JPH02185943A - 熱間加工性に優れた油井管及びラインパイプ用高耐食Ｔｉ含有合金 - Google Patents
熱間加工性に優れた油井管及びラインパイプ用高耐食Ｔｉ含有合金Info
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- JPH02185943A JPH02185943A JP447489A JP447489A JPH02185943A JP H02185943 A JPH02185943 A JP H02185943A JP 447489 A JP447489 A JP 447489A JP 447489 A JP447489 A JP 447489A JP H02185943 A JPH02185943 A JP H02185943A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は油井管、ラインパイプに使用される高耐食合金
として優れた熱間加工性を有するＴｉ含有合金に関する
ものである。
として優れた熱間加工性を有するＴｉ含有合金に関する
ものである。
［従来の技術］
近年、硫化水素、二酸化炭素を含む油田の開発が盛んに
行われるようになったことに伴い、硫化水素、二酸化炭
素を含む環境での応力腐食割れ抵抗の高い合金を油井管
、ラインパイプとして使用することへの要求が高まって
きている。以上の要求に対してＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏを主成
分とするオーステナイト合金が種々検討されているが、
これらの合金では熱間加工ま＼では油井管、ラインパイ
プとじての所望の強度が得られないため、２，３０強化
手段も併せて合金開発において検討されている。
行われるようになったことに伴い、硫化水素、二酸化炭
素を含む環境での応力腐食割れ抵抗の高い合金を油井管
、ラインパイプとして使用することへの要求が高まって
きている。以上の要求に対してＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏを主成
分とするオーステナイト合金が種々検討されているが、
これらの合金では熱間加工ま＼では油井管、ラインパイ
プとじての所望の強度が得られないため、２，３０強化
手段も併せて合金開発において検討されている。
従来、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金を強化するために、（］）
冷間加工による転位導入により強化する方法、（２）Ｉ
Ｖ 、 Ｔ ｉを添加し熱処理によりＮｉ３（八１．
Ｔｊ）からなるＴ・相を析出させ強化する方法、が一般
に知られている。しかし、（１）冷間加工による強化で
は、加工条件による強度のバラツキが大きく所定の強度
を均一に出すことにおいて多くの工業的問題が生じる。
冷間加工による転位導入により強化する方法、（２）Ｉ
Ｖ 、 Ｔ ｉを添加し熱処理によりＮｉ３（八１．
Ｔｊ）からなるＴ・相を析出させ強化する方法、が一般
に知られている。しかし、（１）冷間加工による強化で
は、加工条件による強度のバラツキが大きく所定の強度
を均一に出すことにおいて多くの工業的問題が生じる。
（２）Ｎｉｚ（Ａ／、 Ｔｉ）による析出強化では、時
効析出温度を適正に設定することにより冷間加工による
よりも精度良く強度を調整することが可能であるため、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金の強化手段としてよく用いられて
いる。またＴｉは合金中で固溶Ｃと結合し易いので溶接
時におけるＣｒ炭化物の生成による耐食性の低下すなわ
ち鋭敏化を防止する安定化元素としての効果も併せて期
待できる。
効析出温度を適正に設定することにより冷間加工による
よりも精度良く強度を調整することが可能であるため、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金の強化手段としてよく用いられて
いる。またＴｉは合金中で固溶Ｃと結合し易いので溶接
時におけるＣｒ炭化物の生成による耐食性の低下すなわ
ち鋭敏化を防止する安定化元素としての効果も併せて期
待できる。
かような観点からＴｉを含有するＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ高耐
食合金が種々開発されてきた。
食合金が種々開発されてきた。
しかし、これらのＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金は熱間加工温度
域での変形抵抗がＶ通鋼鋼材及び汎用されているオース
テナイト系ステンレス鋼である５ＵＳ３０４に比べて極
めて大きく一般に熱間加工が困難である。
域での変形抵抗がＶ通鋼鋼材及び汎用されているオース
テナイト系ステンレス鋼である５ＵＳ３０４に比べて極
めて大きく一般に熱間加工が困難である。
そこで出来るだけ変形抵抗の低い高温での加工が望まれ
るがこれらの高合金はＮｉ、 Ｃｒ、 Ｍｏの添加によ
り融点が低下するため自ずと加工上限温度が普通鋼、５
ＵＳ３０４よりもより低温に制限される。またＳ、
Ｐ等の不純物元素が粒界に偏析すれば粒界が脆化して融
点近傍のみならず熱間加工温度域全体で加工性が急激に
低下する。これらに加えてＴｊを含有することにより低
融点の金属間化合物が形成され、この化合物が溶融して
液膜脆化を起こすことにより加工上限温度はさらに低温
側に制限されてしまう。
るがこれらの高合金はＮｉ、 Ｃｒ、 Ｍｏの添加によ
り融点が低下するため自ずと加工上限温度が普通鋼、５
ＵＳ３０４よりもより低温に制限される。またＳ、
Ｐ等の不純物元素が粒界に偏析すれば粒界が脆化して融
点近傍のみならず熱間加工温度域全体で加工性が急激に
低下する。これらに加えてＴｊを含有することにより低
融点の金属間化合物が形成され、この化合物が溶融して
液膜脆化を起こすことにより加工上限温度はさらに低温
側に制限されてしまう。
これに対して従来、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金の熱間加工性
を向上させるために不純物元素であるＳ、Ｐを出来る限
り低減するとともに、Ｃａ、 ＲＥＭを添加することに
より粒界を出来る限り清浄にすることが効果的であると
いうことが明らかにされ（例えば高岡遠離、三佐尾均、
石沢嘉−二鉄と綱、？２（１９８６）。
を向上させるために不純物元素であるＳ、Ｐを出来る限
り低減するとともに、Ｃａ、 ＲＥＭを添加することに
より粒界を出来る限り清浄にすることが効果的であると
いうことが明らかにされ（例えば高岡遠離、三佐尾均、
石沢嘉−二鉄と綱、？２（１９８６）。
５１４５１）多くの合金においてその有効性が認められ
ている。
ている。
［発明が解決しようとする課題Ｊ
本発明においても、Ｓ、Ｐの最大値の規制を行いＣａを
添加することが重要な技術要素となっている。しかし、
Ｔｉを含有する場合これらの方法だけでは上述のＴｉを
含む金属間化合物生成による溶融脆化を回避することは
事実上不可能である。従って、Ｔｉを含有する場合熱間
加工性に自ずと限界があり、例えばシームレス圧延の様
に加工条件が苛酷な手段による熱間加工が極めて困難で
あるという問題が生じていた。すなわち本発明はかよう
なＴｉを含有する合金において優れた熱間加工性が得難
いという従来技術の欠点を解消しようとするものである
。
添加することが重要な技術要素となっている。しかし、
Ｔｉを含有する場合これらの方法だけでは上述のＴｉを
含む金属間化合物生成による溶融脆化を回避することは
事実上不可能である。従って、Ｔｉを含有する場合熱間
加工性に自ずと限界があり、例えばシームレス圧延の様
に加工条件が苛酷な手段による熱間加工が極めて困難で
あるという問題が生じていた。すなわち本発明はかよう
なＴｉを含有する合金において優れた熱間加工性が得難
いという従来技術の欠点を解消しようとするものである
。
［課題を解決するための手段］
本発明ではＴｉ添加量に応じて決まる最大値以下にＳｉ
、 Ｍｎｉを抑えることにより、上述のＴｉを含む金属
間化合物生成を抑制しＴｉ添加に伴う熱間加工性の低下
を防止する。
、 Ｍｎｉを抑えることにより、上述のＴｉを含む金属
間化合物生成を抑制しＴｉ添加に伴う熱間加工性の低下
を防止する。
すなわち、本発明は、
重量％で、
Ｔｉ：０．５〜２％
Ｃ：０．０３％以下
Ｓｉ：０．３５％以下
Ｍｎ：０．４５％以下
Ｐ：０．０１％以下
Ｓ ：０．００１０％以下
Ｎｉ：２５〜６２％
Ｃｒ：２０〜２６％
Ｍｏ：２．５〜９％
へｌ：０．１％以下
Ｃａ ： ０．００１０〜０．０１％
Ｎ：０．０３％以下
を含み、さらにＴｉ量に応じて、
１８０Ｓ＋＋２４Ｔｆ≦７５
２０ Ｍｎ量 ４ Ｔｉ≦１１
ここで、Ｓｉ＋ Ｍｎ量 Ｔｓはそれぞれ重量％で示さ
れる含有量以下にＳｉ、 Ｍｎ量を制限することを特徴
とし、残部が鉄及び不可避的不純物よりなる熱間加工性
に優れた油井管及びラインパイプ層高耐食Ｔｉ含有Ｎｉ
である。
れる含有量以下にＳｉ、 Ｍｎ量を制限することを特徴
とし、残部が鉄及び不可避的不純物よりなる熱間加工性
に優れた油井管及びラインパイプ層高耐食Ｔｉ含有Ｎｉ
である。
［作用］
Ｔｉを含有しかつ優れた熱間加工性を得るにはＳ。
Ｐを出来る限り低減するとともにＣａを添加して粒界に
Ｓが偏析することを防止することに加えてＴｉを含む低
融点化合物を低減することが効果的である。
Ｓが偏析することを防止することに加えてＴｉを含む低
融点化合物を低減することが効果的である。
本発明者らは種々の成分を組合せ熱間加工性に優れたＴ
ｉ含有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金の検討を行った結果、Ｓ、
Ｐ含有量の低減、Ｃａ添加に加え、０．５〜２％のＴｉ
添加量に応じて １８０Ｓｉ＋２４Ｔｉ≦７５ ２０Ｍｎ＋４７ｉ≦１１ とＳｉ、 Ｍ４を規制することによりＴｉを含む金属間
化合物の生成が抑制され熱間加工性が著しく向上するこ
とを見い出した。すなわち本発明は粒界での偏析を防止
することと金属間化合物の生成を抑制することを骨子と
する熱間加工性に優れた油井管、ラインパイプ用高耐食
Ｔｉ含有合金である。
ｉ含有Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金の検討を行った結果、Ｓ、
Ｐ含有量の低減、Ｃａ添加に加え、０．５〜２％のＴｉ
添加量に応じて １８０Ｓｉ＋２４Ｔｉ≦７５ ２０Ｍｎ＋４７ｉ≦１１ とＳｉ、 Ｍ４を規制することによりＴｉを含む金属間
化合物の生成が抑制され熱間加工性が著しく向上するこ
とを見い出した。すなわち本発明は粒界での偏析を防止
することと金属間化合物の生成を抑制することを骨子と
する熱間加工性に優れた油井管、ラインパイプ用高耐食
Ｔｉ含有合金である。
次に本発明における成分の限定理由について述べる。
Ｔｉは析出強化及びＣ安定化のために必要な量０．５〜
２％を添加する。
２％を添加する。
Ｃは多量に添加した場合、粒界における応力腐食割れ感
受性を増大させる。またラインパイプの溶接時における
鋭敏化を促進する。これらの有害な作用が生じない範囲
として、Ｃは０．０３％以下とする。
受性を増大させる。またラインパイプの溶接時における
鋭敏化を促進する。これらの有害な作用が生じない範囲
として、Ｃは０．０３％以下とする。
Ｓｉは脱酸剤として重要であるが多量に添加すれば熱間
加工性を阻害するため０．３５％以下とする。
加工性を阻害するため０．３５％以下とする。
ただし、後述のようにＳｔの許容添加量はＴｉ含有量に
よって変化する。
よって変化する。
Ｍｎは多量に添加すれば熱間加工性を阻害するため０．
４５％以下とする。Ｍｎも後述の様に許容添加量がＴｉ
含有量によって変化する。
４５％以下とする。Ｍｎも後述の様に許容添加量がＴｉ
含有量によって変化する。
Ｓ、Ｐはいずれも不純物元素であり、多量に存在すれば
熱間加工性を阻害するためそれぞれＳ二０．００１０％
以下、Ｐ：０．０１％以下とする。
熱間加工性を阻害するためそれぞれＳ二０．００１０％
以下、Ｐ：０．０１％以下とする。
Ｎｉ＋ Ｃｒ、 Ｍｏはそれぞれ）ＬｚＳ−Ｃｏｗ−Ｉ
Ｊ−環境中で優れた応力腐食割れ抵抗を得るためそれぞ
れＮｊ：２５〜６２ ％、Ｃｒ：２０〜２６ ％、Ｍ
ｏ：２．５〜９ ％だけ添加する。
Ｊ−環境中で優れた応力腐食割れ抵抗を得るためそれぞ
れＮｊ：２５〜６２ ％、Ｃｒ：２０〜２６ ％、Ｍ
ｏ：２．５〜９ ％だけ添加する。
ＩＶはＳｔを低減した本発明合金においては重要な脱酸
元素である。またＭは合金の応力腐食割れに悪影響を及
ぼさないので０．１％まで添加する。
元素である。またＭは合金の応力腐食割れに悪影響を及
ぼさないので０．１％まで添加する。
Ｃａは熱間加工性の改善のため添加するが多量に添加す
れば酸化物を形成してかえって合金を汚染するので０．
００１０〜０．０１％の範囲で添加する。
れば酸化物を形成してかえって合金を汚染するので０．
００１０〜０．０１％の範囲で添加する。
Ｎは固溶強化に寄与するがＴｉ含有合金において多量に
添加した場合、ＴｉＮを生成して熱間加工性を低下させ
るため０．０３％以下とするまた本発明においては、Ｔ
ｉを含む金属間化合物の生成を防止するために、Ｔｉ量
に応じてＳｉｌ Ｍｎ１ｌの許容最大値をそれぞれ １８０Ｓｉ＋ ２４Ｔｉ≦７５ ２０ Ｍｎ＋４ ＴｉＳｉ２ と限定する。
添加した場合、ＴｉＮを生成して熱間加工性を低下させ
るため０．０３％以下とするまた本発明においては、Ｔ
ｉを含む金属間化合物の生成を防止するために、Ｔｉ量
に応じてＳｉｌ Ｍｎ１ｌの許容最大値をそれぞれ １８０Ｓｉ＋ ２４Ｔｉ≦７５ ２０ Ｍｎ＋４ ＴｉＳｉ２ と限定する。
［実施例］
第１表に本発明合金及び比較例の化学成分を示す。これ
らの合金はすべて実験室の５０ｋｇ真空溶解炉を用いて
溶製されたものでありｔｌｏＯＸ １ｙ２００ Ｘ１３
００の直方体をなすインゴットに鋳造した。熱間加工性
を評価する試験として、（１）グリ−プル試験（試験法
の詳細は例えば鈴木洋夫、西村哲、山ロ重裕：鉄と鋼、
６５（１９７９）、 ｐ、２０２３参照）（２）熱間圧
延試験を行った。
らの合金はすべて実験室の５０ｋｇ真空溶解炉を用いて
溶製されたものでありｔｌｏＯＸ １ｙ２００ Ｘ１３
００の直方体をなすインゴットに鋳造した。熱間加工性
を評価する試験として、（１）グリ−プル試験（試験法
の詳細は例えば鈴木洋夫、西村哲、山ロ重裕：鉄と鋼、
６５（１９７９）、 ｐ、２０２３参照）（２）熱間圧
延試験を行った。
（リ グリ−プル試験
上記インゴットの上面側より表層から１５ｍｍの位置の
柱状高部より長平方向に径１０＋１１１１の平滑グリ−
プル試験片を作成し、グリ−プル試験機で各試験片を所
定の温度まで加熱後破断するまで引張試験を行い破断時
の絞り（％）を測定した。−船釣な絞りの温度に対する
変化を第１図に模式的に示す。熱間加工性の良好な合金
は高温まで大きな破断絞りを示す。ここでは熱間加工性
を評価する尺度として絞りが６０％まで低下する温度Ｔ
φ６゜を測定しＴφ、。２１１５０°Ｃをもって優れた
熱間加工性を有するとした。
柱状高部より長平方向に径１０＋１１１１の平滑グリ−
プル試験片を作成し、グリ−プル試験機で各試験片を所
定の温度まで加熱後破断するまで引張試験を行い破断時
の絞り（％）を測定した。−船釣な絞りの温度に対する
変化を第１図に模式的に示す。熱間加工性の良好な合金
は高温まで大きな破断絞りを示す。ここでは熱間加工性
を評価する尺度として絞りが６０％まで低下する温度Ｔ
φ６゜を測定しＴφ、。２１１５０°Ｃをもって優れた
熱間加工性を有するとした。
（２）熱間圧延試験
上記グリ−プル試験片を採取後のインゴット（ｔ７５
Ｘ ｗ２００ Ｘ ｌ ３００）を１２５０°Ｃに１時
間加熱後１１００°Ｃ〜１０００°Ｃの温度でｔ１２ま
で熱間圧延を行い、両端部に生じた割れ（耳割れ）の発
生有無により熱間加工性を評価した。
Ｘ ｗ２００ Ｘ ｌ ３００）を１２５０°Ｃに１時
間加熱後１１００°Ｃ〜１０００°Ｃの温度でｔ１２ま
で熱間圧延を行い、両端部に生じた割れ（耳割れ）の発
生有無により熱間加工性を評価した。
第２表に第１表で示した各合金のグリ−プル試験におけ
るＴｏ。及び熱間圧延試験による耳割れ発生状況を示す
。本発明合金■〜■では低Ｓ、低Ｐ、Ｃａ添加及びＴｉ
ｉに応じたＳｉ、 Ｍｎ量の低減によりいずれもＴφ６
゜５１１５０°Ｃで、耳割れも発生せず優れた熱間加工
性を有している。一方、比較例■ではＣａ＠添加でしか
もＰ、Ｓが高いため、■ではＰ、Ｓが高いため、いずれ
もＴφ６゜＜１１５０”ｃで、しかも耳割れが発生して
いる。また比較例■、■では本発明に対してそれぞれＳ
ｉｒ Ｍｎ１ｔが逸脱しているため、圧延による耳割れ
は生じないものの、熱間加工可能温度領域が狭くＴφ６
゜＜１１５０’Ｃとなる。
るＴｏ。及び熱間圧延試験による耳割れ発生状況を示す
。本発明合金■〜■では低Ｓ、低Ｐ、Ｃａ添加及びＴｉ
ｉに応じたＳｉ、 Ｍｎ量の低減によりいずれもＴφ６
゜５１１５０°Ｃで、耳割れも発生せず優れた熱間加工
性を有している。一方、比較例■ではＣａ＠添加でしか
もＰ、Ｓが高いため、■ではＰ、Ｓが高いため、いずれ
もＴφ６゜＜１１５０”ｃで、しかも耳割れが発生して
いる。また比較例■、■では本発明に対してそれぞれＳ
ｉｒ Ｍｎ１ｔが逸脱しているため、圧延による耳割れ
は生じないものの、熱間加工可能温度領域が狭くＴφ６
゜＜１１５０’Ｃとなる。
第
表
加工性の良否が破断絞りが６０％となる温度の高低で評
価できることを示す図である。
価できることを示す図である。
［発明の効果］
本発明により、油井管及びラインパイプとして高い耐食
性を有する高強度でしかも熱間加工性の優れたＴｉ含有
合金が製造できるので工業的効果は甚だ大きい。
性を有する高強度でしかも熱間加工性の優れたＴｉ含有
合金が製造できるので工業的効果は甚だ大きい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量％で、 Ｔｉ：０．５〜２％ Ｃ：０．０３％以下 Ｓｉ：０．３５％以下 Ｍｎ：０．４５％以下 Ｐ：０．０１％以下 Ｓ：０．００１０％以下 Ｎｉ：２５〜６２％ Ｃｒ：２０〜２６％ Ｍｏ：２．５〜９％ Ａｌ：０．１％以下 Ｃａ：０．００１０〜０．０１％ Ｎ：０．０３％以下 を含み、さらにＴｉ量に応じて、 １８０Ｓｉ＋２４Ｔｉ≦７５ ２０Ｍｎ＋４Ｔｉ≦１１ ここで、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉはそれぞれ重量％で示される
含有量以下にＳｉ、Ｍｎ量を制限することを特徴とし、
残部が鉄及び不可避的不純物よりなる熱間加工性に優れ
た油井管及びラインパイプ用高耐食Ｔｉ含有合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP447489A JPH02185943A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 熱間加工性に優れた油井管及びラインパイプ用高耐食Ｔｉ含有合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP447489A JPH02185943A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 熱間加工性に優れた油井管及びラインパイプ用高耐食Ｔｉ含有合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185943A true JPH02185943A (ja) | 1990-07-20 |
| JPH0579740B2 JPH0579740B2 (ja) | 1993-11-04 |
Family
ID=11585113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP447489A Granted JPH02185943A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 熱間加工性に優れた油井管及びラインパイプ用高耐食Ｔｉ含有合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02185943A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017168904A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ合金 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077918A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐食性合金鋼の製造方法 |
| JPS61119641A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性Ｎｉ基合金およびその製造法 |
| JPS63140056A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性析出硬化型Ｎｉ基合金 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP447489A patent/JPH02185943A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6077918A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 耐食性合金鋼の製造方法 |
| JPS61119641A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性Ｎｉ基合金およびその製造法 |
| JPS63140056A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性析出硬化型Ｎｉ基合金 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017168904A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 新日鐵住金株式会社 | Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ合金 |
| JPWO2017168904A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2018-12-27 | 新日鐵住金株式会社 | Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579740B2 (ja) | 1993-11-04 |
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