[發明專利]鋼材和鋼材的制造方法

在審

• 申請號: 201880007922.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110234779A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 吉田晉士;荒井勇次;相馬貴志;神谷裕紀
• 申請（專利權）人: 日本制鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/54;C21D8/10;C21D9/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

提供一種鋼材，其具有965～1069MPa(140ksi級)的屈服強度、且具有優異的耐SSC性。本公開的鋼材具有如下化學組成：以質量％計，含有C：大于0.50％且為0.80％以下、Si：0.05～1.00％、Mn：0.05～1.00％、P：0.025％以下、S：0.0100％以下、Al：0.005～0.100％、Cr：0.20～1.50％、Mo：0.25～1.50％、Ti：0.002～0.050％、B：0.0001～0.0050％、N：0.002～0.010％、和O：0.0100％以下，余量為Fe和雜質。含有0.010～0.060質量％的固溶C。進一步屈服強度為965～1069MPa、屈服比為90％以上。

技術領域

本發明涉及鋼材和鋼材的制造方法，更詳細而言，涉及適于酸性環境中的使用的鋼材、和鋼材的制造方法。

背景技術

由于油井、天然氣井(以下將油井和天然氣井總稱為“油井”)的深井化，要求油井用鋼管的高強度化。具體而言，廣泛利用了80ksi級(屈服強度為80～95ksi、即、551～655MPa)、95ksi級(屈服強度為95～110ksi、即、655～758MPa)的油井用鋼管，最近，進一步開始要求110ksi級(屈服強度為110～125ksi、即、758～862MPa)、125ksi級(屈服強度為125ksi～140ksi、即862～965MPa)、和140ksi級(屈服強度為140ksi～155ksi、即965～1069MPa)的油井用鋼管。

深井大多是含有具有腐蝕性的硫化氫的酸性環境。在這種酸性環境下使用的油井用鋼管不僅要求具備高強度，還要有耐硫化物應力裂紋性(耐Sulfide Stress Cracking性：以下稱為耐SSC性)。

提高以油井用鋼管為代表的鋼材的耐SSC性的技術公開于日本特開昭62-253720號公報(專利文獻1)、日本特開昭59-232220號公報(專利文獻2)、日本特開平6-322478號公報(專利文獻3)、日本特開平8-311551號公報(專利文獻4)、日本特開2000-256783號公報(專利文獻5)、日本特開2000-297344號公報(專利文獻6)、日本特開2005-350754號公報(專利文獻7)、日本特表2012-519238號公報(專利文獻8)和日本特開2012-26030號公報(專利文獻9)。

專利文獻1提出了降低Mn、P等雜質而提高油井用鋼的耐SSC性的方法。專利文獻2提出了實施2次淬火使晶粒微細化來提高鋼的耐SSC性的方法。

專利文獻3提出了通過感應加熱熱處理使鋼組織微細化，來提高125ksi級的鋼材的耐SSC性的方法。專利文獻4提出了如下方法：利用直接淬火法而提高鋼的淬火性，進一步提高回火溫度，從而提高110ksi級～140ksi級的鋼管的耐SSC性。

專利文獻5和專利文獻6提出了如下方法：控制碳化物的形態，來提高110ksi級～140ksi級的低合金油井管用鋼的耐SSC性。專利文獻7提出了如下方法：將位錯密度和氫擴散系數控制為期望的值，提高125ksi(862MPa)級以上的鋼材的耐SSC性。專利文獻8提出了如下方法：對于含有0.3～0.5％的C的低合金鋼，實施多次淬火，從而提高125ksi(862MPa)級的鋼的耐SSC性。專利文獻9提出了如下方法：采用2步熱處理的回火工序，來控制碳化物的形態、個數。更具體而言，專利文獻9中，抑制大型的M₃C或者M₂C的個數密度，提高125ksi(862MPa)級的鋼的耐SSC性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭62-253720號公報

專利文獻2：日本特開昭59-232220號公報

專利文獻3：日本特開平6-322478號公報

專利文獻4：日本特開平8-311551號公報