JPS59110721A - 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 - Google Patents
硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法Info
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- JPS59110721A JPS59110721A JP21859482A JP21859482A JPS59110721A JP S59110721 A JPS59110721 A JP S59110721A JP 21859482 A JP21859482 A JP 21859482A JP 21859482 A JP21859482 A JP 21859482A JP S59110721 A JPS59110721 A JP S59110721A
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- corrosion cracking
- cracking resistance
- sulfide stress
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張
力鋼の製造方法に係わるものである。
力鋼の製造方法に係わるものである。
近年エネルギー事情の逼迫に伴ない、硫化水素を含む原
油の掘削、輸送、貯蔵用に鉄鋼材料が使用に供せられる
場合が増えてきている。特に原油掘削用として用い□ら
れる油井管は深井戸化の傾向に伴い□厳しい腐食環境に
さらされることになシ、その硫化物応力腐食割れ抵抗性
の一段の向上が望まれている。
油の掘削、輸送、貯蔵用に鉄鋼材料が使用に供せられる
場合が増えてきている。特に原油掘削用として用い□ら
れる油井管は深井戸化の傾向に伴い□厳しい腐食環境に
さらされることになシ、その硫化物応力腐食割れ抵抗性
の一段の向上が望まれている。
硫化水素による応力腐食割れは、鋼材表面が腐食される
際に発生する水素が鋼材中に拡散することによって惹起
される脆化が原因とされている。
際に発生する水素が鋼材中に拡散することによって惹起
される脆化が原因とされている。
低合金を基本化学成分とする鋼材において、鋼材強度が
上昇するにつれて、この脆化感受性が高まるため、鋼材
強度および硫化物応力腐食割れ抵抗性の両特性を、該低
合金を基本化学成分とする鋼材に同時にかつ高水準で具
備させることは、従来の製造技術においては降伏強度が
６３に９ ／／、Ｌ−を越すあたりから極めて困難であ
った。即ち、従来技術では高強度を確保するために焼入
れしてマルテンサイト組織とし、それを適当な温度、時
間の下で焼戻し処理を施すことを基本としており、この
条件の下では、硫化物応力腐食割れ抵抗性に有害と考え
られている鋼中の不純物を、工業的規模の精錬技術で可
能な限り低減しても、硫化物応力腐食割れ抵抗性の格段
の改善には限界があった。
上昇するにつれて、この脆化感受性が高まるため、鋼材
強度および硫化物応力腐食割れ抵抗性の両特性を、該低
合金を基本化学成分とする鋼材に同時にかつ高水準で具
備させることは、従来の製造技術においては降伏強度が
６３に９ ／／、Ｌ−を越すあたりから極めて困難であ
った。即ち、従来技術では高強度を確保するために焼入
れしてマルテンサイト組織とし、それを適当な温度、時
間の下で焼戻し処理を施すことを基本としており、この
条件の下では、硫化物応力腐食割れ抵抗性に有害と考え
られている鋼中の不純物を、工業的規模の精錬技術で可
能な限り低減しても、硫化物応力腐食割れ抵抗性の格段
の改善には限界があった。
かかる現状を踏えて、本発明者艦高強度低合金鋼の硫化
物応力腐食割れ抵抗性の飛躍的な向上を意図し、硫化物
応力腐食割れ抵抗性を支配する冶金因子を詳細に検討し
た結果、従来の考え方とは全く異なる本発明方法に到っ
たもので、本発明の要旨は以下の通シである。
物応力腐食割れ抵抗性の飛躍的な向上を意図し、硫化物
応力腐食割れ抵抗性を支配する冶金因子を詳細に検討し
た結果、従来の考え方とは全く異なる本発明方法に到っ
たもので、本発明の要旨は以下の通シである。
ｌ） 重量パーセントにて、Ｏ：０．０５〜０．３５゜
８ｉ ： ０．０１〜１．０ 、 Ｍｎ ： ０．１５
〜２．０ 。
８ｉ ： ０．０１〜１．０ 、 Ｍｎ ： ０．１５
〜２．０ 。
人ｌ！：ｏ、ｏｏｓ〜Ｑ、ｌ 、 Ｍｏ ： ０．０５
〜１．０ 、 Ｐ＜０．０２５８＜０．０２０または該
成分に、Ｏｒ ： ０−０５〜１．ＯｇＮｂ：ｏ、ｏｏ
ｓ〜ｏ、ｉ ｇ Ｔ ＋ ： ０．Ｏｇ ５〜０．０５
゜Ｂ：０．０００２〜０．００２０ 、Ｃａ：０．００
５〜０．０１ 。
〜１．０ 、 Ｐ＜０．０２５８＜０．０２０または該
成分に、Ｏｒ ： ０−０５〜１．ＯｇＮｂ：ｏ、ｏｏ
ｓ〜ｏ、ｉ ｇ Ｔ ＋ ： ０．Ｏｇ ５〜０．０５
゜Ｂ：０．０００２〜０．００２０ 、Ｃａ：０．００
５〜０．０１ 。
ＲｇＭ：ｏ、ｏｏｘ〜０，０２を一種または二種以上含
有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる鋼をオー
ステナイト温度域に加熱した後、８００℃〜５００℃の
温度範囲を２℃／秒以上の冷却速度で冷却し、七や冷却
に引き続いて温度範囲５００℃〜３００℃を６０秒以上
１８００秒以下の時間を要して通過させることを特徴と
する硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼
の製造方法。
有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる鋼をオー
ステナイト温度域に加熱した後、８００℃〜５００℃の
温度範囲を２℃／秒以上の冷却速度で冷却し、七や冷却
に引き続いて温度範囲５００℃〜３００℃を６０秒以上
１８００秒以下の時間を要して通過させることを特徴と
する硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼
の製造方法。
２） 重量ノぐ−セントにて、Ｏ：０．０５〜０．３５
゜８ｉ ： ０．０１〜Ｌ Ｏ＊ Ｍｎ ： Ｏ−ｉ
５〜２．０ ＊ｈｐ ： ｏ、 ｏ ｏ ｓ〜０．１
ｓ Ｍｏ ： Ｏ−０５〜ＬＯ。
゜８ｉ ： ０．０１〜Ｌ Ｏ＊ Ｍｎ ： Ｏ−ｉ
５〜２．０ ＊ｈｐ ： ｏ、 ｏ ｏ ｓ〜０．１
ｓ Ｍｏ ： Ｏ−０５〜ＬＯ。
Ｐ＜０．０２５ 、Ｓ＜０．０２０または該成分にＯｒ
： Ｑ、 Ｑ ５〜１．ｏ、Ｎｂ ： ０−００５〜
０−１ ｅ’ｒｔ：Ｏ，ｏｏｓ〜ｏ、 ０５ 、 Ｂ
： ０．０００２〜０．００２０ 、 Ｏａ ： ０．
０．０５〜０．Ｏ１。
： Ｑ、 Ｑ ５〜１．ｏ、Ｎｂ ： ０−００５〜
０−１ ｅ’ｒｔ：Ｏ，ｏｏｓ〜ｏ、 ０５ 、 Ｂ
： ０．０００２〜０．００２０ 、 Ｏａ ： ０．
０．０５〜０．Ｏ１。
ＲＥＭ； ｏ、ｏ ０１〜ｏ、ｏｆを一種または二種以
上含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる鋼を
オーステナイト温度域に加熱した後、８００〜５００℃
の温度範囲を２℃／秒以上の冷却速度で冷却し、その冷
却に引き続いて温度範囲ｓｏｏ℃〜３００Ｃを６０秒以
上１８００秒以下の時間を要して通過させた後にＡ ｃ
１変態点よシ低温度で焼き戻すことを特徴とする硫化
物、応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造
方法。
上含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる鋼を
オーステナイト温度域に加熱した後、８００〜５００℃
の温度範囲を２℃／秒以上の冷却速度で冷却し、その冷
却に引き続いて温度範囲ｓｏｏ℃〜３００Ｃを６０秒以
上１８００秒以下の時間を要して通過させた後にＡ ｃ
１変態点よシ低温度で焼き戻すことを特徴とする硫化
物、応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造
方法。
以下に本発明方法の詳細を説明する。
先ず本発明鋼の化学成分の限定理由について述べる。
Ｃは、低１合金鋼材の所要強度を確保するために必須な
元素、であるので、下限含有量を０．０５％に設定した
。Ｃはまた焼入れ性を向上させる元素であシ、本発明の
製造方法を最も効果的にならしめるためには含有量に上
限があること、また溶接して使用に供せられる場合には
溶接部の硬度が上昇し過ぎないことの２点を考慮に入れ
、最も多量に添加する場合であっても０．３５％を越え
ないこととした。
元素、であるので、下限含有量を０．０５％に設定した
。Ｃはまた焼入れ性を向上させる元素であシ、本発明の
製造方法を最も効果的にならしめるためには含有量に上
限があること、また溶接して使用に供せられる場合には
溶接部の硬度が上昇し過ぎないことの２点を考慮に入れ
、最も多量に添加する場合であっても０．３５％を越え
ないこととした。
Ｓｉは鋼の脱酸を行なう上で有効な元素で０．０５％以
上添加するが、過量添加は介在物の生成を促進し、かつ
靭性な低下させるため上限を１．０％とした。尚、硫化
物応力腐食割れ抵抗性を高めるためには少量添加がよい
ので０．３％以下とするのが望ましい。
上添加するが、過量添加は介在物の生成を促進し、かつ
靭性な低下させるため上限を１．０％とした。尚、硫化
物応力腐食割れ抵抗性を高めるためには少量添加がよい
ので０．３％以下とするのが望ましい。
Ｍｎは焼入れ性向上と固溶体強化機能を有するので０６
１５％以上は添加するが、２．０％を越える量の添加は
焼き入れ性過剰になること、オーステナイト粒界への偏
析が多くなシ、オーステナイト粒界割れを助長するとの
理由により、２．ｏ％以下の含有量に制限した。
１５％以上は添加するが、２．０％を越える量の添加は
焼き入れ性過剰になること、オーステナイト粒界への偏
析が多くなシ、オーステナイト粒界割れを助長するとの
理由により、２．ｏ％以下の含有量に制限した。
Ａ／は強い脱酸性があル、少なくとも
０、００５％以上の添加が必要であり、鋼材の靭性な高
めるとともに、Ｂ添加の場合には、その焼き入れ性向上
機能を助長する効果があるが、あまシ多過ぎるとＡＩ！
２０３系非金属介在物が増加するので０．１％を上限と
した。
めるとともに、Ｂ添加の場合には、その焼き入れ性向上
機能を助長する効果があるが、あまシ多過ぎるとＡＩ！
２０３系非金属介在物が増加するので０．１％を上限と
した。
Ｐ及びＳは硫化物応力腐食割れ抵抗性の向上には好まし
からざる元素であシ、含有量は少ない程よいが、工業的
規模の装置での低減化の限界、および本発明の効果が発
揮できる限界を勘案して、含有限界量をＰについては０
．０２５％未満、Ｓについては０．０２０５Ａ未満とし
た。
からざる元素であシ、含有量は少ない程よいが、工業的
規模の装置での低減化の限界、および本発明の効果が発
揮できる限界を勘案して、含有限界量をＰについては０
．０２５％未満、Ｓについては０．０２０５Ａ未満とし
た。
Ｍｏは焼き入れ性向上、析出効果また硫化物応力腐食割
れ抵抗性と密接な関連のあるＰのオーステナイト粒界へ
の偏析抑制機能を有し、かつ炭化物の均一分散化を促進
する効果的な元素であるので、本発明では必須成分とす
るが、高価であること、および多量添加しても保有機能
が飽和する傾向にあること、さらにＭｏ 炭化物の出現
により耐サワー性が低下するおそれのあることを考慮し
て、成分範囲を０．０５％以上１．０％以下とした。
れ抵抗性と密接な関連のあるＰのオーステナイト粒界へ
の偏析抑制機能を有し、かつ炭化物の均一分散化を促進
する効果的な元素であるので、本発明では必須成分とす
るが、高価であること、および多量添加しても保有機能
が飽和する傾向にあること、さらにＭｏ 炭化物の出現
により耐サワー性が低下するおそれのあることを考慮し
て、成分範囲を０．０５％以上１．０％以下とした。
Ｏｒ は強度確保に有効でかつ相対的に他の合金元素に
比べて安価であるので活用するが１．０％を超える童を
添加しても、添加量に見合う効果が期待できないので添
加する場合には０．０５％以上１，０％以下の限定を設
けた。
比べて安価であるので活用するが１．０％を超える童を
添加しても、添加量に見合う効果が期待できないので添
加する場合には０．０５％以上１，０％以下の限定を設
けた。
Ｎｂは、オーステナイト結晶粒の微細化も析出強化の機
能を有しておル、これらの効果を期待するにはｏ、 ｏ
ｏ ｓ％以上の添加が必要であるが、過剰添加は熱間
加工時のキズ発生の恐れがあシ、また溶接して使用され
る場合には、溶接部の靭性が著しく劣化するので、上限
を０．１％とした。
能を有しておル、これらの効果を期待するにはｏ、 ｏ
ｏ ｓ％以上の添加が必要であるが、過剰添加は熱間
加工時のキズ発生の恐れがあシ、また溶接して使用され
る場合には、溶接部の靭性が著しく劣化するので、上限
を０．１％とした。
Ｔｉには、オーステナイト温度域に加熱した時の結晶粒
粗大化抑制の効果があり、またＢ添加の場合にはＮを固
定し、Ｂの焼き入れ性向上機能を促進させるので有効な
元素であるが、過剰添加は、粗大なＴｉＮの析出を助長
し、Ｃ系介在物として鋼の清浄度を低下させるので、添
加量は０．００５％以上０．０５％以下に制限した。
粗大化抑制の効果があり、またＢ添加の場合にはＮを固
定し、Ｂの焼き入れ性向上機能を促進させるので有効な
元素であるが、過剰添加は、粗大なＴｉＮの析出を助長
し、Ｃ系介在物として鋼の清浄度を低下させるので、添
加量は０．００５％以上０．０５％以下に制限した。
Ｂは焼き入れ性を高め、かつＯｒ、Ｍｏ等のような焼き
戻し軟化抵抗性を有しない利点があるので、添加する場
合には０．０００２％以上とするが多量に添加してもそ
の効果が飽和するのみならず、熱間加工時の割れ、キズ
な惹起する懸念もあるので、上限としては０．００２０
％とした。
戻し軟化抵抗性を有しない利点があるので、添加する場
合には０．０００２％以上とするが多量に添加してもそ
の効果が飽和するのみならず、熱間加工時の割れ、キズ
な惹起する懸念もあるので、上限としては０．００２０
％とした。
Ｏａ、ＲＢＭは、これを添加することにより硫化物系介
在物を球状化させると共に凝固偏析域から分離させ、割
れ発生に対し、比較的影響のないものにする効果がある
。添加量は効果を生じさせるための下限があり、過大な
量は不要であるばか）でなく、靭性を低下させるような
悪影醤を及ばず。従ってＯａは０．００５％〜０．０１
ｑｂ 譲ｇＭはｏ、ｏ ｏ ｔ％〜０．０２％の範囲と
した。
在物を球状化させると共に凝固偏析域から分離させ、割
れ発生に対し、比較的影響のないものにする効果がある
。添加量は効果を生じさせるための下限があり、過大な
量は不要であるばか）でなく、靭性を低下させるような
悪影醤を及ばず。従ってＯａは０．００５％〜０．０１
ｑｂ 譲ｇＭはｏ、ｏ ｏ ｔ％〜０．０２％の範囲と
した。
本発明法に適合する鋼は、上記の如き限定成分を含有し
、残部はＦｅおよび製鋼上の不可避的不純物を含むもの
である。
、残部はＦｅおよび製鋼上の不可避的不純物を含むもの
である。
かかる組成の本発明に適合する鋼をオーステナイト温度
域に加熱し、溶体化するが、その引き続く冷却過程にお
いて、特に温度範囲８００℃から５００℃の間は、冷却
速度が２℃／秒以上となるように冷却し、さらに温度範
囲５００℃から３００℃において、当該鋼は６０秒以上
１８００秒以下の時間滞留することを本発明方法におけ
る特徴の１つとしている。この製造条件における限定理
由を次にのべる。
域に加熱し、溶体化するが、その引き続く冷却過程にお
いて、特に温度範囲８００℃から５００℃の間は、冷却
速度が２℃／秒以上となるように冷却し、さらに温度範
囲５００℃から３００℃において、当該鋼は６０秒以上
１８００秒以下の時間滞留することを本発明方法におけ
る特徴の１つとしている。この製造条件における限定理
由を次にのべる。
本発明は高張力鋼を主たる対象としておシ、高張力鋼を
鋼組織の一様イ４かつ析出物の溶体化を目的にしたオー
ステナイトや温度域への加熱の後に、本発明において限
定した成分の鋼材を冷却する場合、８００℃〜５００℃
の温度範囲の冷却速度を２℃／秒以上に確保することに
よって、鋼強度の著るしい低下を招来する初析フェライ
トの析出を抑制できることを本発明者は詳細な研究によ
って知得した。
鋼組織の一様イ４かつ析出物の溶体化を目的にしたオー
ステナイトや温度域への加熱の後に、本発明において限
定した成分の鋼材を冷却する場合、８００℃〜５００℃
の温度範囲の冷却速度を２℃／秒以上に確保することに
よって、鋼強度の著るしい低下を招来する初析フェライ
トの析出を抑制できることを本発明者は詳細な研究によ
って知得した。
尚、オーステナイト域への加熱の際、オーステナイト結
晶粒を細かく保つため、加熱温度は他の要件・に支障の
ない限シ低温が望ましい。
晶粒を細かく保つため、加熱温度は他の要件・に支障の
ない限シ低温が望ましい。
上記の知得に基づいて、８００℃〜５００℃温度範囲に
おける鋼材の冷却速度を２℃／秒以上に限定した。
おける鋼材の冷却速度を２℃／秒以上に限定した。
この冷却に引続いて温度範囲５００℃〜３００℃におい
て、鋼材は６０秒以上１８００秒以下の時間を要して通
過させることを本発明は条件としており、この条件は本
発明の最も特徴とする条件であるので以下に限定理由を
詳細に述べる。
て、鋼材は６０秒以上１８００秒以下の時間を要して通
過させることを本発明は条件としており、この条件は本
発明の最も特徴とする条件であるので以下に限定理由を
詳細に述べる。
現行技術においては、硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れ
、かつ高強度を有する鋼は、焼き入れ、焼き戻し処理に
よって製造されるのが一般的である。即ち焼き入れ処理
によって、Ｃを過飽和に固溶したマルテンサイト組織に
なるが、過強度かつ脆弱であるがために焼き戻し処理を
施すのが通例である。所要強度の水準が高げれば高い程
、焼き戻し温度はＡ ｃ ！変態点よりは低くかつ室温
より高い温度範囲において相対的に低温側へ移行するこ
とになる。しかしながら硫化物応力腐食割れ抵抗性の観
点から見ると、焼き戻し温度が低いと、旧オーステナイ
ト結晶粒界へのＰ等の非金属不純物元素の平衡偏析濃度
が上昇する恐れがあり、これは好ましからざることであ
る。また焼き入れ組織がマルテンサイトの場合には、Ｃ
が過飽和に固溶しており、焼き戻し過程で炭化物として
析出するが結晶粒内と粒界とではＣの拡散係数か著しく
異なるために、炭化物の分散状態が粒内と粒界とで顕著
な差がでる。焼き戻し温度をさげるほどに粒内と粒界の
Ｃの拡散係数の相対的な差が大ぎくなるため炭化物分散
状態の相違も助長される傾向になる。Ｐ等の不純物がオ
ーステナイト結晶粒界に偏析することと、炭化物の分散
状態が粒内と粒界で大きく異なることが相まって、低温
焼き戻しを施すと硫化水素を含む環境下にてオーステナ
イト粒界割れが増加する傾向になシ、ひいては、硫化物
応力腐食割れ抵抗性を低下させることとなる。焼き戻し
マルテンサイト組織を基本として高強度かつ優れた硫化
物応力腐食割れ抵抗性を達成することの困難さを上記の
ように本発明者等は解析し、この困難を解決すべき熱処
理条件としてオーステナイト温度域に加熱した後８００
℃〜５００℃にては２℃／秒以上の冷却速度で冷却し、
それらに引き続いて５００℃〜３００′ｃでは６０秒以
上１８００秒以下の時間を要して当該＠を通過させる条
件を実験研究によシ見い出したのである。。
、かつ高強度を有する鋼は、焼き入れ、焼き戻し処理に
よって製造されるのが一般的である。即ち焼き入れ処理
によって、Ｃを過飽和に固溶したマルテンサイト組織に
なるが、過強度かつ脆弱であるがために焼き戻し処理を
施すのが通例である。所要強度の水準が高げれば高い程
、焼き戻し温度はＡ ｃ ！変態点よりは低くかつ室温
より高い温度範囲において相対的に低温側へ移行するこ
とになる。しかしながら硫化物応力腐食割れ抵抗性の観
点から見ると、焼き戻し温度が低いと、旧オーステナイ
ト結晶粒界へのＰ等の非金属不純物元素の平衡偏析濃度
が上昇する恐れがあり、これは好ましからざることであ
る。また焼き入れ組織がマルテンサイトの場合には、Ｃ
が過飽和に固溶しており、焼き戻し過程で炭化物として
析出するが結晶粒内と粒界とではＣの拡散係数か著しく
異なるために、炭化物の分散状態が粒内と粒界とで顕著
な差がでる。焼き戻し温度をさげるほどに粒内と粒界の
Ｃの拡散係数の相対的な差が大ぎくなるため炭化物分散
状態の相違も助長される傾向になる。Ｐ等の不純物がオ
ーステナイト結晶粒界に偏析することと、炭化物の分散
状態が粒内と粒界で大きく異なることが相まって、低温
焼き戻しを施すと硫化水素を含む環境下にてオーステナ
イト粒界割れが増加する傾向になシ、ひいては、硫化物
応力腐食割れ抵抗性を低下させることとなる。焼き戻し
マルテンサイト組織を基本として高強度かつ優れた硫化
物応力腐食割れ抵抗性を達成することの困難さを上記の
ように本発明者等は解析し、この困難を解決すべき熱処
理条件としてオーステナイト温度域に加熱した後８００
℃〜５００℃にては２℃／秒以上の冷却速度で冷却し、
それらに引き続いて５００℃〜３００′ｃでは６０秒以
上１８００秒以下の時間を要して当該＠を通過させる条
件を実験研究によシ見い出したのである。。
本発明の対象とする化学成分の鋼で５００℃〜３００℃
で６０秒以上滞留させることによって、主たる組織は一
部焼ぎ戻されたベーナイト組織が得られる。５００Ｃよ
り高温側では、ベーナイト組織が得られる場合であって
も粗い結晶組織の上部ベーナイトになること、また３０
０℃より低温では基本的にはマルテンサイトを中心とす
る組織となるため温度範囲は５００℃以下３００℃以上
に限定した。
で６０秒以上滞留させることによって、主たる組織は一
部焼ぎ戻されたベーナイト組織が得られる。５００Ｃよ
り高温側では、ベーナイト組織が得られる場合であって
も粗い結晶組織の上部ベーナイトになること、また３０
０℃より低温では基本的にはマルテンサイトを中心とす
る組織となるため温度範囲は５００℃以下３００℃以上
に限定した。
工業的規模で生産される程度の大きさの鋼材を一様に変
態させること、ま几ベーナイト組織の焼き戻しを促進さ
せる意味から、５００℃以下３００℃以上の温度範囲に
少なくとも６０秒以上滞留して後に冷却する条件を付し
た。
態させること、ま几ベーナイト組織の焼き戻しを促進さ
せる意味から、５００℃以下３００℃以上の温度範囲に
少なくとも６０秒以上滞留して後に冷却する条件を付し
た。
１８００秒をこえる長時間をかけて滞留させるとと、Ｐ
等の好ましからざる元素がオーステナイト粒界に偏析す
るので滞留時間の上限を１８００秒に制限した。
等の好ましからざる元素がオーステナイト粒界に偏析す
るので滞留時間の上限を１８００秒に制限した。
なお上記熱処理後、鋼材強度が所要強度より高い場合に
は、適当な温度で焼き戻し処理な行うことができる。こ
の場合でも焼き戻しマルテンサイトに比べて、はるかに
短時間で所要強度を確保できるのが、本発明の製造法の
１つの利点である。
は、適当な温度で焼き戻し処理な行うことができる。こ
の場合でも焼き戻しマルテンサイトに比べて、はるかに
短時間で所要強度を確保できるのが、本発明の製造法の
１つの利点である。
本発明の根幹を成す技術思想は次の通シである。
低合金高張力鋼の硫化物応力腐食割れ抵抗性を改善する
一つの指針は、硫化水素環境中で鋼のオーステナイト結
晶粒界割れを防止ないしは抑制することにあシ、この観
点から見た場合の焼き戻しマルテンサイトを主体とする
問題点は前記の通シである。
一つの指針は、硫化水素環境中で鋼のオーステナイト結
晶粒界割れを防止ないしは抑制することにあシ、この観
点から見た場合の焼き戻しマルテンサイトを主体とする
問題点は前記の通シである。
一方、本発明の主張する製造法によって得られるベーナ
イト組織ないしは焼き戻しベーナイト組織では、オース
テナイトから変態する際に一部拡散変態を伴なうために
、旧オーステナイト粒界が、拡散変態を伴なわないマル
テンサイトの場合に比べて不鮮明になる。このことを同
一化学エツチング条件でベーナイトの場合の方が旧オー
ステナイト粒界が現出されにくいとの実験事実で本発明
者等は確認した。
イト組織ないしは焼き戻しベーナイト組織では、オース
テナイトから変態する際に一部拡散変態を伴なうために
、旧オーステナイト粒界が、拡散変態を伴なわないマル
テンサイトの場合に比べて不鮮明になる。このことを同
一化学エツチング条件でベーナイトの場合の方が旧オー
ステナイト粒界が現出されにくいとの実験事実で本発明
者等は確認した。
またオーステナイト粒界、粒内の炭化物の分散状態は、
拡散変態を伴なうベーナイト組織および焼き戻しベーナ
イト組織と、焼き戻しマルテンサイト組織とでは、下記
の説明のように異なってくる。
拡散変態を伴なうベーナイト組織および焼き戻しベーナ
イト組織と、焼き戻しマルテンサイト組織とでは、下記
の説明のように異なってくる。
耐硫化物応力腐食割れ抵抗性の観点から見た焼き戻し処
理の技術的内容は次のように理解される。通常の焼き入
れ焼き戻し処理では焼き入れ時には炭化物の析出を抑制
するように急速冷却するため、炭素は焼き入れ組織に過
飽和に固溶しており引き続く焼き戻し処理時に炭化物が
析出する。そして、元素の拡散は粒界拡散の方が粒内拡
散より長かに早いために、硫化物応力腐食割れ抵抗性に
大きな影響を与える炭化物の分散形態が、粒内と粒界と
で著るしく異なる。
理の技術的内容は次のように理解される。通常の焼き入
れ焼き戻し処理では焼き入れ時には炭化物の析出を抑制
するように急速冷却するため、炭素は焼き入れ組織に過
飽和に固溶しており引き続く焼き戻し処理時に炭化物が
析出する。そして、元素の拡散は粒界拡散の方が粒内拡
散より長かに早いために、硫化物応力腐食割れ抵抗性に
大きな影響を与える炭化物の分散形態が、粒内と粒界と
で著るしく異なる。
他方、本発明に規定した熱処理法に従った後に焼き戻し
処理を施した場合には、溶解度以上の炭素は、焼き戻し
前の熱処理時にすでに析出し、過飽和に残存固溶した炭
素は焼き戻し時に、すでに析出した炭化物に優先的に析
出するために、粒内、粒界の炭化物分散形態が、よシ均
一になる。このことがひいては、硫化物を含む腐食環境
化において、本発明の熱処理を施した鋼材では旧オース
テナイト粒界割れの発生を抑制でき、耐硫化物応力腐食
割れ抵抗性を大幅に増大させ得るのである。
処理を施した場合には、溶解度以上の炭素は、焼き戻し
前の熱処理時にすでに析出し、過飽和に残存固溶した炭
素は焼き戻し時に、すでに析出した炭化物に優先的に析
出するために、粒内、粒界の炭化物分散形態が、よシ均
一になる。このことがひいては、硫化物を含む腐食環境
化において、本発明の熱処理を施した鋼材では旧オース
テナイト粒界割れの発生を抑制でき、耐硫化物応力腐食
割れ抵抗性を大幅に増大させ得るのである。
以上のように基本組織をベーナイトない・は焼き戻しベ
ーナイト組織を得ることによって、旧オーステナイト粒
界における性状、すなわち不純物の粒界偏析および炭化
物分散形態をマルテンサイト組織の場合と変化させ優れ
た硫化物応力腐食割れ抵抗性を顕著に改善することに成
功したものである。
ーナイト組織を得ることによって、旧オーステナイト粒
界における性状、すなわち不純物の粒界偏析および炭化
物分散形態をマルテンサイト組織の場合と変化させ優れ
た硫化物応力腐食割れ抵抗性を顕著に改善することに成
功したものである。
次に本発明の実験例を示す。供試鋼材はいずれも転炉溶
製にて製造されたものである。
製にて製造されたものである。
第１表から次のことが判る。先づ記号Ａ、Ｂ。
Ｃで区分される鋼材は同一化学成分を有しているものの
、本発明法が適用されたＡでは比較法が適用されたＢ、
Ｏに比べて、大気中のす（降伏強度または０２％耐力）
が高いのみならずｆｆ、（ＮＡＯＥ液中での引張試験に
おける試験片破断強度）が遥かに高い。
、本発明法が適用されたＡでは比較法が適用されたＢ、
Ｏに比べて、大気中のす（降伏強度または０２％耐力）
が高いのみならずｆｆ、（ＮＡＯＥ液中での引張試験に
おける試験片破断強度）が遥かに高い。
記号Ｄ−Ｊはさらに焼もどしを行なった例であるが、り
をもちいた評価はこれらの場合合理的でないため、引張
試験の破断までの伸びて評価した。
をもちいた評価はこれらの場合合理的でないため、引張
試験の破断までの伸びて評価した。
記号り、Ｅで区分される鋼材は同一化学成分を有してい
るが本発明法適用のＤでは、比較法適用のＥに比べて、
大気中の・１ｉがほぼ同一であるのに、ＮＡＯＢ液中と
大気中の伸び比が遥かに大きい。
るが本発明法適用のＤでは、比較法適用のＥに比べて、
大気中の・１ｉがほぼ同一であるのに、ＮＡＯＢ液中と
大気中の伸び比が遥かに大きい。
記号Ｆ、Ｇ、Ｈで示される鋼材は全て本発明法によるが
、Ｇ、Ｈは各々Ｏａ、Ｏｅが添加されているためいずれ
も添加されていないＦに較べて、伸び比が大きい。
、Ｇ、Ｈは各々Ｏａ、Ｏｅが添加されているためいずれ
も添加されていないＦに較べて、伸び比が大きい。
また記号Ｊの鋼材は本発明法の化学成分範囲外であ）、
本発明法によるＩの鋼材より著しく伸び比が小さい。
本発明法によるＩの鋼材より著しく伸び比が小さい。
以上の実験例から明らかなように、本発明法によれば比
較法に比べてはるかに優れた硫化物応力腐食割れ抵抗性
を低合金鋼に賦与することが可能である。
較法に比べてはるかに優れた硫化物応力腐食割れ抵抗性
を低合金鋼に賦与することが可能である。
本発明は本発明の要件さえ満しておれば鋼材の製鋼法に
何ら制限を与えるものではなく、また鋼材の形状も問わ
がい。また溶接を施して使れが問題となるがその場合に
も本発明の技術思−想を活用することが可能である。
何ら制限を与えるものではなく、また鋼材の形状も問わ
がい。また溶接を施して使れが問題となるがその場合に
も本発明の技術思−想を活用することが可能である。
９８−
表中、
１）σｙ ：大気中で引張試験を行って測定した降伏強
度または０．２％耐力。
度または０．２％耐力。
２）σｐ ： ＮＡＯＥ液中で引張試、験を行って測
定した破断荷重を荷重をかける前の試験片 断面積で除した値。
定した破断荷重を荷重をかける前の試験片 断面積で除した値。
３）伸び比： ＮＡＯＥ液中で引張試験を行って測定し
た破断までの伸びを大気中での引張試 験の伸びで除した値。
た破断までの伸びを大気中での引張試 験の伸びで除した値。
破面中に占める旧オーヘテナイト粒界１・割れ破面の占
める面積率。
める面積率。
走査型電子顕微鏡を用いて測定。
代理人 弁理士 秋 沢 政 光
外２名
９つ
昭和５８年６月２１！？日
特許庁長官 殿
１、事件の表示
特願昭５７−第２１８５９４ 号
２、発明の名称
硫化物応力腐食割れ抵抗性ｙｃ優れた低合金高張力鋼の
製造方法３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住所（居所）東京都千代田区大手町２丁目６番３号氏名
（名称） （６６５）新日本製鐵株式会社４、代 理
人 居 所 東京都中央区日本橋兜町１２番１号太洋ビル５
、補１命令 １カイ１．ｆｆｉ、の日付昭和 年 月 日（発
送）６、補正により増加する発明ガ数 なし補正の内容 （１）本願特許請求の範囲を下記の通り補正する。
製造方法３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住所（居所）東京都千代田区大手町２丁目６番３号氏名
（名称） （６６５）新日本製鐵株式会社４、代 理
人 居 所 東京都中央区日本橋兜町１２番１号太洋ビル５
、補１命令 １カイ１．ｆｆｉ、の日付昭和 年 月 日（発
送）６、補正により増加する発明ガ数 なし補正の内容 （１）本願特許請求の範囲を下記の通り補正する。
「（１）重量パーセントｙｃて、
Ｃ：０．０５〜０．３５，８ｉ：０，６１へ１．０゜Ｍ
ｎ ： ０．１５〜２．０ 、 ＡＡ ： ０．００５
ｘＯ，１。
ｎ ： ０．１５〜２．０ 、 ＡＡ ： ０．００５
ｘＯ，１。
Ｃｒ：０．０５−１．０．Ｎｂ：０．００５−０．１゜
Ｔｉ：０．００５〜０．０５．Ｂ：０．０００２〜０．
００２０゜ Ｃａ ： ０．０００５〜０．０１ 、 Ｒ，ＥＭ：
０．００１〜０．０２ を一種または二種以上含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物よりなる鋼をオーステナイト温度域に加熱した
後、８００℃〜５００℃の温度範囲を２℃／秒以上の冷
却速度で冷却し、その冷却ｒ（引き続いて温度範囲５０
０℃〜３００℃を６０秒以上１８００秒以下の時間を要
して通過させるととな特徴とする硫化物応力腐食割れ抵
抗性に優れ高 だ低置ｉ力鋼の製造方法。
Ｔｉ：０．００５〜０．０５．Ｂ：０．０００２〜０．
００２０゜ Ｃａ ： ０．０００５〜０．０１ 、 Ｒ，ＥＭ：
０．００１〜０．０２ を一種または二種以上含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物よりなる鋼をオーステナイト温度域に加熱した
後、８００℃〜５００℃の温度範囲を２℃／秒以上の冷
却速度で冷却し、その冷却ｒ（引き続いて温度範囲５０
０℃〜３００℃を６０秒以上１８００秒以下の時間を要
して通過させるととな特徴とする硫化物応力腐食割れ抵
抗性に優れ高 だ低置ｉ力鋼の製造方法。
（２） 重量パーセントにて、
Ｃ： ｏ、 ０５〜ｏ、 ３５ 、８ ｔ ： ｏ、
０１〜ｉ、 ０ ＋Ｍｎ ： （１１５〜２．０ 、
ｋＡ ： ０．００５〜０．１ 。
０１〜ｉ、 ０ ＋Ｍｎ ： （１１５〜２．０ 、
ｋＡ ： ０．００５〜０．１ 。
Ｍｏ ： ０．０５〜１．０ 、 ｐ＜ｏ、ｏ ２５８
＜０．０２０ または該成分に、 Ｃｒ ： Ｑ、０５〜１．０ 、 Ｎｈ ： ０．００
５〜０．１゜Ｔｉ：０．０（１５＝０．０５．Ｂ：０．
０００２〜０．００２０ Ｃａ ： ｏ、ｏｏｏｓ−ｏ、ｏ １ 、ＲＢＭ： ０
．００１〜０．０２ な一種または二種以上含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物よりなる＠なオーステナイト温度域に加熱した
後、ｓ ｏ ｏ ”ｃ〜５００ ”Ｃの温度範囲を２℃
／秒以上の冷却速度で冷却し、その冷却に態点より低温
度で焼戻すことを特徴とする硫化物応力腐食割れ抵抗性
ＶＣ優れた低合金高張力鋼の製造方法。１ （２）明細書矛５頁４行オヨび２０行［ｃａ：０．００
５へｏ、ｏｘＪ ｋ （Ｃａ ：０．０００５〜０．０
１Ｊ と補正する。
＜０．０２０ または該成分に、 Ｃｒ ： Ｑ、０５〜１．０ 、 Ｎｈ ： ０．００
５〜０．１゜Ｔｉ：０．０（１５＝０．０５．Ｂ：０．
０００２〜０．００２０ Ｃａ ： ｏ、ｏｏｏｓ−ｏ、ｏ １ 、ＲＢＭ： ０
．００１〜０．０２ な一種または二種以上含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物よりなる＠なオーステナイト温度域に加熱した
後、ｓ ｏ ｏ ”ｃ〜５００ ”Ｃの温度範囲を２℃
／秒以上の冷却速度で冷却し、その冷却に態点より低温
度で焼戻すことを特徴とする硫化物応力腐食割れ抵抗性
ＶＣ優れた低合金高張力鋼の製造方法。１ （２）明細書矛５頁４行オヨび２０行［ｃａ：０．００
５へｏ、ｏｘＪ ｋ （Ｃａ ：０．０００５〜０．０
１Ｊ と補正する。
（３）間予１０頁８行乃至９行［従ってＣａは０、００
５Ｆ ０．０１ ％、 ＩＦＬ Ｅ Ｍ ハ０． ＯＯ
ｔ、％〜ｏ、 ０２％の範囲とした。」す「従ってＣａ
はｏ、ｏｏｏｓ〜０．０１％、 Ｒ，ＥＭ＋ｔ０．００
１〜０．０２％の範囲とした。」と補正する。
５Ｆ ０．０１ ％、 ＩＦＬ Ｅ Ｍ ハ０． ＯＯ
ｔ、％〜ｏ、 ０２％の範囲とした。」す「従ってＣａ
はｏ、ｏｏｏｓ〜０．０１％、 Ｒ，ＥＭ＋ｔ０．００
１〜０．０２％の範囲とした。」と補正する。
１０２−
Claims (2)
- （１）重量パーセントにて、 ａ ： ｏ、 ｏ ｓ〜０．３５ 、８ｉ：０．０１〜
１．０゜Ｍｎ：０．１５”−２，０、ＡＩ！：０．００
５〜０．１ 。 Ｍｏ：０．０５］〜１．０ 、 Ｐ＜０．０２５ 。 Ｓ ＜ ０．０２０ または該成分に Ｏｒ ： （）、 ０５〜１．０ ＊ Ｎ ｂ’ ：
ｏ、 ００５〜（１１＋Ｔ ｒ ： ０．００５〜０．
０５ 、 Ｂ ： ０．０００２〜０．００２０ 。 Ｏａ： Ｏ，００５〜０．０１ 、 ＲＥＭ ： ０．
００１〜可避的不純物よシなる鋼をオーステナイト温度
域に加熱した後、８００℃〜５００℃の温度範囲を２℃
／秒以上の冷却速度で冷剣し、その冷却に引き続いて温
度範囲５００℃〜３００℃を６０秒以上１８００秒以下
の時間を要して通過させることを特徴とする硫化物応力
腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法。 - （２）重量ノ？−セントにて、 ０ ： ｏ、 ０５〜ｏ、 ３５ ＃ Ｓ ｔ ： ｏ
、 ０１〜１．Ｏ。 Ｍｎ： ０．１５〜２．０ 、 Ａ／ ： ０．００５
〜０．１ 。 Ｍｏ ： ０．０５〜１．０ 、 Ｐ＜０．０２５Ｓ＜
０．０２０ または該成分に、 Ｏｒ ： ０．０５””１．０ 、 Ｎｂ ： ０．０
０５〜０．１ 。 Ｔ！：０．００５〜ｏ、 ０５ 、 Ｂ ： ０．００
０２〜０、 ０ ０ ２ ０ ０ａ ： ０．００５〜０．０１ 、 ＲＥ Ｍ ：
０．００１〜０２ を一種または二種以上含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物よシなる鋼をオーステナイト温度域に加熱した
後、８００℃〜５００℃の温度範囲を２℃／秒以上の冷
却速度で冷却し、その冷却に引き続いて、温度範囲５０
０℃〜３００℃を６０秒以上１８００秒以下の時間を要
して通過させた後に％ＡＣ１変態点よ１低温度で焼戻す
ことを特徴とする硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低
合金高張力鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21859482A JPS59110721A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21859482A JPS59110721A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110721A true JPS59110721A (ja) | 1984-06-26 |
Family
ID=16722399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21859482A Pending JPS59110721A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 硫化物応力腐食割れ抵抗性に優れた低合金高張力鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110721A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627819A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Nippon Steel Corp | 応力腐食割れ抵抗の優れた耐サワー用鋼の熱処理方法 |
| FR2756298A1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-05-29 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece de mecanique ayant une structure bainitique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589432A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-07 | Nippon Steel Corp | Preraration of high tensile wire material and bar steel with excellent strain and corrosion crack resistance |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP21859482A patent/JPS59110721A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589432A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-07 | Nippon Steel Corp | Preraration of high tensile wire material and bar steel with excellent strain and corrosion crack resistance |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS627819A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Nippon Steel Corp | 応力腐食割れ抵抗の優れた耐サワー用鋼の熱処理方法 |
| JPH0577726B2 (ja) * | 1985-07-03 | 1993-10-27 | Nippon Steel Corp | |
| FR2756298A1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-05-29 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece de mecanique ayant une structure bainitique |
| EP0845544A1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-06-03 | Ascometal | Produit sidérurgique en acier ayant une structure bainitique et procédé pour la fabrication du produit sidérurgique |
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