本發明專利技術提供一種鋼，含有（以重量計）：Ｃ：０．２％至０．５％，Ｓｉ：０．１％至０．５％，Ｍｎ：０．１％至１％，Ｐ：０．０３％或更小，Ｓ：０．００５％或更小，Ｃｒ：０．３％至１．５％，Ｍｏ：０．３％至１％，Ａｌ：０．０１％至０．１％，Ｖ：０．１％至０．５％，Ｎｂ：０．０１％至０．０５％，Ｔｉ：０至０．０１％，Ｗ：０．３％至１％，Ｎ：０．０１％或更小，所述鋼的其余化學組成由Ｆｅ和在鋼的制造或鑄造過程中產生的或必需的雜質或剩余物所構成。所述鋼可以用于制造熱處理后的屈服強度為８６１ＭＰａ或更高的無縫鋼管。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】屈服強度高和硫化物應力抗裂性能高的低合金鋼本專利技術涉及屈服強度高的低合金鋼，其具有出色的硫化物應力抗裂性能 (sulphide stress cracking behaviour)。具體地，本專利技術適用于含有硫化氫(H2S)的烴類井(hydrocarbon well)的管狀產品，其。烴類井經歷著越來越高的壓力、越來越高的溫度并且使用越來越強的腐蝕性介質，特別是荷載硫化氫時更是如此，探索和開發這樣的越來越深的烴類井意味著需要使用同時具有高屈服強度和高硫化物應力抗裂性的低合金管的需求越來越強烈。硫化氫或H2S的存在造成了在高屈服強度低合金鋼的開裂的危險，這已知為 SSC(硫化物應力開裂(sulphide stress cracking))，會影響套管(casing)和配管 (tubing)、立管(risers)或鉆管(drillpipe)以及相關產品。硫化氫也是一種劑量為數十 ppm就對人有致命性危險的氣體。硫化物應力抗裂性因此對于石油公司是重要的，因為其對于設備和人身安全都很重要。最近數十年已經成功地研發出低合金鋼，其具有高H2S抗性并且最小規定屈月艮強度(specified yield strengths)越來越高551MPa(80ksi)，620MPa(90ksi)， 655MPa(95ksi)，最近為 758MPa (IlOksi)。今天的烴類井實現了數千米的深度以及處理為標準水平的屈服強度的線重 (weight of the strings)因此非常高。此外，烴類貯池中的壓力會非常高，達到數百bar的量級，H2S的存在，甚至在相當低的10至IOOppm的量級，也引起了 0. 001至0. Ibar量級的分壓，這在PH低時足夠導致SSC現象發生，如果管材不合適的話。此外，在這種線材(string) 中特別歡迎使用結合了最小規定屈服強度(861MPa(12^si))和好的硫化物應力抗裂性的低合金鋼。對此，我們尋求研發同時具有最小規定屈服強度861MPa(12^si)和好的SSC性能的低合金鋼。盡管已經熟知低合金鋼的SSC抗性在屈服強度增加時會減少，但是現有技術建議 (專利申請EP-A-I 862 561) —種化學組成以及相關的熱處理，能夠得到滿足目前油田要求的合金鋼。專利申請EP-I 862 561提出一種屈服強度高(861MPa或更高)和SSC抗性出色的低合金鋼，其中公開了有利地與400-600°C溫度范圍內的等溫貝氏體轉變熱處理相關的化學組成。為了獲得高屈服強度的低合金鋼，已經熟知可以在較低溫度(低于700°C)在 Cr-Mo合金鋼上進行淬火和回火熱處理。然而，根據專利申請EP-1862561，低溫回火容易產生高位錯密度，并在晶界沉積粗M23C6碳化物，導致糟糕的SSC性能。因此，專利申請 EP-1892561建議如下改善SSC性能增加回火溫度減少位錯密度，通過將聯合(Cr+Mo)含量限制在1. 5%至3%的范圍從而限制晶界處的粗碳化物沉積。然而，由于此時會因為回火溫度高而存在鋼的屈服強度降低的風險，所以專利申請EP-1862561建議增加C含量(0. 3% 和0. 6%之間)并添加足量的Mo和V(分別為0. 5%或更高和在0. 05%至0. 3%之間)從而沉積細小的MC碳化物。然而，此時存在以下風險，即這種C含量的增加會導致伴隨所施用的常規加熱處理(水淬火+回火)的淬火開裂，因此專利申請EP-1862561建議一種在400-600°C溫度范圍的等溫貝氏體轉變熱處理，這能夠防止對高含碳量的并還混有馬氏體-貝氏體組織的鋼進行水淬火期間的開裂，高含碳量以及混有馬氏體-貝氏體組織被認為在更溫和的淬火情況如油淬中對SSC有害的。得到的貝氏體組織(根據EP-1862561等價于通過常規淬火+回火熱處理得到的馬氏體組織)具有高的屈服強度(861MI^或更高，或以及出色的SSC性能(使用 NACE TM0177方法A和D(美國國際腐蝕工程師協會(National Association of Corrosion Engineers))測試)。然而，工業上使用這種等溫貝氏體轉變要求對處理動力學進行非常嚴密的控制， 從而不會引發其他轉變(馬氏體或珠光體轉變)。此外，根據管的厚度，用于淬火的水量不同，這表示需要實施管對管監控冷卻速率以獲得單相的貝氏體組織。本專利技術的目的是制備一種低合金鋼組合物·其可以經熱處理而產生861MPa(125ksi)或更高的屈服強度； 具有SSC抗性，使用NACE TM0177規定方法A檢測，在上述屈服強度下特別出色； 并且不要求貝氏體淬火的工業設施，這就表示無縫鋼管(seamless tube)的制造成本低于使用專利EP-I 862 561的制造成本。根據本專利技術，所述鋼含有(以重量計)C :0.2%至 0.5%Si :0.1%至 0.5%Mn :0.1%至P :0. 03%或更小S :0.005%或更小Cr :0.3%至 1.5%Mo :0.3%至Al :0· 01%至 0.V :0.1%至 0.5%Nb :0· 01%至 0. 05%Ti:至多 0.01%W :0.3%至N :0.01% 或更小該鋼的其余化學組成由鐵和在鋼的制造或鑄造過程中產生的或必需的雜質或剩余物所構成。化學組成中的各元素對該鋼的性質的影響如下所述碳0.2%至0.5%該元素的存在對于改善鋼的可淬性是重要的，并且實現所需的要獲得的高機械性能特性。少于0. 2%的含量不會產生足夠的可淬性，并因此會不產生所需的屈服強度 (125ksi或更高)。另一方面，如果碳含量超過0. 5%，形成的碳化物量會引起SSC抗性的惡化。對此，上限設定為0.5%。優選的下限和上限分別為0.3%和0.4%，更優選0.3%和0. 35%。硅0.1%至0.5%硅是使液態鋼脫氧的元素。其還在回火時抵抗軟化，因此對改進SSC抗性有利。其存在量必須為至少0. 1%，從而具有該作用。然而，超過0.5%會引起SSC抗性的惡化。對此，其含量設定為0. 0. 5%。優選的下限和上限分別為0. 2%和0. 3%。錳0.1%至錳是改善鋼的可鍛性的元素，并且促進其可淬性。其存在量必須為至少0. 1%，從而具有該作用。然而，超過會導致對SSC抗性不利的偏析。對此，其含量設定為0. 1%。優選的下限和上限分別為0. 3%和0. 6%。磷0.03%或更小磷是通過晶界偏析降低SSC抗性的元素。對此，其含量限定為0. 03%或更小，并優選至極低水平。硫0.005% 或更小硫是形成對SSC抗性有害的內含物的元素。該作用特別在超過0. 005%時很顯著。 對此，其含量限定為0. 005%，并且優選極低水平，如0. 003%。鉻0.3%至1.5%鉻是有利于促進鋼的可淬性和強度并增加其SSC抗性的元素。其存在量必須為至少0. 3 %，從而產生這些作用，并且不可超過1. 5%，從而防止SSC抗性的惡化。對此，其含量設定為0.3% 1.5%。優選的下限和上限分別為0.4%和0.6%。鉬0.3%至鉬是有利于改善鋼的可淬性的元素，并且可以也增加鋼的回火溫度。其存在量必須為至少0.3% (優選至少0.4% )，從而具有該作用。然而，如果鉬含量超過1%，在延長回火后其傾向于有利于粗本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．低合金鋼，其具有高屈服強度和出色的硫化物應力開裂性能，特征在于其含有（以重量計）：Ｃ：０．２％至０．５％Ｓｉ：０．１％至０．５％Ｍｎ：０．１％至１％Ｐ：０．０３％或更小Ｓ：０．００５％或更小Ｃｒ：０．３％至１．５％Ｍｏ：０．３％至１％Ａｌ：０．０１％至０．１％Ｖ：０．１％至０．５％Ｎｂ：０．０１％至０．０５％Ｔｉ：０至０．０１％Ｗ：０．３％至１％Ｎ：０．０１％或更小，所述鋼的其余化學組成由Ｆｅ和在鋼的制造或鑄造過程中產生的或必需的雜質或剩余物所構成。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：阿爾弗雷多德利馬菲古伊雷多，
申請(專利權)人：法國瓦羅里克曼尼斯曼油汽公司，
類型：發明
國別省市：FR
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