[发明专利]钢材和钢材的制造方法

说明书

提供一种钢材，其具有965～1069MPa(140ksi级)的屈服强度、且具有优异的耐SSC性。本公开的钢材具有如下化学组成：以质量％计，含有C：大于0.50％且为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，余量为Fe和杂质。含有0.010～0.060质量％的固溶C。进一步屈服强度为965～1069MPa、屈服比为90％以上。

技术领域

本发明涉及钢材和钢材的制造方法，更详细而言，涉及适于酸性环境中的使用的钢材、和钢材的制造方法。

背景技术

由于油井、天然气井(以下将油井和天然气井总称为“油井”)的深井化，要求油井用钢管的高强度化。具体而言，广泛利用了80ksi级(屈服强度为80～95ksi、即、551～655MPa)、95ksi级(屈服强度为95～110ksi、即、655～758MPa)的油井用钢管，最近，进一步开始要求110ksi级(屈服强度为110～125ksi、即、758～862MPa)、125ksi级(屈服强度为125ksi～140ksi、即862～965MPa)、和140ksi级(屈服强度为140ksi～155ksi、即965～1069MPa)的油井用钢管。

深井大多是含有具有腐蚀性的硫化氢的酸性环境。在这种酸性环境下使用的油井用钢管不仅要求具备高强度，还要有耐硫化物应力裂纹性(耐Sulfide Stress Cracking性：以下称为耐SSC性)。

提高以油井用钢管为代表的钢材的耐SSC性的技术公开于日本特开昭62-253720号公报(专利文献1)、日本特开昭59-232220号公报(专利文献2)、日本特开平6-322478号公报(专利文献3)、日本特开平8-311551号公报(专利文献4)、日本特开2000-256783号公报(专利文献5)、日本特开2000-297344号公报(专利文献6)、日本特开2005-350754号公报(专利文献7)、日本特表2012-519238号公报(专利文献8)和日本特开2012-26030号公报(专利文献9)。

专利文献1提出了降低Mn、P等杂质而提高油井用钢的耐SSC性的方法。专利文献2提出了实施2次淬火使晶粒微细化来提高钢的耐SSC性的方法。

专利文献3提出了通过感应加热热处理使钢组织微细化，来提高125ksi级的钢材的耐SSC性的方法。专利文献4提出了如下方法：利用直接淬火法而提高钢的淬火性，进一步提高回火温度，从而提高110ksi级～140ksi级的钢管的耐SSC性。

专利文献5和专利文献6提出了如下方法：控制碳化物的形态，来提高110ksi级～140ksi级的低合金油井管用钢的耐SSC性。专利文献7提出了如下方法：将位错密度和氢扩散系数控制为期望的值，提高125ksi(862MPa)级以上的钢材的耐SSC性。专利文献8提出了如下方法：对于含有0.3～0.5％的C的低合金钢，实施多次淬火，从而提高125ksi(862MPa)级的钢的耐SSC性。专利文献9提出了如下方法：采用2步热处理的回火工序，来控制碳化物的形态、个数。更具体而言，专利文献9中，抑制大型的M₃C或者M₂C的个数密度，提高125ksi(862MPa)级的钢的耐SSC性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-253720号公报

专利文献2：日本特开昭59-232220号公报

专利文献3：日本特开平6-322478号公报

专利文献4：日本特开平8-311551号公报