JPH06128627A - 耐蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
耐蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPH06128627A JPH06128627A JP27462392A JP27462392A JPH06128627A JP H06128627 A JPH06128627 A JP H06128627A JP 27462392 A JP27462392 A JP 27462392A JP 27462392 A JP27462392 A JP 27462392A JP H06128627 A JPH06128627 A JP H06128627A
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- corrosion resistance
- steel
- stainless steel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 靭性および耐ＣＯ2 腐食性の優れた低Ｃ−１
３％Ｃｒ系マルテンサイトステンレス鋼の製造を可能に
する。 【構成】 低Ｃ−１３％Ｃｒ系マルテンサイトステンレ
ス鋼を８００℃以上９００℃以下の温度域で焼準処理を
行う。
３％Ｃｒ系マルテンサイトステンレス鋼の製造を可能に
する。 【構成】 低Ｃ−１３％Ｃｒ系マルテンサイトステンレ
ス鋼を８００℃以上９００℃以下の温度域で焼準処理を
行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐ＣＯ2 腐食性および
靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
に関する。
靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油或いは天然ガスを採取するための井
戸の環境は、近年、益々苛酷なものとなってきている。
採掘深さの増大に加え、湿潤な炭酸ガス（ＣＯ2 ）や硫
化水素（Ｈ2 Ｓ）、塩素イオン（Ｃｌ- ）等腐食性の成
分を含む井戸も多くなってきている。こうした環境の下
では、炭素鋼や低合金鋼は著しく腐食する。
戸の環境は、近年、益々苛酷なものとなってきている。
採掘深さの増大に加え、湿潤な炭酸ガス（ＣＯ2 ）や硫
化水素（Ｈ2 Ｓ）、塩素イオン（Ｃｌ- ）等腐食性の成
分を含む井戸も多くなってきている。こうした環境の下
では、炭素鋼や低合金鋼は著しく腐食する。
【０００３】炭酸ガスを多く含む油井環境において使用
する合金鋼として比較的安価なものでは、ＡＩＳＩ４２
０鋼のように、Ｃを０．２％および１２〜１３％のＣｒ
を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼がある。しか
しながら、このようなマルテンサイト系ステンレス鋼で
あっても、炭酸ガスを多く含む油井環境の温度が１２０
℃以上になると、腐食が進行する。従って、１２０℃以
上の炭酸ガスを多く含む油井環境においては、２２〜２
５％のＣｒを含有する２相系ステンレス鋼が使用され
る。しかし、炭酸ガスを多く含む油井環境において使用
する合金鋼としては、２２〜２５％のＣｒを含有する２
相系ステンレス鋼は高価過ぎる。
する合金鋼として比較的安価なものでは、ＡＩＳＩ４２
０鋼のように、Ｃを０．２％および１２〜１３％のＣｒ
を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼がある。しか
しながら、このようなマルテンサイト系ステンレス鋼で
あっても、炭酸ガスを多く含む油井環境の温度が１２０
℃以上になると、腐食が進行する。従って、１２０℃以
上の炭酸ガスを多く含む油井環境においては、２２〜２
５％のＣｒを含有する２相系ステンレス鋼が使用され
る。しかし、炭酸ガスを多く含む油井環境において使用
する合金鋼としては、２２〜２５％のＣｒを含有する２
相系ステンレス鋼は高価過ぎる。
【０００４】そこで、ＡＩＳＩ４２０鋼と２２〜２５％
のＣｒを含有する２相系ステンレス鋼の中間の使用性能
即ち、１２０〜１８０℃の炭酸ガスを多く含む油井環境
における使用に耐える耐蝕性と価格を有するグレードの
鋼の開発が望まれていた。また、寒冷地等で油井管或い
はライン・パイプとして用いられる鋼は、耐蝕性のみな
らず低温靭性にも優れていることが要求される。
のＣｒを含有する２相系ステンレス鋼の中間の使用性能
即ち、１２０〜１８０℃の炭酸ガスを多く含む油井環境
における使用に耐える耐蝕性と価格を有するグレードの
鋼の開発が望まれていた。また、寒冷地等で油井管或い
はライン・パイプとして用いられる鋼は、耐蝕性のみな
らず低温靭性にも優れていることが要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、寒冷地で１
２０〜１８０℃の炭酸ガスを多く含む石油や天然ガスを
取扱流体とする油井管或いはライン・パイプとして用い
られる、低温靭性および耐蝕性に優れた低Ｃ−１３％Ｃ
ｒマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。
２０〜１８０℃の炭酸ガスを多く含む石油や天然ガスを
取扱流体とする油井管或いはライン・パイプとして用い
られる、低温靭性および耐蝕性に優れた低Ｃ−１３％Ｃ
ｒマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の特徴とするところは、重量で、Ｃ ≦０．１
％、 Ｓｉ≦１％、Ｍｎ≦２％、
Ｐ ≦０．０２５％、Ｓ ≦０．０１５
％、 Ｃｒ：８〜１６％、Ｎｉ≦４％、
Ｃｕ：１〜５％、Ａｌ：０．００５〜
０．２％、 Ｎ ≦０．１％を含有し、残部：Ｆｅお
よび不可避的不純物からなる鋼を、８００℃以上、９０
０℃以下の温度域で焼準処理を施すことを特徴とする耐
蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼
の製造方法にある。
に本発明の特徴とするところは、重量で、Ｃ ≦０．１
％、 Ｓｉ≦１％、Ｍｎ≦２％、
Ｐ ≦０．０２５％、Ｓ ≦０．０１５
％、 Ｃｒ：８〜１６％、Ｎｉ≦４％、
Ｃｕ：１〜５％、Ａｌ：０．００５〜
０．２％、 Ｎ ≦０．１％を含有し、残部：Ｆｅお
よび不可避的不純物からなる鋼を、８００℃以上、９０
０℃以下の温度域で焼準処理を施すことを特徴とする耐
蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼
の製造方法にある。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。発明者等
は、従来技術における問題を解決すべく多くの実験を伴
う研究を重ねた結果、低Ｃ−１３％Ｃｒ鋼を８００〜９
００℃の温度域で焼準処理を施すことによって、靭性を
良好ならしめるとともに耐炭酸ガス腐食性も向上せしめ
得ることを見出した。
は、従来技術における問題を解決すべく多くの実験を伴
う研究を重ねた結果、低Ｃ−１３％Ｃｒ鋼を８００〜９
００℃の温度域で焼準処理を施すことによって、靭性を
良好ならしめるとともに耐炭酸ガス腐食性も向上せしめ
得ることを見出した。
【０００８】低Ｃ−１３％Ｃｒ鋼を８００〜９００℃の
温度域で焼準処理を施すことによって、靭性を良好なら
しめるとともに耐炭酸ガス腐食性も向上せしめ得る理由
について、発明者等は次のように推測している。即ち、
一般に、鋼は結晶粒が微細になると、靭性が良好とな
る。而して、鋼の組織を微細にするには、高温で溶体化
処理を施すよりも低温で溶体化処理した方が結晶粒が微
細になる。このように、低温で溶体化処理を施すと結晶
粒が微細となるために、鋼の靭性が向上する。また、低
温で溶体化処理を施すことによって、炭化物がマトリッ
クス中に固溶しないと考えられるが、低Ｃであるため
に、従来の高温で焼準したものと同等の組織、硬度を有
しており従って、耐蝕性の点でも全く問題がない。
温度域で焼準処理を施すことによって、靭性を良好なら
しめるとともに耐炭酸ガス腐食性も向上せしめ得る理由
について、発明者等は次のように推測している。即ち、
一般に、鋼は結晶粒が微細になると、靭性が良好とな
る。而して、鋼の組織を微細にするには、高温で溶体化
処理を施すよりも低温で溶体化処理した方が結晶粒が微
細になる。このように、低温で溶体化処理を施すと結晶
粒が微細となるために、鋼の靭性が向上する。また、低
温で溶体化処理を施すことによって、炭化物がマトリッ
クス中に固溶しないと考えられるが、低Ｃであるため
に、従来の高温で焼準したものと同等の組織、硬度を有
しており従って、耐蝕性の点でも全く問題がない。
【０００９】次に成分の限定範囲について以下に説明す
る。 Ｃ：Ｃ量が多いとＣｒ炭化物が多く存在し、耐蝕性が劣
化するので上限含有量は０．１％とすべきである。 Ｓｉ：脱酸のため必要な元素であるが、１％を超えて添
加すると衝撃靭性を低下させることから、上限含有量は
１％とする。 Ｍｎ：脱酸および強度確保のために有効な元素である
が、２％を超えて添加するとその効果は飽和するので、
上限含有量は２％とする。
る。 Ｃ：Ｃ量が多いとＣｒ炭化物が多く存在し、耐蝕性が劣
化するので上限含有量は０．１％とすべきである。 Ｓｉ：脱酸のため必要な元素であるが、１％を超えて添
加すると衝撃靭性を低下させることから、上限含有量は
１％とする。 Ｍｎ：脱酸および強度確保のために有効な元素である
が、２％を超えて添加するとその効果は飽和するので、
上限含有量は２％とする。
【００１０】Ｃｒ：Ｃｒはマルテンサイト系ステンレス
鋼を構成する最も基本的かつ必須の元素であって、耐蝕
性を付与するために必要な元素であるが、含有量が８％
未満では耐蝕性が十分でなく、一方１６％を超えて添加
するとマルテンサイト単相にし難くなるので上限含有量
は１６％とすべきである。
鋼を構成する最も基本的かつ必須の元素であって、耐蝕
性を付与するために必要な元素であるが、含有量が８％
未満では耐蝕性が十分でなく、一方１６％を超えて添加
するとマルテンサイト単相にし難くなるので上限含有量
は１６％とすべきである。
【００１１】Ａｌ：脱酸のために必要な元素であって含
有量が０．００５％未満ではその効果が十分でなく、
０．２％を超えて添加すると粗大な酸化物系介在物が鋼
中に残留して靭性を低下させるので、含有量範囲は０．
００５〜０．２％とした。 Ｎ：Ｎは０．１％を超えて存在すると母材の衝撃靭性を
低下させるので、上限含有量は０．１％とすべきであ
る。 Ｐ：靭性を低下させる元素であるので下限含有量を０．
０２５％にした。 Ｓ：ＳはＰと同様靭性を低下させる元素であるので下限
含有量を０．０１５％とした。
有量が０．００５％未満ではその効果が十分でなく、
０．２％を超えて添加すると粗大な酸化物系介在物が鋼
中に残留して靭性を低下させるので、含有量範囲は０．
００５〜０．２％とした。 Ｎ：Ｎは０．１％を超えて存在すると母材の衝撃靭性を
低下させるので、上限含有量は０．１％とすべきであ
る。 Ｐ：靭性を低下させる元素であるので下限含有量を０．
０２５％にした。 Ｓ：ＳはＰと同様靭性を低下させる元素であるので下限
含有量を０．０１５％とした。
【００１２】Ｎｉ：オーステナイト形成元素でマルテン
サイトを安定させ耐蝕性を向上させるが、４％以上添加
するとその効果を飽和させ、Ｎｉを増やすとコストが上
昇するので上限含有量を４％とした。 Ｃｕ：ＣｕもＮｉと同様オーステナイト形成元素で耐蝕
性を向上させるが３％を超えるとＣｕがマトリックス中
で析出し、Ｃｕを増やすとコストが上昇するので上限含
有量を５％とした。
サイトを安定させ耐蝕性を向上させるが、４％以上添加
するとその効果を飽和させ、Ｎｉを増やすとコストが上
昇するので上限含有量を４％とした。 Ｃｕ：ＣｕもＮｉと同様オーステナイト形成元素で耐蝕
性を向上させるが３％を超えるとＣｕがマトリックス中
で析出し、Ｃｕを増やすとコストが上昇するので上限含
有量を５％とした。
【００１３】
【実施例】供試材として、重量でＣ０．０２％、Ｓｉ
０．０３％、Ｍｎ０．４５％、Ｐ０．０１３％、Ｓ０．
００１３％、Ｃｒ１３．１３％、Ｎｉ２．２％、Ａｌ
０．０２８％、Ｎ０．０６％、残部実質的にＦｅよりな
る成分鋼を用いた。図１は９８０℃および８３０℃で焼
準処理を行った時の温度−延性破面率曲線を示す。図２
は９８０℃および８３０℃で焼準処理を行った時の温度
−腐食速度曲線を示す。実施例について図面を参照して
説明すると９８０℃で焼準処理を行った時の延性脆性破
面率は−２０℃であるが、８３０℃で焼準処理を行った
時の延性脆性破面率は−５０℃と９８０℃の時よりも靭
性が良好になる。また図２に示すとおり耐ＣＯ2 腐食性
については９８０℃，８３０℃の両方で焼準処理をして
も耐ＣＯ2腐食性は変化しない。この結果、低温で焼準
処理を行った結果、従来よりもさらに靭性が優れかつ耐
ＣＯ2 腐食性にも良好な鋼が製作できた。
０．０３％、Ｍｎ０．４５％、Ｐ０．０１３％、Ｓ０．
００１３％、Ｃｒ１３．１３％、Ｎｉ２．２％、Ａｌ
０．０２８％、Ｎ０．０６％、残部実質的にＦｅよりな
る成分鋼を用いた。図１は９８０℃および８３０℃で焼
準処理を行った時の温度−延性破面率曲線を示す。図２
は９８０℃および８３０℃で焼準処理を行った時の温度
−腐食速度曲線を示す。実施例について図面を参照して
説明すると９８０℃で焼準処理を行った時の延性脆性破
面率は−２０℃であるが、８３０℃で焼準処理を行った
時の延性脆性破面率は−５０℃と９８０℃の時よりも靭
性が良好になる。また図２に示すとおり耐ＣＯ2 腐食性
については９８０℃，８３０℃の両方で焼準処理をして
も耐ＣＯ2腐食性は変化しない。この結果、低温で焼準
処理を行った結果、従来よりもさらに靭性が優れかつ耐
ＣＯ2 腐食性にも良好な鋼が製作できた。
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１５】８００℃以上９００℃以下の温度で焼準処
理を行うことによって靭性および耐ＣＯ2 腐食性に優れ
たマルテンサイト鋼を製作することが可能となる。
理を行うことによって靭性および耐ＣＯ2 腐食性に優れ
たマルテンサイト鋼を製作することが可能となる。
【図１】９８０℃および８３０℃で焼準処理を行った時
の温度−延性破面率曲線を示す。
の温度−延性破面率曲線を示す。
【図２】９８０℃および８３０℃で焼準処理を行った時
の温度−腐食速度曲線を示す。
の温度−腐食速度曲線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 哲 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量で、 Ｃ ≦０．１％、 Ｓｉ≦１％、 Ｍｎ≦２％、 Ｐ ≦０．０２５％、 Ｓ ≦０．０１５％、 Ｃｒ：８〜１６％、 Ｎｉ≦４％、 Ｃｕ：１〜５％、 Ａｌ：０．００５〜０．２％、 Ｎ ≦０．１％ を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼
を、８００℃以上、９００℃以下の温度域で焼準処理を
施すことを特徴とする耐蝕性および靭性に優れたマルテ
ンサイト系ステンレス鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27462392A JPH06128627A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27462392A JPH06128627A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128627A true JPH06128627A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17544303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27462392A Withdrawn JPH06128627A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐蝕性および靭性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217676B1 (en) * | 1997-09-29 | 2001-04-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steel for oil well pipe with high corrosion resistance to wet carbon dioxide and seawater, and a seamless oil well pipe |
| CN103556058A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-05 | 武汉钢铁(集团)公司 | 低成本高性能耐腐蚀钢筋及其制造方法 |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP27462392A patent/JPH06128627A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217676B1 (en) * | 1997-09-29 | 2001-04-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steel for oil well pipe with high corrosion resistance to wet carbon dioxide and seawater, and a seamless oil well pipe |
| CN103556058A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-05 | 武汉钢铁(集团)公司 | 低成本高性能耐腐蚀钢筋及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |