JPS63274743A - 硫化水素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオ−ステナイト合金 - Google Patents
硫化水素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオ−ステナイト合金Info
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- JPS63274743A JPS63274743A JP10466387A JP10466387A JPS63274743A JP S63274743 A JPS63274743 A JP S63274743A JP 10466387 A JP10466387 A JP 10466387A JP 10466387 A JP10466387 A JP 10466387A JP S63274743 A JPS63274743 A JP S63274743A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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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）
本発明は石油、天然ガスを生産する際に使用される油井
用管または、これらを搬送するために使用されるライン
パイプ用のオーステナイト合金に係り、特に、Ｈ，Ｓ、
Ｃ０．、ＣＩ−が存在する環境で、耐食性を有する合金
に関する。
用管または、これらを搬送するために使用されるライン
パイプ用のオーステナイト合金に係り、特に、Ｈ，Ｓ、
Ｃ０．、ＣＩ−が存在する環境で、耐食性を有する合金
に関する。
（従来の技術）
石油、天然ガスを生産する環境が、ＩＩ 、Ｓの増加、
深井戸掘削による高温・高圧になるに伴なワて、使用さ
れる材料も高合金化が進行している。
深井戸掘削による高温・高圧になるに伴なワて、使用さ
れる材料も高合金化が進行している。
通常、Ｈ，Ｓの存在する高温高圧の環境では、Ｎ１を含
有した（例えば、２５％以上） 、 Ｘｌ−Ｃｒ−Ｍｏ
−Ｆｅ合金が、高い耐食性を有することが知られている
。
有した（例えば、２５％以上） 、 Ｘｌ−Ｃｒ−Ｍｏ
−Ｆｅ合金が、高い耐食性を有することが知られている
。
また、特開昭６１−９９６５６号公報、および特開昭６
１−９９６６０号公報「ラインパイプ用高強度溶接鋼管
」、特開昭５８−１０４４号公報［耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金」等には、 Ｉｌ、Ｓの存在
する腐食性の強い環境で使用される合金について、開示
されている。
１−９９６６０号公報「ラインパイプ用高強度溶接鋼管
」、特開昭５８−１０４４号公報［耐応力腐食割れ性に
優れた高強度油井管用合金」等には、 Ｉｌ、Ｓの存在
する腐食性の強い環境で使用される合金について、開示
されている。
特開昭６１−９９６５６号、および特開昭６１−９９６
６０号公報の技術は、耐食性を付与しつるように、有効
成分（Ｎ’ｓ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｗ）の成分範囲を設
定し、さらに、熱間加工性を改善するために、希土類元
素。
６０号公報の技術は、耐食性を付与しつるように、有効
成分（Ｎ’ｓ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｗ）の成分範囲を設
定し、さらに、熱間加工性を改善するために、希土類元
素。
Ｙｒ Ｍｇ、 ＣａおよびＴｉを添加した、高強度ライ
ンパイプ用溶接鋼管に関するもので、その特徴とする所
は、高耐食性を保有する高合金鋼管の熱間加工性を希土
類元素等を添加することによって保有せしめることにあ
る。
ンパイプ用溶接鋼管に関するもので、その特徴とする所
は、高耐食性を保有する高合金鋼管の熱間加工性を希土
類元素等を添加することによって保有せしめることにあ
る。
また、特開昭５８−１０４４号公報では、Ｃｒ、 Ｎｏ
。
。
Ｗ、 Ｎｉ、 Ｍｎの成分量を調整してＨ２Ｓ環境で耐
応力腐食割れ性を有する範囲に設定し、さらに、Ｃｕ。
応力腐食割れ性を有する範囲に設定し、さらに、Ｃｕ。
Ｇｏを添加して耐食性を高めたうえに、希土類元素、
Ｙ 、 Ｍｇ、 Ｃａ、 Ｔｉを添加して、熱間加工性
を改善することを特徴とする合金を開示している。
Ｙ 、 Ｍｇ、 Ｃａ、 Ｔｉを添加して、熱間加工性
を改善することを特徴とする合金を開示している。
（発明が解決しようとする問題点）
１１゜Ｓの存在する油井・ガス井の環境条件は、使用さ
れる合金にとって、非常に苛酷である。例えば、Ｈ２Ｓ
の存在そのものか、環境の腐食性を高めているたけてな
く、ｌ１２３ 、 Ｇ０．により環境の水素イオン濃度
か高くなること、温度、ガス圧力が高いために、耐食性
の低い低合金鋼では年間１０数１にも達する全面腐食か
発生して使用に耐えられない。一方、既存の高合金を油
井管として使用すること、例えば、ハステロイＣ−２７
６はすべての環境で使用可能であろうが、油井管として
のコストか高く実用性が低い。
れる合金にとって、非常に苛酷である。例えば、Ｈ２Ｓ
の存在そのものか、環境の腐食性を高めているたけてな
く、ｌ１２３ 、 Ｇ０．により環境の水素イオン濃度
か高くなること、温度、ガス圧力が高いために、耐食性
の低い低合金鋼では年間１０数１にも達する全面腐食か
発生して使用に耐えられない。一方、既存の高合金を油
井管として使用すること、例えば、ハステロイＣ−２７
６はすべての環境で使用可能であろうが、油井管として
のコストか高く実用性が低い。
本発明は、１５０６Ｃ以上２００℃未満の温度範囲て１
１□Ｓ、ＣＯ□、ＣＩ−の存在下で優れた耐応力腐食性
と耐隙間腐食性の両方を備えたオーステナイト合金を提
供することを目的としている。
１□Ｓ、ＣＯ□、ＣＩ−の存在下で優れた耐応力腐食性
と耐隙間腐食性の両方を備えたオーステナイト合金を提
供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記環境における耐全面腐食性を、基本成分
であるＣｒ、 Ｎｉ、 Ｍｏて形成し、使用に供される
環境では、全面腐食の起らない条件（合金か不働態化す
る条件）を満すように、合金成分量を設定する。しかし
、通常のＨ２Ｓを含有する油井・ガス井環境は、塩素イ
オンを含有しているために、全面腐食をおこさない不働
態の状態でも孔食、応力腐食割れ等の局部腐食を発生す
る。合金が１１□８環境て使用されるためには、局部腐
食の中でも、応力腐食割れの発生を抑制することか必要
である。
であるＣｒ、 Ｎｉ、 Ｍｏて形成し、使用に供される
環境では、全面腐食の起らない条件（合金か不働態化す
る条件）を満すように、合金成分量を設定する。しかし
、通常のＨ２Ｓを含有する油井・ガス井環境は、塩素イ
オンを含有しているために、全面腐食をおこさない不働
態の状態でも孔食、応力腐食割れ等の局部腐食を発生す
る。合金が１１□８環境て使用されるためには、局部腐
食の中でも、応力腐食割れの発生を抑制することか必要
である。
本発明者等は研究を行った結果、合金中に存在する介在
物の形状を一定の大きさ以下にし、かつ、微小δ−フェ
ライトの生成を抑制することにより、耐応力腐食割れ性
が格段に向上するとの知見を得た。このように、合金の
。耐応力腐食割れ性の性能を最大限に発揮できるように
処理を行なった上て、与えられた環境で応力腐食割れを
発生しない合金成分の範囲を設定した。さらに、上記の
状態を前提として、Ｃｕ、 Ｓｎ、 Ｓｂを添加するこ
とにより、耐隙間腐食性を向上せしめうるとの知見を得
た。
物の形状を一定の大きさ以下にし、かつ、微小δ−フェ
ライトの生成を抑制することにより、耐応力腐食割れ性
が格段に向上するとの知見を得た。このように、合金の
。耐応力腐食割れ性の性能を最大限に発揮できるように
処理を行なった上て、与えられた環境で応力腐食割れを
発生しない合金成分の範囲を設定した。さらに、上記の
状態を前提として、Ｃｕ、 Ｓｎ、 Ｓｂを添加するこ
とにより、耐隙間腐食性を向上せしめうるとの知見を得
た。
しかして本発明の要旨とするところは重量２でＣ： ０
．０３％以下、 Ｓｉ ： ０．０２％ 〜１．０％、
Ｍｎ： ０．０２＄〜１．０％、 Ｃｒ： ２０％
〜２８％ 、 Ｎｉ ： ２４％ 〜６Ｈ、Ｍｏ：４ｚ
〜７ｚ未満、Ｌａ：０．１Ｘ以下、 Ａｌ ： ０．１
％以下、Ｃａ：０．０３＄以下、Ｏ： ０．０１％以下
、Ｐ ： ０．０３％以下、Ｓ ： ０．０１％以下テ
あり、必要に応シテＣｕ：２％以下および／またはＳｎ
： ０．１５％以下、Ｓｂ ： ０．１５を以下のう
ち１種または２種を含有し、その地下可避不純物と残部
鉄からなり、かつ、下記各式の条件を満足することを特
徴とする冷間加工され硫化水素の存在する環境で高い割
れ抵抗を有するオーステナイト合金にある。
．０３％以下、 Ｓｉ ： ０．０２％ 〜１．０％、
Ｍｎ： ０．０２＄〜１．０％、 Ｃｒ： ２０％
〜２８％ 、 Ｎｉ ： ２４％ 〜６Ｈ、Ｍｏ：４ｚ
〜７ｚ未満、Ｌａ：０．１Ｘ以下、 Ａｌ ： ０．１
％以下、Ｃａ：０．０３＄以下、Ｏ： ０．０１％以下
、Ｐ ： ０．０３％以下、Ｓ ： ０．０１％以下テ
あり、必要に応シテＣｕ：２％以下および／またはＳｎ
： ０．１５％以下、Ｓｂ ： ０．１５を以下のう
ち１種または２種を含有し、その地下可避不純物と残部
鉄からなり、かつ、下記各式の条件を満足することを特
徴とする冷間加工され硫化水素の存在する環境で高い割
れ抵抗を有するオーステナイト合金にある。
７５≦Ｃｒ＋ ２ Ｎｉ＋ １．５ Ｍｏ≦１５２Ｎ
ｉ＋ １２≧１．５ （Ｃｒ＋ Ｍｏ）（八ｌ＋ｃａ
）／（Ｓ＋０） ≧５ １≦Ｌａ／［（Ｓ ＋ Ｏ） −〇、０５（Ａｌ＋
Ｃａ）） ≦２０以下に本発明について詳細に説明
する。
ｉ＋ １２≧１．５ （Ｃｒ＋ Ｍｏ）（八ｌ＋ｃａ
）／（Ｓ＋０） ≧５ １≦Ｌａ／［（Ｓ ＋ Ｏ） −〇、０５（Ａｌ＋
Ｃａ）） ≦２０以下に本発明について詳細に説明
する。
（作用）
第１図に、温度２００℃、ｐＨ３，１１２８分圧５０気
圧の５駕ＮａＣ１溶液において、２０％冷間加工を加え
た２５％ Ｃｒ −４０＄ Ｎｉ −５％ Ｍｏ −Ｆ
ｅ合金の応力腐食割れ発生におよぼす介在物形状の影響
を示している。
圧の５駕ＮａＣ１溶液において、２０％冷間加工を加え
た２５％ Ｃｒ −４０＄ Ｎｉ −５％ Ｍｏ −Ｆ
ｅ合金の応力腐食割れ発生におよぼす介在物形状の影響
を示している。
なお、第１図における介在物粒度は鋳造組織におけるも
のである。介在物形状は、後述する本発明の合金成分を
含有する合金において、ＡＩまたはＣａ等およびこれら
の複合添加等により、（Ａｌ＋Ｃａ）≧ｓ （Ｓ＋Ｏ）
となるように−次的に脱酸処理を行なった後に、スラグ
に直接接触しない方法でＬａを添加すると、第２図に示
すように介在物形状か微細化する。なお、第２図に示し
た介在物粒径は鋳造組織におけるものである。第１図及
び第２図において、耐応力腐食割れ性に有効である範囲
の介在物形状を得るためには。
のである。介在物形状は、後述する本発明の合金成分を
含有する合金において、ＡＩまたはＣａ等およびこれら
の複合添加等により、（Ａｌ＋Ｃａ）≧ｓ （Ｓ＋Ｏ）
となるように−次的に脱酸処理を行なった後に、スラグ
に直接接触しない方法でＬａを添加すると、第２図に示
すように介在物形状か微細化する。なお、第２図に示し
た介在物粒径は鋳造組織におけるものである。第１図及
び第２図において、耐応力腐食割れ性に有効である範囲
の介在物形状を得るためには。
ｌ≦Ｌａ／［（Ｓ ＋ Ｏ） −０，０５（Ａｌ＋
Ｃａ）］≦２０・・・・・・（１） であることが必要であり、 Ｌａ／［（Ｓ ＋ Ｏ）
−０，０５（＾＋＋ Ｃａ）］の値が１より小さいと介
在物は微細化せず、２０をこえると、耐火物を還元して
、Ｌａを含有する大型介在物を形成するようになり、と
もに１本発明の目的から逸脱する。
Ｃａ）］≦２０・・・・・・（１） であることが必要であり、 Ｌａ／［（Ｓ ＋ Ｏ）
−０，０５（＾＋＋ Ｃａ）］の値が１より小さいと介
在物は微細化せず、２０をこえると、耐火物を還元して
、Ｌａを含有する大型介在物を形成するようになり、と
もに１本発明の目的から逸脱する。
また、通常、脱酸剤として使われるミツシュメタルは本
発明の目的のためには適していない。
発明の目的のためには適していない。
ミツシュメタル中にＬａとともに存在するＣｅは大型の
介在物を形成するからである。
介在物を形成するからである。
上述のごとく介在物形状を制御したＣｒ−Ｎｉ−Ｍｏ−
Ｆｅ合金において、 Ｈ，Ｓの存在する環境において、
１５０℃以上、２００℃未満の温度範囲て応力腐食割れ
を発生しない成分範囲は、第３図から下記（２）式とす
ることが必要である。尚、第３図は。
Ｆｅ合金において、 Ｈ，Ｓの存在する環境において、
１５０℃以上、２００℃未満の温度範囲て応力腐食割れ
を発生しない成分範囲は、第３図から下記（２）式とす
ることが必要である。尚、第３図は。
第５図の試験片を用い、後述する実施例における第５図
の説明と同様の試験を行った結果である。
の説明と同様の試験を行った結果である。
７５≦Ｃｒ＋ ２ Ｎｉ＋ １．５１１ｏ≦１５２
−−−−−−（２）さらに上式の範囲内において、微
細なδ−フェライトの形成を抑制し、耐応力腐食割れ性
の劣化を抑制するためには第４図に示すように１．５
（Ｃｒ＋ Ｍｏ） −１２≦Ｎｉ ・・・
・・・（３）であることが必要である。
−−−−−−（２）さらに上式の範囲内において、微
細なδ−フェライトの形成を抑制し、耐応力腐食割れ性
の劣化を抑制するためには第４図に示すように１．５
（Ｃｒ＋ Ｍｏ） −１２≦Ｎｉ ・・・
・・・（３）であることが必要である。
次に１本発明における成分限定の理由を以下に示す。
Ｃ：
粒界に炭化物を析出することにより１粒界近傍に生成し
たＣｒ欠乏層が選択的に腐食されること、また、炭化物
そのものが腐食されることにより。
たＣｒ欠乏層が選択的に腐食されること、また、炭化物
そのものが腐食されることにより。
応力腐食割れの起点を形成する。このため、炭化物の析
出温度域に保持されたとき、短時間で析出しない０．０
３Ｘ以下に製造時に低減する。
出温度域に保持されたとき、短時間で析出しない０．０
３Ｘ以下に製造時に低減する。
Ｓｉ：
Ｓｉは脱酸成分として必要な成分である。 ０．０２ｚ
未満では脱酸の効果が得られないので、下限値を０．０
２１とした。その含有量が１．ＯＸを超えて添加しても
効果はほぼ飽和するため、その上限値を１．０％とした
。
未満では脱酸の効果が得られないので、下限値を０．０
２１とした。その含有量が１．ＯＸを超えて添加しても
効果はほぼ飽和するため、その上限値を１．０％とした
。
Ｍｎ：
Ｍｎ成分にはＳｉと同様に脱酸作用がある。 ０．０２
ｚ未満では脱酸の効果が得られないので、下限値を０．
０２１とした。この成分は応力腐食割れ性にほとんど影
響を及ぼさず、また１、０！超の添加は効果が飽和する
ので、その上限値をｔ、ＯＸとした。
ｚ未満では脱酸の効果が得られないので、下限値を０．
０２１とした。この成分は応力腐食割れ性にほとんど影
響を及ぼさず、また１、０！超の添加は効果が飽和する
ので、その上限値をｔ、ＯＸとした。
Ｐ ：
粒界に偏析して、熱間加工性とともに、応力腐食割れ性
を劣化せしめる。含有量が０．０３Ｘ以下であれば実用
上影響ない、このため、 ０．０３Ｘ以下と規定した。
を劣化せしめる。含有量が０．０３Ｘ以下であれば実用
上影響ない、このため、 ０．０３Ｘ以下と規定した。
Ｎ１：
Ｈ，Ｓの存在する環境では、 Ｃｒとともに、不ｆＩＡ
ｓを形成する主要元素であり、かつ、オーステナイト形
成元素として、δ−フェライトの形成を抑制する。フェ
ライト形成元素（Ｃｒ、１ｌｏ）に対応して、δ−フェ
ライトの形成を抑制するためには。
ｓを形成する主要元素であり、かつ、オーステナイト形
成元素として、δ−フェライトの形成を抑制する。フェ
ライト形成元素（Ｃｒ、１ｌｏ）に対応して、δ−フェ
ライトの形成を抑制するためには。
Ｎｉ＋ １２≧１．５ （Ｃｒ十Ｍｏ）の式から、下
限量として２信必要であり、かつ、６ｏｚ超の添加は、
フェライト形成元素が上限の場合でも、δ−フェライト
の形成を抑制するためには必要としない、このため２４
％以上、６ｏｚ以下とした。
限量として２信必要であり、かつ、６ｏｚ超の添加は、
フェライト形成元素が上限の場合でも、δ−フェライト
の形成を抑制するためには必要としない、このため２４
％以上、６ｏｚ以下とした。
Ｃ「：
不働態皮膜を形成する主要元素で、 Ｈ，Ｓの存在する
第３図、第４図の環境では、２０％未満では効果を示さ
ない、また、２８ｚを超えて添加しても、第３図の範囲
内では効果が飽和し、かつ、δ−フェライトを生成し、
耐応力腐食割れ性を劣化せしめる。このため、下限を２
０ｚ、上限含有量を２８ｚとした。
第３図、第４図の環境では、２０％未満では効果を示さ
ない、また、２８ｚを超えて添加しても、第３図の範囲
内では効果が飽和し、かつ、δ−フェライトを生成し、
耐応力腐食割れ性を劣化せしめる。このため、下限を２
０ｚ、上限含有量を２８ｚとした。
ＭＯ：
活性溶解を抑制することにより、応力腐食割れの発生−
伝播を抑制する。１５０°Ｃ以上のＨ，Ｓ環境では、
４．０１未満の添加では効果が小さく、かつ。
伝播を抑制する。１５０°Ｃ以上のＨ，Ｓ環境では、
４．０１未満の添加では効果が小さく、かつ。
７、０％以上の添加は、δ−フェライトを形成して、逆
に耐応力腐食割れ性を劣化せしめる。このため、下限を
４．０％、上限を７．０％未満とした。
に耐応力腐食割れ性を劣化せしめる。このため、下限を
４．０％、上限を７．０％未満とした。
＾１．Ｃａ：
脱酸剤として添加される。従って、脱酸に必要な上限量
以上に添加されることはない、 ＡＩとＣａは、添加後
の成分量が（Ａｌ＋ Ｃａ）≧５ （０＋ｓ）となるよ
うに添加される。Ａｌは０．１％、 Ｃａは０．０：Ｈ
を超えて添加されると、耐応力腐食割れ性を劣化せしめ
る。このため、Ａｌ、 Ｃａの上限は、それぞれ、０．
ＩＬ ０．０３％とした。
以上に添加されることはない、 ＡＩとＣａは、添加後
の成分量が（Ａｌ＋ Ｃａ）≧５ （０＋ｓ）となるよ
うに添加される。Ａｌは０．１％、 Ｃａは０．０：Ｈ
を超えて添加されると、耐応力腐食割れ性を劣化せしめ
る。このため、Ａｌ、 Ｃａの上限は、それぞれ、０．
ＩＬ ０．０３％とした。
Ｌａ：
鋼中の介在物を微細化する。しかし、０．Ｓ含有量か高
い場合は有効てない。従って、ＡＩ、 Ｃａ、またはこ
れらの複合により、または他の手段により、溶融合金を
（Ａｌ＋Ｃａ）≧５ （０＋Ｓ）となるように、脱酸−
説値し、かつ、脱酸生成物としてのスラグと接触しない
ようにＬａを添加することが必要である。Ｌａによる介
在物の細粒化効果は、第（１）式の範囲で有効であり、
第（１）式の制限にかかわらず、Ｌａが０．０７鬼を超
えると飽和する。また、Ｌａの添加は耐孔食性を向上す
る効果もある。
い場合は有効てない。従って、ＡＩ、 Ｃａ、またはこ
れらの複合により、または他の手段により、溶融合金を
（Ａｌ＋Ｃａ）≧５ （０＋Ｓ）となるように、脱酸−
説値し、かつ、脱酸生成物としてのスラグと接触しない
ようにＬａを添加することが必要である。Ｌａによる介
在物の細粒化効果は、第（１）式の範囲で有効であり、
第（１）式の制限にかかわらず、Ｌａが０．０７鬼を超
えると飽和する。また、Ｌａの添加は耐孔食性を向上す
る効果もある。
耐孔食性に対する効果は、はｆ ０．１＄で飽和する。
以上の理由から、上限を０．１ｚとした。
さらに、Ｌａの作用は、 Ｍｇても代替することが可能
であるか、その効果は、Ｌａにくらべると小さい。
であるか、その効果は、Ｌａにくらべると小さい。
Ｓ：
Ｓは硫化物系介在物を生成して腐食や応力腐食割れの起
点となるので、０．０１％以下とすることが必要である
。
点となるので、０．０１％以下とすることが必要である
。
０：
Ｏは酸化物系介在物を生成して応力腐食割れの起点とな
るため、０．０Ｈ以下に低減せしめることが必要である
。
るため、０．０Ｈ以下に低減せしめることが必要である
。
以上は本発明の基本成分であるか、この他に必要に応じ
て以下の元素をも含有することかできる。
て以下の元素をも含有することかできる。
Ｃｕ：
隙間腐食の発生を抑制する効果がある。しかし、その効
果は、２ｚを超えると飽和する。このため、２ｚ以下の
範囲内において、選択的に添加される。
果は、２ｚを超えると飽和する。このため、２ｚ以下の
範囲内において、選択的に添加される。
Ｓｎ、 Ｓｂ：
これらの１種または２種を添加することにより、隙間腐
食の発生を抑制する効果がある。しかし、その効果は、
それぞれ、０．１５％を超えると飽和する。また、０．
２ｚを超えると、耐応力腐食割れ性を劣化せしめる。こ
のため、それぞれの上限を０．１５％とした。
食の発生を抑制する効果がある。しかし、その効果は、
それぞれ、０．１５％を超えると飽和する。また、０．
２ｚを超えると、耐応力腐食割れ性を劣化せしめる。こ
のため、それぞれの上限を０．１５％とした。
本発明合金が、油井・ガス井環境において、油井管とし
て使用される場合には、強度を付与することか要求され
る。通常、強度を付与する方法として、加工硬化、析出
硬化、固溶硬化等の方法が用いられる。これらのうち、
析出硬化は微細析出物を析出させて強度を付与する方法
であるが、微細な析出物を均一に析出させることは難し
く、巨大析出物が形成されると、さきに述べた介在物と
同様に応力腐食割れの起点となる。このため、本発明に
おいては、析出硬化は用いないこととした。次に、固溶
硬化は本発明のごとき、高合金の場合は、添加合金量に
対して効果が小さく、従って、強化法として採用しがた
い。
て使用される場合には、強度を付与することか要求され
る。通常、強度を付与する方法として、加工硬化、析出
硬化、固溶硬化等の方法が用いられる。これらのうち、
析出硬化は微細析出物を析出させて強度を付与する方法
であるが、微細な析出物を均一に析出させることは難し
く、巨大析出物が形成されると、さきに述べた介在物と
同様に応力腐食割れの起点となる。このため、本発明に
おいては、析出硬化は用いないこととした。次に、固溶
硬化は本発明のごとき、高合金の場合は、添加合金量に
対して効果が小さく、従って、強化法として採用しがた
い。
以上のことから、本発明は加工硬化により、強度を付与
することとした。過大な加工硬化によｈｆｔ）ｒ；Ｆ
→１１ｆｉ イト １哨 ÷１−← ｌ÷ ４０
ル す ス −ｘ＜ ’Ｉｎ雫 ＊ ｆ
／Ａ冷間加工によっては耐応力腐食割れ性は変化しな
いので、本発明では強度付加のため、最終熱処理終了後
に３０％以下の冷間加工を行なう。
することとした。過大な加工硬化によｈｆｔ）ｒ；Ｆ
→１１ｆｉ イト １哨 ÷１−← ｌ÷ ４０
ル す ス −ｘ＜ ’Ｉｎ雫 ＊ ｆ
／Ａ冷間加工によっては耐応力腐食割れ性は変化しな
いので、本発明では強度付加のため、最終熱処理終了後
に３０％以下の冷間加工を行なう。
つぎに、この発明の合金を実施例により比較例および従
来例と対比しながら説明する。
来例と対比しながら説明する。
（実施例）
それぞれ第１表に示される成分組成をもった合金を下記
の工程によって製造し１本発明合金材ｌ〜１０、比較合
金材１〜４、および従来合金材１〜３を得た。従来合金
材ｌはＩｎｃｏｌｌｏｙ ８２５に、従来合金材２はＤ
ＩＮ １．４４８２に、従来合金材３はＪＩＳ・ＳＯ３
３１６Ｇにそれぞれ相当する組成をもつものである。
の工程によって製造し１本発明合金材ｌ〜１０、比較合
金材１〜４、および従来合金材１〜３を得た。従来合金
材ｌはＩｎｃｏｌｌｏｙ ８２５に、従来合金材２はＤ
ＩＮ １．４４８２に、従来合金材３はＪＩＳ・ＳＯ３
３１６Ｇにそれぞれ相当する組成をもつものである。
［工程コ
溶 解：電気炉で成分調整と溶解を行なう。
精 錬： ＡＯＤ炉により脱酸、脱硫と成分調整↓
を行なう。
を行なう。
出 鋼：取鍋においてＬａの添加を行なう。
造 塊：２〜４ ｔｏｎの鋼塊とする。
↓
鍛 造二次工程に必要な形状を有するビレッ↓
トに鍛造加工する。
トに鍛造加工する。
造 管：熱押し造管法により素管とする。
↓
焼 鈍： １０５０〜１１１Ｏ℃の温度域で固溶化焼
鈍する。焼鈍終了後、酸洗等により表 ↓ 面仕上を行なう。
鈍する。焼鈍終了後、酸洗等により表 ↓ 面仕上を行なう。
冷間加工：冷室により、所定の設定強度レベルに合せて
、３０％以下の肉厚減少加工 を行なう。
、３０％以下の肉厚減少加工 を行なう。
ついで、この結果から得られた本発明合金材１〜１０、
比較合金材１〜４、および従来合金材１〜３より試験片
をそれぞれ切出し、第５図に正面図で示されるような試
験片に０．２ｚ耐力の１．２倍の力を付加し、この状態
の試験片に対して５０気圧１１ｔｓ ５ ＄ ＮａＣ
ｌ溶液（ｐＨ＝３、温度２００℃）中に３３０時間浸漬
の応力腐食割れ試験を行い、試験後における応力腐食割
れの有無を調査した。
比較合金材１〜４、および従来合金材１〜３より試験片
をそれぞれ切出し、第５図に正面図で示されるような試
験片に０．２ｚ耐力の１．２倍の力を付加し、この状態
の試験片に対して５０気圧１１ｔｓ ５ ＄ ＮａＣ
ｌ溶液（ｐＨ＝３、温度２００℃）中に３３０時間浸漬
の応力腐食割れ試験を行い、試験後における応力腐食割
れの有無を調査した。
第５図において２は４点支持曲げ治具の本体。
３は試験片ｌに曲げをおこさせるための押込みネジ、４
は試験片ｌを支持しかつ押込みネジ３による力を試験片
１にかけるための支持棒であって、押込みネジ３を押込
んで試験片ｌに曲げ変形を生じせしめ、これにより生じ
た引張応力を試験片ｌに与えたまま試験片ｌ及び４点支
持曲げ治具を試験環境中にさらすことによって、試験片
ｌの烏該試験環境中における応力腐食割れ抵抗を判定す
るものである。
は試験片ｌを支持しかつ押込みネジ３による力を試験片
１にかけるための支持棒であって、押込みネジ３を押込
んで試験片ｌに曲げ変形を生じせしめ、これにより生じ
た引張応力を試験片ｌに与えたまま試験片ｌ及び４点支
持曲げ治具を試験環境中にさらすことによって、試験片
ｌの烏該試験環境中における応力腐食割れ抵抗を判定す
るものである。
さらに、第６図に正面図で示されるような試験片ｌおよ
び１ａを重ねて隙間を形成せしめ、最外側位置で２ ｋ
ｇ／ｍ■２の引張応力を付加し、この状態の試験片に対
して５０気圧Ｈａｓ ５％ＮａＣ１溶液（ｐＨ＝３、
温度２００℃）中に１２０時間浸漬の隙間腐食割れ試験
を行い、試験後における隙間腐食の有無を調査した。な
お第１表においてＯ印はいずれも発生のないものを示し
、Δ印は微小腐食発生、ｘ印は割れ発生、隙間腐食発生
のあったものを示す。
び１ａを重ねて隙間を形成せしめ、最外側位置で２ ｋ
ｇ／ｍ■２の引張応力を付加し、この状態の試験片に対
して５０気圧Ｈａｓ ５％ＮａＣ１溶液（ｐＨ＝３、
温度２００℃）中に１２０時間浸漬の隙間腐食割れ試験
を行い、試験後における隙間腐食の有無を調査した。な
お第１表においてＯ印はいずれも発生のないものを示し
、Δ印は微小腐食発生、ｘ印は割れ発生、隙間腐食発生
のあったものを示す。
第１表に示される結果から、比較合金材１〜４は耐応力
腐食割れ性および耐隙間腐食性のうち少なくともいずれ
かの性質が劣ったものであるのに対して、本発明合金材
１〜１０は、いずれも耐応力腐食割れ性および耐隙間腐
食性の全てにすぐれており、しかも、従来合金材１〜３
と比較しても一段とすぐれた特性を有することか明らか
である。
腐食割れ性および耐隙間腐食性のうち少なくともいずれ
かの性質が劣ったものであるのに対して、本発明合金材
１〜１０は、いずれも耐応力腐食割れ性および耐隙間腐
食性の全てにすぐれており、しかも、従来合金材１〜３
と比較しても一段とすぐれた特性を有することか明らか
である。
（発明の効果）
上述のように、この本発明の合金は、すぐれた耐応力腐
食割れ性とすぐれた耐隙間腐食性を有しているので、こ
れらの特性が要求される苛酷な環境中での石油および天
然ガス採掘用鋼管材料としてきわめてすぐれた性能を発
揮するのである。
食割れ性とすぐれた耐隙間腐食性を有しているので、こ
れらの特性が要求される苛酷な環境中での石油および天
然ガス採掘用鋼管材料としてきわめてすぐれた性能を発
揮するのである。
第１図は合金の応力腐食割れ性に関し、介在物の粒径と
負荷応力／降伏応力の関係を示した図、ｍ ２ ＵＺｒ
ハ介在物（１）粒ＩＦＭ トＬａ（％）／［Ｓ （＄）
＋ Ｏ（＄）−０，０５（Ａｌ（ｚ）＋ Ｃａ（＄）
）］ との関係を示した図、第３図は合金の耐応力腐食
割れ性に関し、Ｎｉ含有量とＣｒ（＄） ＋ ２ Ｎｉ
（＄） ＋ １．５ Ｍｏ（りとの関係を示した図、第
４図は応力腐食割れ発生とＮｉ含有量及びＣｒ（＄）
＋ Ｍｏ（＄）との関係を示した図、第５図および第６
図はそれぞれ応力腐食割れ試験および、隙間腐食試験の
態様を示す正面図である。 １．１ａ・・・試験片、２・・・４点支持曲げ治具本体
、３・・・押込みネジ、４・・・支持棒。
負荷応力／降伏応力の関係を示した図、ｍ ２ ＵＺｒ
ハ介在物（１）粒ＩＦＭ トＬａ（％）／［Ｓ （＄）
＋ Ｏ（＄）−０，０５（Ａｌ（ｚ）＋ Ｃａ（＄）
）］ との関係を示した図、第３図は合金の耐応力腐食
割れ性に関し、Ｎｉ含有量とＣｒ（＄） ＋ ２ Ｎｉ
（＄） ＋ １．５ Ｍｏ（りとの関係を示した図、第
４図は応力腐食割れ発生とＮｉ含有量及びＣｒ（＄）
＋ Ｍｏ（＄）との関係を示した図、第５図および第６
図はそれぞれ応力腐食割れ試験および、隙間腐食試験の
態様を示す正面図である。 １．１ａ・・・試験片、２・・・４点支持曲げ治具本体
、３・・・押込みネジ、４・・・支持棒。
Claims (4)
- （１）重量％で Ｃ：０．０３％以下 Ｓｉ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｍｎ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｃｒ：２０％以上、２８％以下 Ｎｉ：２４％以上、６０％以下 Ｍｏ：４％以上、７％未満 Ｌａ：０．１％以下 Ａｌ：０．１％以下 Ｃａ：０．０３％以下 Ｏ：０．０１％以下 Ｐ：０．０３％以下 Ｓ：０．０１％以下 その他不可避不純物と残部鉄よりなり、かつ、下記各式
の条件を満足することを特徴とする冷間加工され硫化水
素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオーステナイ
ト合金。 ７５≦Ｃｒ＋２Ｎｉ＋１．５Ｍｏ≦１５２ Ｎｉ＋１２≧１．５（Ｃｒ＋Ｍｏ） （Ａｌ＋Ｃａ）／（Ｓ＋Ｏ）≧５ １≦Ｌａ／［（Ｓ＋Ｏ）−０．０５（Ａｌ＋Ｃａ）］≦
２０ - （２）重量％で Ｃ：０．０３％以下 Ｓｉ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｍｎ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｃｒ：２０％以上、２８％以下 Ｎｉ：２４％以上、６０％以下 Ｍｏ：４％以上、７％未満 Ｃｕ：２％以下 Ｌａ：０．１％以下 Ａｌ：０．１％以下 Ｃａ：０．０３％以下 Ｏ：０．０１％以下 Ｐ：０．０３％以下 Ｓ：０．０１％以下 その他不可避不純物と残部鉄よりなり、かつ、下記各式
の条件を満足することを特徴とする冷間加工され硫化水
素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオーステナイ
ト合金。 ７５≦Ｃｒ＋２Ｎｉ＋１．５Ｍｏ≦１５２ Ｎｉ＋１２≧１．５（Ｃｒ＋Ｍｏ） （Ａｌ＋Ｃａ）／（Ｓ＋Ｏ）≧５ １≦Ｌａ／［（Ｓ＋Ｏ）−０．０５（Ａｌ＋Ｃａ）］≦
２０ - （３）重量％で Ｃ：０．０３％以下 Ｓｉ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｍｎ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｃｒ：２０％以上、２８％以下 Ｎｉ：２４％以上、６０％以下 Ｍｏ：４％以上、７％未満 Ｌａ：０．１％以下 Ａｌ：０．１％以下 Ｃａ：０．０３％以下 Ｏ：０．０１％以下 Ｐ：０．０３％以下 Ｓ：０．０１％以下 Ｓｎ：０．１５％以下、Ｓｂ：０．１５％以下のうち１
種または２種を含有し、その他不可避不純物と残部鉄よ
りなり、かつ、下記各式の条件を満足することを特徴と
する冷間加工され硫化水素の存在する環境で高い割れ抵
抗を有するオーステナイト合金。 ７５≦Ｃｒ＋２Ｎｉ＋１．５Ｍｏ≦１５２ Ｎｉ＋１２≧１．５（Ｃｒ＋Ｍｏ） （Ａｌ＋Ｃａ）／（Ｓ＋Ｏ）≧５ １≦Ｌａ／［（Ｓ＋Ｏ）−０．０５（Ａｌ＋Ｃａ）］≦
２０ - （４）重量％で Ｃ：０．０３％以下 Ｓｉ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｍｎ：０．０２％以上、１．０％以下 Ｃｒ：２０％以上、２８％以下 Ｎｉ：２４％以上、６０％以下 Ｍｏ：４％以上、７％未満 Ｃｕ：２％以下 Ｌａ：０．１％以下 Ａｌ：０．１％以下 Ｃａ：０．０３％以下 Ｏ：０．０１％以下 Ｐ：０．０３％以下 Ｓ：０．０１％以下 Ｓｎ：０．１５％以下、Ｓｂ：０．１５％以下のうち１
種または２種を含有し、その他不可避不純物と残部鉄よ
りなり、かつ、下記各式の条件を満足することを特徴と
する冷間加工され硫化水素の存在する環境で高い割れ抵
抗を有するオーステナイト合金。 ７５≦Ｃｒ＋２Ｎｉ＋１．５Ｍｏ≦１５２ Ｎｉ＋１２≧１．５（Ｃｒ＋Ｍｏ） （Ａｌ＋Ｃａ）／（Ｓ＋Ｏ）≧５ １≦Ｌａ／［（Ｓ＋Ｏ）−０．０５（Ａｌ＋Ｃａ）］≦
２０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10466387A JPS63274743A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 硫化水素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオ−ステナイト合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10466387A JPS63274743A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 硫化水素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオ−ステナイト合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274743A true JPS63274743A (ja) | 1988-11-11 |
| JPH0371506B2 JPH0371506B2 (ja) | 1991-11-13 |
Family
ID=14386705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10466387A Granted JPS63274743A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 硫化水素の存在する環境で高い割れ抵抗を有するオ−ステナイト合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63274743A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413452A (ja) * | 1990-05-08 | 1992-01-17 | Kawasaki Steel Corp | 溶鋼中への金属Ｌａの添加方法 |
| EP1685264A1 (de) * | 2003-11-27 | 2006-08-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperaturbeständiges bauteil |
| EP1777314A1 (en) * | 2004-06-30 | 2007-04-25 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | RAW PIPE OF Fe-Ni ALLOY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF |
| WO2009150989A1 (ja) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | 住友金属工業株式会社 | 高合金継目無管の製造方法 |
| WO2010070990A1 (ja) | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 住友金属工業株式会社 | 高合金管の製造方法 |
| US8701455B2 (en) | 2007-07-02 | 2014-04-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for manufacturing a high alloy pipe |
| WO2015072458A1 (ja) | 2013-11-12 | 2015-05-21 | 新日鐵住金株式会社 | Ｎｉ－Ｃｒ合金材およびそれを用いた油井用継目無管 |
| WO2021070735A1 (ja) | 2019-10-10 | 2021-04-15 | 日本製鉄株式会社 | 合金材および油井用継目無管 |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP10466387A patent/JPS63274743A/ja active Granted
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413452A (ja) * | 1990-05-08 | 1992-01-17 | Kawasaki Steel Corp | 溶鋼中への金属Ｌａの添加方法 |
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| EP1777314A4 (en) * | 2004-06-30 | 2008-01-09 | Sumitomo Metal Ind | RAW TUBE OF FE-NI ALLOY AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
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| EP2682494A3 (en) * | 2004-06-30 | 2018-02-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Raw pipe of Fe-Ni Alloy and method for production thereof |
| US8701455B2 (en) | 2007-07-02 | 2014-04-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for manufacturing a high alloy pipe |
| WO2009150989A1 (ja) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | 住友金属工業株式会社 | 高合金継目無管の製造方法 |
| US8245552B2 (en) | 2008-06-13 | 2012-08-21 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for producing high-alloy seamless tube |
| WO2010070990A1 (ja) | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 住友金属工業株式会社 | 高合金管の製造方法 |
| US8312751B2 (en) | 2008-12-18 | 2012-11-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for producing high alloy pipe |
| WO2015072458A1 (ja) | 2013-11-12 | 2015-05-21 | 新日鐵住金株式会社 | Ｎｉ－Ｃｒ合金材およびそれを用いた油井用継目無管 |
| KR20160082534A (ko) | 2013-11-12 | 2016-07-08 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Ni-Cr 합금재 및 그것을 이용한 유정용 이음매 없는 관 |
| US10557574B2 (en) | 2013-11-12 | 2020-02-11 | Nippon Steel Corporation | Ni—Cr alloy material and seamless oil country tubular goods using the same |
| WO2021070735A1 (ja) | 2019-10-10 | 2021-04-15 | 日本製鉄株式会社 | 合金材および油井用継目無管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0371506B2 (ja) | 1991-11-13 |
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