[发明专利]油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管(martensitic stainless steel seamless tube for Oil Country Tubular Goods)，特别是，涉及兼具屈服强度(yield strength)YS为95ksi(655MPa)以上的高强度和优良的低温韧性(low-temperature toughness)的油井管用无缝钢管(seamless steel tube for OCTG)及其制造方法。

背景技术

近年来，从原油价格(oil price)的高涨、预想不远的将来石油资源的枯竭(exhaustion of petroleum)的观点出发，以往不曾关注的深度深的油田(oil well)、含有二氧化碳(carbon dioxide gas)、氯离子(chlorine ion)等的严重腐蚀环境(corrosion environment)的油田或气田(gas field)、以及高寒地区(cold district)或海底(seabed)等钻井环境(drilling environment)严酷的油田等的开发逐渐盛行。这种环境下使用的油井用钢管，要求具有高强度，并且具有兼具优良的耐腐蚀性(corrosion resistance)和优良的韧性的材质。

一直以来，在含有二氧化碳CO₂、氯离子Cl^-等的环境的油田、气田中，作为用于采掘的油井管，多使用13％Cr马氏体系不锈钢管。

例如，日本特开2002-363708号公报中提出的马氏体系不锈钢，其含有C：0.01～0.1％、Cr：9～15％、N：0.1％以下，尽管因C含量较高而具有高强度，但也具有高的韧性，适于油井管等。在日本特开2002-363708号公报记载的技术中，通过使原奥氏体晶界(prior austenite grain boundary)中存在的碳化物量降低至0.5体积％以下，使碳化物的最大短径长度(maximum minor axis of carbide)为10nm～200nm，使碳化物中的平均Cr浓度与平均Fe浓度的比为0.4以下，抑制M₂₃C₆型碳化物的析出(precipitation)，使M₃C型碳化物积极地析出，能够大幅改善韧性。为了将这种碳化物的结构和组成调整至所要求的范围，在日本特开2002-363708号公报所记载的技术中，在热加工后进行空冷(放冷)，或者在固溶处理(solution treatment)后进行空冷(air cooling)(放冷(standing to cool))，或者在固溶处理后进行空冷(放冷)、并在450℃以下的低温下进行回火(tempering)。

但是，在使用日本特开2002-363708号公报所记载的技术，在450℃以下的低温下进行了回火的情况下，由于回火处理后的矫直(straightening)在低温下进行，因此，在矫直时加工应变(processing strain)被导入，存在钢管特性、特别是屈服强度YS的偏差增大的问题。

本发明解决了上述现有技术的问题，其目的在于，提供兼具屈服强度YS为95ksi级(655MPa～758MPa)以上的高强度和优良的低温韧性的油井管用无缝钢管及其稳定的制造方法。另外，这里所说的“优良的低温韧性”是指夏比冲击试验的断裂转变温度vTrs为-40℃以下的情况。

发明内容

即，本发明的主旨如下。

(1)一种油井管用马氏体系不锈钢无缝钢管，兼具屈服强度为95ksi以上的高强度和夏比冲击试验(Charpy impact test)的断裂转变温度(fracture transition temperature)vTrs为-40℃以下的优良的低温韧性，其具有：如下组成，以质量％计，含有C：0.020％以下、Cr：10～14％、Ni：3％以下、Nb：0.03～0.2％、N：0.05％以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成，以及，以Nb换算计析出Nb量为0.020％以上的组织。