JPS61106747A - 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼 - Google Patents
油井用マルテンサイト系ステンレス鋼Info
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- JPS61106747A JPS61106747A JP22859284A JP22859284A JPS61106747A JP S61106747 A JPS61106747 A JP S61106747A JP 22859284 A JP22859284 A JP 22859284A JP 22859284 A JP22859284 A JP 22859284A JP S61106747 A JPS61106747 A JP S61106747A
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- martensitic stainless
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- stress corrosion
- stress
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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】
産業上の利用分野
この発明は主として油井用鋼管あるいはガス井用鋼管と
して使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼に関する
ものでろシ、特に耐食性、耐応力腐食割れ性に浸れたマ
ルテンサイト系ステンレス鋼忙関するものである。
して使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼に関する
ものでろシ、特に耐食性、耐応力腐食割れ性に浸れたマ
ルテンサイト系ステンレス鋼忙関するものである。
従来の技術
従来、油井用鋼管あるいは天然ガス井用鋼管としては主
として炭素鋼や低合金鋼が広く”使用されていたが、最
近ではエネルギー需要の増大や良質油井、ガス井の枯渇
化に伴ない、従来は見捨てられていたような開発条件の
悪い油井、ガス井、すなわち炭酸ガス（ｃｏ’、 ）あ
るいは硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガス等の腐食性ガスを多電に
含む油井、ガス井の開発が進められるようになっておシ
、このようなＣＯ２ガスあるいはＨ２Ｓ ガスを含む環
境下においては従来の炭素鋼、低合金鋼では充分な耐食
性を保持することが困碓である。
として炭素鋼や低合金鋼が広く”使用されていたが、最
近ではエネルギー需要の増大や良質油井、ガス井の枯渇
化に伴ない、従来は見捨てられていたような開発条件の
悪い油井、ガス井、すなわち炭酸ガス（ｃｏ’、 ）あ
るいは硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガス等の腐食性ガスを多電に
含む油井、ガス井の開発が進められるようになっておシ
、このようなＣＯ２ガスあるいはＨ２Ｓ ガスを含む環
境下においては従来の炭素鋼、低合金鋼では充分な耐食
性を保持することが困碓である。
そこでこのような悪条件下における油井、ガス井の開発
のために高合金鋼の使用が検討され、マルテンサイト系
ステンレス鋼、２相ステンレス鋼、オーステナイト系ス
テンレスｔＭ、Ｎｉ４合金等が一部で使用されるように
なっている。そしてこれらの高合金鋼のうち、１２〜１
３％僅度のＣｒを含有する５ＵＳ４１０ｆ４腫もしくは
ＳＵＳ ４２０鋼種のマルテンサイト系ステンレス鋼は
、ＣＯｔガスによる腐食に対して浸れた耐食性を示しか
つ安価であるため、現状では最も広くされている高合金
鋼の一つとなっている。
のために高合金鋼の使用が検討され、マルテンサイト系
ステンレス鋼、２相ステンレス鋼、オーステナイト系ス
テンレスｔＭ、Ｎｉ４合金等が一部で使用されるように
なっている。そしてこれらの高合金鋼のうち、１２〜１
３％僅度のＣｒを含有する５ＵＳ４１０ｆ４腫もしくは
ＳＵＳ ４２０鋼種のマルテンサイト系ステンレス鋼は
、ＣＯｔガスによる腐食に対して浸れた耐食性を示しか
つ安価であるため、現状では最も広くされている高合金
鋼の一つとなっている。
発明が解決すべき問題点
い 前述のようにマルテンサイト系ステンレス鋼
は、（“′：； ＣＯｔガスによる腐食に対して優れた耐食性を示しかつ
安価であるという長所を有するものの、Ｈａｓガスおよ
び塩素イオン（Ｃｔ−）が共存する環境下では、材料の
耐力に比較して著しく低い応力下で破壊する、所謂応力
腐食割れを生じることが最大の欠点となっている。この
ため、マルテンサイト系ステンレス鋼は優れた長所を持
ちながら、その使用環境がＣ０２ガス単独あるいは低Ｃ
ｔ−イオン濃度の環境に制限されているのが実情である
。
は、（“′：； ＣＯｔガスによる腐食に対して優れた耐食性を示しかつ
安価であるという長所を有するものの、Ｈａｓガスおよ
び塩素イオン（Ｃｔ−）が共存する環境下では、材料の
耐力に比較して著しく低い応力下で破壊する、所謂応力
腐食割れを生じることが最大の欠点となっている。この
ため、マルテンサイト系ステンレス鋼は優れた長所を持
ちながら、その使用環境がＣ０２ガス単独あるいは低Ｃ
ｔ−イオン濃度の環境に制限されているのが実情である
。
マルテンサイト系ステンレス鋼のＨ２Ｓ−Ｃｆ環境下に
おける耐応力腐食割れ性を改善する方法としては、既に
Ｃｕ 、 Ｎｉ 、 Ｍｏ等の合金元素を比較的多量に
添加する方法（特開昭５８−１９９８５０号）や、鋼中
の炭化物を微細かつ均一に分散させる方法（特開昭５８
−１４７５４５号）などが提案されているが、前者の方
法では高価な合金元素の比較的多量の添加が必要であり
、また後者の方法では複雑な熱処理を必要とし、そのた
めいずれの方法でも製造コストが著しく高くなる問題が
あり、またその耐応力腐食割れ防止効果も未だ満足でき
；る程度には至らなかったのが実情である。
おける耐応力腐食割れ性を改善する方法としては、既に
Ｃｕ 、 Ｎｉ 、 Ｍｏ等の合金元素を比較的多量に
添加する方法（特開昭５８−１９９８５０号）や、鋼中
の炭化物を微細かつ均一に分散させる方法（特開昭５８
−１４７５４５号）などが提案されているが、前者の方
法では高価な合金元素の比較的多量の添加が必要であり
、また後者の方法では複雑な熱処理を必要とし、そのた
めいずれの方法でも製造コストが著しく高くなる問題が
あり、またその耐応力腐食割れ防止効果も未だ満足でき
；る程度には至らなかったのが実情である。
この発明は以上の事情を背はとしてなされたもので、マ
ルテンサイト系ステンレス鋼の耐応力腐食割れ注、！［
芋にＨ，Ｓ −Ｃ１４９１党丁における耐応力腐食割れ
性を、低コストで充分に改善する方法を提供することを
目的とするものである。
ルテンサイト系ステンレス鋼の耐応力腐食割れ注、！［
芋にＨ，Ｓ −Ｃ１４９１党丁における耐応力腐食割れ
性を、低コストで充分に改善する方法を提供することを
目的とするものである。
問題点を解決するだめの手段
本発明者は上述の目的を達成するべく鋭意実験・検討を
重ねた結果、マルテンサイト系ステンレス鋼の耐応力Ｉ
Ｉ＜食割れ性を向とさせるには、結晶粒界の強度を高め
ることが最も有効であることを見出し、またこのように
結晶粒界の強度を高めるには、鋼中の不純物元素特にＰ
、Ｓの粒界への偏析を抑制することが有効であることを
見出した。
重ねた結果、マルテンサイト系ステンレス鋼の耐応力Ｉ
Ｉ＜食割れ性を向とさせるには、結晶粒界の強度を高め
ることが最も有効であることを見出し、またこのように
結晶粒界の強度を高めるには、鋼中の不純物元素特にＰ
、Ｓの粒界への偏析を抑制することが有効であることを
見出した。
そしてさらに研究を進めた結果、ｐ、ｓの粒界偏析を防
止するためには、鋼中のＰ ｒａ度、Ｓ濃度を低減する
ばかりでなく、ｐ、Ｓａｗの低減と同時ＫＣａ添加によ
るＳの固定とＴｉ 、 Ｚｒ 、 Ｌａ添加によるＰの
固定を行なうことが最も有効であることを見出し、この
発明を完成させるに至ったのである。
止するためには、鋼中のＰ ｒａ度、Ｓ濃度を低減する
ばかりでなく、ｐ、Ｓａｗの低減と同時ＫＣａ添加によ
るＳの固定とＴｉ 、 Ｚｒ 、 Ｌａ添加によるＰの
固定を行なうことが最も有効であることを見出し、この
発明を完成させるに至ったのである。
具体的には、第１発明の油井用マルテンサイト系ステン
レス鋼は、ｃ０．ｏｏｔ〜０．２５％、Ｓｉ１、０ ％
以下、Ｍｎｔ）、３〜２．０％、Ｐ０．０２０１以下、
８０．００３％以下、Ｃｒ １１．０−１５．０％、
Ａｚ’０．ｏ ｔ 〜０．ｔ ｏ％、００．００４０％
以ド、Ｃａ０．０００５〜０．００５０％を含み、かッ
Ｔｉ ０．０１〜０．２％、Ｚｒ ０．０ １〜０．
２５％、Ｌａ０．００１〜０．０２ ％のうちから選ば
れた１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純
物よりなることを特徴とするものである。
レス鋼は、ｃ０．ｏｏｔ〜０．２５％、Ｓｉ１、０ ％
以下、Ｍｎｔ）、３〜２．０％、Ｐ０．０２０１以下、
８０．００３％以下、Ｃｒ １１．０−１５．０％、
Ａｚ’０．ｏ ｔ 〜０．ｔ ｏ％、００．００４０％
以ド、Ｃａ０．０００５〜０．００５０％を含み、かッ
Ｔｉ ０．０１〜０．２％、Ｚｒ ０．０ １〜０．
２５％、Ｌａ０．００１〜０．０２ ％のうちから選ば
れた１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純
物よりなることを特徴とするものである。
また第２発明の油井用マルテンサイト系ステンレス鋼は
、前記第１発明で規定した各成分のほか、さらにＮｉ
０．１〜５．０％、Ｍｏ ０．１〜３．０％のうちか
ら選ばれた１種または２塊を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物よシなることを特徴とするものでちる。
、前記第１発明で規定した各成分のほか、さらにＮｉ
０．１〜５．０％、Ｍｏ ０．１〜３．０％のうちか
ら選ばれた１種または２塊を含有し、残部がＦｅおよび
不可避的不純物よシなることを特徴とするものでちる。
発明の詳細な説明
この発明の重要な特徴は、マルテンサイト系ステンレス
鋼の耐応力腐食割れ性を向上させるために次の（４）、
（Ｂ）の２対策を同時に講じている点にある。
鋼の耐応力腐食割れ性を向上させるために次の（４）、
（Ｂ）の２対策を同時に講じている点にある。
（Ａ） Ｓを０．００３チ以下に低減した上でＣａを
０、 ＯＯＯ５〜０．００５０チ添加して、硫化物系介
住換の球状化とＳの粒界への偏析を抑制すること。
０、 ＯＯＯ５〜０．００５０チ添加して、硫化物系介
住換の球状化とＳの粒界への偏析を抑制すること。
（Ｂ） Ｐを０．０２０％以下に低減した上でＴｉ０
．０１〜０．２％、Ｚｒ ０．０１−０，２５％、およ
びＬａ ０．００Ｌ〜０．０２０％のうちの少なくと
も１種以上を添加して、Ｐの粒界への偏析を抑制するこ
と。
．０１〜０．２％、Ｚｒ ０．０１−０，２５％、およ
びＬａ ０．００Ｌ〜０．０２０％のうちの少なくと
も１種以上を添加して、Ｐの粒界への偏析を抑制するこ
と。
従来からＰ、Ｓ等の不純物元素を低減することによりて
ステンレス鋼の耐食性、耐応力腐食割れ性を向上させ得
ること自体は知られているが ｐ。
ステンレス鋼の耐食性、耐応力腐食割れ性を向上させ得
ること自体は知られているが ｐ。
Ｓの低減策のみにより充分な効果を奏するまで極微量に
ｐ、ｓを低減することは、実際の量産的規模での操業で
は不可能であった。そこでこの発明では、単にＰ、Ｓを
低減するだけではなく、Ｓについては前記（４）の対策
、Ｐについては前記（Ｂ）の対策をそれぞれ♂じること
によってＰ、Ｓの悪影響を除去することが可能となり、
マルテンサイト系、 ２−ｙ−ｙ′Ｘ＊０ｍ１ｔｆ″
ｊｒ ｇ ｆｌ １１ ｔｙ ４ａ・１＊＊ｔ−ｓｒ〈
向上させることが可能となったのである。
ｐ、ｓを低減することは、実際の量産的規模での操業で
は不可能であった。そこでこの発明では、単にＰ、Ｓを
低減するだけではなく、Ｓについては前記（４）の対策
、Ｐについては前記（Ｂ）の対策をそれぞれ♂じること
によってＰ、Ｓの悪影響を除去することが可能となり、
マルテンサイト系、 ２−ｙ−ｙ′Ｘ＊０ｍ１ｔｆ″
ｊｒ ｇ ｆｌ １１ ｔｙ ４ａ・１＊＊ｔ−ｓｒ〈
向上させることが可能となったのである。
上述のように（４）、（Ｂ）の対策により耐応力腐食割
れ性、耐食性を著しく向上させ得る理由は、Ｐ。
れ性、耐食性を著しく向上させ得る理由は、Ｐ。
Ｓがそれぞれの添加元素と化合物を形成して粒界への偏
析が抑制されるため、粒界強度が上昇しかつ粒界の腐食
活性度が低下するためであると考えられる。またＣａ添
加による硫化物系介在物の形態制御も孔食発生点、割れ
の起点の減少に効果があシ、耐食性、耐応力腐食割れ性
の向上に有効であると考えられる。
析が抑制されるため、粒界強度が上昇しかつ粒界の腐食
活性度が低下するためであると考えられる。またＣａ添
加による硫化物系介在物の形態制御も孔食発生点、割れ
の起点の減少に効果があシ、耐食性、耐応力腐食割れ性
の向上に有効であると考えられる。
ここで、Ｃａの添加コストは安価であり、また比較的高
価な添加合金元素であるＴｉ 、 ＺｒもしくはＬａも
その添加看はわずかであシ、また製造工程も特に特殊な
熱処理などを要さず、通常のマルテンサイト系ステンレ
ス鋼の製造で適用される焼入れ焼もどし処理で充分であ
るから、上述の（４）、 （Ｂ） ２対策を講じること
によって低コストで耐応力腐食割れ性、耐食性の優れた
マルテンサイト系ステンレス鋼を製造することが可能と
なったのである。
価な添加合金元素であるＴｉ 、 ＺｒもしくはＬａも
その添加看はわずかであシ、また製造工程も特に特殊な
熱処理などを要さず、通常のマルテンサイト系ステンレ
ス鋼の製造で適用される焼入れ焼もどし処理で充分であ
るから、上述の（４）、 （Ｂ） ２対策を講じること
によって低コストで耐応力腐食割れ性、耐食性の優れた
マルテンサイト系ステンレス鋼を製造することが可能と
なったのである。
次にこの発明における鋼成分の限定理由について説明す
る。
る。
Ｃ：
Ｃは鋼の強度を向上させる元素として最も安価な元素で
あり、油井用マルテンサイト系ステンレス鋼として必要
な強度を確保するために０．ｏｏｔチ以上の添加を必要
とするが、０．２５チを越える添加は耐食性に悪影響を
与えるから、０．ｏｏｔ〜０．２５％の範囲に限定した
。
あり、油井用マルテンサイト系ステンレス鋼として必要
な強度を確保するために０．ｏｏｔチ以上の添加を必要
とするが、０．２５チを越える添加は耐食性に悪影響を
与えるから、０．ｏｏｔ〜０．２５％の範囲に限定した
。
ＳＮ：
Ｓｉは通常の製鋼において脱酸に必要な元素であるが、
１．Ｃ）％を越えればマルテンサイト系ステンレス鋼の
靭性を劣化させ、まだＳｉは少ないｌ’ｔど耐応力腐食
割れ性が向上するから、１．（ｌ以下に限定した。
１．Ｃ）％を越えればマルテンサイト系ステンレス鋼の
靭性を劣化させ、まだＳｉは少ないｌ’ｔど耐応力腐食
割れ性が向上するから、１．（ｌ以下に限定した。
Ｍｎ：
Ｍｎは強度を確保するために必要な元素であり、油井用
マルテンサイト系ステンレス鋼として必要な強度を確床
するために少なくとも０．３チ以上必妥であるが、２．
０％を越える添加は靭性に悪影響を与えるから、０，３
〜２．０％の範囲に限定した。
マルテンサイト系ステンレス鋼として必要な強度を確床
するために少なくとも０．３チ以上必妥であるが、２．
０％を越える添加は靭性に悪影響を与えるから、０，３
〜２．０％の範囲に限定した。
Ｐは耐食性、耐応力腐食割れ性を劣化させる元素であり
、可及的にその含有量が少ないことが望ましいが、極端
な低Ｐ化はコスト上昇を招く。この発明では工業的に安
価に実施可能となるよう、前述のようにＴｉ 、 Ｚｒ
、 Ｌａの添加によってＰの悪影響の除去を図ってお
り、したがってＰ量はＴｉ。
、可及的にその含有量が少ないことが望ましいが、極端
な低Ｐ化はコスト上昇を招く。この発明では工業的に安
価に実施可能となるよう、前述のようにＴｉ 、 Ｚｒ
、 Ｌａの添加によってＰの悪影響の除去を図ってお
り、したがってＰ量はＴｉ。
Ｚｒ 、 Ｌａの添加効果があられれる上限である０、
０２０チ以下に限定した。
０２０チ以下に限定した。
Ｓ：
ＳもＰとともに耐食性、耐応力腐食割れ性を劣化させる
元素であり、可及的にその含有量が少ないことが望まし
いが、極端に低Ｓ化を図ることはコスト上昇を招く。こ
の発明では工業的に安価に実施可能となるよう、Ｃａの
添加によってＳの悪影響の除去を図っており、したがっ
てＳｆはＣａ添加効果があられれる上限である０、 ０
００３％以下に限定した。
元素であり、可及的にその含有量が少ないことが望まし
いが、極端に低Ｓ化を図ることはコスト上昇を招く。こ
の発明では工業的に安価に実施可能となるよう、Ｃａの
添加によってＳの悪影響の除去を図っており、したがっ
てＳｆはＣａ添加効果があられれる上限である０、 ０
００３％以下に限定した。
Ｃｒ：
Ｃｒはステンレス鋼の耐食性を保持するだめの主要な合
金元素であり、耐食性の観点から１１％以上の添加が必
要であるが、１５％を越えれば完全なマルテンサイト組
織となり難くなるから、１１．０〜１５．０％の範囲に
限屋した。
金元素であり、耐食性の観点から１１％以上の添加が必
要であるが、１５％を越えれば完全なマルテンサイト組
織となり難くなるから、１１．０〜１５．０％の範囲に
限屋した。
Ａｔ ：
Ａｔは強力な脱酸作用を有し、またＣａの添加歩留りを
向上させる元素であるが、０．０１％未満ではその効果
が充分ではなく、一方０． Ｉ Ｏチを毬える添ノＪＯ
は靭性に悪影響を与えるから、０．０１〜０、 Ｉ ０
％の範囲に限定した。
向上させる元素であるが、０．０１％未満ではその効果
が充分ではなく、一方０． Ｉ Ｏチを毬える添ノＪＯ
は靭性に悪影響を与えるから、０．０１〜０、 Ｉ ０
％の範囲に限定した。
０：
Ｏは鋼の靭性、耐食性に悪杉ｊＦを与える元素であり、
その含有墳が可及的に少ないことが望ましいが、製造コ
ストの上昇を避けるため、ｃａ添加の効果を損なわない
上限である０、 ００４０％以下に限定した。
その含有墳が可及的に少ないことが望ましいが、製造コ
ストの上昇を避けるため、ｃａ添加の効果を損なわない
上限である０、 ００４０％以下に限定した。
Ｃａ：
Ｃａは非金属介在物の分散化、球状化に効果があり、ま
たＳを固定化してＳの粒界偏析を抑制し、ｊ、ｊ ″
″″′″′ｆｉｔ ｉ ｊＪ Ｒ＊ ＊“ｎａ′″′″
″″−Ｊ−１！−、ＬＫ＊０＆元素であるが、０．００
０５％未満ではその効果が充分ではなく、一方０．００
５０％を越えればかえってＣａ系介在物が噌加して耐食
性を劣化させるがら、０．０００５〜０． ００５０％
の範囲内に限定した。
たＳを固定化してＳの粒界偏析を抑制し、ｊ、ｊ ″
″″′″′ｆｉｔ ｉ ｊＪ Ｒ＊ ＊“ｎａ′″′″
″″−Ｊ−１！−、ＬＫ＊０＆元素であるが、０．００
０５％未満ではその効果が充分ではなく、一方０．００
５０％を越えればかえってＣａ系介在物が噌加して耐食
性を劣化させるがら、０．０００５〜０． ００５０％
の範囲内に限定した。
Ｔｔ、Ｚｒ、Ｌａ：
ＴｉはＰの粒界偏析を抑制して耐食性、耐応力脳な割れ
性を向上させるに有効な元素であるが、０、Ｏｌチ未満
ではその効果が充分ではなく、一方０．２チを越える添
加はＴｉ系大型介在物の生成により靭性を劣化させるか
ら、Ｔｉの添加量は０゜Ｏ１〜０、２ ％の範囲内とし
た。またＺｒ 、 ＬａもＴｉと同様な効果があり、Ｔ
ｉの場合と同様な理由により２「０．０１〜０．２５％
、Ｌａ ０．００１〜０．０２％の範囲に限定した。な
おＴｉ 、 Ｚｒ 、 Ｌａはいずれか１種を単独で添
加しても、また２種以上を同時に複合添加しても良い。
性を向上させるに有効な元素であるが、０、Ｏｌチ未満
ではその効果が充分ではなく、一方０．２チを越える添
加はＴｉ系大型介在物の生成により靭性を劣化させるか
ら、Ｔｉの添加量は０゜Ｏ１〜０、２ ％の範囲内とし
た。またＺｒ 、 ＬａもＴｉと同様な効果があり、Ｔ
ｉの場合と同様な理由により２「０．０１〜０．２５％
、Ｌａ ０．００１〜０．０２％の範囲に限定した。な
おＴｉ 、 Ｚｒ 、 Ｌａはいずれか１種を単独で添
加しても、また２種以上を同時に複合添加しても良い。
以上のような成分を有する鋼に対して、通常のマルテン
サイト系ステンレス鋼に適用される熱処理、すなわち９
００℃程度以上の温度から空冷ま ；ま たけ水冷し、しかる後４００〜８００℃程度の範囲内の
温度で焼もどす、所謂焼入れ一層もどし処理を施すこと
によって耐食性、耐応力腐食割れ性に没れたマルテンサ
イト系ステンレス鋼を得ることができるが、上述の各成
分のほか、さらＫＮｉ０．１〜５．０ ％、Ｍｏ ０．
１〜３． Ｏ％のうち１種または２種以上を添加すれば
、この発明の効果をより一層向上させることができる。
サイト系ステンレス鋼に適用される熱処理、すなわち９
００℃程度以上の温度から空冷ま ；ま たけ水冷し、しかる後４００〜８００℃程度の範囲内の
温度で焼もどす、所謂焼入れ一層もどし処理を施すこと
によって耐食性、耐応力腐食割れ性に没れたマルテンサ
イト系ステンレス鋼を得ることができるが、上述の各成
分のほか、さらＫＮｉ０．１〜５．０ ％、Ｍｏ ０．
１〜３． Ｏ％のうち１種または２種以上を添加すれば
、この発明の効果をより一層向上させることができる。
これらの添加元素の効果および限定理由は次の通りであ
る。
る。
Ｎｉ：
Ｎｉは耐食性の向上、靭性の向上に効果があるが、０．
１％未満ではその効果が充分ではなく、一方５、０チを
越える添加はマルテンサイト組織の安定性を損ない、マ
ルテンサイト系ステンレス鋼を製造する上で経済的でな
くなるから、ｏｌ〜５．０％の範囲に限定した。
１％未満ではその効果が充分ではなく、一方５、０チを
越える添加はマルテンサイト組織の安定性を損ない、マ
ルテンサイト系ステンレス鋼を製造する上で経済的でな
くなるから、ｏｌ〜５．０％の範囲に限定した。
Ｍｏ：
Ｍｏは耐食性、耐応力柘食削れ性の向上に効果があり、
また強度および靭性の向上にも有効であるが、０．１％
未満ではそれらの効果が充分ではなく、一方３．０係を
越える添加は経済的でないから、０．１〜３．０係の・
す１Σ囲に限定した。
また強度および靭性の向上にも有効であるが、０．１％
未満ではそれらの効果が充分ではなく、一方３．０係を
越える添加は経済的でないから、０．１〜３．０係の・
す１Σ囲に限定した。
寿禰列
この発明によるマルテンサイト系ステンレス鋼の耐食性
、耐応力腐食割れ性の向上効果を明らかにするため、以
下の実験を行なった。
、耐応力腐食割れ性の向上効果を明らかにするため、以
下の実験を行なった。
すなわち第１表の扁１〜Ａ１６に示す成分の５０ｋｇ鋳
塊を溶製し、通常の熱間圧延により板厚６圏まで圧延し
た後、所定の熱処理を行ない、各鋼材の機械的性質を調
べるとともに、後述するように耐食性、耐応力腐食割れ
性の調査を行なった。
塊を溶製し、通常の熱間圧延により板厚６圏まで圧延し
た後、所定の熱処理を行ない、各鋼材の機械的性質を調
べるとともに、後述するように耐食性、耐応力腐食割れ
性の調査を行なった。
ここで、熱処理としては、１０００℃×１時間保持後空
冷し、さらに６００°ＣＸｔ時間の焼もどし処理を行な
った。第２表に焼もどし処理後の各鋼材の機械的性質を
示す。
冷し、さらに６００°ＣＸｔ時間の焼もどし処理を行な
った。第２表に焼もどし処理後の各鋼材の機械的性質を
示す。
各鋼材の耐応力騙食割れ性と耐食性は、オートクレーブ
を１吏用して高温高圧水環境で次のように行なった。す
なわち腐食試験片としては第１図（４）。
を１吏用して高温高圧水環境で次のように行なった。す
なわち腐食試験片としては第１図（４）。
（Ｂ）に示すような形状・寸法のものを用い、腐食試験
を、オートクレーブにてＣ０２ガス２０気圧、）Ｕ、Ｓ
ガス００５気圧、１５０℃の３％Ｎａ ＣＬ水ｆ４０中
で５００時間浸漬の条件で行なった。また耐応力腐食割
れ性試験は、長さ７５．２ ｒｒａａ、幅４，７間、厚
み１．６朋の試験片を用い、第２図に示すような３点曲
げ試懺治具【に試験片２を装着し、応力付加用ネジ３お
よび支持用ガラス俸４を介して３点曲げ応力を付加して
行なった。なお３点曲げ応力付加は、次に示す応力付加
式に従って付加応力σが各材料Ｑ０．２ ％耐力の１．
２〜０．２倍となるよう、たわみ脅を調整することによ
って行なった。
を、オートクレーブにてＣ０２ガス２０気圧、）Ｕ、Ｓ
ガス００５気圧、１５０℃の３％Ｎａ ＣＬ水ｆ４０中
で５００時間浸漬の条件で行なった。また耐応力腐食割
れ性試験は、長さ７５．２ ｒｒａａ、幅４，７間、厚
み１．６朋の試験片を用い、第２図に示すような３点曲
げ試懺治具【に試験片２を装着し、応力付加用ネジ３お
よび支持用ガラス俸４を介して３点曲げ応力を付加して
行なった。なお３点曲げ応力付加は、次に示す応力付加
式に従って付加応力σが各材料Ｑ０．２ ％耐力の１．
２〜０．２倍となるよう、たわみ脅を調整することによ
って行なった。
σ＝ ６ Ｅ ｔ ｙ／１２
なおここでＥはヤング率（２，ｌ Ｘ Ｉ Ｏ幼１／ｌ
）であり、またｙ 、 Ｌ 、 ｔはそれぞれ第２図に
示す通り（単位２間）である＠ 上述のようなｇ食試験、耐応力腐食割れ性試験を各鋼に
ついてそれぞれ３本ずつ行なった結果を第３表に示す。
）であり、またｙ 、 Ｌ 、 ｔはそれぞれ第２図に
示す通り（単位２間）である＠ 上述のようなｇ食試験、耐応力腐食割れ性試験を各鋼に
ついてそれぞれ３本ずつ行なった結果を第３表に示す。
ここで、耐応力腐食割れ性試験結果は、いずれも目視観
察により判定した結果を示すものであって、Ｘ印は割れ
発生有りを示し、０１ｉ 印は割れ発生無しを示す
・また腐食試験結果の腐食速幾は、３本の試験片の平均
値を示す。
察により判定した結果を示すものであって、Ｘ印は割れ
発生有りを示し、０１ｉ 印は割れ発生無しを示す
・また腐食試験結果の腐食速幾は、３本の試験片の平均
値を示す。
酊３表から明らかなように１本発明鋼ｔ〜４゜Ｉｔ〜１
４はいずれも優れた耐応力腐食割れ性および耐食性を示
している。−万〇ａ添加量の少ない比較鋼５は硫化物形
態制御および５０１ｍ１定が不充分なため、充分な耐食
性、耐応力腐食割れ性が得られない。またＳ量の過剰な
比較鋼８およびｏ−１の過剰な比較鋼９も硫化物形態制
御およびＳの固定が不充分なため、耐食性、耐応力腐食
割７″！、性が劣る。さらに比較＠６はＰ固定元素であ
るＴｉ 。
４はいずれも優れた耐応力腐食割れ性および耐食性を示
している。−万〇ａ添加量の少ない比較鋼５は硫化物形
態制御および５０１ｍ１定が不充分なため、充分な耐食
性、耐応力腐食割れ性が得られない。またＳ量の過剰な
比較鋼８およびｏ−１の過剰な比較鋼９も硫化物形態制
御およびＳの固定が不充分なため、耐食性、耐応力腐食
割７″！、性が劣る。さらに比較＠６はＰ固定元素であ
るＴｉ 。
Ｚｒ 、 Ｌａが添加されず、比較ボアはＰ量が過剰な
ため、いずれも充分なＰの固定化がなされず、充分な耐
食性、耐応力腐食割れ性が得られていない。
ため、いずれも充分なＰの固定化がなされず、充分な耐
食性、耐応力腐食割れ性が得られていない。
また比較鋼１０はＣ量が過剰なため充分な耐食性、耐応
力腐食割れ性が得られていない。比較鋼１５は、Ｃａｔ
が過剰なためＣａ系介在物が増え、このＣａ系介在物を
起点として孔食や割れが生じたため、耐食性、耐応力腐
食割れ性が劣る。さらに比較鋼１６はＣｒ量が不足した
ため、耐応力腐食割れ性は充分であるが、耐食性が著し
く劣っている。
力腐食割れ性が得られていない。比較鋼１５は、Ｃａｔ
が過剰なためＣａ系介在物が増え、このＣａ系介在物を
起点として孔食や割れが生じたため、耐食性、耐応力腐
食割れ性が劣る。さらに比較鋼１６はＣｒ量が不足した
ため、耐応力腐食割れ性は充分であるが、耐食性が著し
く劣っている。
発明の効果
前述の実施例からも明らかなように、＝＜１発明によれ
ば、高価な合金元素を多量に添加することなくしかも特
殊な熱処理を適用することなく、耐食性および耐応力腐
食割れ性が優れたマルテンサイト系ステンレス鋼、特に
Ｈ，５−Ｃｆ 壌境丁での（耐応力腐食割ｎ性に優れた
マルテンサイト系ステンレス鋼を得ることが可能となる
。また第２発明によれば、より一層耐食性および耐応力
腐食割れ性が優れたマルテンサイト系ステンレス鋼、特
ニ耐食性が著しく憂れたマルテンサイト系ステンレス鋼
を得ることが可能となる。
ば、高価な合金元素を多量に添加することなくしかも特
殊な熱処理を適用することなく、耐食性および耐応力腐
食割れ性が優れたマルテンサイト系ステンレス鋼、特に
Ｈ，５−Ｃｆ 壌境丁での（耐応力腐食割ｎ性に優れた
マルテンサイト系ステンレス鋼を得ることが可能となる
。また第２発明によれば、より一層耐食性および耐応力
腐食割れ性が優れたマルテンサイト系ステンレス鋼、特
ニ耐食性が著しく憂れたマルテンサイト系ステンレス鋼
を得ることが可能となる。
Ｃ
第２表：試料機械的性質
ｇｔ図ＣＩ＞ 、 （Ｂ）は実施例における腐食試験片
の形状寸法を示すための図で、囚は正面図、（Ｂ）は側
面図である。第２図は実施例における耐応力腐食割れ性
試験で使用した３点曲げ試験治具の略解図、嬉３図は上
記３点曲げ試験での応力付加状況を示す模式図である。
の形状寸法を示すための図で、囚は正面図、（Ｂ）は側
面図である。第２図は実施例における耐応力腐食割れ性
試験で使用した３点曲げ試験治具の略解図、嬉３図は上
記３点曲げ試験での応力付加状況を示す模式図である。
Claims (2)
- （１）Ｃ ０．００１〜０．２５％（重量％、以下同じ
）、Ｓｉ １．０％以下、Ｍｎ ０．３〜２．０％、Ｐ
０．０２０％以下、Ｓ ０．００３％以下、Ｃｒ １
１．０〜１５．０％、Ａｌ ０．０１〜０．１０％、Ｏ
０．００４０％以下、Ｃａ０．０００５〜０．００５
０％を含み、かつＴｉ ０．０１〜０．２％、Ｚｒ ０
．０１〜０．２５％、およびＬａ０．００１〜０．０２
％のうちから選ばれた１種以上を含有し、残部がＦｅお
よび不可避的不純物よりなることを特徴とする油井用マ
ルテンサイト系ステンレス鋼。 - （２）Ｃ ０．００１〜０．２５％、Ｓｉ １．０％以
下、Ｍｎ ０．３〜２．０％、Ｐ ０．０２０％以下、
Ｓ ０．００３％以下、Ｃｒ １１．０〜１５．０％、
Ａｌ ０．０１〜０．１０％、Ｏ ０．００４０％以下
、Ｃａ ０．０００５〜０．００５０％を含み、かつＴ
ｉ ０．０１〜０．２％、Ｚｒ ０．０１〜０．２５％
、およびＬａ ０．００１〜０．０２％のうちから選ば
れた１種以上を含有し、さらにＮｉ ０．１〜５．０％
、Ｍｏ ０．１〜３．０％のうちから選ばれた少なくと
も１種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物より
なることを特徴とする油井用マルテンサイト系ステンレ
ス鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22859284A JPS61106747A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22859284A JPS61106747A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61106747A true JPS61106747A (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=16878770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22859284A Pending JPS61106747A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61106747A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02104639A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高降伏比マルテンサイト系ステンレス鋼 |
| JPH0375337A (ja) * | 1989-08-16 | 1991-03-29 | Nippon Steel Corp | 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
| US5383983A (en) * | 1992-04-09 | 1995-01-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel suitable for use in oil wells |
-
1984
- 1984-10-29 JP JP22859284A patent/JPS61106747A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02104639A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高降伏比マルテンサイト系ステンレス鋼 |
| JPH0375337A (ja) * | 1989-08-16 | 1991-03-29 | Nippon Steel Corp | 高強度かつ耐食性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼 |
| US5383983A (en) * | 1992-04-09 | 1995-01-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Martensitic stainless steel suitable for use in oil wells |
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