution is a mixed aqueous solution (NACE solution B) containing 5.0% by mass of sodium chloride, 0.41% by mass of sodium acetate, and 2.5% by mass of acetic acid. A stress equivalent to 90% of the actual yield stress is applied to the round bar test piece.
試験容器に２４℃の試験溶液を、応力を負荷された丸棒試験片が浸漬するように注入し、試験浴とする。試験浴を脱気した後、０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、試験浴に混合ガスを飽和させる。混合ガスが飽和した試験浴を、２４℃で７２０時間保持する。７２０時間保持後の丸棒試験片を、肉眼によって観察する。観察の結果、丸棒試験片に割れが確認されない場合、優れた耐ＳＳＣ性を有すると評価する。なお、本明細書において、「割れが確認されない」とは、試験後の試験片を肉眼によって観察した場合、割れが確認されないことを意味する。 A test solution at 24° C. is poured into a test container so that the round bar test piece loaded with stress is immersed therein to form a test bath. After the test bath is degassed, a mixed gas of 0.01 atm H 2 S gas and 0.99 atm CO 2 gas is blown into the test bath to saturate the test bath with the mixed gas. The test bath saturated with the gas mixture is maintained at 24° C. for 720 hours. The round bar test piece after being held for 720 hours is visually observed. As a result of observation, if no cracks are confirmed in the round bar test piece, it is evaluated that it has excellent SSC resistance. In addition, in this specification, "no cracks are observed" means that no cracks are observed when the test piece after the test is observed with the naked eye.
［継目無鋼管の形状］
本実施形態による継目無鋼管の形状は、継目無鋼管であれば特に限定されない。すなわち、外径、肉厚、及び、長さについては、特に限定されない。本実施形態による継目無鋼管が油井用鋼管である場合、好ましい肉厚は９～６０ｍｍである。本実施形態による継目無鋼管は、たとえば、１５ｍｍ以上の厚肉の油井用鋼管であっても、１１０ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有し、かつ、管端部に加工表面を形成した場合であっても、加工表面に表面疵が生じにくい。
[Shape of seamless steel pipe]
The shape of the seamless steel pipe according to this embodiment is not particularly limited as long as it is a seamless steel pipe. That is, the outer diameter, wall thickness, and length are not particularly limited. When the seamless steel pipe according to this embodiment is a steel pipe for oil wells, the preferred wall thickness is 9 to 60 mm. The seamless steel pipe according to the present embodiment has a yield strength of 110 ksi or more and excellent SSC resistance, even if it is a thick-walled oil well steel pipe of 15 mm or more, and has a machined surface on the pipe end. Even when forming a surface, surface flaws are less likely to occur on the processed surface.
［加工表面］
上述のとおり、油井用鋼管としての使用が想定された継目無鋼管では、管端部に対して切削加工を実施して、加工表面を得る場合がある。上述のとおり、本明細書において「加工表面」とは、凹凸を有さない単一の曲面によって構成されていてもよく、凹凸を有する形状であってもよく、凹凸を有し、かつ、テーパを有する形状であってもよい。具体的には、加工表面とは、特に限定されないが、たとえば、ねじ継手である。継目無鋼管の管端部に切削加工を実施して、ねじ継手を形成した場合、一つの継目無鋼管の管端部に形成されたねじ継手と、他の継目無鋼管の管端部に形成されたねじ継手とをねじ締めすることによって、継目無鋼管同士を連結することができる。この場合、油井の深さに応じて複数の継目無鋼管を連結し、油井やガス井の採掘に利用することができる。この場合さらに、複数の継目無鋼管を連結し、生産流体の運搬に利用することができる。
[Processed surface]
As described above, in seamless steel pipes intended for use as steel pipes for oil wells, cutting is sometimes performed on the pipe ends to obtain a machined surface. As mentioned above, in this specification, the "processed surface" may be constituted by a single curved surface having no unevenness, or may have an uneven shape, or may have an uneven shape and a tapered surface. It may be a shape having. Specifically, the processed surface is, for example, a threaded joint, although it is not particularly limited. When a threaded joint is formed by cutting the end of a seamless steel pipe, the threaded joint formed at the end of one seamless steel pipe and the threaded joint formed at the end of another seamless steel pipe. Seamless steel pipes can be connected to each other by tightening the threaded joints. In this case, a plurality of seamless steel pipes can be connected according to the depth of the oil well and used for mining oil or gas wells. In this case, it is also possible to connect a plurality of seamless steel pipes and use them to transport the production fluid.
［製造方法］
以下、本実施形態による継目無鋼管の製造方法を説明する。以下に説明する継目無鋼管の製造方法は、本実施形態による継目無鋼管を製造する方法の一例である。すなわち、本実施形態による継目無鋼管は、以下に説明する製造方法以外の他の製造方法によって、製造されてもよい。本実施形態による継目無鋼管の製造方法の一例は、溶鋼を鋳造して素材（鋳片、鋼塊、又は、鋼片）を製造する製鋼工程と、素材を熱間加工して素管を製造する熱間加工工程と、素管に対して焼入れを実施する焼入れ工程と、焼入れされた素管に対して焼戻しを実施する焼戻し工程とを備える。
[Production method]
Hereinafter, a method for manufacturing a seamless steel pipe according to this embodiment will be explained. The method for manufacturing a seamless steel pipe described below is an example of a method for manufacturing a seamless steel pipe according to this embodiment. That is, the seamless steel pipe according to this embodiment may be manufactured by a manufacturing method other than the manufacturing method described below. An example of the method for producing a seamless steel pipe according to the present embodiment includes a steelmaking process in which molten steel is cast to produce a material (slab, steel ingot, or steel slab), and a raw material is produced by hot processing the material. The method includes a hot working step of hardening the raw tube, a hardening step of hardening the raw tube, and a tempering step of tempering the hardened raw tube.
［製鋼工程］
製鋼工程では、まず、上述の化学組成を満たす溶鋼を製造する。溶鋼を製造する方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。すなわち、上述の化学組成を満たす溶鋼を製造できれば、製造方法は限定されない。次に、準備された溶鋼を鋳造して、素材を製造する。鋳造する方法は、特に限定されないが、たとえば、連続鋳造法である。連続鋳造法により素材を製造する場合、次の方法で実施するのが好ましい。
[Steelmaking process]
In the steelmaking process, first, molten steel satisfying the above-mentioned chemical composition is manufactured. The method for producing molten steel is not particularly limited, and any known method may be used. That is, the manufacturing method is not limited as long as molten steel satisfying the above-mentioned chemical composition can be manufactured. Next, the prepared molten steel is cast to produce a material. The casting method is not particularly limited, but is, for example, a continuous casting method. When manufacturing a material by continuous casting, it is preferable to carry out the following method.
連続鋳造機における鋳造速度は１．０～３．０ｍ／分とするのが好ましい。鋳造速度が遅すぎれば、製造された継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置に、介在物の集積帯が形成される場合がある。この場合、製造された継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度が高くなりすぎる。その結果、製造された継目無鋼管に加工表面を形成した場合、表面疵が形成されやすくなる。一方、鋳造速度が早すぎれば、介在物が浮上できず、素材に介在物が多く含まれる場合がある。この場合、製造された継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度が高くなりすぎる。その結果、製造された継目無鋼管に加工表面を形成した場合、表面疵が形成されやすくなる。 The casting speed in the continuous casting machine is preferably 1.0 to 3.0 m/min. If the casting speed is too slow, an accumulation zone of inclusions may be formed at a depth of 0.3D from the outer surface of the manufactured seamless steel pipe. In this case, the number density of ground flaws at a depth of 0.3D from the outer surface of the manufactured seamless steel pipe becomes too high. As a result, when a processed surface is formed on a manufactured seamless steel pipe, surface flaws are likely to be formed. On the other hand, if the casting speed is too fast, the inclusions may not float, and the material may contain many inclusions. In this case, the number density of ground flaws at a depth of 0.3D from the outer surface of the manufactured seamless steel pipe becomes too high. As a result, when a processed surface is formed on a manufactured seamless steel pipe, surface flaws are likely to be formed.
したがって、連続鋳造機における鋳造速度は、１．０～３．０ｍ／分とするのが好ましい。鋳造速度のさらに好ましい下限は１．１ｍ／分であり、さらに好ましくは１．２ｍ／分である。鋳造速度のさらに好ましい上限は２．９ｍ／分であり、さらに好ましくは２．８ｍ／分である。 Therefore, the casting speed in the continuous casting machine is preferably 1.0 to 3.0 m/min. A more preferable lower limit of the casting speed is 1.1 m/min, and even more preferably 1.2 m/min. A more preferable upper limit of the casting speed is 2.9 m/min, and even more preferably 2.8 m/min.
連続鋳造法により素材を製造する場合さらに、鋳型内において、溶鋼を電磁撹拌するのが好ましい。具体的には、鋳型内の電磁撹拌を、電流値３３０～４５０Ａとして実施することにより、溶鋼内で介在物の集積帯ができにくくなる。鋳型内での電磁撹拌における電流値が低すぎれば、溶鋼の撹拌が不足して、介在物の集積帯が形成されやすくなる。この場合、製造された継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度が高くなりすぎる。その結果、製造された継目無鋼管に加工表面を形成した場合、表面疵が形成されやすくなる。一方、鋳型内での電磁撹拌における電流値が高すぎれば、製造設備に負荷がかかりすぎる場合がある。 When producing the material by continuous casting, it is further preferable to electromagnetically stir the molten steel in the mold. Specifically, by carrying out electromagnetic stirring in the mold at a current value of 330 to 450 A, it becomes difficult to form an accumulation zone of inclusions in the molten steel. If the current value during electromagnetic stirring within the mold is too low, stirring of the molten steel will be insufficient and an accumulation zone of inclusions will likely be formed. In this case, the number density of ground flaws at a depth of 0.3D from the outer surface of the manufactured seamless steel pipe becomes too high. As a result, when a processed surface is formed on a manufactured seamless steel pipe, surface flaws are likely to be formed. On the other hand, if the current value during electromagnetic stirring within the mold is too high, the manufacturing equipment may be overloaded.
したがって、本実施形態では、鋳型内の電磁撹拌を、電流値３３０～４５０Ａとするのが好ましい。鋳型内の電磁撹拌における電流値のさらに好ましい下限は３４０Ａであり、さらに好ましくは３５０Ａである。鋳型内の電磁撹拌における電流値のさらに好ましい上限は４４０Ａであり、さらに好ましくは４３０Ａであり、さらに好ましくは４００Ａである。 Therefore, in this embodiment, it is preferable that the electromagnetic stirring in the mold is performed at a current value of 330 to 450 A. A more preferable lower limit of the current value for electromagnetic stirring in the mold is 340A, and even more preferably 350A. A more preferable upper limit of the current value for electromagnetic stirring in the mold is 440A, still more preferably 430A, and still more preferably 400A.
以上の方法により、溶鋼を鋳造して、素材を製造する。素材は、断面円形状のビレット（丸ビレット）が好ましい。素材を製造する方法は、特に限定されない。たとえば、連続鋳造法により、溶鋼を丸ビレットに鋳造してもよい。又は、溶鋼を鋳造して、断面矩形状のビレットを製造してもよく、ブルームを製造してもよい。これらの場合、分塊圧延を実施して、断面矩形状のビレット、又は、ブルームから、丸ビレットを製造するのが好ましい。 By the above method, molten steel is cast to produce a material. The material is preferably a billet with a circular cross section (round billet). The method of manufacturing the material is not particularly limited. For example, molten steel may be cast into round billets using a continuous casting method. Alternatively, a billet with a rectangular cross section may be produced by casting molten steel, or a bloom may be produced. In these cases, it is preferable to carry out blooming rolling to produce a round billet from a billet or bloom having a rectangular cross section.
［熱間加工工程］
熱間加工工程では、製造された素材を熱間加工して素管を製造する。具体的には、まず、丸ビレットを加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出された丸ビレットに対して熱間加工を実施して、素管を製造する。たとえば、熱間加工としてマンネスマン法を実施し、素管を製造する。この場合、穿孔機により丸ビレットを穿孔圧延する。穿孔圧延する場合、穿孔比は特に限定されないが、たとえば、１．０～４．０である。穿孔圧延された中空丸ビレットをさらに、マンドレルミル、レデューサ、サイジングミル等により熱間圧延して素管にする。熱間加工工程での累積の減面率はたとえば、２０～７０％である。
[Hot processing process]
In the hot working step, the manufactured material is hot worked to manufacture a raw pipe. Specifically, first, a round billet is heated in a heating furnace. The heating temperature is not particularly limited, but is, for example, 1100 to 1300°C. Hot processing is performed on the round billet extracted from the heating furnace to produce a raw pipe. For example, the Mannesmann process is carried out as hot working to produce a blank pipe. In this case, the round billet is pierced and rolled using a piercer. In the case of piercing rolling, the piercing ratio is not particularly limited, but is, for example, 1.0 to 4.0. The hole-rolled hollow round billet is further hot-rolled using a mandrel mill, reducer, sizing mill, etc. to form a blank tube. The cumulative area reduction rate in the hot working step is, for example, 20 to 70%.
他の熱間加工方法により、丸ビレットから素管を製造してもよい。たとえば、カップリングのように短尺の厚肉鋼材である場合、エルハルト法等の鍛造により素管を製造してもよい。以上の工程により素管が製造される。素管の肉厚は特に限定されないが、たとえば、９～６０ｍｍである。 The raw pipe may be manufactured from the round billet by other hot working methods. For example, in the case of a short thick-walled steel material such as a coupling, the raw tube may be manufactured by forging such as the Erhard method. A raw pipe is manufactured through the above steps. The wall thickness of the raw tube is not particularly limited, but is, for example, 9 to 60 mm.
熱間加工により製造された素管は空冷されてもよい（Ａｓ－Ｒｏｌｌｅｄ）。熱間加工により製造された素管はまた、常温まで冷却せずに、熱間加工後に直接焼入れを実施してもよく、熱間加工後に補熱（再加熱）した後、焼入れを実施してもよい。ただし、直接焼入れ、又は、熱間製管後に補熱した後焼入れを実施する場合、焼割れの抑制を目的として、焼入れ途中に冷却を停止したり、緩冷却を実施したりする方が好ましい。熱間加工後に直接焼入れ、又は、熱間製管後に補熱した後焼入れを実施した場合、残留応力を除去することを目的として、焼入れ後であって次工程の熱処理（焼入れ等）前に、応力除去焼鈍（ＳＲ処理）を実施することが好ましい。 The raw tube manufactured by hot working may be air-cooled (As-Rolled). The raw tube manufactured by hot working may also be quenched directly after hot working without being cooled to room temperature, or quenching may be performed after reheating (reheating) after hot working. Good too. However, when performing direct quenching or quenching after reheating after hot pipe manufacturing, it is preferable to stop cooling during quenching or perform slow cooling for the purpose of suppressing quench cracking. When quenching is performed directly after hot working, or when quenching is performed after reheating after hot pipe making, for the purpose of removing residual stress, after quenching and before the next heat treatment (quenching, etc.), It is preferable to perform stress relief annealing (SR treatment).
［焼入れ工程］
焼入れ工程では、熱間加工によって製造された素管に対して、焼入れを実施する。本明細書において、「焼入れ」とは、Ａ3点以上の素管を急冷することを意味する。焼入れは、周知の方法で実施されればよく、特に限定されない。焼入れ温度は、たとえば、８００～１０００℃である。焼入れ温度とは、熱間加工後に直接焼入れを実施する場合、最終の熱間加工を実施する装置の出側に設置した温度計で測定された素管の表面温度に相当する。焼入れ温度とはさらに、熱間加工後に補熱炉又は熱処理炉を用いて焼入れを実施する場合、補熱炉又は熱処理炉の温度に相当する。
[Quenching process]
In the quenching step, the raw tube manufactured by hot working is quenched. In this specification, "quenching" means quenching the raw pipe to A3 point or higher. Hardening may be performed by any known method and is not particularly limited. The quenching temperature is, for example, 800 to 1000°C. When quenching is performed directly after hot working, the quenching temperature corresponds to the surface temperature of the raw pipe measured with a thermometer installed on the exit side of the equipment that performs the final hot working. Furthermore, the quenching temperature corresponds to the temperature of the reheating furnace or the heat treatment furnace when quenching is performed using the reheating furnace or the heat treatment furnace after hot working.
焼入れは、たとえば、焼入れ開始温度から素管を連続的に冷却し、素管の温度を連続的に低下して実施する。連続冷却処理の方法は特に限定されず、周知の方法でよい。連続冷却処理の方法はたとえば、水槽に素管を浸漬して冷却する方法や、シャワー水冷又はミスト冷却により素管を加速冷却する方法である。焼入れ時の冷却速度が遅すぎれば、マルテンサイト及びベイナイト主体のミクロ組織とならず、本実施形態で規定する機械的特性が得られない。したがって、本実施形態による継目無鋼管の製造方法では、焼入れ時に素管を急冷する。 Quenching is carried out, for example, by continuously cooling the raw tube from the quenching start temperature and continuously lowering the temperature of the raw tube. The method of continuous cooling treatment is not particularly limited, and any known method may be used. Examples of the continuous cooling treatment include a method of cooling the raw tube by immersing it in a water tank, and a method of accelerating cooling of the raw tube by shower water cooling or mist cooling. If the cooling rate during quenching is too slow, the microstructure will not consist mainly of martensite and bainite, and the mechanical properties defined in this embodiment will not be obtained. Therefore, in the method for manufacturing a seamless steel pipe according to the present embodiment, the raw pipe is rapidly cooled during quenching.
具体的には、焼入れ工程において、焼入れ時の素管の温度が８００～５００℃の範囲における平均冷却速度を、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500（℃／秒）と定義する。より具体的には、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は、焼入れされる素管の断面内で最も遅く冷却される部位（たとえば、素管の外表面及び内表面の両面を強制冷却する場合、肉厚の中央部）において測定された温度から決定される。好ましい焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は８℃／秒以上である。この場合、焼入れ後の素管のミクロ組織が、安定してマルテンサイト及びベイナイト主体となる。焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500のより好ましい下限は１０℃／秒である。焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500の好ましい上限は５００℃／秒である。 Specifically, in the quenching process, the average cooling rate when the temperature of the raw tube during quenching is in the range of 800 to 500°C is defined as the cooling rate during quenching CR 800-500 (°C/sec). More specifically, the cooling rate CR 800-500 during quenching is defined as the part of the cross section of the raw pipe to be quenched that is cooled slowest (for example, when both the outer and inner surfaces of the raw pipe are forcedly cooled, It is determined from the temperature measured at the center of the wall. A preferable cooling rate CR 800-500 during quenching is 8° C./sec or more. In this case, the microstructure of the raw tube after quenching is stably composed mainly of martensite and bainite. A more preferable lower limit of the cooling rate CR 800-500 during quenching is 10°C/sec. A preferable upper limit of the cooling rate CR 800-500 during quenching is 500°C/sec.
また、好ましくは、素管に対してオーステナイト域での加熱を複数回実施した後、焼入れを実施する。この場合、焼入れ前のオーステナイト粒が微細化されるため、継目無鋼管の耐ＳＳＣ性や低温靭性が高まる。複数回焼入れを実施することにより、オーステナイト域での加熱を複数回繰り返してもよいし、焼準及び焼入れを実施することにより、オーステナイト域での加熱を複数回繰り返してもよい。 Further, preferably, the raw tube is heated in the austenite region multiple times and then quenched. In this case, since the austenite grains before quenching are refined, the SSC resistance and low-temperature toughness of the seamless steel pipe are improved. By performing quenching multiple times, heating in the austenite region may be repeated multiple times, or by performing normalization and quenching, heating in the austenite region may be repeated multiple times.
［焼戻し工程］
焼戻し工程では、焼入れを実施された素管に対して、焼戻しを実施する。本明細書において、「焼戻し」とは、焼入れ後の素管をＡc1点以下で再加熱して、保持することを意味する。焼戻し温度は、継目無鋼管の化学組成、及び、得ようとする降伏強度に応じて適宜調整する。つまり、本実施形態の化学組成を有する素管に対して、焼戻し温度を調整して、継目無鋼管の降伏強度を７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）に調整する。
[Tempering process]
In the tempering step, the hardened raw pipe is tempered. In this specification, "tempering" means reheating and maintaining the hardened raw tube at a temperature below the A c1 point. The tempering temperature is appropriately adjusted depending on the chemical composition of the seamless steel pipe and the desired yield strength. That is, the yield strength of the seamless steel pipe is adjusted to 758 MPa or more (110 ksi or more) by adjusting the tempering temperature for the raw pipe having the chemical composition of this embodiment.
焼戻し温度とは、焼入れ後の素管を加熱して、保持する際の炉の温度に相当する。本実施形態による焼戻し工程において、好ましい焼戻し温度は５５０～７１０℃である。焼戻し温度のより好ましい下限は５６０℃であり、さらに好ましくは５７０℃である。焼戻し温度のより好ましい上限は７００℃であり、さらに好ましくは６９０℃であり、さらに好ましくは６８０℃である。 The tempering temperature corresponds to the temperature of the furnace when heating and holding the raw tube after quenching. In the tempering process according to this embodiment, the preferred tempering temperature is 550 to 710°C. A more preferable lower limit of the tempering temperature is 560°C, and even more preferably 570°C. A more preferable upper limit of the tempering temperature is 700°C, still more preferably 690°C, and still more preferably 680°C.
焼戻し時間とは、焼戻し温度で保持される時間を意味する。焼戻し時間が短すぎれば、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイト主体のミクロ組織が得られない場合がある。一方、焼戻し時間が長すぎれば、上記効果は飽和する。したがって、本実施形態の焼戻し工程において、焼戻し時間は１０～１８０分とするのが好ましい。焼戻し時間のより好ましい下限は１５分である。焼戻し時間のより好ましい上限は１２０分であり、さらに好ましくは９０分である。 Tempering time means the time held at the tempering temperature. If the tempering time is too short, a microstructure consisting mainly of tempered martensite and tempered bainite may not be obtained. On the other hand, if the tempering time is too long, the above effect will be saturated. Therefore, in the tempering step of this embodiment, the tempering time is preferably 10 to 180 minutes. A more preferable lower limit of the tempering time is 15 minutes. A more preferable upper limit of the tempering time is 120 minutes, and even more preferably 90 minutes.
以上の製造方法によって、本実施形態による継目無鋼管を製造することができる。なお、上述のとおり、以上の製造方法は、本実施形態による継目無鋼管を製造するための方法の一例であり、他の製造方法によって製造されてもよい。 The seamless steel pipe according to this embodiment can be manufactured by the above manufacturing method. In addition, as mentioned above, the above manufacturing method is an example of the method for manufacturing the seamless steel pipe according to this embodiment, and it may be manufactured by other manufacturing methods.
表１に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。なお、表１中の「－」は、各元素の含有量が不純物レベルであることを意味する。 Molten steel having the chemical composition shown in Table 1 was manufactured. Note that "-" in Table 1 means that the content of each element is at an impurity level.
上記溶鋼を用いて、連続鋳造法によって丸ビレットを製造した。具体的に、表２に記載の鋳造速度で、溶鋼から丸ビレットに鋳造した。なお、このとき、鋳型内に対して、表２に記載の電流値で電磁撹拌を実施した。製造した各試験番号の丸ビレットを１２５０℃で１時間保持した後、マンネスマン－マンドレル方式による熱間圧延を実施して、各試験番号の素管（継目無鋼管）を製造した。このとき、各試験番号の素管の外径（ｍｍ）と肉厚（ｍｍ）とを表２に示す。 A round billet was manufactured using the above molten steel by a continuous casting method. Specifically, the molten steel was cast into a round billet at the casting speed shown in Table 2. At this time, electromagnetic stirring was performed in the mold at the current values listed in Table 2. The produced round billets of each test number were held at 1250° C. for 1 hour, and then hot rolled using the Mannesmann-mandrel method to produce base pipes (seamless steel pipes) of each test number. At this time, Table 2 shows the outer diameter (mm) and wall thickness (mm) of the raw tube for each test number.
さらに、得られた各試験番号の素管に対して、焼入れを実施した。具体的には、各試験番号の素管を、表２の「焼入れ」欄に記載の焼入れ温度（℃）で焼入れ時間（分）だけ保持した後、シャワー水冷による焼入れを実施した。なお、各試験番号において、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は、いずれも８～５００℃／秒の範囲内であった。ここで、表２に記載の焼入れ温度（℃）は、素管を加熱した熱処理炉の温度（℃）とした。さらに、表２に記載の焼入れ時間（分）は、素管を焼入れ温度で保持した時間（分）とした。 Furthermore, the raw tubes of each test number obtained were quenched. Specifically, the raw tubes of each test number were held at the quenching temperature (°C) listed in the "quenching" column of Table 2 for the quenching time (minutes), and then quenched by shower water cooling. In each test number, the cooling rate CR 800-500 during quenching was within the range of 8 to 500°C/sec. Here, the quenching temperature (°C) listed in Table 2 was the temperature (°C) of the heat treatment furnace in which the raw tube was heated. Furthermore, the quenching time (minutes) listed in Table 2 was the time (minutes) during which the raw tube was held at the quenching temperature.
さらに得られた各試験番号の素管に対して、焼戻しを実施した。具体的には、各試験番号の素管を、表２の「焼戻し」欄に記載の焼戻し温度（℃）で焼戻し時間（分）だけ保持する焼戻しを実施した。ここで、表２に記載の焼戻し温度（℃）は、素管を加熱した焼戻し炉の温度（℃）とした。さらに、表２に記載の焼戻し時間（分）は、素管を焼戻し温度で保持した時間（分）とした。以上の製造工程により、各試験番号の継目無鋼管を得た。なお、製造された各試験番号の継目無鋼管の外径と肉厚とは、表２に記載の各試験番号の外径と肉厚と、同様であった。 Furthermore, the obtained raw tubes of each test number were tempered. Specifically, the raw tubes of each test number were tempered by holding them at the tempering temperature (°C) listed in the "Tempering" column of Table 2 for the tempering time (minutes). Here, the tempering temperature (°C) listed in Table 2 was the temperature (°C) of the tempering furnace in which the raw tube was heated. Furthermore, the tempering time (minutes) listed in Table 2 was the time (minutes) during which the raw tube was maintained at the tempering temperature. Through the above manufacturing process, seamless steel pipes of each test number were obtained. In addition, the outer diameter and wall thickness of the seamless steel pipe of each test number manufactured were the same as the outer diameter and wall thickness of each test number listed in Table 2.
［評価試験］
以上の工程で製造された継目無鋼管を、各試験番号につきそれぞれ８本以上準備した。準備した継目無鋼管のうち、各試験番号につき１本ずつを特定して、以下に説明する引張試験、地きず試験、耐ＳＳＣ性評価試験を実施した。さらに、準備した継目無鋼管のうち、各試験番号につき８本ずつを特定して、以下に説明する表面疵評価試験を実施した。
[Evaluation test]
Eight or more seamless steel pipes manufactured through the above steps were prepared for each test number. Among the prepared seamless steel pipes, one pipe for each test number was identified and subjected to a tensile test, a ground flaw test, and an SSC resistance evaluation test as described below. Furthermore, among the prepared seamless steel pipes, eight pipes were identified for each test number and subjected to the surface flaw evaluation test described below.
［引張試験］
各試験番号の継目無鋼管について、上述の方法により降伏強度を測定した。具体的に、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０１３）に準拠して、引張試験を実施した。より具体的には、各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から、平行部直径８．９ｍｍ、平行部長さ３５．６ｍｍの丸棒試験片を作製した。丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行であった。各試験番号の丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、各試験番号の継目無鋼管の降伏強度（ＭＰａ）を得た。なお、本実施例では、引張試験で得られた０．６％伸び時の応力（０．６％耐力）を、各試験番号の降伏強度とした。さらに、引張試験で得られた一様伸び中の最大応力を引張強度（ＭＰａ）とした。得られた降伏強度ＹＳ（Ｙｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）（ＭＰａ）及び引張強度ＴＳ（Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）（ＭＰａ）を表２に示す。
[Tensile test]
The yield strength of each seamless steel pipe of each test number was measured by the method described above. Specifically, a tensile test was conducted in accordance with ASTM E8/E8M (2013). More specifically, a round bar test piece with a parallel part diameter of 8.9 mm and a parallel part length of 35.6 mm was prepared from the thick center part of the seamless steel pipe of each test number. The axial direction of the round bar test piece was parallel to the pipe axial direction of the seamless steel pipe. A tensile test was conducted in the atmosphere at room temperature (25° C.) using a round bar test piece of each test number to obtain the yield strength (MPa) of the seamless steel pipe of each test number. In this example, the stress at 0.6% elongation (0.6% yield strength) obtained in the tensile test was taken as the yield strength of each test number. Furthermore, the maximum stress during uniform elongation obtained in the tensile test was defined as tensile strength (MPa). The obtained yield strength YS (Yield Strength) (MPa) and tensile strength TS (Tensile Strength) (MPa) are shown in Table 2.
［地きず試験］
各試験番号の継目無鋼管について、上述の方法により地きずの個数密度を測定した。具体的に、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠して、地きず試験を実施した。より具体的には、各試験番号の継目無鋼管のうち、継目無鋼管の一方の管端部から、管軸方向に５０ｍｍ位置から２００ｍｍ位置まで、１５０ｍｍの領域を特定する。特定した領域を、管周方向に全周、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置（Ｄは肉厚）まで切削加工を実施した。得られた切削面に対して、ＪＩＳ Ｇ ０５５６（２０１４）に準拠した方法で観察し、肉眼で判定可能な全ての地きずの数を求めた。得られた上記地きずの数と、切削された領域の面積とを用いて、各試験番号の継目無鋼管における外表面から０．３Ｄ深さ位置における地きずの個数密度（個／１００ｃｍ2）を求めた。求めた地きずの個数密度を表２に示す。
[Ground flaw test]
Regarding the seamless steel pipes of each test number, the number density of ground flaws was measured by the method described above. Specifically, a ground flaw test was conducted in accordance with JIS G 0556 (2014). More specifically, among the seamless steel pipes of each test number, a 150 mm region from a 50 mm position to a 200 mm position in the pipe axis direction from one pipe end of the seamless steel pipe is specified. The identified region was cut all around in the pipe circumferential direction to a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe (D is the wall thickness). The obtained cut surface was observed by a method based on JIS G 0556 (2014), and the number of all ground scratches that could be determined with the naked eye was determined. Using the obtained number of ground flaws and the area of the cut region, calculate the number density of ground flaws (pieces/100 cm 2 ) at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe of each test number. I asked for Table 2 shows the determined number density of ground scratches.
［耐ＳＳＣ性評価試験］
各試験番号の継目無鋼管について、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２００５ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法により、耐ＳＳＣ性を評価した。具体的に、各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍの丸棒試験片を３本作製した。丸棒試験片は、その軸方向が継目無鋼管の管軸方向と平行になるように作製した。各試験番号の丸棒試験片の軸方向に引張応力を負荷した。このとき、与えられる応力が各試験番号の継目無鋼管の実降伏応力の９０％になるように調整した。試験溶液は、５．０質量％塩化ナトリウムと０．４１質量％酢酸ナトリウムと２．５質量％酢酸との混合水溶液（ＮＡＣＥ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｂ）を用いた。
[SSC resistance evaluation test]
The SSC resistance of the seamless steel pipes of each test number was evaluated by a method based on NACE TM0177-2005 Method A. Specifically, three round bar test pieces with a diameter of 6.35 mm and a length of the parallel part of 25.4 mm were prepared from the thick center part of the seamless steel pipe of each test number. The round bar test piece was prepared so that its axial direction was parallel to the axial direction of the seamless steel pipe. Tensile stress was applied in the axial direction of the round bar test piece of each test number. At this time, the applied stress was adjusted to be 90% of the actual yield stress of the seamless steel pipe of each test number. The test solution used was a mixed aqueous solution (NACE solution B) of 5.0 mass% sodium chloride, 0.41 mass% sodium acetate, and 2.5 mass% acetic acid.
３つの試験容器に２４℃の試験溶液をそれぞれ注入し、試験浴とした。応力を負荷した３本の丸棒試験片を、１本ずつ異なる試験浴に浸漬した。試験浴を脱気した後、０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを吹き込み、試験浴に飽和させた。試験浴を２４℃で７２０時間保持した。７２０時間保持後の各試験番号の丸棒試験片に対して、硫化物応力割れ（ＳＳＣ）の発生の有無を観察した。具体的には、７２０時間浸漬後の試験片を肉眼で観察した。観察の結果、３本全ての試験片に割れが確認されなかったものを、「Ｅ」（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）と判断した。一方、少なくとも１本の試験片に割れが確認されたものを、「ＮＡ」（Ｎｏｔ Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）と判断した。耐ＳＳＣ性評価試験の評価結果を、表２に示す。 A test solution at 24° C. was injected into three test containers to form test baths. Three stress-loaded round bar specimens were immersed one by one in different test baths. After the test bath was degassed, a mixed gas of 0.01 atm H 2 S gas and 0.99 atm CO 2 gas was blown into the test bath to saturate it. The test bath was held at 24°C for 720 hours. After holding for 720 hours, the round bar test pieces of each test number were observed for the occurrence of sulfide stress cracking (SSC). Specifically, the test piece after being immersed for 720 hours was observed with the naked eye. As a result of observation, those in which no cracks were observed in all three test pieces were judged to be "E" (Excellent). On the other hand, those in which cracks were confirmed in at least one test piece were judged to be "NA" (Not Acceptable). The evaluation results of the SSC resistance evaluation test are shown in Table 2.
［表面疵評価試験］
各試験番号の継目無鋼管について、管端部に加工表面を形成して、加工表面の表面疵の有無を評価した。具体的に、各試験番号につき８本ずつ特定された継目無鋼管の管端部に対して、切削加工を実施して、加工表面を形成した。形成した加工表面は、継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置を含むテーパ面を有する、同一形状のねじ継手であった。得られた加工表面（ねじ継手の表面）を肉眼で観察し、表面疵の有無を評価した。肉眼での観察の結果、各試験番号の継目無鋼管８本のうち、表面疵が確認された継目無鋼管の本数割合を求めた。求めた本数割合を「表面疵評価（％）」として、表２に示す。
[Surface flaw evaluation test]
For the seamless steel pipes of each test number, a processed surface was formed at the end of the pipe, and the presence or absence of surface flaws on the processed surface was evaluated. Specifically, cutting was performed on the pipe ends of eight seamless steel pipes identified for each test number to form a processed surface. The processed surfaces formed were threaded joints of the same shape, having a tapered surface including a position at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe. The obtained processed surface (the surface of the threaded joint) was observed with the naked eye to evaluate the presence or absence of surface flaws. As a result of visual observation, the ratio of the number of seamless steel pipes in which surface flaws were confirmed among the eight seamless steel pipes of each test number was determined. The determined number ratio is shown in Table 2 as "surface flaw evaluation (%)".
［評価結果］
表１及び表２を参照して、試験番号１、及び、４～１６の継目無鋼管は、化学組成が適切であり、上述する好ましい製造方法によって製造された。それにより、試験番号１、及び、４～１６の継目無鋼管は、降伏強度が７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）であり、地きず個数密度が２．０個／１００ｃｍ2以下であった。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を示した。さらに、表面疵評価試験において、表面疵が確認された継目無鋼管の本数割合が２０％以下となり、表面疵の発生を低減することができた。
[Evaluation results]
Referring to Tables 1 and 2, the seamless steel pipes of Test Nos. 1 and 4 to 16 had appropriate chemical compositions and were manufactured by the preferred manufacturing method described above. As a result, the seamless steel pipes of test numbers 1 and 4 to 16 had a yield strength of 758 MPa or more (110 ksi or more) and a ground flaw number density of 2.0 pieces/100 cm 2 or less. As a result, excellent SSC resistance was shown in the SSC resistance test. Furthermore, in the surface flaw evaluation test, the percentage of seamless steel pipes in which surface flaws were confirmed was 20% or less, and the occurrence of surface flaws could be reduced.
一方、試験番号２の継目無鋼管は、鋳造速度が速すぎた。それにより、地きず個数密度が２．０個／１００ｃｍ2を超えた。その結果、表面疵評価試験において、表面疵が確認された継目無鋼管の本数割合が２０％を超え、表面疵の発生を低減することができなかった。 On the other hand, the seamless steel pipe of test number 2 was cast at too high a speed. As a result, the ground flaw number density exceeded 2.0 flaws/100 cm 2 . As a result, in the surface flaw evaluation test, the proportion of seamless steel pipes in which surface flaws were confirmed exceeded 20%, making it impossible to reduce the occurrence of surface flaws.
試験番号３の継目無鋼管は、鋳造速度が遅すぎた。それにより、地きず個数密度が２．０個／１００ｃｍ2を超えた。その結果、表面疵評価試験において、表面疵が確認された継目無鋼管の本数割合が２０％を超え、表面疵の発生を低減することができなかった。 The seamless steel pipe of test number 3 had a casting speed that was too slow. As a result, the ground flaw number density exceeded 2.0 flaws/100 cm 2 . As a result, in the surface flaw evaluation test, the proportion of seamless steel pipes in which surface flaws were confirmed exceeded 20%, making it impossible to reduce the occurrence of surface flaws.
試験番号１７の継目無鋼管は、Ｍｏ含有量が低すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を示さなかった。 The seamless steel pipe of test number 17 had too low Mo content. As a result, excellent SSC resistance was not shown in the SSC resistance test.
試験番号１８の継目無鋼管は、Ｏ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を示さなかった。さらに、地きず個数密度が２．０個／１００ｃｍ2を超えた。その結果、表面疵評価試験において、表面疵が確認された継目無鋼管の本数割合が２０％を超え、表面疵の発生を低減することができなかった。 The seamless steel pipe of test number 18 had too high an O content. As a result, excellent SSC resistance was not shown in the SSC resistance test. Furthermore, the ground flaw number density exceeded 2.0 flaws/100 cm 2 . As a result, in the surface flaw evaluation test, the proportion of seamless steel pipes in which surface flaws were confirmed exceeded 20%, making it impossible to reduce the occurrence of surface flaws.
試験番号１９の継目無鋼管は、Ｓ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を示さなかった。さらに、地きず個数密度が２．０個／１００ｃｍ2を超えた。その結果、表面疵評価試験において、表面疵が確認された継目無鋼管の本数割合が２０％を超え、表面疵の発生を低減することができなかった。 The seamless steel pipe of test number 19 had too high a S content. As a result, excellent SSC resistance was not shown in the SSC resistance test. Furthermore, the ground flaw number density exceeded 2.0 flaws/100 cm 2 . As a result, in the surface flaw evaluation test, the proportion of seamless steel pipes in which surface flaws were confirmed exceeded 20%, making it impossible to reduce the occurrence of surface flaws.
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示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更して実施することができる。
The embodiments of the present disclosure have been described above. However, the embodiments described above are merely examples for implementing the present disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and the embodiments described above can be modified and implemented as appropriate without departing from the spirit thereof.
Claims (7)
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～１．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：０．３０～１．５０％、
Ｍｏ：０．２５～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０３０％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｃｏ：０～０．５０％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．００１５％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成と、
７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、
前記継目無鋼管の肉厚をＤと定義したとき、
前記継目無鋼管の外表面から０．３Ｄ深さ位置において、地きずが２．０個／１００ｃｍ2以下である、
継目無鋼管。 A seamless steel pipe,
In mass%,
C: 0.15-0.45%,
Si: 0.05-1.00%,
Mn: 0.05-1.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.0050% or less,
Cr: 0.30-1.50%,
Mo: 0.25-2.00%,
Ti: 0.002 to 0.030%,
Al: 0.005-0.100%,
N: 0.0100% or less,
O: 0.0050% or less,
V: 0 to 0.30%,
Nb: 0 to 0.100%,
B: 0 to 0.0040%,
Co: 0 to 0.50%,
W: 0-0.50%,
Cu: 0 to 0.50%,
Ni: 0 to 0.50%,
Ca: 0-0.0100%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Zr: 0 to 0.0100%,
Rare earth elements: 0 to 0.0015%, and
a chemical composition in which the balance consists of Fe and impurities;
It has a yield strength of 758 MPa or more,
When the wall thickness of the seamless steel pipe is defined as D,
The number of ground flaws is 2.0 pieces/100 cm 2 or less at a depth of 0.3D from the outer surface of the seamless steel pipe,
Seamless steel pipe.
前記化学組成は、
Ｖ：０．０１～０．３０％、及び、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。 The seamless steel pipe according to claim 1,
The chemical composition is
V: 0.01 to 0.30%, and
Nb: Contains one or more elements selected from the group consisting of 0.001 to 0.100%,
Seamless steel pipe.
前記化学組成は、
Ｂ：０．０００１～０．００４０％を含有する、
継目無鋼管。 The seamless steel pipe according to claim 1 or 2,
The chemical composition is
B: Contains 0.0001 to 0.0040%,
Seamless steel pipe.
前記化学組成は、
Ｃｏ：０．０１～０．５０％、及び、
Ｗ：０．０１～０．５０％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。 The seamless steel pipe according to any one of claims 1 to 3,
The chemical composition is
Co: 0.01 to 0.50%, and
W: Contains one or more elements selected from the group consisting of 0.01 to 0.50%,
Seamless steel pipe.
前記化学組成は、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、及び、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。 The seamless steel pipe according to any one of claims 1 to 4,
The chemical composition is
Cu: 0.01 to 0.50%, and
Contains one or more elements selected from the group consisting of Ni: 0.01 to 0.50%,
Seamless steel pipe.
前記化学組成は、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｚｒ：０．０００１～０．０１００％、及び、
希土類元素：０．０００１～０．００１５％からなる群から選択される１種以上の元素を含有する、
継目無鋼管。 The seamless steel pipe according to any one of claims 1 to 5,
The chemical composition is
Ca: 0.0001-0.0100%,
Mg: 0.0001-0.0100%,
Zr: 0.0001 to 0.0100%, and
Rare earth element: Contains one or more elements selected from the group consisting of 0.0001 to 0.0015%,
Seamless steel pipe.
前記継目無鋼管は、油井用鋼管である、
継目無鋼管。
The seamless steel pipe according to any one of claims 1 to 6,
The seamless steel pipe is an oil well steel pipe,
Seamless steel pipe.
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