JPH05271772A - 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法 - Google Patents
耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法Info
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- JPH05271772A JPH05271772A JP32314591A JP32314591A JPH05271772A JP H05271772 A JPH05271772 A JP H05271772A JP 32314591 A JP32314591 A JP 32314591A JP 32314591 A JP32314591 A JP 32314591A JP H05271772 A JPH05271772 A JP H05271772A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐硫化物応力割れ性に優れた高強度の油井用
鋼管を直接焼入れ・焼戻し工程で製造する方法を提供す
る。 【構成】 質量％でＭｎ：０．１〜１．２、Ｍｏ：０．
１〜０．８、Ｎｂ：０．００５〜０．１、その他Ｔｉ，
Ｂ等を必須とし、選択元素としてＣｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｚ
ｒ，Ｃａ，ＲＥＭを含有した鋼片を１１５０℃以上に加
熱後、熱間穿孔連続圧延で粗製管し、Ａｒ1 点を切るこ
となく９００〜１０００℃に再加熱した後、仕上圧延を
施してＡｒ3 以上から焼入れて９０％以上のマルテンサ
イト組織とし、Ａｃ1 点以下の温度で焼戻すことを特徴
とする耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造
法。
鋼管を直接焼入れ・焼戻し工程で製造する方法を提供す
る。 【構成】 質量％でＭｎ：０．１〜１．２、Ｍｏ：０．
１〜０．８、Ｎｂ：０．００５〜０．１、その他Ｔｉ，
Ｂ等を必須とし、選択元素としてＣｒ，Ｖ，Ｃｏ，Ｚ
ｒ，Ｃａ，ＲＥＭを含有した鋼片を１１５０℃以上に加
熱後、熱間穿孔連続圧延で粗製管し、Ａｒ1 点を切るこ
となく９００〜１０００℃に再加熱した後、仕上圧延を
施してＡｒ3 以上から焼入れて９０％以上のマルテンサ
イト組織とし、Ａｃ1 点以下の温度で焼戻すことを特徴
とする耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐硫化物応力割れ性に
優れた油井用鋼管、特に降伏強度が６０kgf/mm2 以上の
油井用鋼管の製造法に関するものである。
優れた油井用鋼管、特に降伏強度が６０kgf/mm2 以上の
油井用鋼管の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管
の製造法としては、例えば特開昭６２−２５３７２０号
公報のように特定化学成分の鋼を焼き入れ・焼き戻しす
る方法が知られている。
の製造法としては、例えば特開昭６２−２５３７２０号
公報のように特定化学成分の鋼を焼き入れ・焼き戻しす
る方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな焼き入れ・焼き戻しによる方法は熱効率が悪く、省
工程の技術的動向に反するだけでなく、焼き入れのため
の加熱により表面性状が劣化するなどの欠点がある。従
来、焼き入れ・焼き戻しが必須とされた理由は耐硫化物
応力割れ性が細粒を要求するのに対し、これまでの熱間
シームレス圧延後の直接焼き入れ処理では細粒オーステ
ナイトが得られず、且つ粒度のばらつきが大きいため耐
硫化物応力割れ性の優れた油井用鋼管が得られないとい
う問題があった。
うな焼き入れ・焼き戻しによる方法は熱効率が悪く、省
工程の技術的動向に反するだけでなく、焼き入れのため
の加熱により表面性状が劣化するなどの欠点がある。従
来、焼き入れ・焼き戻しが必須とされた理由は耐硫化物
応力割れ性が細粒を要求するのに対し、これまでの熱間
シームレス圧延後の直接焼き入れ処理では細粒オーステ
ナイトが得られず、且つ粒度のばらつきが大きいため耐
硫化物応力割れ性の優れた油井用鋼管が得られないとい
う問題があった。
【０００４】本発明は上記問題点を解決するものであっ
て、鋼成分と熱延条件を組み合わせてオーステナイト粒
を比較的細粒化し、得られる粒度で耐硫化物応力割れ性
を高めることにより、高強度で且つ耐硫化物応力割れ性
に優れた油井用鋼管を提供することを目的とする。
て、鋼成分と熱延条件を組み合わせてオーステナイト粒
を比較的細粒化し、得られる粒度で耐硫化物応力割れ性
を高めることにより、高強度で且つ耐硫化物応力割れ性
に優れた油井用鋼管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、多くの実験的検討を行った結果、鋼
成分と熱間圧延条件を調整することによりオーステナイ
ト粒を比較的細粒にすることができ、さらにその粒度で
鋼組織を制御することによって耐硫化物応力割れ性に優
れた低合金鋼の油井用鋼管が製造されることを知見し
た。すなわち、本発明は、この知見に基づいて構成した
ものでその要旨は、質量％にて Ｃ ：０．１０〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０％以下、 Ｍｎ：０．１０〜１．２％、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｍｏ：０．１０〜０．８０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％で且つＴｉ≧３．４Ｎ、 Ｎ ：０．００８％以下、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％ を含有し、必要によっては、 Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｏ：０．０５〜０．５％、 Ｚｒ：０．００１〜０．１％ の１種または２種以上と、さらに必要によっては、 希土類元素：０．００１〜０．０５％、 Ｃａ：０．００１〜０．０２％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１１５０℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延で中空素管に製管して９００℃〜Ａｒ1 点に降下
した該素管を９００〜１０００℃に加熱して、仕上げ温
度がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施し、続
いて該仕上げ鋼管をＡｒ3 点以上の温度から急冷する焼
き入れ処理を施し９０％以上の割合のマルテンサイト組
織とし、しかる後Ａｃ1 点以下の温度で焼き戻し処理を
行う耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法で
ある。
を達成するために、多くの実験的検討を行った結果、鋼
成分と熱間圧延条件を調整することによりオーステナイ
ト粒を比較的細粒にすることができ、さらにその粒度で
鋼組織を制御することによって耐硫化物応力割れ性に優
れた低合金鋼の油井用鋼管が製造されることを知見し
た。すなわち、本発明は、この知見に基づいて構成した
ものでその要旨は、質量％にて Ｃ ：０．１０〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０％以下、 Ｍｎ：０．１０〜１．２％、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｍｏ：０．１０〜０．８０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％で且つＴｉ≧３．４Ｎ、 Ｎ ：０．００８％以下、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％ を含有し、必要によっては、 Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｏ：０．０５〜０．５％、 Ｚｒ：０．００１〜０．１％ の１種または２種以上と、さらに必要によっては、 希土類元素：０．００１〜０．０５％、 Ｃａ：０．００１〜０．０２％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１１５０℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延で中空素管に製管して９００℃〜Ａｒ1 点に降下
した該素管を９００〜１０００℃に加熱して、仕上げ温
度がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施し、続
いて該仕上げ鋼管をＡｒ3 点以上の温度から急冷する焼
き入れ処理を施し９０％以上の割合のマルテンサイト組
織とし、しかる後Ａｃ1 点以下の温度で焼き戻し処理を
行う耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法で
ある。
【０００６】
【作用】以下本発明の製造方法について詳細に説明す
る。先ず、本発明において上記のような鋼成分に限定し
た理由について説明する。Ｃは鋼の強度を高め、焼き入
れ性を増す効果を有する鋼の基本成分であるが、少なす
ぎるとその効果がなく、また多すぎると焼き割れを誘発
する原因となるため０．１〜０．３５％とした。Ｓｉ
は、脱酸剤が残存したものであるが、多すぎると耐硫化
物応力割れ性が低下するため、その上限を０．５０％と
した。Ｍｎは鋼の基本成分としてＳの無害化のために必
須であり、焼き入れ性を高める点では有効な元素である
が、反面Ｍｎ自体は耐硫化物応力割れ性を大幅に低下さ
せるため、その添加量を０．１〜１．２％とした。
る。先ず、本発明において上記のような鋼成分に限定し
た理由について説明する。Ｃは鋼の強度を高め、焼き入
れ性を増す効果を有する鋼の基本成分であるが、少なす
ぎるとその効果がなく、また多すぎると焼き割れを誘発
する原因となるため０．１〜０．３５％とした。Ｓｉ
は、脱酸剤が残存したものであるが、多すぎると耐硫化
物応力割れ性が低下するため、その上限を０．５０％と
した。Ｍｎは鋼の基本成分としてＳの無害化のために必
須であり、焼き入れ性を高める点では有効な元素である
が、反面Ｍｎ自体は耐硫化物応力割れ性を大幅に低下さ
せるため、その添加量を０．１〜１．２％とした。
【０００７】Ｓは、鋼に不可避の不純物であるがＭｎＳ
を形成して耐硫化物応力割れ性に有害であり、０．００
５％以下とした。Ｐは、粒界に偏析して耐硫化物応力割
れ性を大幅に低下させるため、その含有量を０．０１５
％以下とした。
を形成して耐硫化物応力割れ性に有害であり、０．００
５％以下とした。Ｐは、粒界に偏析して耐硫化物応力割
れ性を大幅に低下させるため、その含有量を０．０１５
％以下とした。
【０００８】Ｍｏは、耐硫化物応力割れ性を高める作用
を有し、さらに焼き入れ性を向上させる効果も有する。
０．１％以下では効果がなく、０．８％を超えて添加し
ても効果が飽和するだけでなく、Ｍｏ2 Ｃが析出して靭
性が劣化するため、添加量を０．１〜０．８％とした。
Ａｌは、Ｓｉと同様脱酸剤が残存したものである。多す
ぎると介在物を増加して耐硫化物応力割れ性を劣化させ
るので、その上限を０．１％とした。
を有し、さらに焼き入れ性を向上させる効果も有する。
０．１％以下では効果がなく、０．８％を超えて添加し
ても効果が飽和するだけでなく、Ｍｏ2 Ｃが析出して靭
性が劣化するため、添加量を０．１〜０．８％とした。
Ａｌは、Ｓｉと同様脱酸剤が残存したものである。多す
ぎると介在物を増加して耐硫化物応力割れ性を劣化させ
るので、その上限を０．１％とした。
【０００９】Ｎｂは、本発明の成分の中で最も重要な元
素である。熱間穿孔連続圧延により中空素管を製管した
後９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降下した該素管を９００
〜１０００℃に加熱した場合のオーステナイト粒は、通
常の再加熱温度（最終仕上げ圧延後の焼き入れ温度の確
保のために必要な温度）では異常に粗大化する。Ｎｂ
は、このような圧延履歴を持ったオーステナイト粒の粗
大化を抑制する重要な元素である。少なすぎるとその効
果がなく、また多すぎてもその効果が飽和し、しかも非
常に高価であるので０．００５〜０．１％とした。
素である。熱間穿孔連続圧延により中空素管を製管した
後９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降下した該素管を９００
〜１０００℃に加熱した場合のオーステナイト粒は、通
常の再加熱温度（最終仕上げ圧延後の焼き入れ温度の確
保のために必要な温度）では異常に粗大化する。Ｎｂ
は、このような圧延履歴を持ったオーステナイト粒の粗
大化を抑制する重要な元素である。少なすぎるとその効
果がなく、また多すぎてもその効果が飽和し、しかも非
常に高価であるので０．００５〜０．１％とした。
【００１０】Ｔｉは、鋼から完全には除去できない成分
であるＮをＴｉＮとして固定しＢの焼き入れ性向上効果
を発揮させるために直接焼き入れ工程では必須の元素で
ある。さらにＴｉ酸化物を形成してＰを粒内に存在せし
め、粒界への偏析量を低減する効果も有する。少なすぎ
るとこの効果が発揮されず、またＮ固定のためには原子
モル比で等しい３．４Ｎ以上の添加が必要である。しか
し多すぎると焼き戻し時にＴｉＣが大量に析出して靭性
を著しく阻害するため０．００５〜０．１％で且つＴｉ
≧３．４Ｎとした。Ｎは、鋼に不可避的に含まれるが、
多すぎると結果としてＴｉ添加量が多くなるため最大
０．００８％とした。
であるＮをＴｉＮとして固定しＢの焼き入れ性向上効果
を発揮させるために直接焼き入れ工程では必須の元素で
ある。さらにＴｉ酸化物を形成してＰを粒内に存在せし
め、粒界への偏析量を低減する効果も有する。少なすぎ
るとこの効果が発揮されず、またＮ固定のためには原子
モル比で等しい３．４Ｎ以上の添加が必要である。しか
し多すぎると焼き戻し時にＴｉＣが大量に析出して靭性
を著しく阻害するため０．００５〜０．１％で且つＴｉ
≧３．４Ｎとした。Ｎは、鋼に不可避的に含まれるが、
多すぎると結果としてＴｉ添加量が多くなるため最大
０．００８％とした。
【００１１】Ｂは、微量で焼き入れ性を格段に向上させ
る元素であり、且つ耐硫化物応力割れ性を低下させるこ
とがない。通常Ｍｏを除く焼き入れ性向上元素は一方で
耐硫化物応力割れ性を低下させる作用を有する。従っ
て、焼き入れ後の組織をマルテンサイトにするために極
めて有効で且つ耐硫化物応力割れ性を低下させないＢは
本発明に必須の元素である。少なすぎると効果が十分で
なく、また多すぎるとＢ複合析出物が形成され耐硫化物
応力割れ性を低下させるので、その添加量を０．０００
５〜０．００３０％とした。
る元素であり、且つ耐硫化物応力割れ性を低下させるこ
とがない。通常Ｍｏを除く焼き入れ性向上元素は一方で
耐硫化物応力割れ性を低下させる作用を有する。従っ
て、焼き入れ後の組織をマルテンサイトにするために極
めて有効で且つ耐硫化物応力割れ性を低下させないＢは
本発明に必須の元素である。少なすぎると効果が十分で
なく、また多すぎるとＢ複合析出物が形成され耐硫化物
応力割れ性を低下させるので、その添加量を０．０００
５〜０．００３０％とした。
【００１２】本発明は上記の成分組成の他にＣｒ，Ｖ，
Ｃｏ，Ｚｒ，希土類元素，Ｃａを必要に応じて選択的に
添加する。Ｃｒは、焼き入れ性を向上させマルテンサイ
トを形成させる効果を発するが、反面多量に添加すると
耐硫化物応力割れ性を低下させる。０．１％以下では添
加効果がなく、１．５％を超えて添加すると耐硫化物応
力割れ性の低下が顕著になるのでＣｒ添加量を０．１〜
１．５％とした。Ｖは、強化元素として有効であるが微
量では効果がなく、多量に添加すると靭性を劣化するの
で０．０１〜０．１％の添加量とした。Ｃｏは湿潤硫化
水素環境で鋼表面に堅牢な皮膜形成を行わせ水素侵入量
を低減することで耐硫化物応力割れ性を向上させる効果
を有する。微量では効果が顕著でなく、また多量に添加
しても効果が飽和し高価な元素であることから０．０５
〜０．５％の添加量とした。Ｚｒは、Ｚｒ酸化物を形成
してＰを粒内に存在せしめ、粒界への偏析量を低減する
効果を有する。少なすぎるとこの効果が発揮されず、ま
た多量に添加するとＺｒ酸化物が多量に形成され割れの
起点となることが懸念されるため０．００１〜０．１％
の添加量とした。希土類元素およびＣａは、介在物の形
態を球状化させて無害化する有効な元素である。少なす
ぎるとその効果がなく、また多すぎると介在物を増加し
て耐硫化物応力割れ性を低下させるので各々０．００１
〜０．０５％，０．００１〜０．０２％とした。
Ｃｏ，Ｚｒ，希土類元素，Ｃａを必要に応じて選択的に
添加する。Ｃｒは、焼き入れ性を向上させマルテンサイ
トを形成させる効果を発するが、反面多量に添加すると
耐硫化物応力割れ性を低下させる。０．１％以下では添
加効果がなく、１．５％を超えて添加すると耐硫化物応
力割れ性の低下が顕著になるのでＣｒ添加量を０．１〜
１．５％とした。Ｖは、強化元素として有効であるが微
量では効果がなく、多量に添加すると靭性を劣化するの
で０．０１〜０．１％の添加量とした。Ｃｏは湿潤硫化
水素環境で鋼表面に堅牢な皮膜形成を行わせ水素侵入量
を低減することで耐硫化物応力割れ性を向上させる効果
を有する。微量では効果が顕著でなく、また多量に添加
しても効果が飽和し高価な元素であることから０．０５
〜０．５％の添加量とした。Ｚｒは、Ｚｒ酸化物を形成
してＰを粒内に存在せしめ、粒界への偏析量を低減する
効果を有する。少なすぎるとこの効果が発揮されず、ま
た多量に添加するとＺｒ酸化物が多量に形成され割れの
起点となることが懸念されるため０．００１〜０．１％
の添加量とした。希土類元素およびＣａは、介在物の形
態を球状化させて無害化する有効な元素である。少なす
ぎるとその効果がなく、また多すぎると介在物を増加し
て耐硫化物応力割れ性を低下させるので各々０．００１
〜０．０５％，０．００１〜０．０２％とした。
【００１３】次に熱間穿孔連続圧延の圧延条件について
説明する。上記のような成分組成の鋼は転炉、電気炉等
の溶解炉であるいはさらに真空脱ガス処理を経て溶製さ
れ、連続鋳造法または造塊分塊法で鋼片を製造する。鋼
片は、直ちにあるいは一旦冷却された後１１５０℃以上
の温度に加熱する。加熱温度は殆どの成分とりわけＮｂ
を固溶させるために十分高くしておかねばならない。１
１５０℃以上ではほぼ固溶し、また熱間加工上問題が生
じないのでその加熱温度は１１５０℃以上とした。
説明する。上記のような成分組成の鋼は転炉、電気炉等
の溶解炉であるいはさらに真空脱ガス処理を経て溶製さ
れ、連続鋳造法または造塊分塊法で鋼片を製造する。鋼
片は、直ちにあるいは一旦冷却された後１１５０℃以上
の温度に加熱する。加熱温度は殆どの成分とりわけＮｂ
を固溶させるために十分高くしておかねばならない。１
１５０℃以上ではほぼ固溶し、また熱間加工上問題が生
じないのでその加熱温度は１１５０℃以上とした。
【００１４】高温度に加熱された鋼片は熱間穿孔連続圧
延機に搬送され、目的の外径、肉厚に圧延されて中空素
管に粗成形する。その後９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降
下した該素管は９００〜１０００℃に加熱して仕上げ温
度がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施して得
られた仕上げ鋼管を、Ａｒ3 点以上の温度から急冷する
焼き入れ処理を施す。図１はこの圧延で製造された鋼管
の直接焼き入れ処理後のオーステナイト粒度におよぼす
Ｎｂの影響を示したものである。すなわち直接焼き入れ
後のオーステナイト粒度は、Ｎｂが添加されないか、添
加量０．００５％未満では著しく粗大化し、ＡＳＴＭ
No．１程度となるが、０．００５％を超えて添加すると
ＡＳＴＭ No．６〜７となる。従ってオーステナイト粒
の粗大化を防止するにはＮｂが０．００５〜０．１％必
要である。このようなＮｂの影響については、本発明者
らは次のように推測している。すなわちＮｂが添加され
ないか、０．００５％以下の添加では、熱間穿孔連続圧
延工程の後段で該素管が９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降
下し、その後Ａｃ3 点以上の温度に加熱される場合、熱
管穿孔連続圧延工程での最終過程が比較的低温で小圧下
のもとでは、再加熱過程で、オーステナイト粒間の歪み
の不均一から粒界移動が起こり、いわゆる異常粒成長と
なる。Ｎｂの０．００５％以上の添加は、このような圧
延履歴を持ったオーステナイト粒の成長粗大化を抑制す
る重要な働きをする。すなわち、Ｎｂは再熱過程の前に
および再熱過程でＮｂ（ＣＮ）として析出しオーステナ
イト粒の粗大化を抑制する重要な効果を発揮している。
延機に搬送され、目的の外径、肉厚に圧延されて中空素
管に粗成形する。その後９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降
下した該素管は９００〜１０００℃に加熱して仕上げ温
度がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施して得
られた仕上げ鋼管を、Ａｒ3 点以上の温度から急冷する
焼き入れ処理を施す。図１はこの圧延で製造された鋼管
の直接焼き入れ処理後のオーステナイト粒度におよぼす
Ｎｂの影響を示したものである。すなわち直接焼き入れ
後のオーステナイト粒度は、Ｎｂが添加されないか、添
加量０．００５％未満では著しく粗大化し、ＡＳＴＭ
No．１程度となるが、０．００５％を超えて添加すると
ＡＳＴＭ No．６〜７となる。従ってオーステナイト粒
の粗大化を防止するにはＮｂが０．００５〜０．１％必
要である。このようなＮｂの影響については、本発明者
らは次のように推測している。すなわちＮｂが添加され
ないか、０．００５％以下の添加では、熱間穿孔連続圧
延工程の後段で該素管が９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降
下し、その後Ａｃ3 点以上の温度に加熱される場合、熱
管穿孔連続圧延工程での最終過程が比較的低温で小圧下
のもとでは、再加熱過程で、オーステナイト粒間の歪み
の不均一から粒界移動が起こり、いわゆる異常粒成長と
なる。Ｎｂの０．００５％以上の添加は、このような圧
延履歴を持ったオーステナイト粒の成長粗大化を抑制す
る重要な働きをする。すなわち、Ｎｂは再熱過程の前に
および再熱過程でＮｂ（ＣＮ）として析出しオーステナ
イト粒の粗大化を抑制する重要な効果を発揮している。
【００１５】さらに図２に示すようにオーステナイト粒
度が６番以上であれば耐硫化物応力割れ性は高い水準に
なる。このような９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降下した
中空素管を９００〜１０００℃に加熱するのは、９００
℃以下では熱間最終仕上げ圧延後の焼き入れ温度が確保
できず、また１０００℃以上では場合によっては粒成長
を起こすこともあるので９００〜１０００℃の温度に限
定した。
度が６番以上であれば耐硫化物応力割れ性は高い水準に
なる。このような９００℃〜Ａｒ1 点の温度に降下した
中空素管を９００〜１０００℃に加熱するのは、９００
℃以下では熱間最終仕上げ圧延後の焼き入れ温度が確保
できず、また１０００℃以上では場合によっては粒成長
を起こすこともあるので９００〜１０００℃の温度に限
定した。
【００１６】焼き入れ後マルテンサイト組織にするため
には焼き入れ開始温度をＡｒ3 点以上とする必要があ
り、仕上げ圧延温度が低くなるとこの条件が満足できな
いのでＡｒ3 点＋５０℃とした。仕上げ圧延は通常、鋼
管の寸法を調整するために行うのであり、特に方法は特
定しないが、この工程で再加熱中に形成されたスケール
が除去され、焼き戻し工程では殆どスケールが形成され
ないので、通常の再加熱焼き入れ法と比較して良好な表
面肌の鋼管が得られることも本法の利点である。
には焼き入れ開始温度をＡｒ3 点以上とする必要があ
り、仕上げ圧延温度が低くなるとこの条件が満足できな
いのでＡｒ3 点＋５０℃とした。仕上げ圧延は通常、鋼
管の寸法を調整するために行うのであり、特に方法は特
定しないが、この工程で再加熱中に形成されたスケール
が除去され、焼き戻し工程では殆どスケールが形成され
ないので、通常の再加熱焼き入れ法と比較して良好な表
面肌の鋼管が得られることも本法の利点である。
【００１７】さらに、本発明において焼き入れ後の鋼組
織を９０％以上のマルテンサイトにする必要がある。耐
硫化物応力割れ性に最も大きな影響をおよぼす要因は組
織であり、本発明の重要な要件の１つである。図３は耐
硫化物応力割れ性とマルテンサイト率の関係を示すが、
マルテンサイト率が９０％より低くなると耐硫化物応力
割れ性が急激に低下する。一方強度も急に低下する。従
って、焼き入れ後の組織を９０％以上のマルテンサイト
と限定した。なおマルテンサイト率はＣ量と硬さから知
ることができる。一般に、マルテンサイトにするために
は焼き入れ時の冷却速度を早くするか、鋼の焼き入れ性
を高める必要がある。通常、焼き入れ装置の冷却能と鋼
管の肉厚で決まる冷却速度を前提として鋼の焼き入れ性
を高めてマルテンサイトを得る必要がある。鋼組成の限
定理由の項で述べたようにＭｏとＣ以外の焼き入れ性を
高めるＭｎ，Ｃｒといった元素は耐硫化物応力割れ性を
低下させるのでＴｉ添加でＮを固定し、Ｂを添加してＭ
ｎ量を低減することが肝要である。
織を９０％以上のマルテンサイトにする必要がある。耐
硫化物応力割れ性に最も大きな影響をおよぼす要因は組
織であり、本発明の重要な要件の１つである。図３は耐
硫化物応力割れ性とマルテンサイト率の関係を示すが、
マルテンサイト率が９０％より低くなると耐硫化物応力
割れ性が急激に低下する。一方強度も急に低下する。従
って、焼き入れ後の組織を９０％以上のマルテンサイト
と限定した。なおマルテンサイト率はＣ量と硬さから知
ることができる。一般に、マルテンサイトにするために
は焼き入れ時の冷却速度を早くするか、鋼の焼き入れ性
を高める必要がある。通常、焼き入れ装置の冷却能と鋼
管の肉厚で決まる冷却速度を前提として鋼の焼き入れ性
を高めてマルテンサイトを得る必要がある。鋼組成の限
定理由の項で述べたようにＭｏとＣ以外の焼き入れ性を
高めるＭｎ，Ｃｒといった元素は耐硫化物応力割れ性を
低下させるのでＴｉ添加でＮを固定し、Ｂを添加してＭ
ｎ量を低減することが肝要である。
【００１８】焼き入れ処理が終了した後、所望の強度に
調整するために焼き戻しを行う。Ａｃ1 点を超えると再
オーステナイト化した部分が低温変態生成物となり耐硫
化物応力割れ性を低下させるので焼き戻し温度はＡｃ1
点以下とした。
調整するために焼き戻しを行う。Ａｃ1 点を超えると再
オーステナイト化した部分が低温変態生成物となり耐硫
化物応力割れ性を低下させるので焼き戻し温度はＡｃ1
点以下とした。
【００１９】以上の製造条件で得られる油井用鋼管は高
強度で且つ耐硫化物応力割れ性に優れており且つ安価で
あり、過酷な条件下での油井開発に大いに役立つことが
できる。
強度で且つ耐硫化物応力割れ性に優れており且つ安価で
あり、過酷な条件下での油井開発に大いに役立つことが
できる。
【００２０】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。転炉
で溶製し連続鋳造を経て製造された鋼片を熱間穿孔連続
圧延後再加熱し、その後熱間最終仕上げ圧延を行って直
接焼き入れ、焼き戻しを行って鋼管を製造し、耐硫化物
応力割れ性を評価した。耐硫化物応力割れ性はＮＡＣＥ
ＴＭ０１７７−９０Ａに準拠した定荷重試験を行い、
７２０時間の試験時間内に破断しない最大応力を求め、
これを材料の降伏強度で徐した値、Ｒｓ値で表示した。
表１に使用した鋼の化学成分を、表２に製造条件と降伏
強度およびＲｓ値を示す。表２の結果より、本発明によ
って製造された油井用鋼管のＲｓは比較法では０．３〜
０．７と低下しているのに対し、０．８以上で耐硫化物
応力割れ性が極めて優れていることがわかる。
で溶製し連続鋳造を経て製造された鋼片を熱間穿孔連続
圧延後再加熱し、その後熱間最終仕上げ圧延を行って直
接焼き入れ、焼き戻しを行って鋼管を製造し、耐硫化物
応力割れ性を評価した。耐硫化物応力割れ性はＮＡＣＥ
ＴＭ０１７７−９０Ａに準拠した定荷重試験を行い、
７２０時間の試験時間内に破断しない最大応力を求め、
これを材料の降伏強度で徐した値、Ｒｓ値で表示した。
表１に使用した鋼の化学成分を、表２に製造条件と降伏
強度およびＲｓ値を示す。表２の結果より、本発明によ
って製造された油井用鋼管のＲｓは比較法では０．３〜
０．７と低下しているのに対し、０．８以上で耐硫化物
応力割れ性が極めて優れていることがわかる。
【００２１】
【表１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、鋼成分を
特定し、熱間圧延条件を調整して、鋼組織を改善するこ
とにより、高強度で、しかも、硫化物腐食割れ抵抗の優
れた油井用鋼管を製造することができる。
特定し、熱間圧延条件を調整して、鋼組織を改善するこ
とにより、高強度で、しかも、硫化物腐食割れ抵抗の優
れた油井用鋼管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎｂ添加量とオーステナイト粒度との関係を示
す図。
す図。
【図２】オーステナイト粒度と耐硫化物応力腐食割れ性
との関係を示す図。
との関係を示す図。
【図３】マルテンサイト割合と耐硫化物応力腐食割れ性
との関係を示す図。
との関係を示す図。
Claims (4)
- 【請求項１】 質量％で Ｃ ：０．１０〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０％以下、 Ｍｎ：０．１０〜１．２％、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｍｏ：０．１０〜０．８０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％で且つＴｉ≧３．４Ｎ、 Ｎ ：０．００８％以下、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％ を含有して残部が実質的にＦｅからなる鋼片を１１５０
℃以上に加熱した後、熱間穿孔連続圧延で中空素管に製
管して９００℃〜Ａｒ1 点に降下した該素管を、９００
〜１０００℃に加熱し、仕上げ温度がＡｒ3 点＋５０℃
以上で熱間仕上げ圧延を施し、続いて該仕上げ鋼管をＡ
ｒ3 点以上の温度から急冷する焼き入れ処理を施して９
０％以上の割合のマルテンサイト組織とし、しかる後Ａ
ｃ1 点以下の温度で焼き戻し処理を行うことを特徴とす
る耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法。 - 【請求項２】 質量％で Ｃ ：０．１０〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０％以下、 Ｍｎ：０．１０〜１．２％、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｍｏ：０．１０〜０．８０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％で且つＴｉ≧３．４Ｎ、 Ｎ ：０．００８％以下、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％ を含有し、さらに Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｏ：０．０５〜０．５％、 Ｚｒ：０．００１〜０．１％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１１５０℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延で中空素管に製管して９００℃〜Ａｒ1 点に降下
した該素管を９００〜１０００℃に加熱し、仕上げ温度
がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施し、続い
て該仕上げ鋼管をＡｒ3 点以上の温度から急冷する焼き
入れ処理を施して９０％以上の割合のマルテンサイト組
織とし、しかる後Ａｃ1 点以下の温度で焼き戻し処理を
行うことを特徴とする耐硫化物応力割れ性に優れた油井
用鋼管の製造法。 - 【請求項３】 質量％で Ｃ ：０．１０〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０％以下、 Ｍｎ：０．１０〜１．２％、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｍｏ：０．１０〜０．８０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％で且つＴｉ≧３．４Ｎ、 Ｎ ：０．００８％以下、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％ を含有し、さらに 希土類元素：０．００１〜０．０５％、 Ｃａ：０．００１〜０．０２％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１１５０℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延で中空素管に製管して９００℃〜Ａｒ1 点に降下
した該素管を９００〜１０００℃に加熱して、仕上げ温
度がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施し、続
いて該仕上げ鋼管をＡｒ3 点以上の温度から急冷する焼
き入れ処理を施して９０％以上の割合のマルテンサイト
組織とし、しかる後Ａｃ1 点以下の温度で焼き戻し処理
を行うことを特徴とする耐硫化物応力割れ性に優れた油
井用鋼管の製造法。 - 【請求項４】 質量％で Ｃ ：０．１０〜０．３５％、 Ｓｉ：０．５０％以下、 Ｍｎ：０．１０〜１．２％、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０１５％以下、 Ｍｏ：０．１０〜０．８０％、 Ａｌ：０．１％以下、 Ｎｂ：０．００５〜０．１％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％で且つＴｉ≧３．４Ｎ、 Ｎ ：０．００８％以下、 Ｂ ：０．０００５〜０．００３０％ を含有し、さらに Ｃｒ：０．１〜１．５％、 Ｖ ：０．０１〜０．１％、 Ｃｏ：０．０５〜０．５％、 Ｚｒ：０．００１〜０．１％ の１種または２種以上と、 希土類元素：０．００１〜０．０５％、 Ｃａ：０．００１〜０．０２％ の１種または２種以上を含有して残部が実質的にＦｅか
らなる鋼片を１１５０℃以上に加熱した後、熱間穿孔連
続圧延で中空素管に製管して９００℃〜Ａｒ1 点に降下
した該素管を９００〜１０００℃に加熱して、仕上げ温
度がＡｒ3 点＋５０℃以上で熱間仕上げ圧延を施し、続
いて該仕上げ鋼管をＡｒ3 点以上の温度から急冷する焼
き入れ処理を施して９０％以上の割合のマルテンサイト
組織とし、しかる後Ａｃ1 点以下の温度で焼き戻し処理
を行うことを特徴とする耐硫化物応力割れ性に優れた油
井用鋼管の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323145A JP2579094B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3323145A JP2579094B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271772A true JPH05271772A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2579094B2 JP2579094B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=18151587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3323145A Expired - Fee Related JP2579094B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 耐硫化物応力割れ性に優れた油井用鋼管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579094B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5938865A (en) * | 1995-05-15 | 1999-08-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltc. | Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance |
| WO2000068450A1 (fr) * | 1999-05-06 | 2000-11-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Produit en acier pour puits de petrole, dote d'une grande solidite et d'une excellente resistance a la corrosion fissurante provoquee par l'hydrogene sulfure |
| US6958099B2 (en) | 2001-08-02 | 2005-10-25 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | High toughness steel material and method of producing steel pipes using same |
| WO2006132441A1 (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Nippon Steel Corporation | 拡管後の靭性に優れたエクスパンダブルチューブラ用油井管およびその製造方法 |
| JP2010070789A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Nippon Steel Corp | 疲労特性と曲げ成形性に優れた機械構造鋼管とその製造方法 |
| US8250994B2 (en) | 2008-01-09 | 2012-08-28 | Kazo Shirasaki | Collapsible material, placement rack, incineration method, lost-wax mold, and mold collapsing method |
| US8361256B2 (en) | 2005-07-25 | 2013-01-29 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for producing seamless steel pipe |
| US9017494B2 (en) | 2004-01-30 | 2015-04-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for producing seamless steel pipe for oil wells excellent in sulfide stress cracking resistance |
| KR101714913B1 (ko) * | 2015-11-04 | 2017-03-10 | 주식회사 포스코 | 수소유기균열 및 황화물 응력 균열 저항성이 우수한 유정용 열연강판 및 이의 제조방법 |
| CN116904859A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-10-20 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种石油油井用钢管及其制备方法 |
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-
1991
- 1991-12-06 JP JP3323145A patent/JP2579094B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN116904859B (zh) * | 2023-07-24 | 2024-05-14 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种石油油井用钢管及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2579094B2 (ja) | 1997-02-05 |
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