本発明の方法は、前記のとおり、Cr:20~30%� ��およびNi:22%を超えて60%以下を含有する高合� ��からなる被押出素材を、MoおよびWの含有量� ��応じて、被押出素材の平均横断面積、押出� ��および押出速度を用いて表される前記(1)、( 2)または(3)式の関係を満足する加熱温度に加� ��して熱間押出しを行う高合金継目無管の製� ��方法である。以下に、本発明の方法におい� ��前記のように規定した理由および好ましい� ��様を、詳細に説明する。

 1.熱間押出しの条件
 1-1.被押出素材の加熱条件
 本発明の方法において前記(1)~(3)式で表され る関係を規定した理由を下記に説明する。

 主成分の組成がNi:52%、Cr:22%、Mo:10.3%、W:0.5%� �ある高合金を用いて、平均外径(d ₀ )、平均肉厚(t ₀ )を種々に変更した被押出素材を作製し、そ� �らの被押出素材を1210℃に加熱して熱間押出� ��試験を行い、各試験条件と内面疵の発生率� ��の関係を調査した。

 表1に、試験条件および押出管の内面疵発 生率を示す。

 同表において、「内面疵発生率」とは、� ��間押出し試験により製造した500~1000本の継� �無管のうち、管内面に粒界溶融に起因する� �が観察された継目無管の本数を、製造した� �目無管の本数で除算し、これを百分率(%)に� �り表した値である。

 さらに、上記表1の結果に基づいて、図2� �、中空ビレットの平均横断面積と押出管の� �面疵発生率との関係を示した。

 表1および図2の結果から、下記の知見を� �た。

 1)被押出素材の平均横断面積が大きいほ� �、管の内面疵発生率は高くなる。これは、� �工発熱により肉厚内部の温度上昇の度合が� �きくなり、その結果、押出加工中の温度上� �により肉厚内部において粒界溶融割れが発� �し、この割れが管内周面に被れ疵として現� �るからである。

 2)加工発熱による肉厚内部の温度上昇の� �合は、上記1)の他に、被押出素材の押出速度 が速いほど、また、押出比が大きいほど、さ らには、被押出素材の変形抵抗が大きいほど 、大きくなる。

 3)上記1)および2)によれば、押出し条件に� ��じて、変形抵抗の高い高Cr-高Niの高合金か� �なる被押出素材の加熱温度を調整すること� �より、過度の加工発熱による肉厚内部の温� �上昇を抑制し、粒界溶融割れに起因する管� �周面の疵の発生を防止することができる。

 4)さらに、高合金がMoおよびまたはWを含� �する場合、より変形抵抗が高くなり、加工� �熱が大きくなるため、(Mo+0.5W)により表され� �MoおよびWの含有量に応じて、被押出素材の� �断面積、押出比および押出速度を用いて加� �温度の条件を定式化し、被押出素材の加熱� �度を、上記の条件式を満たす範囲内に調整� �る必要がある。

 上記1)~4)の知見および後述する実施例の� �果に基づいて加熱条件を定式化し、前記(1)~( 3)式により表される加熱温度の条件式を得た� ��

 さらに、被押出素材の加熱温度は1130℃以 上とすることが好ましい。その理由は下記の とおりである。

 被押出素材であるビレットの加熱温度を1 130℃未満として押出しを行うと、内面規制工 具であるマンドレルバーによるビレットの冷 却により、押出し後の押出管の内面温度が100 0℃以下の低温となる。その結果、管材料の� �性低下により押出管に内面疵が多量に発生� �やすくなる。また、押出し時の荷重が著し� �増大し、設備に損傷をきたす危険性が増大� �る。したがって、加熱温度は1130℃以上とす� ��ことが好ましい。

 1-2.平均押出速度
 押出開始から押出終了までの平均押出速度� ��80mm/s以上、200mm/s以下とすることが好ましい 。その理由は下記のとおりである。

 平均押出速度が80mm/s未満では、押出管の� ��産性が低下し、実操業上問題が生じるため� ��平均押出速度は80mm/s以上とすることが好ま� ��い。一方、平均押出速度が200mm/sを超えて大 きくなると、過大な設備能力を要求され、経 済性を損なうおそれがあることから、平均押 出速度は200mm/s以下とすることが好ましい。

 1-3.押出比、被押出素材の長さおよび外表面 温度
 押出比は10以下とすることが好ましい。押� �比が10を超えて大きくなると、加工量の増加 に伴う加工発熱の増大により、粒界溶融に起 因する内面被れ疵の発生頻度が増すからであ る。

 被押出素材の長さは1.5m以下とすることが 好ましい。被押出素材の長さが1.5mを超えて� �くなると、押出し中に被押出素材であるビ� �ットの座屈や曲がりを生じるおそれがある� �らである。

 また、押出前における被押出素材(ビレッ ト)の外表面温度は1000℃以上とすることが好� ��しい。被押出素材の外表面温度が1000℃未満 において押出しを行うと、管材料の延性の低 下により、割れ疵や被れ疵などが多発するお それがあるからである。

 2.高合金からなる被押出素材の成分組成
 Cr:20~30%
 Crは、Niとの共存下において、耐応力腐食割 れ性に代表される耐硫化水素腐食性を向上さ せるのに有効な成分である。しかし、その含 有量が20%未満では、その効果が得られない。 一方、その含有量が30%を超えて高くなると、 上記の効果は飽和し、熱間加工性の観点から も好ましくない。そこで、Cr含有量の適正範� ��は20~30%とした。Cr含有量の好ましい範囲は22 ~28%である。

 Ni:22%を超えて60%以下
 Niは、耐硫化水素腐食性を向上させる作用� �有する元素である。しかし、その含有量が22 %以下では、合金の外表面にNi硫化物皮膜が十 分に生成しないため、Niを含有させる効果が� ��られない。一方、60%を超える高い含有量のN iを含有させても、その効果は飽和するため� �合金コストに見合った効果が得られずに経� �性を損なう。そこで、Ni含有量の適正範囲は 22%を超えて60%以下とした。Ni含有量の好まし� ��範囲は25~40%である。

 MoおよびW
 MoおよびWは、含有させても含有させなくて� ��よい。これらの元素は、ともに耐孔食性を� ��善する作用を有する元素であり、その効果� ��得たい場合は、Mo:11.5%以下およびW:20%以下の うち1種または2種を含有させることができる� ��これらの元素を含有させる場合の好ましい� ��限は、(Mo+0.5W)の値で1.5%である。また、これ らの元素は必要以上に含有させてもその効果 が飽和するだけであり、過度の含有は被押出 素材の熱間加工性を低下させる。したがって 、(Mo+0.5W)の値が20%以下の範囲内で含有させる ことが好ましい。

 上記のとおり、MoおよびWの各々の含有量� ��好ましい上限を、Moについて11.5%とし、Wに� �いて20%とした理由は、各元素の含有量がこ� �らの範囲内であれば、被押出素材の熱間加� �性を確保することができて好ましいからで� �る。

 一方、MoやWは、本発明における高合金の� ��形抵抗を高めるため、これらを含有させた� ��合は、熱間押出し中の加工発熱により肉厚� ��部の温度上昇の度合が高くなる。その押出� ��中の温度上昇により、肉厚内部において粒� ��溶融割れが発生し、これが管内周面に被れ� ��として現れ、製品不良を招きやすい。上記� ��理由から、本発明では、前記のとおり、Mo� �よびWの含有量に応じて、(1)~(3)式により被押 出素材の加熱温度の下限値を規定した。

 C:0.04%以下
 Cは、その含有量が0.04%を超えると高合金の� ��晶粒界にCr炭化物を形成し、粒界における� �力腐食割れ感受性を増大させる。このため� �C含有量は0.04%以下とするのが好ましい。さ� �に好ましくは、0.02%以下である。

 Si:1.0%以下
 Siは、高合金の脱酸剤として有効な元素で� �り、必要に応じて含有させることができる� �しかしながら、その含有量が1.0%を超えると� ��間加工性が低下することから、Si含有量は1. 0%以下とすることが好ましい。さらに好まし� ��は、0.5%以下である。

 Mn:0.01~5.0%
 Mnは、上記のSiと同様に、高合金の脱酸剤と して有効な元素であり、その効果は0.01%以上� ��含有量で得られる。しかし、その含有量が5 .0%を超えて高くなると熱間加工性が低下しや すい。また、高強度化に有効なNを0.5%と高く� ��有させた場合、溶解後の凝固時に合金の表� ��近傍にピンホールが発生しやすいため、Nの 溶解度を高くする効果があるMnを含有させる� ��とが好ましく、Mn含有量の上限を5.0%とする� ��このため、Mnを含有させる場合は、その含� �量は0.01~5.0%の範囲とすることが好ましい。� �有量のさらに好ましい範囲は、0.3~3.0%であり 、より好ましい範囲は0.5~1.5%である。

 P:0.03%以下
 Pは、高合金中に不純物として含有されるが 、その含有量が0.03%を超えて高くなると、硫� ��水素環境下における応力腐食割れ感受性が� ��大する。このため、P含有量は0.03%以下とす� ��ことが好ましい。さらに好ましくは0.025%以� ��である。

 S:0.03%以下
 Sは、上記のPと同様に、高合金中の不純物� �して含有されるが、その含有量が0.03%を超え て高くなると、熱間加工性が著しく低下する 。このため、S含有量は0.03%以下とすることが 好ましい。さらに好ましくは0.005%以下である 。

 Cu:0.01~4.0%
 Cuは、硫化水素環境下における耐硫化水素� �食性を著しく向上させる作用を有する元素� �あることから、0.01%以上を含有させることが 好ましい。しかし、その含有量が4.0%を超え� �高くなると、上記の効果は飽和し、逆に熱� �加工性が低下する場合がある。このため、Cu 含有量は0.01~4.0%の範囲とすることが好ましい 。Cu含有量のさらに好ましい範囲は0.2~3.5%で� �る。

 Al:0.001~0.30%
 Alは、高合金の脱酸剤として有効な元素で� �る。熱間加工性に有害なSiやMnの酸化物を生� ��させないように、高合金中の酸素を固定す� ��ために0.001%以上を含有させることが好まし� ��。しかし、その含有量が0.30%を超えて高く� �ると、熱間加工性が低下する場合がある。� �のため、Al含有量の範囲は0.001~0.30%とするこ� ��が好ましい。Al含有量のさらに好ましい範� �は0.01~0.20%である。

 N:0.005~0.50%
 Nは、高合金の固溶強化元素であり、高強度 化に寄与するとともに、シグマ(σ)相などの� �属間化合物の生成を抑制して、靱性の向上� �寄与する。このため、Nは0.005%以上を含有さ� ��ることが好ましい。また、Nを積極的に含有 させることによって、固溶化熱処理後におい てより高強度な高合金管を得ることができる 。しかし、その含有量が0.50%を超えて高くな� ��と、熱間加工性が低下するだけでなく、溶� ��後の凝固時に合金の表面近傍にピンホール� ��発生しやすくなり、その上、耐孔食性が劣� ��するおそれがある。このため、N含有量の範 囲は0.005~0.50%とすることが好ましい。N含有量 のさらに好ましい範囲は0.06~0.30%であり、よ� �好ましい範囲は0.06~0.22%である。なお、より� ��強度を得たい場合は、N含有量の下限を0.16%� ��するのがより好ましい。

 Ca:0.01%以下、Mg:0.01%以下および希土類元素 :0.2%以下のうち1種または2種以上

 これらの成分元素は、高合金に必要に応� ��て含有させることができ、含有させた場合� ��は、熱間加工性を向上させる効果が得られ� ��。しかし、CaおよびMgについては、いずれも 0.01%を超えて高くなると粗大な酸化物が生成� ��、また、希土類元素については、0.2%を超え て高くなると粗大な酸化物が生成するため、 かえって熱間加工性の低下を招くおそれがあ る。このため、CaおよびMgの含有量について� �0.01%以下とすることが好ましく、また、希土 類元素の含有量については0.2%以下とするこ� �が好ましい。

 これらの元素を含有させることにより熱� ��加工性の向上効果を確実に得るためには、C aおよびMgについては0.0005%以上を、また、希� �類元素については0.001%以上を含有させるこ� �が好ましい。

 本発明の高合金管は、上記の必須含有元� ��を含有し、場合によってはさらに任意含有� ��素を含有し、残部がFeおよび不純物からな� �高合金により製造される管であり、工業的� �慣用される製造設備および製造方法により� �造することができる。例えば、高合金の溶� �には、電気炉、アルゴン-酸素混合ガス底吹� ��脱炭炉(AOD炉)や真空脱炭炉(VOD炉)などを利用 することができる。

 溶製された溶湯は、造塊法によりインゴ� ��トに鋳造後、ビレットとしてもよいし、ま� ��、連続鋳造法により棒状のビレットなどに� ��造してもよい。これらのビレットを素材と� ��て用い、ユジーンセジュルネ法などの押出� ��製管法によって高合金継目無管を製造する� ��とができる。そして、熱間押出しにより得� ��れた押出管には、溶体化熱処理を行った後� ��冷間圧延や冷間引抜などの冷間加工を施し� ��もよい。