JPH09228001A - Martensitic stainless steel and martensitic stainless steel pipe with excellent pitting resistance - Google Patents
Martensitic stainless steel and martensitic stainless steel pipe with excellent pitting resistanceInfo
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- JPH09228001A JPH09228001A JP3624796A JP3624796A JPH09228001A JP H09228001 A JPH09228001 A JP H09228001A JP 3624796 A JP3624796 A JP 3624796A JP 3624796 A JP3624796 A JP 3624796A JP H09228001 A JPH09228001 A JP H09228001A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭酸ガスを含有する環境においても、耐孔食
性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼および鋼管を
提供する。
【解決手段】 単量で、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2 〜
2.0 %、Cu:0.2 〜1.0%を含有するマルテンサイト系
ステンレス鋼および鋼管で、Cを0.02%以下、Nを0.03
%以下に低減し、P値=Cr+3Cu−3C+Ti+V+Zr+
Nb+Taを12.2以上とすることにより溶接性および耐孔食
性が向上する。(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a martensitic stainless steel and a steel pipe having excellent pitting corrosion resistance even in an environment containing carbon dioxide. SOLUTION: Single amount, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 0.2 to
Martensitic stainless steel and steel pipe containing 2.0%, Cu: 0.2 to 1.0%, C 0.02% or less, N 0.03
% Or less, P value = Cr + 3Cu-3C + Ti + V + Zr +
By setting Nb + Ta to 12.2 or more, weldability and pitting corrosion resistance are improved.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、石油や天然ガスを
輸送するラインパイプに用いて好適なマルテンサイト系
ステンレス鋼およびマルテンサイト系ステンレス鋼管に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a martensitic stainless steel and a martensitic stainless steel pipe suitable for use in line pipes for transporting oil and natural gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、石油・天然ガスは、掘削が容易な
ものは掘り尽くされ、腐食が厳しい、深度が深い、寒冷
地や海底といった掘削環境が厳しい坑井にも手をつけざ
るを得なくなっている。このような坑井から生産される
石油・天然ガスの中には、炭酸ガスを多量に含む場合が
多く、このような環境では、炭素鋼あるいは低合金鋼で
は著しく腐食されるので、従来、その防食手段としてイ
ンヒビタを添加することが行われてきた。しかし、イン
ヒビタの使用は、高コストとなることや、高温では効果
が不十分なことから、近年ではインヒビタを用いる必要
のない耐食材料を用いる傾向にある。このような耐食材
料として油井管では、Crを13%含有するマルテンサイト
系ステンレス鋼が広く用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, oil and natural gas, which can be easily drilled, are exhausted, and there is no choice but to work on wells that have severe drilling environments such as severe corrosion, deep depth, cold regions and the seabed. It's gone. The oil and natural gas produced from such wells often contains a large amount of carbon dioxide gas, and in such an environment, carbon steel or low alloy steel is significantly corroded. Inhibitors have been added as an anticorrosion measure. However, since the use of inhibitors is high in cost and the effect is insufficient at high temperatures, there is a tendency in recent years to use corrosion-resistant materials that do not require the use of inhibitors. As such a corrosion resistant material, martensitic stainless steel containing 13% of Cr is widely used in oil country tubular goods.
【0003】一方、ラインパイプでは、API規格中に
C量を低減した12%Cr系マルテンサイト系ステンレス鋼
が規定されているが、この鋼は、円周溶接に予熱、後熱
が必要であり高コストとなることや、溶接部の靱性に劣
るという欠点があることから、ラインパイプとして一般
にはほとんど採用されていない。そのため、耐食性ライ
ンパイプ用材料としては、溶接性と耐食性に優れている
との理由で、Crを高めNi、Moを含有する二相ステンレス
鋼が用いられてきた。しかし、二相ステンレス鋼は坑井
によっては過剰品質であったり、高コストとなるという
問題があった。[0003] On the other hand, for line pipes, 12% Cr martensitic stainless steel with a reduced C content is specified in the API standard, but this steel requires preheating and postheating for circumferential welding. Due to the high cost and the drawback of poor toughness of the weld, they are rarely generally used as line pipes. For this reason, duplex stainless steel containing higher Cr and containing Ni and Mo has been used as a corrosion-resistant line pipe material because of its excellent weldability and corrosion resistance. However, duplex stainless steel has the problem that it is of excessive quality or high cost in some wells.
【0004】上記問題を克服する技術として、例えば特
開平4-99128 号公報にはマルテンサイト系ステンレス鋼
ラインパイプの製造方法が提案されている。同公報に
は、13%Cr系ステンレス鋼において、CおよびNを低減
し、さらにCuを 1.2〜 4.5%添加し、造管後の焼入れ冷
却速度を水冷以上の冷却速度で冷却することにより、炭
酸ガスを含む腐食環境においても優れた耐食性を示し、
溶接熱影響部の硬さが低く、かつ、焼割れの問題がな
く、生産性にも優れた高強度ラインパイプの製造方法が
示されている。しかしながら、この方法によってもな
お、溶接熱影響部(HAZ部)の靱性が十分でないとい
う問題を残していた。As a technique for overcoming the above problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-99128 proposes a method for producing a martensitic stainless steel line pipe. In the same publication, in 13% Cr-based stainless steel, C and N are reduced, Cu is added in an amount of 1.2 to 4.5%, and the quenching cooling rate after pipe making is cooled at a cooling rate higher than water cooling to obtain carbon dioxide. Shows excellent corrosion resistance even in corrosive environments containing gas,
A method for manufacturing a high-strength line pipe in which the hardness of the weld heat affected zone is low, there is no problem of fire cracking, and the productivity is excellent. However, this method still has a problem that the toughness of the heat affected zone (HAZ portion) is not sufficient.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、炭酸ガスを含有する腐食環境においても高い
耐全面腐食性、耐孔食性を有し、かつ、溶接割れ性およ
び溶接部の靱性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼
およびマルテンサイト系ステンレス鋼管を提供すること
を目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, has high general corrosion resistance and pitting corrosion resistance even in a corrosive environment containing carbon dioxide, and has weld cracking resistance and welded portion. It is an object of the present invention to provide a martensitic stainless steel and a martensitic stainless steel pipe having excellent toughness.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を達成するため鋭意検討した結果、Cr、Cu、Cが炭酸ガ
スを含有する腐食環境で耐孔食性に著しい影響を与え、
P=Cr%+3Cu%−3C%なる式で耐孔食性が整理でき
ることを新たに見出し、本発明を構成した。すなわち、
本発明は、重量%で、C:0.02%以下、Si:0.5 %以
下、Mn:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2 〜
2.0 %、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含有
し、かつ、下記の(1)式で示されるP値が12.2以上を
満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特
徴とする耐孔食性に優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼である。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to achieve the above-mentioned objects, and as a result, Cr, Cu, and C significantly affect pitting corrosion resistance in a corrosive environment containing carbon dioxide gas.
The present invention was constructed by newly finding that the pitting corrosion resistance can be arranged by the formula of P = Cr% + 3Cu% -3C%. That is,
The present invention is, by weight%, C: 0.02% or less, Si: 0.5% or less, Mn: 0.8-3.0%, Cr: 10.0-14.0%, Ni: 0.2-.
2.0%, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.03% or less, a P value represented by the following formula (1) of 12.2 or more, and the balance Fe and unavoidable impurities. It is a martensitic stainless steel with excellent pitting corrosion resistance.
【0007】記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)………(1) また、重量%で、C:0.02%以下、Si:0.5 %以下、M
n:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2 〜2.0
%、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含み、さら
にTi、V、Zr、Nb、Taのうちから選ばれた1種または2
種以上を合計で 0.3%以下を含有し、かつ、下記(2)
式で示されるP値が12.2以上を満足し、残部Feおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする耐孔食性に優れ
たマルテンサイト系ステンレス鋼である。P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) (1) Further, in% by weight, C: 0.02% or less, Si: 0.5% or less, M
n: 0.8-3.0%, Cr: 10.0-14.0%, Ni: 0.2-2.0
%, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.03% or less, and one or two selected from Ti, V, Zr, Nb, and Ta.
Contain 0.3% or less of the total of seeds and more, and the following (2)
It is a martensitic stainless steel excellent in pitting corrosion resistance, characterized in that the P value shown by the formula satisfies 12.2 or more, and the balance is Fe and inevitable impurities.
【0008】記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)+(Ti%)+(V%)+(Zr% )+(Nb%)+(Ta%)………(2) さらに、重量%で、C:0.02%以下、Si:0.5 %以下、
Mn:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2 〜2.0
%、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含有し、か
つ、下記の(1)式で示されるP値が12.2以上を満足
し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴と
する耐孔食性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼管
である。P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) + (Ti%) + (V%) + (Zr%) + (Nb%) + (Ta%) .... (2) Further, in weight%, C: 0.02% or less, Si: 0.5% or less,
Mn: 0.8-3.0%, Cr: 10.0-14.0%, Ni: 0.2-2.0
%, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.03% or less, the P value represented by the following formula (1) satisfies 12.2 or more, and the balance is Fe and inevitable impurities. It is a martensitic stainless steel pipe with excellent pitting corrosion resistance.
【0009】記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)………(1) また、重量%で、C:0.02%以下、Si:0.5 %以下、M
n:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2 〜2.0
%、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含み、さら
にTi、V、Zr、Nb、Taのうちから選ばれた1種または2
種以上を合計で 0.3%以下を含有し、かつ、下記(2)
式で示されるP値が12.2以上を満足し、残部Feおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする耐孔食性に優れ
たマルテンサイト系ステンレス鋼管である。P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) (1) Further, in% by weight, C: 0.02% or less, Si: 0.5% or less, M
n: 0.8-3.0%, Cr: 10.0-14.0%, Ni: 0.2-2.0
%, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.03% or less, and one or two selected from Ti, V, Zr, Nb, and Ta.
Contain 0.3% or less of the total of seeds and more, and the following (2)
It is a martensitic stainless steel pipe excellent in pitting corrosion resistance, characterized in that the P value shown by the formula satisfies 12.2 or more and the balance is Fe and inevitable impurities.
【0010】記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)+(Ti%)+(V%)+(Zr% )+(Nb%)+(Ta%)………(2)P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) + (Ti%) + (V%) + (Zr%) + (Nb%) + (Ta%) .... (2)
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】まず、本発明鋼の成分組成の限定
理由について説明する。 C:0.02%以下 Cは、溶接熱影響部の硬さ低減、靱性向上および耐溶接
割れ性の点から、および炭酸ガスを含む環境下での耐食
性、耐孔食性を高める点からできるだけ低減することが
望ましい。とくに、予熱なしで溶接ができるためには、
Cは0.02%以下とすることが必要となり、C量の上限は
0.02%以下とした。好ましくは、より良好な溶接性確保
の点から0.015 %以下である。First, the reasons for limiting the composition of the steel of the present invention will be described. C: 0.02% or less C should be reduced as much as possible from the viewpoints of hardness reduction in the weld heat affected zone, improvement of toughness and weld cracking resistance, and enhancement of corrosion resistance and pitting corrosion resistance in environments containing carbon dioxide. Is desirable. Especially, in order to be able to weld without preheating,
C needs to be 0.02% or less, and the upper limit of C amount is
0.02% or less. It is preferably 0.015% or less from the viewpoint of ensuring better weldability.
【0012】Si: 0.5%以下 Siは脱酸剤として添加されるが、フェライト生成元素で
あるので、多量に含有するとフェライトが生成しやすく
なり、母材および溶接部の靱性を劣化させる。また、継
目無鋼管においてはフェライトが存在すると、製造に支
障をきたす恐れがある。したがって、Si量は 0.5%以下
に限定する。好ましくは 0.3%以下である。Si: 0.5% or less Si is added as a deoxidizing agent, but since it is a ferrite-forming element, if it is contained in a large amount, ferrite is likely to be generated and the toughness of the base material and the welded portion is deteriorated. Further, in the seamless steel pipe, the presence of ferrite may hinder the production. Therefore, the amount of Si is limited to 0.5% or less. It is preferably 0.3% or less.
【0013】Mn: 0.8〜 3.0% Mnは、脱酸剤として作用し、さらに強度を増加させる元
素である。さらにオーステナイト生成元素であるため、
フェライト生成を抑制し、母材および溶接部の靱性を向
上させる働きも有している。このような効果を得るため
には、 0.8%以上必要であるが、 3.0%を超えて添加し
ても効果は飽和するため、Mn量は 0.8〜3.0%、好まし
くは 1.1〜 2.7%とする。Mn: 0.8 to 3.0% Mn is an element that acts as a deoxidizer and further increases strength. Furthermore, since it is an austenite forming element,
It also has a function of suppressing the formation of ferrite and improving the toughness of the base material and the welded portion. In order to obtain such an effect, 0.8% or more is necessary. However, even if added over 3.0%, the effect is saturated, so the Mn content is 0.8 to 3.0%, preferably 1.1 to 2.7%.
【0014】Cr:10.0〜14.0% Crはマルテンサイト組織を確保し、かつ炭酸ガスを含む
腐食環境における耐食性および耐孔食性を高めるために
必要な基本元素である。これらの効果を得るためには1
0.0%以上の添加が必要である。また、14.0%を超えて
含有するとフェライトの生成が容易となり、マルテンサ
イト組織を安定して得るためには多量のオーステナイト
生成元素の添加が必要となり、コスト高となる。よっ
て、Cr量は10.0〜14.0%とする。Cr: 10.0 to 14.0% Cr is a basic element necessary to secure a martensite structure and to enhance corrosion resistance and pitting corrosion resistance in a corrosive environment containing carbon dioxide gas. To get these effects 1
It is necessary to add 0.0% or more. Further, when the content exceeds 14.0%, ferrite is easily generated, and a large amount of austenite-forming element is required to be added in order to stably obtain the martensite structure, resulting in high cost. Therefore, the Cr amount is set to 10.0 to 14.0%.
【0015】Ni: 0.2〜 2.0% Niはオーステナイト生成元素であり、フェライトの生成
を抑制し、母材および溶接部の靱性を向上させる。ま
た、炭酸ガスを含む腐食環境下における耐食性、耐孔食
性を向上させる。このような効果を得るためには 0.2%
以上の添加が必要であるが、 2.0%を超えて添加すると
変態点が低下し、焼戻し温度が低くなり、所定の強度・
靱性を得るために長時間の焼戻しを必要とする。したが
って、Ni量は 0.2〜 2.0%の範囲とした。なお、好まし
くは、より安定な耐食性および焼戻し特性の確保の点か
ら 0.5〜 1.7%である。Ni: 0.2-2.0% Ni is an austenite-forming element, which suppresses the formation of ferrite and improves the toughness of the base material and the weld. Further, it improves the corrosion resistance and pitting corrosion resistance in a corrosive environment containing carbon dioxide gas. 0.2% to obtain this effect
It is necessary to add the above, but if added over 2.0%, the transformation point will decrease, the tempering temperature will decrease, and the required strength
Long tempering is required to obtain toughness. Therefore, the Ni content is set to 0.2 to 2.0%. The content is preferably 0.5 to 1.7% from the viewpoint of securing more stable corrosion resistance and tempering characteristics.
【0016】Cu: 0.2〜 1.0% CuはNi、Mnとともにオーステナイト生成元素であり、フ
ェライトの生成を抑制し、溶接熱影響部の靱性向上、耐
全面腐食性向上に効果がある。さらに、Cuは炭酸ガスお
よび塩化物を含有する環境で不動態皮膜を安定化する効
果があり、耐孔食性の向上に寄与する。これらの効果を
得るには 0.2%以上の添加が必要である。しかし、 1.0
%を超えて含有すると一部が固溶せず析出するようにな
り、溶接熱影響部の靱性に悪影響を与える。よって、Cu
は 0.2〜 1.0%の範囲とした。なお、好ましくは 0.2〜
0.7%である。Cu: 0.2 to 1.0% Cu is an austenite-forming element together with Ni and Mn, and suppresses the formation of ferrite, and is effective in improving the toughness of the heat-affected zone of welding and the general corrosion resistance. Further, Cu has the effect of stabilizing the passive film in an environment containing carbon dioxide and chloride, and contributes to the improvement of pitting corrosion resistance. To obtain these effects, it is necessary to add 0.2% or more. But 1.0
If it is contained in excess of%, a part thereof does not form a solid solution but precipitates, which adversely affects the toughness of the weld heat affected zone. Therefore, Cu
Was in the range of 0.2 to 1.0%. In addition, preferably 0.2 ~
0.7%.
【0017】N:0.03%以下 Nは、Cと同様、溶接熱影響部の硬さ低減、溶接熱影響
部の靱性向上、耐溶接割れ性の点からできるだけ低いほ
うが望ましい。0.03%を超えると溶接割れが発生し、溶
接熱影響部の靱性が劣化することから、N量は0.03%以
下、好ましくは0.02%以下とする。N: 0.03% or less N, like C, is preferably as low as possible from the viewpoints of hardness reduction in the weld heat affected zone, improvement in toughness in the weld heat affected zone, and weld crack resistance. If it exceeds 0.03%, weld cracking occurs and the toughness of the weld heat affected zone deteriorates. Therefore, the N content is 0.03% or less, preferably 0.02% or less.
【0018】P値=Cr%+3Cu%−3C%+Ti%+V%
+Zr%+Nb%+Ti%:12.2以上 P値は、炭酸ガスを含有する環境における耐孔食性を評
価する指標で、このP値が12.2以上では、炭酸ガス分圧
3.0MPa、20%NaCl液中という厳しい環境においても孔食
を発生することはない。P値が12.2未満では、孔食を発
生するため12.2を下限とした。なお、好ましくは12.2〜
14.2である。P値が高すぎるとマルテンサイト組織の確
保が困難になるなどの不都合が生じる。P value = Cr% + 3Cu% -3C% + Ti% + V%
+ Zr% + Nb% + Ti%: 12.2 or more P value is an index for evaluating pitting corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide gas. When this P value is 12.2 or more, carbon dioxide gas partial pressure
No pitting corrosion occurs even in a harsh environment of 3.0 MPa and 20% NaCl solution. If the P value is less than 12.2, pitting corrosion occurs, so 12.2 was made the lower limit. In addition, preferably 12.2 ~
14.2. If the P value is too high, it may be difficult to secure the martensite structure.
【0019】Ti、V、Zr、Nb、Taのうちの1種または2
種以上の合計: 0.3%以下 Ti、V、Zr、Nb、TaはCとの親和力が強く、炭化物を形
成する傾向が強い。Ti、V、Zr、Nb、Taの1種または2
種以上を添加し、Cr炭化物をTi、V、Zr、Nb、Taの炭化
物に置換する。これによりCr炭化物量が減少し、耐食性
とくに耐孔食性に有効な有効Cr量を増加させることがで
きる。One or two of Ti, V, Zr, Nb and Ta
Total of species or more: 0.3% or less Ti, V, Zr, Nb, and Ta have a strong affinity for C and a strong tendency to form carbides. One or two of Ti, V, Zr, Nb, Ta
At least one species is added to replace Cr carbide with Ti, V, Zr, Nb, and Ta carbides. As a result, the amount of Cr carbide is reduced, and the effective amount of Cr effective for corrosion resistance, especially pitting corrosion resistance, can be increased.
【0020】Ti、V、Zr、Nb、Taは母材、溶接熱影響部
の靱性向上に効果があるが、合計で0.3%を超えると溶
接割れ感受性が増加することや靱性を劣化させることか
ら、0.3%を上限とした。Ti単独では0.01〜0.2 %、V
単独では0.01〜0.1 %、Zr単独では0.01〜0.1 %、Nb単
独では0.01〜0.1 %、Ta単独では0.01〜0.1 %が好まし
い。複合添加した場合には合計で0.03〜0.2 %が好まし
い。Ti, V, Zr, Nb and Ta are effective in improving the toughness of the base material and the weld heat affected zone, but if the total exceeds 0.3%, the weld crack susceptibility increases and the toughness deteriorates. , 0.3% was made the upper limit. 0.01 to 0.2% for Ti alone, V
It is preferably 0.01 to 0.1% by itself, 0.01 to 0.1% by Zr alone, 0.01 to 0.1% by Nb alone, and 0.01 to 0.1% by Ta alone. When compounded, the total content is preferably 0.03 to 0.2%.
【0021】その他元素は、不可避的に含有するが、で
きるだけ低減するのが望ましい。例えば、P、Sはそれ
ぞれ0.03%、0.01%までは許容できるが、できるだけ低
減する。Oは0.01%まで許容できる。上記した組成を有
するステンレス鋼は、転炉あるいは電気炉で溶製し、連
続鋳造法あるいは造塊法で凝固させる。溶鋼の取鍋精
錬、真空脱ガス等は必要に応じ実施してよい。Other elements are inevitably contained, but it is desirable to reduce them as much as possible. For example, P and S can be allowed up to 0.03% and 0.01%, respectively, but should be reduced as much as possible. O is acceptable up to 0.01%. The stainless steel having the above composition is melted in a converter or an electric furnace and solidified by a continuous casting method or an ingot-making method. Molten steel ladle refining, vacuum degassing, etc. may be carried out as necessary.
【0022】凝固した鋼管素材は、プラグミル方式、マ
ンドレルミル方式などの熱間圧延によって継目無鋼管と
するか、あるいは熱間圧延により鋼板としたのち溶接に
よってUOE鋼管、電縫鋼管、スパイラル鋼管などにす
る。継目無鋼管製造方法、溶接鋼管製造方法いずれも本
発明に適用できる。造管後、熱処理を施す。熱処理は、
焼入れ焼戻しを基本とする。The solidified steel pipe material is made into a seamless steel pipe by hot rolling such as a plug mill system or a mandrel mill system, or a steel plate is formed by hot rolling and then welded to a UOE steel pipe, an electric resistance welded steel pipe, a spiral steel pipe, etc. To do. Both the method for producing a seamless steel pipe and the method for producing a welded steel pipe can be applied to the present invention. After pipe formation, heat treatment is performed. Heat treatment is
Hardening and tempering are the basics.
【0023】焼入れはAc3点以上1000℃以下に加熱後、
空冷以上の冷却速度で 200℃以下まで冷却する。焼戻し
は、 600℃以上Ac1点以下で行うのが好ましい。上記温
度に加熱保持後水冷あるいは空冷する。Quenching is performed after heating at A c 3 points or more and 1000 ° C. or less,
Cool to below 200 ℃ at a cooling rate of air cooling or higher. Tempering is preferably performed at a temperature of 600 ° C. or more and an Ac 1 point or less. After heating and holding at the above temperature, water cooling or air cooling is performed.
【0024】[0024]
(実施例1)表1に示す組成の鋼を溶製し、連続鍛造に
よりスラブとしたのち、熱間圧延により板厚15mmの鋼板
とした。ついで、 900℃に加熱し空冷により焼入れたの
ち、Ac1点以下の 680℃で焼戻した。(Example 1) Steels having compositions shown in Table 1 were melted, continuously forged into slabs, and then hot rolled into steel plates having a thickness of 15 mm. Then, after heating to 900 ° C. and quenching by air cooling, it was tempered at 680 ° C. below the Ac 1 point.
【0025】これらの鋼板に対して、JIS Z 3158にした
がい予熱30℃で斜めY形溶接割れ試験を行い、溶接割れ
性を評価した。割れの発生したものを○、発生しなかっ
たものを×とした。この試験にて断面割れの発生しなか
ったものについては、TIG溶接法(予熱、後熱はとも
に行わず)により、入熱15kJ/cmで溶接して溶接継手を
作製し、溶接熱影響部のシャルピー衝撃試験を実施し
た。シャルピー衝撃試験は熱影響部(ノッチ位置:ボン
ド部から1mm)からJIS4号試験片を採取し、0℃に
おいて試験し吸収エネルギーを測定した。These steel sheets were subjected to a diagonal Y-shaped weld cracking test at 30 ° C. with preheating according to JIS Z 3158 to evaluate the weld cracking property. Those with cracks were marked with ◯, and those without cracks were marked with x. If no cross-sectional cracks were generated in this test, welded joints were prepared by welding at a heat input of 15 kJ / cm using the TIG welding method (preheating and post-heating were not performed). A Charpy impact test was performed. In the Charpy impact test, a JIS No. 4 test piece was sampled from the heat-affected zone (notch position: 1 mm from the bond) and tested at 0 ° C. to measure the absorbed energy.
【0026】また、全鋼板に対して、母材の炭酸ガス腐
食試験を実施し、耐孔食性と耐全面腐食性を評価した。
炭酸ガス腐食試験は、オートクレーブ中で3.0MPaの炭酸
ガスを飽和させた20%NaCl水溶液中に、母材から採取し
た 3.0mm×25mm×50mmの試験片を浸漬し、80℃で7日間
保持した。耐孔食性は、試験後、試験片を水洗、乾燥し
たのち肉眼で試験片表面を観察し、孔食の有無を調査し
た。1個以上孔食が発生したとき×、それ以外は○とし
て評価した。Further, a carbon dioxide corrosion test of the base material was conducted on all the steel sheets to evaluate the pitting corrosion resistance and the general corrosion resistance.
In the carbon dioxide gas corrosion test, a specimen of 3.0 mm × 25 mm × 50 mm collected from a base material was immersed in a 20% aqueous NaCl solution saturated with 3.0 MPa of carbon dioxide in an autoclave, and kept at 80 ° C. for 7 days. . Regarding the pitting corrosion resistance, after the test, the test piece was washed with water and dried, and then the surface of the test piece was observed with the naked eye to examine the presence or absence of pitting corrosion. When one or more pits occurred, the evaluation was x, and the others were evaluated as ○.
【0027】耐全面腐食性は、試験後、試験片を水洗、
乾燥したのち重量を測定し、重量減少速度を1年間での
厚み減少量に換算して評価した。これらの試験結果を表
2に示す。The general corrosion resistance is determined by washing the test piece with water after the test.
After drying, the weight was measured, and the weight reduction rate was converted into the thickness reduction amount in one year for evaluation. Table 2 shows the test results.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】[0029]
【表2】 [Table 2]
【0030】本発明例は、予熱30℃においても溶接割れ
の発生は認められず、優れた耐溶接割れ性を有してい
る。また、HAZ部の0℃の吸収エネルギーも 180J以
上を有し、高い溶接熱影響部靱性を有していることがわ
かる。さらに、孔食の発生もみられず、腐食速度も 0.1
mm/年以下と、実用的に使用可能なレベルであり、優れ
た耐孔食性、耐全面腐食性を有している。In the examples of the present invention, no weld cracks were observed even at 30 ° C. preheating, and they have excellent weld crack resistance. Further, it can be seen that the HAZ portion also has an absorbed energy at 0 ° C. of 180 J or more and has a high toughness in the weld heat affected zone. Furthermore, no pitting corrosion was observed and the corrosion rate was 0.1.
mm / year or less, which is a practically usable level and has excellent pitting corrosion resistance and general corrosion resistance.
【0031】本発明の範囲をはずれた鋼板は、溶接割れ
が発生する、HAZ部靱性が低い、孔食が発生する、高
腐食速度が高いなど、本発明例に比較し特性は劣化す
る。 (実施例2)表3に示す成分組成を有する溶鋼を転炉で
溶製し、連続鋳造により鋼管素材とした。この鋼管素材
をプラグミル圧延により 273mmφの鋼管とした。造管
後、 900℃に加熱したのち、水焼入れし、その後Ac1点
以下の 680℃に加熱保持し空冷した。Steel plates outside the scope of the present invention are deteriorated in properties as compared with the examples of the present invention, such as weld cracking, low HAZ portion toughness, pitting corrosion, and high corrosion rate. (Example 2) Molten steel having the chemical composition shown in Table 3 was melted in a converter and continuously cast into a steel pipe material. This steel pipe material was formed into a 273 mmφ steel pipe by plug mill rolling. After pipe forming, it was heated to 900 ° C., water-quenched, and then heated and held at 680 ° C. below the Ac 1 point and air cooled.
【0032】このように処理した鋼管から試片を採取
し、機械的特性および腐食試験を実施した。腐食試験条
件は実施例1と同様とした。TIG溶接(電圧:16V、
電流: 180A、溶接速度:6.0cm/min )で鋼管継手を作
製し、HAZ部(ボンドから1mm)シャルピー試験を実
施した。その結果を表3に示す。いずれも、耐孔食性、
耐全面腐食性、溶接熱影響部靱性は優れており、ライン
パイプ用として十分な特性である。Specimens were taken from the steel pipes thus treated and subjected to mechanical properties and corrosion tests. The corrosion test conditions were the same as in Example 1. TIG welding (voltage: 16V,
A steel pipe joint was produced at an electric current of 180 A and a welding speed of 6.0 cm / min, and a HAZ portion (1 mm from the bond) was subjected to a Charpy test. Table 3 shows the results. Both have pitting resistance,
It has excellent general corrosion resistance and toughness in the heat-affected zone of welding, and has sufficient properties for line pipes.
【0033】[0033]
【表3】 [Table 3]
【0034】[0034]
【発明の効果】このように本発明によれば、炭酸ガスを
含有する環境で優れた耐孔食性および耐全面腐食性を示
し、かつ溶接部の靱性、溶接性に優れたマルテンサイト
系ステンレス鋼が提供でき、さらに、石油・天然ガスな
どを輸送するためのラインパイプ用鋼管が安価に提供で
き、産業の発展に寄与するところが極めて大きい。As described above, according to the present invention, a martensitic stainless steel which exhibits excellent pitting corrosion resistance and general corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide gas, and which has excellent toughness and weldability of a welded portion. In addition, steel pipes for line pipes for transporting oil, natural gas, etc. can be provided at low cost, which greatly contributes to industrial development.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小関 智也 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 豊岡 高明 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Tomoya Koseki, Tomoya Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki City, Okayama Prefecture (no address) Inside the Mizushima Works, Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Takaaki Toyooka, Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki City, Okayama Prefecture Chome (No house number) Kawasaki Steel Co., Ltd. Mizushima Steel Works
Claims (4)
以下、Mn:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2
〜2.0 %、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含有
し、かつ、下記の(1)式で示されるP値が12.2以上を
満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特
徴とする耐孔食性に優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼。 記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)………(1)1. C: 0.02% or less, Si: 0.5% by weight
Hereinafter, Mn: 0.8 to 3.0%, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 0.2
.About.2.0%, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.03% or less, and the P value represented by the following formula (1) satisfies 12.2 or more, and the balance is Fe and inevitable impurities. A martensitic stainless steel with excellent pitting resistance. Note P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) ......... (1)
以下、Mn:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2
〜2.0 %、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含
み、さらにTi、V、Zr、Nb、Taのうちから選ばれた1種
または2種以上を合計で 0.3%以下を含有し、かつ、下
記(2)式で示されるP値が12.2以上を満足し、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とする耐孔食
性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼。 記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)+(Ti%)+(V%)+(Zr% )+(Nb%)+(Ta%)………(2)2. In% by weight, C: 0.02% or less, Si: 0.5%
Hereinafter, Mn: 0.8 to 3.0%, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 0.2
-2.0%, Cu: 0.2-1.0%, N: 0.03% or less, and further contains one or more selected from Ti, V, Zr, Nb, and Ta in a total of 0.3% or less. And the P value expressed by the following equation (2) satisfies 12.2 or more, and the balance Fe
And martensitic stainless steel with excellent pitting corrosion resistance, which is characterized by comprising unavoidable impurities. Note P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) + (Ti%) + (V%) + (Zr%) + (Nb%) + (Ta%) ……… (2)
以下、Mn:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2
〜2.0 %、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含有
し、かつ、下記の(1)式で示されるP値が12.2以上を
満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特
徴とする耐孔食性に優れたマルテンサイト系ステンレス
鋼管。 記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)………(1)3. In% by weight, C: 0.02% or less, Si: 0.5%
Hereinafter, Mn: 0.8 to 3.0%, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 0.2
.About.2.0%, Cu: 0.2 to 1.0%, N: 0.03% or less, and the P value represented by the following formula (1) satisfies 12.2 or more, and the balance is Fe and inevitable impurities. A martensitic stainless steel pipe with excellent pitting corrosion resistance. Note P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) ......... (1)
以下、Mn:0.8 〜3.0 %、Cr:10.0〜14.0%、Ni:0.2
〜2.0 %、Cu:0.2 〜1.0 %、N:0.03%以下、を含
み、さらにTi、V、Zr、Nb、Taのうちから選ばれた1種
または2種以上を合計で 0.3%以下を含有し、かつ、下
記(2)式で示されるP値が12.2以上を満足し、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とする耐孔食
性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼管。 記 P値=(Cr%)+3(Cu%)−3(C%)+(Ti%)+(V%)+(Zr% )+(Nb%)+(Ta%)………(2)4. In% by weight, C: 0.02% or less, Si: 0.5%
Hereinafter, Mn: 0.8 to 3.0%, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 0.2
-2.0%, Cu: 0.2-1.0%, N: 0.03% or less, and further contains one or more selected from Ti, V, Zr, Nb, and Ta in a total of 0.3% or less. And the P value expressed by the following equation (2) satisfies 12.2 or more, and the balance Fe
And a martensitic stainless steel pipe excellent in pitting corrosion resistance, which is characterized by comprising unavoidable impurities. Note P value = (Cr%) + 3 (Cu%)-3 (C%) + (Ti%) + (V%) + (Zr%) + (Nb%) + (Ta%) ……… (2)
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| EP96302761A EP0738784B1 (en) | 1995-04-21 | 1996-04-19 | High chromium martensitic steel pipe having excellent pitting resistance and method of manufacturing |
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|---|---|
| JP (1) | JPH09228001A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7862666B2 (en) | 2003-10-31 | 2011-01-04 | Jfe Steel Corporation | Highly anticorrosive high strength stainless steel pipe for linepipe and method for manufacturing same |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP3624796A patent/JPH09228001A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US7862666B2 (en) | 2003-10-31 | 2011-01-04 | Jfe Steel Corporation | Highly anticorrosive high strength stainless steel pipe for linepipe and method for manufacturing same |
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