本发明专利技术提供油井用高强度不锈钢和油井用高强度不锈钢管。该油井用高强度不锈钢具有在高温环境下优良的耐腐蚀性，具有在常温下优良的耐SSC性，具有比13％Cr钢优良的加工性。本发明专利技术的油井用高强度不锈钢具有以下的化学组成和以下的组织；上述化学组成为：按质量％计含有C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.3％以下、P：0.05％以下、S：小于0.002％、Cr：大于16％且小于等于18％、Mo：1.5％～3.0％、Cu：1.0％～3.5％、Ni：3.5％～6.5％、Al：0.001％～0.1％、N：0.025％以下、O：0.01％以下，剩余部分由Fe和杂质构成；上述组织含有马氏体相、体积率为10％～48.5％的铁素体相、体积率为10％以下的残留奥氏体相；该高强度不锈钢具有758MPa以上的屈服强度和10％以上的均匀伸长率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及油井用不锈钢和油井用不锈钢管，更详细地讲涉及在高温的油井环境、气井环境(以下称作高温环境)中使用的油井用不锈钢和油井用不锈钢管。
技术介绍
在本说明书中，将油井和气井统称作“油井”。因而，在本说明书中，“油井用不锈钢”包含油井用不锈钢和气井用不锈钢。另外，“油井用不锈钢管”包含油井用不锈钢管和气井用不锈钢管。另外，在本说明书中，“高温”是指150°C以上的温度的意思。另外，在本 说明书中，与元素相关的“ ％ ”在没有特别通知的情况下是指“质量％ ”的意思。近来，对深层油井进行了开发。深层油井具有高温环境。高温环境含有ニ氧化碳、或者ニ氧化碳和硫化氢气体。这些气体是腐蚀性气体。以往的油井环境含有ニ氧化碳(C02)、氯离子(CD。因此，在以往的油井环境中，使用耐ニ氧化碳腐蚀性优良的、含有13%的Cr的马氏体类不锈钢(以下称作13% Cr钢)。但是，在上述深层油井中使用的油井用钢要求比13% Cr钢高的強度和高的耐腐蚀性。双相不锈钢具有较高的Cr含有率，具有比13% Cr钢高的強度和高的耐腐蚀性。双相不锈钢例如是含有22%的Cr的22% Cr钢、含有25%的Cr的25% Cr钢。但是，双相不镑钢昂贵。日本特开2002 — 4009号公报(专利文献I)、日本特开2005 — 336595号公报(专利文献2)、日本特开2006 — 16637号公报(专利文献3)、日本特开2007 — 332442号公报(专利文献4)、日本特开2006 — 307287号公报(专利文献5)、日本特开2007 — 169776号公报(专利文献6)和日本特开2007 — 332431号公报(专利文献7)提出了具有比13% Cr钢高的強度和高的耐腐蚀性、与上述双相不锈钢不同的其他钢。这些文献所公开的不锈钢含有15% 18%的Cr。具体地讲，专利文献I (日本特开2002 — 4009号公报)提出了具有860MPa以上的屈服強度、且在150°C的环境下具有耐ニ氧化碳腐蚀性的油井用高强度马氏体类不锈钢。该文献的不锈钢具有含有Cr :11.0% 17. 0%和Ni :2. 0% 7.0%、并且满足Cr + Mo +O. 3Si 一 40C 一 ION -Ni-0. 3Mn彡10的化学组成。该文献的马氏体类不锈钢还具有含有10%以下的残留奥氏体的回火马氏体组织。专利文献2 (日本特开2005 — 336595号公报)提出了具有高强度、在230°C的环境下具有耐ニ氧化碳腐蚀性的不锈钢管。该文献的不锈钢管的化学组成含有Cr 15. 5% 18%、Ni 1. 5% 5%、Mo :1% 3. 5%，满足 Cr + O. 65Ν + O. 6Mo + O. 55Cu —20C 彡 19. 5，满足 Cr + Mo + O. 3Si — 43. 5C — O. 4Mn - Ni - O. 3Cu — 9N 彡 11. 5。该文献的不锈钢管的组织含有10% 60%的铁素体相和30%以下的奥氏体相，剰余部分是马氏体相。专利文献3 (日本特开2006 — 16637号公报)提出了具有高强度、在超过170°C的环境下具有耐ニ氧化碳腐蚀性的不锈钢管。该文献的不锈钢管的化学组成按质量％计含有Cr 15. 5% 18. 5%,Ni :1. 5% 5%，满足Cr + O. 65Ν + O. 6Mo + O. 55Cu — 20C 彡 18. O,满足 Cr + Mo + O. 3Si — 43. 5C — O. 4Mn — Ni — O. 3Cu — 9N 彡 11. 5。该文献的不锈钢管的组织既可以含有奥氏体相，也可以不含有奥氏体相。专利文献4 (日本特开2007 - 332442号公报)提出了具有965MPa以上的高强度、在超过170°C的环境下具有耐二氧化碳腐蚀性的不锈钢管。该文献的不锈钢管的化学组成按质量％计含有 Cr :14· 0% 18. 0%、Ni :5· 0% 8· 0%、Mo :1· 5% 3. 5%、Cu :0· 5% 3.5%，满足Cr + 2Ni + I. IMo + O. 7Cu彡32. 5。该文献的不锈钢管的组织含有3% 15%的奥氏体相，剩余部分是马氏体相。专利文献5 (日本特开2006 — 307287号公报)、专利文献6 (日本特开2007 —169776号公报)和专利文献7 (日本特开2007 — 332431号公报)公开了按质量％计含有多于15%的Cr的不锈钢管。这些文献的不锈钢管在埋设于油井中之后扩管。为了提高扩管 性，这些文献的不锈钢的奥氏体比率较高。具体地讲这些文献的不锈钢的奥氏体比率大于20%。或者，奥氏体相对于回火马氏体的比率为O. 25以上。这些文献的不锈钢的屈服强度在大多情况下为750MPa以下。如上所述，专利文献I 专利文献7所公开的不锈钢含有多于13%的Cr，含有Ni、Mo、Cu等合金元素。因此，不锈钢在高温环境下具有耐二氧化碳腐蚀性。但是，上述专利文献I 专利文献7所公开的不锈钢在高温环境下被施加了应力的情况下有时产生裂纹。深层油井的井深度较深。因此，在深层油井的高温环境下使用的油井管的长度和重量增加。因而，深层油井用的不锈钢要求高强度，具体地讲是要求758MPa以上的屈服强度。在本说明书中，“屈服强度”是指O. 2%残余变形屈服强度的意思。另外，758MPa以上的屈服强度相当于IlOksi级(屈服强度为758MPa 862MPa)以上。并且，在深层油井的高温环境下使用的不锈钢要求高温下的优良的耐腐蚀性。在本说明书中，耐腐蚀性优良的意思是指高温环境下的不锈钢的腐蚀速度小于O. Ig/(m2-hr),而且耐应力腐蚀裂纹(Stress Corrosion Cracking)性优良。以后将应力腐蚀裂纹称作“ SCC”。并且，在深层油井的高温环境下使用的不锈钢要求在常温下优良的耐硫化物应力腐蚀裂纹(Sulfide Stress Corrosion Cracking)性。以后将硫化物应力腐蚀裂纹称作“SSC”。自高温环境的油井生产出的流体(原油或者气体)在油井管内流动。在流体的生产因某种原因而停止时，配置在地表附近的油井管内的流体温度降低至常温。在与常温流体接触的油井管中有可能产生SSC。因而，油井用不锈钢不仅要求高温下的耐SCC性，也要求常温下的耐SCC性。并且，为了与其他的油井管结合，对油井管的端部实施螺纹切削加工。螺纹切削加工将油井管的管端扩管或者缩径。因而，油井用不锈钢管要求优良的加工性。以往的13%Cr钢的加工性通常较低，管端加工困难。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种具有以下特性的油井用高强度不锈钢。·具有在高温环境下优良的耐腐蚀性。·具有在常温下优良的耐SSC性。·具有758MPa以上的屈服強度。·具有比13% Cr钢优良的加工性。本专利技术的高強度不锈钢具有以下的化学组成和以下的组织；上述化学组成为按质量％计含有C 0. 05%以下、Si :I. 0%以下、Mn :0· 3%以下、P 0. 05%以下、S :小于 O. 002%, Cr :大于 16%且小于等于 18%、Mo :1· 5% 3. 0%、Cu :1· 0% 3. 5%、Ni 3.5% 6. 5%, Al本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大江太郎，天谷尚，高部秀树，近藤邦夫，乙咩阳平，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。