JPH09143629A - 鋼管継手カップリング素管材および鋼管継手カップリング素管の製造方法 - Google Patents
鋼管継手カップリング素管材および鋼管継手カップリング素管の製造方法Info
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- JPH09143629A JPH09143629A JP30026195A JP30026195A JPH09143629A JP H09143629 A JPH09143629 A JP H09143629A JP 30026195 A JP30026195 A JP 30026195A JP 30026195 A JP30026195 A JP 30026195A JP H09143629 A JPH09143629 A JP H09143629A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 含Cr耐食鋼の切削性を改善し、鋼管継手カッ
プリングの素管を低コストで製造する。 【解決手段】 含Cr耐食鋼の成分を、Si：1.0 wt％以
下、Mn：0.30〜1.80wt％、Al：0.010 〜0.035 wt％、
Ｓ：0.005 〜0.050 wt％、Ｏ：100 ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110に規制し、その鋼を1100〜1300℃の温
度範囲で鍛造成形する。
プリングの素管を低コストで製造する。 【解決手段】 含Cr耐食鋼の成分を、Si：1.0 wt％以
下、Mn：0.30〜1.80wt％、Al：0.010 〜0.035 wt％、
Ｓ：0.005 〜0.050 wt％、Ｏ：100 ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110に規制し、その鋼を1100〜1300℃の温
度範囲で鍛造成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、油井管の継手カ
ップリング材としての用途に用いて好適な鋼管継手カッ
プリング素管材およびこの素管材を用いたカップリング
素管の製造方法に関するものである。
ップリング材としての用途に用いて好適な鋼管継手カッ
プリング素管材およびこの素管材を用いたカップリング
素管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、耐食性が要求される油井管の継手
カップリングの素管としては、耐食性に富むCr鋼のシー
ムレスパイプが用いられていて、このパイプを切削加工
した後、ネジ切りを行うプロセスを経てカップリング形
状に仕上げられていた。しかしながら、高耐食性材料で
あるCr鋼の切削性は低いため、上記した切削加工および
ネジ切り加工に要するコストは極めて高いものとなって
いた。特に、継手カップリングは、その断面を図１に示
すように、内円周上に突起物を形成する必要があるた
め、切削代が大きいことも、コストを高める要因となっ
ていた。
カップリングの素管としては、耐食性に富むCr鋼のシー
ムレスパイプが用いられていて、このパイプを切削加工
した後、ネジ切りを行うプロセスを経てカップリング形
状に仕上げられていた。しかしながら、高耐食性材料で
あるCr鋼の切削性は低いため、上記した切削加工および
ネジ切り加工に要するコストは極めて高いものとなって
いた。特に、継手カップリングは、その断面を図１に示
すように、内円周上に突起物を形成する必要があるた
め、切削代が大きいことも、コストを高める要因となっ
ていた。
【０００３】切削性の向上には快削性元素であるＳの添
加が考えられるが、Cr鋼管をシームレスプロセスで製造
する場合、熱間加工性の観点からＳ量は 0.003wt％以下
に制限されていた（例えば特公平３-60904号公報）た
め、従来、Ｓの添加による切削性改善技術は適用できな
かった。
加が考えられるが、Cr鋼管をシームレスプロセスで製造
する場合、熱間加工性の観点からＳ量は 0.003wt％以下
に制限されていた（例えば特公平３-60904号公報）た
め、従来、Ｓの添加による切削性改善技術は適用できな
かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、熱間での成形法に工夫を加
えることによって、従来熱間加工性の面から制約されて
いたＳの添加を可能ならしめ、もって切削性を効果的に
改善した鋼管継手カップリング素管材と、その素管材を
用いた素管の有利な製造方法と共に提案することを目的
とする。
題を有利に解決するもので、熱間での成形法に工夫を加
えることによって、従来熱間加工性の面から制約されて
いたＳの添加を可能ならしめ、もって切削性を効果的に
改善した鋼管継手カップリング素管材と、その素管材を
用いた素管の有利な製造方法と共に提案することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、カップリン
グ素管の熱間成形を熱間鍛造−熱処理のプロセスで行え
ば、シームレスパイプ製造工程で必要とされた熱間加工
性はさほど問題とはならず、従って快削性改善元素であ
るＳの添加が可能となることの知見を得た。この発明
は、上記の知見に立脚するものである。
の問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、カップリン
グ素管の熱間成形を熱間鍛造−熱処理のプロセスで行え
ば、シームレスパイプ製造工程で必要とされた熱間加工
性はさほど問題とはならず、従って快削性改善元素であ
るＳの添加が可能となることの知見を得た。この発明
は、上記の知見に立脚するものである。
【０００６】すなわち、この発明は、Cr：5.0 〜20.0wt
％を含有する含Cr耐食鋼の鋼中成分のうち、下記の成分
につきSi：1.0 wt％以下、Mn：0.30〜1.80wt％、Al：0.
010 〜0.035 wt％、Ｓ：0.005 〜0.050 wt％、Ｏ：100
ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110に規制したことを特徴とする鋼管継手
カップリング素管材である。
％を含有する含Cr耐食鋼の鋼中成分のうち、下記の成分
につきSi：1.0 wt％以下、Mn：0.30〜1.80wt％、Al：0.
010 〜0.035 wt％、Ｓ：0.005 〜0.050 wt％、Ｏ：100
ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110に規制したことを特徴とする鋼管継手
カップリング素管材である。
【０００７】また、この発明は、Cr：5.0 〜20.0wt％を
含有する含Cr耐食鋼の成分を、Si：1.0 wt％以下、Mn：
0.30〜1.80wt％、Al：0.010 〜0.035 wt％、Ｓ：0.005
〜0.050 wt％、Ｏ：100 ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110に規制し、その鋼を1100〜1300℃の温
度範囲で鍛造成形することを特徴とする鋼管継手カップ
リング素管の製造方法である。
含有する含Cr耐食鋼の成分を、Si：1.0 wt％以下、Mn：
0.30〜1.80wt％、Al：0.010 〜0.035 wt％、Ｓ：0.005
〜0.050 wt％、Ｏ：100 ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110に規制し、その鋼を1100〜1300℃の温
度範囲で鍛造成形することを特徴とする鋼管継手カップ
リング素管の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】まず、この発明において、Cr含有
量ならびにその他の成分組成のうち特にSi，Mn, Al, Ｓ
およびＯ量を上記の範囲に制限した理由について説明す
る。 Cr：5.0 〜20.0wt％ Crは、耐食性とくにCO2 環境下での全面腐食性の向上に
有用な元素である。この効果を得るためには、 5.0wt％
以上好ましくは 9.0wt％以上の含有が必要であるが、2
0.0wt％を超えるとコスト的に不利となるので、Cr量は
5.0〜20.0wt％の範囲に限定した。なお、好ましくは11.
0〜14.0wt％である。
量ならびにその他の成分組成のうち特にSi，Mn, Al, Ｓ
およびＯ量を上記の範囲に制限した理由について説明す
る。 Cr：5.0 〜20.0wt％ Crは、耐食性とくにCO2 環境下での全面腐食性の向上に
有用な元素である。この効果を得るためには、 5.0wt％
以上好ましくは 9.0wt％以上の含有が必要であるが、2
0.0wt％を超えるとコスト的に不利となるので、Cr量は
5.0〜20.0wt％の範囲に限定した。なお、好ましくは11.
0〜14.0wt％である。
【０００９】Si：1.0 wt％以下、 Siは、脱酸に有効な元素であるが過多に添加するとSiO2
系介在物が増加し、加工性を損なうので1.0 wt％以下と
する。
系介在物が増加し、加工性を損なうので1.0 wt％以下と
する。
【００１０】Mn：0.30〜1.80wt％ Mnは、強度を確保するために少なくとも0.30wt％を必要
とするが、1.80wt％を超えると耐食性に悪影響を及ぼす
ので、0.30〜1.80wt％の範囲に限定した。
とするが、1.80wt％を超えると耐食性に悪影響を及ぼす
ので、0.30〜1.80wt％の範囲に限定した。
【００１１】Al：0.010 〜0.035 wt％ Alは、脱酸元素として有用であるが、含有量が 0.010wt
％に満たないとその添加効果に乏しく、一方 0.035wt％
を超えると切削性の低下を招く極めて硬い酸化物が鋼中
に数多く形成されるので、 0.010〜0.035 wt％の範囲に
限定した。
％に満たないとその添加効果に乏しく、一方 0.035wt％
を超えると切削性の低下を招く極めて硬い酸化物が鋼中
に数多く形成されるので、 0.010〜0.035 wt％の範囲に
限定した。
【００１２】Ｓ：0.005 〜0.050 wt％ Ｓは、この発明における大きな特徴の一つである。従来
は、シームレスパイプ製造工程における熱間加工性の観
点からＳ量は 0.003wt％以下に抑制されていた。しかし
ながら、Ｓ量が 0.005wt％未満では十分な切削性が得ら
れないので、この発明では少なくとも 0.005wt％のＳを
含有させることにした。ここに、切削性の改善の面から
はＳ量は多ければ多いほど有利ではあるが、0.050wt ％
を超えて多量に含有されると、靱性が低下するだけでな
く、硫化物系介在物による熱間鍛造割れひいてはヘゲ疵
等の表面疵が生じ易くなるので、Ｓ含有量は 0.005〜0.
050 wt％の範囲に限定した。なお、より好ましい範囲は
0.010〜0.030 wt％である。
は、シームレスパイプ製造工程における熱間加工性の観
点からＳ量は 0.003wt％以下に抑制されていた。しかし
ながら、Ｓ量が 0.005wt％未満では十分な切削性が得ら
れないので、この発明では少なくとも 0.005wt％のＳを
含有させることにした。ここに、切削性の改善の面から
はＳ量は多ければ多いほど有利ではあるが、0.050wt ％
を超えて多量に含有されると、靱性が低下するだけでな
く、硫化物系介在物による熱間鍛造割れひいてはヘゲ疵
等の表面疵が生じ易くなるので、Ｓ含有量は 0.005〜0.
050 wt％の範囲に限定した。なお、より好ましい範囲は
0.010〜0.030 wt％である。
【００１３】Ｏ：100 ppm 以下 Ｏが多量に含有されると、各種酸化物が数多く形成され
て切削性の著しい低下を招くので、Ｏは極力低減するこ
とが望ましいが、 100 ppm以下の範囲で許容さる。
て切削性の著しい低下を招くので、Ｏは極力低減するこ
とが望ましいが、 100 ppm以下の範囲で許容さる。
【００１４】Mn／Ｓ＝35〜110 Mn／Ｓの規制もこの発明の特徴の一つである。すなわ
ち、Ｓは主としてMnＳの介在物として存在するが、Mnの
含有率によってはMnＳ中のMnがCrによって置換され(Mn,
Cr)Ｓという形の介在物に変化する。このように、硫化
物中にCrが取り込まれしかもその含有率が上昇すると硫
化物の硬さが上昇し、その結果、切削性の低下を招く。
この点、図２に示すように、MnとＳの重量比Mn／Ｓが35
〜110 の範囲にあれば良好な切削性が確保できるので、
この発明ではMn／Ｓ比につき、35〜110 の範囲に限定し
たのである。
ち、Ｓは主としてMnＳの介在物として存在するが、Mnの
含有率によってはMnＳ中のMnがCrによって置換され(Mn,
Cr)Ｓという形の介在物に変化する。このように、硫化
物中にCrが取り込まれしかもその含有率が上昇すると硫
化物の硬さが上昇し、その結果、切削性の低下を招く。
この点、図２に示すように、MnとＳの重量比Mn／Ｓが35
〜110 の範囲にあれば良好な切削性が確保できるので、
この発明ではMn／Ｓ比につき、35〜110 の範囲に限定し
たのである。
【００１５】なお、この発明における含Cr耐食鋼とは、
Cr含有量が12wt％以下のいわゆる耐食鋼についてはいう
までもなく、Cr含有量が12wt％以上のクロム系ステンレ
ス鋼すなわちフェライト系ステンレス鋼およびマルテン
サイト系ステンレス鋼、さらにはオーステナイト系ステ
ンレス鋼等を包含するものであり、その代表的な組成を
特徴的な成分について示すと次のとおりである。 ・耐食鋼 Ｃ/0.12, Si/0.40, Mn/0.40, Cr/9.0, Mo/1.00 ・フェライト系ステンレス鋼 Ｃ/0.08, Si/0.40, Mn/0.60, Cr/17.0 ・マルテンサイト系ステンレス鋼 Ｃ/0.20, Si/0.25, Mn/0.45, Cr/13.0 ・オーステナイト系ステンレス鋼 Ｃ/0.02, Si/0.40, Mn/1.60, Ni/11.0, Cr/18.0
Cr含有量が12wt％以下のいわゆる耐食鋼についてはいう
までもなく、Cr含有量が12wt％以上のクロム系ステンレ
ス鋼すなわちフェライト系ステンレス鋼およびマルテン
サイト系ステンレス鋼、さらにはオーステナイト系ステ
ンレス鋼等を包含するものであり、その代表的な組成を
特徴的な成分について示すと次のとおりである。 ・耐食鋼 Ｃ/0.12, Si/0.40, Mn/0.40, Cr/9.0, Mo/1.00 ・フェライト系ステンレス鋼 Ｃ/0.08, Si/0.40, Mn/0.60, Cr/17.0 ・マルテンサイト系ステンレス鋼 Ｃ/0.20, Si/0.25, Mn/0.45, Cr/13.0 ・オーステナイト系ステンレス鋼 Ｃ/0.02, Si/0.40, Mn/1.60, Ni/11.0, Cr/18.0
【００１６】次に、この発明に従う製造条件ついて説明
する。この発明では、従来のシームレスプロセスによる
熱間加工に代えて、熱間鍛造により、カップリング素管
に成形する。この時、鍛造温度は1100〜1300℃の範囲と
することが肝要である。というのは、鍛造温度が1100℃
に満たないと熱間変形能の不足による表面割れが発生し
易く、一方1300℃を超えると経済的な不利を招くからで
ある。その後、かかる鍛造材は、強度および靱性を確保
するために、熱処理が加えられる。この熱処理は、通常
実施されている焼入れ・焼戻し処理でよく、たとえば１
３wt％Ｃｒ鋼の場合、960 〜1000℃に加熱した後、急冷
し、700 〜740 ℃で焼戻す処理である。
する。この発明では、従来のシームレスプロセスによる
熱間加工に代えて、熱間鍛造により、カップリング素管
に成形する。この時、鍛造温度は1100〜1300℃の範囲と
することが肝要である。というのは、鍛造温度が1100℃
に満たないと熱間変形能の不足による表面割れが発生し
易く、一方1300℃を超えると経済的な不利を招くからで
ある。その後、かかる鍛造材は、強度および靱性を確保
するために、熱処理が加えられる。この熱処理は、通常
実施されている焼入れ・焼戻し処理でよく、たとえば１
３wt％Ｃｒ鋼の場合、960 〜1000℃に加熱した後、急冷
し、700 〜740 ℃で焼戻す処理である。
【００１７】
【実施例】実施例１ 表１に示す種々の組成になる含Cr耐食鋼を用いて、それ
ぞれ75mmφの丸棒を作製し、1250℃に加熱したのち、熱
間鍛造を施し成形した。次いで、 980℃で焼入れてから
720 ℃で焼戻す熱処理を施した。以上の工程により得ら
れた素材について、切削性および機械的性質（シャルピ
ー吸収エネルギー）を調査した。また、比較材として、
表１に示す従来組成のパイプ材についても切削性を調査
した。なお切削性は、JIS K01 工具を用いて旋削加工し
た時の工具寿命を、従来材の場合を１として比較した切
削指数で示す。
ぞれ75mmφの丸棒を作製し、1250℃に加熱したのち、熱
間鍛造を施し成形した。次いで、 980℃で焼入れてから
720 ℃で焼戻す熱処理を施した。以上の工程により得ら
れた素材について、切削性および機械的性質（シャルピ
ー吸収エネルギー）を調査した。また、比較材として、
表１に示す従来組成のパイプ材についても切削性を調査
した。なお切削性は、JIS K01 工具を用いて旋削加工し
た時の工具寿命を、従来材の場合を１として比較した切
削指数で示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】素材の切削性および機械的性質について調
べた結果を、Ｓ含有量との関係で図３および図４に示
す。図３および図４から明らかなように、この発明法に
従って製造した素材では切削性に優れるのはいうまでも
なく、優れた靱性も併せて得られている。
べた結果を、Ｓ含有量との関係で図３および図４に示
す。図３および図４から明らかなように、この発明法に
従って製造した素材では切削性に優れるのはいうまでも
なく、優れた靱性も併せて得られている。
【００２０】実施例２ 表２に示す種々の組成になる含Cr耐食鋼を用いて、それ
ぞれ75mmφの丸棒を作製し、種々の温度で鍛造実験を行
った。その時の表面割れによる鍛造不良発生率を、 鍛造不良発生率（％）＝（表面割れ個数／鍛造個数）×
１００ により求めた。その結果を表２に併せて示す。また、こ
の鍛造不良発生率を鍛造温度との関係で図５に示す。こ
れらの結果から、この発明法に従い1100〜1300℃の温度
範囲で鍛造した場合には表面割れの発生は全く見られな
かった。
ぞれ75mmφの丸棒を作製し、種々の温度で鍛造実験を行
った。その時の表面割れによる鍛造不良発生率を、 鍛造不良発生率（％）＝（表面割れ個数／鍛造個数）×
１００ により求めた。その結果を表２に併せて示す。また、こ
の鍛造不良発生率を鍛造温度との関係で図５に示す。こ
れらの結果から、この発明法に従い1100〜1300℃の温度
範囲で鍛造した場合には表面割れの発生は全く見られな
かった。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】かくして、この発明に従い、カップリン
グ素管の熱間成形に際し、熱間鍛造さらには熱間鍛造−
熱処理プロセスを採用することにより、快削性改善元素
であるＳの添加が可能となるため、従来困難とされた含
Cr耐食鋼の切削加工やネジ切り加工が容易となり、ひい
ては製造コストの大幅な削減が可能となる。
グ素管の熱間成形に際し、熱間鍛造さらには熱間鍛造−
熱処理プロセスを採用することにより、快削性改善元素
であるＳの添加が可能となるため、従来困難とされた含
Cr耐食鋼の切削加工やネジ切り加工が容易となり、ひい
ては製造コストの大幅な削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】継手カップリングの断面図である。
【図２】切削性に及ぼすMn／Ｓ比の影響を示したグラフ
である。
である。
【図３】Ｓ含有量と切削指数との関係を示したグラフで
ある。
ある。
【図４】Ｓ含有量とシャルピー吸収エネルギーとの関係
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図５】鍛造温度と鍛造不良発生率との関係を示したグ
ラフである。
ラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/38 Ｃ２２Ｃ 38/38 (72)発明者 古君 修 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 丹羽 春穂 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Cr：5.0 〜20.0wt％を含有する含Cr耐食
鋼の鋼中成分のうち、下記の成分につき Si：1.0 wt％以下、 Mn：0.30〜1.80wt％、 Al：0.010 〜0.035 wt％、 Ｓ：0.005 〜0.050 wt％、 Ｏ：100 ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110 に規制したことを特徴とする鋼管継手カップリング素管
材。 - 【請求項２】 Cr：5.0 〜20.0wt％を含有する含Cr耐食
鋼の成分を、 Si：1.0 wt％以下、 Mn：0.30〜1.80wt％、 Al：0.010 〜0.035 wt％、 Ｓ：0.005 〜0.050 wt％、 Ｏ：100 ppm 以下 Mn／Ｓ＝35〜110 に規制し、その鋼を1100〜1300℃の温度範囲で鍛造成形
することを特徴とする鋼管継手カップリング素管の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30026195A JPH09143629A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 鋼管継手カップリング素管材および鋼管継手カップリング素管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30026195A JPH09143629A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 鋼管継手カップリング素管材および鋼管継手カップリング素管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143629A true JPH09143629A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17882663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30026195A Pending JPH09143629A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 鋼管継手カップリング素管材および鋼管継手カップリング素管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143629A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000070112A1 (fr) * | 1999-05-18 | 2000-11-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Acier inoxydable martensitique pour tube en acier sans soudure |
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| JP2004052099A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Jfe Steel Kk | 機械構造用鋼材 |
| CN100355914C (zh) * | 2002-07-15 | 2007-12-19 | 住友金属工业株式会社 | 马氏体不锈钢无缝管及其制造方法 |
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-
1995
- 1995-11-17 JP JP30026195A patent/JPH09143629A/ja active Pending
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