CN1989263A - 钢管用钢 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钢管用钢。该钢管用钢中含有0.2～0.7％的C、0.01～0.8％的Si、0.1～1.5％的Mn、0.005％以下的S、0.03％以下的P、0.0005～0.1％的Al、0.005～0.05％的Ti、0.0004～0.005％的Ca、0.007％以下的N、0.1～1.5％的Cr、0.2～1.0％的Mo、0～0.1％Nb、0～0.1％的Zr、0～0.5％的V及0～0.005％的B，剩余部分由Fe及杂质构成，在钢中存在含有Ca、Al、Ti、N、O(氧)及S的非金属夹杂物，该夹杂物中的(Ca％)/(Al％)为0.55～1.72、而且(Ca％)/(Ti％)为0.7～19，该钢可以用作较大深度或者严酷腐蚀环境下的油井和天然气井的套管、管道、钻井用的钻管、钻环等油井管用的钢管的原料。

Description

钢管用钢
技术领域
本发明涉及用于油井用和天然气井用的套管、管道、钻井用的钻管、钻环等油井管的、抗硫化物应力腐蚀裂纹性(抗SSC性)及抗氢致裂纹性(抗HIC性)优良的钢管用钢。
背景技术
钢中的非金属夹杂物成为产生发纹和裂纹的原因，使钢的性能下降，因此对由减少钢中非金属夹杂物的方法和控制钢中非金属夹杂物的形态使其无害化等，进行了各种各样的研究。这些非金属夹杂物主要是Al2O3或MnS等氧化物和硫化物，通过对氧化物实施钢水的真空处理等净化精炼的强化、对硫化物实施彻底的脱硫等，能大幅度降低非金属夹杂物的量。而且，通过Ca处理来控制残留的夹杂物的形态也能实现使其无害化，能大幅度地降低由非金属夹杂物引起的产品性能下降。
可是，当所需的强度上升、使用环境更严酷时，钢对非金属夹杂物的影响更敏感，为了提高钢的性能，需要进一步使非金属夹杂物无害化。
例如，由于能源供求状况和资源的存在状态等，需要用于油井、天然井的油井管用的钢管在深度更深、含硫化氢更多的强酸性环境下进行采掘，需要钢管强度高、且对硫化物应力腐蚀裂纹(SSC)的抗性优良。
通常，当钢的强度变高时，钢的抗SSC性下降。为了提高该抗SSC性，作为金相，采用(1)细化晶粒组织、(2)做成含有较多马氏体相的组织、(3)提高回火温度、(4)增加有抑制腐蚀作用的合金元素等措施。但即使采用了这样的措施，如果存在有害的非金属夹杂物，则强度越高，越容易以该非金属夹杂物为起点产生裂纹。
因此，为了用强度提高了的钢做成抗SSC性优良的钢管，必须使非金属夹杂物的量和形态的控制与金相的改善相一致。
在专利文献1的发明中，公开了如下的高强度的钢管，该钢管中的直径5μm以上的TiN夹杂物的数量是每1mm2截面为10个以下，其屈服应力为758MPa以上(110ksi以上)。该发明指出：在屈服应力为758MPa以上的钢管中，由为改善抗SSC性而添加的Ti所形成的TiN在钢的凝固过程中粗大地析出，在钢表面的该TiN夹杂物露出的部位产生点腐蚀，该点腐蚀成为SSC的起点，因此需要控制TiN的析出。
推断出：如果该TiN大小为5μm以下或者产生密度较小，则该TiN不会成为腐蚀的起点，TiN在酸中不溶解，但由于有导电性，在腐蚀的环境下作为阴极部位起作用，使周边的铁素体溶解而形成点腐蚀，并且使附近的吸附氢的浓度增加，由于腐蚀点底部应力集中而产生SSC。基于这样的观点，在专利文献1中，为了使TiN夹杂物为5μm以下的大小、使直径5μm以下的TiN夹杂物数量为每1mm2截面为10个以下，而使钢的N含量为0.005％以下，Ti的含量为0.005～0.03％，而且使(N％)×(Ti％)的积之值为0.0008以下。
另外，公知的是：Ca的微量添加或者钢水的Ca处理具有如下的效果，即在尽量减少了O(氧)量、S量的钢中，通过抑制Al2O3等氧化物的成群生成、使容易伸长的MnS系夹杂物粒状化等，从而使夹杂物的形状无害化。在专利文献2中公开的发明是抗SSC性优良的低合金钢，该低合金钢通过活用该Ca的效果、生成Al-Ca系的细小的夹杂物、以该夹杂物为核析出Ti-Nb-Zr系碳氮化物，从而使其复合夹杂物的大小是长径为7μm以下，而且将该长径为7μm以下的复合夹杂物分散成每0.1mm2为10个以上。
专利文献2中公开的钢是这样制造出的，即对含有0.2～0.55％的C、0.0005～0.01％的S、0.0010～0.01％的O(氧)、0.015％以下的N的、少量添加了Ti、Nb、Zr等元素的、对Al进行脱氧了的钢水实施Ca处理，在铸造钢坯时使从1500℃至1000℃的冷却为500℃％/min以下。
专利文献1：日本特开2001-131698号公报
专利文献2：日本特开2004-2978号公报
本发明的目的在于提供一种在高强度的油井管用等的钢管中进一步提高了抗腐蚀性、特别是抗SSC性的钢管用钢。
通过减少硫化物和氧化物等非金属夹杂物和控制这些非金属夹杂物的形态来改善抗SSC性，这样的改善是通过提高脱硫及真空处理等熔炼技术和进行Ca处理等实现的，从平衡处理成本的增加与由此得到的效果方面考虑，认为：已接近现实可用的极限，不容易进一步改善。
相反，上述的专利文献1或2的发明是为了抑制以由TiN等氮化物引起的点腐蚀为起点而产生的SSC而做成的，其通过控制该氮化物等的形状来进一步改善钢的抗SSC性。
另外，当对由该点腐蚀产生的SSC进一步研究时，得知除了可抑制点腐蚀之外，如果也能抑制产生氢致裂纹(HIC)，则可以进一步提高抗SSC性。因此，从该观点出发，本发明要得到除了抑制点腐蚀之外，还使抗HIC性提高、抗SSC性更优良的钢管用钢。
发明内容
本发明的要旨如下。
(1)一种钢管用钢，以质量％计，含有0.2～0.7％的C、0.01～0.8％的Si、0.1～1.5％的Mn、0.005％以下的S、0.03％以下的P、0.0005～0.1％的Al、0.005～0.05％的Ti、0.0004～0.005％的Ca、0.007％以下的N、0.1～1.5％的Cr、0.2～1.0％的Mo、0～0.1％的Nb、0～0.1％的Zr、0～0.5％的V及0～0.005％的B，剩余部分由Fe及杂质构成，其特征在于，在该钢中存在含有Ca、Al、Ti、N、O(氧)及S的非金属夹杂物，该夹杂物中的(Ca％)/(Al％)为0.55～1.72、而且(Ca％)/(Ti％)为0.7～19。
(2)根据上述(1)所述的钢管用钢，其中，含有0.005～0.1％的Nb、0.005～0.1％的Zr、0.005～0.5％的V及0.0003～0.005％的B中的一种以上元素。
附图说明
图1是表示钢中的含有Ca、Al及Ti的夹杂物中的(Ca％)/(Al％)(在图中记作“夹杂物中的Ca/Al之比”)与氮化物存在比的关系的图。
图2是表示钢中的含有Ca、Al及Ti的夹杂物中的(Ca％)/(Ti％)(在图中记作“夹杂物中的Ca/Ti之比”)与氮化物存在比的关系的图。在该图中，把(Ca％)/(Al％)记作“Ca/Al”。
图3是表示钢中的含有Ca、Al及Ti的夹杂物中的(Ca％)/(Al％)(在图中记作“夹杂物中的Ca/Al之比”)与该钢产生氢致裂纹(HIC)的关系的图。
图4是表示钢中的含有Ca、Al及Ti的夹杂物中的(Ca％)/(Ti％)(在图中记作“夹杂物中的Ca/Ti之比”)与该钢产生氢致裂纹(HIC)的关系的图。在该图中，把(Ca％)/(Al％)记作“Ca/Al”。
具体实施方式
本发明的钢管用钢的化学成分及用质量％表示的化学成分的范围的限定理由如下。
C：0.2～0.7％
C是用于确保钢管热处理产生的强度的重要元素，含有0.2％以上。但是，C过多时，不仅效果饱和，而且非金属夹杂物的生成形态产生变化、钢的韧性变差，因此使C的含量到0.7％为止。
Si：0.01～0.8％
Si是为了钢的脱氧或提高钢的强度而含有的元素。在含有Si的情况下，当Si不到0.01％时没有效果，而Si含量超过0.8时，会使Ca和S的活度下降，影响夹杂物的形态，因此使Si含量为0.01～0.8％。
Mn：0.1～1.5％
为了提高钢的淬透性、并增大其强度，使Mn的含量为0.1％以上。但是，由于过多含有Mn时往往使钢的韧性变差，因此Mn最多为1.5％。
S：0.005％以下
S是形成硫化物系夹杂物的杂质，当S含量增加时，钢的韧性和耐腐蚀性严重变差。因此使S为0.005％以下。S含量越少越好。
P：0.03％以下
P是作为杂质混入的元素，由于使钢的韧性下降、使耐腐蚀性变差，因此P最多为0.03％，希望尽可能地低。
Al：0.0005～0.1％
Al是为了钢水脱氧而添加的元素。在Al含量不到0.0005％时，脱氧不充分，往往生成Al-Si系、Al-Ti系、Al-Ti-Si系等粗大的复合氧化物。另一方面，即使增加Al含量，效果饱和，只是增加无用的固溶Al，  因此Al最多为0.1％。
Ti：0.005～0.05％
Ti因晶粒的细化、沉淀硬化的作用而具有提高钢的强度的效果，可以在含有B而谋求提高淬透性的情况下，抑制B的氮化而发挥其作用。为了得到这些效果，需要含有0.005％以上的Ti。但当Ti含量过多时，碳化物系析出物增加而使钢的韧性变差，因此Ti最多为0.05％。
Ca：0.0004～0.005％
Ca是在本发明的钢中控制夹杂物的形态、提高钢的抗SSC性的重要元素。为了得到该效果，需要含有0.0004％以上的Ca，但当Ca过多时，使夹杂物粗大化、而且使耐腐蚀性变差，因此使Ca到0.005％为止。
N：0.007％以下
N是混入到原料中或熔炼中的杂质元素，当N含量增加时，导致韧性变差、耐腐蚀性变差、抗SSC性变差，或导致阻碍由添加B产生的淬透性提高的效果等，因此N越少越好。为了抑制该N的危害，添加用于形成Ti等氮化物的元素，其结果产生氮化物系夹杂物。本发明是控制该氮化物的形态、并使其无害化了的钢，由于当N过多时不能进行控制，因此N含量最多到0.007％为止。
Cr：0.1～1.5％
Cr具有改善耐腐蚀性的效果，由于Cr能使淬透性提高并使钢的强度提高，同时能提高抗回火软化性并能进行高温回火，因此在改善钢的抗SSC性上有效。为了得到这样的效果，需要含有0.1％以上的Cr，但Cr含量多时，抗回火软化性的提高效果饱和，往往导致钢的韧性下降，因此Cr最多到1.5％为止。
Mo：0.2～1.0％
Mo使淬透性提高并使钢的强度提高，同时提高了抗回火软化而能进行高温回火，因此改善了钢的抗SSC性。为了得到这样的效果，需要含有0.2％以上的Mo，但Mo含量过多时，由于抗回火软化性的提高效果饱和，往往导致钢的韧性下降，因此，Mo最多为1.0％。
Nb：0～0.1％、Zr：0～0.1％
Nb及Zr是任意添加的成分。如果含有Nb和/或Zr，则有提高强度的效果。即，Nb及Zr有细化晶粒和沉淀硬化的作用，还有提高强度的效果。为了得到该效果，优选含有0.005％以上的Nb及0.005％以上的Zr，Nb和Zr含量超过0.1％，则使钢的韧性变差。因此在含有Nb及Zr时，无论Nb还是Zr，都可以使其为0.005～0.1％。
V：0～0.5％
V是任意添加的成分。如果含有V，则有提高强度的效果。即，V具有沉淀硬化、淬透性提高、抗回火软化性上升等作用，如果含有V，则有提高强度的效果，而且，可以期待V因上述作用而改善抗SSC性的效果。为了得到这些效果，最好含有0.005％以上的V，当V含量过多时，引起钢的韧性变差和耐腐蚀性变差，在含有V时，可以使其含量为0.005～0.5％。
B：0～0.005％
B是任意添加的成分。如果含有B，则有提高强度的效果。即，用微量的B，就具有使钢的淬透性提高的作用，有提高强度的效果。为了得到该效果，优选含有0.0003％以上的B，但当B含量超过0.005％时，使钢的韧性下降，因此在含有B时，优选使其含量为0.0003～0.005％。
上述的Nb、Zr、V及B可以只添加其中的1种或者复合它们的2种以上地进行添加。
在上述那样的化学成分的钢中，在钢中存在由Ca、Al、Ti、N、O(氧)及S组成的非金属夹杂物，该夹杂物中的(Ca％)/(Al％)为0.55～1.72，而(Ca％)/(Ti％)为0.7～19。
以进行了淬火、回火、且添加了屈服应力超过758MPa的Ti的钢为对象，在NACE-TM-0177-96A法所规定的电解液(用硫化氢饱和了的25℃的0.5％醋酸+5％食盐水)中进行恒负荷试验时，对抗SSC性不好的不稳定的钢进行了调查，结果表明：TiN的存在使抗SSC性下降，而且在TiN系夹杂物从钢表面露出的部位上产生了点腐蚀，该点腐蚀的腐蚀点底成为SSC产生的起点。如果该TiN系夹杂物小，则没有问题，但当其大到某种程度以上时，容易成为点腐蚀的起点。
因此，对各种钢调查了该TiN夹杂物的存在状态，结果表明：可以通过Ca处理来控制氮化物系夹杂物的形态。
在未进行Ca处理时、或者虽然进行了Ca处理但Ca量低时，在钢中存在以氧化铝为主的氧化物系夹杂物、以MnS为主的硫化物系夹杂物及独立于它们存在的TiN的氮化物系夹杂物。氧化物系夹杂物的大小是0.2～35μm，较小的氧化物系夹杂物是球状或块状，较大的氧化物系夹杂物是块状或群状，硫化物系夹杂物沿加工方向伸长得较长。
相反，当进行Ca处理时，如许多文献等所说的那样，硫化物系夹杂物进行球化退火，氧化物系夹杂物变小且分散，形成含有Ca的氧硫化物系夹杂物。但是，以往认为氮化物系夹杂物独立于氧化物系夹杂物和硫化物系夹杂物，氮化物系夹杂物的形态在Ca处理中没有变化。
但是，当调查了Ca-Al-O-S系夹杂物时，发现：存在在该夹杂物中含有Ti的情况，此时，独立于氧硫化物系夹杂物存在的氮化物系夹杂物的数量有大幅减少的倾向。
因此，研磨钢试样的表面，通过用扫描电子显微镜(SEM)观察，测量0.2μm以上的夹杂物在单位面积上的个数，求出以单质存在的氮化物系夹杂物的个数相对于全部夹杂物个数的比率，将该比率作为“氮化物存在比”，并调查了该比率与钢成分、夹杂物成分等的关系。从这些调查中发现：当Ca-Al-O-S系夹杂物中的(Ca％)/(Al％)变化时，氮化物存在比也变化，在(Ca％)/(Al％)是1左右时，氮化物存在比特别小。
图1表示由试验室规模的溶解实验得到的结果，在Ca-Al-O-S系夹杂物中的(Ca％)/(Al％)为0.5 5～1.72时氮化存在比变小。可以认为：在该氮化物存在比极小时，在Ca-Al-O-S系夹杂物中取入了很多Ti，N与Ti一起与该夹杂物结合。在图1中，把Ca-Al-O-S系夹杂物中的(Ca％)/(Al％)记作“夹杂物的Ca/Al之比”。
钢水中的Ti与N的浓度积、即(Ti％)×(N％)的值越高，以TiN为主体的氮化物夹杂物越增加。因此，在图1中按级区分(Ti％)×(N％)的大小、并改变标记记号，试绘制了曲线。于是，得知：不管Ti及N在钢水中浓度如何，夹杂物中的(Ca％)/(Al％)在上述的1左右的范围内变小。
在Ca-Al-O-S系夹杂物中的(Ca％)/(Al％)是1左右、具体是0.9～1.3时，从(Ca％)/(Ti％)与氮化物存在比的关系看，得到了图2的结果。当这样形成取入了Ti的Ca-Al-O-S系夹杂物时，在其夹杂物中的(Ca％)/(Ti％)的值处于0.7～19之间时，氮化物存在比变得更小。在图2中，把夹杂物中的(Ca％)/(Ti％)记作“夹杂物中的Ca/Ti之比”。另外，把(Ca％)/(Al％)记作“Ca/Al”。
如上述那样，如果钢中的氮化物存在比较小，则在腐蚀环境下基于氮化物的点腐蚀的发生被抑制，钢的抗SSC性大幅提高。
接着，调查了氢致裂纹(HIC)。该调查用如下方法进行，即把切出的试样在无应力状态下浸在用101325Pa(1atm)的硫化氢饱和了的25℃的0.5％醋酸+5％食盐水中96小时，调查裂纹的产生。对于得到的结果，与调查抗SSC性时同样，当把Ca-Al-O-S系夹杂物中的相对于(Ca％)/(Al％)或(Ca％)/(Ti％)的裂纹产生倾向画出曲线来看时，得到了图3或图4那样的结果。在图3中，把Ca-Al-O-S系夹杂物中的(Ca％)/(Al％)记作“夹杂物中的Ca/Al之比”。在图4中，把夹杂物中的(Ca％)/(Ti％)记作“夹杂物中的Ca/Ti之比”，把(Ca％)/(Al％)记作“Ca/Al”。
从这些图中可知：抗SSC性优良的钢中的夹杂物形态会带来抗HIC性也优良的结果。即，如果把在钢中产生的Ca-Al-O-S系夹杂物中的(Ca％)/(Al％)控制在特定的范围内，同时使特定范围量的Ti进入到该夹杂物中，就会成为抗SSC性和抗HIC性都优良的钢。
因此，研究了用于实现这种夹杂物形态的制造条件，结果发现：在由通常使用的转炉、RH精炼、连铸的工序制造成为原料的钢坯时，只要采用下面的方法及条件即可。
首先，尽可能地减少钢水中的S。这是由转炉精炼之前的铁水处理来进行的，也可以由RH处理来进行，由通常采用的方法实施。接着，为了提高对夹杂物成分的控制精度，使用熔渣改性剂等使“熔渣中的低氧化物浓度”、即熔渣中的Fe氧化物和Mn氧化物的总浓度为5％以下，把熔渣中CaO/Al2O3质量比调整到1.2～1.5。其原因是：熔渣中的低氧化物浓度过高时，难以控制钢中夹杂物的组成；  当CaO/Al2O3质量比低于1.2时，夹杂物中的(Ca％)/(Al％)不到0.55；当CaO/Al2O3质量比超过1.5时，上述(Ca％)/(Al％)超过1.72。然后，把合金成分等钢成分调整到目标成分。
添加Ti是在由Al进行脱氧之后、添加Ca之前，此时，使钢水中的(Al％)/(Ti％)为1～3。其原因是：在钢水中的(Al％)/(Ti％)不到1时，钢中夹杂物的(Ca％)/(Ti％)高于19；当钢水中的(Al％)/(Ti％)超过3时，上述的(Ca％)/(Ti％)低于0.7。
Ca添加或者Ca处理使用纯Ca、CaSi等金属、合金、或者它们与助熔剂的混合物。通常，Ca的添加量在以控制氧化物系夹杂物、硫化物系夹杂物的形态为目的时，多由钢水中的S浓度((S％))、氧浓度((0％))等确定。但是，本发明的Ca添加在于控制Ca-Al-Ti系夹杂物的形态，因此以往的Ca添加量指标不能充分发挥其效果。
对Ca的添加量、与Ca利用率及实现上述夹杂物中的(Ca％)/(Al％)、(Ca％)/(Ti％)的最佳范围的关系进行了各种调查，其结果表明可以采用如下的方法。
即，使对由Al进行脱氧、并添加了Ti的钢水添加的Ca的量在以控制通常的夹杂物为目的的Ca添加量((Kg)/钢水(ton))的范围内，但在该范围内还进一步使下述式(1)所示的“Ca添加比”为1.6～3.2的范围。
Ca添加比＝
{Ca添加量(kg/ton)/40}/{(Al(％))/27+(Ti(％))/48}……(1)
在此，(Al(％))及(Ti(％))都是钢水中的质量％。式(1)所示的添加比无论是不到1.6还是超过3.2，在钢中都有氧化物系夹杂物增加的倾向。
铸造时的铸片中心部的从液相线温度到固相线温度的冷却速度希望在6～20℃/min。其原因是：冷却速度过快或过慢都会使钢中夹杂物的(Ca％)/(Al％)脱离目标范围。
如上述那样地含有Ti的Ca-Al-O-S系夹杂物成为钢中的夹杂物的主体，但在添加了Nb、Zr时，在夹杂物中还含有Nb或Zr。即使在这种情况下，钢中夹杂物的(Ca％)/(Al％)及(Ca％)/(Ti％)的关系或制造方法也是同样的。
实施例
淬火、回火后，以制造屈服强度为758MPa以上的钢管为目的，在用转炉精炼低合金钢A～X之后，由RH真空处理进行成分调整及温度调整，由连铸法制出了直径220～360mm的圆钢坯。此时，由在从转炉出钢时投入到浇勺内的熔渣改性剂使熔渣中的低氧化物浓度在7％以下的范围内，改变了CaO/Al2O3质量比。在调整成分、由Al进行脱氧、添加了Ti之后，以CaSi合金的形式用钢丝送料器添加了Ca，然后进行浇铸。另外，为了进行比较，有时在添加了Ca之后再添加Ti。把这些条件表示在表2中。另外，使铸造时的铸片中心部的从液相线温度到固相线温度的冷却速度为10～15℃/min。
铸造后的圆钢坯，在通常使用的条件下，由穿孔轧制使管成型，由芯棒式无缝管轧机及拉伸缩径轧机进行热轧及尺寸调整，从而制出无缝钢管。
对得到的钢管进行成分分析，在研磨出与长度方向垂直的截面后，由能量分散型X射线分光装置(EDX)进行夹杂物的成分分析，并测量夹杂物中的(Ca％)/(Al％)及(Ca％)/(Ti％)，从20个夹杂物的分析值中求出了它们的平均值。
表1表示这些钢管的化学成分分析结果、和钢中夹杂物的(Ca％)/(Al％)及(Ca％)/(Ti％)。
这些钢管加热到920℃进行淬火后，通过调整回火温度，分别制造成相当于“110ksi级”的屈服强度758MPa以上的钢管、和相当于“125ksi级”的屈服强度861MPa以上的钢管。
实施热处理、并确认了屈服强度及洛氏硬度(HRC硬度)的钢管在与钢管的长度方向平行地取直径6.35mm的圆棒拉伸试样，进行了抗SSC性的试验。该试验是用遵照了NACE-TM-0177-A-96法的方法进行的。即，“110ksi级”(屈服强度为758～861MPa)的评价在用101325Pa(1atm)的硫化氢饱和了的25℃的0.5％醋酸+5％食盐水中，承受实际屈服强度的90％的强度并保持720小时，试验有无断裂；“125ksi级”(屈服强度为861～965MPa)的评价在用10132.5Pa(0.1atm)的硫化氢、和剩余部分为101325Pa(1atm)的二氧化碳气体饱和了的25℃的0.5％醋酸+5％食盐水中，试验有无断裂。
对于抗HIC性，使用把强度调整到“110ksi级”的钢管，在与长度方向平行地取厚度10mm、宽度20mm、长度100mm的试样，在无应力状态下，浸在用101325Pa(1atm)的硫化氢饱和了的25℃的0.5％醋酸+5％食盐水中96小时，调查了氢致裂纹的产生。
在表3中表示由表1所示的钢制成的钢管的抗SSC性及抗HIC性的评价结果。这些结果表明：本发明的钢A～L在SSC试验及HIC试验中不产生裂纹，耐腐蚀性良好。另一方面，由于其夹杂物中的(Ca％)/(Al％)不到0.55或超过1.72，夹杂物的成分不合适，因此钢M、N、P～R及T～X的抗SSC性及抗HIC性较差。另外，由于其夹杂物中的(Ca％)/(Ti％)不到0.7或超过19，因此钢O、Q、S、及U～W生成较多的TiN系夹杂物而SSC性不好。
表1
钢                                               化学成分(质量％)剩余部分：Fe和杂质          夹杂物中成分比  备注
 C  Si  Mn  P  S  Al  Ti  Ca  Cr  Mo  Nb  V   B  Zr  N    (Ca％)/(Al％)    (Ca％)/(Ti％)
 ABCDEFGHIJKL  0.270.270.290.360.280.270.210.260.340.510.450.27  0.250.260.240.250.230.310.110.210.210.110.130.24  0.450.440.410.430.410.460.210.410.400.400.390.43  0.00410.00340.00550.00230.00220.00310.00110.00260.00310.00710.00280.0032  0.00110.00090.00210.00110.00210.00180.00050.00090.00110.00320.00230.0012  0.0300.0330.0280.0270.0320.0280.0300.0310.0300.0280.0310.026  0.0150.0140.0190.0250.0150.0250.0130.0160.0100.0130.0120.015  0.00230.00220.00140.00180.00160.00190.00180.00200.00280.00180.00140.0021  1.020.490.481.011.011.020.511.020.491.031.011.00  0.700.710.700.720.310.780.310.710.720.780.700.71  0.0320.0060.032-0.0230.034-0.0280.0310.0360.0240.023  -0.10---0.110.00--0.240.23-   0.00140.00180.0011-0.00180.00150.00110.0013---0.0012  -----0.006-0.0140.016-0.014-  0.00480.00410.00380.00360.00440.00510.00350.00440.00410.00410.00310.0049     0.580.730.901.101.351.650.620.820.981.231.591.85     10.7112.5014.2916.0717.8619.640.710.830.951.071.191.31 本发明例
 MNOPQRSTUVWX  0.270.270.280.270.270.270.270.280.450.230.240.26  0.240.220.230.220.220.240.280.300.110.310.250.28  0.440.440.450.460.460.460.320.110.220.410.390.44  0.00310.00260.00280.00310.00290.00210.00260.00250.00250.00240.00310.0038  0.00140.00130.00210.00240.00130.00210.00130.00140.00150.00110.00070.0009  0.0280.0270.0300.0310.0310.0320.0290.0250.0240.0230.0320.028  0.0140.0160.0070.0260.0140.0150.0140.0150.0220.0450.0220.017  0.00070.00420.00220.00230.00240.00220.00120.00110.00030.00300.00480.0006  1.021.030.981.021.031.001.010.511.251.030.710.98  0.680.690.700.730.710.700.690.320.720.510.710.69  0.0300.0240.0210.0310.0350.0330.0110.0110.0350.0320.0310.028  --------0.24---   0.00110.00110.00120.00110.00090.0015---0.00110.00090.0011  ------------  0.00390.00420.00430.00380.00310.00480.00460.00510.00530.00430.00450.0032   * 0.12* 0.350.57* 2.02* 2.51* 3.151.55* 5.40* 0.21* 12.14* 2.75* 0.41   * 0.685.32* 20.54.23* 19.37.12* 0.652.18* 22.5* 20.5* 21.5* 0.55 比较例
*号表示为本发明所规定的范围之外的情况
表2
钢     溶渣中的CaO/Al2O3质量比   Ca添加量(kg/ton)   ※Ca添加比 Ti添加时期 备注
 ABCDEFGHIJKL     1.251.281.451.271.481.371.201.381.291.391.371.45     0.150.150.200.170.180.190.150.180.180.150.160.18     2.372.263.071.662.721.832.472.733.162.602.633.14     (a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a)(a) 本发明例
 MNOPQRSTUVWX     1.180.980.781.551.752.101.092.150.832.322.120.68     0.090.130.180.280.250.300.200.250.100.350.350.10     1.532.173.383.573.944.533.314.481.593.874.671.59     (a)(a)(a)(a)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b)(b) 比较例
※Ca添加比＝{Ca添加量(kg/ton)/40]/{[Al(％)]/27+[Ti(％)]/48}Ti添加时期栏中(a)表示Ca添加前的情况，(b)表示Ca添加后的情况。
表3
钢     「110ksi级」钢管试验   「125ksi级」钢管试验  备注
    屈服强度(MPa)     硬度(HRC)     SSC试验     HIC试验     屈服强度(MPa)     硬度(HRC)     SSC试验
 ABCDEFGHIJKL     826.7834.3826.0830.9834.3835.7836.4826.0832.2828.8832.2835.7     29.030.128.729.829.729.429.028.428.528.928.129.9     无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹     无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹     925.2933.5923.9937.0936.3923.9928.7938.3932.1926.6928.7928.0     31.932.732.432.833.132.432.533.432.732.532.032.1     无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹无裂纹 本发明例
 MNOPQRSTUVWX     822.6820.5819.1820.5821.9820.5813.6823.3825.4820.5816.4819.1     27.726.926.727.528.728.026.927.727.927.326.727.7     产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹     产生裂纹产生裂纹无裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹     925.9925.2917.0918.4923.9925.2928.0922.5910.1925.2919.7927.3     31.731.531.430.431.030.931.732.029.831.631.031.1     产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹产生裂纹 比较例
产业可利用性
由本发明的钢管用钢制成的钢管在屈服强度超过758MPa的高强度下具有优良的抗SSC性及抗HIC性。为此，本发明的钢管用钢可以用作更大深度或更严重腐蚀环境的油井、天然气井的套管、管道、钻井用钻管、钻环等油井管用的钢管的原料。

Claims (2)

1.一种钢管用钢，以质量％计，含有0.2～0.7％的C、0.01～0.8％的Si、0.1～1.5％的Mn、0.005％以下的S、0.03％以下的P、0.0005～0.1％的Al、0.005～0.05％的Ti、0.0004～0.005％的Ca、0.007％以下的N、0.1～1.5％的Cr、0.2～1.0％的Mo、0～0.1％Nb、0～0.1％的Zr、0～0.5％的V及0～0.005％的B，剩余部分由Fe及杂质构成，其特征在于，
在钢中存在含有Ca、Al、Ti、N、O(氧)及S的非金属夹杂物，该夹杂物中的(Ca％)/(Al％)为0.55～1.72、而且(Ca％)/(Ti％)为0.7～19。
2.根据权利要求1所述的钢管用钢，其中，
该钢管用钢含有0.005～0.1％的Nb、0.005～0.1％的Zr、0.005～0.5％的V及0.0003～0.005％的B中的一种以上元素。
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