JPWO2015005119A1 - Manufacturing method of high Cr steel pipe - Google Patents
Manufacturing method of high Cr steel pipe Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015005119A1 JPWO2015005119A1 JP2015526246A JP2015526246A JPWO2015005119A1 JP WO2015005119 A1 JPWO2015005119 A1 JP WO2015005119A1 JP 2015526246 A JP2015526246 A JP 2015526246A JP 2015526246 A JP2015526246 A JP 2015526246A JP WO2015005119 A1 JPWO2015005119 A1 JP WO2015005119A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- temperature
- steel
- manufacturing
- steel pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 165
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 165
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 156
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 94
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 27
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 12
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229910001149 41xx steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000256297 Euphorbia tirucalli Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007545 Vickers hardness test Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- DIMMBYOINZRKMD-UHFFFAOYSA-N vanadium(5+) Chemical group [V+5] DIMMBYOINZRKMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/085—Cooling or quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
後工程で実施される拡管又は伸管といった加工を容易にするために低硬度の高Cr鋼管を製造可能な製造方法を提供する。本発明による高Cr鋼管の製造方法は、質量%で、C:0.05〜0.15%、Si:0.02〜0.70%、Mn:0.10〜1.0%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Cr:8.0〜10%、Mo:0.15〜1.25%、V:0.08〜0.35%、Nb:0.02〜0.12%、Al:0.05%以下、N:0.01〜0.10%、W:0〜2.50%、B:0〜0.01%、Ti:0〜0.1%、Ni:0〜0.8%、Ca及び/又はMgの合計:0〜0.01%を含有し、残部はFe及び不純物からなるビレットを熱間加工後に冷却して得られた素管を準備する工程と、素管温度をAC1点よりも高く950℃以下の第1温度で保持する第1熱処理工程と、第1熱処理工程後、素管温度をMs点以下の温度に下げることなく、引き続きAC1点以下の第2温度で素管温度を保持する第2熱処理工程とを備える。Provided is a production method capable of producing a low hardness, high Cr steel pipe in order to facilitate processing such as pipe expansion or drawing performed in a subsequent process. The manufacturing method of the high Cr steel pipe by this invention is the mass%, C: 0.05-0.15%, Si: 0.02-0.70%, Mn: 0.10-1.0%, P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Cr: 8.0 to 10%, Mo: 0.15 to 1.25%, V: 0.08 to 0.35%, Nb: 0.02 -0.12%, Al: 0.05% or less, N: 0.01-0.10%, W: 0-2.50%, B: 0-0.01%, Ti: 0-0.1 %, Ni: 0 to 0.8%, Ca and / or Mg total: 0 to 0.01%, and the balance is obtained by cooling a billet composed of Fe and impurities after hot working A first heat treatment step in which the tube temperature is maintained at a first temperature higher than the AC1 point and not higher than 950 ° C., and after the first heat treatment step, the tube temperature is lowered to a temperature below the Ms point. Rukoto without and a second heat treatment step of holding the blank tube temperature continues second temperature below AC1 point.
Description
本発明は、鋼管の製造方法に関し、さらに詳しくは、石油プラントや火力発電プラント等に用いられる高Cr鋼管の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a steel pipe, and more particularly to a method for manufacturing a high Cr steel pipe used in an oil plant or a thermal power plant.
石油プラント及び火力発電プラントでは、種々の耐熱鋼管が利用されている。上記プラントを構成する設備のうち、高温高圧下で使用される配管、反応管及び熱交換器に用いられる鋼管には、8.0〜10質量%のCrを含有する高Cr鋼管が用いられる。このような高Cr鋼管の代表例はたとえば、ASTM P91及びP92に規定された化学組成を有する鋼管である。 Various heat-resistant steel pipes are used in oil plants and thermal power plants. Among the equipment constituting the plant, high Cr steel pipes containing 8.0 to 10% by mass of Cr are used for pipes used under high temperature and high pressure, reaction pipes, and steel pipes used for heat exchangers. A typical example of such a high Cr steel pipe is a steel pipe having a chemical composition defined in ASTM P91 and P92.
高Cr鋼管としては、鍛造により製造される鍛造鋼管、溶接により製造される溶接鋼管、及び、マンネスマン法により穿孔圧延して製造される継目無鋼管がある。 Examples of the high Cr steel pipe include a forged steel pipe manufactured by forging, a welded steel pipe manufactured by welding, and a seamless steel pipe manufactured by piercing and rolling by the Mannesmann method.
たとえば、火力発電プラントのタービンとボイラとを繋ぐコネクションパイプは、外径が450〜900mmと大きい。このような大径の高Cr鋼管として、鍛造鋼管や溶接鋼管を利用することもできる。しかしながら、鍛造鋼管は生産性が低く、薄肉の鋼管を製造することが困難である。また、溶接鋼管は溶接部の機械的特性が低い場合がある。 For example, a connection pipe that connects a turbine and a boiler of a thermal power plant has a large outer diameter of 450 to 900 mm. As such a large-diameter high Cr steel pipe, a forged steel pipe or a welded steel pipe can also be used. However, the forged steel pipe has low productivity and it is difficult to produce a thin steel pipe. Also, welded steel pipes may have low mechanical properties at the welds.
継目無鋼管を利用して、拡管により大径の高Cr鋼管を製造すれば、生産性が低くなるのを抑えることができ、薄肉鋼管も製造できる。また、溶接鋼管のような軸方向に延びる溶接部も存在しない。そのため、高Cr鋼管を製造するのに、継目無鋼管が利用されるのが好ましい。 If a large-diameter high Cr steel pipe is produced by expanding the pipe using a seamless steel pipe, it is possible to prevent the productivity from being lowered, and it is also possible to produce a thin steel pipe. Further, there is no welded portion extending in the axial direction such as a welded steel pipe. Therefore, it is preferable to use a seamless steel pipe to manufacture a high Cr steel pipe.
継目無鋼管を用いた高Cr鋼管製品の製造方法の一例は次のとおりである。穿孔圧延により高Cr鋼管中間品(継目無鋼管)を製造する。製造された高Cr鋼管に対して冷間又は温間で加工(伸管又は拡管)を行い、所定のサイズにする。加工された高Cr鋼管に対して熱処理(焼きならし及び焼戻し、いわゆるノルテン処理)を実施して、高Cr鋼管製品を製造する。 An example of the manufacturing method of the high Cr steel pipe product using the seamless steel pipe is as follows. A high Cr steel pipe intermediate product (seamless steel pipe) is manufactured by piercing and rolling. The manufactured high Cr steel pipe is cold or warm processed (expanded or expanded) to a predetermined size. Heat treatment (normalizing and tempering, so-called norten treatment) is performed on the processed high Cr steel pipe to produce a high Cr steel pipe product.
高Cr鋼管は、Cr含有量が8.0〜10%と高いため、穿孔圧延後の高Cr鋼管(素管)の硬度が高い。そのため、素管に対して冷間又は温間加工を実施する場合、加工前の素管に対して軟化処理を行う。 Since the high Cr steel pipe has a high Cr content of 8.0 to 10%, the hardness of the high Cr steel pipe (base pipe) after piercing and rolling is high. Therefore, when cold or warm processing is performed on the raw tube, softening treatment is performed on the raw tube before processing.
ASTM P91規格の高Cr鋼管製品の一般的な熱処理方法は、上述のとおり、ノルテン処理である。そこで、高Cr鋼管(素管)の軟化処理方法として、このノルテン処理を利用することができる。しかしながら、素管に対して、最終製品である高Cr鋼管製品と同様のノルテン処理を実施すれば、焼きならし温度が高いために製造コストが高くなる。さらに、ノルテン処理後の素管の表面に形成されるスケール量が多くなる。そのため、素管を拡管又は伸管する前に、脱スケール処理(ショットブラスト処理等)を実施しなければならない場合がある。 As described above, the general heat treatment method for ASTM P91 standard high Cr steel pipe products is the norten treatment. Therefore, this norten treatment can be used as a softening treatment method for high Cr steel pipe (element tube). However, if the same tube is subjected to the same nortening treatment as that of the high Cr steel pipe product as the final product, the normalizing temperature is high and the manufacturing cost is increased. Furthermore, the amount of scale formed on the surface of the base tube after norten treatment increases. For this reason, there is a case where descaling (such as shot blasting) must be performed before expanding or expanding the pipe.
特開平10−30121号公報には、C:0.20%、Cr:8〜10%を含有し、さらに、Mo:1.5%以下、W:2.0%以下の1種又は2種を含有する鋼を、Ac1変態点〜Ac3変態点の温度範囲で5分以上保持した後、660〜800℃の恒温保持温度まで冷却し、所定の保持時間の高温保持を行うCrMo鋼の軟化熱処理方法が開示されている。ただし、この方法は、V、Nb等、炭窒化物を形成する合金元素を含有する鋼には適用できないと言われている。特開2004−285432号公報は、高Cr鋼管(素管)の軟化処理方法について提案する。特開2004−285432号公報では、熱間圧延により高Cr鋼管を製造した後、高Cr鋼管を(AC1変態温度+AC3変態温度)/2以上、(AC3変態温度+50℃)以下の温度で加熱した後、700〜800℃の温度で30分以上保持し、冷却する。特開2004−285432号公報では、1段目の熱処理により、母相をオーステナイト化して、鋼中に粗大な炭化物、炭窒化物をできるだけ析出させる。そして、2段目の熱処理より、オーステナイト中に固溶したC及びNを十分に粗大析出させる。つまり、特開2004−285432号公報では、第1段目の熱処理及び第2段目の熱処理は共に、炭化物及び炭窒化物を粗大析出させることを目的とする。JP-A-10-30121 contains C: 0.20%, Cr: 8-10%, Mo: 1.5% or less, W: 2.0% or less Of CrMo steel that is kept at a temperature range of A c1 transformation point to A c3 transformation point for 5 minutes or more, then cooled to a constant temperature holding temperature of 660 to 800 ° C., and held at a high temperature for a predetermined holding time. A softening heat treatment method is disclosed. However, it is said that this method cannot be applied to steels containing alloy elements that form carbonitrides such as V and Nb. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-285432 proposes a method for softening a high Cr steel pipe (base pipe). JP-A-2004-285432 discloses, after manufacturing the high-Cr steel by hot rolling, a high Cr steel (A C1 transformation temperature + A C3 transformation temperature) / 2 or more, (A C3 transformation temperature + 50 ° C.) below the temperature After heating at 700 ° C., hold at a temperature of 700 to 800 ° C. for 30 minutes or more and cool. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-285432, the parent phase is austenitized by heat treatment in the first stage, and coarse carbides and carbonitrides are precipitated in the steel as much as possible. Then, C and N dissolved in austenite are sufficiently coarsely precipitated by the second stage heat treatment. That is, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-285432, both the first-stage heat treatment and the second-stage heat treatment aim to coarsely precipitate carbides and carbonitrides.
特開2004−285432号公報によれば、第2段目の熱処理においてオーステナイト中に固溶したC及びNを十分に粗大析出させる(特開2004−285432号公報の段落[0024]参照)。したがって、特開2004−285432号公報の鋼管では、第2段目の熱処理時に鋼中に残留オーステナイトが存在するはずである。残留オーステナイトは焼入れした鋼に存在するため、特開2004−285432号公報において、第1段目の熱処理後の鋼の組織は、マルテンサイト及び残留オーステナイトからなると考えられる。このような組織の場合、第2段目の熱処理を実施した後であっても、鋼管が十分に軟化していない場合がある。 According to Japanese Patent Laid-Open No. 2004-285432, C and N dissolved in austenite are sufficiently coarsely precipitated in the second stage heat treatment (see paragraph [0024] of Japanese Patent Laid-Open No. 2004-285432). Therefore, in the steel pipe disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-285432, residual austenite should be present in the steel during the second heat treatment. Since retained austenite is present in quenched steel, it is considered in JP-A-2004-285432 that the structure of the steel after the first heat treatment is composed of martensite and retained austenite. In the case of such a structure, the steel pipe may not be sufficiently softened even after performing the second stage heat treatment.
本発明の目的は、後工程で実施される拡管又は伸管といった加工を容易にするために低硬度の高Cr鋼管を製造可能な製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a production method capable of producing a low-hardness high Cr steel pipe in order to facilitate processing such as pipe expansion or drawing performed in a subsequent process.
本発明による高Cr鋼管の製造方法は、質量%で、C:0.05〜0.15%、Si:0.02〜0.70%、Mn:0.10〜1.0%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Cr:8.0〜10%、Mo:0.15〜1.25%、V:0.08〜0.35%、Nb:0.02〜0.12%、Al:0.05%以下、N:0.01〜0.10%、W:0〜2.50%、B:0〜0.01%、Ti:0〜0.1%、Ni:0〜0.8%、Ca及び/又はMgの合計:0〜0.01%を含有し、残部はFe及び不純物からなるビレットを熱間加工後に冷却して得られた素管を準備する工程と、素管温度をAC1点よりも高く950℃以下の第1温度で保持する第1熱処理工程と、第1熱処理工程後、素管温度をMs点以下の温度に下げることなく、引き続きAC1点以下の第2温度で保持する第2熱処理工程とを備える。The manufacturing method of the high Cr steel pipe by this invention is the mass%, C: 0.05-0.15%, Si: 0.02-0.70%, Mn: 0.10-1.0%, P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Cr: 8.0 to 10%, Mo: 0.15 to 1.25%, V: 0.08 to 0.35%, Nb: 0.02 -0.12%, Al: 0.05% or less, N: 0.01-0.10%, W: 0-2.50%, B: 0-0.01%, Ti: 0-0.1 %, Ni: 0 to 0.8%, Ca and / or Mg total: 0 to 0.01%, and the balance is obtained by cooling a billet composed of Fe and impurities after hot working preparing a lower base tube temperature and a first heat treatment step of holding at a first temperature of 950 ° C. or less higher than the C1 point a, after the first heat treatment step, the raw tube temperature to a temperature below Ms point Without the gel continued and a second heat treatment step of holding at a second temperature below point C1 A.
本発明による高Cr鋼管の製造方法では、低硬度の高Cr鋼管を製造できる。 In the method for producing a high Cr steel pipe according to the present invention, a low hardness high Cr steel pipe can be produced.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以降の説明における「%」は、別段の定めがない場合、質量%を意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. In the following description, “%” means mass% unless otherwise specified.
本発明者らは、後工程で拡管や伸管といった加工を実施される高Cr鋼管の硬度を低下する方法を検討した。その結果、次の知見を得た。 The present inventors examined a method of reducing the hardness of a high Cr steel pipe that is subjected to processing such as pipe expansion or drawing in a later process. As a result, the following knowledge was obtained.
マルテンサイトの生成を抑制できれば、高Cr鋼管の硬度が低くなり、加工しやすくなる。8〜10%のCrを含有する高Cr鋼は自硬性が高い。そのため、高Cr鋼からなる素材を穿孔圧延して素管(継目無鋼管)を製造すれば、素管の冷却時にマルテンサイトが生成される。 If the formation of martensite can be suppressed, the hardness of the high Cr steel pipe will be low and it will be easy to process. High Cr steel containing 8 to 10% Cr has high self-hardness. Therefore, if a raw pipe (seamless steel pipe) is manufactured by piercing and rolling a material made of high Cr steel, martensite is generated when the raw pipe is cooled.
そこで、生成されたマルテンサイトを消滅又は減少させるために、第1熱処理工程として、素管温度をAC1点よりも高く950℃以下の第1温度に加熱し、保持する。この場合、マルテンサイトの一部又は全部がオーステナイトに変態するため、鋼中のマルテンサイトを消滅又は減少させることができる。Therefore, in order to eliminate or reduce the generated martensite, as the first heat treatment step, the blank tube temperature was heated to a first temperature of 950 ° C. or less higher than the C1 point A, holds. In this case, part or all of martensite is transformed into austenite, so that martensite in the steel can be eliminated or reduced.
しかしながら、上述のとおり、高Cr鋼は自硬性が高いため、第1熱処理工程後の冷却時にマルテンサイトが再び生成される可能性がある。この場合、第2熱処理工程として、AC1点以下の温度で素管を焼き戻しすれば、高Cr鋼管はある程度軟化する。However, as described above, high Cr steel has high self-hardness, so that martensite may be generated again during cooling after the first heat treatment step. In this case, the second heat treatment step, if tempering the blank tube at a temperature of C1 points A, high Cr steel is to some extent soften.
しかしながら、第2熱処理工程前の素管にマルテンサイトが残存すれば、第2熱処理工程で焼戻し処理を実施しても、鋼中に焼戻しマルテンサイトが残存してしまい、硬度が十分に低くなりにくい。 However, if martensite remains in the base tube before the second heat treatment step, even if tempering is performed in the second heat treatment step, tempered martensite remains in the steel, and the hardness is unlikely to be sufficiently low. .
そこで、本発明では、図1に示すとおり、第1熱処理工程後の素管温度をMs点以下に下げることなく、引き続き第2熱処理工程として焼き戻し処理を開始する。この場合、第1熱処理工程後の素管において、冷却によりマルテンサイトが生成されるのを抑制することができる。そのため、第2熱処理工程度の高Cr鋼管内に焼戻しマルテンサイトが生成されにくい。そのため、高Cr鋼管の硬度を低くすることができ、後工程で拡管や伸管といった加工がしやすくなる。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the tempering process is continuously started as the second heat treatment step without lowering the tube temperature after the first heat treatment step below the Ms point. In this case, it is possible to suppress the formation of martensite by cooling in the raw tube after the first heat treatment step. Therefore, tempered martensite is not easily generated in the high Cr steel pipe in the second heat treatment step. For this reason, the hardness of the high Cr steel pipe can be lowered, and it becomes easy to perform processing such as pipe expansion or pipe extension in a subsequent process.
好ましくは、第1熱処理工程を完了した後、第2熱処理工程を開始するまでの間の素管温度の冷却速度を90℃/分以下にする。この場合、高Cr鋼管の硬度をさらに低くすることができる。 Preferably, the cooling rate of the raw tube temperature is 90 ° C./min or less after the first heat treatment step is completed and before the second heat treatment step is started. In this case, the hardness of the high Cr steel pipe can be further reduced.
以上の知見に基づいて完成された本発明の要旨は次のとおりである。 The gist of the present invention completed based on the above findings is as follows.
本発明による高Cr鋼管の製造方法は、質量%で、C:0.05〜0.15%、Si:0.02〜0.70%、Mn:0.10〜1.0%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Cr:8.0〜10%、Mo:0.15〜1.25%、V:0.08〜0.35%、Nb:0.02〜0.12%、Al:0.05%以下、N:0.01〜0.10%、W:0〜2.50%、B:0〜0.01%、Ti:0〜0.1%、Ni:0〜0.8%、Ca及び/又はMgの合計:0〜0.01%を含有し、残部はFe及び不純物からなる素管を準備する工程と、素管温度をAC1点よりも高く950℃以下の第1温度で保持する第1熱処理工程と、第1熱処理工程後、素管温度をMs点以下の温度に下げることなく、引き続きAC1点以下の第2温度で素管温度を保持する第2熱処理工程とを備える。The manufacturing method of the high Cr steel pipe by this invention is the mass%, C: 0.05-0.15%, Si: 0.02-0.70%, Mn: 0.10-1.0%, P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Cr: 8.0 to 10%, Mo: 0.15 to 1.25%, V: 0.08 to 0.35%, Nb: 0.02 -0.12%, Al: 0.05% or less, N: 0.01-0.10%, W: 0-2.50%, B: 0-0.01%, Ti: 0-0.1 % Ni: 0 to 0.8% total Ca and / or Mg: containing 0 to 0.01%, the balance being a step of preparing a mother tube made of Fe and impurities, the blank tube temperature a C1 a first heat treatment step of holding at a first temperature of 950 ° C. or less higher than the point, after the first heat treatment step, without lowering the raw tube temperature to a temperature below Ms point, continued a following point C1 And a second heat treatment step of holding the blank tube temperature at 2 temperatures.
上記第2温度は700℃以上であることが好ましい。 The second temperature is preferably 700 ° C. or higher.
この場合、製造された高Cr鋼管が軟化しやすい。 In this case, the manufactured high Cr steel pipe is easily softened.
上記化学組成において、N含有量は0.05%未満であることが好ましい。 In the above chemical composition, the N content is preferably less than 0.05%.
この場合、高Cr鋼管の素材でのブローホールの発生が抑制される。そのため、高Cr鋼管の表面に疵が形成されにくい。また、N含有量が低いため、窒化物の形成や窒素の固溶の割合が少なく、鋼が軟化しやすい。 In this case, the occurrence of blow holes in the high Cr steel pipe material is suppressed. Therefore, wrinkles are not easily formed on the surface of the high Cr steel pipe. In addition, since the N content is low, the ratio of nitride formation and nitrogen solid solution is small, and the steel is easily softened.
上記製造方法では、第1熱処理工程後、第2熱処理工程を開始するまでの素管の冷却速度が90℃/分以下であることが好ましい。 In the said manufacturing method, it is preferable that the cooling rate of the raw tube after a 1st heat treatment process until it starts a 2nd heat treatment process is 90 degrees C / min or less.
この場合、高Cr鋼管の硬度がさらに低くなる。 In this case, the hardness of the high Cr steel pipe is further reduced.
上記製造方法では、第1熱処理工程は、第1熱処理炉で実施され、第2熱処理工程は、第1熱処理炉と異なる第2熱処理炉で実施され、製造方法は、素管を第1熱処理炉から抽出する工程と、抽出した素管を第2熱処理炉に装入する工程とをさらに備えることが好ましい。 In the above manufacturing method, the first heat treatment step is performed in the first heat treatment furnace, the second heat treatment step is performed in a second heat treatment furnace different from the first heat treatment furnace, and the manufacturing method includes: It is preferable that the method further comprises a step of extracting from the above and a step of charging the extracted raw tube into the second heat treatment furnace.
この場合、単一の熱処理炉で熱処理を実施する場合と比較して、生産性を高めることができる。以下、その理由を説明する。 In this case, productivity can be improved compared with the case where heat treatment is performed in a single heat treatment furnace. The reason will be described below.
従来、鋼管を所定の保持温度で等温変態させる場合、オーステナイト状態から保持温度までの間の温度履歴も厳密に管理する必要があると考えられていた。しかし、本発明者らの調査によれば、素管温度がMs点以下の温度にさえならなければ、第1熱処理と第2熱処理との間の温度履歴の影響は意外にも小さいことが分かった。 Conventionally, when isothermally transforming a steel pipe at a predetermined holding temperature, it has been considered that the temperature history from the austenite state to the holding temperature must be strictly managed. However, according to the investigation by the present inventors, it is found that the influence of the temperature history between the first heat treatment and the second heat treatment is surprisingly small unless the temperature of the tube is equal to or lower than the Ms point. It was.
単一の熱処理炉で上記熱処理を実施する場合、当該熱処理炉の温度を第1温度から第2温度まで降温させる必要がある。一方、上述のように、石油プラントや火力発電プラントには、外径が450〜900mmの大径の高Cr鋼管が使用される。継目無鋼管を拡管して高Cr鋼管を製造する場合であっても、継目無鋼管(素管)として外径が185〜450mmの大径肉厚のものが必要である。このような大径肉厚で熱容量が大きい素管を第1温度から第2温度まで降温させるためには、長時間を要する。あるいは、強制的に冷却させるための特別な設備が必要になる。 When the heat treatment is performed in a single heat treatment furnace, it is necessary to lower the temperature of the heat treatment furnace from the first temperature to the second temperature. On the other hand, as described above, large-diameter high Cr steel pipes having an outer diameter of 450 to 900 mm are used in petroleum plants and thermal power plants. Even when a seamless steel pipe is expanded to produce a high Cr steel pipe, a seamless steel pipe (base pipe) having a large diameter and a wall thickness of 185 to 450 mm is required. It takes a long time to lower the temperature of such a large diameter and large heat capacity pipe from the first temperature to the second temperature. Alternatively, special equipment for forced cooling is required.
これに対し、第1熱処理炉と第2熱処理炉とを用いる場合、素管を第1熱処理炉で第1温度に保持した後、一旦炉外に抽出することによって、速やかに素管の温度を下げることができる。また、それぞれの熱処理炉の温度は一定であり、降温や再加熱の必要がないため、連続して熱処理を実施することができる。したがって、単一の熱処理炉で熱処理を実施する場合と比較して、生産性を高めることができる。 On the other hand, when the first heat treatment furnace and the second heat treatment furnace are used, the temperature of the raw pipe is quickly increased by extracting the raw pipe outside the furnace after holding the raw pipe at the first temperature in the first heat treatment furnace. Can be lowered. Moreover, since the temperature of each heat treatment furnace is constant and there is no need to lower the temperature or reheat, the heat treatment can be performed continuously. Therefore, productivity can be improved compared with the case where heat treatment is performed in a single heat treatment furnace.
上記製造方法では、抽出する工程は、素管温度をMs点よりも高く第2温度未満の温度まで下げることが好ましい。この場合、温度管理がより容易になる。 In the manufacturing method, it is preferable that the extracting step lowers the tube temperature to a temperature higher than the Ms point and lower than the second temperature. In this case, temperature management becomes easier.
上述の要旨を備える本発明について、以下に詳述する。 The present invention having the above gist is described in detail below.
[製造方法]
本実施形態による高Cr鋼管の製造方法は、素管を準備する工程と、素管に対して熱処理を実施する第1及び第2熱処理工程とを備える。以下、各工程について詳述する。[Production method]
The manufacturing method of the high Cr steel pipe by this embodiment is provided with the process of preparing a raw pipe, and the 1st and 2nd heat treatment process of implementing heat processing with respect to a raw pipe. Hereinafter, each process is explained in full detail.
[準備工程]
準備工程では、素管を準備する。素管は高Cr鋼からなり、高Cr鋼の化学組成は次のとおりである。[Preparation process]
In the preparation process, a raw tube is prepared. The raw tube is made of high Cr steel, and the chemical composition of the high Cr steel is as follows.
C:0.05〜0.15%
炭素(C)は、本実施形態において製造された高Cr鋼管を加工(拡管又は伸管)した後の熱処理工程(ノルテン処理)において、炭化物、炭窒化物を形成して鋼の高温強度を高める。C含有量が低すぎれば、上記効果は得られない。一方、C含有量が高すぎれば、鋼の溶接性が低下する。したがって、C含有量は0.05〜0.15%である。C含有量の好ましい下限は0.07%であり、さらに好ましくは0.08%である。C含有量の好ましい上限は0.13%であり、さらに好ましくは0.12%である。C: 0.05 to 0.15%
Carbon (C) increases the high-temperature strength of the steel by forming carbides and carbonitrides in the heat treatment step (norten treatment) after processing (expanding or drawing) the high Cr steel pipe produced in this embodiment. . If the C content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if C content is too high, the weldability of steel will fall. Therefore, the C content is 0.05 to 0.15%. The minimum with preferable C content is 0.07%, More preferably, it is 0.08%. The upper limit with preferable C content is 0.13%, More preferably, it is 0.12%.
Si:0.02〜0.70%
珪素(Si)は鋼を脱酸する。Siはさらに、鋼の耐酸化性を高める。Si含有量が低すぎれば、上記効果は得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、鋼の靱性が低下する。したがって、Si含有量は0.02〜0.70%である。Si含有量の好ましい下限は0.05%であり、さらに好ましくは0.20%である。Si含有量の好ましい上限は0.55%であり、さらに好ましくは0.50%である。Si: 0.02 to 0.70%
Silicon (Si) deoxidizes steel. Si further increases the oxidation resistance of the steel. If the Si content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the Si content is too high, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Si content is 0.02 to 0.70%. The minimum with preferable Si content is 0.05%, More preferably, it is 0.20%. The upper limit with preferable Si content is 0.55%, More preferably, it is 0.50%.
Mn:0.10〜1.0%
マンガン(Mn)は、鋼を脱硫する。Mnはさらに、鋼の強度を高める。Mn含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、鋼の靱性が低下する。したがって、Mn含有量は0.10〜1.0%である。Mn含有量の好ましい下限は0.25%であり、さらに好ましくは0.28%であり、さらに好ましくは0.30%である。Mn含有量の好ましい上限は、0.70%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.45%である。Mn: 0.10 to 1.0%
Manganese (Mn) desulfurizes steel. Mn further increases the strength of the steel. If the Mn content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mn content is too high, the toughness of the steel decreases. Therefore, the Mn content is 0.10 to 1.0%. The minimum with preferable Mn content is 0.25%, More preferably, it is 0.28%, More preferably, it is 0.30%. The upper limit with preferable Mn content is 0.70%, More preferably, it is 0.60%, More preferably, it is 0.45%.
P:0.025%以下
燐(P)は不純物である。Pは粒界に偏析して鋼を脆化する。そのため、鋼のクリープ強度が低下する。したがって、P含有量はなるべく低い方が好ましい。P含有量は0.025%以下である。好ましいP含有量は0.018%以下であり、さらに好ましくは0.012%以下である。P: 0.025% or less Phosphorus (P) is an impurity. P segregates at the grain boundaries and embrittles the steel. As a result, the creep strength of the steel decreases. Therefore, the P content is preferably as low as possible. The P content is 0.025% or less. P content is preferably 0.018% or less, more preferably 0.012% or less.
S:0.010%以下
硫黄(S)は不純物である。Sは粒界に偏析して粒界脆化を引き起こす。したがって、S含有量はなるべく少ない方が好ましい。S含有量は0.010%以下である。好ましいS含有量は0.008%以下であり、さらに好ましくは0.005%以下である。S: 0.010% or less Sulfur (S) is an impurity. S segregates at the grain boundary and causes grain boundary embrittlement. Therefore, it is preferable that the S content is as small as possible. S content is 0.010% or less. A preferable S content is 0.008% or less, and more preferably 0.005% or less.
Cr:8.0〜10%
クロムは鋼の耐水蒸気酸化性及び耐高温腐食性を高める。Crはさらに、微細なM23C6やM6C等の炭化物を形成し、鋼の高温強度を高める。Crはさらに、油井環境における鋼の耐食性を高める。一方、Cr含有量が高すぎれば、鋼の溶接性、靱性及び熱間加工性が低下する。したがって、Cr含有量は8.0〜10%である。Cr含有量の好ましい下限は8.2%であり、さらに好ましくは8.5%である。Cr含有量の好ましい上限は9.5%である。Cr: 8.0 to 10%
Chromium enhances the steam oxidation resistance and hot corrosion resistance of steel. Further, Cr forms fine carbides such as M 23 C 6 and M 6 C to increase the high temperature strength of the steel. Cr further enhances the corrosion resistance of steel in oil well environments. On the other hand, if the Cr content is too high, the weldability, toughness and hot workability of the steel are reduced. Therefore, the Cr content is 8.0 to 10%. The minimum with preferable Cr content is 8.2%, More preferably, it is 8.5%. The upper limit with preferable Cr content is 9.5%.
Mo:0.15〜1.25%
モリブデン(Mo)は固溶強化元素及び炭化物形成元素として鋼の高温強度を高める。Mo含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Mo含有量が高すぎれば、鋼の溶接性及び靱性が低下する。したがって、Mo含有量は0.15〜1.25%である。Mo含有量の好ましい下限は0.70%であり、さらに好ましくは0.85%である。Mo含有量の好ましい上限は1.15%であり、さらに好ましくは1.05%である。Mo: 0.15-1.25%
Molybdenum (Mo) increases the high temperature strength of steel as a solid solution strengthening element and a carbide forming element. If the Mo content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mo content is too high, the weldability and toughness of the steel decrease. Therefore, the Mo content is 0.15 to 1.25%. The minimum with preferable Mo content is 0.70%, More preferably, it is 0.85%. The upper limit with preferable Mo content is 1.15%, More preferably, it is 1.05%.
V:0.08〜0.35%
バナジウム(V)は炭窒化物を形成して鋼の高温強度及びクリープ破断強度を高める。V含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、V含有量が高すぎれば、粗大な炭化物が生成し、鋼のクリープ破断強度が低下する。したがって、V含有量は0.08〜0.35%である。V含有量の好ましい下限は0.15%であり、さらに好ましくは0.18%である。V含有量の好ましい上限は0.30%であり、さらに好ましくは0.25%である。V: 0.08 to 0.35%
Vanadium (V) forms carbonitrides and increases the high temperature strength and creep rupture strength of the steel. If the V content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the V content is too high, coarse carbides are generated and the creep rupture strength of the steel is reduced. Therefore, the V content is 0.08 to 0.35%. The minimum with preferable V content is 0.15%, More preferably, it is 0.18%. The upper limit with preferable V content is 0.30%, More preferably, it is 0.25%.
Nb:0.02〜0.12%
ニオブ(Nb)は、Vと同様に炭窒化物を形成して鋼の高温強度及びクリープ破断強度を高める。Nb含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Nb含有量が高すぎれば、炭窒化物が凝集して粗大化し、鋼の強度が低下する。したがって、Nb含有量は0.02〜0.12%である。Nb含有量の好ましい下限は0.04%であり、さらに好ましくは0.06%である。Nb含有量の好ましい上限は0.10%であり、さらに好ましくは0.09%である。Nb: 0.02 to 0.12%
Niobium (Nb), like V, forms carbonitrides and increases the high temperature strength and creep rupture strength of the steel. If the Nb content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the Nb content is too high, carbonitrides aggregate and coarsen, and the strength of the steel decreases. Therefore, the Nb content is 0.02 to 0.12%. The minimum with preferable Nb content is 0.04%, More preferably, it is 0.06%. The upper limit with preferable Nb content is 0.10%, More preferably, it is 0.09%.
Al:0.05%以下
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Alが少しでも含有されれば(つまり、0%よりも多く含有されれば)、上記効果が得られる。一方、Al含有量が高すぎれば、鋼の高温強度が低下する。したがって、Al含有量は0.05%以下である。Al含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.003%である。Al含有量の好ましい上限は0.03%である。本明細書におけるAl含有量は、Total.Al(全Al)の含有量を意味する。Al: 0.05% or less Aluminum (Al) deoxidizes steel. If Al is contained even a little (that is, if more than 0% is contained), the above effect can be obtained. On the other hand, if the Al content is too high, the high temperature strength of the steel decreases. Therefore, the Al content is 0.05% or less. The minimum with preferable Al content is 0.001%, More preferably, it is 0.003%. A preferable upper limit of the Al content is 0.03%. Al content in this specification is Total. It means the content of Al (total Al).
N:0.01〜0.10%
窒素(N)は、V又はNbと炭窒化物を形成し、鋼のクリープ破断強度を高める。N含有量が低すぎれば、上記効果は得られない。一方、N含有量が高すぎれば、ブローホールが発生しやすくなる。ブローホールは、製品の表面疵の発生要因となる。また、N含有量が過剰になると窒化物の形成や固溶Nの増加により鋼が硬化しやすくなる。したがって、N含有量は0.01〜0.10%である。N含有量の好ましい下限は0.025%であり、さらに好ましくは0.038%である。N含有量の好ましい上限は0.060%であり、さらに好ましくは0.048%である。N: 0.01-0.10%
Nitrogen (N) forms carbonitrides with V or Nb and increases the creep rupture strength of the steel. If the N content is too low, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the N content is too high, blow holes are likely to occur. Blow holes become a cause of product surface flaws. Further, when the N content is excessive, the steel is easily hardened due to the formation of nitrides and an increase in solute N. Therefore, the N content is 0.01 to 0.10%. The minimum with preferable N content is 0.025%, More preferably, it is 0.038%. The upper limit with preferable N content is 0.060%, More preferably, it is 0.048%.
本発明の高Cr鋼はさらに、W、B、Ti、Niを含有してもよい。これらの元素は選択元素であり、いずれも高温強度を高める点で共通する。 The high Cr steel of the present invention may further contain W, B, Ti, and Ni. These elements are selective elements, and all are common in increasing the high temperature strength.
W:0〜2.50%
タングステン(W)は選択元素である。Wは、Moと同様に、固溶強化元素及び炭化物形元素として鋼の高温強度を高める。Wが少しでも含有されれば、上記効果が得られる。重量比でMoの2倍のWを含有すれば、高温域でのクリープ強度の向上に有効である。一方、W含有量が高すぎれば、母材強度が高くなり過ぎるため、母材に対する溶接継手部の強度が相対的に低下する。したがって、W含有量は0〜2.50%である。W: 0 to 2.50%
Tungsten (W) is a selective element. W, like Mo, enhances the high-temperature strength of steel as a solid solution strengthening element and a carbide-type element. If W is contained even a little, the above effect can be obtained. If W is twice the weight ratio of Mo, it is effective in improving the creep strength at high temperatures. On the other hand, if the W content is too high, the strength of the base metal becomes too high, so that the strength of the welded joint portion relative to the base material is relatively lowered. Therefore, the W content is 0 to 2.50%.
上述のとおり、WはMoとほぼ同等の効果を有する。Wを含有する場合、好ましくはMo+W/2が1.0〜1.6%である。 As described above, W has almost the same effect as Mo. When W is contained, Mo + W / 2 is preferably 1.0 to 1.6%.
W含有量の好ましい下限は1.5%であり、W含有量の好ましい上限は2.0%である。 A preferable lower limit of the W content is 1.5%, and a preferable upper limit of the W content is 2.0%.
B:0〜0.01%
ボロン(B)は選択元素である。Bは、鋼中の炭化物を分散し、安定化する。Bが少しでも含有されれば、上記効果が得られる。一方、B含有量が高すぎれば、鋼の溶接性及び加工性が低下する。したがって、B含有量は0〜0.01%である。B含有量の好ましい下限は0.0003%であり、さらに好ましくは0.001%である。B含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.005%である。B: 0 to 0.01%
Boron (B) is a selective element. B disperses and stabilizes carbides in the steel. If B is contained even a little, the above effect can be obtained. On the other hand, if the B content is too high, the weldability and workability of the steel deteriorate. Therefore, the B content is 0 to 0.01%. The minimum with preferable B content is 0.0003%, More preferably, it is 0.001%. The upper limit with preferable B content is 0.008%, More preferably, it is 0.005%.
Ti:0〜0.1%
チタン(Ti)は選択元素である。TiはCrよりも高温域まで安定な炭化物を形成し、鋼のクリープ強度を高める。一方、Ti含有量が高すぎれば、粗大な炭化物が多量に析出して鋼の靱性が低下する。したがって、Ti含有量は0〜0.1%である。Ti含有量の好ましい下限は0.003%であり、さらに好ましくは0.007%である。Ti含有量の好ましい上限は0.03%であり、さらに好ましくは0.022%である。Ti: 0 to 0.1%
Titanium (Ti) is a selective element. Ti forms a carbide that is more stable up to a higher temperature than Cr and increases the creep strength of the steel. On the other hand, if the Ti content is too high, a large amount of coarse carbide precipitates and the toughness of the steel decreases. Therefore, the Ti content is 0 to 0.1%. The minimum with preferable Ti content is 0.003%, More preferably, it is 0.007%. The upper limit with preferable Ti content is 0.03%, More preferably, it is 0.022%.
Ni:0〜0.8%
ニッケル(Ni)は選択元素である。Niはオーステナイト安定化元素であり、デルタ(δ)フェライトの生成を抑制する。フェライト形成元素であるW含有量が多い場合は特に、Niが含有されるのが好ましい。一方、Ni含有量が高すぎれば、鋼のクリープ破断強度が低下する。したがって、Ni含有量は0〜0.8%である。Ni含有量の好ましい下限は0.2%である。なお、W含有量が少ない場合等、δフェライトを抑制しなくてもよい場合、好ましいNi含有量は0.2%未満である。Ni: 0 to 0.8%
Nickel (Ni) is a selective element. Ni is an austenite stabilizing element and suppresses the formation of delta (δ) ferrite. In particular, when the content of W, which is a ferrite-forming element, is large, Ni is preferably contained. On the other hand, if the Ni content is too high, the creep rupture strength of the steel decreases. Therefore, the Ni content is 0 to 0.8%. A preferable lower limit of the Ni content is 0.2%. In addition, when there is no need to suppress δ ferrite, such as when the W content is low, the preferred Ni content is less than 0.2%.
本発明の高Cr鋼はさらに、Ca及びMgの少なくとも1種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも選択元素であり、鋼の熱間加工性を高める点で共通する。 The high Cr steel of the present invention may further contain at least one of Ca and Mg. All of these elements are selective elements and are common in that they increase the hot workability of steel.
Ca及びMgの少なくとも1種以上の合計:0〜0.01%
カルシウム(Ca)及びマグネシウム(Mg)はいずれも選択元素である。これらの元素は鋼の熱間加工性を高める。一方、これらの元素の含有量の合計が高すぎれば、鋼の清浄性が低下する。したがって、Ca及びMgの少なくとも1種以上の合計の含有量(以下、Ca及び/又はMg総量という)は0〜0.01%である。Ca及び/又はMg総量の好ましい下限は0.0005%であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.0015%である。Ca及び/又はMg総量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。Total of at least one of Ca and Mg: 0 to 0.01%
Calcium (Ca) and magnesium (Mg) are both selective elements. These elements increase the hot workability of the steel. On the other hand, if the total content of these elements is too high, the cleanliness of the steel decreases. Therefore, the total content of at least one or more of Ca and Mg (hereinafter referred to as Ca and / or Mg total amount) is 0 to 0.01%. The minimum with preferable Ca and / or Mg total amount is 0.0005%, More preferably, it is 0.001%, More preferably, it is 0.0015%. The upper limit with preferable Ca and / or Mg total amount is 0.008%, More preferably, it is 0.006%.
本発明による高Cr鋼の残部は、Fe及び不純物である。不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップ、又は製造過程の環境等から混入される元素であって、本発明の高Cr鋼に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The balance of the high Cr steel according to the present invention is Fe and impurities. An impurity means an element mixed from ore and scrap used as a raw material of steel, or an environment in the manufacturing process, etc., and is allowed as long as it does not adversely affect the high Cr steel of the present invention.
上記化学組成を有する高Cr鋼素管を、たとえば次の方法により製造する。 A high Cr steel base tube having the above chemical composition is manufactured, for example, by the following method.
上記化学組成を有する鋼を溶製し、周知の方法で精錬する。続いて、溶鋼を連続鋳造法により連続鋳造材にする。連続鋳造材はたとえば、スラブやブルームやラウンドビレットである。また、溶鋼を造塊法によりインゴットにしてもよい。 A steel having the above chemical composition is melted and refined by a well-known method. Subsequently, the molten steel is made into a continuous cast material by a continuous casting method. The continuous cast material is, for example, a slab, bloom, or round billet. Moreover, you may make molten steel into an ingot by an ingot-making method.
スラブやブルーム、インゴットを熱間加工してビレット(製管用ビレット)にする。熱間圧延によりビレットにしてもよいし、熱間鍛造によりビレットにしてもよい。 Slabs, blooms, and ingots are hot-worked into billets. The billet may be formed by hot rolling or may be formed by hot forging.
連続鋳造又は熱間加工により得られたビレットを熱間加工して素管を製造する。たとえば、熱間加工としてマンネスマン穿孔圧延を実施して、素管である継目無鋼管を製造する。穿孔圧延後の素管に対して、マンドレルミルを用いて延伸圧延を実施してもよいし、延伸圧延後、サイザ又はストレッチレデューサを用いて定径圧延を実施してもよい。以上の熱間加工により製造された素管を冷却する。素管は、室温まで冷却しても良い。好ましい冷却方法は、空冷又は放冷である。 A billet obtained by continuous casting or hot working is hot-worked to manufacture a raw pipe. For example, Mannesmann piercing and rolling is performed as hot working to produce a seamless steel pipe that is a raw pipe. The base tube after piercing and rolling may be stretch-rolled using a mandrel mill, or may be subjected to constant-diameter rolling using a sizer or a stretch reducer after stretching and rolling. The raw tube manufactured by the above hot working is cooled. The raw tube may be cooled to room temperature. A preferred cooling method is air cooling or standing cooling.
[熱処理工程]
準備された素管に対して、第1熱処理を実施して、引き続き第2熱処理を実施する。上述のとおり、本熱処理工程では、熱処理後の高Cr鋼管中のマルテンサイト量をなるべく抑制する。[Heat treatment process]
A first heat treatment is performed on the prepared tube, and then a second heat treatment is performed. As described above, in this heat treatment step, the amount of martensite in the high Cr steel pipe after the heat treatment is suppressed as much as possible.
[第1熱処理工程について]
上記化学組成を有する素管は自硬性が高い。そのため、上述の製造方法で熱間加工された後、空冷又は放冷された場合であっても、マルテンサイトが生成される。そこで、準備された素管に対して、軟化を目的とした熱処理を実施する。[About the first heat treatment step]
The elementary tube having the above chemical composition has high self-hardness. Therefore, martensite is generated even when it is air-cooled or allowed to cool after being hot worked by the manufacturing method described above. Therefore, heat treatment for the purpose of softening is performed on the prepared raw tube.
初めに、準備された素管をAC1点よりも高く950℃以下の第1温度に加熱する。そして、第1温度で素管を保持する。たとえば、第1温度の炉温を有する熱処理炉に素管を挿入し、そして、素管温度が第1温度となった後、素管を熱処理炉内で所定時間保持する。第1熱処理により、素管内のマルテンサイトがオーステナイトに変態し、組織中のマルテンサイトが減少する。First, heating the prepared raw pipe to a first temperature of 950 ° C. or less higher than the C1 point A. Then, the raw tube is held at the first temperature. For example, the raw tube is inserted into a heat treatment furnace having a furnace temperature of the first temperature, and after the raw tube temperature reaches the first temperature, the raw tube is held in the heat treatment furnace for a predetermined time. By the first heat treatment, martensite in the raw tube is transformed into austenite, and martensite in the structure is reduced.
第1温度がAC1点以下であれば、組織中のマルテンサイトがオーステナイトに変態しない。一方、第1温度が950℃を超えると、素管の外面におけるスケール生成量が過剰に多くなる。素管外面に多量のスケールが生成されれば、熱処理工程後の高Cr鋼管に対してデスケール処理(スケールを外面から脱離する処理)を実施しなければならない。したがって、第1温度はAC1点よりも高く950℃以下である。If the first temperature is not more than the AC1 point, the martensite in the structure is not transformed into austenite. On the other hand, when the first temperature exceeds 950 ° C., the amount of scale generation on the outer surface of the blank tube becomes excessive. If a large amount of scale is generated on the outer surface of the raw pipe, a descaling process (a process for removing the scale from the outer surface) must be performed on the high Cr steel pipe after the heat treatment process. Therefore, the first temperature is higher than the AC1 point and not higher than 950 ° C.
第1温度の好ましい下限は840℃以上であり、さらに好ましくは860℃以上であり、さらに好ましくはAC3点以上である。この場合、第1熱処理工程後の素管に残存するマルテンサイト量が減少又は消滅する。A preferable lower limit of the first temperature is 840 ° C. or higher, more preferably 860 ° C. or higher, and further preferably AC 3 points or higher. In this case, the amount of martensite remaining in the blank after the first heat treatment step is reduced or eliminated.
第1熱処理温度に素管を加熱した後、第1熱処理温度で素管を好ましくは、5分以上保持する。この場合、素管の組織中のマルテンサイトが減少する。保持時間のより好ましい下限は8分である。保持時間が長すぎれば、素管表面でのスケール生成量が増加する。したがって、保持時間の好ましい上限は40分であり、より好ましくは30分である。 After heating the raw tube to the first heat treatment temperature, the raw tube is preferably held at the first heat treatment temperature for 5 minutes or more. In this case, martensite in the raw tube structure is reduced. A more preferable lower limit of the holding time is 8 minutes. If the holding time is too long, the amount of scale generated on the surface of the raw tube increases. Therefore, the upper limit with preferable holding time is 40 minutes, More preferably, it is 30 minutes.
[第1熱処理工程後〜2熱処理工程について]
第1熱処理工程の後、第2熱処理工程を実施する。このとき、図1に示すとおり、第1熱処理工程後の素管温度をMs点以下に下げることなく、引き続き第2熱処理工程を開始する。したがって、第1熱処理工程後の素管温度は、Ms点よりも高い温度で維持されながら、引き続き第2熱処理工程が開始される。[After the first heat treatment step to about the second heat treatment step]
After the first heat treatment step, a second heat treatment step is performed. At this time, as shown in FIG. 1, the second heat treatment step is continuously started without lowering the tube temperature after the first heat treatment step below the Ms point. Therefore, the second heat treatment step is continuously started while the tube temperature after the first heat treatment step is maintained at a temperature higher than the Ms point.
第2熱処理工程では、素管に対して、AC1点以下の第2温度で熱処理を実施する。具体的には、素管を第2温度に加熱した後、第2温度で素管を保持する。第2温度の好ましい下限は700℃であり、好ましい上限は800℃である。In the second heat treatment step, with respect to base tube, out the heat treatment at a second temperature below point C1 A. Specifically, after heating the raw tube to the second temperature, the raw tube is held at the second temperature. A preferable lower limit of the second temperature is 700 ° C, and a preferable upper limit is 800 ° C.
このとき、第1熱処理工程を第1熱処理炉で実施し、第2熱処理工程を第1熱処理炉と異なる第2熱処理炉で実施することが好ましい。この場合、第1熱処理炉から素管を炉外に抽出し、素管を第2熱処理炉に装入する。素管が第1熱処理炉から抽出されることによって、速やかに素管の温度を下げることができる。第2熱処理炉に装入される直前の素管温度は、第1熱処理炉から抽出されて第2熱処理炉に装入されるまでの間の時間によって調整することができる。 At this time, it is preferable that the first heat treatment step is performed in a first heat treatment furnace and the second heat treatment step is performed in a second heat treatment furnace different from the first heat treatment furnace. In this case, the raw tube is extracted out of the first heat treatment furnace, and the raw tube is charged into the second heat treatment furnace. By extracting the raw tube from the first heat treatment furnace, it is possible to quickly lower the temperature of the raw tube. The raw tube temperature immediately before being charged into the second heat treatment furnace can be adjusted by the time from the extraction from the first heat treatment furnace to the charging into the second heat treatment furnace.
第2熱処理炉に装入される直前の素管温度は、第2温度未満の温度であることが好ましい。すなわち、抽出する工程は、素管温度をMs点よりも高く第2温度未満の温度に下げることが好ましい。この素管温度は、より好ましくはMs点よりも高くMs点+200℃以下の温度であり、さらに好ましくはMs点よりも高くMs点+100℃以下の温度である。第2熱処理炉に装入される直前の素管温度が低い方が、操業上、温度管理をしやすくなる。例えば薄肉の鋼管の場合、第2熱処理炉に装入される直前の素管温度を第2温度以上にするためには、保温するための特殊な処理や炉への搬送速度の管理など、よりシビアな対応が必要となる。 It is preferable that the raw tube temperature immediately before being charged into the second heat treatment furnace is a temperature lower than the second temperature. That is, in the extracting step, it is preferable to lower the raw tube temperature to a temperature higher than the Ms point and lower than the second temperature. The raw tube temperature is more preferably higher than the Ms point and Ms point + 200 ° C. or less, and more preferably higher than the Ms point and Ms point + 100 ° C. or less. The one where the raw tube temperature just before being charged into the second heat treatment furnace is lower becomes easier to manage the temperature in operation. For example, in the case of a thin-walled steel pipe, in order to increase the temperature of the raw pipe immediately before being charged into the second heat treatment furnace to the second temperature or higher, a special treatment for keeping the temperature, management of the conveyance speed to the furnace, etc. Severe response is required.
一方、第1熱処理炉から抽出後、第2熱処理炉へ装入されるまでの間に、素管温度がMs点以下まで冷却されれば、素管の微細組織内にマルテンサイトが形成される。第2熱処理工程では、マルテンサイトはオーステナイトに変態しないため、第2熱処理工程度の高Cr鋼管内に、マルテンサイトが残存する。この場合、高Cr鋼管の硬度及び強度は高くなり、拡管や伸管といった加工が困難になってしまう。 On the other hand, if the raw tube temperature is cooled to below the Ms point after extraction from the first heat treatment furnace and before charging into the second heat treatment furnace, martensite is formed in the fine structure of the raw tube. . In the second heat treatment step, martensite does not transform into austenite, so martensite remains in the high Cr steel pipe in the second heat treatment step. In this case, the hardness and strength of the high Cr steel pipe become high, and processing such as pipe expansion and drawing becomes difficult.
本発明による高Cr鋼管の製造方法では、上述のとおり、第1熱処理工程と第2熱処理工程との間の素管温度をMs点より高く維持する。そのため、高Cr鋼管内にマルテンサイトが生成されるのを抑制することができ、高Cr鋼管の硬度を低くすることができる。 In the method for producing a high Cr steel pipe according to the present invention, as described above, the raw pipe temperature between the first heat treatment step and the second heat treatment step is maintained higher than the Ms point. Therefore, it can suppress that a martensite is produced | generated in a high Cr steel pipe, and can reduce the hardness of a high Cr steel pipe.
第1熱処理工程を完了した後、第2熱処理工程を開始するまでの間の素管温度の冷却速度を好ましくは140℃/分以下、より好ましくは90℃/分以下、さらに好ましくは70℃/分以下にする。冷却速度が低いほどフェライト析出量が増えるため、より硬度を低くすることができる。 After the completion of the first heat treatment step, the cooling rate of the raw tube temperature is preferably 140 ° C./min or less, more preferably 90 ° C./min or less, further preferably 70 ° C./min. Less than minutes. Since the ferrite precipitation amount increases as the cooling rate decreases, the hardness can be further reduced.
上記冷却速度の下限値は特に制限されない。冷却速度の好ましい下限は3℃/分である。 The lower limit value of the cooling rate is not particularly limited. A preferable lower limit of the cooling rate is 3 ° C./min.
種々の製造条件で高Cr鋼管を製造し、高Cr鋼管のビッカース硬度を測定した。 High Cr steel pipes were produced under various production conditions, and the Vickers hardness of the high Cr steel pipes was measured.
[高Cr鋼管の製造方法]
表1に示す鋼A及びBを溶製した。[Method of manufacturing high Cr steel pipe]
Steels A and B shown in Table 1 were melted.
表1を参照して、鋼AはASTM P91に相当する化学組成であり、鋼BはASTM P92に相当する化学組成を有した。 Referring to Table 1, Steel A had a chemical composition corresponding to ASTM P91, and Steel B had a chemical composition corresponding to ASTM P92.
マンネスマン穿孔により各鋼種の素管を製造した。具体的には、連続鋳造法により各鋼種の複数の丸ビレットを製造した。ピアサを用いて丸ビレットに対して穿孔圧延を実施し、さらにマンドレルミル、サイザ又はストレッチレデューサにより定径圧延を実施し、素管を製造した。鋼Aの各素管の外径は406.4mmであり、肉厚は37.0mmであった。鋼Bの各素管の外径は219.1mmであり、肉厚は23.0mmであった。 Raw pipes of each steel type were manufactured by Mannesmann drilling. Specifically, a plurality of round billets of each steel type were manufactured by a continuous casting method. A round billet was pierced and rolled using a piercer, and further, constant diameter rolling was performed using a mandrel mill, a sizer, or a stretch reducer to produce a blank tube. The outer diameter of each element tube of steel A was 406.4 mm, and the wall thickness was 37.0 mm. The outer diameter of each elementary tube of steel B was 219.1 mm, and the wall thickness was 23.0 mm.
製造された素管を用いて、表2に示す製造条件で熱処理を実施した。 Heat treatment was performed under the production conditions shown in Table 2 using the produced elementary tube.
図2〜図7は、各製造条件のヒートパターンを示す図である。各製造条件において、第1熱処理工程及び第2熱処理工程は、同じ加熱炉又は互いに異なる加熱炉を用いて実施した。 2-7 is a figure which shows the heat pattern of each manufacturing conditions. In each manufacturing condition, the first heat treatment step and the second heat treatment step were performed using the same heating furnace or different heating furnaces.
具体的には、製造条件1では、表2及び図2に示すとおり、第1熱処理工程として、素材を加熱炉に装入し、1060℃に加熱した。その後、素管を1060℃で10分間保持した。続いて、素管を第1加熱炉から抽出し、炉外で室温(25℃)まで冷却した。このときの冷却速度は表2に記載のとおりであった。その後、第1熱処理工程で用いた加熱炉と異なる他の加熱炉に素管を装入し、素管を780℃まで加熱し、素管を780℃で60分間保持した。以上の工程により、高Cr鋼管を製造した。
Specifically, in
製造条件2では、表2及び図3に示すとおり、第1熱処理条件として、加熱炉を用いて素管を780℃で60分保持した。その後、素管を加熱炉から抽出し、室温(25℃)まで表2に示す冷却速度で冷却した。つまり、製造条件2では、熱処理工程を1回のみ実施した。
In
製造条件3−1では、表2及び図4に示すとおり、本発明の範囲内となる製造条件で実施した。具体的には、第1熱処理工程として、素管を加熱炉に装入し、920℃に加熱した。その後、素管を920℃で10分間保持した。続いて、素管を第1加熱炉から抽出し、炉外で素管温度をMs点よりも高い温度(435℃以上)に維持した。このときの冷却速度は120℃/分であった。第1熱処理工程後の素管温度をMs点以下に下げることなく、素管を第2加熱炉に装入した。第2加熱炉において素管を780℃まで加熱し、素管を780℃で60分間保持した。以上の工程により、高Cr鋼管を製造した。 In manufacturing condition 3-1, as shown in Table 2 and FIG. 4, it implemented on the manufacturing conditions which become in the scope of the present invention. Specifically, as a first heat treatment step, the raw tube was charged into a heating furnace and heated to 920 ° C. Thereafter, the raw tube was held at 920 ° C. for 10 minutes. Subsequently, the raw tube was extracted from the first heating furnace, and the raw tube temperature was maintained at a temperature higher than the Ms point (435 ° C. or higher) outside the furnace. The cooling rate at this time was 120 ° C./min. The raw tube was charged into the second heating furnace without lowering the raw tube temperature after the first heat treatment step below the Ms point. The raw tube was heated to 780 ° C. in the second heating furnace, and the raw tube was held at 780 ° C. for 60 minutes. The high Cr steel pipe was manufactured by the above process.
製造条件3−2では、製造条件3−1と比較して、冷却速度のみ異なっていた。具体的には、製造条件3−2での冷却速度は20℃/分であった。その他の条件は、製造条件3−1と同じであった。製造条件3−3では、製造条件3−1、3−2と比較して、冷却速度のみ異なっていた。具体的には、製造条件3−3での冷却速度は90℃/分であった。その他の条件は、製造条件3−1、3−2と同じであった。 In the production condition 3-2, only the cooling rate was different from that in the production condition 3-1. Specifically, the cooling rate under production condition 3-2 was 20 ° C./min. Other conditions were the same as manufacturing conditions 3-1. In the production condition 3-3, only the cooling rate was different from the production conditions 3-1, 3-2. Specifically, the cooling rate under production condition 3-3 was 90 ° C./min. Other conditions were the same as manufacturing conditions 3-1, 3-2.
製造条件4では、表2及び図5に示すとおり、製造条件3−1と比較して、冷却条件のみが異なっていた。具体的には、製造条件4では、第1熱処理工程終了後、素管を150℃以下まで冷却した。冷却条件以外の条件(第1及び第2熱処理条件)は、製造条件3−1と同じであった。
In the
製造条件5では、表2及び図6に示すとおり、製造条件3−1と比較して、第1熱処理工程での熱処理温度が低く、850℃であり、第1熱処理工程終了後の素管冷却速度は140℃/分であった。その他の条件は製造条件3−1と同じであった。
In
製造条件6では、表2及び図7に示すとおり、製造条件5と比較して、冷却条件のみが異なっていた。具体的には、製造条件6では、第1熱処理工程終了後、素管を150℃以下まで冷却した。冷却条件以外の条件(第1及び第2熱処理工程)は、製造条件5と同じであった。
In
試験番号1〜13の素管に対して、表2に示す製造条件で熱処理を実施して、高Cr鋼管を製造した。 The raw tubes of Test Nos. 1 to 13 were heat-treated under the production conditions shown in Table 2 to produce high Cr steel tubes.
[ビッカース試験]
各試験番号の高Cr鋼管の横断面のうち、肉厚中心の任意の点を選択した。各測定点において、JIS Z2244(2009)に準拠したビッカース硬さ試験を実施した。このとき、試験力は10kgfであった。3つの測定点で得られた値の平均を、その試験番号の高Cr鋼管の硬さ(HV)と定義した。[Vickers test]
Of the cross sections of the high Cr steel pipes of each test number, an arbitrary point at the center of the wall thickness was selected. At each measurement point, a Vickers hardness test according to JIS Z2244 (2009) was performed. At this time, the test force was 10 kgf. The average of the values obtained at the three measurement points was defined as the hardness (HV) of the high Cr steel pipe of that test number.
[試験結果]
表3は、各試験番号の高Cr鋼管の硬さ(HV)を示す。図8は、表3中の試験番号1〜7(鋼Aを利用した試験番号)の結果を図示したものであり、図9は、表3中の試験番号8〜13(鋼Bを利用した試験番号)の結果を図示したものである。[Test results]
Table 3 shows the hardness (HV) of the high Cr steel pipe of each test number. FIG. 8 illustrates the results of
表3、図8及び図9を参照して、試験番号1〜3、8及び9の鋼の化学組成は本発明の範囲内であった。さらに、製造条件3−1、3−2、3−3及び5を用いて製造されたため、第1温度及び第2温度ともに、本発明の範囲内であった。さらに、第1熱処理工程から第2熱処理工程へ素管が移行するまでの間における素管温度(冷却停止温度)はMs点よりも高かった。そのため、いずれの試験番号においても、ビッカース硬さが190HV以下と低かった。また、いずれの試験番号においても第1温度が過剰に高くなかったため、第2熱処理工程後の高Cr鋼管の表面に形成されたスケール量は少なかった。
Referring to Table 3, FIG. 8, and FIG. 9, the chemical compositions of the steels of
さらに、試験番号2の高Cr鋼管は製造条件3−2で製造されたため、第1熱処理工程後の素管の冷却速度が90℃/分以下であった。そのため、同じ鋼Aを用いた他の本発明例(試験番号1及び3)と比較して、ビッカース硬さHVがさらに低かった。同様に、試験番号8の高Cr鋼管は製造条件3−3で製造されたため、第1熱処理工程後の素官の冷却速度が90℃/分以下であった。そのため、同じ鋼Bを用いた他の本発明例(試験番号9)と比較して、ビッカース硬さHVがさらに低かった。
Furthermore, since the high Cr steel pipe of
一方、試験番号4及び5の高Cr鋼管は、製造条件4及び6でそれぞれ製造された。そのため、第1熱処理温度及び第2熱処理温度は本発明の範囲内であったものの、冷却停止温度がMs点以下(150℃以下)であった。そのため、ビッカース硬さが190HVを超えて高かった。素管温度が低くなり過ぎたため、第1熱処理工程後に素管にマルテンサイトが形成されたと考えられる。
On the other hand, high Cr steel pipes with
試験番号6の高Cr鋼管は製造条件1で製造された。冷却停止温度がMs点以下(25℃)であったため、ビッカース硬さが190HVよりも高かった。さらに、第1温度が1060℃と過剰に高かったため、本発明例(試験番号1〜3)と比較して、高Cr鋼管の表面に形成されるスケール量が多かった。
The high Cr steel pipe of
試験番号7の高Cr鋼管は製造条件2で製造された。単純焼きなまし処理(AC1点以下での熱処理)のみを実施したため、ビッカース硬さが190HVを超えた。The high Cr steel pipe of
表3及び図9を参照して、試験番号10の高Cr鋼管は鋼Bを用いて製造条件4で製造され、試験番号11は製造条件6で製造された。そのため、これらの試験番号のビッカース硬さは190HVを超えて高かった。
With reference to Table 3 and FIG. 9, the high Cr steel pipe of the
試験番号12の高Cr鋼管は製造条件1で製造されたため、ビッカース硬さが190HVを超え、スケール量も多かった。
Since the high Cr steel pipe of
試験番号13の高Cr鋼管は製造条件2で製造されたため、ビッカース硬さが190HVを超えた。
Since the high Cr steel pipe of
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
Claims (6)
前記素管温度をAC1点よりも高く950℃以下の第1温度で保持する第1熱処理工程と、
前記第1熱処理工程後、前記素管温度をMs点以下の温度に下げることなく、引き続きAC1点以下の第2温度で前記素管温度を保持する第2熱処理工程とを備える、高Cr鋼管の製造方法。In mass%, C: 0.05 to 0.15%, Si: 0.02 to 0.70%, Mn: 0.10 to 1.0%, P: 0.025% or less, S: 0.010 %: Cr: 8.0-10%, Mo: 0.15-1.25%, V: 0.08-0.35%, Nb: 0.02-0.12%, Al: 0.05 %: N: 0.01 to 0.10%, W: 0 to 2.50%, B: 0 to 0.01%, Ti: 0 to 0.1%, Ni: 0 to 0.8%, A total of Ca and / or Mg: containing 0 to 0.01%, the balance is a step of preparing a blank obtained by cooling a billet composed of Fe and impurities after hot working;
The raw tube temperature and the first heat treatment step of holding at a first temperature of 950 ° C. or less higher than the C1 point A,
After the first heat treatment step, without reducing the raw tube temperature to a temperature below Ms point, it continued and a second heat treatment step of holding the raw tube temperature at a second temperature below C1 points A, high Cr steel tube Manufacturing method.
前記第2温度は700℃以上である、製造方法。The manufacturing method according to claim 1,
The manufacturing method, wherein the second temperature is 700 ° C. or higher.
前記化学組成において、N:0.05%未満である、製造方法。It is a manufacturing method of Claim 1 or Claim 2, Comprising:
The manufacturing method whose N is less than 0.05% in the said chemical composition.
前記第1熱処理工程後、前記第2熱処理工程を開始するまでの前記素管の冷却速度が90℃/分以下である、製造方法。It is a manufacturing method given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
The manufacturing method in which the cooling rate of the raw tube is 90 ° C./min or less after the first heat treatment step until the second heat treatment step is started.
前記第1熱処理工程は、第1熱処理炉で実施され、
前記第2熱処理工程は、前記第1熱処理炉と異なる第2熱処理炉で実施され、
前記製造方法は、
前記素管を前記第1熱処理炉から抽出する工程と、
前記抽出した素管を前記第2熱処理炉に装入する工程とをさらに備える、製造方法。It is a manufacturing method of any one of Claims 1-4, Comprising:
The first heat treatment step is performed in a first heat treatment furnace,
The second heat treatment step is performed in a second heat treatment furnace different from the first heat treatment furnace,
The manufacturing method includes:
Extracting the raw tube from the first heat treatment furnace;
And a step of charging the extracted raw pipe into the second heat treatment furnace.
前記抽出する工程は、前記素管温度をMs点よりも高く前記第2温度未満の温度まで下げる、製造方法。It is a manufacturing method of Claim 5, Comprising:
The extracting step is a manufacturing method in which the raw tube temperature is lowered to a temperature higher than the Ms point and lower than the second temperature.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013143123 | 2013-07-09 | ||
JP2013143123 | 2013-07-09 | ||
PCT/JP2014/066959 WO2015005119A1 (en) | 2013-07-09 | 2014-06-26 | METHOD FOR PRODUCING HIGH-Cr STEEL PIPE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015005119A1 true JPWO2015005119A1 (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=52279805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015526246A Pending JPWO2015005119A1 (en) | 2013-07-09 | 2014-06-26 | Manufacturing method of high Cr steel pipe |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2015005119A1 (en) |
KR (1) | KR20150123947A (en) |
CN (1) | CN105324495A (en) |
WO (1) | WO2015005119A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2017247759B2 (en) * | 2016-04-07 | 2020-04-30 | Nippon Steel Corporation | Austenitic stainless steel material |
CN112708730B (en) * | 2019-10-24 | 2022-10-21 | 宝山钢铁股份有限公司 | Ultrahigh collapse-resistant petroleum casing pipe and manufacturing method thereof |
WO2022009598A1 (en) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | Jfeスチール株式会社 | Seamless stainless steel pipe and production method therefor |
CN112981057A (en) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 大唐锅炉压力容器检验中心有限公司 | Preparation method of low-hardness P91 steel test block |
CN114486461B (en) * | 2022-02-09 | 2023-11-21 | 松山湖材料实验室 | Sample of high chromium steel, preparation thereof, determination of grain size and grain boundary display method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61163243A (en) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High chromium heat resisting steel with improved toughness |
JPH04168224A (en) * | 1990-11-01 | 1992-06-16 | Nkk Corp | Heat treatment of alloy steel pipe for pipeline |
JPH05125436A (en) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for heat-treating cr-mo steel pipe |
JPH09263830A (en) * | 1996-03-25 | 1997-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of alloy steel tube |
JPH1030120A (en) * | 1996-07-19 | 1998-02-03 | Nkk Corp | Softening heat treatment for choromium-molybdenom steel |
JP2004285432A (en) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Jfe Steel Kk | Softening heat treatment method for high strength 9 chromium steel pipe |
JP2009293063A (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | METHOD FOR MANUFACTURING HIGH-Cr HEAT-RESISTANT FERRITIC STEEL MATERIAL |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3518515B2 (en) * | 2000-03-30 | 2004-04-12 | 住友金属工業株式会社 | Low / medium Cr heat resistant steel |
-
2014
- 2014-06-26 WO PCT/JP2014/066959 patent/WO2015005119A1/en active Application Filing
- 2014-06-26 JP JP2015526246A patent/JPWO2015005119A1/en active Pending
- 2014-06-26 CN CN201480029799.5A patent/CN105324495A/en active Pending
- 2014-06-26 KR KR1020157028197A patent/KR20150123947A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61163243A (en) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High chromium heat resisting steel with improved toughness |
JPH04168224A (en) * | 1990-11-01 | 1992-06-16 | Nkk Corp | Heat treatment of alloy steel pipe for pipeline |
JPH05125436A (en) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for heat-treating cr-mo steel pipe |
JPH09263830A (en) * | 1996-03-25 | 1997-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of alloy steel tube |
JPH1030120A (en) * | 1996-07-19 | 1998-02-03 | Nkk Corp | Softening heat treatment for choromium-molybdenom steel |
JP2004285432A (en) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Jfe Steel Kk | Softening heat treatment method for high strength 9 chromium steel pipe |
JP2009293063A (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | METHOD FOR MANUFACTURING HIGH-Cr HEAT-RESISTANT FERRITIC STEEL MATERIAL |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105324495A (en) | 2016-02-10 |
KR20150123947A (en) | 2015-11-04 |
WO2015005119A1 (en) | 2015-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6574307B2 (en) | High toughness seamless steel pipe and manufacturing method thereof | |
JP5097017B2 (en) | Manufacturing method of high Cr ferritic heat resistant steel | |
JP4894855B2 (en) | Seamless pipe manufacturing method | |
JP3758508B2 (en) | Manufacturing method of duplex stainless steel pipe | |
JP6146542B2 (en) | Steel pipe for thick oil well and manufacturing method thereof | |
CN108368575B (en) | Rolling wire rod for cold forging tempered product | |
JP6686320B2 (en) | Manufacturing method of stainless steel pipe | |
WO2015005119A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING HIGH-Cr STEEL PIPE | |
JP6819198B2 (en) | Rolled bar for cold forged tempered products | |
JP2567150B2 (en) | Manufacturing method of high strength low yield ratio line pipe material for low temperature | |
JP6805639B2 (en) | Manufacturing method of stainless steel pipe | |
JPWO2011152447A1 (en) | Manufacturing method of steel pipe for airbag | |
JPH04107214A (en) | Inline softening treatment for air-hardening seamless steel tube | |
AU2019200246A1 (en) | Steel material and expandable oil country tubular goods | |
JP7063169B2 (en) | Seamless steel pipe for hot forging | |
JPH09310121A (en) | Production of martensitic seamless heat resistant steel tube | |
JP2003105441A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING SEAMLESS TUBE OF 13 Cr MARTENSITIC STAINLESS STEEL HAVING HIGH STRENGTH AND HIGH TOUGHNESS | |
US20140030137A1 (en) | Steel for carburizing or carbonitriding use | |
JP4586313B2 (en) | Manufacturing method of high carbon seamless steel pipe with excellent secondary workability | |
JP6520892B2 (en) | Seamless steel pipe manufacturing method and seamless steel pipe manufacturing equipment | |
CN105855293B (en) | The production method of super 13Cr oil pipes | |
JP3326783B2 (en) | Manufacturing method of low alloy seamless steel pipe with excellent high temperature strength | |
JP4145764B2 (en) | Method for producing boron-added case-hardened steel pipe excellent in cold workability and grain size characteristics | |
JP2017039983A (en) | Seamless steel pipe and method for producing the same | |
JP2014201813A (en) | Method for manufacturing cold forging steel material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161004 |