本发明专利技术提供一种热加工性、耐硫化物应力腐蚀开裂性及耐腐蚀性优异的油井用高强度不锈钢无缝钢管及其制造方法。具有以满足Cr/Ni≤5.3的方式含有Cr、Ni的组成，此外，具有以回火马氏体相为主相的组织，该组织具有如下表层组织，该表层组织中通过利用维莱拉腐蚀液的蚀刻而呈白色的相，自管外表面起在壁厚方向上具有10μm以上100μm以下的厚度，以面积百分数计，所述表层组织的通过利用维莱拉腐蚀液的蚀刻而呈白色的相在管外表面以50％以上分散。所述组成可以为以质量％计，含有C：0.005～0.05％、Si：0.05～1.50％、Mn：0.2～1.8％、P：0.02％以下、S：0.005％以下、Cr：11～18％、Ni：0.10～8.0％、Mo：0.6～3.5％，余部由Fe及不可避免的杂质构成的组成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合在作为包含二氧化碳(CO2)及氯离子(Cl－)等的极其严酷的腐蚀环境的油井及气井的用途的、油井用高强度不锈钢无缝钢管及其制造方法，特别涉及热加工性、耐硫化物应力腐蚀开裂性及耐腐蚀性的提高。
技术介绍
近年来，为了应对原油价格的高涨、以及能够预想到的不久的将来石油资源的枯竭，以往，对于未曾探寻过的深层油田、一度放弃开发的腐蚀性强的酸性气田等的开发正在以世界性规模盛行。这样的油田、气田通常深度极深，另外其气氛也成为高温且包含CO2及Cl－等的严酷的腐蚀环境。因而，对于在这样的油田、气田的开采中使用的油井管用钢管，强烈要求具有屈服强度大于654MPa(95ksi)的高强度且耐腐蚀性优异的无缝钢管。对于上述要求，例如，专利文献1中记载了耐腐蚀性及耐硫化物应力腐蚀开裂性优异的马氏体不锈钢。专利文献1中记载的马氏体不锈钢为如下的耐腐蚀性及耐硫化物应力腐蚀开裂性优异的马氏体不锈钢，其具有如下组成：该组成为以重量％计含有C：0.005～0.05％、Si：0.05～0.5％、Mn：0.1～1.0％、P:0.025％以下、S：0.015％以下、Cr：10～15％、Ni：4.0～9.0％、Cu：0.5～3％、Mo：1.0～3.0％、Al：0.005～0.2％、N：0.005～0.1％，并且调整为Ni当量满足-10以上；并且具有如下组织：由回火马氏体相、马氏体相及残余奥氏体相形成，且回火马氏体相及马氏体相的总计的百分数为60～90％，所述马氏体不锈钢能够通过实施如下2次的热处理而制造，该2次的热处理包括于奥氏体百分数变为80％的温度以下的热处理，和于奥氏体百分数变为60％的温度以下的热处理。由此，热加工性优异，屈服强度为551～861MPa(80～110ksi)，湿润二氧化碳环境中的耐腐蚀性、和湿润硫化氢环境中的耐硫化物应力腐蚀开裂性提高。另外，专利文献2中公开了油井用不锈钢钢管。专利文献2中记载的钢管为耐腐蚀性优异的油井用不锈钢钢管，其具有这样的组成：该组成为，以质量％计，含有C：0.05％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20～1.80％、Cr：14.0～18.0％、Ni：5.0～8.0％、Mo：1.5～3.5％、Cu：0.5～3.5％、Al：0.05％以下、V：0.20％以下、N：0.01～0.15％、O：0.006％以下，并且调整为满足Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu-20C≧18.5，以及Cr+Mo+0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N≤11；在制管后，实施加热至Ac3相变点以上并以空冷以上的冷却速度冷却至室温的淬火处理，和于Ac1相变点以下的温度进行回火的回火处理，由此获得专利文献2中记载的钢管。由此，上述钢管表现出屈服强度大于654MPa(95ksi)的高强度，即便在包含CO2及Cl－等、大于180℃直至230℃的高温的严酷的腐蚀环境下，也能表现出优异的耐腐蚀性。另外，专利文献3中公开了一种耐腐蚀性优异的油井用高强度不锈钢钢管。专利文献3中记载的钢管为这样的钢管，其具有如下组成：以质量％计，含有C：0.005～0.05％、Si：0.05～0.5％、Mn：0.2～1.8％、P:0.03％以下、S：0.005％以下、Cr：15.5至18％、Ni：1.5至5％、Mo：1～3.5％、V：0.02～0.2％、N：0.01～0.15％、O：0.006％以下，且调整为满足Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu-20C≧19.5，且Cr+Mo+0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N≧11.5；并且具有如下组织：优选以马氏体相为基质相，以体积百分数计含有10～60％以上的铁素体相，或进一步以体积百分数计含有30％以下的残余奥氏体相。由此，热加工性提高、且能够防止制管时发生开裂，并且具有屈服强度大于654MPa(95ksi)的高强度，且在包含CO2及Cl－等、在230℃这样的高温的严酷的腐蚀环境下，也能表现出优异的耐腐蚀性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-1755号公报专利文献2:日本再公表专利WO2004-001082号专利文献3:日本特开2005-336595号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1～3中记载的技术中，通过大量地含有高价的合金元素，能够赋予能够耐受严酷腐蚀环境的耐腐蚀性。但是，含有大量的合金元素会降低热加工性，因此存在制管性降低的问题。因此，本专利技术的目的在于，提供一种油井用高强度不锈钢无缝钢管，其解决上述现有技术的问题，并且价廉且热加工性优异、制管性优异，此外耐硫化物应力腐蚀开裂性优异，并且耐腐蚀性优异。需要说明的是，这里所说的“高强度”，是指屈服强度大于654MPa(95ksi)的强度。另外，这里所说的“耐腐蚀性优异”，是指在保持于高压釜中的试验液：20质量％NaCl水溶液(液温：160℃，CO2分压：5.0MPa)中，测定将试验片浸渍720小时之后的腐蚀减量，腐蚀速度为0.127mm/y以下的情况。解决问题的手段本专利技术人等为了达成上述目的，潜心研究了组织对耐腐蚀性的影响。一直以来，关于马氏体系不锈钢无缝钢管，以具有均匀的成分分布及均匀组织为前提，将Cr、Mo及Ni等合金元素调整为适当的范围，确保钝化膜的稳定性从而确保所要求的耐腐蚀性。因此，与以往不同，本专利技术人等着眼于以往没有考虑到的不均匀组织，尝试利用不均匀组织来提高不锈钢无缝钢管的耐腐蚀性。其结果，发现，在不锈钢无缝钢管的管外表面表层上生成有具有不同于母相的特殊组织的层(不均匀组织)的情况下，有时耐腐蚀性显著提高。该层为由通过利用通常的维莱拉(苦味酸)腐蚀液(Vilella(picricacid)etchingsolution)来蚀刻从而呈白色的相(白色相)形成的层。已经查明，该白色相为以马氏体相为主体，不易被利用维莱拉(苦味酸)腐蚀液的蚀刻而腐蚀，并且是耐腐蚀性优异的相。并且，通过进行进一步的研究发现，该白色相为由于表面的氧化而使Cr被消耗、变为Ni浓度相对变大而成的组成从而生成的相。因此，本专利技术人等进行进一步的研究，发现通过形成如下的表层组织：这种白色相占据自表面至板厚方向上的适当的深度，并且以管表面的面积百分数计而以适当量分散，由此该白色相稳定从而能够提高不锈钢钢管的耐腐蚀性。另外，本专利技术人等发现通过形成如下的表层组织：白色相占据自表面至板厚方向上的适当的深度，并且以管表面的面积百分数计而以适当量分散，由此，提高了热加工性、并且提高了耐硫化物应力腐蚀开裂性。另外，在以往的制造方法中，在制管前的加热炉中，为了抑制管表面的氧化，将氧浓度设为1％以下，或不采取特别的降低氧的措施，而将氧浓度设为10％左右，本专利技术人等发现，通过规定为它们的中间的氧浓度，能够以适当的深度及面积百分数来形成表层的白色相。另外还发现，能够通过加热炉温度、加热时间、氧浓度的调整来控制白色相的深度。本专利技术基于上述发现，加之进一步的研究而完成。即，本专利技术的要旨如下所述。(1)一种油井用高强度不锈钢无缝钢管，其具有含有Cr及Ni的组成、和以回火马氏体相为主相的组织，所述组成满足下述(1)式，并且所述油井用高强度不锈钢无缝钢管具有如下表层组织：该表层组织中通过利用维莱拉腐蚀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种油井用高强度不锈钢无缝钢管，其具有含有Cr及Ni的组成、和以回火马氏体相为主相的组织，所述组成满足下述(1)式，并且所述油井用高强度不锈钢无缝钢管具有如下表层组织：该表层组织中通过利用维莱拉腐蚀液的蚀刻而呈白色的相，自管外表面起在壁厚方向上具有10μm以上100μm以下的厚度，以面积百分数计，所述表层组织的通过利用维莱拉腐蚀液的蚀刻而呈白色的相在管外表面以50％以上分散，所述(1)式为：Cr/Ni≤5.3···(1)其中Cr、Ni为各元素的含量，以质量％计。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 JP 2014-1050391.一种油井用高强度不锈钢无缝钢管，其具有含有Cr及Ni的组成、和以回火马氏体相为主相的组织，所述组成满足下述(1)式，并且所述油井用高强度不锈钢无缝钢管具有如下表层组织：该表层组织中通过利用维莱拉腐蚀液的蚀刻而呈白色的相，自管外表面起在壁厚方向上具有10μm以上100μm以下的厚度，以面积百分数计，所述表层组织的通过利用维莱拉腐蚀液的蚀刻而呈白色的相在管外表面以50％以上分散，所述(1)式为：Cr/Ni≤5.3···(1)其中Cr、Ni为各元素的含量，以质量％计。2.如权利要求1所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管，其中，所述组成为以质量％计，含有C：0.005～0.05％、Si：0.05～1.50％、Mn：0.2～1.8％、P：0.02％以下、S：0.005％以下、Cr：11～18％、Ni：0.10～8.0％、Mo：0.6～3.5％，且余部由Fe及不可避免的杂质构成。3.如权利要求2所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管，其中，在所述组成中，以质量％计，进一步含有选自V：0.02～0.2％、N：0.01～0.15％中的1种或2种。4.如权利要求2或3所述的油井用高强度不锈钢无缝钢管，其中，在所述组成中，以质量％计，进一步含有选自下述A组～D组之中的1组或2组以上，A组：Al：0.002～0.050％，B组：Cu：3.5％以下，C组：选自Nb：0.2％以下、Ti：0.3％以下、Zr：0.2％以下、W：3.0％以下、B：0.01％以下之中的1种或2种以上，D组：Ca：0.01％以下。5.一种油井用高强度不锈钢无缝钢管的制造方法，包括：利用加热炉对钢原料进行加热，进行制管从而成为无...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤村和树，石黑康英，中桥哲，佐藤秀雄，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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