[发明专利]钢材、油井用钢管以及钢材的制造方法

说明书

提供具有屈服强度为862MPa以上且小于965MPa的高强度和优异的耐SSC性的钢材和油井用钢管。本发明提供的钢材具有以下的化学组成，以质量％计含有C：0.25～0.50％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.05～1.00％、P：0.025％以下、S：0.0100％以下、Al：0.005～0.100％、Cr：0.30～1.50％、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，余量由Fe和杂质组成。进一步含有0.010～0.050质量％的固溶C。屈服强度为862MPa以上且小于965MPa，屈服比为90％以上。

技术领域

本发明涉及钢材、油井用钢管以及钢材的制造方法，更详细而言，涉及适用于酸性环境的钢材、油井用钢管以及钢材的制造方法。

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，80ksi级(屈服强度为80～95ksi，即，551～655MPa)、95ksi级(屈服强度为95～110ksi，即，655～758MPa)的油井用钢管被广泛利用，最近进一步要求110ksi级(屈服强度为110～125ksi，即，758～862MPa)和125ksi级(屈服强度为125ksi～140ksi，即862～965MPa)的油井用钢管。

深井大多为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，还要求耐硫化物应力裂纹性(耐Sulfide Stress Cracking性：以下称为耐SSC性)。

用于提高以油井用钢管为代表的钢材的耐SSC性的技术在日本特开昭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)中有公开。

专利文献1提出了降低Mn、P等杂质以提高油井用钢的耐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以提高钢的耐SSC性的方法。

专利文献3提出了通过感应加热的热处理使钢组织微细化，以提高125ksi级钢材的耐SSC性的方法。专利文献4提出了利用直接淬火法提高钢的淬火性，进而通过提高回火温度来提高110ksi级～140ksi级钢管的耐SSC性的方法。

专利文献5和专利文献6提出了控制碳化物的形态以提高110ksi级～140ksi级低合金油井管用钢的耐SSC性的方法。专利文献7提出了将位错密度和氢扩散系数控制到所期望的值，以提高125ksi(862MPa)级以上的钢材的耐SSC性的方法。专利文献8提出了对于含有0.3～0.5％的C的低合金钢，通过实施多次淬火来提高125ksi(862MPa)级钢的耐SSC性的方法。专利文献9提出了采用两段热处理的回火工序以控制碳化物的形态、个数的方法。更具体而言，专利文献9中，抑制大型的M₃C或M₂C的个数密度，以提高125ksi(862MPa)级钢的耐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

专利文献5：日本特开2000-256783号公报