NO332179B1 - Somlost ror av martensittisk rustfritt stal - Google Patents

Somlost ror av martensittisk rustfritt stal Download PDF

Info

Publication number
NO332179B1
NO332179B1 NO20010281A NO20010281A NO332179B1 NO 332179 B1 NO332179 B1 NO 332179B1 NO 20010281 A NO20010281 A NO 20010281A NO 20010281 A NO20010281 A NO 20010281A NO 332179 B1 NO332179 B1 NO 332179B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
steel
content
less
stainless steel
martensitic stainless
Prior art date
Application number
NO20010281A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20010281L (no
NO20010281D0 (no
Inventor
Mutsumi Tanida
Tetsuya Nakanishi
Original Assignee
Sumitomo Metal Ind
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Ind filed Critical Sumitomo Metal Ind
Publication of NO20010281D0 publication Critical patent/NO20010281D0/no
Publication of NO20010281L publication Critical patent/NO20010281L/no
Publication of NO332179B1 publication Critical patent/NO332179B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Det er beskrevet et martensittisk rustfritt stål for sømløse stålrør, som har utmerket avskallingsegenskap og maskinerbarhet, og som handen følgende kjemiske sammensetningen, uttrykt i vekt-%: 0,025 til 0,22% C, 10,5 til 14% Cr, 0,16 til 1,0% Si, 0,05 til 1,0% Mn, 0,05% eller mindre av Al, 0,100% eller mindre av N, 0,25% eller mindre av V, 0,020% eller mindre P, 0,004 til 0,015% S, og for øvrige Fe og forurensninger. Dette stål kan omfatte 0,0002 til 0,0050% B, og/eller 0,0005 til 0,005% Ca. I dette tilfellet kan den øvre grensen for S utvides opp til 0,018%. Fortrinnsvis er Al begrenset til mindre enn 0,01%.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et sømløst rør av martensittisk rustfritt stål anvendt for oljebrønnrør eller rørledninger, som har utmerket avskallingsegenskap og maskinerbarhet.
Martensittisk rustfrie stål definert som SUS 410, SUS420 og andre i JIS (Japanese Industrial Standards) har høy styrke og utmerket korrosjonsresistens selv i et korrosivt miljø inneholdende CO2, og har derved vært anvendt som materiale for sømløse stålrør, så som oljebrønnrør, rørledninger, geotermiske brønnrør og andre.
Det sømløse stålrøret fremstilles generelt ved hjelp av en skråttstilt valse-metode, så som Mannesmann pluggmølleprosessen og Mannesmann spindel-mølleprosessen, en varmekstruderingsmetode så som Ugine-Sejournet-prosessen, eller en varmpressmetode så som Erhart "pushbench"-prosessen. Det er kjent at reduksjon av S (svovel) i tillegg til å holde nede Cr-ekvivalent [Cr + 4Si -
(22C + 0,5Mn + 1,5Ni + 30N)] av et stål er ønskelig for å forhindre overflatedefekter, så som sprekker og skorper (eller folder), som ofte resulterer fra disse varmebearbeidelsene.
I oljebrønnrør og lignende, er det ofte tilfelle at hvert av rørene er utstyrt med forbindende skruer ved begge ender. Det martensittiske rustfrie stålet har opprinnelig en stor kuttmotstand, og stålet, som har det reduserte S-innholdet som beskrevet ovenfor, vil sannsynligvis oppleve en sammenpresning mellom et kutte-verktøy og en kuttebearbeidelse på samme måte som austenitiske rustfrie stål. Dette resulterer i forkortet levetid av kutteverktøyet og reduserer i stor grad frem-stillingseffektiviteten.
Publikasjon av den ugranskede patentsøknaden Sho-52-127423 beskriver et martensittisk rustfritt stål som har utmerket maskinerbarhet, som omfatter 0,003 til 0,40% av sjeldent jordartsmetall. I henhold til forsøksresultater oppnådd i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, har imidlertid det sjeldne jordarts-elementet ingen effekt på forbedring av maskinerbarheten og dessuten øker det inneslutninger i stålet, spesielt nedbrytes kvaliteten av gjengede deler. I dette stålet er S (svovel) begrenset til 0,03% eller mindre av den grunn at det svekker korrosjonsmotstanden og varmebearbeidbarheten. I tillegg er varmebearbeidbarheten vurdert basert i sin helhet på tilstanden av folder dannet under valsing av stålet til en plate, og det er ikke klart om varmebearbeidbarheten for fremstilling av en sømløst stålrør er tilstrekkelig eller ikke.
Publikasjon av den ugranskede patentsøknaden Hei-5-43988 beskriver et martensittisk rustfritt stål omfattende 13,0 til 17,0% Cr, og eventuelt mindre enn ca. 0,5% S (fortrinnsvis 0,1 til 0,5 for å forbedre maskinerbarhet). Imidlertid omfatter dette stålet ca. 1,5 til 4,0% Cu. Siden Cu er en komponent som i betydelig grad reduserer ombearbeidbarheten av stål, er et slikt stål, omfattende en stor mengde Cu, ikke et egnet materiale for fremstilling av det sømløse stål-røret ved den skrått-stilte valsefremgangsmåten eller lignende.
Publikasjon av den ugranskede patentsøknaden Hei-0-143629 beskriver en oppfinnelse av et materialrør for stålrørsammenføyningskoblinger, hvori 0,005 til 0,50% S er innbefattet, så vel som 5,0 til 20,0% Cr for å anbringe "Mn/S" i området 35 til 110. I denne oppfinnelsen anvendes varmesmiprosessen for å fremstille det ovenfor nevnte materialrøret for koblinger, på basis av den erkjennelsen at et sømløst rør av Cr-stål med høyt S-innhold, ikke kan fremstilles ved den skråttstilte valsemetoden så som Mannesmann-prosessene, på grunn av den dårlige varmebearbeidbarheten. Dette vil si at materialrøret beskrevet i publikasjonen er av kort størrelse, som fremstilles ved en varmesmiingsprosess. Selv om Al-innholdet er definert til 0,010 til 0,035% i kravet av publikasjonen, er i tillegg det nøyaktige Al-innholdet uklart fordi det ikke er noen beskrivelse av Al-innholdet av stålet som eksempler. Siden Al skaper oksidforbindelser, omfattende AI2O3, som er hard og har et høyt smeltepunkt, akselererer det slitasje på kutteverktøy, det er generelt påkrevet å begrense Al-innholdet eller å kontrollere oksidsammensetningen ved andre komponenter, så som Ca. Imidlertid er dette ikke tatt i betraktning i beskrivelsen i denne publikasjonen.
Med hensyn til oljebrønnrør av 13Cr rustfritt stål (martensittisk rustfritt stål), krever API (American Petroleum Institute) standarder "ingen skalldannelse på en indre overflate av røret". I det 13Cr-rustfrie stålet er det vanskelig å fjerne skall-dannelsen uniformt. Spesielt har et martensittisk rustfritt stål med lavt svovelinnhold, en signifikant lav avskallingsegenskap på grunn av den høye adhesjonen mellom skallaget og overflaten av stålet, og skallaget viser derfor tendens til å forbli på overflaten.
Foreliggende oppfinnelse er rettet mot å forbedre maskinerbarheten og avskallingsegenskapene til sømløst rør av martensittisk rustfritt stål, samtidig som de iboende mekaniske egenskapene og korrosjonsresistensen opprettholdes.
Ved foreliggende oppfinnelse er maskinerbarheten og avskallingsegenskapen signifikant forbedret samtidig som de fundamentale egenskapene er opprettholdt ved mest hensiktsmessig utvalg av legeringselementer og innhold derav for sammensetning av det martensittiske rustfrie stålet.
Som beskrevet ovenfor, har hittil S-innholdet i martensittisk rustfritt stål vært holdt så lavt som mulig for å forbedre stålet til varmebearbeidbarhet. Ifølge resultatet av oppfinnernes detaljerte undersøkelser, kan imidlertid et optimalt innhold av S gi ikke bare forbedret maskinerbarhet, men også forbedre avskallingsegenskapene av stålet. På den annen side, kan nedbrytningen av varmebearbeidbarhet og dermed forbundet vanskelighet ved fremstillingen av sømløse stålrør (problemer med sprekker og skorpe som opptrer under gjennomhulling) løses ved å forbedre rørfremstillingsteknikker. For eksempel kan gjennomhulling med lav reduksjon i valsespor, eller gjennomhulling ved konus-typevalsegjennomhullingsmølle, som er utviklet av søkeren, gjøre det mulig ved den skråttstilte valsefremgangsmåten å fremstille et rustfritt stålrør av høy kvalitet tilsvarende de konvensjonelle sømløse stålrørene av stål med lavt S-innhold. Videre kan forbedring av materialkvaliteten, dvs. forbedring av varmebearbeidbarheten, også oppnås ved å tilsette B (bor).
Undertrykkelse av Al-innhold eller tilsetning av en egnet mengde Ca kan ytterligere fremme effekten av å forbedre maksinerbarheten ved tilsetning av en egnet mengde S.
Oppfinnelsen tilveiebringer et sømløst rør av martensittisk rustfritt stål, som har utmerket avskallingsegenskap og maskinerbarhet, og som består av, uttrykt i vekt-%, 0,025 til 0,22% C, 10,5 til 14% Cr, 0,16 til 1,0% Si, 0,05 til 1,0% Mn, 0,05% eller mindre av Al, 0,020 til 0,100% av N, 0,25% eller mindre av V, 0,6% eller mindre av Ni, 0,020% eller mindre av P, 0,004 til 0,015% av S, og eventuelt minst én av 0,0002 til 0,0050% av B og 0,0005 til 0,005% av Ca, med forbehold om at når B og/eller Ca er tilsatt, er S i området fra 0,004 til 0,018, idet balansen er Fe og forurensninger.
"Martensittisk rustfritt stål" betyr her et stål hvis hovedstruktur er martensitt, og små mengder (opp til ca. 5% av arealomfang) av annen struktur, så som feritt, bainitt, pearlitt, kan være blandet deri. Figurer 1 og 2 er tabeller som viser de respektive kjemiske sammensetningene av stål anvendt i en test.
Figurer 3 og 4 er tabeller som viser resultatene av forskjellige tester.
Det sømløse rør av martensittisk rustfritt stål ifølge foreliggende oppfinnelse har totalt sett utmerkede egenskaper som sømløse stålrør ved synergien av de respektive komponentene beskrevet ovenfor. Hver effekt av komponentene er som følger.
C (karbon) kan fremme styrken av stål. For å oppnå en slik effekt, er det krevet at C-innholdet er 0,025% eller mer. På den annen side, virker mer enn 0,22% av C nedbrytende på korrosjonsresistensen av stål og tillater sprekker å opptre under bråkjøling.
Cr (krom) er en primærkomponent av stål for å fremme korrosjonsresistens. Spesielt Cr på 10,5% eller mer forbedrer motstanden mot punktkorrosjon og sprekkorrosjon, og øker videre i betydelig grad korrosjonsresistensen under en omgivelse inneholdende CO2. På den annen side tillater mer enn 14% av innholdet at 5-ferritt dannes under bearbeidelse ved høy temperatur fordi krom er et element som danner ferritt, hvilket resulterer i redusert varmebearbeidbarhet. I tillegg forårsaker en for stor mengde krom et forøket ferrittinnhold i stålet, og derved nedbrytes styrken av stålet etter varmebehandlingen (tempererings-behandling beskrevet nedenfor) som sikrer stresskorrosjonsoppsprekkings-motstand. Av disse grunnene, ble krominnholdet definert i området 10,5 til 14%.
Si (silisium) er et element som er påkrevet som et deoksideringsmiddel for å fjerne oksygen som nedbryter varmebearbeidbarheten. Dersom innholdet er lavere enn 0,16%, er den deoksiderende effekten utilstrekkelig, og ingen forbedring i varmebearbeidbarhet oppnås. På den annen side forårsaker for stor mengde Si en redusert seighet av stålet. Følgelig er den øvre grensen for Si-innhold definert som 1,0%.
Mn (mangan) er også et element som er påkrevet som et deoksidasjonsmiddel ved stålfremstilling og som bidrar til styrken av stålet. Mn stabiliserer også svovel i stålet som MnS og forbedrer varmebearbeidbarheten. Med mindre enn 0,05% av manganinnhold, er den deoksiderende effekten utilstrekkelig, hvilket resulterer i en dårlig effekt av forbedring med hensyn til varmebearbeidbarhet. Siden imidlertid for stort manganinnhold forårsaker en redusert seighet av stålet, bør den øvre grensen defineres som 1,0%. Med hensyn til betydningen av seighet, velges Mn-innholdet fortrinnsvis så lavt som mulig, for eksempel 0,30% eller mindre i området på 0,05% eller mer.
Al (aluminium) er effektivt som et deoksidasjonsmiddel av stål. Når det er nødvendig tilsettes følgelig Al til stålet anvendt i det sømløse rør ifølge foreliggende oppfinnelse. Siden imidlertid aluminium skaper oksidforbindelser som hovedsakelig består av hardt AI2O3med høyt smeltepunkt, som akselererer slitasjen på kutteverktøy som beskrevet ovenfor, er innholdet fortrinnsvis så lavt som mulig. I tillegg reduserer en for stor mengde aluminium renheten av stål og forårsaker en struping av en neddykket dyse under kontinuerlig støping.
Av de ovenfor nevnte grunnene, må innholdet, når aluminium tilsettes, begrenses til 0,05% eller mindre. Det er å anbefale at aluminium ikke positivt tilsettes, og dets innhold er i området på mindre enn 0,001% eller, mer foretrukket, ikke mer enn 0,005%. I tilfellet med stål som inneholder kalsium, kan aluminium-innholdet velges i et relativt høyt område på 0,05% eller mindre, fordi kalsiumoksid danner oksidforbindelser med lavt smeltepunkt i samvirke med oksidene av aluminium, silisium, mangan og andre, og opphever derved den negative effekten av aluminium.
N (nitrogen) kan innbefattes opp til 0,100%, fordi det reduserer krom-ekvivalenten og dermed forbedrer varmebearbeidbarhet. Imidlertid virker mer enn 0,100% N nedbrytende på seigheten av stål. Selv om N ikke positivt tilsettes, velges dets innhold fortrinnsvis i området på 0,020 til 0,100% når dets effekt med styrking og forbedring av varmebearbeidbarheten av stålet er ventet.
I martensittiske rustfrie stål har S (svovel) generelt hittil vært betraktet som en forurensning, som nedbryter varmebearbeidbarheten og som bør begrenses i så stor grad som mulig. Derimot anvendes svovel positivt i foreliggende oppfinnelse. Når imidlertid de nedenfor omtalte B og/eller Ca ikke tilsettes, forårsaker mer enn 0,015% svovel en signifikant reduksjon i varmebearbeidbarhet. Det vil derfor være vanskelig å forhindre forekomsten av skorper under gjennomhulling ved hjelp av en skråttstilt valsemølle ved fremstilling av sømløse rør, selv om produksjonsbetingelsene forbedres.
Svovel konsentreres i grenseflaten mellom skallet og substratet etter at stålet er bearbeidet til et rør, slik at fjerningsegenskapen av skallet på de ytre og indre overflatene (avskallingsegenskap) blir signifikant forbedret. Følgelig defineres S-innholdet i området 0,004 til 0,015%. Når én eller begge av B og Ca tilsettes, utvides den øvre grensen av S opp til 0,018%.
P (fosfor) er en forurensning i stål, og i høyt innhold nedbryter den seigheten av stålrørprodukter. Den tillatelige øvre grensen er 0,020% for å sikre seighet, og den er fortrinnsvis så lav som mulig, i området på ikke mer enn 0,020% og nærmere bestemt ikke mer enn 0,018%.
B (bor) er effektivt for å forhindre at varmebearbeidbarheten påvirkes i negativ retning på grunn av korngrensesegregering av svovel i stål. Det har også effekter for å gjøre krystallkorn fine for å fremme seighet og nedsette smelte-punktet av oksidforbindelser. Følgelig kan bor tilsettes om nødvendig. Når B tilsettes, er innholdet fortrinnsvis valgt i området på 0,0002% eller mer for å sikre de ovenfor angitte effektene. Imidlertid forårsaker mer enn 0,0050% bor utfelling av karbid på korngrenser, og påvirker sannsynlig korrosjonsresistensen av stålet i negativ retning. Følgelig er den øvre grensen definert til 0,0050%.
Kalsium kombinerer med svovel og O (oksygen) for å danne sulfid (CaS) og oksid (CaO), og disse omdanner de harde oksidforbindelsene med høyt smeltepunkt (AI203-MnO-Si02oksid) til myke oksidforbindelser med lavt smeltepunkt som forbedrer maskinerbarheten av stål. Disse effektene oppnås når kalsium-innholdet er i området på 0,0005% eller mer, imidlertid reduserer for høyt kalsiuminnhold svovelet, som konsentreres i korngrensen mellom skallaget og substratet, hvilket resulterer i en svekket skallfjernelsesegenskap (avskallingsegenskap). For høyt kalsiuminnhold forårsaker også inneslutninger på stålprodukt etter varme-bearbeidelse. For å oppsummere disse effektene av kalsium, bør innholdet, når kalsium tilsettes, defineres i området på 0,0005 til 0,005%. Kalsiumtilsetning er ikke alltid nødvendig, på samme måte som for det ovenfor nevnte bor.
V (vanadium) bidrar til å øke styrken av stålet ved dets utfellingsherdende effekt. Det tjener også til å forbedre maskinbarheten ved å nedsette smelte-punktet av oksidforbindelsene. Følgelig kan vanadium tilsettes ved behov. Når imidlertid V tilsettes, bør vanadiuminnholdet begrenses opp til 0,25%, fordi for mye vanadium påvirker seigheten av stålet i negativ retning. Vanadiuminnholdet bør fortrinnsvis velges i området på 0,12 til 0,18% når et produkt som har høy styrke er påkrevet.
Ni (nikkel) er et element som blandes i stål til en viss grad fra skrap og annet under stålfremstilling. Ifølge foreliggende oppfinnelse, kan Ni også innbefattes som en uunngåelig forurensning i området på 0,6% eller mindre som definert i JIS. Imidlertid forøker nikkel adhesjonen av skallaget, og påvirker avskallingsegenskapene i negativ retning. Denne negative effekten blir signifikant når nikkelinnholdet er større enn 0,2%, følgelig holdes nikkelinnholdet fortrinnsvis på 0,2% eller mindre. Videre undertrykkes nikkelinnholdet mer foretrukket til 0,10% eller mindre fordi en sulfidspenningskorrosjonsoppsprekking sannsynligvis finner sted i stålinneholdende nikkel, når det anvendes i et miljø inneholdende sulfid.
O (oksygen) er innbefattet i stål som en uunngåelig forurensning. Oksygen kombineres med krom, aluminium, silisium, mangan, svovel og andre for å danne oksider. Mens disse oksidene påvirker maskinbarhet og mekaniske egenskaper, har stålet anvendt i det sømløse rør ifølge foreliggende oppfinnelse ikke dette problemet, selv om oksygeninnholdet er i området (ca. 10 til 200 ppm) som normalt oppnås ved den konvensjonelle raffineringsprosessen for rustfritt stål.
Som beskrevet ovenfor, når én eller flere av B og Ca tilsettes, kan den øvre grensen for S utvides opp til 0,018%. Dvs. at forøket svovel ytterligere forbedrer maskinerbarheten og avskallingsegenskapen av stålet, samtidig som det opprettholdes tilstrekkelig varmebearbeidbarhet.
Selv om det rustfrie stålet kan blande en viss annen struktur som beskrevet ovenfor, er dette rustfrie stålet i det vesentlige utgjort av martensittisk struktur. Denne strukturen og en på forhånd bestemt mekanisk egenskap kan oppnås ved for eksempel å underkaste den følgende varmebehandlingen etter at stålet er bearbeidet til et produkt (sømløst stålrør).
Bråkjøling: oppvarming ved 920 til 1050°C i ca. 20 minutter, og deretter luftbråkjøling (luftkjøling eller tvungen luftkjøling).
Utgløding: oppvarming ved 625 til 750°C i ca. 30 minutter, og deretter luftkjøling.
Eksempel
Tre emner (ytre diameter: 191 mm) av hvert stål, med den kjemiske sammensetningen vist i fig. 1 og 2, ble fremstilt. Disse emnene ble oppvarmet ved 1230°C og deretter utdoringsvalset (piercing-rolled) med 6,5% av den relative reduksjonen i fronten av pluggen ved hjelp av en skråttstilt valsedor med en 10° kryssevinkel. Hvert oppnådd hult skall ble ekstraksjonsvalset ved hjelp av en spindelmølle, oppvarmet igjen, og valset til fastsatt størrelse ved hjelp av en strekkreduksjonsinnretning, for å fremstille sømløse stålrør, med en ytre diameter på 73,0 mm, 5,51 mm veggtykkelse og 9700 mm lengde. Fem stålrør ble fremstilt fra hvert emne. Følgelig ble femten prøvestålrør oppnådd fra hvert stål med de respektive sammensetningene vist i fig. 1 og 2.
De ovenfor nevnte rørene ble underkastet bråkjøling ved "980°C x 20 minutter - luftavkjøling" og utglødning under følgende betingelse.
80 ksi kvalitetsrør (YS: 600 til 620 Mpa, TS: 745 til 780 Mpa)
— 720°C x 30 minutter - luftavkjøling
95 ksi kvalitetsrør (YS: 680 til 700 Mpa, TS: 830 til 850 Mpa)
— 700°C x 30 minutter - luftavkjøling
Strukturen etter varmebehandlingen av alle prøvestålrørene var i det vesentlige glødet martensitt. De følgende testene (eller inspeksjonene) ble utført på hvert oppnådd rør. Testresultatene er vist i fig. 3 og fig. 4.
(1) Inspeksjon av statusen av defekt (skorpe) på indre og ytre overflater
Defektene ble undersøkt visuelt. Tilfellene hvori rør trengte en viss reparasjon for å fjerne skorper var 8 eller flere (av femten rør), eller rør som ikke kunne benyttes som kommersielle produkter etter reparasjonene, var 2 eller mer, er indikert ved merke X, og de andre tilfellene er indikert ved merke O.
(2) Avskallingstest
Den indre og ytre overflaten av hvert rør ble avskallet til Sa2-1/2 nivå av ISO-standarden ved avsugningssandblåsing ved anvendelse av "fused" aluminiumoksidpartikler (#16). Avskallingsegenskapen ble vurdert basert på "avskallingseffektivitet" bestemt ved å beregne antall rør som kunne bearbeides pr. time, i henhold til tiden som gikk utover avskallingsoperasjonen for ett rør.
(3) Maskinerbarhetstest
En kuttet test ble utført ved en fremgangsmåte omfattende at det ble tilveie-bragt Buttress-typegjenger ifølge API-standardene i hver ende av rørene etter avskalling, avkutting av den gjengede delen for hver gjenge, eller gjentatt tilveie-bringelse av gjenger i hver ende av rør. Et gjengestål belagt ved CVD-metoden ble anvendt som kutteverktøy. "Kutteeffektivitet" ble bestemt ved å beregne antallet rør som kunne kuttes pr. time, i henhold til tiden påkrevet for den ovenfor angitte gjengeoperasjonen. Antallet gjenger, som ble utført ved hjelp av ett verktøy, ble bestemt som "verktøy levetid".
(4) Charpy-støttest
Et forsøksstykke på 10 mm x 3,3 mm x 55 mm som hadde V-kjerv på 2 mm ble anvendt. Forsøksstykket ble kuttet ut i lengderetning av et rør, som ble valgt fra hver serie av rør av samme kjemiske sammensetning. Støttesten ble utført ved 0°C som forsøkstemperatur, og "absorbert energi" og "duktil - sprø overgangs-temperatur (vTrs)" ble bestemt.
Stålet A vist i fig. 1, er et konvensjonelt martensittisk rustfritt stål tilsvarende SUS 420J2. Stålene A1 til A3 er stål fremstilt for sammenligning, som alle omfatter S utover området ifølge foreliggende oppfinnelse.
Referert til testresultatet i fig. 3, hadde det konvensjonelle stål A en feil fordi det hadde lavt S-innhold på 0,001 %. Imidlertid hadde det en klart dårligere maskinerbarhet og dårlig avskallingsegenskap.
Selv om sammenligningsmaterialene A1 til A3 var forbedret med hensyn til maskinerbarhet og avskallingsegenskap, omfattet på den annen side alle rørene overflatedefekter, som fant sted under rørfremstillingsprosessen, og trengte derfor reparasjon. Dette skyldtes forekomsten av skorper, som var forårsaket av det høye S-innholdet, og kunne ikke unngås på tross av at doringsbetingelsene omtalt ovenfor ble anvendt.
I stålene tilhørende B-gruppe til F-gruppe, har alle stål tilsvarende stålet anvendt i det sømløse rør ifølgeforeliggende oppfinnelse, maskinerbarhet og avskallingsegenskap som er overlegen sammenlignet med sammenligningsstålene i hver gruppe, og hadde ingen defekter under rørfremstillingsprosessen. Dette betyr at stålene anvendt for foreliggende oppfinnelse også har utmerket varmebearbeidbarhet. Spesielt har stålene som omfatter bor ingen overflatedefekter, selv om de har relativt høyt svovelinnhold, og viser utmerket maskinerbarhet. I stålene hvori nikkelinnholdet ble undertrykket til 0,2% eller mindre, blir avskallingsegenskapen ytterligere forbedret sammenlignet med stålene omfattende relativt høyt nikkelinnhold.
Som det fremgår fra fig. 3, var stålene anvendt i det sømløse rør ifølge foreliggende oppfinnelse, hvis svovelinnhold var anordnet i et egnet område, tilnærmet av samme nivå av mekaniske egenskaper som de konvensjonelle stålene og sammenligningsstålene i hver gruppe.
Stålene i fig. 2 har relativt høyt aluminiuminnhold, og stål i l-gruppe, J-gruppe og K-gruppe omfatter kalsium. Forsøksresultatene for disse prøve- elementene er vist i fig. 4. Det er åpenbart fra fig. 4 at stålene av G og H-gruppene var noe dårligere med hensyn til maskinerbarhet sammenlignet med stål som har lavere aluminiuminnhold beskrevet ovenfor. Stålene i I og K-gruppene omfattende kalsium, hadde imidlertid utmerket maskinerbarhet uansett høyt kalsiuminnhold.
Stålene i gruppe F i fig. 1 og gruppe K i fig. 2 er høystyrkestål (95 ksi-kvalitet) omfattende vanadium. Som vist i fig. 3 og 4 hadde de noe dårligere seighet, men hadde maskinerbarhet overlegen den av stål som ikke omfatter vanadium.
Som vist i eksemplene, er stålet anvendt i det sømløse rør ifølge foreliggende oppfinnelse bemerkelsesverdig overlegent sammenlignet med konvensjonelle martensittiske rustfrie stål med hensyn til maskinerbarhet og
avskallingsegenskap. I tillegg har det i det vesentlige den samme varmebearbeidbarheten som den av stål med lavere S-innhold, og det hadde ingen forekomst av overflatedefekter under rørfremstillingsprosessen. Dette stålet er signifikant nyttig som materialer for rustfrie stålrør på grunn av dets mekaniske egenskaper og korrosjonsresistens som er ekvivalente med de av konvensjonelle martensittiske rustfrie stål.

Claims (4)

1. Sømløst rør av martensittisk rustfritt stål, som har utmerket avskallingsegenskap og maskinerbarhet, karakterisert vedat det består av, uttrykt i vekt-%, 0,025 til 0,22% C, 10,5 til 14% Cr, 0,16 til 1,0% Si, 0,05 til 1,0% Mn, 0,05% eller mindre av Al, 0,020 til 0,100% av N, 0,25% eller mindre av V, 0,6% eller mindre av Ni, 0,020% eller mindre av P, 0,004 til 0,015% av S, og eventuelt minst én av 0,0002 til 0,0050% av B og 0,0005 til 0,005% av Ca, med forbehold om at når B og/eller Ca er tilsatt, er S i området fra 0,004 til 0,018, idet balansen er Fe og forurensninger.
2. Sømløst rør av martensittisk rustfritt stål ifølge krav 1, hvor Al som en forurensning, undertrykkes til mindre enn 0,01%.
3. Sømløst rør av martensittisk rustfritt stål ifølge krav 1, hvor Al som en forurensning, undertrykkes til 0,005% eller mindre.
4. Sømløst rør av martensittisk rustfritt stål ifølge hvilket som helst av krav 1 til 3, som er fremstilt ved valsefremgangsmåte med skråvalse.
NO20010281A 1999-05-18 2001-01-17 Somlost ror av martensittisk rustfritt stal NO332179B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13778299 1999-05-18
PCT/JP2000/003151 WO2000070112A1 (fr) 1999-05-18 2000-05-17 Acier inoxydable martensitique pour tube en acier sans soudure

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20010281D0 NO20010281D0 (no) 2001-01-17
NO20010281L NO20010281L (no) 2001-02-13
NO332179B1 true NO332179B1 (no) 2012-07-16

Family

ID=15206726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20010281A NO332179B1 (no) 1999-05-18 2001-01-17 Somlost ror av martensittisk rustfritt stal

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6332934B2 (no)
EP (1) EP1099772B1 (no)
JP (1) JP3700582B2 (no)
CN (1) CN1113974C (no)
AU (1) AU739624B2 (no)
CA (1) CA2336600C (no)
DE (1) DE60017059T2 (no)
NO (1) NO332179B1 (no)
WO (1) WO2000070112A1 (no)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7235212B2 (en) 2001-02-09 2007-06-26 Ques Tek Innovations, Llc Nanocarbide precipitation strengthened ultrahigh strength, corrosion resistant, structural steels and method of making said steels
DE10033471C1 (de) * 2000-07-10 2001-12-06 Sfs Ind Holding Ag Heerbrugg Selbstbohrender Befestiger
JP4186471B2 (ja) * 2002-02-06 2008-11-26 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製造方法
US7686897B2 (en) 2002-07-15 2010-03-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Martensitic stainless steel seamless pipe and a manufacturing method thereof
JP4126979B2 (ja) * 2002-07-15 2008-07-30 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管とその製造方法
US6899773B2 (en) * 2003-02-07 2005-05-31 Advanced Steel Technology, Llc Fine-grained martensitic stainless steel and method thereof
EP1683884B1 (en) * 2003-10-10 2017-06-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Martensitic stainless steel pipe and method for production thereof
JP4380487B2 (ja) * 2004-09-28 2009-12-09 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JP4273338B2 (ja) * 2004-11-26 2009-06-03 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼管及びその製造方法
EP1867737B1 (en) * 2005-03-30 2012-03-21 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method for producing martensitic stainless steel
JP2006312772A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 油井用マルテンサイト系ステンレス鋼及び油井用マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法。
CN1891846A (zh) * 2005-07-05 2007-01-10 住友金属工业株式会社 马氏体不锈钢
US20070025873A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Magee John H Jr Corrosion-resistant, cold-formable, machinable, high strength, martensitic stainless steel
CN100354562C (zh) * 2006-01-20 2007-12-12 天津商学院 高合金钢无缝钢管及其生产方法
JP2007270191A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumitomo Metal Ind Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JPWO2009123034A1 (ja) * 2008-03-31 2011-07-28 住友金属工業株式会社 ねじ継ぎ手製品の製造方法
CA2750014C (en) * 2009-02-16 2014-12-02 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method for manufacturing metal pipe
CN101706020B (zh) * 2009-11-23 2011-01-19 天津商业大学 高合金钢无缝钢管的制造方法
WO2012111307A1 (ja) * 2011-02-15 2012-08-23 住友金属工業株式会社 高Crステンレス鋼からなる継目無管の管端矯正方法
US10157687B2 (en) 2012-12-28 2018-12-18 Terrapower, Llc Iron-based composition for fuel element
US9303295B2 (en) * 2012-12-28 2016-04-05 Terrapower, Llc Iron-based composition for fuel element
DE102016115550B4 (de) * 2016-08-22 2018-05-30 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffverteilers
WO2019225281A1 (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 Jfeスチール株式会社 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52127423A (en) 1976-04-19 1977-10-26 Kawasaki Steel Co Martensitic stainless steel having good machinability and corrosion resistance
JPS5858412B2 (ja) * 1980-07-07 1983-12-24 新日本製鐵株式会社 焼入硬化用13Crステンレス鋼板の焼入れ処理方法
JPS59173245A (ja) * 1983-03-24 1984-10-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐食性のすぐれた油井管用鋼
JPS59208055A (ja) * 1983-05-13 1984-11-26 Kawasaki Steel Corp 継目無鋼管用マルテンサイト系ステンレス鋼
JPS63149320A (ja) * 1986-12-10 1988-06-22 Nippon Steel Corp 低温靭性の優れたマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JP2707839B2 (ja) * 1990-12-25 1998-02-04 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系継目無鋼管とその製造方法
US5089067A (en) 1991-01-24 1992-02-18 Armco Inc. Martensitic stainless steel
JP2705416B2 (ja) * 1991-12-19 1998-01-28 住友金属工業株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼と製造方法
JPH05263134A (ja) * 1992-03-19 1993-10-12 Kawasaki Steel Corp 低温靱性にすぐれた低クロムマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造法
US5314549A (en) * 1993-03-08 1994-05-24 Nkk Corporation High strength and high toughness stainless steel sheet and method for producing thereof
JPH06306546A (ja) * 1993-04-16 1994-11-01 Daido Steel Co Ltd 快削高硬度マルテンサイトステンレス鋼
FR2706489B1 (fr) * 1993-06-14 1995-09-01 Ugine Savoie Sa Acier inoxydable martensitique à usinabilité améliorée.
JPH08109444A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Nippon Steel Corp 圧潰圧力に優れた油井用継目無マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JPH08120336A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Nippon Steel Corp 継目無鋼管製造用マルテンサイト系ステンレス鋼ブルームの製造方法
JPH08171361A (ja) * 1994-12-20 1996-07-02 Yazaki Corp 液晶表示器の駆動制御方法及びその装置
JPH09143629A (ja) * 1995-11-17 1997-06-03 Kawasaki Steel Corp 鋼管継手カップリング素管材および鋼管継手カップリング素管の製造方法
JPH1017134A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Toyo Jidoki Co Ltd 包装袋の配列方法及び装置
WO1999036584A1 (en) * 1998-01-16 1999-07-22 Crs Holdings, Inc. Free-machining martensitic stainless steel
JP3921808B2 (ja) * 1998-04-30 2007-05-30 住友金属工業株式会社 低温靭性に優れた高強度マルテンサイト系ステンレス鋼管およびその製造法

Also Published As

Publication number Publication date
AU739624B2 (en) 2001-10-18
US6332934B2 (en) 2001-12-25
EP1099772A4 (en) 2003-05-07
CN1302340A (zh) 2001-07-04
DE60017059D1 (de) 2005-02-03
EP1099772A1 (en) 2001-05-16
JP3700582B2 (ja) 2005-09-28
DE60017059T2 (de) 2006-01-12
CN1113974C (zh) 2003-07-09
US20010001966A1 (en) 2001-05-31
EP1099772B1 (en) 2004-12-29
NO20010281L (no) 2001-02-13
CA2336600A1 (en) 2000-11-23
WO2000070112A1 (fr) 2000-11-23
CA2336600C (en) 2004-11-23
AU4613900A (en) 2000-12-05
NO20010281D0 (no) 2001-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO332179B1 (no) Somlost ror av martensittisk rustfritt stal
EP1546417B1 (en) High strength seamless steel pipe excellent in hydrogen-induced cracking resistance and its production method
AU2004315176B2 (en) Steel product for line pipe excellent in resistance to HIC and line pipe produced by using the steel product
JP2009007658A (ja) 油井管用マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
EP1826285A1 (en) Martensitic stainless steel
JP2001271134A (ja) 耐硫化物応力割れ性と靱性に優れた低合金鋼材
JP2007332442A (ja) 耐食性に優れる油井用高靭性超高強度ステンレス鋼管およびその製造方法
JP7315097B2 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP4978070B2 (ja) 拡管性に優れる油井用ステンレス鋼管
JP2023139306A (ja) マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管
US20080283161A1 (en) High strength seamless steel pipe excellent in hydrogen-induced cracking resistance and its production method
EP3330398B1 (en) Steel pipe for line pipe and method for manufacturing same
JP2001279392A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼および製造方法
JP2006097051A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JP4502131B2 (ja) 熱間加工性に優れた二相ステンレス鋼
JP3879723B2 (ja) 耐水素誘起割れ性に優れた高強度継目無鋼管およびその製造方法
JP2012072421A (ja) 氷海構造物用鋼板
CN112912532A (zh) 抗硫化物应力腐蚀开裂性优异的高强度钢材及其制造方法
JP3509604B2 (ja) ラインパイプ用高Cr鋼管
JP2008050646A (ja) 拡管性に優れる油井用ステンレス鋼管
JP2001059136A (ja) 耐硫化水素腐食性および耐炭酸ガス腐食性能に優れたCr含有油井管用鋼
JP2002339038A (ja) 破壊靭性および耐硫化物応力腐食割れ性に優れた低合金高強度鋼およびこの鋼からなる鋼管の製造方法
WO2023054586A1 (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼管

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired