JPH09227934A - Manufacture of martensitic stainless steel excellent in low temperature toughness - Google Patents
Manufacture of martensitic stainless steel excellent in low temperature toughnessInfo
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- JPH09227934A JPH09227934A JP3249196A JP3249196A JPH09227934A JP H09227934 A JPH09227934 A JP H09227934A JP 3249196 A JP3249196 A JP 3249196A JP 3249196 A JP3249196 A JP 3249196A JP H09227934 A JPH09227934 A JP H09227934A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガス、微量の
硫化水素を含む原油や天然ガスの環境下で使用するため
のマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法に関するも
のである。本発明にしたがって製造した鋼は、高強度
（引張強さ（ＴＳ）５５０ＭＰａ以上）と優れた低温靭
性・現地溶接性（良好なＨＡＺ靭性及び耐溶接割れ・硬
化性）を有し、ラインパイプ・油井管などに使用でき
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing martensitic stainless steel for use under the environment of carbon dioxide gas, crude oil containing a trace amount of hydrogen sulfide and natural gas. The steel produced according to the present invention has high strength (tensile strength (TS) of 550 MPa or more) and excellent low temperature toughness / field weldability (good HAZ toughness and weld cracking resistance / hardening property), and line pipe It can be used for oil well pipes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】湿潤な炭酸ガス（ＣＯ2 ）環境下で使用
するラインパイプには、適当な強度と優れた低温靭性、
現地溶接性および耐食性が要求される。しかしながら、
従来のマルテンサイト系ステンレス鋼（たとえば特開平
４−９９１２７号公報参照）は、（１）強度がＡＰＩ
（米国石油協会）規格でＸ８０以上（ＴＳ６４０ＭＰａ
以上）と高くて低温靭性も十分でない、（２）現地溶接
性（溶接熱影響部（ＨＡＺ）の耐溶接割れ性、耐硬化
性、および低温靭性）が悪い、などの欠点を有してい
た。このような特性の中で、強度は複数回の焼戻処理を
行なうことによって低下させることが可能であるが、そ
れでもまだ十分でなく、かつ生産性の著しい低下を招
く。というのは、強度が高過ぎると、パイプラインの破
壊防止に必要とされる靭性値が著しく高くなるだけでな
く、硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣ）に対する感受性の増
大や適切な溶接材料の開発が困難となることなどの問題
を生じる。また現地溶接性が悪いと、現地で溶接する際
に予熱・後熱作業が必要となり、作業性の大幅な低下を
もたらす。このため、このため、現在のところ、高価
で、少量しか生産できない２相ステンレス鋼を使用せざ
るを得ない状況にあり、新しい高耐食性のラインパイプ
開発が強く望まれている。2. Description of the Related Art A line pipe used in a humid carbon dioxide (CO 2 ) environment has suitable strength and excellent low temperature toughness.
Local weldability and corrosion resistance are required. However,
The conventional martensitic stainless steel (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 4-99127) has (1) strength API
(American Petroleum Institute) Standard X80 or more (TS640MPa
It is high and the low temperature toughness is not sufficient, and (2) on-site weldability (welding heat-affected zone (HAZ) resistance to weld cracking, hardening, and low temperature toughness) is poor. . Among such characteristics, the strength can be reduced by performing the tempering treatment a plurality of times, but this is still not sufficient, and the productivity is remarkably reduced. If the strength is too high, not only the toughness value required to prevent the pipeline from breaking becomes significantly high, but also the susceptibility to sulfide stress corrosion cracking (SSC) is increased and the development of an appropriate welding material is required. It causes problems such as difficulty. In addition, if the on-site weldability is poor, pre-heating and post-heating work will be required when welding on-site, resulting in a significant decrease in workability. Therefore, at present, there is no choice but to use duplex stainless steel, which is expensive and can be produced only in a small amount, and development of a new line pipe with high corrosion resistance is strongly desired.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状を踏まえ、鋼組成、焼き戻し温度を制御することに
よって、従来の鋼で必須とされる複数回の焼き戻し処理
行程を１回の処理に簡略化しても従来通り母材及び溶接
部の靭性並びに強度を維持できる、マルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, the present invention controls the steel composition and tempering temperature to perform a plurality of tempering treatment steps, which are essential for conventional steel, once. It is an object of the present invention to provide a method for producing a martensitic stainless steel, which can maintain the toughness and strength of the base material and the welded portion as in the conventional case even if the treatment is simplified.
【０００４】[0004]
【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
組成及び焼き戻し温度を制御することによって、必要と
されるラインパイプ用マルテンサイト系ステンレス鋼を
製造できることを見いだすに至った。本発明は、この知
見に基づいて構成したものである。The present inventors have conducted many experimental studies to achieve the above object, and as a result, by controlling the steel composition and tempering temperature, the required line We have found that we can produce martensitic stainless steel for pipes. The present invention is configured based on this finding.
【０００５】すなわち、本発明の要旨は、重量％で、 Ｃ ：０．００１〜０．０５、 Ｓｉ：１．０以下、 Ｍｎ：２．０以下、 Ｓ ：０．０１０以下、 Ｐ ：０．０２５以下、 Ｃｒ：７．０〜１５．０、 Ｎｉ：１．０〜５．０、 Ｔｉ：０．００５〜０．０３、 Ａｌ：０．０８以下、 Ｎ ：０．０１５以下 を含有するとともに、必要に応じて、 Ｃｕ：０．０５〜０．７、 Ｍｏ：０．１〜２．０ のうちの１種または２種を含有し、あるいは／さらに、
必要に応じて、 Ｃａ：０．００１〜０．００５、 ＲＥＭ：０．０１〜０．０５、 Ｍｇ：０．００１〜０．００６ のうちの１種または２種以上を含有して、かつ、 Ｉps＝40Ｃ＋34Ｎ＋Ｎｉ＋ 0.3Ｃｕ− 1.1Ｃｒ− 1.8Ｍ
ｏ≧−11 を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる、マ
ルテンサイト組織を有する鋼を（Ａｃ1 ＋５℃）以上
（Ａｃ1 ＋６０℃）以下の温度範囲で焼き戻し処理する
ことを特徴とする、低温靭性の優れたマルテンサイト系
ステンレス鋼の製造方法である。ただし、 Ａｃ1 ＝ 739.4＋97.5Ｃ−11.6Ｍｎ−51.0Ｎｉ＋ 4.4Ｃ
ｒ＋10.7Ｍｏ とする。That is, the gist of the present invention is, by weight%, C: 0.001 to 0.05, Si: 1.0 or less, Mn: 2.0 or less, S: 0.010 or less, P: 0. 025 or less, Cr: 7.0 to 15.0, Ni: 1.0 to 5.0, Ti: 0.005 to 0.03, Al: 0.08 or less, N: 0.015 or less Optionally, one or two of Cu: 0.05 to 0.7 and Mo: 0.1 to 2.0 is contained, or / and further,
If necessary, one or more of Ca: 0.001 to 0.005, REM: 0.01 to 0.05, Mg: 0.001 to 0.006 are contained, and I ps = 40C + 34N + Ni + 0.3Cu- 1.1Cr- 1.8M
A steel having a martensite structure satisfying o ≧ −11 and having a balance of Fe and unavoidable impurities is tempered in a temperature range of (Ac 1 + 5 ° C.) or higher (Ac 1 + 60 ° C.) or lower. Is a method for producing martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness. However, Ac 1 = 739.4 + 97.5C- 11.6Mn-51.0Ni + 4.4C
r + 10.7Mo.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下に本発明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
た理由を説明する。 Ｃ：Ｃは、Ｃｒ炭化物などを形成して耐食性を劣化させ
る元素であるが、強力なオーステナイト形成元素であ
り、フェライト相の形成を抑制する効果がある。さらに
本鋼が目指すマルテンサイト組織を得るための必須元素
でもあるので添加する。ただし、含有量が０．０５wt％
を越えるまでに添加すると、Ｃｒ炭化物などの炭化物が
多量に析出して靭性を劣化させ、さらに溶接熱影響部の
硬度を高めることにより溶接熱影響部の靭性も劣化させ
る。従って、Ｃ含有量は０．０５wt％以下とした。一
方、Ｃ含有量が０．００１wt％未満では必要とされる強
度を得ることができなくなるので、結局、０．００１〜
０．０５wt％の範囲とした。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. First, the reason why the present invention is limited to the above steel components will be described. C: C is an element that forms Cr carbide and deteriorates the corrosion resistance, but is a strong austenite forming element and has an effect of suppressing the formation of a ferrite phase. Furthermore, it is an essential element for obtaining the martensitic structure desired by this steel, so it is added. However, the content is 0.05 wt%
If it is added until the content exceeds the above range, a large amount of carbides such as Cr carbides precipitate to deteriorate the toughness, and further increase the hardness of the weld heat affected zone to deteriorate the toughness of the weld heat affected zone. Therefore, the C content is set to 0.05 wt% or less. On the other hand, if the C content is less than 0.001 wt%, the required strength cannot be obtained.
The range was 0.05 wt%.
【０００７】Ｓｉ：Ｓｉは脱酸元素として使用され、そ
の一部がそのまま残留したものであるが、その含有量が
多いと靭性および耐硫化物応用割れ性を低下させるた
め、上限を１．０wt％とした。 Ｍｎ：Ｍｎは、脱酸および強度確保のために有効な元素
であり、ＭｎＳを形成してＳの無害化にも寄与する。し
かし含有量が２．０wt％を越えると、粒界強度が低下し
て腐食環境下での割れ抵抗性を損なうので、上限を２．
０wt％とした。Si: Si is used as a deoxidizing element, and a part thereof remains as it is. However, if its content is large, toughness and sulfide application cracking resistance are lowered, so the upper limit is 1.0 wt. %. Mn: Mn is an element effective for deoxidizing and ensuring strength, and forms MnS to contribute to detoxification of S. However, if the content exceeds 2.0 wt%, the grain boundary strength decreases and the crack resistance in a corrosive environment is impaired, so the upper limit is 2.
It was set to 0 wt%.
【０００８】Ｓ：Ｓは、硫化物系の介在物を形成し、熱
間加工性を低下させ、また靭性を低下させる元素であ
る。そのため、コストも考慮して含有量は０．０１０wt
％以下とした。 Ｐ：Ｐは、粒界に偏析して粒界強度を弱め、靭性および
耐硫化物応力割れ性を低下させる。そのため含有量を
０．０２５wt％以下とした。S: S is an element that forms sulfide-based inclusions, reduces hot workability, and reduces toughness. Therefore, considering the cost, the content is 0.010wt
% Or less. P: P segregates at the grain boundaries, weakens the grain boundary strength, and reduces toughness and sulfide stress cracking resistance. Therefore, the content is set to 0.025 wt% or less.
【０００９】Ｃｒ：Ｃｒは、マルテンサイト系ステンレ
ス鋼を構成するもっとも基本的かつ必須の元素であっ
て、耐食性を付与するために必要な元素である。しか
し、その含有量が７wt％未満では耐食性が十分ではな
く、一方１５．０wt％を越えるまでに添加すると、他の
合金元素をいかに調整しても圧延終了時にマルテンサイ
ト単相にするのが難しくなる。また、同時にコストを上
昇させるのみで、特性の向上効果は経済性を考慮すると
期待できない。そのため、Ｃｒの含有量は７．０〜１
５．０wt％とした。Cr: Cr is the most basic and essential element that constitutes martensitic stainless steel, and is an element necessary for imparting corrosion resistance. However, if its content is less than 7 wt%, the corrosion resistance is not sufficient, while if it is added until it exceeds 15.0 wt%, it is difficult to make it into a martensite single phase at the end of rolling, no matter how the other alloying elements are adjusted. Become. At the same time, the cost is only increased, and the effect of improving the characteristics cannot be expected in consideration of economical efficiency. Therefore, the Cr content is 7.0 to 1
It was set to 5.0 wt%.
【００１０】Ｔｉ：Ｔｉは、ＴｉＮやＴｉ酸化物として
分散し、溶接熱影響部の粒成長を抑制して、靭性の劣化
を抑制する。少なすぎると効果がなく、過剰に添加する
とＴｉＣが析出して靭性の劣化を招く。従って、Ｔｉの
含有量は０．００５〜０．０３wt％とした。 Ｎ：Ｎは、鋼に不可避的に含まれる元素であるが、溶接
熱影響部の硬度を上昇させるとともに、母材および溶接
熱影響部の靭性を低下させるので、上限含有量は０．０
１５wt％とした。 Ａｌ：Ａｌは脱酸のために添加する。しかし、含有量が
０．０８wt％を越えるとかえって酸化物が形成されて、
鋼の清浄度が低下し、応力腐食割れに悪影響を与える。
そのため、Ａｌの含有量は０．０８wt％以下とした。Ti: Ti is dispersed as TiN or Ti oxide, suppresses grain growth in the weld heat affected zone, and suppresses deterioration of toughness. If it is too small, there is no effect, and if it is added in excess, TiC precipitates, leading to deterioration in toughness. Therefore, the content of Ti is set to 0.005 to 0.03 wt%. N: N is an element that is unavoidably contained in steel, but since it increases the hardness of the weld heat affected zone and reduces the toughness of the base material and the weld heat affected zone, the upper limit content is 0.0.
It was set to 15 wt%. Al: Al is added for deoxidation. However, when the content exceeds 0.08 wt%, oxides are formed rather,
This reduces the cleanliness of the steel and adversely affects stress corrosion cracking.
Therefore, the content of Al is set to 0.08 wt% or less.
【００１１】Ｃｕ：Ｃｕは、ＣおよびＮの含有量を低く
押さえた鋼の母材はもちろん、溶接熱影響部のミクロン
組織をもマルテンサイト組織にして靭性を改善するとと
もに、必須の添加元素であるＮｉと共存して湿潤炭酸ガ
ス環境における耐食性を改善するのに極めて有用な元素
である。含有量が０．０５wt％未満では耐食性に対して
効果がなく、一方０．７wt％よりも多くなるまでに添加
すると熱間加工性の低下および母材の強度上昇を招くの
で、Ｃｕの含有量は、０．０５〜０．７wt％の範囲とし
た。Cu: Cu is an essential additive element as well as improving the toughness by making the microstructure of the weld heat affected zone into the martensite structure as well as the base material of steel in which the contents of C and N are kept low. It is an extremely useful element in coexistence with Ni to improve the corrosion resistance in a wet carbon dioxide environment. If the content is less than 0.05 wt%, it has no effect on the corrosion resistance, while if it is added until it exceeds 0.7 wt%, the hot workability is deteriorated and the strength of the base metal is increased. Was in the range of 0.05 to 0.7 wt%.
【００１２】Ｎｉ：Ｎｉは、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Ｃｏ2 腐食性と低温靭性
を向上させる。しかし、含有量が１．０％未満ではその
効果が十分でなく、５％を越えてまで添加してもその効
果は飽和し、コストを上昇させるとともに、Ｍf 点が低
くなり過ぎる。従って、Ｎｉの含有量は、１．０〜５．
０wt％の範囲とした。Ni: Ni is an austenite forming element that stabilizes martensite and improves Co 2 corrosion resistance and low temperature toughness. However, if the content is less than 1.0%, the effect is not sufficient, and even if added over 5%, the effect is saturated, the cost is increased, and the M f point becomes too low. Therefore, the Ni content is 1.0 to 5.
The range was 0 wt%.
【００１３】Ｍｏ：ＭｏはＣｒと同様、耐ＣＯ2 腐食性
を向上させ、さらにＳＳＣ性を改善する効果を有するの
で、必要に応じて添加することができる。また、焼き戻
し脆化感受性を低下させる効果も有するので、溶接後熱
処理を行う場合には特に有効である。その含有量が０．
１wt％未満では、十分な効果が得られないので、０．１
wt％以上とした。一方、多量に添加してもその効果が飽
和し、母材の強度が上昇して熱間変形抵抗が増す結果、
熱間加工性が低下する。従って、上限の含有量は２．０
wt％とした。Mo: Mo, like Cr, has the effect of improving the CO 2 corrosion resistance and further improving the SSC property, so it can be added if necessary. Further, since it also has the effect of reducing temper embrittlement susceptibility, it is particularly effective when performing heat treatment after welding. The content is 0.
If it is less than 1 wt%, a sufficient effect cannot be obtained.
It was set to wt% or more. On the other hand, even if added in a large amount, the effect saturates, the strength of the base metal increases and the hot deformation resistance increases,
Hot workability is reduced. Therefore, the upper limit content is 2.0
wt%.
【００１４】Ｃａ，Ｍｇ，ＲＥＭ：硫化物などの介在物
の形状を球状化させて無害化するのに有効な元素であ
り、熱間加工性の向上、耐食性の向上に十分な効果を示
す元素である。少な過ぎるとその効果は得られず、多過
ぎると介在物が増加して耐硫化物応力割れ抵抗性を低下
させるとともに、熱間加工性および耐食性も低下させ
る。そこで、各々の含有量は、Ｃａが０．００１〜０．
００５wt％、ＲＥＭが０．０１〜０．０５wt％、Ｍｇが
０．００１〜０．００６wt％とした。Ca, Mg, REM: an element effective for making the shape of inclusions such as sulfides spherical and detoxifying, and showing sufficient effect for improving hot workability and corrosion resistance. Is. If it is too small, the effect cannot be obtained, and if it is too large, inclusions increase to lower the resistance to sulfide stress cracking, as well as the hot workability and corrosion resistance. Therefore, the content of Ca is 0.001 to 0.
005 wt%, REM 0.01-0.05 wt%, Mg 0.001-0.006 wt%.
【００１５】以上述べたような成分範囲を有する鋼は、
良好な耐ＣＯ2 特性を示す。しかし、Ｃｒ，Ｍｏ等のフ
ェライト生成元素が多い場合には、溶接熱影響部にフェ
ライト相が生成して靭性が低下する。従って、フェライ
ト生成元素の含有量を制限する必要がある。従来の知見
から、Ｃ，Ｎ，Ｎｉ，Ｃｕはフェライト相の生成を抑制
し、Ｃｒ，Ｍｏは促進する。そこで、各元素の濃度を種
々変化させた鋼を溶製し、実験的に各々の元素の寄与率
を決定した。その結果、４０Ｃ＋３４Ｎ＋Ｎｉ＋０．３
Ｃｕ−１．１Ｃｒ−１．８Ｍｏ≧−１１の式を満足すれ
ば、本発明で規定した焼き戻し条件を実施することによ
り、熱延後の冷却を特別に制御しなくてもフェライト相
は生成せず、マルテンサイト単相となることがわかっ
た。すなわち、焼き入れ処理を省略するにはＣ，Ｎ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｏの各含有量がこの関係を満足する
必要がある。Steels having the above-mentioned compositional ranges are
Shows good CO 2 resistance. However, when there are many ferrite forming elements such as Cr and Mo, a ferrite phase is generated in the weld heat affected zone and the toughness decreases. Therefore, it is necessary to limit the content of the ferrite forming element. From the conventional knowledge, C, N, Ni and Cu suppress the formation of ferrite phase, and Cr and Mo promote it. Therefore, steel with various concentrations of each element was melted, and the contribution rate of each element was experimentally determined. As a result, 40C + 34N + Ni + 0.3
If the formula of Cu-1.1Cr-1.8Mo ≧ -11 is satisfied, a ferrite phase is formed by performing the tempering condition specified in the present invention without special control of cooling after hot rolling. However, it was found that a single phase of martensite was obtained. That is, in order to omit the quenching process, C, N, N
The contents of i, Cu, Cr, and Mo must satisfy this relationship.
【００１６】次に熱処理条件について説明する。まず、
上記のような成分条件を満足する鋼を溶製し、鋼片を得
る。その後得られた鋼片を１０００〜１２５０℃に再加
熱する。これは１０００℃以上とすることによって鋼中
の炭化物を固溶させることができ、１２５０℃以下とす
ることによって、オーステナイト粒径の粗大化を防止す
ることができるからである。また、この再加熱によって
鋼中の組織をオーステナイト単相にすることができる。
次に、このような再加熱を行なった後に、熱間加工で成
形し、これを冷却すると、組織はマルテンサイト組織と
なる。これを（Ａｃ1 ＋５℃）以上（Ａｃ1 ＋６０℃）
以下の温度範囲（ただしＡｃ1 ＝７３９．４＋９７．５
Ｃ−１１．６Ｍｎ−５１．０Ｎｉ＋４．４Ｃｒ＋１０．
７Ｍｏ）で焼き戻し処理する。このような温度条件で焼
き戻すことにより、焼き戻し脆化を防止し、低温靭性の
優れたマルテンサイト系ステンレス鋼が得られる。これ
は、焼き戻し後、残存する微細オーステナイトが微量で
あることによって実現される。特に、Ａｃ1 以下の温度
で焼き戻して粒界が脆化するような場合でも、粒界から
γ変態が起こるため、脆化した粒界は分断されて脆化が
軽減される。本発明で規定した焼き戻し温度、Ｎｉ等の
含有量は理想的な残留オーステナイトの存在形態に関係
している。Next, heat treatment conditions will be described. First,
Steel that satisfies the above-mentioned compositional conditions is melted to obtain a billet. After that, the obtained billet is reheated to 1000 to 1250 ° C. This is because by setting the temperature to 1000 ° C. or higher, the carbide in the steel can be dissolved, and by setting it to 1250 ° C. or lower, coarsening of the austenite grain size can be prevented. Moreover, the structure in steel can be made into an austenite single phase by this reheating.
Next, after performing such reheating, it is formed by hot working and cooled, so that the structure becomes a martensite structure. This (Ac 1 +5 ℃) or more (Ac 1 +60 ℃)
The following temperature range (however Ac 1 = 739.4 + 97.5)
C-11.6Mn-51.0Ni + 4.4Cr + 10.
7Mo) tempering process. By tempering under such temperature conditions, temper embrittlement is prevented, and martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness can be obtained. This is achieved by the small amount of fine austenite remaining after tempering. In particular, even when the grain boundary is embrittled by tempering at a temperature of Ac 1 or less, the γ transformation occurs from the grain boundary, so that the embrittled grain boundary is divided and the embrittlement is reduced. The tempering temperature and the content of Ni and the like specified in the present invention are related to the ideal existence form of retained austenite.
【００１７】まず焼き戻しの下限温度を（Ａｃ1 ＋５
℃）以上とした理由について述べる。本発明により製造
した鋼は多量のＮｉを含有しているので、見かけ上Ａｃ
1 点以下の温度でも粒界や、ラス境界からγ相が析出し
始めており、従って、Ａｃ1 ＋５℃の温度であれば、低
温靭性向上に必要な数％のγ相が存在し、しかもこのよ
うなγ相は常温でも安定である。しかし、Ａｃ1 ＋５℃
よりも低い温度では析出するγ相の量が十分ではないの
で、下限温度はＡｃ1 ＋５℃とした。一方、焼き戻し温
度が高くなるとγ相への変態量は増えるが、γ相中の固
溶成分量が少なくなってくるので、冷却時にすべてマル
テンサイトに変態してしまう。マルテンサイトに変態し
てなお且つ必要なγ相が残存するための上限温度がＡｃ
1 ＋６０℃である。一方、このような温度条件で焼き戻
し処理することによって、同時に強度を必要とされる強
度に調整することができる。以上のような本発明の方法
により、低温靭性の優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼を得ることができる。First, the lower limit temperature of tempering is set to (Ac 1 +5
(° C) The reason for the above is described. Since the steel produced according to the present invention contains a large amount of Ni, the apparent Ac
The γ phase begins to precipitate from grain boundaries and lath boundaries even at a temperature of 1 point or less. Therefore, at a temperature of Ac 1 + 5 ° C., a few% of the γ phase necessary for improving the low temperature toughness is present. Such a γ phase is stable even at room temperature. However, Ac 1 + 5 ° C
The lower limit temperature was set to Ac 1 + 5 ° C. because the amount of γ phase to be precipitated is not sufficient at a lower temperature. On the other hand, when the tempering temperature increases, the amount of transformation to the γ phase increases, but the amount of solid solution components in the γ phase decreases, so that all the transformation to martensite occurs during cooling. The upper limit temperature for transforming to martensite and remaining necessary γ phase is Ac
1 + 60 ° C. On the other hand, the strength can be adjusted to the required strength at the same time by performing the tempering treatment under such a temperature condition. By the method of the present invention as described above, a martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness can be obtained.
【００１８】[0018]
【実施例】本発明を実施例に基づいてさらに説明する。
まず表１に示すような化学成分の鋼を溶製し、表２に示
すような熱処理条件で焼き戻し処理を１回行なって、試
験材を作成した。母材及びＨＡＺの靭性は、ＪＩＳ４号
シャルピー試験片により遷移温度(vＴrs）を測定するこ
とで評価した。なお、この時の溶接条件は、入熱１．２
kJ／mm、冷速４０℃／ｓをシミュレートしたものであ
る。表２と表３に、本発明と比較例それぞれの焼き戻し
条件および靭性の試験結果を示した。EXAMPLES The present invention will be further described based on examples.
First, a steel having a chemical composition as shown in Table 1 was melted and tempered once under the heat treatment conditions as shown in Table 2 to prepare a test material. The toughness of the base material and HAZ was evaluated by measuring the transition temperature (vTrs) with a JIS No. 4 Charpy test piece. The welding conditions at this time are heat input 1.2
It is a simulation of kJ / mm and cold speed of 40 ° C / s. Tables 2 and 3 show the tempering conditions and toughness test results of the present invention and comparative examples.
【００１９】[0019]
【表１】 [Table 1]
【００２０】[0020]
【表２】 [Table 2]
【００２１】[0021]
【表３】 [Table 3]
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明は、鋼組
成及び焼き戻し温度を制御することによって、従来の鋼
では必須とされた複数回の焼き戻し処理工程を１回に省
略しても従来通りの母材及び溶接部の靭性、強度を有す
るマルテンサイト系ステンレス鋼を提供することが可能
となり、産業の発展に貢献するところ極めて大である。As described above, according to the present invention, by controlling the steel composition and tempering temperature, it is possible to omit a plurality of tempering treatment steps, which are indispensable for conventional steel, once. It is also possible to provide martensitic stainless steel having the toughness and strength of the base material and welded portion as in the past, which is a great contribution to the development of the industry.
フロントページの続き (72)発明者 重里 元一 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内Front Page Continuation (72) Inventor Genichi Shigesato 20-1 Shintomi, Futtsu City, Chiba Shin Nippon Steel Co., Ltd.
Claims (4)
マルテンサイト組織を有する鋼を（Ａｃ1 ＋５℃）以上
（Ａｃ1 ＋６０℃）以下の温度範囲で焼き戻し処理する
ことを特徴とする低温靭性の優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法。ただし、 Ａｃ1 ＝ 739.4＋97.5Ｃ−11.6Ｍｎ−51.0Ｎｉ＋ 4.4Ｃ
ｒ とする。1. By weight%, C: 0.001 to 0.05, Si: 1.0 or less, Mn: 2.0 or less, S: 0.010 or less, P: 0.025 or less, Cr: 7 0 to 15.0, Ni: 1.0 to 5.0, Ti: 0.005 to 0.03, Al: 0.08 or less, N: 0.015 or less, and I ps = 40C + 34N + Ni −1.1 Cr ≧ −11 is satisfied, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
A method for producing a martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness, which comprises tempering a steel having a martensitic structure in a temperature range of (Ac 1 + 5 ° C) or higher (Ac 1 + 60 ° C) or lower. However, Ac 1 = 739.4 + 97.5C- 11.6Mn-51.0Ni + 4.4C
Let r.
ｏ≧−11 を満足して、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる、
マルテンサイト組織を有する鋼を（Ａｃ1 ＋５℃）以上
（Ａｃ1 ＋６０℃）以下の温度範囲で焼き戻し処理する
ことを特徴とする低温靭性の優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法。ただし、 Ａｃ1 ＝ 739.4＋97.5Ｃ−11.6Ｍｎ−51.0Ｎｉ＋ 4.4Ｃ
ｒ＋10.7Ｍｏ とする。2. By weight%, C: 0.001 to 0.05, Si: 1.0 or less, Mn: 2.0 or less, S: 0.010 or less, P: 0.025 or less, Cr: 7 0.0 to 15.0, Ni: 1.0 to 5.0, Ti: 0.005 to 0.03, Al: 0.08 or less, N: 0.015 or less, and Cu: 0.05. to 0.7, Mo: contain one or two of 0.1 to 2.0, and, I ps = 40C + 34N + Ni + 0.3Cu- 1.1Cr- 1.8M
satisfying o ≧ −11, consisting of balance Fe and unavoidable impurities,
A method for producing a martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness, which comprises tempering a steel having a martensitic structure in a temperature range of (Ac 1 + 5 ° C) or higher (Ac 1 + 60 ° C) or lower. However, Ac 1 = 739.4 + 97.5C- 11.6Mn-51.0Ni + 4.4C
r + 10.7Mo.
マルテンサイト組織を有する鋼を（Ａｃ1 ＋５℃）以上
（Ａｃ1 ＋６０℃）以下の温度範囲で焼き戻し処理する
ことを特徴とする低温靭性の優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法。ただし、 Ａｃ1 ＝ 739.4＋97.5Ｃ−11.6Ｍｎ−51.0Ｎｉ＋ 4.4Ｃ
ｒ とする。3. In weight%, C: 0.001 to 0.05, Si: 1.0 or less, Mn: 2.0 or less, S: 0.010 or less, P: 0.025 or less, Cr: 7 0.0 to 15.0, Ni: 1.0 to 5.0, Ti: 0.005 to 0.03, Al: 0.08 or less, N: 0.015 or less, and Ca: 0.001 To 0.005, REM: 0.01 to 0.05, Mg: 0.001 to 0.006, and one or more of them is satisfied, and I ps = 40C + 34N + Ni-1.1 Cr ≧ -11 is satisfied. And the balance Fe and unavoidable impurities,
A method for producing a martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness, which comprises tempering a steel having a martensitic structure in a temperature range of (Ac 1 + 5 ° C) or higher (Ac 1 + 60 ° C) or lower. However, Ac 1 = 739.4 + 97.5C- 11.6Mn-51.0Ni + 4.4C
Let r.
ｏ≧−11 を満足して、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる、
マルテンサイト組織を有する鋼を（Ａｃ1 ＋５℃）以上
（Ａｃ1 ＋６０℃）以下の温度範囲で焼き戻し処理する
ことを特徴とする低温靭性の優れたマルテンサイト系ス
テンレス鋼の製造方法。ただし、 Ａｃ1 ＝ 739.4＋97.5Ｃ−11.6Ｍｎ−51.0Ｎｉ＋ 4.4Ｃ
ｒ＋10.7Ｍｏ とする。4. In wt%, C: 0.001 to 0.05, Si: 1.0 or less, Mn: 2.0 or less, S: 0.010 or less, P: 0.025 or less, Cr: 7 0.0 to 15.0, Ni: 1.0 to 5.0, Ti: 0.005 to 0.03, Al: 0.08 or less, N: 0.015 or less, and Cu: 0.05. -0.7, Mo: 0.1-2.0 containing 1 type or 2 types, Furthermore, Ca: 0.001-0.005, REM: 0.01-0.05, Mg: contain one or two or more of 0.001 to 0.006, and, I ps = 40C + 34N + Ni + 0.3Cu- 1.1Cr- 1.8M
satisfying o ≧ −11, consisting of balance Fe and unavoidable impurities,
A method for producing a martensitic stainless steel having excellent low temperature toughness, which comprises tempering a steel having a martensitic structure in a temperature range of (Ac 1 + 5 ° C) or higher (Ac 1 + 60 ° C) or lower. However, Ac 1 = 739.4 + 97.5C- 11.6Mn-51.0Ni + 4.4C
r + 10.7Mo.
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|---|---|---|---|
| JP3249196A JPH09227934A (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Manufacture of martensitic stainless steel excellent in low temperature toughness |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP3249196A JPH09227934A (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Manufacture of martensitic stainless steel excellent in low temperature toughness |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227934A true JPH09227934A (en) | 1997-09-02 |
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ID=12360470
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3249196A Withdrawn JPH09227934A (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Manufacture of martensitic stainless steel excellent in low temperature toughness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09227934A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002180210A (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Martensitic stainless steel |
| WO2008026594A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel for welded structure |
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-
1996
- 1996-02-20 JP JP3249196A patent/JPH09227934A/en not_active Withdrawn
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