[发明专利]双相不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及双相不锈钢，更详细而言，涉及作为管线管用的钢材合适的双相不锈钢。

背景技术

由油田、天然气田产出的石油和天然气含有伴生气。伴生气含有二氧化碳(CO₂)和硫化氢(H₂S)等腐蚀性气体。管线管在输送石油、天然气的同时，运送上述伴生气。因此，对于管线管而言，应力腐蚀裂纹(Stress Corrosion Cracking：SCC)、硫化物应力腐蚀裂纹(Sulfide Stress Cracking：SSC)和成为壁厚减少的原因的全面腐蚀裂纹成为问题。

SCC和SSC的裂纹的发展速度快。因此，对于SCC和SSC而言，从产生起到贯通管线管为止的时间短。进而，局部性地产生SCC和SSC。因此，对于管线管用钢材要求优异的耐蚀性(耐SCC性、耐SSC性、耐全面腐蚀性)，尤其是要求耐SCC性和耐SSC性。

国际公开第96/18751号、日本特开2003-171743号公报提出了耐蚀性优异的双相不锈钢。国际公开第96/18751号的双相不锈钢含有1～3%的Cu。记载了由此氯化物及硫化物环境下的双相不锈钢的耐蚀性提高。

日本特开2003-171743号公报的双相不锈钢的制造方法中，适当调整Cr、Ni、Cu、Mo、N和W的含量，将双相不锈钢中的铁素体相的面积率控制在40～70%。记载了由此双相不锈钢的强度、韧性、耐海水性提高。

发明内容

但是，对于国际公开第96/18751号中公开的双相不锈钢而言，在大线能量焊接时焊接部附近部分的耐蚀性易降低，并且焊接部附近部分易脆化。对于日本特开2003-171743号公报中公开的双相不锈钢而言，同样地在大线能量焊接时焊接部附近部分的耐蚀性易降低，焊接部附近部分易脆化。焊接部附近部分的耐蚀性的降低以及脆化的原因在于，在大线能量焊接时，在焊接部附近部分析出作为金属间化合物的σ相。

对于日本特开2003-171743号公报中公开的双相不锈钢而言，进而在含有上述伴生气、具有120～200℃的温度区域的高温氯化物环境下，耐SCC性低。

进而，最近，对管线管用钢材要求高的强度。具体而言，要求屈服强度80ksi(550MPa以上)的钢材。

本发明的目的在于，提供能够抑制大线能量焊接时的σ相的析出、高温氯化物环境下的耐SCC性优异、并且具有高强度的双相不锈钢。

本发明的双相不锈钢具有：下述化学组成，即按质量%计含有C：0.030%以下、Si：0.20～1.00%、Mn：8.00%以下、P：0.040%以下、S：0.0100%以下、Cu：超过2.00%且为4.00%以下、Ni：4.00～8.00%、Cr：20.0～28.0%、Mo：0.50～2.00%、N：0.100～0.350%和sol.Al：0.040%以下，剩余部分由Fe和杂质组成，满足式(1)和式(2)；铁素体率为50%以上的组织；和550MPa以上的屈服强度。

2.2Cr+7Mo+3Cu>66  (1)

Cr+11Mo+10Ni<12(Cu+30N)  (2)

在此，在式(1)和式(2)中的元素符号中代入钢中的各元素的含量(质量%)。

本发明的双相不锈钢能够抑制大线能量焊接时的σ相的析出、高温氯化物环境下的耐SCC性优异。进而，本发明的双相不锈钢具有高强度。

优选上述双相不锈钢进而满足式(3)。

0.6X-Y-5.2+(T-1070)×0.007≥0  (3)

在此，式(3)中的T为固溶处理温度(℃)。X由式(4)定义。Y由式(5)定义。

X=Cr+1.5Si+Mo  (4)

Y=Ni+0.5Mn+30C+30N  (5)

在式(4)和式(5)中的元素符号中代入钢中的所对应的元素的含量(质量%)。

上述双相不锈钢的化学组成可以含有选自以下的第一组～第三组中的至少一组中的一种或两种以上的元素来替代Fe的一部分，

第一组：V：1.50%以下

第二组：Ca：0.0200%以下、Mg：0.020%以下和B：0.0200%以下

第三组：稀土元素(REM)：0.2000%以下

附图说明

图1为表示钢中的Cr、Mo和Cu含量与钢的耐SCC性的关系的图。

图2为表示双相不锈钢中的铁素体率与屈服强度的关系的图。