(57)【要約】  ４０ｍｍ以上の肉厚を有し、優れた耐ＳＳＣ性と、高い強度（８２７ＭＰａ以上）とを有し、肉厚方向の強度ばらつきが少ない厚肉油井用鋼管を提供する。上記厚肉油井用鋼管は、質量％で、Ｃ：０．４０〜０．６５％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｃｒ：０．４０超〜２．０％、Ｍｏ：１．１５超〜５．０％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｎ：０．００７％以下、Ｏ：０．００５％以下を含有する化学組成を有する。さらに、１００ｎｍ以上の円相当径を有し、Ｍｏを２０質量％以上含有する炭化物が、２個／１００μｍ2以下である。さらに、上記厚肉油井用鋼管は、８２７ＭＰａ以上の降伏強度を有し、かつ、肉厚方向における前記降伏強度の最大値と最小値との差が４５ＭＰａ以内である。
2016035316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０ｍｍ以上の肉厚を有し、
質量％で、
Ｃ：０．４０〜０．６５％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：０．１０〜１．０％、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．００２０％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１０％、
Ｃｒ：０．４０超〜２．０％、
Ｍｏ：１．１５超〜５．０％、
Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｎｉ：０．５０％以下、
Ｎ：０．００７％以下、
Ｏ：０．００５％以下、
Ｖ：０〜０．２５％、
Ｎｂ：０〜０．１０％、
Ｔｉ：０〜０．０５％、
Ｚｒ：０〜０．１０％、
Ｗ：０〜１．５％、
Ｂ：０〜０．００５％、
Ｃａ：０〜０．００３％、
Ｍｇ：０〜０．００３％、及び、
希土類元素：０〜０．００３％、
を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成を有し、
１００ｎｍ以上の円相当径を有し、Ｍｏを２０質量％以上含有する炭化物が、２個／１００μｍ2以下であり、
８２７ＭＰａ以上の降伏強度を有し、かつ、肉厚方向における前記降伏強度の最大値と最小値との差が４５ＭＰａ以内である、厚肉油井用鋼管。
【請求項２】
請求項１に記載の化学組成を有する鋼管を製造する工程と、
前記鋼管に対して、１又は複数の焼入れ処理を実施し、少なくとも１回の焼入れ処理での焼入れ温度を９２５〜１１００℃とする工程と、
前記焼入れ処理後、焼戻しを実施する工程とを備えることを特徴とする、厚肉油井用鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油井用鋼管及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、４０ｍｍ以上の肉厚を有する厚肉油井用鋼管及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油井やガス井（以下、油井及びガス井を総称して、単に「油井」という）の深井戸化により、油井用鋼管の高強度化が要求されている。従来、８０ｋｓｉ級（降伏強度が８０〜９５ｋｓｉ、つまり、５５１〜６５４ＭＰａ）や、９５ｋｓｉ級（降伏強度が９５〜１１０ｋｓｉ、つまり、６５４〜７５８ＭＰａ）の油井用鋼管が広く利用されてきた。しかしながら最近では、１１０ｋｓｉ級（降伏強度が１１０〜１２５ｋｓｉ、つまり、７５８〜８６２ＭＰａ）の油井用鋼管が利用され始めている。【０００３】
深井戸の多くは、腐食性を有する硫化水素を含有する。そのため、深井戸に使用される油井用鋼管は、高強度だけでなく、耐硫化物応力割れ性（耐Ｓｕｌｆｉｄｅ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ性：以下、耐ＳＳＣ性という）も要求される。【０００４】
従来、９５〜１１０ｋｓｉ級の油井用鋼管の耐ＳＳＣ性の改善策として、鋼を清浄化したり、鋼組織を微細化したりする方法が知られている。特開昭６２−２５３７２０号公報（特許文献１）に提案された鋼は、Ｍｎ、Ｐ等の不純物を低減して鋼の清浄度を高め、鋼の耐ＳＳＣ性を高める。特開昭５９−２３２２２０号公報（特許文献２）に提案された鋼は、焼入れを２回実施して結晶粒を微細化して、鋼の耐ＳＳＣ性を高める。【０００５】
しかしながら、鋼材の高強度化に伴い、耐ＳＳＣ性は顕著に低下する。したがって、実用の油井用鋼管において、ＮＡＣＥ  ＴＭ０１７７  ｍｅｔｈｏｄＡの定荷重試験の標準条件（１ａｔｍのＨ2Ｓ環境）に耐久できる耐ＳＳＣ性を有する１２０ｋｓｉ級（降伏強度が８２７ＭＰａ以上）の油井管の安定した製造は未だ実現されていない。【０００６】
以上の背景の下、高強度を得るために、従来実用化されていなかった０．３５％以上のＣを含有する高Ｃ低合金鋼を油井管として用いる試みがなされている。【０００７】
特開２００６−２６５６５７号公報（特許文献３）に開示された油井用鋼管は、Ｃ：０．３０〜０．６０％、Ｃｒ＋Ｍｏ：１．５〜３．０％（Ｍｏは０．５％以上）等を含有する低合金鋼を油冷焼入れ又はオーステンパーを実施後に焼戻しを実施して製造される。この文献では、上記製造方法により、高Ｃ低合金鋼の焼入れ時に発生しやすい焼割れを抑制でき、優れた耐ＳＳＣ性を有する油井用鋼又は油井用鋼管が得られる、と記載されている。【０００８】
特許第５３３３７００号（特許文献４）に開示された油井用鋼は、Ｃ：０．５６〜１．００％、Ｍｏ：０．４０〜１．００％を含有し、Ｘ線回折により得られた（２１１）結晶面の半価幅が０．５０ｄｅｇ以下であり、降伏強度が８６２ＭＰａ以上である。この文献では、粒界炭化物を球状化することにより耐ＳＳＣ性を高め、Ｃ含有量を高くすることにより高温焼戻し時の炭化物球状化がさらに促進される、と記載されている。特許文献４においても、高Ｃ合金に起因する焼割れを抑制するために、焼入れ時の冷却速度を制限したり、焼入れ時に冷却を一端停止し、１００℃超〜３００℃で保持する恒温処理を実施したりする方法が提案されている。【０００９】
国際公開第２０１３／１９１１３１号（特許文献５）に開示された油井管用鋼は、Ｃ：０．３５％超〜１．００％、Ｍｏ：１．０％超〜１０％等を含有し、Ｃ含有量とＭｏ含有量との積が０．６以上である。上記油井管用鋼ではさらに、円相当径が１ｎｍ以上で、かつ、ヘキサゴナル構造を有するＭ2Ｃ炭化物の個数が、１μｍ2当たり５個以上であり、（２１１）結晶面の半価幅とＣ濃度とが特定の関係を充足する。上記油井管用鋼はさらに、７５８ＭＰａ以上の降伏強度を有する。特許文献５では、特許文献４と同様の焼入れ方法が採用されている。【００１０】
しかしながら、特許文献３〜５の技術を用いても、厚肉の油井用鋼管、より具体的には４０ｍｍ以上の肉厚を有する油井用鋼管では、優れた耐ＳＳＣ性と高強度とを得ることが困難である。特に、厚肉油井用鋼管では、高強度であって、かつ、肉厚方向の強度ばらつきを少なくすることが難しい。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、４０ｍｍ以上の肉厚を有し、優れた耐ＳＳＣ性と、高い強度（８２７ＭＰａ以上）とを有し、肉厚方向の強度ばらつきが少ない厚肉油井用鋼管を提供することである。
【００１２】
本発明による厚肉油井用鋼管は、４０ｍｍ以上の肉厚を有する。厚肉油井用鋼管は、質量％で、Ｃ：０．４０〜０．６５％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｃｒ：０．４０超〜２．０％、Ｍｏ：１．１５超〜５．０％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｎ：０．００７％以下、Ｏ：０．００５％以下、Ｖ：０〜０．２５％、Ｎｂ：０〜０．１０％、Ｔｉ：０〜０．０５％、Ｚｒ：０〜０．１０％、Ｗ：０〜１．５％、Ｂ：０〜０．００５％、Ｃａ：０〜０．００３％、Ｍｇ：０〜０．００３％、及び、希土類元素：０〜０．００３％、を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する。さらに、１００ｎｍ以上の円相当径を有し、Ｍｏを２０質量％以上含有する炭化物が、２個／１００μｍ2以下である。さらに、上記厚肉油井用鋼管は、８２７ＭＰａ以上の降伏強度を有し、かつ、肉厚方向における前記降伏強度の最大値と最小値との差が４５ＭＰａ以内である。
【００１３】
本発明による厚肉油井用鋼管の製造方法は、上述の化学組成を有する鋼管を製造する工程と、鋼管に対して、１又は複数の焼入れ処理を実施し、少なくとも１回の焼入れ処理での焼入れ温度を９２５〜１１００℃とする工程と、焼入れ処理後、焼戻しを実施する工程とを備える。
【００１４】
本発明による厚肉油井用鋼管は、４０ｍｍ以上の肉厚を有し、優れた耐ＳＳＣ性と、高い強度（８２７ＭＰａ以上）とを有し、肉厚方向の強度ばらつきが少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、表１に示す化学組成の厚肉油井用鋼管の肉厚方向におけるロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を示す図である。
【図２】図２は、表１に示す化学組成の厚肉油井用鋼管に対する焼戻し温度と、厚肉油井用鋼管の外面部、肉厚中央部、内面部での降伏強度との関係を示す図である。
【図３】図３は、表１に示す化学組成の鋼材におけるジョミニー試験結果を示す図である。
【図４】図４は、図３中の焼入れ温度８５０℃で焼入れ処理された鋼材の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。
【図５】図５は、表２に示す化学組成の鋼材におけるジョミニー試験結果を示す図である。
【図６】図６は、表１に示す化学組成の鋼材を用いて、焼入れ処理回数を変化した場合のジョミニー試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、次の知見に基づいて、本発明を完成した。
【００１７】
焼入れ性を確保するためにＭｎ含有量及びＣｒ含有量を高める方法が知られている。しかしながら、これらの元素の含有量を高めれば、耐ＳＳＣ性が低下する。一方、Ｃ及びＭｏは、Ｍｎ及びＣｒと同様に焼入れ性を高めるものの、耐ＳＳＣ性が低下しない。したがって、Ｍｎ含有量を１．０％以下、Ｃｒ含有量を２．０％以下に抑え、代わりに、Ｃ含有量を０．４０％以上、Ｍｏ含有量を１．１５％よりも高く含有すれば、耐ＳＳＣ性を維持しながら、焼入れ性を高めることができる。焼入れ性が高ければ、鋼の強度が高まる。
【００１８】
Ｃ含有量が０．４０％以上であれば、鋼中の炭化物が球状化しやすい。そのため、耐ＳＳＣ性が高まる。さらに、炭化物の析出強化により、鋼の強度を高めることができる。
【００１９】
通常の厚さを有する油井用鋼管の場合、上述の通り化学組成を調節すれば、耐ＳＳＣ性と焼入れ性とを両立できる。しかしながら、４０ｍｍ以上の肉厚を有する油井用鋼管においては、化学組成を調節するのみでは、十分な焼入れ性を確保できないことが分かった。
【００２０】
そこで、本発明者らはこの問題について検討を行った。その結果、次の知見を得た。
【００２１】
焼入れ処理において、質量％で２０％以上のＭｏを含有する炭化物（以下、Ｍｏ炭化物という）が未固溶のまま焼入れが実施されると、焼入れ性が低くなる。具体的には、Ｍｏ炭化物が未固溶の場合、Ｍｏ及びＣが鋼に十分に固溶していないため、焼入れ性が改善されない。この状態のまま焼入れを行っても、ベイナイトの発生を誘発するだけで、マルテンサイトが生成されにくい。
【００２２】
そこで、１又は複数回実施される焼入れ処理の、少なくとも１回の焼入れ処理において、焼入れ温度を９２５〜１１００℃にする。この場合、Ｍｏ炭化物が十分に固溶する。その結果、鋼の焼入れ性が顕著に高まり、降伏強度を８２７ＭＰａ以上にでき、かつ、肉厚方向の降伏強度のばらつき（最大値−最小値）を４５ＭＰａ以内に抑えることができる。以下、この点について詳述する。
【００２３】
表１に示す化学組成を有し、４０ｍｍの肉厚の継目無鋼管を製造した。製造された鋼管を焼入れ温度９００℃で加熱した。その後、鋼管の外面に対して、ミスト冷却を実施して、焼入れ処理を行った。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
焼入れ後の鋼管の軸方向に垂直な断面において、肉厚方向のロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を測定した。具体的には、上記断面において、内面から外面に向かって２ｍｍ間隔で、ＪＩＳ  Ｚ２２４５（２０１１）に準拠したロックウェル硬さ（ＨＲＣ）試験を実施した。
【００２６】
測定結果を図１に示す。図１を参照して、図１中の基準線Ｌ１は、ＡＰＩ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎの５ＣＴで規定された、次式（１）から算定されるＨＲＣｍｉｎを示す。
ＨＲＣｍｉｎ＝５８×Ｃ＋２７  （１）
【００２７】
式（１）は、マルテンサイトが９０％以上となる下限のロックウェル硬さを意味する。式（１）中、Ｃは鋼のＣ（炭素）含有量（質量％）を意味する。油井管として必要な耐ＳＳＣ性を確保するためには、焼入れ後の硬度が上記（１）式で規定されるＨＲＣｍｉｎ以上であることが望ましい。
【００２８】
図１を参照して、外面から内面に向かって、ロックウェル硬さが大きく下がり、肉厚中央から内面に至る範囲では、ロックウェル硬さが式（１）のＨＲＣｍｉｎ未満となった。
【００２９】
この鋼管に対して、種々の焼戻し温度で焼戻し処理を実施した。そして、焼戻し後の鋼管の外面から６ｍｍ深さ位置（外面第１位置という）、肉厚中央位置、及び内面から６ｍｍ深さ位置（内面第１位置という）からそれぞれ、直径６ｍｍ、平行部４０ｍｍの丸棒引張試験片を作製した。作製された引張試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて、引張試験を実施して、降伏強度（ｋｓｉ）を得た。
【００３０】
図２は、焼戻し温度（℃）と降伏強度ＹＳとの関係を示す図である。図２中の三角印（△）は、外面第１位置での降伏強度ＹＳ（ｋｓｉ）を示す。丸印（○）は肉厚中央位置での降伏強度ＹＳ（ｋｓｉ）を示す。四角印（□）は、内面第１位置での降伏強度ＹＳ（ｋｓｉ）を示す。
【００３１】
図２を参照して、いずれの焼戻し温度においても、外面第１位置、肉厚中央位置、内面第１位置での降伏強度の最大値と最小値との差は大きかった。つまり、焼入れ処理時に発生した硬度（強度）ばらつきは、焼戻し処理では解消されなかった。
【００３２】
そこで、焼入れ温度の影響を調べるために、表１の化学組成を有する鋼材を用いて、ＪＩＳ  Ｇ０５６１（２０１１）に準拠したジョミニー試験を実施した。図３は、ジョミニー試験結果を示す図である。
【００３３】
図３中の菱形（◇）印は、焼入れ温度が９５０℃での結果を示す。三角（△）印は、焼入れ温度が９２０℃での結果を示す。四角（□）印は焼入れ温度が９００℃、丸（○）印は焼入れ温度が８５０℃での結果をそれぞれ示す。図３を参照して、Ｃ含有量及びＭｏ含有量が高い鋼の場合、焼入れ深さに対する焼入れ温度の影響は大きかった。具体的には、焼入れ温度が９５０℃の場合、水冷端から３０ｍｍの距離においてもロックウェル硬さで６０ＨＲＣを超え、焼入れ温度が９２５℃未満の場合と比較して、顕著に優れた焼入れ性が認められた。
【００３４】
ここで、焼入れ性が低い、焼入れ温度８５０℃の鋼材のミクロ組織観察を実施した。図４に８５０℃で焼入れを実施した鋼材のミクロ組織写真画像（ＴＥＭ画像）を示す。図４を参照して、鋼中には析出物が多数存在した。析出物に対してエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）を実施した結果、そのほとんどが、未固溶のＭｏ炭化物（Ｍｏを２０質量％含有する炭化物）であった。
【００３５】
Ｍｏ含有量の低い高Ｃ鋼でも同様の傾向が見られるか否かを判断するために、次の試験を実施した。表２に示す化学組成を有する鋼材を準備した。この試験片のＭｏ含有量は０．６８％と、表１の化学組成中のＭｏ含有量よりも低かった。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表２の鋼材を用いて、ＪＩＳ  Ｇ０５６１（２０１１）に準拠したジョミニー試験を実施した。図５は、ジョミニー試験結果を示す図である。
【００３８】
図５中の菱形（◇）印は、焼入れ温度が９５０℃での結果を示す。三角（△）印は、焼入れ温度が９２０℃、四角（□）印は焼入れ温度が９００℃での結果を示す。図５を参照して、Ｍｏ含有量が低い場合、焼入れ深さに対する焼入れ温度の影響は見られなかった。つまり、焼入れ深さに対する焼入れ温度の影響は、Ｃ含有量が０．４０％以上であり、かつ、Ｍｏ含有量が１．１５％よりも高い高Ｍｏ高Ｃ低合金鋼に特有の現象であることを知見した。
【００３９】
さらに、表１の鋼材を用いて、焼入れを複数回実施した場合の焼入れ温度の影響を調査した。
【００４０】
図６中の黒三角（▲）印は、２回焼入れ処理を実施し、１回目の焼入れ処理での焼入れ温度を９５０℃、均熱時間を３０分とし、２回目の焼入れ処理での焼入れ温度を９００℃、均熱時間を３０分とした場合の、ジョミニー試験結果である。図６中の白三角（△）印は、１回の焼入れのみを実施し、焼入れ温度を９５０℃、均熱時間を３０分とした場合の、ジョミニー試験結果である。図６を参照して、２回焼入れ処理を実施した場合、少なくとも１回の焼入れ処理における焼入れ温度が９２５℃以上であれば、焼入れ性が改善される。
【００４１】
以上のとおり、高Ｍｏ高Ｃ低合金鋼に対して、９２５℃以上の焼入れ温度で焼入れ処理（以下、高温焼入れという）を実施すれば、未固溶のＭｏ炭化物が十分に固溶して、焼入れ性が顕著に高まる。その結果、８２７ＭＰａ以上の降伏強度が得られ、かつ、肉厚方向の降伏強度のばらつきを低減できる。さらに、Ｃｒ含有量及びＭｎ含有量を抑えることができるため、耐ＳＳＣ性も高めることができる。
【００４２】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による厚肉油井用鋼管は、４０ｍｍ以上の肉厚を有する。厚肉油井用鋼管は、質量％で、Ｃ：０．４０〜０．６５％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００２０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１０％、Ｃｒ：０．４０超〜２．０％、Ｍｏ：１．１５超〜５．０％、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｎ：０．００７％以下、Ｏ：０．００５％以下、Ｖ：０〜０．２５％、Ｎｂ：０〜０．１０％、Ｔｉ：０〜０．０５％、Ｚｒ：０〜０．１０％、Ｗ：０〜１．５％、Ｂ：０〜０．００５％、Ｃａ：０〜０．００３％、Ｍｇ：０〜０．００３％、及び、希土類元素：０〜０．００３％、を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する。さらに、１００ｎｍ以上の円相当径を有し、Ｍｏを２０質量％以上含有する炭化物が、２個／１００μｍ2以下である。さらに、上記厚肉油井用鋼管は、８２７ＭＰａ以上の降伏強度を有し、かつ、肉厚方向における降伏強度の最大値と最小値との差が４５ＭＰａ以内である。
【００４３】
本実施形態による厚肉油井用鋼管の製造方法は、上述の化学組成を有する鋼管を製造する工程と、鋼管に対して、１又は複数の焼入れ処理を実施し、少なくとも１回の焼入れ処理での焼入れ温度を９２５〜１１００℃とする工程と、焼入れ処理後、焼戻しを実施する工程とを備える。
【００４４】
以下、本実施形態による厚肉油井用鋼管及びその製造方法について詳述する。化学組成について「％」とは、「質量％」を意味する。
【００４５】
［化学組成］
本実施形態による低合金油井用鋼管の化学組成は、次の元素を含有する。
【００４６】
Ｃ：０．４０〜０．６５％
本実施形態による低合金油井用鋼管の炭素（Ｃ）含有量は、従前の低合金油井用鋼管よりも高い。Ｃは、焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ｃ含有量が高ければさらに、焼戻し時の炭化物の球状化が促進され、耐ＳＳＣ性が高まる。Ｃはさらに、Ｍｏ又はＶと結合して炭化物を形成し、焼戻し軟化抵抗を高める。炭化物が分散されればさらに、鋼の強度が高まる。Ｃ含有量が低すぎれば、これらの効果が得られない。一方、Ｃ含有量が高すぎれば、鋼の靭性が低下し、焼割れが発生しやすくなる。したがって、Ｃ含有量は０．４０〜０．６５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４８％であり、さらに好ましくは０．５１％である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．６０％であり、さらに好ましくは０．５７％である。
【００４７】
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％
シリコン（Ｓｉ）は、鋼を脱酸する。Ｓｉ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｓｉ含有量が高すぎれば、耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は、０．０５〜０．５０％である。好ましいＳｉ含有量の下限は、０．１０％であり、さらに好ましくは、０．１５％である。好ましいＳｉ含有量の上限は、０．４０％であり、さらに好ましくは、０．３５％である。
【００４８】
Ｍｎ：０．１０〜１．０％
マンガン（Ｍｎ）は、鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、焼入れ性を高める。Ｍｎ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｍｎ含有量が高すぎれば、Ｍｎは、燐（Ｐ）及び硫黄（Ｓ）等の不純物元素とともに、粒界に偏析する。この場合、鋼の耐ＳＳＣ性及び靭性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は、０．１０〜１．０％である。好ましいＭｎ含有量の下限は、０．２０％であり、さらに好ましくは０．３０％である。好ましいＭｎ含有量の上限は、０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％である。
【００４９】
Ｐ：０．０２０％以下
燐（Ｐ）は不純物である。Ｐは、粒界に偏析して鋼の耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ｐ含有量は、０．０２０％以下である。好ましいＰ含有量は０．０１５％以下であり、さらに好ましくは０．０１２％以下である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。
【００５０】
Ｓ：０．００２０％以下
硫黄（Ｓ）は不純物である。Ｓは、粒界に偏析して鋼の耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ｓ含有量は０．００２０％以下である。好ましいＳ含有量は０．００１５％以下であり、さらに好ましくは０．００１０％以下である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。
【００５１】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１０％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。Ａｌ含有量が低すぎれば、この効果が得られず、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、酸化物が生成して鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５〜０．１０％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０８％であり、さらに好ましくは０．０５％である。本明細書にいう「Ａｌ」含有量は「酸可溶Ａｌ」、つまり、「ｓｏｌ．Ａｌ」の含有量を意味する。
【００５２】
Ｃｒ：０．４０超〜２．０％
クロム（Ｃｒ）は、鋼の焼入れ性を高め、鋼の強度を高める。Ｃｒ含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、鋼の靭性及び耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．４０超〜２．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．５１％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は１．２５％であり、さらに好ましくは１．１５％である。
【００５３】
Ｍｏ：１．１５超〜５．０％
モリブデン（Ｍｏ）は、焼入れ温度が９２５℃以上である場合に、焼入れ性を顕著に高める。Ｍｏはさらに、微細な炭化物を生成し、鋼の焼戻し軟化抵抗を高める。その結果、Ｍｏは、高温焼戻しによる耐ＳＳＣ性の向上に寄与する。Ｍｏ含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Ｍｏ含有量が高すぎれば、上記効果が飽和する。したがって、Ｍｏ含有量は１．１５超〜５．０％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は１．２０％であり、さらに好ましくは１．２５％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は４．２％であり、さらに好ましくは３．５％である。
【００５４】
Ｃｕ：０．５０％以下
銅（Ｃｕ）は不純物である。Ｃｕは耐ＳＳＣ性を低下させる。したがって、Ｃｕ含有量は０．５０％以下である。好ましいＣｕ含有量は０．１０％以下であり、さらに好ましくは０．０２％以下である。
【００５５】
Ｎｉ：０．５０％以下
ニッケル（Ｎｉ）は不純物である。Ｎｉは耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ｎｉ含有量は０．５０％以下である。好ましいＮｉ含有量は０．１０％以下であり、さらに好ましくは０．０２％以下である。
【００５６】
Ｎ：０．００７％以下
窒素（Ｎ）は不純物である。Ｎは窒化物を形成し、鋼の耐ＳＳＣ性を不安定にする。したがって、Ｎ含有量は０．００７％以下である。好ましいＮ含有量は０．００５％以下である。Ｎ含有量はなるべく低い方が好ましい。
【００５７】
Ｏ：０．００５％以下
酸素（Ｏ）は不純物である。Ｏは粗大な酸化物を生成して鋼の耐ＳＳＣ性を低下する。したがって、Ｏ含有量は０．００５％以下である。好ましいＯ含有量は０．００２％以下である。Ｏ含有量はなるべく低い方が好ましい。
【００５８】
本実施形態の厚肉油井用鋼管の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここでいう不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップ、又は、製造過程の環境等から混入する元素をいう。
【００５９】
本実施形態の厚肉油井用鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＷからなる群から選択される１種又は２種以上を含有してもよい。
【００６０】
Ｖ：０〜０．２５％
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｖは炭化物を形成して、鋼の焼戻し軟化抵抗を高める。その結果、Ｖは、高温焼戻しによる耐ＳＳＣ性の向上に寄与する。しかしながら、Ｖ含有量が高すぎれば、鋼の靭性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０〜０．２５％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０．０７％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．２０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。
【００６１】
Ｎｂ：０〜０．１０％
ニオブ（Ｎｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｎｂは、Ｃ及び／又はＮと結合して炭化物、窒化物又は炭窒化物を形成する。これらの析出物（炭化物、窒化物及び炭窒化物）はピンニング（ｐｉｎｎｉｎｇ）効果により鋼のサブ組織を微細化し、鋼の耐ＳＳＣ性を高める。しかしながら、Ｎｂ含有量が高すぎれば、窒化物が過剰に生成して鋼の耐ＳＳＣ性が不安定になる。したがって、Ｎｂ含有量は０〜０．１０％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０１３％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０７％であり、さらに好ましくは０．０４％である。
【００６２】
Ｔｉ：０〜０．０５％
チタン（Ｔｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｔｉは窒化物を形成し、ピンニング効果により、結晶粒を微細化する。しかしながら、Ｔｉ含有量が高すぎれば、Ｔｉ窒化物が粗大化して鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０〜０．０５％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００５％であり、さらに好ましくは０．００８％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０１５％である。
【００６３】
Ｚｒ：０〜０．１０％
ジルコニウム（Ｚｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。ＺｒはＴｉと同様に窒化物を形成し、ピンニング効果により、結晶粒を微細化する。しかしながら、Ｚｒ含有量が高すぎれば、Ｚｒ窒化物が粗大化して鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０〜０．１０％である。Ｚｒ含有量の好ましい下限は０．００５％であり、さらに好ましくは０．００８％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０１５％である。
【００６４】
Ｗ：０〜１．５％
タングステン（Ｗ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｗは、炭化物を形成して、鋼の焼戻し軟化抵抗を高める。その結果、Ｗは、高温焼戻しによる耐ＳＳＣ性の向上に寄与する。Ｗはさらに、Ｍｏと同様に、鋼の焼入れ性を高め、特に、焼入れ温度が９２５℃以上である場合に、焼入れ性を顕著に高める。そのため、ＷはＭｏの効果を補完する。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、その効果が飽和する。さらに、Ｗは高価である。したがって、Ｗ含有量は０〜１．５％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０．０５％であり、さらに好ましくは０．１％である。Ｗ含有量の好ましい上限は１．３％であり、さらに好ましくは１．０％である。
【００６５】
本実施形態による厚肉油井用鋼管はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｂを含有してもよい。
【００６６】
Ｂ：０〜０．００５％
ボロン（Ｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｂは焼入れ性を高める。この効果は、Ｎに固定されないＢが鋼中に僅かでも存在すれば、現れる。しかしながら、Ｂ含有量が高すぎれば、粒界にＭ23（ＣＢ）6が形成され、鋼の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０〜０．００５％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００５％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．００３％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
【００６７】
本実施形態による厚肉油井用鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ、Ｍｇ及び希土類元素（ＲＥＭ）からなる群から選択される１種又は２種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、硫化物の形状を改善して鋼の耐ＳＳＣ性を高める。
Ｃａ：０〜０．００３％、
Ｍｇ：０〜０．００３％、
希土類元素（ＲＥＭ）：０〜０．００３％
カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び希土類元素（ＲＥＭ）はいずれも任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、これらの元素は、鋼中のＳと結合して硫化物を形成する。これにより、硫化物の形状が改善され、鋼の耐ＳＳＣ性が高まる。
【００６８】
ＲＥＭはさらに、鋼中のＰと結合して、結晶粒界におけるＰの偏析を抑制する。そのため、Ｐの偏析に起因した鋼の耐ＳＳＣ性の低下が抑制される。
【００６９】
しかしながら、これらの元素の含有量が高すぎれば、これらの効果が飽和するだけでなく、介在物が増加する。したがって、Ｃａ含有量は０〜０．００３％であり、Ｍｇ含有量は０〜０．００３％であり、ＲＥＭは０〜０．００３％である。Ｃａ含有量の好ましい下限は０．０００５％である。Ｍｇ含有量の好ましい下限は０．０００５％である。ＲＥＭ含有量の好ましい下限は０．０００５％である。
【００７０】
本明細書において、ＲＥＭは、ランタノイドの１５元素と、Ｙ及びＳｃとを含む総称である。ＲＥＭが含有されるとは、これらの元素の１種又は２種以上が含有されることを意味する。ＲＥＭ含有量は、これらの元素の総含有量を意味する。
【００７１】
［鋼中の粗大炭化物及び降伏強度］
本実施形態による厚肉油井用鋼管の鋼中において、１００ｎｍ以上の円相当径を有し、２０質量％以上のＭｏを含有する炭化物は、２個／１００μｍ2以下である。以下、１００ｎｍ以上の円相当径を有する炭化物を「粗大炭化物」という。２０質量％以上のＭｏを含有する炭化物を「Ｍｏ炭化物」という。ここで、炭化物中におけるＭｏの含有量は、金属元素の合計量を１００質量％とした場合のＭｏ含有量をいう。金属元素の合計量には、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）は含まれない。１００ｎｍ以上の円相当径を有するＭｏ炭化物を「粗大Ｍｏ炭化物」という。円相当径とは、上記炭化物の面積を、同じ面積を有する円に換算した場合の円の直径を意味する。
【００７２】
上述のとおり、本実施形態の厚肉油井用鋼管では、９２５℃以上の焼入れ温度の「高温焼入れ」を実施することにより、未固溶の粗大Ｍｏ炭化物数が低減し、Ｍｏ及びＣが鋼中により固溶する。そのため、Ｍｏ及びＣが焼入れ性を高め、高強度が得られる。さらに、Ｍｏ及びＣの固溶量を高めることにより、肉厚方向の強度ばらつきも低減される。粗大Ｍｏ炭化物の個数Ｎが２個／１００μｍ2以下であれば、４０ｍｍ以上の肉厚を有する厚肉油井用鋼管において、降伏強度が８２７ＭＰａ以上になり、かつ、肉厚方向での降伏強度の最大値と最小値との差分（以下、降伏強度差ΔＹＳという）が４５ＭＰａ以下になる。
【００７３】
粗大Ｍｏ炭化物の個数は、次の方法で測定される。厚肉中央部の任意の位置から、ミクロ組織観察用のサンプルを採取する。サンプルに対してレプリカ膜を採取する。レプリカ膜の採取はたとえば、以下の条件で実施できる。始めに、サンプルの観察面を鏡面研磨する。次に、常温の３％ナイタールに１０秒間浸漬して、研磨した観察面を腐食させる。その後、カーボン蒸着を行い、観察面にレプリカ膜を形成させる。レプリカ膜を形成したサンプルを常温の５％ナイタールに１０秒間浸漬させて、レプリカ膜とサンプルの界面を腐食してレプリカ膜を剥離させる。レプリカ膜をエタノール液中で洗浄した後、シートメッシュでエタノール液からすくいとり、乾燥させて観察に供する。１００００倍の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、１０視野の写真画像を生成する。各視野の面積は１０μｍ×１０μｍ＝１００μｍ2とする。
【００７４】
各視野において、炭化物のうちＭｏ炭化物を特定する。具体的には、各視野中の炭化物に対してエネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＸ）を実施する。これにより、炭化物中の各金属元素の含有量（Ｍｏを含む）を測定する。炭化物のうち、金属元素の合計量を１００質量％とした場合に、２０質量％以上のＭｏを含有する炭化物を、Ｍｏ炭化物とする。金属元素の合計量には、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）は含まれない。
【００７５】
特定された各Ｍｏ炭化物の円相当径を測定する。測定には、汎用の画像処理アプリケーション（ＩｍａｇｅＪ  １．４７ｖ）を用いる。測定された円相当径が１００ｎｍ以上のＭｏ炭化物を、粗大Ｍｏ炭化物と特定する。
【００７６】
各視野の粗大Ｍｏ炭化物の個数をカウントする。１０視野の粗大Ｍｏ炭化物の個数の平均を、粗大Ｍｏ炭化物個数Ｎ（個／１００μｍ2）と定義する。
【００７７】
なお、降伏強度及び降伏強度差ΔＹＳは次の方法で測定される。油井用鋼管の軸方向に垂直な断面のうち、外面から６ｍｍ深さ位置（外面第１位置）、肉厚中央位置、内面から６ｍｍ深さ位置（内面第１位置）において、直径６ｍｍ、平行部長さ４０ｍｍの丸棒引張試験片を作製する。試験片の長手方向は、鋼管の軸方向に平行である。試験片を用いて、常温（２５℃）、大気圧で引張試験を実施して、各位置での降伏強度ＹＳを得る。本実施形態の厚肉油井用鋼管では、上述のとおり、いずれの位置においても降伏強度ＹＳが８２７ＭＰａ以上である。さらに、上記３つの位置の降伏強度ＹＳの最大値と最小値との差分を、降伏強度差ΔＹＳ（ＭＰａ）と定義する。本実施形態による厚肉油井用鋼管では、上述のとおり、降伏強度差ΔＹＳは４５ＭＰａ以内である。
【００７８】
なお、降伏強度の上限は特に限定されない。しかしながら、上記化学組成の場合、降伏強度の好ましい上限は９３０ＭＰａである。
【００７９】
［製造方法］
上述の厚肉油井用鋼管の製造方法の一例を説明する。本例では、継目無鋼管の製造方法について説明する。継目無鋼管の製造方法は、製管工程と、焼入れ工程と、焼戻し工程とを備える。
【００８０】
［製管工程］
上述の化学組成の鋼を溶製し、周知の方法で精錬する。続いて、溶鋼を連続鋳造法により連続鋳造材にする。連続鋳造材はたとえば、スラブやブルームやビレットである。連続鋳造法に代わり、溶鋼を造塊法によりインゴットにしてもよい。
【００８１】
スラブやブルーム、インゴットを熱間加工して丸ビレットにする。熱間圧延により丸ビレットにしてもよいし、熱間鍛造により丸ビレットにしてもよい。
【００８２】
ビレットを熱間加工して素管を製造する。始めに、ビレットを加熱炉で加熱する。加熱炉から抽出されたビレットに対して熱間加工を実施して、素管（継目無鋼管）を製造する。たとえば、熱間加工としてマンネスマン法を実施し、素管を製造する。この場合、穿孔機により丸ビレットを穿孔圧延する。穿孔圧延された丸ビレットをさらに、マンドレルミル、レデューサ、サイジングミル等により熱間圧延して素管にする。他の熱間加工方法により、ビレットから素管を製造してもよい。たとえば、カップリングのように短尺の厚肉油井用鋼管である場合、鍛造により素管を製造してもよい。
【００８３】
以上の工程により、４０ｍｍ以上の肉厚を有する鋼管が製造される。肉厚の上限は特に限定されないが、後述の焼入れ工程での冷却速度の制御の観点から、６５ｍｍ以下であることが好ましい。鋼管の外径は特に制限されない。鋼管の外径はたとえば、２５０〜５００ｍｍである。
【００８４】
熱間加工により製造された鋼管は空冷されてもよい（Ａｓ−Ｒｏｌｌｅｄ）。熱間加工により製造された鋼管はまた、常温まで冷却せずに、熱間製管後に直接焼入れを実施したり、熱間製管後に補熱（再加熱）した後、焼入れを実施してもよい。ただし、直接焼入れ、又は、補熱後に焼入れ（いわゆるインライン焼入れ）を実施する場合、焼割れの抑制を目的として、焼入れ途中に冷却を停止したり、緩冷却を実施したりする方が好ましい。
【００８５】
熱間製管後に直接焼入れ、又は熱間製管後に補熱した後焼入れを実施した場合、残留応力を除去することを目的として、焼入れ後であって次工程の熱処理前に、応力除去焼鈍処理（ＳＲ処理）を実施することが好ましい。以下、焼入れ工程について詳述する。
【００８６】
［焼入れ工程］
熱間加工後の素管に対して、焼入れを実施する。焼入れは複数回実施してもよい。しかしながら、少なくとも１回は、次に示す高温焼入れ処理（焼入れ温度９２５〜１１００℃以下での焼入れ処理）を実施する。
【００８７】
高温焼入れ処理では、焼入れ温度を９２５〜１１００℃として均熱する。焼入れ温度が９２５℃未満であれば、未固溶のＭｏ炭化物が十分に固溶しない。そのため、粗大Ｍｏ炭化物の個数Ｎが２個／１００μｍ2よりも多くなる。この場合、厚肉油井用鋼管の降伏強度が８２７ＭＰａ未満になったり、肉厚方向での降伏強度差ΔＹＳが４５ＭＰａを超えたりする。一方、焼入れ温度が１１００℃を超える場合、γ粒が顕著に粗粒になるため、耐ＳＳＣ性が低下する。高温焼入れ処理での焼入れ温度が９２５〜１１００℃であれば、Ｍｏ炭化物が十分に固溶して、粗大Ｍｏ炭化物の個数Ｎが２個／１００μｍ2以下になる。そのため、焼入れ性が顕著に高まる。そのため、焼戻し後の厚肉油井用鋼管の降伏強度が８２７ＭＰａ以上となり、肉厚方向での降伏強度差ΔＹＳが４５ＭＰａ以下となる。高温焼入れ処理での焼入れ温度の好ましい下限は９３０℃であり、より好ましくは９４０℃であり、さらに好ましくは９５０℃である。焼入れ温度の好ましい上限は１０５０℃である。
【００８８】
高温焼入れ処理での好ましい均熱時間は、１５分以上である。均熱時間が１５分以上であれば、Ｍｏ炭化物がより固溶しやすくなる。均熱時間の好ましい下限は２０分である。均熱時間の好ましい上限は９０分である。加熱温度が１０００℃以上である場合であっても、均熱時間が９０分以下であれば、γ粒の粗大化が抑制され、耐ＳＳＣ性がさらに高まる。ただし、均熱時間が９０分を超えても、耐ＳＳＣ性はある程度得られる。
【００８９】
焼入れ処理を複数回実施する場合、好ましくは、最初の焼入れ処理を高温焼入れ処理にする。この場合、最初の高温焼入れ処理により、Ｍｏ炭化物は十分に固溶する。そのため、後段の焼入れ処理での焼入れ温度が９２５℃未満の低い温度であっても、高い焼入れ性が得られる。その結果、降伏強度をより高めることができる。
【００９０】
さらに、１又は複数回焼入れ処理を実施する場合の最終の焼入れ処理における冷却において、肉厚方向の位置のうち、最も冷却速度が小さくなる位置（以下、最遅冷却点）での、５００〜１００℃の温度範囲の冷却速度を０．５〜５℃／秒とするのが好ましい。上記冷却速度が０．５℃／秒未満の場合、マルテンサイト比率が不足しやすい。一方、上記冷却速度が５℃／秒を超える場合、焼割れが発生する場合がある。上記冷却速度が０．５〜５℃／秒の場合、鋼中のマルテンサイト比率が十分に高まり、その結果、降伏強度が高まる。冷却手段は特に限定されない。たとえば、鋼管の外面、又は内外面に対してミスト水冷を実施してもよいし、油、又はポリマー等の水よりも抜熱能力の低い媒体を用いて冷却してもよい。
【００９１】
好ましくは、鋼材の最遅冷却位置での温度が６００℃以下になる前に、上記冷却速度での強制冷却を開始する。この場合、降伏強度をさらに高めやすい。
【００９２】
［焼入れ後焼戻し前の硬度（ＨＲＣ）］
上述の厚肉油井用鋼管がカップリングである場合、ＡＰＩ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎの５ＣＴで規定されているとおり、鋼管全域において、焼入れ後であって焼戻し前の鋼管（つまり、焼入れまま材）のロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が式（１）で規定されるＨＲＣｍｉｎ以上であることが好ましい。
ＨＲＣｍｉｎ＝５８×Ｃ＋２７  （１）
ここで、式（１）中の「Ｃ」には、Ｃ含有量（質量％）が代入される。
【００９３】
上述の最遅冷却位置での５００〜１００℃における冷却速度が０．５℃／秒未満であれば、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が式（１）のＨＲＣｍｉｎ未満となる。冷却速度が０．５〜５℃／秒であれば、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が式（１）で規定されるＨＲＣｍｉｎ以上になる。上記冷却速度の好ましい下限は１．２℃／秒である。上記冷却速度の好ましい上限は４．０℃／秒である。
【００９４】
上述のとおり、焼入れ処理を２回以上実施してもよい。この場合、少なくとも１回の焼入れ処理を高温焼入れ処理とすればよい。複数回の焼入れ処理を実施する場合、好ましくは、焼入れ処理後、次段の焼入れ処理を実施する前に、焼入れ処理により生じた残留応力を除去することを目的として、上述のとおり、ＳＲ処理を実施するのが好ましい。
【００９５】
ＳＲ処理を実施する場合、処理温度は６００℃以下にする。ＳＲ処理により焼入れ後の置き割れの発生を防止することができる。処理温度が６００℃を超えると最終の焼入れ後の旧オーステナイト粒が粗大化することがある。
【００９６】
［焼戻し工程］
上述の焼入れ処理を実施した後、焼戻し処理を実施する。焼戻し温度は６５０℃〜Ａｃ1点とする。焼戻し温度が６５０℃未満であれば、炭化物の球状化が不十分となり、耐ＳＳＣ性が低下する。焼戻し温度の好ましい下限は６６０℃である。焼戻し温度の好ましい上限は７００℃である。焼戻し温度の好ましい均熱時間は１５〜１２０分である。
【実施例】
【００９７】
表３に示す化学組成を有する、１８０ｋｇの溶鋼を製造した。【００９８】
【表３】
2016035316.tif 000005
【００９９】
各マークの溶鋼を用いてインゴットを製造した。インゴットを熱間圧延して、厚肉油井用鋼管を想定した鋼板を製造した。各試験番号の鋼板の板厚（肉厚に相当）は表４に示すとおりであった。【０１００】
【表４】
2016035316.tif 000006
【０１０１】
熱間圧延後の各試験番号の鋼板に対して、表４に示す熱処理条件で熱処理（焼入れ処理及びＳＲ処理）を実施した。表４を参照して、試験番号１では、ミスト冷却による焼入れ（ミストＱ）が１回実施され、焼入れ温度は９５０℃、均熱時間は３０分、鋼板が５００〜１００℃の温度範囲における冷却速度は３℃／秒（表４中では、「冷速  ３℃／ｓ」と記載）であったことを示す。【０１０２】
試験番号２では、１回目の焼入れ処理では、ミスト冷却による焼入れ処理が実施され、焼入れ温度は９５０℃、均熱時間は３０分であったことを示す。その後、ＳＲ処理（表４中では「ＳＲ」と記載）が実施され、熱処理温度が５８０℃、均熱時間が１０分であったことを示す。その後、２回目のミスト冷却による焼入れ処理が実施され、焼入れ温度が９００℃、均熱時間が３０分、冷却速度が２℃／秒であったことを意味する。なお、ミスト冷却による焼入れでは、鋼板の表面（２面）のうち、一方の表面にのみミスト水を噴霧した。そして、ミスト水を噴霧した表面を鋼管の外面と想定し、その反対側の表面を鋼管の内面と想定した。【０１０３】
表４に示す冷却速度は、各試験番号の鋼板のうち、最遅冷却位置での５００〜１００℃の平均の冷却速度である。【０１０４】
上記熱処理を実施した後、焼戻し処理を実施した。各試験番号での焼戻し処理では、焼戻し温度が６８０〜７２０℃であり、均熱時間は１０〜１２０分であった。【０１０５】
［焼入れ処理後焼戻し処理前のロックウェル硬さ測定試験］
上記熱処理（最終の焼入れ）後の各試験番号の鋼板（焼入れまま材）に対して、次のとおりロックウェル硬さを測定した。鋼板の外面（ミスト水を噴霧された表面）から１．０ｍｍ深さ位置（以下、「外面第２位置」という）、肉厚中央に相当する板厚中央位置（肉厚中央位置）、内面（ミスト水を噴霧された表面と反対側の表面）から１．０ｍｍ深さ位置（以下、「内面第２位置」という）において、ＪＩＳ  Ｚ２２４５（２０１１）に準拠したロックウェル硬さ（ＨＲＣ）試験を実施した。具体的には、各外面第２位置、肉厚中央位置、内面第２位置において、任意の３箇所のロックウェル硬さ（ＨＲＣ）を求め、その平均を、各位置（外面第２位置、肉厚中央位置、内面第２位置）でのロックウェル硬さ（ＨＲＣ）と定義した。【０１０６】
［粗大Ｍｏ炭化物個数Ｎの測定試験］
焼戻し処理後の各試験番号の鋼板に対して、上述の方法により、粗大Ｍｏ炭化物個数Ｎ（個／１００μｍ2）を求めた。【０１０７】
［降伏強度（ＹＳ）及び引張強度（ＴＳ）試験］
焼戻し処理後の各試験番号の鋼板の外面（ミスト水を噴霧された表面）から６．０ｍｍ深さ位置（外面第１位置）、肉厚中央位置、内面（ミスト水を噴霧された表面と反対側の表面）から６．０ｍｍ深さ位置（内面第１位置）において、直径６ｍｍ、平行部の長さ４０ｍｍの丸棒引張試験片を作製した。引張試験片の軸方向は、鋼板の圧延方向と平行であった。【０１０８】
各丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、各位置における降伏強度ＹＳ（ＭＰａ）及び引張強度（ＴＳ）を得た。さらに、各位置の降伏強度ＹＳ（ＭＰａ）の最大値及び最小値の差分である、降伏強度差ΔＹＳ（ＭＰａ）を求めた。【０１０９】
［耐ＳＳＣ性試験］
焼戻し処理後の各試験番号の鋼板の外面第１位置、肉厚中央位置、及び、内面第１位置から、直径６．３ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍの丸棒引張試験片を作製した。【０１１０】
各試験片を用いて、ＮＡＣＥ−ＴＭ０１７７（２００５年度版）のＡ法に準拠した定荷重型の耐ＳＳＣ性試験を実施した。具体的には、２４℃のＮＡＣＥ−Ａ浴（Ｈ2Ｓの分圧は１ｂａｒ）に試験片を浸漬し、浸漬された試験片には、上述の降伏強度試験で得られた降伏強度の９０％を付与した。７２０時間経過後、試験片に割れが発生しているか否かを観察した。割れが観察されなければ、耐ＳＳＣ性に優れる（表５中の「ＮＦ」）とし、割れが観察されれば、耐ＳＳＣ性が低い（表５中の「Ｆ」）と判定した。【０１１１】
［試験結果］
試験結果を表５に示す。【０１１２】
【表５】
2016035316.tif 000007
【０１１３】
表５中の「ΔＹＳ」は、各試験番号の降伏強度差を示す。表５を参照して、試験番号１〜１４及び試験番号１７〜２０では、化学組成が適切であり、かつ、製造条件（焼入れ条件）も適切であった。そのため、試験番号１〜１４及び試験番号１７〜２０の粗大Ｍｏ炭化物個数Ｎは２個／１００μｍ2以下であった。そのため、降伏強度はいずれの位置においても８２７ＭＰａ以上であり、降伏強度差ΔＹＳは４５ＭＰａ以内であった。さらに、耐ＳＳＣ性試験では、いずれの位置（外面第１位置、肉厚中央位置、及び内面第１位置）においても割れが観察されず、優れた耐ＳＳＣ性を示した。なお、試験番号１〜１４及び試験番号１７〜２０の焼戻し前のロックウェル硬さ（ＨＲＣ、表４参照）はいずれも、上述の式（１）より算出したＨＲＣｍｉｎ値よりも大きかった。【０１１４】
一方、試験番号１５及び１６の化学組成は、いずれも適切であった。しかしながら、焼入れ処理での焼入れ温度がいずれも、９２５℃未満であった。そのため、試験番号１５及び１６の粗大Ｍｏ炭化物個数Ｎは２個／１００μｍ2以上であった。そのため、内面第１位置の降伏強度は８２７ＭＰａ未満であった。さらに、降伏強度差ΔＹＳが４５ＭＰａを超えた。さらに、肉厚中央位置及び内面第１位置でＳＳＣが確認された。【０１１５】
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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