[发明专利]高强度无缝厚壁钢管及其制造方法

说明书

本发明提供壁厚中央部的屈服强度及低温韧性均优异的高强度无缝厚壁钢管及其制造方法。一种高强度无缝厚壁钢管，其为低温韧性优异的高强度无缝厚壁钢管，其特征在于，具有含有Cr：15.5～18.0％的成分组成、和含有铁素体相与马氏体相的钢组织，上述钢组织中存在相邻的铁素体晶粒的情况下，当一者的铁素体晶粒的晶体取向与另一者的铁素体晶粒的晶体取向之差为15°以上时，将上述相邻的铁素体晶粒作为互不相同的晶粒，此时的钢管的圆周方向截面及L方向(轧制方向)截面的钢组织中的铁素体晶粒的面积的最大值为3000μm²以下，并且面积为800μm²以下的铁素体晶粒的含量以面积百分数计为50％以上。

技术领域

本发明涉及高强度且低温时的韧性优异的高强度无缝厚壁钢管(heavy-walledstainless steel seamless tube or pipe)及其制造方法。

背景技术

近年来，从世界性能量消耗量(energy consumption volume)的增大导致的原油等能量价格的高涨(high energy price)、石油资源的枯竭(exhaustion of petroleum)的观点考虑，在以往未被探明的深度深的油田(深层油田)、包含硫化氢等的所谓的酸环境下(at sour environment)之类的严酷的腐蚀环境中的油田、气田、更加严酷的气象环境的极北之地的油田、气田等中，能量资源开发(energy resource development)正在积极地进行。对于在这样的环境下使用的钢管，要求兼具高强度且优异的耐腐蚀性(耐酸性(sourresistance))、及优异的低温韧性。此外，根据具体的用途，钢管壁厚为从薄壁到厚壁的各种厚度。

一直以来，在包含二氧化碳气体CO₂、氯离子Cl^-等的环境的油田、气田中，作为开采中使用的钢管，13％Cr马氏体系不锈钢管(martensitic stainless steel pipe)被较多地使用。

然而，由于13％Cr马氏体系不锈钢管在酸环境中不具有充分的耐腐蚀性，因此最近也开始使用降低了C含量、增加了Cr量和Ni量的双相不锈钢管。

例如，专利文献1中记载了耐腐蚀性优异的油井用高强度不锈钢管(high-strength stainless steel tube or pipe for Oil Country Tubular Goods)的制造方法。专利文献1记载的技术中，对具有以质量％计含有C：0.005～0.050％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.80％、Cr：15.5～18％、Ni：1.5～5％、Mo：1～3.5％、V：0.02～0.20％、N：0.01～0.15％、O：0.006％以下，并满足Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu-20C≥19.5及Cr+Mo+0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N≥11.5(式中的元素符号表示各元素的含量(质量％)。)的成分组成的钢原料进行加热，利用热加工进行制管，在制管后，以空冷以上的冷却速度冷却至室温，从而制成规定尺寸的无缝钢管(seamless steel tube or pipe)，接着，将无缝钢管再加热至850℃以上的温度并以空冷以上的冷却速度冷却至100℃以下，接着实施加热至700℃以下的温度的淬火-回火处理，由此能够获得具有以体积百分数计含有10～60％的铁素体相且余部为马氏体相的组织、并且屈服强度为654MPa以上的油井用高强度不锈钢管。由此，专利文献1中得到了下述钢管：高强度，并且即使在包含CO₂、Cl^-的、高达230℃的高温的严酷腐蚀境下也具有充分的耐腐蚀性，还具有-40℃下的吸收能为50J以上的高韧性。