JPH02138429A - High strength beta-series titanium alloy having excellent corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance - Google Patents

High strength beta-series titanium alloy having excellent corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance

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JPH02138429A
JPH02138429A JP10890889A JP10890889A JPH02138429A JP H02138429 A JPH02138429 A JP H02138429A JP 10890889 A JP10890889 A JP 10890889A JP 10890889 A JP10890889 A JP 10890889A JP H02138429 A JPH02138429 A JP H02138429A
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幹之 市場
Katsumi Shomura
正村 克身
Manabu Tamura
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title titanium alloy by specifying the compsn. constituted of Al, Mo, V, Zr and Ti and their compositional relationship and regulating the contents of O and Fe in impurities. CONSTITUTION:The titanium alloy contains, by weight, 0.5 to <2.0% Al, 5.0 to 10.0% Mo, 8 to 12% V, 3 to 6% Zr where 16% <=Mo+5/7(V+Zr) is regulated, furthermore additionally contg., at need, 5% Nb and/or 5% Ta and the balance Ti with inevitable impurities, and as the above impurities, <=0.4% O and <=1.0% Fe are regulated. In the alloy, a beta phase is stable, high strength and deep hardenability can easily be obtd. by aging treatment and excellent corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance are shown in the severe environment contg. high concd. H2S and S<0>.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、油井環境および地熱環境において使用され
るパイプ、アクセサリ−および生産数何機器用材料等に
用いられる、耐食性および耐応力腐食割れ性に優れた高
強度β系チダン合金に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention provides corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance for use in pipes, accessories, and materials for equipment used in oil well environments and geothermal environments. The present invention relates to a high-strength β-based titanium alloy with excellent properties.

[従来の技術] 近年、石油資源の開発環境は、高深度油井の開発に代表
されるように、高濃度のCLイオン、高い硫化水素ガス
および炭酸ガス分圧を有する高温且つ高圧環境となりつ
つある。また、単体の硫黄(以下、Soという)が存在
する腐食環境もあるといわれている。従来、このような
厳しい環境において使用することを目的とした合金とし
て、下記のものが提案されている。
[Prior Art] In recent years, the development environment for petroleum resources has become a high-temperature and high-pressure environment with high concentrations of CL ions, high hydrogen sulfide gas, and high partial pressures of carbon dioxide gas, as typified by the development of deep oil wells. . It is also said that there are corrosive environments in which elemental sulfur (hereinafter referred to as So) exists. Conventionally, the following have been proposed as alloys intended for use in such harsh environments.

(1)チタンは、一般に優れた耐食性を有し、且つ、熱
処理によって、高強度を得ることができる等、油井管に
必要な特性を備えている。このため、Ti−15V−3
A(1−3Cr−3Snなどの高強度チタン合金が、前
述のような油井環境および地熱環境で試験的に使用され
ている。
(1) Titanium generally has excellent corrosion resistance and has properties necessary for oil country tubular goods, such as being able to obtain high strength through heat treatment. Therefore, Ti-15V-3
High strength titanium alloys such as A(1-3Cr-3Sn) have been used experimentally in oil well and geothermal environments as described above.

(2)実験室的には、Ti−3AfTi−3Afi−8
V−6Cr−4からなるβ−Cチタン合金(商品名)の
Cリング試験がオートクレーブ中で行なわれ、Soのな
い条件下で、良好な結果を示すことが、1986年、米
国において1発行された、’ Industrial 
Application of Titanium a
ndZiruconium’第144〜161頁に開示
されている。
(2) In the laboratory, Ti-3AfTi-3Afi-8
A C-ring test was conducted on β-C titanium alloy (trade name) consisting of V-6Cr-4 in an autoclave, and it was published in the United States in 1986 that it showed good results under So-free conditions. 'Industrial
Application of Titanium a
nd Ziruconium', pages 144-161.

(3)NiをベースとするハステロイC−276(商品
名)が実用に供されている。
(3) Hastelloy C-276 (trade name) based on Ni is in practical use.

(4)特開昭63−317637号公報には、TiをM
Oに3wt、%以上添加した合金が開示されている。
(4) Japanese Patent Application Laid-open No. 63-317637 discloses that Ti is M
An alloy in which 3 wt.% or more of O is added is disclosed.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記(1)の合金は、耐食性および応力
腐食割れ性(以下、耐SCC性という)ともに不充分で
、厳しい油井環境および地熱環境での使用に耐えられな
かった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above alloy (1) has insufficient corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance (hereinafter referred to as SCC resistance), and cannot withstand use in harsh oil well environments and geothermal environments. There wasn't.

(2)上記(2)の合金は、Soを含まない油井環境に
おいて使用可能であることが開示されているのみで、S
6を含む厳しい環境下での使用に耐えられるか否かは不
明である。
(2) The alloy mentioned in (2) above is only disclosed to be usable in an oil well environment that does not contain So.
It is unknown whether it can withstand use under harsh environments including 6.

(3)上記(3)の合金は、密度が高いので、 600
0m以上の高深度油井ではその重量が問題となる。
(3) The alloy in (3) above has a high density, so 600
In deep oil wells of 0 m or more, the weight becomes a problem.

また、80 kgf/ vts2の強度を得るのに50
%以上の冷間加工を施こす必要があるので、高強度を得
にくい。
Also, to obtain a strength of 80 kgf/vts2, it takes 50 kgf/vts2.
% or more, it is difficult to obtain high strength.

(4)上記(4)の合金は、硬化深度が浅いために焼入
れが難しいα+β系Ti合金であるので、油井のアクセ
サリ−用素材として最も多用される厚肉製品において、
100 kgf/ m”以上の強度を均一に得ることが
困難である。
(4) The alloy mentioned in (4) above is an α+β Ti alloy that is difficult to harden due to its shallow hardening depth.
It is difficult to uniformly obtain a strength of 100 kgf/m'' or more.

従って、この発明の目的は、高濃度のH,SやSoを含
む厳しい環境下で、十分な耐食性および耐SCC性を有
する高強度β系チタン合金を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a high-strength β-based titanium alloy that has sufficient corrosion resistance and SCC resistance in a harsh environment containing high concentrations of H, S, and So.

[課題を解決するための手段] 第1の発明は、 AQ:0.5から2.Owt、1未満。[Means to solve the problem] The first invention is AQ: 0.5 to 2. Owt, less than 1.

Mo:5.Oから10.Ovt、%、 v ;8から12wt0%、 Zr:3から(3vt、%、 但し、Mo、VおよびZrは、下記関係式%式%) を満足する。Mo:5. O to 10. Ovt, %, v; 8 to 12wt0%, Zr: From 3 (3vt, %, However, Mo, V and Zr are expressed by the following relational formula (%) satisfy.

残り、Tiおよび不可避的不純物。The remainder is Ti and unavoidable impurities.

但し、前記不可避的不純物としての、0、およびFeの
それぞれの含有量は、 0については、0.4すt、%以下。
However, the content of each of 0 and Fe as the unavoidable impurities is 0.4st% or less for 0.

Feについては、1.Owt、Z以下。Regarding Fe, 1. Owt, below Z.

からなることに特徴を有し、 第2の発明は、前記合金に、 5wt、%のNbおよび
/または5wt、%のTaが、更に付加的に含有され、
且つ、Mo、V、Zr、NbおよびTaは、下記関係式 %式%) を満足することに特徴を有するものである。
The second invention is characterized in that the alloy further additionally contains 5 wt.% Nb and/or 5 wt.% Ta,
Moreover, Mo, V, Zr, Nb, and Ta are characterized by satisfying the following relational expression (%).

本願発明者等は、高濃度のH,SやSoを含む厳しい環
境下で、十分な耐食性および耐SCC性を有する高強度
チタン合金を得べく、鋭意研究を重ねた。この結果、次
の知見を得た。即ち、M。
The inventors of the present application have conducted intensive research in order to obtain a high-strength titanium alloy that has sufficient corrosion resistance and SCC resistance in a harsh environment containing high concentrations of H, S, and So. As a result, the following findings were obtained. That is, M.

を含むTi合金の素材について、これを、油井用材料の
使用温度域である200から250℃の温度域に144
0時間保持した後、その硬度を調べた。この結果、 β
相が不安定のα+β系Ti合金の素材は、使用中に硬度
変化が生じるために、油井用材料として使用するには問
題がある。これに対して、β相が安定なβ系チタン合金
は1時効処理によって高強度が容易に得られ且つ硬化深
度が深いので、強度面で、α+β系Ti合金より有利で
ある。
Regarding the Ti alloy material containing
After holding for 0 hours, the hardness was examined. As a result, β
Since the α+β Ti alloy material, which has an unstable phase, undergoes hardness changes during use, it is problematic to use it as an oil well material. On the other hand, a β-based titanium alloy with a stable β phase can easily obtain high strength by one aging treatment and has a deep hardening depth, so it is more advantageous than an α+β-based Ti alloy in terms of strength.

この発明は、上述した知見に基づきなされ!已ものであ
る。
This invention was made based on the above-mentioned knowledge! It's a thing.

次に、この発明のTi合金の化学成分組成を、上述のよ
うに限定した理由について以下に述べる。
Next, the reason why the chemical composition of the Ti alloy of the present invention is limited as described above will be described below.

(1)AQ: AQは、時効の際、α相などの二次析出相を析出し、強
度の上昇に寄与する。この効果は、AQの含有量がQ、
5wt、対以上で認められる。一方、Anの含有量が2
tit、1以上では、耐SCC性が劣化する。従って、
AQ含有量はQ 、 5 wt、%以上2wt、Z未満
に限定すべきである。
(1) AQ: AQ precipitates secondary precipitated phases such as α phase during aging and contributes to an increase in strength. This effect is due to the AQ content Q,
5wt, permitted in pairs or more. On the other hand, the content of An is 2
tit, 1 or more, the SCC resistance deteriorates. Therefore,
The AQ content should be limited to more than Q, 5 wt,% and less than 2 wt, Z.

A Qの添加効果を調べるために、以下の試験を行った
。即ち、この発明の範囲内の成分組成からなるチタン合
金に異なる量のAQを添加し、このチタン合金の各々を
アーク溶解によって、長さ130mm、幅40画、厚さ
20nnの寸法のインゴットとし、 1050℃にて熱
間鍛造して長さ1701、幅30nn、厚さ20omの
寸法のスラブとした。
In order to investigate the effect of adding AQ, the following test was conducted. That is, different amounts of AQ were added to titanium alloys having compositions within the range of the present invention, and each of these titanium alloys was melted by arc melting to form ingots with dimensions of 130 mm in length, 40 strokes in width, and 20 nm in thickness. It was hot forged at 1050°C to form a slab with dimensions of 1701 mm in length, 30 nn in width, and 20 om in thickness.

次いで、このスラブに対して900℃で最終熱間圧延を
施して、厚さ6mの熱延板とし、β相領域で30分間保
持し、次いで、水冷の溶体化処理および550℃の温度
域で5時間、時効処理を施し、試験片を切り出した。そ
して、これらの試験片をビッカース硬さ試験に供して、
脆化相の析出に伴なうAQの影響について調べた。この
結果を第1図に示す。第1図において、O印は、TL−
9M。
Next, this slab was subjected to a final hot rolling at 900°C to form a hot rolled plate with a thickness of 6 m, held in the β phase region for 30 minutes, and then subjected to water cooling solution treatment and a temperature range of 550°C. After aging for 5 hours, test pieces were cut out. Then, these specimens were subjected to Vickers hardness test,
The influence of AQ on the precipitation of the embrittlement phase was investigated. The results are shown in FIG. In Figure 1, the O mark is TL-
9M.

−6,5V−5Zr−0,2Fe−0,2(0)からな
るチタン合金であり1時効処理条件は、550’X5h
rである。そして、・印は、0印と同一の合金であり、
時効処理条件は、400℃X5brである。
It is a titanium alloy consisting of -6,5V-5Zr-0,2Fe-0,2(0), and the aging treatment conditions are 550' x 5 h.
It is r. And, the mark is the same alloy as the mark 0,
The aging treatment conditions are 400°C x 5br.

第1図から明らかなように、550℃で時効処理を施し
たチタン合金Oは、AQ添加に伴い硬度が上昇した。こ
れに′より、AQは、α相の析出により強度の上昇に寄
与することが分る。一方、脆化領域にある、400℃で
時効処理を行ったチタン合金・は、AQ添加に伴い硬度
が低下した。これにより、AQ添加が脆化相の抑制に対
しても効果を有することが分る。
As is clear from FIG. 1, the hardness of titanium alloy O subjected to aging treatment at 550° C. increased with the addition of AQ. This shows that AQ contributes to an increase in strength through the precipitation of α phase. On the other hand, the hardness of the titanium alloy aged at 400° C., which is in the embrittlement region, decreased with the addition of AQ. This shows that the addition of AQ is also effective in suppressing the brittle phase.

(2) Mo: Moは、 β相を安定化させる元素で油井環境及び地熱
環境中での耐食性を付与するものである。
(2) Mo: Mo is an element that stabilizes the β phase and provides corrosion resistance in oil well environments and geothermal environments.

しかしながら、MOの含有量が、10wt、%を超える
と、コスト及び溶解性が悪化する。一方、M。
However, when the MO content exceeds 10 wt%, cost and solubility deteriorate. On the other hand, M.

の含有量が5wt、1未満では所望の耐食性が得られな
い。従って、Mo含有量は、5wt、1以上、10wt
、x以下の範囲に限定すべきである。
If the content is less than 5wt, 1, the desired corrosion resistance cannot be obtained. Therefore, the Mo content is 5wt, 1 or more, 10wt
, x or less.

(3)Zr: Zrは、Tiに対し、全率固溶して強化に寄与する。ま
た、AQ共存下での高硫化水素分圧とS。
(3) Zr: Zr completely forms a solid solution with Ti and contributes to strengthening. In addition, high hydrogen sulfide partial pressure and S in the coexistence of AQ.

を含む油井環境で、耐SCC性の向上に寄与する。Contributes to improved SCC resistance in oil well environments including

しかし、Zrの含有量が3wt、1未満では耐SCCの
向上効果が得られない。一方、Zrの含有量が6wt、
%を超えるとコスト高及び脆化の原因となる。
However, if the Zr content is less than 3 wt.1, the effect of improving SCC resistance cannot be obtained. On the other hand, the Zr content is 6wt,
%, it causes high cost and embrittlement.

従って、  Zrの含有量は3wt、1以上6wt、%
以下に限定すべきである。
Therefore, the Zr content is 3wt, 1 or more 6wt, %
It should be limited to:

(4)V: ■は、油井環境及び地熱環境中での耐食性に大きくは寄
与しないが、全率固溶型のβ安定化元素であるため、β
単相を得る際のβ相生成元素として、及び延性を改善す
るために添加される。
(4) V: Although it does not significantly contribute to corrosion resistance in oil well environments and geothermal environments, it is a β-stabilizing element that is completely solid solution.
It is added as a β phase forming element when obtaining a single phase and to improve ductility.

Ti−9Mo−5Zr−0,2Fe−0,2(0)から
なるチタン合金にVを添加し、900℃で最終熱間圧延
を施し、β相領域で30分保持後、水冷の溶体化処理お
よび550℃の温度域で5時間、時効処理を施して試駆
片を調製し、これらの試験片に対して室温において延性
を調べた。この結果を第2図に示す。第2図から明らか
なように2vを添加することによって、室温における延
性が改善されることがわかる。しかしながら、■の含有
量が8wt、1未満では、伸びが小さく、一方、■の含
有量が12wt、%を超えるとコストおよび耐食性の点
から好ましくない、また、β系チタン合金において、そ
のβ相生成能が、 16wt、%)Mo+ 5/7(V
+Zr)の範囲にあるものは、230℃で保持するとα
相などの析出がみられ、相安定性に欠ける。従って。
V was added to a titanium alloy consisting of Ti-9Mo-5Zr-0,2Fe-0,2(0), subjected to final hot rolling at 900°C, held in the β phase region for 30 minutes, and then water-cooled solution treatment. Test specimens were prepared by aging in a temperature range of 550° C. for 5 hours, and the ductility of these test specimens was examined at room temperature. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the addition of 2v improves the ductility at room temperature. However, if the content of ■ is less than 8wt, 1, the elongation is small, while if the content of The production capacity is 16wt, %)Mo+ 5/7(V
+Zr) When kept at 230℃, α
Precipitation of phases is observed, and phase stability is lacking. Therefore.

■の含有量は、8wt、%以上12tit、Z以下の範
囲で。
The content of (2) is in the range of 8 wt, % or more and 12 tit, Z or less.

16wt、%≦Mo+ 5/7(V+Zr)を満たす範
囲に限定すべきである。
It should be limited to a range that satisfies 16wt, %≦Mo+5/7(V+Zr).

(5)Nb、Ta: NbおよびTaは、油井および地熱環境中での耐食性を
改善する。しかしながら、NbおよびTaの含有量が5
wt、%を超えると、耐食性には寄与するがコストの点
で好ましくない。従って、NbおよびTaは、 β相生
成元素として補助的に使用されるべきであり、Nbの含
有量は5wt、%以下、Taの含有量は5wt、%以下
に限定する。但し1組織の安定性の点からNbおよびT
aの含有量は、16wt、%≦Mo+5/7(V+Zr
)+315(Nb+Ta)を満たす範囲に限定すべきで
ある。
(5) Nb, Ta: Nb and Ta improve corrosion resistance in oil well and geothermal environments. However, the content of Nb and Ta is 5
If it exceeds wt.%, it contributes to corrosion resistance but is not preferable in terms of cost. Therefore, Nb and Ta should be used supplementarily as β phase forming elements, and the Nb content is limited to 5 wt.% or less, and the Ta content is limited to 5 wt.% or less. However, from the viewpoint of stability of the structure, Nb and T
The content of a is 16wt, %≦Mo+5/7(V+Zr
)+315(Nb+Ta).

第3図は、ダウンホールエージングによって、組織変化
を起さない領域および、本発明範囲を、β相生成能を持
つ合金元素の含有量との関係で示したグラフである。第
3図に示したTi合金のAQ含有量は、 いずれも0 
、5 wt、%以上2wt、x未満の範囲にある。
FIG. 3 is a graph showing the region where no structural changes occur due to downhole aging and the range of the present invention in relation to the content of alloying elements having β-phase forming ability. The AQ content of the Ti alloys shown in Figure 3 is 0.
, 5 wt,% or more and less than 2 wt, x.

第3図から明らかなように、ダウンホールエージングを
生じない領域は、 16wt、%≦Mo+5/7(V+
Zr)+315(Nb+Ta)を満たす範囲にあること
がわかる。
As is clear from Fig. 3, the area where downhole aging does not occur is 16wt, %≦Mo+5/7(V+
It can be seen that the range satisfies Zr)+315(Nb+Ta).

(6)O: 0は、合金中に不可避的に含まれるが、0.4wt、気
を超えると延性が劣化する。従って、○の含有量は、 
0.4wt0%以下とすべきである。
(6) O: O is unavoidably contained in the alloy, but if it exceeds 0.4 wt, the ductility deteriorates. Therefore, the content of ○ is
It should be 0.4wt0% or less.

(7)Fe: 共析型β相安定化元素であるFeは、合金中に不可避的
に含まれる。Feは、高いβ相生成能を有し強度の上昇
に寄与する。しかしながら、Feの含有量が1wt、%
を超えると耐食性が劣化する。
(7) Fe: Fe, which is a eutectoid β-phase stabilizing element, is inevitably included in the alloy. Fe has a high β-phase generation ability and contributes to an increase in strength. However, the Fe content is 1wt%
Corrosion resistance deteriorates when it exceeds.

従って、Feの含有量は、1tst、%以下に限定すべ
きである。
Therefore, the content of Fe should be limited to 1 tst,% or less.

なお、Fe以外の共析型β相安定化元素としては、Ni
、Co、Cr、Wなどがあるが、これらの元素が添加さ
れると、ダウンホールエージングにより金属間化合物等
を析出して脆化を生じたり、加工性などの機械的性質が
害される。しかしながら、Ni、Co、Cr、Wのすく
なくとも1種の含有量が合計で4wt、%未満であれば
耐食性、耐SCC性に悪影響を及ぼすことはない。
In addition, as eutectoid β phase stabilizing elements other than Fe, Ni
, Co, Cr, W, etc., but when these elements are added, intermetallic compounds etc. are precipitated due to downhole aging, resulting in embrittlement and mechanical properties such as workability are impaired. However, if the total content of at least one of Ni, Co, Cr, and W is less than 4 wt.%, corrosion resistance and SCC resistance will not be adversely affected.

次に、この発明を実施例により更に詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

[実施例1] 第1表に示す、この発明の範囲内の成分組成を有する本
発明合金Na 1〜25およびこの発明の範囲外の成分
組成を有する比較合金Nα26〜35の各々をアーク溶
解によって、長さ130mm、I[40薗、厚さ2oI
II11の寸法のインゴットとし、1050℃にて熱間
鍛造して長さ170nwa、幅gonn+、厚さ20画
の寸法のスラブとした。次いで、このスラブに対して9
00℃で最終熱間圧延を施して、厚さ6Iの熱延板とし
、β相領域で30分間保持し、次いで、水冷の溶体化処
理および550℃の温度域で5時間1峙効処理を施し、
試験片を切り出した。
[Example 1] Each of the present invention alloys Na 1 to 25 having a composition within the range of the present invention and the comparative alloys Nα26 to 35 having a composition outside the range of the present invention shown in Table 1 was melted by arc melting. , length 130mm, I[40mm, thickness 2oI
An ingot with dimensions of II11 was prepared, and hot forged at 1050° C. to obtain a slab with dimensions of 170 nwa in length, gonn+ in width, and 20 strokes in thickness. Then 9 for this slab
Final hot rolling was performed at 00°C to obtain a hot rolled sheet with a thickness of 6I, held in the β phase region for 30 minutes, and then subjected to water cooling solution treatment and 1 side effect treatment in a temperature range of 550°C for 5 hours. alms,
A test piece was cut out.

これらの試験片について、引張試験を実施して機械的性
質を調べた。また時効熱処理を施した後、硬度試験を行
って相安定性を調べた。そして、四点曲げ試験を実施し
て耐食性、耐SCC性を調べた。その結果を第1表に併
せて示す。
These test pieces were subjected to a tensile test to examine their mechanical properties. In addition, after aging heat treatment, a hardness test was conducted to examine phase stability. Then, a four-point bending test was conducted to examine corrosion resistance and SCC resistance. The results are also shown in Table 1.

引張試験による機械的性質については、降伏強度を示し
た。相安定性の評価は、232℃で1440時間時効熱
処理を施した後、硬度の変化しないものを0.硬度の変
化するものを×とした。
As for mechanical properties by tensile test, yield strength was shown. Evaluation of phase stability was performed by aging heat treatment at 232°C for 1440 hours, and then determining whether the hardness remained unchanged or 0. Those whose hardness changed were marked as ×.

四点曲げ試験は、第4図に示すように、試験片の四点に
所定の荷重をかけた後、腐食環境に浸漬し、割れの有無
および腐食状態を評価するものである。この実施例にお
いて実施した四点曲げ試験の腐食環境は、232℃、9
0atmH2S−55ato+Co、、25%NaCQ
+1g/+23’とし、オートクレーブ中で60日間試
験を行なった。
In the four-point bending test, as shown in FIG. 4, a predetermined load is applied to four points on a test piece, and then the test piece is immersed in a corrosive environment to evaluate the presence or absence of cracks and the state of corrosion. The corrosive environment for the four-point bending test conducted in this example was 232°C, 9
0atmH2S-55ato+Co, 25%NaCQ
+1 g/+23', and the test was conducted in an autoclave for 60 days.

耐SCC性の評価は、割れ無しを○、割れ発生を×で示
した。また、耐食性の評価は、腐食速度が0.5+nm
/年未満をQ、0 、5 nwn /年以上を×で示し
た6 第1表から明らかなように1本発明合金は、何れも耐食
性および耐SCC性に優れ、しかも、高強度を有してい
る。
In the evaluation of SCC resistance, no cracking was indicated by ◯, and cracking was indicated by ×. In addition, the evaluation of corrosion resistance shows that the corrosion rate is 0.5+nm.
Less than / year is shown by Q, 5 nwn / year or more is shown by ing.

これに対して、AQの含有量がこの発明の範囲から外れ
て高い比較合金Na31は耐SCC性が悪かった。Af
lが添加されていない比較合金Nα33は強度が低かっ
た。Moの含有量がこの発明の範囲から外れて低い比較
合金Nα29,30.およびMoが添加されていない比
較合金Nα32は耐食性が悪かった。 Zrの含有量が
この発明の範囲から外れて低いNα35は、耐SCC性
が悪かった。
On the other hand, the comparative alloy Na31, which had a high AQ content outside the range of the present invention, had poor SCC resistance. Af
Comparative alloy Nα33 to which l was not added had low strength. Comparative alloys Nα29, 30. Comparative alloy Nα32 to which Mo was not added had poor corrosion resistance. Nα35 with a low Zr content outside the range of the present invention had poor SCC resistance.

AQおよびMoの含有量がこの発明の範囲内であっても
AQ、Mo、VおよびZrの含有量が16≦Mo+5/
7(V+Zr)の範囲から外れて低い比較合金Nα26
.27および28は、室温でβ単相が得られないか、ま
たは、相安定性が悪かった。 Feの含有量がこの発明
の範囲を外れて高い比較合金Na34は、高強度ではあ
るが、耐食性が悪かった。
Even if the content of AQ and Mo is within the range of this invention, the content of AQ, Mo, V and Zr is 16≦Mo+5/
Comparative alloy Nα26 that is outside the range of 7(V+Zr)
.. In samples 27 and 28, a β single phase could not be obtained at room temperature or the phase stability was poor. Comparative alloy Na34, which had a high Fe content outside the range of the present invention, had high strength but poor corrosion resistance.

[比較例] 第2表に示すこの発明の範囲外の成分組成を有する比較
Ti合金Nα1〜5、および、Nj、、Feベースの比
較合金Nα6から、上述した実施例と同一条件に従って
試験片を切り出し、これらの試験片の各々について、引
張試験を実施して機械的性質を調べた。この結果を第2
表に示す。また、これらの試験片の各々について四点曲
げ試験を、第3表に示すA−Eの5種類の異なる環境の
試験条件下でオートクレーブ中で30日間実施して、耐
食性および耐SCC性について調べた。その結果を第2
表に示す。耐食性および耐SCC性の評価は、割れ無し
を0、割れ発生を×で示した。また、各合金の母相組織
を第2表に併せて示す。
[Comparative Example] Test pieces were prepared from the comparative Ti alloys Nα1 to Nα5 having component compositions outside the range of the present invention shown in Table 2, and the Nj, Fe-based comparative alloy Nα6 according to the same conditions as in the above-mentioned Examples. Each of these test pieces was cut out and subjected to a tensile test to examine its mechanical properties. This result is the second
Shown in the table. In addition, a four-point bending test was conducted on each of these test pieces in an autoclave for 30 days under the test conditions of five different environments A to E shown in Table 3 to investigate the corrosion resistance and SCC resistance. Ta. The result is the second
Shown in the table. In the evaluation of corrosion resistance and SCC resistance, 0 indicates no cracking, and × indicates cracking. Table 2 also shows the matrix structure of each alloy.

第2表から明らかなように、比較合金No 1およびN
α6は降伏応力および破断強度とも100kgf/II
!112以下の低い数値を示した。比較合金Nα2〜5
は何れもSoを含む高温の腐食環境で割れが発生した。
As is clear from Table 2, comparative alloys No. 1 and N
α6 is both yield stress and breaking strength of 100kgf/II
! It showed a low value of 112 or less. Comparative alloy Nα2~5
In both cases, cracking occurred in a high-temperature corrosive environment containing So.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、高濃度のH2
SやSoを含む厳しい環境下で、 十分な耐食性および
耐SCC性を有することは勿論、高い強度を有するβ系
チタン合金を得ることができるといった有用な効果がも
たらされる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, high concentration H2
This provides useful effects such as being able to obtain a β-based titanium alloy that not only has sufficient corrosion resistance and SCC resistance but also has high strength in a harsh environment containing S and So.

・・試験片。··Test pieces.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 Al:0.5から2.0wt.未満、 Mo:5.0から10.0wt.%、 V:8から12wt.%、 Zr:3から6wt.%、 但し、Mo、VおよびZrは、下記関係式 16wt.%≦Mo+(5)/(7)(V+Zr)を満
足する。 残り、Tiおよび不可避的不純物、 但し、前記不可避的不純物としての、O、 およびFeのそれぞれの含有量は、 Oについては、0.4wt.%以下、 Feについては、1.0wt%以下。 からなることを特徴とする、耐食性および耐応力腐食割
れ性に優れた高強度β系チタン合金。 2 前記合金は、5wt.%のNbおよび/または5w
t.%のTaを、更に付加的に含有し、且つ、Mo,V
,Zr,NbおよびTaは、下記関係式 16wt%≦Mo+(5)/(7)(V+Zr)+(3
)/(5)(Nb+Ta)を満足することを特徴とする
、請求項1記載のチタン合金。
[Claims] 1 Al: 0.5 to 2.0wt. Less than Mo: 5.0 to 10.0wt. %, V: 8 to 12 wt. %, Zr: 3 to 6 wt. %, however, Mo, V and Zr are expressed by the following relational expression 16wt. %≦Mo+(5)/(7)(V+Zr) is satisfied. The remaining content is Ti and unavoidable impurities. However, the respective contents of O and Fe as the unavoidable impurities are as follows: For O, the content is 0.4 wt. % or less, and for Fe, 1.0wt% or less. A high-strength β-based titanium alloy with excellent corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance. 2 The alloy has a weight of 5 wt. %Nb and/or 5w
t. % Ta, and Mo, V
, Zr, Nb and Ta are determined by the following relational expression 16wt%≦Mo+(5)/(7)(V+Zr)+(3
)/(5)(Nb+Ta).
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