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公開番号2025048722
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2024089863
出願日2024-06-03
発明の名称継目無鋼管、被圧延材の穿孔方法および継目無鋼管の製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250326BHJP(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】優れた強度および靭性を有する継目無鋼管、継目無鋼管の穿孔方法および継目無鋼管の製造方法の提供。
【解決手段】体積率で、40%以上の焼戻マルテンサイト相と、25%以上40%以下のフェライト相と、10%超え25%以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、結晶方位差15°以内の結晶粒を同一の結晶粒と定義したときに、フェライト平均粒径が35μm以下であり、降伏強度が758MPa以上であり、25℃における靭性値が60J以上である、継目無鋼管。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
体積率で、
４０％以上の焼戻マルテンサイト相と、
２５％以上４０％以下のフェライト相と、
１０％超え２５％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、
結晶方位差１５°以内の結晶粒を同一の結晶粒と定義したときに、フェライト平均粒径が３５μｍ以下であり、
降伏強度が７５８ＭＰａ以上であり、
２５℃における靭性値が６０Ｊ以上である、継目無鋼管。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
成分組成として、
質量％で、
Ｃ：０．００２～０．０５％、
Ｓｉ：０．０５～０．６％、
Ｍｎ：０．１～０．５％、
Ｃｕ：０．９～３．５％、
Ｎｉ：３．０～６．０％、
Ｃｒ：１６．５～１９％、
Ｍｏ：１～４％、
Ｎ：０．０１～０．２％、
を含有し、
さらに、
Ｐ：０．０２％以下、
Ｓ：０．００２％以下、
Ａｌ：０～１％、
Ｖ：０～０．６％、
Ｎｂ：０～０．５％、
Ｗ：０～３．５０％、
Ｃｏ：０～１．５％を含有し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる、請求項１に記載の継目無鋼管。
【請求項３】
請求項１または２に記載の継目無鋼管を製造する際の被圧延材の穿孔方法であって、
穿孔圧延によって被圧延材肉厚中央部に付与される円周方向へのせん断ひずみが０．４８以上を満たす、被圧延材の穿孔方法。
【請求項４】
請求項３に記載の被圧延材の穿孔方法を用いて継目無鋼管を製造する、継目無鋼管の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、継目無鋼管、被圧延材の穿孔方法および継目無鋼管の製造方法に関し、特に、継目無鋼管に含まれる結晶粒の細粒化により、継目無鋼管の高強度化および高靭性化を実現する技術に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近い将来に予想されるエネルギー資源の枯渇という観点から、従来、省みられなかったような、高深度の油田や厳しい腐食環境の油井の開発が盛んに行われている。このような環境下で使用される継目無鋼管は優れた機械的特性や耐食性が要求されている。
【０００３】
このような要求に対し、特許文献１では、質量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．１～０．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５％未満、Ｃｒ：１５．０％超え１９．０％以下、Ｍｏ：２．０％超え２．８％未満、Ｃｕ：０．３～３．５％、Ｎｉ：３．０％以上５．０％未満、Ｗ：０．１～３．０％、Ｎｂ：０．０７～０．５％、Ｖ：０．０１～０．５％、Ａｌ：０．００１～０．１％、Ｎ：０．０１０～０．１００％、Ｏ：０．０１％以下、Ｂ：０．０００５～０．０１００％を含み、かつＮｂ、Ｔａ、Ｃ、ＮおよびＣｕが特定の式を満足し、体積率で、４５％以上の焼戻マルテンサイト相と、２０～４０％のフェライト相と、１０％超え２５％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、結晶方位差１５°以内の結晶粒を同一の結晶粒と定義したときに、フェライト結晶粒の最大結晶粒径が５００μｍ以下であり、機械的特性と耐食性が優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管が得られるとしている。
【０００４】
また、特許文献２では、質量％で、Ｃ：０．００２～０．０５％、Ｓｉ：０．０５～０．５０％、Ｍｎ：０．０４～１．８０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００２％以下、Ｃｒ：１４．０％超え１７．０％以下、Ｎｉ：４．０～８．０％、Ｍｏ：１．５～３．０％、Ａｌ：０．００５～０．１０％、Ｖ：０．００５～０．２０％、Ｃｏ：０．０１～１．０％、Ｎ：０．００２～０．１５％、Ｏ：０．００６％以下を含みかつ特定の式を満足し、旧オーステナイトの平均粒径が４０μｍ以下である組織を有し、降伏強さが１０３４ＭＰａ以上である、油井用高強度ステンレス継目無鋼管が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１９／０３５３２９号
特許第７２０１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の技術では、成分適正化などをすることで優れた機械的特性と耐食性を得ることができる。しかしながら、以下の式（１）に示す減面率を大きくすることができない製品サイズでは、フェライト相の結晶粒を微細化するために十分な加工ひずみを確保できないため、狙い通りの強度、靭性が得られない場合があった。
減面率（％）＝１００×（丸鋼片円周方向断面積（ｍｍ
２
）－穿孔圧延後素管の円周方向断面積（ｍｍ
２
））／丸鋼片円周方向断面積（ｍｍ
２
）・・・（１）
【０００７】
本発明は上記の課題を鑑みて検討されたものであり、優れた強度および靭性を有する継目無鋼管、該継目無鋼管を得るための被圧延材の穿孔方法および継目無鋼管の製造方法を提供することを目的とする。
なお、本発明で優れた強度とは、ＡＰＩ５ＣＴの規定に準拠して測定される降伏強度が７５８ＭＰａ以上であることを指し、優れた靭性とは、ＪＩＳＺ２２４２（２０２３）の規定に準拠して測定される室温（２５℃）における靭性値が６０Ｊ以上であることを指す。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが検討した結果、減面率が低い場合でも、穿孔圧延の条件を適正化することで、継目無鋼管のフェライト粒径が細粒化されて優れた機械的特性を得ることが可能であることが分かった。
具体的には、本発明者らは、継目無鋼管の製造工程で粒径を細粒化させる方法を検討した結果、減面率を大きくすることができない製品サイズでも、被圧延材に適切な円周方向せん断ひずみを導入することで細粒化させられることを見出した。
そこで、本発明者らは、素管の細粒化のために、穿孔圧延の条件の適正化を検討した。本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
【０００９】
［１］体積率で、
４０％以上の焼戻マルテンサイト相と、
２５％以上４０％以下のフェライト相と、
１０％超え２５％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、
結晶方位差１５°以内の結晶粒を同一の結晶粒と定義したときに、フェライト平均粒径が３５μｍ以下であり、
降伏強度が７５８ＭＰａ以上であり、
２５℃における靭性値が６０Ｊ以上である、継目無鋼管。
［２］成分組成として、質量％で、
Ｃ：０．００２～０．０５％、
Ｓｉ：０．０５～０．６％、
Ｍｎ：０．１～０．５％、
Ｃｕ：０．９～３．５％、
Ｎｉ：３．０～６．０％、
Ｃｒ：１６．５～１９％、
Ｍｏ：１～４％、
Ｎ：０．０１～０．２％、
を含有し、
さらに、
Ｐ：０．０２％以下、
Ｓ：０．００２％以下、
Ａｌ：０～１％、
Ｖ：０～０．６％、
Ｎｂ：０～０．５％、
Ｗ：０～３．５０％、
Ｃｏ：０～１．５％を含有し、
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる、前記［１］に記載の継目無鋼管。
［３］前記［１］または［２］に記載の継目無鋼管を製造する際の被圧延材の穿孔方法であって、
穿孔圧延によって被圧延材肉厚中央部に付与される円周方向へのせん断ひずみが０．４８以上を満たす、被圧延材の穿孔方法。
［４］前記［３］に記載の被圧延材の穿孔方法を用いて継目無鋼管を製造する、継目無鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、強度および靭性に優れた継目無鋼管、該継目無鋼管を得るための被圧延材の穿孔方法および継目無鋼管の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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