JPH06128632A - 耐蝕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
耐蝕性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH06128632A JPH06128632A JP27462292A JP27462292A JPH06128632A JP H06128632 A JPH06128632 A JP H06128632A JP 27462292 A JP27462292 A JP 27462292A JP 27462292 A JP27462292 A JP 27462292A JP H06128632 A JPH06128632 A JP H06128632A
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- stainless steel
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- martensitic stainless
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐ＣＯ2 腐食性の優れた低Ｃ−１３％Ｃｒ−
Ｎｉ系マルテンサイト系ステンレス鋼の製造を短時間で
量産することを可能にする。 【構成】 低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎｉ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６５
％以上の加工度を与える。
Ｎｉ系マルテンサイト系ステンレス鋼の製造を短時間で
量産することを可能にする。 【構成】 低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎｉ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６５
％以上の加工度を与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐炭酸ガス（ＣＯ2 ）
腐食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。
腐食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、湿潤な耐炭酸ガス（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。このような環境下
では、従来、腐食抑制剤を使用することがなされてき
た。しかしながら、腐食抑制剤は、高温（１５０℃以
上）においてその効果を喪失することが多い。また、腐
食抑制剤の添加・回収処理には多大なコストを必要とす
る。而して、腐食抑制剤を適用する必要のない、耐蝕性
金属材料の供給が望まれていた。
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、湿潤な耐炭酸ガス（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。このような環境下
では、従来、腐食抑制剤を使用することがなされてき
た。しかしながら、腐食抑制剤は、高温（１５０℃以
上）においてその効果を喪失することが多い。また、腐
食抑制剤の添加・回収処理には多大なコストを必要とす
る。而して、腐食抑制剤を適用する必要のない、耐蝕性
金属材料の供給が望まれていた。
【０００３】湿潤な炭酸ガス（ＣＯ2 ）を多く含む環境
中で使用される合金で比較的安価なものとしては、ＡＩ
ＳＩ４２０鋼のように、Ｃを０．２％、Ｃｒ：１２〜１
３％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、このようなマルテンサイト系ステンレス鋼も、
湿潤な炭酸ガスを多く含む環境の温度が１２０℃以上と
なると、腐食が進行する。従って、１２０℃以上の炭酸
ガスを多く含む環境中では、Ｃｒを２２〜２５％含有す
る２相系ステンレス鋼が使用されてきた。しかし、炭酸
ガスを多く含む環境中で使用する材料としては、２２〜
２５％のＣｒを含有する２相系ステンレス鋼は高価過ぎ
る。
中で使用される合金で比較的安価なものとしては、ＡＩ
ＳＩ４２０鋼のように、Ｃを０．２％、Ｃｒ：１２〜１
３％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、このようなマルテンサイト系ステンレス鋼も、
湿潤な炭酸ガスを多く含む環境の温度が１２０℃以上と
なると、腐食が進行する。従って、１２０℃以上の炭酸
ガスを多く含む環境中では、Ｃｒを２２〜２５％含有す
る２相系ステンレス鋼が使用されてきた。しかし、炭酸
ガスを多く含む環境中で使用する材料としては、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環境中で
の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。この要請に応えるべく発明者等は、
特願平０４−５１３３号にてＡＩＳＩ４２０鋼に代わる
低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎｉ鋼を提案した。しかしながら、
このグレードの鋼は硬度が極めて高く、このことに起因
して、たとえばこの鋼を圧延して得られる管或いは分塊
圧延して得られるブルームの鋸断が極めて困難であると
いう製造プロセス上の問題がある。この種の鋼を軟化さ
せるには、極めて長時間の恒温保持処理が必要である
が、生産性を著しく損なうという問題がある。
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環境中で
の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。この要請に応えるべく発明者等は、
特願平０４−５１３３号にてＡＩＳＩ４２０鋼に代わる
低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎｉ鋼を提案した。しかしながら、
このグレードの鋼は硬度が極めて高く、このことに起因
して、たとえばこの鋼を圧延して得られる管或いは分塊
圧延して得られるブルームの鋸断が極めて困難であると
いう製造プロセス上の問題がある。この種の鋼を軟化さ
せるには、極めて長時間の恒温保持処理が必要である
が、生産性を著しく損なうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、量産ＡＩＳ
Ｉ４２０鋼を製造するのと変わらないプロセスで、上述
のような製造上のトラブルを発生することのない、低Ｃ
−１３％Ｃｒ−Ｎｉ系マルテンサイトステンレス鋼を製
造する方法を提供することを目的とする。
Ｉ４２０鋼を製造するのと変わらないプロセスで、上述
のような製造上のトラブルを発生することのない、低Ｃ
−１３％Ｃｒ−Ｎｉ系マルテンサイトステンレス鋼を製
造する方法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
に本発明は、重量で、Ｃ ≦０．１％、
Ｓｉ≦１％、Ｍｎ≦２％、 Ｐ
≦０．０２５％、Ｓ ≦０．０１５％、 Ｃ
ｒ：８〜１４％、Ｎｉ≦４％、 Ａ
ｌ：０．００５〜０．２％、Ｎｂ：０．００５〜０．３
％、 Ｎ ≦０．０１５％、残部：Ｆｅおよび不可避
的不純物からなる鋼に、８００℃以上、９００℃以下の
温度域で６５％以上の加工を加えることを特徴とする耐
蝕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。
に本発明は、重量で、Ｃ ≦０．１％、
Ｓｉ≦１％、Ｍｎ≦２％、 Ｐ
≦０．０２５％、Ｓ ≦０．０１５％、 Ｃ
ｒ：８〜１４％、Ｎｉ≦４％、 Ａ
ｌ：０．００５〜０．２％、Ｎｂ：０．００５〜０．３
％、 Ｎ ≦０．０１５％、残部：Ｆｅおよび不可避
的不純物からなる鋼に、８００℃以上、９００℃以下の
温度域で６５％以上の加工を加えることを特徴とする耐
蝕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
伴う研究を進めた結果、８００℃以上、９００℃以下の
温度域で６５％以上の加工を加えることによって、低Ｃ
−１３％Ｃｒ−Ｎｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス
鋼が軟化することを見出した。
は、従来技術における問題を解決すべく、多くの実験を
伴う研究を進めた結果、８００℃以上、９００℃以下の
温度域で６５％以上の加工を加えることによって、低Ｃ
−１３％Ｃｒ−Ｎｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス
鋼が軟化することを見出した。
【０００８】８００℃以上、９００℃以下の温度域で６
５％以上の加工を加えることによって、低Ｃ−１３％Ｃ
ｒ−Ｎｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス鋼が軟化す
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、低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎｉ鋼にＮｂを添加すること
によって、結晶粒は微細化される。さらに、低Ｃ−１３
％Ｃｒ−Ｎｉ鋼の再結晶−未再結晶遷移温度は９００℃
以下であるという発明者等の知見から、未再結晶温度以
下の温度域で６５％以上の加工を低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス鋼に加えることに
よって結晶粒が益々微細になり、従って結晶粒界面積が
さらに拡大されかつ、フェライト核生成速度も増大する
ために、冷却中にオーステナイト相が不安定になって、
フェライト変態が促進され、鋼が軟化する。本発明にお
いて、９００℃以下の温度域で鋼に加える加工は、好ま
しくは７５％以上である。６５％以上の加工を鋼に加え
る時の温度は、低くとも８００℃でなければならない。
８００℃に満たない温度では、鋼を圧延して管やブルー
ムとする時、圧延温度が低過ぎることに起因して割れを
生じる。一方、９００℃を超える温度域では、６５％以
上の加工を鋼に加えても、直ちに再結晶して上述のフェ
ライト変態が起こらなくなる。また、前記温度域で鋼に
加える加工を６５％以上としたのは、この強度以上の加
工によって、本発明が対象とする低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス鋼を圧延してたと
えば管としたものを鋸断し得る硬度であるビッカース硬
度３００以下とすることができるからである。
５％以上の加工を加えることによって、低Ｃ−１３％Ｃ
ｒ−Ｎｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス鋼が軟化す
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、低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎｉ鋼にＮｂを添加すること
によって、結晶粒は微細化される。さらに、低Ｃ−１３
％Ｃｒ−Ｎｉ鋼の再結晶−未再結晶遷移温度は９００℃
以下であるという発明者等の知見から、未再結晶温度以
下の温度域で６５％以上の加工を低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス鋼に加えることに
よって結晶粒が益々微細になり、従って結晶粒界面積が
さらに拡大されかつ、フェライト核生成速度も増大する
ために、冷却中にオーステナイト相が不安定になって、
フェライト変態が促進され、鋼が軟化する。本発明にお
いて、９００℃以下の温度域で鋼に加える加工は、好ま
しくは７５％以上である。６５％以上の加工を鋼に加え
る時の温度は、低くとも８００℃でなければならない。
８００℃に満たない温度では、鋼を圧延して管やブルー
ムとする時、圧延温度が低過ぎることに起因して割れを
生じる。一方、９００℃を超える温度域では、６５％以
上の加工を鋼に加えても、直ちに再結晶して上述のフェ
ライト変態が起こらなくなる。また、前記温度域で鋼に
加える加工を６５％以上としたのは、この強度以上の加
工によって、本発明が対象とする低Ｃ−１３％Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｎｂ系マルテンサイトステンレス鋼を圧延してたと
えば管としたものを鋸断し得る硬度であるビッカース硬
度３００以下とすることができるからである。
【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１４％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１４％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１４％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１４％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。 Ｎｂ：Ｎｂを添加すると結晶粒が微細になるが、フェラ
イト形成元素であるので、あまり多く添加すると圧延時
にフェライトが発生するので上限含有量は０．３％とす
べきである。
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。 Ｎｂ：Ｎｂを添加すると結晶粒が微細になるが、フェラ
イト形成元素であるので、あまり多く添加すると圧延時
にフェライトが発生するので上限含有量は０．３％とす
べきである。
【００１２】Ｎ：Ｎは０．０１５％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。 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。
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。 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。
【００１３】
【実施例】供試材として、重量でＣ０．０２％、Ｓｉ
０．１％、Ｍｎ０．４５％、Ｐ０．０１３％、Ｓ０．０
０１３％、Ｃｒ１３．００％、Ｎｉ２．０％、Ａｌ０．
０２８％、Ｎｂ０〜０．１５％、Ｎ０．０１％、残部実
質的にＦｅよりなる鋼を用いた。上記のサイプル材を８
００℃で圧延、冷却した時の温度−硬度曲線の関係を調
べた。その代表例を図１に示す。図１は未再結晶温度域
である８００℃で７５％の圧下を加えて徐冷（０．０１
℃/s）した時の冷却時間と硬度との関係を線図で示す。
図面を参照して説明するとＮｂを添加していない低Ｃ−
１３％Ｃｒ−２％Ｎｉ鋼は長時間徐冷しても硬度はほと
んど変化せず、実際の生産ラインでパイプ、ブルームの
鋸断が極めて困難になる。これに対してＮｂを添加した
鋼を長時間冷却するとＮｂを添加していない鋼に比べて
軟化の傾向を示すことがわかった。この結果実際の生産
ラインでのパイプ、ブルームの鋸断が極めて容易になっ
た。
０．１％、Ｍｎ０．４５％、Ｐ０．０１３％、Ｓ０．０
０１３％、Ｃｒ１３．００％、Ｎｉ２．０％、Ａｌ０．
０２８％、Ｎｂ０〜０．１５％、Ｎ０．０１％、残部実
質的にＦｅよりなる鋼を用いた。上記のサイプル材を８
００℃で圧延、冷却した時の温度−硬度曲線の関係を調
べた。その代表例を図１に示す。図１は未再結晶温度域
である８００℃で７５％の圧下を加えて徐冷（０．０１
℃/s）した時の冷却時間と硬度との関係を線図で示す。
図面を参照して説明するとＮｂを添加していない低Ｃ−
１３％Ｃｒ−２％Ｎｉ鋼は長時間徐冷しても硬度はほと
んど変化せず、実際の生産ラインでパイプ、ブルームの
鋸断が極めて困難になる。これに対してＮｂを添加した
鋼を長時間冷却するとＮｂを添加していない鋼に比べて
軟化の傾向を示すことがわかった。この結果実際の生産
ラインでのパイプ、ブルームの鋸断が極めて容易になっ
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６５％
以上の加工を加えることによって耐ＣＯ2 腐食性に優れ
たマルテンサイト鋼の生産を短時間で量産できる。
以上の加工を加えることによって耐ＣＯ2 腐食性に優れ
たマルテンサイト鋼の生産を短時間で量産できる。
【図１】未再結晶域で加工（８００℃，７５％圧下）し
て徐冷した時の冷却時間と硬度との関係を示す図。
て徐冷した時の冷却時間と硬度との関係を示す図。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量で、 Ｃ ≦０．１％、 Ｓｉ≦１％、 Ｍｎ≦２％、 Ｐ ≦０．０２５％、 Ｓ ≦０．０１５％、 Ｃｒ：８〜１４％、 Ｎｉ≦４％、 Ａｌ：０．００５〜０．２％、 Ｎｂ：０．００５〜０．３％、 Ｎ ≦０．０１５％、 残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼に、８００
℃以上、９００℃以下の温度域で６５％以上の加工を加
えることを特徴とする耐蝕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 |
|---|---|---|---|
| JP27462292A JPH06128632A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐蝕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 |
|---|---|---|---|
| JP27462292A JPH06128632A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐蝕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 |
|---|---|
| JPH06128632A true JPH06128632A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17544291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27462292A Withdrawn JPH06128632A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 耐蝕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) | JPH06128632A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1026273A1 (en) * | 1997-07-18 | 2000-08-09 | Sumitomo Metal Industries Limited | Martensite stainless steel of high corrosion resistance |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP27462292A patent/JPH06128632A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1026273A1 (en) * | 1997-07-18 | 2000-08-09 | Sumitomo Metal Industries Limited | Martensite stainless steel of high corrosion resistance |
| EP1026273A4 (en) * | 1997-07-18 | 2005-12-14 | Sumitomo Metal Ind | MARTENSITY STAINLESS STEEL HAVING HIGH CORROSION RESISTANCE |
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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 |