JP4314458B2

JP4314458B2 - Martensitic stainless steel pipe and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4314458B2
Application number: JP2003027641A
Authority: JP
Inventors: 睦谷田; 伸行森
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: JP2004238662A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼管及びその製造方法に関し、詳しくは、熱間での製管後に冷間矯正して、熱処理を施すことなく製造された耐食性、耐圧潰性能及び靱性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼管、なかでもマルテンサイト系ステンレス油井管と、上記特性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼管を製造する方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、深度が大きく、更には、炭酸ガスや硫化水素といった腐食性のガスを含む、過酷な環境にある油井やガス井の開発が行われている。このため、油やガスの採取に用いられる鋼管、つまり油井管には、耐圧潰性能と耐食性が要求され、又、良好な靱性も要求されている。
【０００３】
炭酸ガスによる腐食の抑制に対してはＣｒの添加が効果的であり、したがって、質量％で９％や１３％のＣｒを含む、いわゆる「９％Ｃｒ鋼」や「１３％Ｃｒ鋼」といったマルテンサイト系のＣｒ鋼が多用されている。又、硫化水素を含む環境、特に湿潤硫化水素を含む環境では、硫化物応力腐食割れ（以下、ＳＳＣという）が生じるので、ＳＳＣの発生防止のために、強度（硬さ）を抑制することが行われている。
【０００４】
一方、耐圧潰性能を高めるためには、強度を高めることが有効である。しかし、強度を高めれば耐ＳＳＣ性が低下してしまう。このため、鋼管の厚さ（肉厚）を大きくすることで耐圧潰性能を向上させることが行われているが、鋼管の肉厚を大きくすることは製品である油井管の材料コスト上昇につながる。
【０００５】
鋼管の肉厚を大きくすることなく、しかも、強度（硬さ）上昇による耐ＳＳＣ性の低下を招くことなく耐圧潰性能を高めるためには、製品の降伏比、すなわち「耐力／引張強さ」（以下、降伏比、耐力及び引張強さをそれぞれ、ＹＲ、ＰＳ及びＴＳという）を高めるか、或いは、ＡＰＩ（米国石油協会）規格のようにＰＳを０．５〜０．６５％程度の全伸びで判定する場合には、ＹＲの値が同じであってもより弾完全塑性体に近いＳ−Ｓ曲線（応力−歪曲線）を得ることが有効である。
【０００６】
特許文献１には、重量％で、０．０５〜０．１％のＡｌを含む１３％Ｃｒ鋼を焼ならし処理し、ＡｌＮを析出させてオーステナイト粒を細粒化することで、より弾完全塑性体に近いＳ−Ｓ曲線を得、これによってＹＲを高め、マルテンサイト系ステンレス鋼管に高い圧潰強度を確保させる「マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法」が開示されている。しかし、この公報で提案された技術は、焼ならし及び焼戻しを必須の工程とするものであるため熱処理コストが嵩む。更に、高Ｃｒ鋼の場合には熱処理によって、厚さが大きくしかも密着性の悪いスケールが形成され、こうしたスケールが残存したままでは、油井やガス井での使用中にスケールが剥離して油井下部の機器や付属のフィルターに目詰まりを生じたり、油やガス採取時のワイヤー処理に使用するワイヤーに摩耗が生じる。このため、油井機器などの目詰まりやワイヤーの摩耗を防止するために鋼管内面の脱スケール処理を行うことが必要になるので、工程が増えて製造コストが嵩んでしまう。
【０００７】
したがって、熱処理が省略できて鋼管内面に前記したようなスケールを生じることが少なく、良好な耐食性と耐圧潰性能とを有し、しかも、靱性にも優れた高Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼管に対する要望が大きくなっている。
【０００８】
しかし、一般に熱間製管後の高Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼管は、同じ化学組成の焼入れ焼戻しの熱処理や、焼ならし焼戻しの熱処理を施した鋼管に比べてＹＲが低い。このため、構造物の設計上必要となる目標のＰＳに対して、ＴＳ、したがって硬さが高くなってしまう。特に、油井管の場合には、強度特性がＰＳで規定されるため、ＰＳレベルが同じであってもＹＲが低い分ＴＳ、したがって硬さが高くなり、耐食性、なかでも耐ＳＳＣ性の大きな低下が生じる。
【０００９】
更に、ＹＲが低いということは、同じ硬さレベル、つまり、同じＴＳレベルで比較すれば、ＰＳが低いということであり、ＰＳと比例関係にある耐圧潰強度が低下してしまう。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１０９４４４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の現状に鑑みてなされたもので、その目的は、熱間での製管後に冷間矯正して、熱処理を施すことなく製造された良好な耐食性と耐圧潰性能とを有し、しかも、靱性にも優れたマルテンサイト系ステンレス鋼管と、上記の特性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼管を製造する方法とを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記（１）に示すマルテンサイト系ステンレス鋼管及び（２）に示すマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法にある。
【００１３】
（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１０％、Ｃｒ：９．０〜１５．０％、Ｎｉ：０．１〜７．０％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．０５〜１．５％、Ｃｕ：０．１〜５．０％、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ｖ：０．０１〜０．２０％及びＡｌ：０．０００５％から０．０５％未満を含み、残部がＦｅ及び不純物から成り、不純物中のＰ及びＳがそれぞれ０．０３％以下及び０．０１％以下で、組織に占めるオーステナイトの割合が０．３〜１．３％、且つ円周方向の圧縮残留応力の絶対値が１．０ＭＰａ以下であり、熱間での製管後に冷間矯正して、熱処理を施すことなく製造されたことを特徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼管。
【００１４】
（２）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１０％、Ｃｒ：９．０〜１５．０％、Ｎｉ：０．１〜７．０％、Ｎ：０．００５〜０．１％、Ｓｉ：０．０５〜１．０％、Ｍｎ：０．０５〜１．５％、Ｃｕ：０．１〜５．０％、Ｍｏ：０．１〜３．０％、Ｖ：０．０１〜０．２０％及びＡｌ：０．０００５％から０．０５％未満を含み、残部がＦｅ及び不純物から成り、不純物中のＰ及びＳがそれぞれ０．０３％以下及び０．０１％以下で、下記〔１〕式で表されるｆｎ１の値が０．００５〜０．０１６を満たし、且つ、Ａｃ₃点以上の温度を有する鋼材に、断面積加工度で５〜６５％の熱間仕上げ加工を施して７５０℃以上の温度で仕上げた後、常温まで０．５〜１０℃／秒の冷却速度で冷却し、次いで、１〜５％の加工度で冷間矯正することを特徴とするマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法。
【００１５】
なお、ｆｎ１＝０．００７９×Ｎｉbal＋０．０２２５・・・〔１〕、であり、Ｎｉbal ＝Ｎｉeq −１．１Ｃｒeq＋８．２・・・〔２〕、Ｎｉeq＝Ｎｉ（％）＋３０｛Ｃ（％）＋Ｎ（％）｝＋０．５Ｍｎ（％）・・・〔３〕、Ｃｒeq ＝Ｃｒ（％）＋１．５Ｓｉ（％）＋Ｍｏ（％）・・・〔４〕、である。
【００１６】
ここで、本発明で規定する温度及び冷却速度は、鋼材や熱間仕上げ加工して得た鋼管の外表面における値をいう。
【００１７】
又、本発明でいう「断面積加工度」とは、熱間仕上げ加工で減肉される場合には「面積減少率」を、熱間仕上げ加工で増肉される場合には「面積増加率」を指す。
【００１８】
更に、本発明でいう「熱間仕上げ加工」とは、例えば、通常の継目無鋼管製造におけるレデューサー、ストレッチレデューサー、サイザーやロータリーサイザーでの加工をいう。
【００１９】
ここで、断面積加工度で５〜６５％の熱間仕上げ加工が施されるＡｃ_３点以上の温度を有する鋼材とは、鋼塊や鋼片が熱間加工を受けて、中間段階の鋼管形状になったものを指す。
【００２０】
冷間矯正における加工度とは、「荷重付加方向の圧下量（ｍｍ）／鋼管の外径（ｍｍ）」で表される値をいう。
【００２１】
なお、或る相の体積割合は、面積割合に等しい。したがって、本発明で規定するオーステナイトが組織に占める割合は、例えば、Ｘ線回折法によるオーステナイト（γ）とフェライト（α）のピーク面積比から、下記〔５〕式によって求めればよい。
【００２２】
γ（１１１）／｛γ（１１１）＋α（１１０）｝・・・〔５〕。
【００２３】
ここで、γ（１１１）はオーステナイト（γ）相の（１１１）面のＸ線積分強度を指し、α（１１０）はフェライト（α）相の（１１０）面のＸ線積分強度を指す。
【００２４】
以下、上記（１）のマルテンサイト系ステンレス鋼管及び（２）のマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法に係る発明をそれぞれ（１）及び（２）の発明という。
【００２５】
本発明者らは、熱間での製管後に冷間矯正を行うだけで、熱処理を施さなくても、良好な耐食性、耐圧潰性能及び靱性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼管を得るために種々検討を行った。その結果、下記（ａ）〜（ｆ）の知見が得られた。
【００２６】
（ａ）オーステナイト領域に加熱された後に熱間での仕上げ加工を受けて最終形状にされ、その後に大気中で放冷された高Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼管には、一般に、オーステナイトが未変態のままで残存する。なお、未変態のままで残存するオーステナイトを、以下、残留オーステナイトともいう。
【００２７】
（ｂ）化学組成が本発明で規定する範囲内のマルテンサイト系ステンレス鋼管において、組織に占めるオーステナイトの割合が１．３％以下であれば、７３％以上の高いＹＲが確保できる。
【００２８】
（ｃ）マルテンサイト系ステンレス鋼管の組織に占めるオーステナイトの割合が０．３％以上であれば、Ｖノッチ試験片を用いたシャルピー衝撃試験における破面遷移温度が０℃以下という靱性が確保できる。
【００２９】
（ｄ）熱間での製管後に冷間矯正を行うことで、残留オーステナイトが加工誘起変態してマルテンサイトになり、マルテンサイト系ステンレス鋼管のＹＲを高めることができる。
【００３０】
（ｅ）特に、マルテンサイト系ステンレス鋼管が特定の条件での熱間仕上げ加工と冷却を施された特定の化学組成からなるものであれば、加工度で１％以上の冷間矯正を行うことで、高いＹＲを付与することができる。
【００３１】
なお、既に述べたように、冷間矯正における加工度とは、「荷重付加方向の圧下量（ｍｍ）／鋼管の外径（ｍｍ）」で表される値をいう。
【００３２】
（ｆ）冷間矯正の加工度が５％を超える場合には、マルテンサイト系ステンレス鋼管に高いＹＲを付与することができるものの、鋼管の円周方向の圧縮残留応力の絶対値が増大して１．０ＭＰａを超えるので、却って圧潰強度が小さくなって耐圧潰性能が低下してしまう。成分の含有量、例えばＣの含有量を上げれば強度が上昇するため、残留応力が大きくなっても圧潰強度は所望の性能を満足する。しかし、それでは耐食性が劣化してしまう。耐圧潰性能に優れ、且つ、耐食性を劣化させないためには、強度を所望の圧潰強度が得られるまで低下させ、且つ、残留応力を低減させることが重要である。
【００３３】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、（１）及び（２）の発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。
【００３５】
Ｉ．（１）の発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼管の要件について
（Ａ）化学組成
Ｃ：０．０１〜０．１％
Ｃは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を高めるのに有効な元素である。しかし、その含有量が０．０１％未満では所望の強度である７５８ＭＰａ以上のＰＳが得られない。一方、Ｃの含有量が０．１％を超えると、強度上昇が大きくなって靱性が大きく低下し、Ｖノッチ試験片を用いたシャルピー衝撃試験における破面遷移温度が０℃以下という目標とする靱性が確保できない。したがって、Ｃの含有量を０．０１〜０．１％とした。なお、Ｃの含有量は０．０２〜０．０６％であることが好ましい。
【００３６】
Ｃｒ：９．０〜１５．０％
Ｃｒは、炭酸ガスを含む環境での耐食性を高めるのに有効な元素であり、孔食や隙間腐食を防止するために９．０％以上含有させる必要がある。しかし、Ｃｒを１５．０％を超えて含有させても炭酸ガスを含む環境での耐食性改善効果が飽和してコストが嵩むし、熱間加工の加熱時にデルタフェライトが生成して熱間加工性の低下が生じる。したがって、Ｃｒの含有量を９．０〜１５．０％とした。なお、Ｃｒの含有量は１２．０〜１３．５％とすることが好ましい。
【００３７】
Ｎｉ：０．１〜７．０％
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素であり、熱間加工性を著しく高める作用がある。しかし、その含有量が０．１％未満では前記の効果が得られず、Ｃｒの含有量が上記の範囲であれば７．０％を超えて含有させてもその効果が飽和してコストが嵩む上に、組織に占めるオーステナイトの割合が増加してＹＲの低下をきたす。したがって、Ｎｉの含有量を０．１〜７．０％とした。なお、Ｎｉの含有量は０．５０〜２．０％とすることが好ましい。
【００３８】
Ｎ：０．００５〜０．１％
Ｎは、オーステナイト安定化元素で、高価なＮｉの代替元素として有効な元素であり、この効果を得るために０．００５％以上を含有させる必要がある。しかし、その含有量が多くなれば強度上昇が大きくなって靱性の低下をきたす。特に、Ｎの含有量が０．１％を超えれば靱性の低下が大きくなって、所望の靱性であるＶノッチ試験片を用いたシャルピー衝撃試験における破面遷移温度が０℃以下という靱性が確保できない。したがって、Ｎの含有量を０．００５〜０．１％とした。
【００３９】
Ｓｉ：０．０５〜１．０％
Ｓｉは、脱酸作用を有する。しかし、Ｓｉの含有量が０．０５％未満では添加効果に乏しい。一方、その含有量が１．０％を超えると、靱性が低下して、Ｖノッチ試験片を用いたシャルピー衝撃試験における破面遷移温度が０℃以下という所望の靱性が確保できない。したがって、Ｓｉの含有量を０．０５〜１．０％とした。
【００４０】
Ｍｎ：０．０５〜１．５％
Ｍｎも、添加すれば、脱酸作用を有する。Ｍｎは、オーステナイト安定化元素であるので、熱間加工の加熱時にデルタフェライトの生成を抑制して熱間加工性を高める作用も有する。これらの効果は、Ｍｎの含有量が０．０５％以上の場合に得られる。しかし、その含有量が１．５％を超えると、靱性が低下して、Ｖノッチ試験片を用いたシャルピー衝撃試験における破面遷移温度が０℃以下という所望の靱性が確保できない。したがって、Ｍｎの含有量を０．０５〜１．５％とした。なお、熱間加工性の向上のためにはＭｎを０．４０％以上含有させることが好ましく、又、靱性及び耐孔食性の向上のためにはＭｎ含有量を１．０％以下とすることが好ましい。
【００４１】
Ｃｕ：０．１〜５．０％
Ｃｕは、Ｃｌ_２、Ｈ_２Ｓ及び炭酸ガスを含む環境における耐食性を高める作用を有する。又、Ｃｕはオーステナイト安定化元素であるので、熱間加工の加熱時にデルタフェライトの生成を抑制して熱間加工性を高める作用も有する。しかし、Ｃｕの含有量が０．１％未満では、こうした効果が得られない。一方、Ｃｕは融点が低いため多量に含有させると却って熱間加工性の低下をきたし、特にその含有量が５．０％を超えると熱間加工性の低下が著しくなる。したがって、Ｃｕの含有量を０．１〜５．０％とした。
【００４２】
Ｍｏ：０．１〜３．０％
Ｍｏは、Ｃｒと同様に炭酸ガスを含む環境での耐食性を高めるのに有効であり、特に、耐食性皮膜を保護する作用を有する。しかし、Ｍｏの含有量が０．１％未満では前記の効果が十分に得られない。一方、Ｍｏの含有量が３．０％を超えると熱間加工性の低下をきたす。したがって、Ｍｏの含有量を０．１〜３．０％とした。
【００４３】
Ｖ：０．０１〜０．２０％
Ｖは、炭化物を形成して強度を高める作用を有する。しかし、Ｖの含有量が０．０１％未満では添加効果に乏しく、一方、０．２０％を超えると靱性の大幅な低下をきたす。したがって、Ｖの含有量を０．０１〜０．２０％とした。
【００４４】
Ａｌ：０．０００５％から０．０５％未満
Ａｌは、脱酸作用とともに、Ｎと結合してＡｌＮを形成して結晶粒を微細化する作用を有する。しかし、Ａｌの含有量が０．０００５％未満ではこうした効果が十分に得られない。一方、Ａｌを０．０５％以上含有させても前記の効果が飽和するし、清浄度が低下したり連続鋳造時のノズル詰まりが発生したりする。したがって、Ａｌの含有量を０．０００５％から０．０５％未満とした。
【００４５】
（１）の発明においては、前記のＣからＡｌまでの元素を含有させるとともに、不純物中のＰ及びＳの含有量を以下のとおり規定する。
【００４６】
Ｐ：０．０３％以下
Ｐは、不純物として鋼中に含有される元素で、粒界に偏析しやすく靱性を低下させてしまう。特に、その含有量が０．０３％を超えると、靱性の低下が著しくなる。したがって、不純物中のＰの含有量を０．０３％以下とした。
【００４７】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは、不純物として鋼中に含有される元素で、熱間加工性及び靱性を低下させてしまう。特に、その含有量が０．０１％を超えると、熱間加工性及び靱性の低下が著しくなる。したがって、不純物中のＳの含有量を０．０１％以下とした。
【００４８】
（Ｂ）組織
特に、ＰＳが７５８ＭＰａ以上のマルテンサイト系ステンレス鋼管の場合、組織に占めるオーステナイトの割合が０．３％未満になると、靱性が低下してＶノッチ試験片を用いたシャルピー衝撃試験における破面遷移温度が０℃以下という所望の靱性が確保できない。一方、組織に占めるオーステナイトの割合が１．３％を超えると７３％以上の高いＹＲが確保できない。
【００４９】
したがって、（１）の発明においてはマルテンサイト系ステンレス鋼管の組織に占めるオーステナイトの割合を０．３〜１．３％と規定した。
【００５０】
なお、既に述べたように、或る相の体積割合は面積割合に等しいので、上記のオーステナイトが組織に占める割合は、例えば、Ｘ線回折法によるオーステナイト（γ）とフェライト（α）のピーク面積比から、前記の〔５〕式によって求めればよい。
【００５１】
（Ｃ）鋼管の円周方向の圧縮残留応力
鋼管を冷間矯正した場合には円周方向の圧縮残留応力の絶対値が増大し、特にその値が１．０ＭＰａを超えると圧潰強度が小さくなって耐圧潰性能が低下してしまう。したがって、鋼管の円周方向の圧縮残留応力を１．０ＭＰａ以下と規定した。
【００５２】
II．（２）の発明に係るマルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法の要件について
（Ｄ）（２）の発明の製造対象となる鋼材の化学組成
Ｃ：０．０１〜０．１％
Ｃは、マルテンサイト系ステンレス鋼管の強度を高めるのに有効な元素であるが、その含有量が０．０１％未満では所望の強度である７５８ＭＰａ以上のＰＳが得られず、一方、０．１％を超えると、強度上昇が大きくなって靱性が大きく低下し、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の靱性を付与することができない。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＣの量を０．０１〜０．１％とした。なお、Ｃの含有量は０．０２〜０．０６％であることが好ましい。
【００５３】
Ｃｒ：９．０〜１５．０％
Ｃｒは、炭酸ガスを含む環境での耐食性を高めるのに有効な元素であり、孔食や隙間腐食を防止するためには９．０％以上の含有量が必要である。しかし、Ｃｒを１５．０％を超えて含有させても炭酸ガスを含む環境での耐食性改善効果が飽和してコストが嵩むし、熱間加工の加熱時にデルタフェライトが生成して熱間加工性の低下が生じる。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＣｒの量を９．０〜１５．０％とした。なお、Ｃｒの含有量は１２．０〜１３．５％であることが好ましい。
【００５４】
Ｎｉ：０．１〜７．０％
Ｎｉは、オーステナイト安定化元素であり、熱間加工性を著しく高める作用があるが、その含有量が０．１％未満では前記の効果が得られず、上記のＣｒ含有量の範囲であれば７．０％を超えて含有させてもその効果が飽和してコストが嵩む上に、組織に占めるオーステナイトの割合が増加してＹＲの低下をきたす。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＮｉの量を０．１〜７．０％とした。なお、Ｎｉの含有量は０．５０〜２．０％であることが好ましい。
【００５５】
Ｎ：０．００５〜０．１％
Ｎは、オーステナイト安定化元素で、高価なＮｉの代替元素として有効な元素であり、この効果を得るために０．００５％以上を含有させる必要がある。しかし、その含有量が多くなれば強度上昇が大きくなって靱性の低下をきたす。特に、Ｎの含有量が０．１％を超えれば靱性の低下が大きくなって、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の靱性を付与することができない。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＮの量を０．００５〜０．１％とした。
【００５６】
Ｓｉ：０．０５〜１．０％
Ｓｉは、脱酸作用を有する。しかし、Ｓｉの含有量が０．０５％未満では添加効果に乏しく、一方、その含有量が１．０％を超えると、靱性が低下して、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の靱性を付与することができない。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＳｉの量を０．０５〜１．０％とした。
【００５７】
Ｍｎ：０．０５〜１．５％
Ｍｎも脱酸作用を有する。Ｍｎは、オーステナイト安定化元素であるので、熱間加工の加熱時にデルタフェライトの生成を抑制して熱間加工性を高める作用も有する。これらの効果を得るには、Ｍｎの含有量を０．０５％以上とする必要がある。しかし、その含有量が１．５％を超えると、靱性が低下して、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の靱性を付与できない。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＭｎの量を０．０５〜１．５％とした。なお、熱間加工性の向上のためにはＭｎの含有量は０．４０％以上であることが好ましく、又、靱性及び耐孔食性の向上のためにはＭｎの含有量は１．０％以下であることが好ましい。
【００５８】
Ｃｕ：０．１〜５．０％
Ｃｕは、Ｃｌ_２、Ｈ_２Ｓ及び炭酸ガスを含む環境における耐食性を高める作用を有する。又、Ｃｕはオーステナイト安定化元素であるので、熱間加工の加熱時にデルタフェライトの生成を抑制して熱間加工性を高める作用も有する。これらの効果を得るには、Ｃｕの含有量を０．１％以上とする必要がある。しかし、Ｃｕは融点が低いため多量に含有させると却って熱間加工性の低下をきたし、特に、その含有量が５．０％を超えると熱間加工性の低下が著しくなる。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＣｕの量を０．１〜５．０％とした。
【００５９】
Ｍｏ：０．１〜３．０％
Ｍｏは、Ｃｒと同様に炭酸ガスを含む環境での耐食性を高めるのに有効であり、特に、耐食性皮膜を保護する作用を有する。前記の効果はＭｏの含有量が０．１％以上の場合に得られる。しかし、Ｍｏの含有量が３．０％を超えると熱間加工性の低下をきたす。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＭｏの量を０．１〜３．０％とした。
【００６０】
Ｖ：０．０１〜０．２０％
Ｖは、炭化物を形成して強度を高める作用を有する。しかし、Ｖの含有量が０．０１％未満では添加効果に乏しく、一方、０．２０％を超えると靱性の大幅な低下をきたす。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＶの含有量を０．０１〜０．２０％とした。
【００６１】
Ａｌ：０．０００５％から０．０５％未満
Ａｌは、脱酸作用とともに、Ｎと結合してＡｌＮを形成して結晶粒を微細化する作用を有する。これらの効果を得るには、Ａｌの含有量を０．０００５％以上とする必要がある。しかし、Ａｌを０．０５％以上含有させても前記の効果が飽和するし、清浄度が低下したり連続鋳造時のノズル詰まりが発生したりする。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有するＡｌの量を０．０００５％から０．０５％未満とした。
【００６２】
（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有する不純物中のＰ及びＳの量は以下のとおりである。
【００６３】
Ｐ：０．０３％以下
Ｐは、不純物として鋼中に含有される元素で、粒界に偏析しやすく靱性を低下させてしまう。特に、その含有量が０．０３％を超えると、靱性の低下が著しくなる。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有する不純物中のＰの量を０．０３％以下とした。
【００６４】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは、不純物として鋼中に含有される元素で、熱間加工性及び靱性を低下させてしまう。特に、その含有量が０．０１％を超えると、熱間加工性及び靱性の低下が著しくなる。したがって、（２）の発明の製造対象となる鋼材が含有する不純物中のＳの量を０．０１％以下とした。
【００６５】
ｆｎ１：０．００５〜０．０１６
（２）の発明の製造対象となる鋼材は、前記〔１〕式で表されるｆｎ１の値が０．００５〜０．０１６を満たすものとする。
【００６６】
（２）の発明の製造対象となる鋼材のｆｎ１の値が０．００５未満の場合には、熱間での仕上げ加工後の冷間矯正で、残留オーステナイトが加工誘起変態してマルテンサイトになり、組織に占めるオーステナイトの割合が０．３％未満となって、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の靱性を付与することができない。
【００６７】
一方、上記ｆｎ１の値が０．０１６を超える場合には、鋼管の円周方向の圧縮残留応力の絶対値を小さくして耐圧潰性能の低下を防止する目的から、後述の熱間での仕上げ加工後の冷間矯正における加工量を５％以下に制限すると、組織に占めるオーステナイトの割合が１．３％を超えてしまうので７３％以上の高いＹＲをマルテンサイト系ステンレス鋼管に付与できない。
【００６８】
したがって、（２）の発明においてはその製造対象となる鋼材は、前記〔１〕式で表されるｆｎ１の値が、０．００５〜０．０１６を満たすものとした。
【００６９】
（Ｅ）（２）の発明の製造対象となる鋼材の温度
（２）の発明において、熱間での仕上げ加工を施される鋼材の温度はＡｃ_３点以上とする。これは、オーステナイトの単相組織からなる鋼材に熱間での仕上げ加工を施し、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の特性を付与するためである。
【００７０】
なお、既に述べたように、（２）の発明の製造対象となる鋼材とは、鋼塊や鋼片が熱間加工を受けて、中間段階の鋼管形状に加工されたものである。上記の鋼材はＡｃ_３点以上の温度を有しておりさえすればよいので、中間段階の鋼管形状に加工された後に直接熱間での仕上げ加工を受けてもよい。又、中間段階の鋼管形状に加工された後でＡｃ_３点以上の温度に再加熱され、その後で熱間での仕上げ加工を受けてもよい。
【００７１】
なお、本発明で規定する温度が、鋼材や熱間仕上げ加工して得た鋼管の外表面におけるものを指すことは既に述べたとおりである。
【００７２】
（Ｆ）（２）の発明の熱間仕上げ加工及び熱間仕上げ加工後の冷却
（Ｆ−１）熱間仕上げ加工
前記（Ｄ）項で述べた化学組成を満たすＡｃ_３点以上の温度を有する鋼材に、断面積加工度で５〜６５％の熱間仕上げ加工を施す。
【００７３】
断面積加工度が５％未満の場合には、加工による強度上昇の効果が少なく、このため、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の強度を付与することができない。一方、断面積加工度が６５％を超える場合には、造管後の集合組織による異方性のために、強度上昇とともにマルテンサイト系ステンレス鋼管の靱性が低下してしまう。
【００７４】
したがって、前記の鋼材に施す熱間仕上げ加工の断面積加工度を５〜６５％とした。
【００７５】
なお、既に述べたように、本発明でいう「熱間仕上げ加工」とは、例えば、通常の継目無鋼管製造におけるレデューサー、ストレッチレデューサー、サイザーやロータリーサイザーでの加工を指す。又、「断面積加工度」とは、熱間仕上げ加工で減肉される場合には「面積減少率」を、熱間仕上げ加工で増肉される場合には「面積増加率」を指す。
【００７６】
上記の熱間仕上げ加工は７５０℃以上の温度で仕上げることが重要である。
【００７７】
仕上げ温度が７５０℃未満の場合には、造管後の集合組織による異方性のために、強度上昇とともにマルテンサイト系ステンレス鋼管の靱性が低下してしまう。
【００７８】
したがって、前記の鋼材に施す断面積加工度が５〜６５％での熱間仕上げ加工を、７５０℃以上の温度で仕上げることとした。
【００７９】
（Ｆ−２）熱間仕上げ加工後の冷却
前記（Ｆ−１）項で述べた熱間仕上げ加工で最終形状に加工されたマルテンサイト系ステンレス鋼管を、次に常温まで０．５〜１０℃／秒の冷却速度で冷却する。
【００８０】
熱間仕上げ加工後の常温までの冷却速度が１０℃／秒を超える場合には、次の工程である後述の（Ｇ）項の冷間矯正で、残留オーステナイトが加工誘起変態してマルテンサイトになり、組織に占めるオーステナイトの割合が０．３％未満となって、マルテンサイト系ステンレス鋼管に所望の靱性を付与することができない。
【００８１】
一方、上記常温までの冷却速度が０．５／秒未満である場合には、鋼管の円周方向の圧縮残留応力の絶対値を小さくして耐圧潰性能の低下を防止する目的から、次の工程である冷間矯正における加工量を５％以下に制限すると、組織に占めるオーステナイトの割合が１．３％を超えてしまうので、７３％以上の高いＹＲをマルテンサイト系ステンレス鋼管に付与できないことになる。更に、生産効率も低下してしまう。
【００８２】
したがって、熱間仕上げ加工後のマルテンサイト系ステンレス鋼管を冷却する際の常温までの冷却速度を０．５〜１０℃／秒とした。
【００８３】
なお、本発明で規定する冷却速度が、熱間仕上げ加工して得た鋼管の外表面におけるものを指すことは既に述べたとおりである。
【００８４】
（Ｇ）（２）の発明の冷間矯正
前記（Ｆ）項に記載した条件で熱間での仕上げ加工と冷却を施されたマルテンサイト系ステンレス鋼管に対して、次に加工度で１〜５％の冷間矯正を施す。
【００８５】
冷間矯正時の加工度が１％未満である場合には、組織に占めるオーステナイトの割合が１．３％を超えてしまうので、７３％以上の高いＹＲをマルテンサイト系ステンレス鋼管に付与できない。
【００８６】
一方、冷間矯正時の加工度が５％を超える場合には、マルテンサイト系ステンレス鋼管に高いＹＲを付与することができるものの、鋼管の円周方向の圧縮残留応力の絶対値が増大して１．０ＭＰａを超えてしまうので却って圧潰強度が小さくなり、耐圧潰性能が低下してしまう。
【００８７】
したがって、冷間矯正する際の加工度を１〜５％とした。
【００８８】
なお、既に述べたように、冷間矯正における加工度とは、「荷重付加方向の圧下量（ｍｍ）／鋼管の外径（ｍｍ）」で表される値をいう。
【００８９】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
【００９０】
【実施例】
表１に示す化学組成を有する鋼塊を１２３０℃に加熱した後、通常の方法でピアサーによる穿孔とマンドレルミルによる圧延を行った。次に、再加熱炉で１０５０℃に加熱し、レデューサーによって断面積加工度で５９％の仕上げ加工を施し、外径が７３．０ｍｍ、肉厚が５．５１ｍｍの鋼管を各鋼について５本製造した。なお、レデューサーによる仕上げ温度は８９０〜９５０℃の範囲にあり、仕上げ加工後の常温までの冷却速度は１．８〜８℃／秒とした。
【００９１】
【表１】

【００９２】
各鋼の５本の鋼管のうち４本にそれぞれ加工度で１％、３％、５％及び６％の冷間矯正を施した。なお、残りの各１本には冷間矯正を施さなかった。
【００９３】
上記のようにして得た各鋼管について、曲がり、組織に占めるオーステナイトの割合、残留応力、引張特性、圧潰特性、耐食性及び靱性を調査した。
【００９４】
すなわち、各鋼管について、ＡＰＩ規格に準じて、ワイヤーとストレッチゲージによる曲がり測定を実施した。
【００９５】
又、Ｘ線回折法によってオーステナイトの量を求めた。すなわち、各鋼管の肉厚中央部から幅が１０ｍｍ、長さが５０ｍｍで厚さが２ｍｍの試験片を採取し、Ｘ線回折して得たオーステナイト（γ）とフェライト（α）のピーク面積比から、前記の〔５〕式によってオーステナイトが組織に占める割合を求めた。
【００９６】
各鋼管の長手方向の中央部から長さ５００ｍｍの試験片を採取し、クリンプトン法によって残留応力を測定することも行った。
【００９７】
又、各鋼管から通常の方法でＡＰＩ規格に準じた引張試験片を採取して引張試験を行い、ＰＳとＴＳを測定した。なお、ＰＳは全伸びが０．６％でのものとした。
【００９８】
更に、各鋼管について、その長手方向中央部から長さが２７９０ｍｍの試験片（試験鋼管）を採取し、長尺コラプステスターを用いて圧潰強度を測定した。
【００９９】
すなわち、試験鋼管の外面から水によって圧力を加え、加圧後にその鋼管が圧潰した際の水圧を圧潰強度とした。
【０１００】
なお、上記の長尺コラプステスターの境界条件は試験鋼管の長手方向に片端を拘束、他端を自由とするもので、圧潰試験中に長手方向の変位が可能なものである。又、円周方向はシールのためにパッキングを使用しているだけで拘束していないため、圧潰試験中は両端とも自由に変位することができるものである。管端外面をシールしているため。水圧をかけても管内面に水が浸入するすることはない。
【０１０１】
耐食性は、各鋼管の肉厚中央部からコルテスト用の試験片を採取し、ＮＡＣＥ（米国腐食協会）の規定したコルテストＮＡＣＥＡ法によってＳＳＣ特性調査を行った。
【０１０２】
靱性は、各鋼管についてその長手方向中央部から幅３．３ｍｍのＶノッチシャルピー試験片を採取し、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）、つまり延性破面率が５０％となる温度を求めた。
【０１０３】
表２〜７に、上記の各試験結果をまとめて示す。なお、上記の表２〜７においては、冷間矯正を施さなかった場合の加工度を０（ゼロ）と記載した。
【０１０４】
上記表２〜７の「曲がり」欄における「○」印は曲がりが２／１０００未満であったことを、「×」印は曲がりが２／１０００以上であったこと示す。
【０１０５】
「残留応力」の欄における負の数値は、残留応力が圧縮残留応力であることを示すものである。
【０１０６】
「引張特性」の「評価」欄において、「○」印はＰＳが７５８ＭＰａ以上、且つ、ＹＲが７３％以上であることを、又、「×」印はＰＳが７５８ＭＰａ以上とＹＲが７３％以上の少なくともいずれかを満たしていないことを示す。
【０１０７】
「圧潰強度」の「評価」欄における「○」印は圧潰強度が目標の１００ＭＰａ以上であって耐圧潰性能に優れていることを示し、「×」印は圧潰強度が目標の１００ＭＰａに達しておらず耐圧潰性能が劣っていることを示す。
【０１０８】
「耐食性」の「ＳＳＣ」欄における「○」印は、倍率を１００倍及び５００倍とした光学顕微鏡を用いた観察で「割れ」がなかったことを、「×」印は上記観察で割れが認められたことを示す。又、その「評価」欄の「○」印は割れがなく耐食性に優れていることを、「×」印は割れが生じて耐食性に劣ることを示す。
【０１０９】
「靱性」の「評価」欄において、「○」印は破面遷移温度が目標の０℃以下で良好な靱性を有することを示し、「×」印は破面遷移温度が目標の０℃を超えて靱性が低いことを示す。
【０１１０】
「総合評価」欄における「○」印は曲がりが少なく、しかも、耐食性、耐圧潰性能及び靱性の全てが目標に達していることを示し、「△」印は耐食性、耐圧潰性能及び靱性は目標に達しているが曲がりの面で劣っていることを、「×」印は耐食性、耐圧潰性能及び靱性の少なくともいずれかが目標に達していないことを示す。
【０１１１】
【表２】

【０１１２】
【表３】

【０１１３】
【表４】

【０１１４】
【表５】

【０１１５】
【表６】

【０１１６】
【表７】

【０１１７】
表２〜７から（１）の発明で規定する条件を満たすマルテンサイト系ステンレス鋼管は、良好な耐食性と耐圧潰性能とを有し、しかも、靱性にも優れていることが明らかである。
【０１１８】
更に、（２）の発明で規定する方法によって、熱間での製管後に冷間矯正を行うだけで熱処理を施さなくても、良好な耐食性、耐圧潰性能及び靱性を有し、曲がりも少ないマルテンサイト系ステンレス鋼管を製造できることが明らかである。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼管は良好な耐食性と耐圧潰性能とを有し、しかも、靱性にも優れているので、深度が大きく、炭酸ガスや硫化水素といった腐食性のガスを含む過酷な環境にある油井やガス井に用いることができる。更に、本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼管は、熱間での製管後に冷間矯正して、熱処理を施すことなく製造されたものであるので、鋼管内面にスケールを生じることが少なく、このため、鋼管内面の脱スケール処理を省略することができる。本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼管は、本発明の方法によって、製造することができる。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a martensitic stainless steel pipe and a method for producing the same.Cold straightened after hot pipe making, manufactured without heat treatmentMartensitic stainless steel pipes with excellent corrosion resistance, crushing performance and toughness, especially martensitic stainless oil well pipes and martensitic stainless steel pipes with the above characteristicsMadeAnd how to build.
[0002]
[Prior art]
In recent years, oil wells and gas wells in a harsh environment have been developed that are deep in depth and further contain corrosive gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide. For this reason, steel pipes used for oil and gas sampling, that is, oil well pipes, are required to have a crushing performance and corrosion resistance, and also to have good toughness.
[0003]
Addition of Cr is effective for the suppression of corrosion by carbon dioxide gas. Therefore, martens such as so-called “9% Cr steel” and “13% Cr steel” containing 9% or 13% Cr in mass%. Site-based Cr steel is frequently used. Further, in an environment containing hydrogen sulfide, particularly in an environment containing wet hydrogen sulfide, sulfide stress corrosion cracking (hereinafter referred to as SSC) occurs, so that the strength (hardness) can be suppressed to prevent the occurrence of SSC. Has been done.
[0004]
On the other hand, it is effective to increase the strength in order to improve the crushing performance. However, if the strength is increased, the SSC resistance decreases. For this reason, although the crushing performance is improved by increasing the thickness (wall thickness) of the steel pipe, increasing the thickness of the steel pipe leads to an increase in the material cost of the oil well pipe that is the product. .
[0005]
In order to increase the crushing performance without increasing the wall thickness of the steel pipe and without causing a decrease in the SSC resistance due to the increase in strength (hardness), the yield ratio of the product, that is, “proof strength / tensile strength” (Hereinafter, yield ratio, yield strength and tensile strength will be referred to as YR, PS and TS, respectively) or PS will be about 0.5 to 0.65% as in API (American Petroleum Institute) standard. When determining by elongation, it is effective to obtain an SS curve (stress-strain curve) closer to an elastic perfect plastic body even if the value of YR is the same.
[0006]
In Patent Document 1, 13% Cr steel containing 0.05 to 0.1% by weight of Al is normalized, and AlN is precipitated to refine the austenite grains. A “manufacturing method of martensitic stainless steel pipe” is disclosed in which an SS curve close to a perfect plastic body is obtained, thereby increasing YR and ensuring high crushing strength in the martensitic stainless steel pipe. However, since the technique proposed in this publication uses normalization and tempering as essential processes, the heat treatment cost increases. Furthermore, in the case of high Cr steel, a heat treatment produces a scale with a large thickness and poor adhesion. If such a scale remains, the scale peels off during use in an oil well or gas well, and the bottom of the well Clogging of the equipment and attached filters, and the wires used for wire processing when collecting oil and gas are worn. For this reason, in order to prevent clogging of an oil well apparatus etc. and the abrasion of a wire, it becomes necessary to perform the descaling process of the inner surface of a steel pipe, so that the number of processes increases and the manufacturing cost increases.
[0007]
  Therefore, heat treatment can be omitted and the scale as described above is rarely generated on the inner surface of the steel pipe.GoodThere is a growing demand for high Cr martensitic stainless steel pipes that have good corrosion resistance and crushing performance, and also have excellent toughness.
[0008]
However, in general, a high Cr martensitic stainless steel pipe after hot pipe production has a lower YR than a steel pipe subjected to quenching and tempering heat treatment or normalizing and tempering heat treatment having the same chemical composition. For this reason, TS and therefore hardness will become high with respect to target PS required in the design of a structure. In particular, in the case of oil well pipes, the strength characteristics are defined by PS. Therefore, even if the PS level is the same, TS is low because YR is low, and therefore the hardness is high, and the corrosion resistance, particularly SSC resistance is greatly reduced. Occurs.
[0009]
Furthermore, YR being low means that PS is low when compared at the same hardness level, that is, at the same TS level, and the crushing strength proportional to PS is reduced.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-8-109444
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose isCold straightened after hot pipe making, manufactured without heat treatmentA martensitic stainless steel pipe having good corrosion resistance and crushing performance and excellent in toughness, and a martensitic stainless steel pipe having the above characteristicsMadeAnd providing a method of building.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention resides in a martensitic stainless steel pipe shown in (1) below and a method for producing a martensitic stainless steel pipe shown in (2).
[0013]
  (1) By mass%, C: 0.01 to 0.10%, Cr: 9.0 to 15.0%, Ni: 0.1 to 7.0%, N: 0.005 to 0.1% , Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.05 to 1.5%, Cu: 0.1 to 5.0%, Mo: 0.1 to 3.0%, V: 0.01 -0.20% and Al: 0.0005% to less than 0.05%, the balance is made of Fe and impurities, and P and S in the impurities are 0.03% or less and 0.01% or less, respectively. The proportion of austenite in the structure is 0.3 to 1.3%, and the absolute value of the compressive residual stress in the circumferential direction is 1.0 MPa or less.It is characterized by being manufactured without hot treatment after cold straightening after hot pipe making.Martensitic stainless steel pipe.
[0014]
  (2) By mass%, C: 0.01 to 0.10%, Cr: 9.0 to 15.0%, Ni: 0.1 to 7.0%, N: 0.005 to 0.1% , Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.05 to 1.5%, Cu: 0.1 to 5.0%, Mo: 0.1 to 3.0%, V: 0.01 -0.20% and Al: 0.0005% to less than 0.05%, the balance is made of Fe and impurities, and P and S in the impurities are 0.03% or less and 0.01% or less, respectively. following[1]The value of fn1 represented by the formula satisfies 0.005 to 0.016, and Ac_ThreeA steel material having a temperature equal to or higher than a point is subjected to a hot finishing process of 5 to 65% in cross-sectional area processing degree and finished at a temperature of 750 ° C. or higher, and then cooled to a normal temperature at a cooling rate of 0.5 to 10 ° C./second A method for producing a martensitic stainless steel pipe, which is cooled and then cold-corrected at a workability of 1 to 5%.
[0015]
  Fn1 = 0.0079 × Nibal + 0.0225 ...[1]Nibal = Nieq -1.1 Creq + 8.2 ...[2], Nieq = Ni (%) + 30 {C (%) + N (%)} + 0.5 Mn (%)[3], Creq = Cr (%) + 1.5 Si (%) + Mo (%)...[4].
[0016]
Here, the temperature and cooling rate specified in the present invention refer to values on the outer surface of a steel pipe or a steel pipe obtained by hot finishing.
[0017]
In addition, “cross-sectional area processing degree” in the present invention means “area reduction rate” when thinned by hot finishing, and “area increase rate” when thickened by hot finishing. ".
[0018]
Furthermore, “hot finishing” as used in the present invention refers to, for example, processing with a reducer, stretch reducer, sizer or rotary sizer in ordinary seamless steel pipe production.
[0019]
Here, Ac is subjected to hot finishing of 5 to 65% in cross-sectional area processing degree₃ A steel material having a temperature equal to or higher than a point refers to a steel ingot or steel slab that has undergone hot working to have a steel pipe shape at an intermediate stage.
[0020]
The degree of processing in cold correction refers to a value represented by “amount of reduction in the direction of load application (mm) / outer diameter of steel pipe (mm)”.
[0021]
  In addition, the volume ratio of a certain phase is equal to the area ratio. Therefore, the proportion of the austenite specified in the present invention in the structure is, for example, from the peak area ratio of austenite (γ) and ferrite (α) by the X-ray diffraction method as follows:[5]What is necessary is just to obtain | require by a type | formula.
[0022]
  γ (111) / {γ (111) + α (110)}...[5].
[0023]
Here, γ (111) indicates the X-ray integrated intensity of the (111) plane of the austenite (γ) phase, and α (110) indicates the X-ray integrated intensity of the (110) plane of the ferrite (α) phase.
[0024]
Hereinafter, the inventions relating to the manufacturing method of the martensitic stainless steel pipe (1) and the martensitic stainless steel pipe (2) are referred to as the inventions (1) and (2), respectively.
[0025]
The present inventors have conducted various studies in order to obtain a martensitic stainless steel pipe having good corrosion resistance, crushing performance and toughness without performing heat treatment just by performing cold correction after hot pipe making. Went. As a result, the following findings (a) to (f) were obtained.
[0026]
(A) In a high Cr martensitic stainless steel pipe that has been heated to the austenite region and then subjected to hot finishing to a final shape and then allowed to cool in the atmosphere, generally, austenite is untransformed. Remains as it is. The austenite remaining untransformed is hereinafter also referred to as retained austenite.
[0027]
(B) In a martensitic stainless steel pipe whose chemical composition is within the range defined by the present invention, a high YR of 73% or more can be secured if the proportion of austenite in the structure is 1.3% or less.
[0028]
(C) If the ratio of austenite in the structure of the martensitic stainless steel pipe is 0.3% or more, it is possible to ensure toughness that the fracture surface transition temperature in a Charpy impact test using a V-notch test piece is 0 ° C. or less.
[0029]
(D) By carrying out cold straightening after hot pipe making, the retained austenite becomes a work-induced transformation to become martensite, and the YR of the martensitic stainless steel pipe can be increased.
[0030]
(E) In particular, if the martensitic stainless steel pipe is made of a specific chemical composition that has been subjected to hot finishing and cooling under specific conditions, cold correction of at least 1% in terms of workability should be performed. Thus, a high YR can be imparted.
[0031]
As already described, the degree of work in cold straightening refers to a value represented by “amount of reduction in the load application direction (mm) / outer diameter of steel pipe (mm)”.
[0032]
(F) When the degree of cold straightening exceeds 5%, a high YR can be imparted to the martensitic stainless steel pipe, but the absolute value of the compressive residual stress in the circumferential direction of the steel pipe increases. Since it exceeds 1.0 MPa, the crushing strength is decreased and the crushing performance is deteriorated. If the content of the component, for example, the content of C is increased, the strength increases, so that the crushing strength satisfies the desired performance even if the residual stress increases. However, this will deteriorate the corrosion resistance. In order to have excellent crushing performance and not deteriorate the corrosion resistance, it is important to reduce the strength until a desired crushing strength is obtained and to reduce the residual stress.
[0033]
The present invention has been completed based on the above findings.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, each requirement of the inventions (1) and (2) will be described in detail. In addition, "%" display of the content of each element means "mass%".
[0035]
I. Requirements for martensitic stainless steel pipe according to invention of (1)
(A) Chemical composition
C: 0.01 to 0.1%
C is an element effective for increasing the strength of the martensitic stainless steel pipe. However, if the content is less than 0.01%, PS having a desired strength of 758 MPa or more cannot be obtained. On the other hand, when the content of C exceeds 0.1%, the strength increase is increased and the toughness is greatly decreased, and the fracture surface transition temperature in the Charpy impact test using a V-notch test piece is set to 0 ° C. or less. Toughness cannot be secured. Therefore, the C content is set to 0.01 to 0.1%. In addition, it is preferable that content of C is 0.02-0.06%.
[0036]
Cr: 9.0 to 15.0%
Cr is an element effective for enhancing the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide gas, and it is necessary to contain 9.0% or more in order to prevent pitting corrosion and crevice corrosion. However, even if Cr is contained in excess of 15.0%, the effect of improving the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide is saturated and the cost is increased, and delta ferrite is generated during heating during hot working, resulting in hot workability. Decrease. Therefore, the content of Cr is set to 9.0 to 15.0%. The Cr content is preferably 12.0 to 13.5%.
[0037]
Ni: 0.1-7.0%
Ni is an austenite stabilizing element and has an effect of remarkably improving hot workability. However, if the content is less than 0.1%, the above effect cannot be obtained. If the Cr content is in the above range, the effect is saturated even if the content exceeds 7.0%. In addition to being bulky, the proportion of austenite in the structure increases, resulting in a decrease in YR. Therefore, the content of Ni is set to 0.1 to 7.0%. The Ni content is preferably 0.50 to 2.0%.
[0038]
N: 0.005-0.1%
N is an austenite stabilizing element and is an effective element as an alternative element to expensive Ni. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.005% or more. However, as the content increases, the strength increases and the toughness decreases. In particular, if the N content exceeds 0.1%, the decrease in toughness increases, and the toughness with a fracture surface transition temperature of 0 ° C. or less in a Charpy impact test using a V-notch specimen having the desired toughness is ensured. Can not. Therefore, the N content is set to 0.005 to 0.1%.
[0039]
Si: 0.05-1.0%
Si has a deoxidizing action. However, if the Si content is less than 0.05%, the effect of addition is poor. On the other hand, if the content exceeds 1.0%, the toughness decreases, and the desired toughness that the fracture surface transition temperature in the Charpy impact test using a V-notch test piece is 0 ° C. or less cannot be ensured. Therefore, the Si content is set to 0.05 to 1.0%.
[0040]
Mn: 0.05 to 1.5%
If Mn is also added, it has a deoxidizing action. Since Mn is an austenite stabilizing element, it also has the effect of suppressing the formation of delta ferrite during heating during hot working and improving hot workability. These effects are obtained when the Mn content is 0.05% or more. However, if the content exceeds 1.5%, the toughness is lowered, and the desired toughness with a fracture surface transition temperature of 0 ° C. or less in the Charpy impact test using a V-notch test piece cannot be ensured. Therefore, the Mn content is set to 0.05 to 1.5%. In order to improve hot workability, it is preferable to contain 0.40% or more of Mn, and to improve toughness and pitting corrosion resistance, the Mn content should be 1.0% or less. Is preferred.
[0041]
Cu: 0.1 to 5.0%
Cu is Cl₂, H₂It has the effect | action which improves the corrosion resistance in the environment containing S and a carbon dioxide gas. In addition, since Cu is an austenite stabilizing element, it also has the effect of suppressing the formation of delta ferrite and improving the hot workability during heating during hot working. However, such effects cannot be obtained when the Cu content is less than 0.1%. On the other hand, since Cu has a low melting point, if it is contained in a large amount, the hot workability deteriorates. In particular, if the content exceeds 5.0%, the hot workability deteriorates remarkably. Therefore, the Cu content is set to 0.1 to 5.0%.
[0042]
Mo: 0.1-3.0%
Mo is effective for enhancing the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide gas like Cr, and particularly has an action of protecting the corrosion-resistant film. However, if the Mo content is less than 0.1%, the above effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the content of Mo exceeds 3.0%, the hot workability is lowered. Therefore, the Mo content is set to 0.1 to 3.0%.
[0043]
V: 0.01-0.20%
V has the effect of forming carbides and increasing strength. However, if the content of V is less than 0.01%, the effect of addition is poor, whereas if it exceeds 0.20%, the toughness is significantly reduced. Therefore, the content of V is set to 0.01 to 0.20%.
[0044]
Al: 0.0005% to less than 0.05%
Al has a deoxidizing action and an action of combining with N to form AlN to refine crystal grains. However, if the Al content is less than 0.0005%, such an effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, even if 0.05% or more of Al is contained, the above effects are saturated, the cleanliness is lowered, and nozzle clogging during continuous casting occurs. Therefore, the Al content is set to 0.0005% to less than 0.05%.
[0045]
In invention of (1), while containing the said element from C to Al, content of P and S in an impurity is prescribed | regulated as follows.
[0046]
P: 0.03% or less
P is an element contained in the steel as an impurity, and easily segregates at the grain boundary and lowers toughness. In particular, when the content exceeds 0.03%, the toughness is significantly reduced. Therefore, the content of P in the impurities is set to 0.03% or less.
[0047]
S: 0.01% or less
S is an element contained in steel as an impurity, and decreases hot workability and toughness. In particular, when the content exceeds 0.01%, the hot workability and toughness are significantly reduced. Therefore, the content of S in the impurities is set to 0.01% or less.
[0048]
(B) Organization
In particular, in the case of a martensitic stainless steel pipe having a PS of 758 MPa or more, if the austenite ratio in the structure is less than 0.3%, the toughness decreases and the fracture surface transition temperature in the Charpy impact test using a V-notch specimen is obtained. However, the desired toughness of 0 ° C. or lower cannot be ensured. On the other hand, when the proportion of austenite in the structure exceeds 1.3%, a high YR of 73% or more cannot be secured.
[0049]
Therefore, in the invention of (1), the ratio of austenite in the structure of the martensitic stainless steel pipe is defined as 0.3 to 1.3%.
[0050]
  As already described, since the volume ratio of a certain phase is equal to the area ratio, the ratio of the austenite to the structure is, for example, the peak areas of austenite (γ) and ferrite (α) by X-ray diffraction method. From the ratio[5]What is necessary is just to obtain | require by a type | formula.
[0051]
(C) Compressive residual stress in the circumferential direction of the steel pipe
When the steel pipe is cold straightened, the absolute value of the compressive residual stress in the circumferential direction increases. In particular, when the value exceeds 1.0 MPa, the crushing strength is reduced and the crushing performance is reduced. Therefore, the compressive residual stress in the circumferential direction of the steel pipe is defined as 1.0 MPa or less.
[0052]
II. About requirements of manufacturing method of martensitic stainless steel pipe according to invention of (2)
(D) Chemical composition of steel material to be manufactured in the invention of (2)
C: 0.01 to 0.1%
C is an element effective for increasing the strength of the martensitic stainless steel pipe, but if its content is less than 0.01%, PS with a desired strength of 758 MPa or more cannot be obtained, while 0.1% If it exceeds 50%, the increase in strength is increased, the toughness is greatly reduced, and the desired toughness cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe. Therefore, the amount of C contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.01 to 0.1%. In addition, it is preferable that content of C is 0.02-0.06%.
[0053]
Cr: 9.0 to 15.0%
Cr is an element effective for enhancing the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide gas, and a content of 9.0% or more is necessary to prevent pitting corrosion and crevice corrosion. However, even if Cr is contained in excess of 15.0%, the effect of improving the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide is saturated and the cost is increased, and delta ferrite is generated during heating during hot working, resulting in hot workability. Decrease. Therefore, the amount of Cr contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 9.0 to 15.0%. In addition, it is preferable that content of Cr is 12.0 to 13.5%.
[0054]
Ni: 0.1-7.0%
Ni is an austenite stabilizing element and has the effect of remarkably enhancing hot workability. However, if its content is less than 0.1%, the above effect cannot be obtained, and the above Cr content is within the range. Even if the content exceeds 7.0%, the effect is saturated and the cost is increased, and the proportion of austenite in the structure increases and YR decreases. Therefore, the amount of Ni contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.1 to 7.0%. In addition, it is preferable that content of Ni is 0.50 to 2.0%.
[0055]
N: 0.005-0.1%
N is an austenite stabilizing element and is an effective element as an alternative element to expensive Ni. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.005% or more. However, as the content increases, the strength increases and the toughness decreases. In particular, if the N content exceeds 0.1%, the toughness is greatly lowered, and the desired toughness cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe. Therefore, the amount of N contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.005 to 0.1%.
[0056]
Si: 0.05-1.0%
Si has a deoxidizing action. However, if the Si content is less than 0.05%, the effect of addition is poor. On the other hand, if the Si content exceeds 1.0%, the toughness is lowered and the desired toughness is imparted to the martensitic stainless steel pipe. I can't. Therefore, the amount of Si contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.05 to 1.0%.
[0057]
Mn: 0.05 to 1.5%
Mn also has a deoxidizing action. Since Mn is an austenite stabilizing element, it also has the effect of suppressing the formation of delta ferrite during heating during hot working and improving hot workability. In order to obtain these effects, the Mn content needs to be 0.05% or more. However, if its content exceeds 1.5%, the toughness is lowered and the desired toughness cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe. Therefore, the amount of Mn contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.05 to 1.5%. In order to improve hot workability, the Mn content is preferably 0.40% or more, and in order to improve toughness and pitting corrosion resistance, the Mn content is 1.0%. The following is preferable.
[0058]
Cu: 0.1 to 5.0%
Cu is Cl₂, H₂It has the effect | action which improves the corrosion resistance in the environment containing S and a carbon dioxide gas. In addition, since Cu is an austenite stabilizing element, it also has the effect of suppressing the formation of delta ferrite and improving the hot workability during heating during hot working. In order to obtain these effects, the Cu content needs to be 0.1% or more. However, since Cu has a low melting point, if it is contained in a large amount, it causes a decrease in hot workability. In particular, if its content exceeds 5.0%, the hot workability is significantly reduced. Therefore, the amount of Cu contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.1 to 5.0%.
[0059]
Mo: 0.1-3.0%
Mo is effective for enhancing the corrosion resistance in an environment containing carbon dioxide gas like Cr, and particularly has an action of protecting the corrosion-resistant film. The above effect is obtained when the Mo content is 0.1% or more. However, when the Mo content exceeds 3.0%, the hot workability is lowered. Therefore, the amount of Mo contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.1 to 3.0%.
[0060]
V: 0.01-0.20%
V has the effect of forming carbides and increasing strength. However, if the content of V is less than 0.01%, the effect of addition is poor, whereas if it exceeds 0.20%, the toughness is significantly reduced. Therefore, the content of V contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.01 to 0.20%.
[0061]
Al: 0.0005% to less than 0.05%
Al has a deoxidizing action and an action of combining with N to form AlN to refine crystal grains. In order to obtain these effects, the Al content needs to be 0.0005% or more. However, even if 0.05% or more of Al is contained, the above effects are saturated, the cleanliness is lowered, and nozzle clogging occurs during continuous casting. Therefore, the amount of Al contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.0005% to less than 0.05%.
[0062]
The amounts of P and S in the impurities contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) are as follows.
[0063]
P: 0.03% or less
P is an element contained in the steel as an impurity, and easily segregates at the grain boundary and lowers toughness. In particular, when the content exceeds 0.03%, the toughness is significantly reduced. Therefore, the amount of P in the impurities contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.03% or less.
[0064]
S: 0.01% or less
S is an element contained in steel as an impurity, and decreases hot workability and toughness. In particular, when the content exceeds 0.01%, the hot workability and toughness are significantly reduced. Therefore, the amount of S in the impurities contained in the steel material to be manufactured in the invention of (2) is set to 0.01% or less.
[0065]
  fn1: 0.005 to 0.016
  The steel material to be manufactured in the invention of (2) is the above-mentioned[1]It is assumed that the value of fn1 represented by the formula satisfies 0.005 to 0.016.
[0066]
When the value of fn1 of the steel material to be manufactured according to the invention of (2) is less than 0.005, the remaining austenite undergoes work-induced transformation and becomes martensite by cold straightening after hot finishing. The proportion of austenite in the structure is less than 0.3%, and the desired toughness cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe.
[0067]
On the other hand, when the value of fn1 exceeds 0.016, the hot finishing described later is performed for the purpose of reducing the absolute value of the compressive residual stress in the circumferential direction of the steel pipe and preventing the deterioration of the crushing performance. If the amount of processing in cold straightening after processing is limited to 5% or less, the ratio of austenite in the structure exceeds 1.3%, so a high YR of 73% or more cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe.
[0068]
  Therefore, in the invention of (2), the steel material to be manufactured is[1]The value of fn1 represented by the formula shall satisfy 0.005 to 0.016.
[0069]
(E) Temperature of the steel material to be manufactured in the invention of (2)
In the invention of (2), the temperature of the steel material subjected to hot finishing is Ac.₃ Do not exceed the point. This is because the steel material having a single-phase structure of austenite is subjected to hot finishing to give the martensitic stainless steel pipe desired characteristics.
[0070]
As already described, the steel material to be manufactured in the invention of (2) is a steel ingot or steel piece that has been subjected to hot working and processed into a steel pipe shape at an intermediate stage. The above steel is Ac₃ Since it only needs to have a temperature equal to or higher than the point, it may be directly subjected to hot finishing after being processed into an intermediate steel pipe shape. In addition, after being processed into an intermediate stage steel pipe shape, Ac₃ It may be reheated to a temperature above the point, and then subjected to hot finishing.
[0071]
As described above, the temperature defined in the present invention refers to that on the outer surface of a steel pipe or a steel pipe obtained by hot finishing.
[0072]
(F) Hot finishing of invention of (2) and cooling after hot finishing
(F-1) Hot finishing
Ac satisfying the chemical composition described in the above section (D)₃ A steel material having a temperature equal to or higher than the point is subjected to hot finishing of 5 to 65% in terms of the cross-sectional area processing degree.
[0073]
When the cross-sectional area working degree is less than 5%, the effect of increasing the strength by working is small, and therefore, a desired strength cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe. On the other hand, when the cross-sectional area workability exceeds 65%, the toughness of the martensitic stainless steel pipe decreases with increasing strength due to anisotropy due to the texture after pipe forming.
[0074]
Therefore, the cross-sectional area processing degree of the hot finishing applied to the steel material is set to 5 to 65%.
[0075]
As already described, “hot finishing” in the present invention refers to, for example, processing with a reducer, stretch reducer, sizer or rotary sizer in normal seamless steel pipe manufacturing. The “degree of cross-sectional area processing” refers to “area reduction rate” when the thickness is reduced by hot finishing, and “area increase rate” when the thickness is increased by hot finishing.
[0076]
It is important that the above hot finishing is finished at a temperature of 750 ° C. or higher.
[0077]
When the finishing temperature is less than 750 ° C., the toughness of the martensitic stainless steel pipe decreases with increasing strength due to anisotropy due to the texture after pipe forming.
[0078]
Therefore, the hot finishing process with a cross-sectional area processing degree of 5 to 65% applied to the steel material is finished at a temperature of 750 ° C. or higher.
[0079]
(F-2) Cooling after hot finishing
The martensitic stainless steel pipe processed into the final shape by the hot finishing described in the section (F-1) is then cooled to a normal temperature at a cooling rate of 0.5 to 10 ° C./second.
[0080]
When the cooling rate to room temperature after hot finishing exceeds 10 ° C./sec, the remaining austenite is transformed into martensite by the cold-correction in the next step (G), which is described later, in the subsequent process. Thus, the proportion of austenite in the structure is less than 0.3%, and the desired toughness cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe.
[0081]
On the other hand, when the cooling rate to room temperature is less than 0.5 / sec, the following is the purpose of reducing the absolute value of the compressive residual stress in the circumferential direction of the steel pipe and preventing the deterioration of the crushing performance. When the amount of processing in cold straightening, which is a process, is limited to 5% or less, the ratio of austenite in the structure exceeds 1.3%, so that a high YR of 73% or more cannot be imparted to a martensitic stainless steel pipe. become. Furthermore, the production efficiency is also reduced.
[0082]
Therefore, the cooling rate to room temperature when cooling the martensitic stainless steel pipe after hot finishing was set to 0.5 to 10 ° C./second.
[0083]
As described above, the cooling rate defined in the present invention refers to that on the outer surface of a steel pipe obtained by hot finishing.
[0084]
(G) Cold straightening of invention of (2)
The martensitic stainless steel pipe that has been subjected to hot finishing and cooling under the conditions described in the above section (F) is then subjected to cold straightening at a working degree of 1 to 5%.
[0085]
When the degree of work during cold straightening is less than 1%, the ratio of austenite in the structure exceeds 1.3%, so a high YR of 73% or more cannot be imparted to the martensitic stainless steel pipe.
[0086]
On the other hand, when the degree of work during cold straightening exceeds 5%, a high YR can be given to the martensitic stainless steel pipe, but the absolute value of the compressive residual stress in the circumferential direction of the steel pipe increases. Since it exceeds 1.0 MPa, the crushing strength is reduced and the crushing performance is deteriorated.
[0087]
Therefore, the degree of processing during cold correction is set to 1 to 5%.
[0088]
As already described, the degree of work in cold straightening refers to a value represented by “amount of reduction in the load application direction (mm) / outer diameter of steel pipe (mm)”.
[0089]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0090]
【Example】
After the steel ingot having the chemical composition shown in Table 1 was heated to 1230 ° C., piercing with a piercer and rolling with a mandrel mill were performed by ordinary methods. Next, the steel is heated to 1050 ° C. in a reheating furnace, and finished with 59% of the cross-sectional area by a reducer. Five steel pipes with an outer diameter of 73.0 mm and a wall thickness of 5.51 mm are produced for each steel. did. In addition, the finishing temperature by a reducer exists in the range of 890-950 degreeC, and the cooling rate to normal temperature after finishing was 1.8-8 degreeC / sec.
[0091]
[Table 1]

[0092]
Four of the five steel pipes of each steel were cold-corrected at 1%, 3%, 5% and 6% in terms of degree of work. The remaining one was not cold-corrected.
[0093]
Each steel pipe obtained as described above was examined for bending, the ratio of austenite in the structure, residual stress, tensile properties, crushing properties, corrosion resistance and toughness.
[0094]
That is, for each steel pipe, bending measurement using a wire and a stretch gauge was performed according to the API standard.
[0095]
In addition, the amount of austenite was determined by X-ray diffraction. That is, a peak area ratio of austenite (γ) and ferrite (α) obtained by X-ray diffracting a specimen having a width of 10 mm, a length of 50 mm and a thickness of 2 mm from the thickness center of each steel pipe From the above[5]The proportion of austenite in the structure was determined by the formula.
[0096]
A test piece having a length of 500 mm was collected from the central portion in the longitudinal direction of each steel pipe, and the residual stress was measured by the crimpton method.
[0097]
In addition, a tensile test piece according to the API standard was collected from each steel pipe by a normal method, a tensile test was performed, and PS and TS were measured. Note that PS had a total elongation of 0.6%.
[0098]
Furthermore, about each steel pipe, the test piece (test steel pipe) whose length is 2790 mm from the center part of the longitudinal direction was extract | collected, and crushing strength was measured using the long collapse tester.
[0099]
That is, pressure was applied with water from the outer surface of the test steel pipe, and the water pressure when the steel pipe was crushed after pressurization was defined as the crushing strength.
[0100]
The boundary condition of the above long collapse tester is one in which one end is constrained in the longitudinal direction of the test steel pipe and the other end is free, and displacement in the longitudinal direction is possible during the crushing test. Also, since the circumferential direction uses only a packing for sealing and is not restrained, both ends can be freely displaced during the crushing test. Because the pipe end outer surface is sealed. Even when water pressure is applied, water does not enter the inner surface of the pipe.
[0101]
Corrosion resistance was obtained by collecting SCT test specimens from the center of the wall thickness of each steel pipe and examining SSC characteristics by the Coltest NACE A method defined by NACE (National Corrosion Association).
[0102]
As for toughness, a V-notch Charpy test piece having a width of 3.3 mm was sampled from the center in the longitudinal direction of each steel pipe, and the fracture surface transition temperature (vTrs), that is, the temperature at which the ductile fracture surface ratio was 50% was determined.
[0103]
Tables 2 to 7 collectively show the above test results. In Tables 2 to 7, the degree of processing when cold correction was not performed was described as 0 (zero).
[0104]
In the “bend” column of Tables 2 to 7, “◯” indicates that the bend was less than 2/1000, and “x” indicates that the bend was 2/1000 or more.
[0105]
A negative numerical value in the “residual stress” column indicates that the residual stress is a compressive residual stress.
[0106]
In the “Evaluation” column of “Tensile properties”, “◯” indicates that PS is 758 MPa or more and YR is 73% or more, and “x” indicates PS is 758 MPa or more and YR is 73% or more. Indicates that at least one of the above is not met.
[0107]
“O” mark in the “Evaluation” column of “Crushing strength” indicates that the crushing strength is 100 MPa or more of the target and excellent in the crushing performance, and “X” mark indicates that the crushing strength has reached the target 100 MPa. This indicates that the crushing performance is inferior.
[0108]
“O” mark in “SSC” column of “Corrosion resistance” indicates that there was no “crack” in the observation using an optical microscope with a magnification of 100 times and 500 times, and “x” mark indicates that there was no crack in the above observation. Indicates that it was recognized. In the “Evaluation” column, “◯” indicates that there is no crack and is excellent in corrosion resistance, and “X” indicates that crack occurs and the corrosion resistance is inferior.
[0109]
In the “Evaluation” column of “Toughness”, “○” indicates that the fracture surface transition temperature is less than the target 0 ° C. and has good toughness, and “X” indicates that the fracture surface transition temperature is the target 0 ° C. The toughness is low.
[0110]
“○” mark in the “Comprehensive evaluation” column indicates that there is little bending, and that all of the corrosion resistance, crushing performance and toughness have been achieved, and the “△” mark indicates the target for corrosion resistance, crushing performance and toughness. The mark “x” indicates that at least one of the corrosion resistance, the crushing performance, and the toughness has not reached the target.
[0111]
[Table 2]

[0112]
[Table 3]

[0113]
[Table 4]

[0114]
[Table 5]

[0115]
[Table 6]

[0116]
[Table 7]

[0117]
From Tables 2 to 7, it is clear that martensitic stainless steel pipes satisfying the conditions specified in the invention of (1) have good corrosion resistance and crushing performance, and are excellent in toughness.
[0118]
Furthermore, by the method specified in the invention of (2), it has good corrosion resistance, crushing performance and toughness, and is less bent even if it is not subjected to heat treatment just by performing cold correction after hot pipe making. It is clear that martensitic stainless steel pipes can be manufactured.
[0119]
【The invention's effect】
The martensitic stainless steel pipe of the present invention has good corrosion resistance and crushing performance, and also has excellent toughness, so it has a large depth and a harsh environment containing corrosive gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide. It can be used for oil wells and gas wells. Furthermore, the present inventionSince the martensitic stainless steel pipe is manufactured by hot straightening after pipe making and without heat treatment, scale is less likely to occur on the inner surface of the steel pipe.The descaling process on the inner surface of the steel pipe can be omitted.The martensitic stainless steel pipe of the present invention can be manufactured by the method of the present invention.

Claims

In mass%, C: 0.01 to 0.10%, Cr: 9.0 to 15.0%, Ni: 0.1 to 7.0%, N: 0.005 to 0.1%, Si: 0.05-1.0%, Mn: 0.05-1.5%, Cu: 0.1-5.0%, Mo: 0.1-3.0%, V: 0.01-0. 20% and Al: 0.0005% to less than 0.05%, the balance is made of Fe and impurities, and P and S in the impurities are 0.03% or less and 0.01% or less, respectively, and occupy the structure the proportion of austenite 0.3 to 1.3%, and der absolute value 1.0MPa or less in the circumferential direction of the compressive residual stress is, in cold straightening after pipe-in hot, be subjected to a heat treatment martensitic stainless steel you characterized in that it is produced without.

In mass%, C: 0.01 to 0.10%, Cr: 9.0 to 15.0%, Ni: 0.1 to 7.0%, N: 0.005 to 0.1%, Si: 0.05-1.0%, Mn: 0.05-1.5%, Cu: 0.1-5.0%, Mo: 0.1-3.0%, V: 0.01-0. 20% and Al: from 0.0005% comprises less than 0.05%, the balance being Fe and impurities, P and S in the impurities is not more than 0.03% or less and 0.01%, respectively, the following [1 The steel material having a value of fn1 represented by the formula of 0.005 to 0.016 and a temperature of Ac ₃ or higher is subjected to a hot finishing process of 5 to 65% in terms of the cross-sectional area processing degree. After finishing at a temperature of 750 ° C. or higher, it is cooled to a normal temperature at a cooling rate of 0.5 to 10 ° C./second, and then cold-corrected at a working degree of 1 to 5%. Method of manufacturing a martensitic stainless steel pipe.
In addition,
fn1 = 0.0079 × Nibal + 0.0225 (1)
And
Nibal = Nieq−1.1Creq + 8.2 (2)
Nieq = Ni (%) + 30 {C (%) + N (%)}
+ 0.5Mn (%) [3]
Creq = Cr (%) + 1.5Si (%) + Mo (%) [4]
It is.