[發(fā)明專利]雙相不銹鋼鋼管的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980154519.2
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN102282273A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 諏訪部均;小野敏秀
• 申請（專利權(quán)）人: 住友金屬工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號: C21D8/10
• 分類號: C21D8/10;B21B21/00;B21C1/22;B21C23/08;C22C38/00;C22C38/58
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運(yùn)樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在二氧化碳腐蝕環(huán)境和應(yīng)力腐蝕環(huán)境下也發(fā)揮出優(yōu)異的耐腐蝕性，并且還兼具高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管的制造方法。根據(jù)本發(fā)明制造的雙相不銹鋼鋼管能夠用于例如油井和氣井(以下統(tǒng)稱為“油井”)。

背景技術(shù)

在深井和含有濕潤的二氧化碳(CO₂)、硫化氫(H₂S)、氯離子(Cl^-)等腐蝕性物質(zhì)的嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境的油井中，作為油井管，使用如22Cr鋼和25Cr鋼這樣Cr含量高的奧氏體/鐵素體系的雙相不銹鋼鋼管。

這些奧氏體/鐵素體系的雙相不銹鋼，在制造時(shí)通常實(shí)施的固溶處理的狀態(tài)下，要盡力得到抗拉強(qiáng)度(TS)為80kgf/mm²(785MPa)，且屈服強(qiáng)度(0.2％彈性極限應(yīng)力)也為60kgf/mm²(588MPa)級的抗拉強(qiáng)度。基于該問題點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)1中提出有一種方法，其是對于含有0.1～0.3％的N的雙相不銹鋼鋼管，以斷面收縮率計(jì)施加5～50％的冷加工后，以100～350℃的溫度加熱30分鐘以上，由此得到高強(qiáng)度雙相不銹鋼鋼管。因此認(rèn)為，除了冷加工帶來的加工硬化之外通過組合時(shí)效處理，能夠得到具有高強(qiáng)度的雙相不銹鋼鋼管。

但是，近年來，油井深井化的傾向顯著，以在比以往更嚴(yán)酷的環(huán)境下的使用為目的，特別要求制造強(qiáng)度高達(dá)110～140ksi級(最低屈服強(qiáng)度為758.3～965.2MPa)，并且滿足規(guī)格所規(guī)定的各種強(qiáng)度水平的雙相不銹鋼鋼管。而且因此，如專利文獻(xiàn)1，只是僅僅考慮N含量是不夠的，還需要考慮其他元素的含量，而且需要進(jìn)行比冷加工度更嚴(yán)格的管理。另外，在專利文獻(xiàn)1所公開的制造方法中，時(shí)效處理的工序增加，由此存在生產(chǎn)效率降低和成本增大的問題。

另外，在專利文獻(xiàn)2中公開，以實(shí)現(xiàn)高耐腐蝕性和高強(qiáng)度化為目的，對于含有Cu的雙相不銹鋼鋼材實(shí)施斷面收縮率35％以上的冷加工后，進(jìn)行加熱、急冷，之后實(shí)施溫加工。而且，其中作為現(xiàn)有例公開的是，在含有Cu的雙相不銹鋼線材的固溶熱處理后，以加工量25～70的斷面收縮率實(shí)施冷加工，能夠得到抗拉強(qiáng)度110～140kgf/mm²和高強(qiáng)度的線材。但是，在此，僅僅是公開通過冷加工，抗拉強(qiáng)度上升，而且公開的數(shù)據(jù)不是管材，而是線材，因此作為在油井管的材料設(shè)計(jì)上重要的屈服強(qiáng)度為哪種程度是不清楚的。

此外在專利文獻(xiàn)3中記述，通過鑄造進(jìn)行的低加工度的冷加工而能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度化。但是，其中公開的方法不過是，一邊對進(jìn)行了固溶處理的雙相不銹鋼的原材施加旋轉(zhuǎn)，一邊跨越縱長方向全域，依次以0.5～1.6％左右的冷加工率進(jìn)行鍛造而使強(qiáng)度提高。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平2-290920號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平7-207337號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開平5-277611號公報(bào)

如此，上述文獻(xiàn)均公開能夠通過冷加工達(dá)到高強(qiáng)度。但是，考慮了雙相不銹鋼鋼管的組成的由冷加工帶來的高強(qiáng)度化的具體研究并未進(jìn)行，關(guān)于用于得到目標(biāo)強(qiáng)度，特別是用于得到屈服強(qiáng)度的恰當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)和冷加工條件均沒有任何教導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人等鑒于這樣的情況，其目的在于，提供一種雙相不銹鋼鋼管的制造方法，其不僅具有在深井和嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境中使用的油井管所要求的耐腐蝕性，而且還兼具目標(biāo)強(qiáng)度。

本發(fā)明人等為了解決上述課題，在具有各種化學(xué)組成的雙相不銹鋼鋼材中，使最終的冷軋下的加工度發(fā)生各種變化而制造雙相不銹鋼鋼管，進(jìn)行確認(rèn)其抗拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是得出以下(a)～(h)所示的見解。

(a)對于在深井和在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下被用于油井的雙相不銹鋼鋼管，要求有耐腐蝕性。但是，若C量多，則由于熱處理和焊接時(shí)等的熱影響，導(dǎo)致碳化物的析出容易過剩，若從鋼的耐腐蝕性和加工性的觀點(diǎn)出發(fā)，從耐腐蝕性的觀點(diǎn)需要降低C含量。

(b)若降低C含量，則直接導(dǎo)致強(qiáng)度不足，但通過對于雙相不銹鋼鋼鋼材進(jìn)行熱加工或進(jìn)一步固溶熱處理而制作的管坯，經(jīng)過之后的冷軋，能夠使其強(qiáng)度提高。但是，若這時(shí)的加工度Rd以斷面收縮率計(jì)超過35％，則雖然具有高強(qiáng)度，但是卻發(fā)生加工硬化，因此延展性和韌性降低。另外，若這時(shí)的加工度以斷面收縮率計(jì)低于10％，則不能取得期望的高強(qiáng)度。因此，冷軋時(shí)的加工度以斷面收縮率計(jì)，需要10～80％。