油井用高强度不锈钢无缝钢管及其制造方法_5

文档序号:8908850阅读:来源:国知局
r>[0174] 进而,通过机械加工从实施了淬火-回火处理的试验片原材制作厚度3_X宽度 30mmX长度40mm的腐蚀试验片,实施腐蚀试验。
[0175] 腐蚀试验如下实施:将试验片浸渍到保持于高压釜中的试验液:20质量%NaCl水 溶液(液温:200°C、30个大气压的0)2气体气氛)中,使浸渍期间为14天。对于试验后的 试验片,测定重量,由腐蚀试验前后的重量减少进行计算而求出腐蚀速度。另外,对于腐蚀 试验后的试验片,使用倍率为10倍的放大镜(loupe)观察试验片表面的点蚀产生的有无。 需要说明的是,有点蚀是指直径为〇. 2_以上的情况。
[0176] 进而,基于NACETM0177方法A,通过机械加工从实施了淬火-回火处理的试验片 原材制作圆棒状的试验片(直径:6. 4mm巾),实施耐SSC试验。
[0177] 另外,通过机械加工从实施了淬火-回火处理的试验片原材裁取厚度3_X宽度 15mmX长度115mm的四点弯曲试验片,实施耐SCC试验。
[0178] 耐SCC试验如下实施:将试验片浸渍到向保持于高压釜中的试验液:20质量% NaCl水溶液(液温:100°C、H2S:0? 1个大气压、C02:30个大气压的气氛)中添加乙酸+乙 酸Na而将pH调节为3. 3的水溶液中,使浸渍期间为720小时,附加屈服应力的100%作为 附加应力。对试验后的试验片观察开裂的有无。
[0179] 耐SSC试验如下实施:将试验片浸渍到向试验液:20质量%NaCl水溶液(液温: 25°C、H2S:0. 1个大气压、C02:0. 9个大气压的气氛)中添加乙酸+乙酸Na而将pH调节为 3. 5的水溶液中,使浸渍期间为720小时,附加屈服应力的90%作为附加应力。对试验后的 试验片观察开裂的有无。
[0180] 将所得到的结果示于表2-1、表2-2中。
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[0184]
[0185] 本发明例均形成了屈服强度为758MPa以上的高强度、-10°C下的吸收能为40J以 上的高韧性、在含有co2、cr的200°C这样高温的腐蚀环境下的耐腐蚀性(耐二氧化碳腐蚀 性)优良、在进一步含有H2S的环境下也不发生开裂(SSC、SCC)、兼具优良的耐硫化物应力 开裂性及耐硫化物应力腐蚀开裂性的高强度不锈钢无缝钢管。另一方面,在本发明的范围 外的比较例无法得到期望的高强度、或者耐二氧化碳腐蚀性降低、或者耐硫化物应力开裂 性(耐SSC性)或耐硫化物应力腐蚀开裂性(耐SCC性)降低。
【主权项】
1. 一种油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,具有如下组成:以质量%计,以使 C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N满足下述⑴式、进一步使Cu、Mo、W满足下述⑵式、进一步使 Cu、Mo、W、Cr、Ni满足下述(3)式的方式进行调节而含有C :0. 05%以下、Si :0. 5%以下、Mn : 0? 15 ~I. 0%、P :0? 030% 以下、S :0? 005% 以下、Cr :15. 5 ~17. 5%、Ni :3. 0 ~6. 0%、M〇 : 1. 5~5. 0%、Cu :4. 0%以下、W :0. 1~2. 5%、N :0. 15%以下,余量由Fe和不可避免的杂质 构成, -5. 9 X (7. 82+27C-0. 91Si+0. 21Mn-〇. 9Cr+Ni-l. 1M〇+0. 2Cu+llN) ^ 13. 0 - (I) Cu+Mo+0. 5W彡5. 8 ... (2) Cu+Mo+W+Cr+2Ni 彡 34. 5 ... (3) 在此,C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N、W为各元素的质量%含量。2. -种油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,具有如下组成:以质量%计,以使 C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N满足下述⑴式、进一步使Cu、Mo、W满足下述⑵式、进一步使 Cu、Mo、W、Cr、Ni满足下述(4)式的方式进行调节而含有C :0. 05%以下、Si :0. 5%以下、Mn : 0? 15 ~I. 0%、P :0? 030% 以下、S :0? 005% 以下、Cr :15. 5 ~17. 5%、Ni :3. 0 ~6. 0%、M〇 : 1. 5~5. 0%、Cu :3. 5%以下、W :2. 5%以下、N :0. 15%以下,余量由Fe和不可避免的杂质构 成, -5. 9 X (7. 82+27C-0. 91Si+0. 21Mn-〇. 9Cr+Ni-l. 1M〇+0. 2Cu+llN) ^ 13. 0 - (I) Cu+Mo+0. 5W彡5. 8 ... (2) Cu+Mo+W+Cr+2Ni 彡 31 ... (4) 在此,C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N、W为各元素的质量%含量。3. 如权利要求1或2所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,在所述组成的 基础上,以质量%计还含有V :0. 02~0. 20%。4. 如权利要求1~3中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,在所 述组成的基础上,以质量%计还含有Al :0. 10%以下。5. 如权利要求1~4中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,在 所述组成的基础上,以质量%计还含有选自Nb :0. 02~0. 50%、Ti :0. 02~0. 16%、Zr : 0. 50%以下、B :0. 0030%以下中的一种或两种以上。6. 如权利要求1~5中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,在所 述组成的基础上,以质量%计还含有选自REM :0. 005%以下、Ca :0. 005%以下、Sn :0. 20% 以下中的一种或两种以上。7. 如权利要求1~6中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,还具 有以马氏体相作为基相且含有以体积率计为10~60%的铁素体相作为第二相的组织。8. 如权利要求7所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管,其特征在于,在所述组织的基 础上,还含有以体积率计为30 %以下的残余奥氏体相。9. 一种油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法,其特征在于,对不锈钢无缝钢管实 施在加热至850°C以上的加热温度后以空冷以上的冷却速度冷却至50°C以下的温度的淬 火处理、和加热至^目变点以下的温度再进行冷却的回火处理, 所述不锈钢无缝钢管具有如下组成:以质量%计,以使C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N满足 下述(1)式、进一步使Cu、Mo、W满足下述⑵式、进一步使Cu、Mo、W、Cr、Ni满足下述(3) 式的方式进行调节而含有C :0. 05%以下、Si :0. 5%以下、Mn :0. 15~I. 0%、P :0. 030%以 下、S :0? 005% 以下、Cr :15. 5 ~17. 5%、Ni :3. 0 ~6. 0%、Mo :1. 5 ~5. 0%、Cu :4. 0% 以 下、W :0. 1~2. 5%、N :0. 15%以下,余量由Fe和不可避免的杂质构成, -5. 9 X (7. 82+27C-0. 91Si+0. 21Mn-〇. 9Cr+Ni-l. 1M〇+0. 2Cu+llN) ^ 13. 0 - (I) Cu+Mo+0. 5W 彡 5. 8 ... (2) Cu+Mo+W+Cr+2Ni 彡 34. 5 ... (3) 在此,C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N、W为各元素的质量%含量。10. -种油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法,其特征在于,对不锈钢无缝钢管实 施在加热至850°C以上的加热温度后以空冷以上的冷却速度冷却至50°C以下的温度的淬 火处理、和加热至^目变点以下的温度再进行冷却的回火处理, 所述不锈钢无缝钢管具有如下组成:以质量%计,以使C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N满足 下述⑴式、进一步使Cu、Mo、W满足下述⑵式、进一步使Cu、Mo、W、Cr、Ni满足下述(4) 式的方式进行调节而含有C :0. 05%以下、Si :0. 5%以下、Mn :0. 15~I. 0%、P :0. 030%以 下、S :0? 005% 以下、Cr :15. 5 ~17. 5%、Ni :3. 0 ~6. 0%、Mo :1. 5 ~5. 0%、Cu :3. 5% 以 下、W :2. 5%以下、N :0. 15%以下,余量由Fe和不可避免的杂质构成, -5. 9 X (7. 82+27C-0. 91Si+0. 21Mn-〇. 9Cr+Ni-l. 1M〇+0. 2Cu+llN) ^ 13. 0 - (I) Cu+Mo+0. 5W 彡 5. 8 ... (2) Cu+Mo+W+Cr+2Ni 彡 31 ... (4) 在此,C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N、W为各元素的质量%含量。11. 如权利要求9或10所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法,其特征在于, 在所述组成的基础上,以质量%计还含有V :0. 02~0. 20%。12. 如权利要求9~11中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法,其 特征在于,在所述组成的基础上,以质量%计还含有Al :0. 10%以下。13. 如权利要求9~12中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法,其 特征在于,在所述组成的基础上,以质量%计还含有选自Nb :0.02~0. 50%、Ti :0.02~ 0. 16%、Zr :0. 50%以下、B :0. 0030%以下中的一种或两种以上。14. 如权利要求9~13中任一项所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法,其 特征在于,在所述组成的基础上,以质量%计还含有选自REM :0. 005%以下、Ca :0. 005%以 下、Sn :0. 20%以下中的一种或两种以上。
【专利摘要】以质量%计,以满足-5.9×(7.82+27C-0.91Si+0.21Mn-0.9Cr+Ni-1.1Mo+0.2Cu+11N)≥13.0的方式含有C:0.05%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.15~1.0%、P:0.030%以下、S:0.005%以下、Cr:15.5~17.5%、Ni:3.0~6.0%、Mo:1.5~5.0%、Cu:4.0%以下、W:0.1~2.5%、N:0.15%以下。由此,能够制造在达到200℃的高温且含有CO2、Cl-的高温环境下具有优良的耐二氧化碳腐蚀性、在进一步含有H2S的腐蚀环境下兼具优良的耐硫化物应力开裂性、优良的耐硫化物应力腐蚀开裂性的具有优良的耐腐蚀性的高强度不锈钢无缝钢管。另外,还可以含有V、和/或、Al、和/或、选自Nb、Ti、Zr、B中的一种或两种以上、和/或、选自REM、Ca、Sn中的一种或两种。
【IPC分类】C21D9/08, C22C38/54, C22C38/00, C22C38/44
【公开号】CN104884658
【申请号】CN201380067310
【发明人】江口健一郎, 石黑康英
【申请人】杰富意钢铁株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】EP2918697A1, US20150315684, WO2014097628A1
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