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公開番号2025042555
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149654
出願日2023-09-14
発明の名称鋼材
出願人日本製鉄株式会社
代理人アセンド弁理士法人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250319BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】80ksi級(552～655MPa未満)の降伏強度と、優れた耐SSC性とを両立する鋼材を提供する。
【解決手段】本開示による鋼材は、質量%で、C:0.26～0.35%、Si:0.10～1.00%、Mn:0.90～1.40%、P:0.015%以下、S:0.0020%以下、Cr:0.15～0.50%、Mo:0.05～0.25%、sol.Al:0.001～0.070%、N:0.0010～0.0080%、及び、残部:Fe及び不純物からなり、式(1)を満たす。降伏強度が552～655MPa未満である。鋼材中において、旧オーステナイト粒径Dと、旧オーステナイト粒界近傍における、Mn含有量[Mn]と、P含有量[P]と、Mo含有量[Mo]とが、式(2)を満たす。
0.045≦Mo/Mn≦0.200 (1)
-0.0851×D-[Mn]-3×[P]+[Mo]≧-13.1 (2)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼材であって、
質量％で、
Ｃ：０．２６～０．３５％、
Ｓｉ：０．１０～１．００％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０％、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
Ｃｒ：０．１５～０．５０％、
Ｍｏ：０．０５～０．２５％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０７０％、
Ｎ：０．００１０～０．００８０％、
Ｖ：０～０．６０％、
Ｎｂ：０～０．０３％、
Ｔｉ：０～０．０５％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｚｒ：０～０．００５％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｎｉ：０～０．３００％、
Ｃｕ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｃａ：０～０．００３５％、
Ｍｇ：０～０．００３５％、
Ｂ：０～０．００１０％、
希土類元素：０～０．００５０％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、式（１）を満たし、
降伏強度が５５２～６５５ＭＰａ未満であり、
前記鋼材中において、
旧オーステナイト粒径をＤと定義し、
旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｎ含有量を［Ｍｎ］と、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＰ含有量を［Ｐ］と、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｏ含有量を［Ｍｏ］と定義したとき、
前記Ｄと、前記［Ｍｎ］と、前記［Ｐ］と、前記［Ｍｏ］とが、式（２）を満たす、
鋼材。
０．０４５≦Ｍｏ／Ｍｎ≦０．２００（１）
－０．０８５１×Ｄ－［Ｍｎ］－３×［Ｐ］＋［Ｍｏ］≧－１３．１（２）
ここで、式（１）中の元素記号には、対応する元素の含有量が質量％で代入される。また、式（２）中のＤには、前記旧オーステナイト粒径が単位：μｍで代入され、式（２）中の［Ｍｎ］には、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｎ含有量が単位：ｍｏｌ．％で代入され、式（２）中の［Ｐ］には、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＰ含有量が単位：ｍｏｌ．％で代入され、式（２）中の［Ｍｏ］には、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｏ含有量が単位：ｍｏｌ．％で代入される。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の鋼材であって、
Ｖ：０．０１～０．６０％、
Ｎｂ：０．０１～０．０３％、
Ｔｉ：０．０１～０．０５％、
Ｗ：０．０１～０．５０％、
Ｚｒ：０．００１～０．００５％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｎｉ：０．００１～０．３００％、
Ｃｕ：０．００１～０．５００％、
Ｓｎ：０．００１～０．１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．００３５％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００３５％、
Ｂ：０．０００１～０．００１０％、及び、
希土類元素：０．０００１～０．００５０％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
鋼材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、鋼管である、
鋼材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は鋼材に関し、さらに詳しくは、ＣＯ
2
貯留技術に用いられる鋼材に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、地上での二酸化炭素（ＣＯ
2
）の濃度上昇が世界的に問題となっている。そのため、ＣＯ
2
の排出を抑制する取り組みが進められてきている。このようなＣＯ
2
の排出を抑制する取り組みの中で、特に、ＣＣＵＳが注目されてきている。
【０００３】
ＣＣＵＳは、ＣａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅＣａｐｔｕｒｅ，ＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳｔｏｒａｇｅの略称である。すなわち、ＣＣＵＳは、ＣＯ
2
の回収、利用、及び、貯留の３つの技術を含む。このうち、ＣＯ
2
を貯留する技術として、発電所や工場等の産業施設から排出されたＣＯ
2
を回収し、枯渇油井にＣＯ
2
を圧入して貯留する技術が注目されてきている。
【０００４】
このようなＣＯ
2
貯留技術に用いられる鋼材には、たとえば、８０ｋｓｉ級（５５２～６５５ＭＰａ）の降伏強度が求められる。これまでに、８０ｋｓｉ級の降伏強度を有する鋼材が、特開２００２－１１５０２８号公報（特許文献１）に提案されている。
【０００５】
特許文献１に開示される鋼材は、油井用鋼管であって、降伏応力ＹＳが５５２ＭＰａ（８０ｋｓｉ）以上であり、０℃におけるＬ方向吸収エネルギーＥ（Ｊ）が式（Ｅ≧－０．４１６９×ＹＳ＋４８０）を満たすことを特徴とする。この鋼材は、ケーシングとして求められる外面からの強い外圧に起因する圧潰に耐え得る、と特許文献１には開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００２－１１５０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のとおり、二酸化炭素（ＣＯ
2
）の貯留技術では、回収されたＣＯ
2
を枯渇油井等に圧入し、貯留する。一方、枯渇油井の底付近は、雰囲気中に微量の硫化水素が含まれる場合がある。ここで、硫化水素を含むサワー環境では、鋼材に負荷された応力により、硫化物応力割れが生じる懸念がある。そのため、ＣＯ
2
の貯留技術への適用が想定された鋼材には、耐硫化物応力割れ性（耐ＳｕｌｆｉｄｅＳｔｒｅｓｓＣｒａｃｋｉｎｇ性：以下、耐ＳＳＣ性という）も求められる。しかしながら、上記特許文献１では、鋼材の耐ＳＳＣ性について、何ら検討されていない。
【０００８】
本開示の目的は、８０ｋｓｉ級（５５２～６５５ＭＰａ未満）の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立する鋼材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態による鋼材は、
質量％で、
Ｃ：０．２６～０．３５％、
Ｓｉ：０．１０～１．００％、
Ｍｎ：０．９０～１．４０％、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
Ｃｒ：０．１５～０．５０％、
Ｍｏ：０．０５～０．２５％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１～０．０７０％、
Ｎ：０．００１０～０．００８０％、
Ｖ：０～０．６０％、
Ｎｂ：０～０．０３％、
Ｔｉ：０～０．０５％、
Ｗ：０～０．５０％、
Ｚｒ：０～０．００５％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｎｉ：０～０．３００％、
Ｃｕ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｃａ：０～０．００３５％、
Ｍｇ：０～０．００３５％、
Ｂ：０～０．００１０％、
希土類元素：０～０．００５０％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、式（１）を満たし、
降伏強度が５５２～６５５ＭＰａ未満であり、
前記鋼材中において、
旧オーステナイト粒径をＤと定義し、
旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｎ含有量を［Ｍｎ］と、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＰ含有量を［Ｐ］と、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｏ含有量を［Ｍｏ］と定義したとき、
前記Ｄと、前記［Ｍｎ］と、前記［Ｐ］と、前記［Ｍｏ］とが、式（２）を満たす。
０．０４５≦Ｍｏ／Ｍｎ≦０．２００（１）
－０．０８５１×Ｄ－［Ｍｎ］－３×［Ｐ］＋［Ｍｏ］≧－１３．１（２）
ここで、式（１）中の元素記号には、対応する元素の含有量が質量％で代入される。また、式（２）中のＤには、前記旧オーステナイト粒径が単位：μｍで代入され、式（２）中の［Ｍｎ］には、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｎ含有量が単位：ｍｏｌ．％で代入され、式（２）中の［Ｐ］には、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＰ含有量が単位：ｍｏｌ．％で代入され、式（２）中の［Ｍｏ］には、前記旧オーステナイト粒界近傍におけるＭｏ含有量が単位：ｍｏｌ．％で代入される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示による鋼材は、８０ｋｓｉ級（５５２～６５５ＭＰａ未満）の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立できる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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