JP6156609B1 - 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 - Google Patents
油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6156609B1 JP6156609B1 JP2017508580A JP2017508580A JP6156609B1 JP 6156609 B1 JP6156609 B1 JP 6156609B1 JP 2017508580 A JP2017508580 A JP 2017508580A JP 2017508580 A JP2017508580 A JP 2017508580A JP 6156609 B1 JP6156609 B1 JP 6156609B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel pipe
- stainless steel
- temperature
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 102
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 102
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 20
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 15
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 15
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 86
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 86
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 45
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 41
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 15
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 6
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 6
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 5
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
肉厚が大きくても、高強度、優れた低温靭性、優れた耐食性を有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管を提供する。質量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.1〜0.5％、P：0.05％以下、S：0.005％未満、Cr：15.0％超え19.0％以下、Mo：2.0％超え3.0％以下、Cu：0.3〜3.5％、Ni：3.0％以上5.0％未満、W：0.1〜3.0％、Nb：0.07〜0.5％、V：0.01〜0.5％、Al：0.001〜0.1％、N：0.010〜0.100％、O：0.01％以下を含有し、Nb、Ta、C、N、Cuが特定式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相からなる組織を有するようにする。
Description
本発明は、原油あるいは天然ガスの油井およびガス井（以下、単に油井と称する）等に用いて好適な、17Cr系高強度ステンレス継目無鋼管に関する。本発明は、とくに炭酸ガス（CO２）、塩素イオン（Cl−）を含み高温の厳しい腐食環境下や、硫化水素（H２S）を含む環境下等における耐食性の向上、さらには低温靭性の向上に関する。
近年、近い将来に予想されるエネルギー資源の枯渇という観点から、従来、省みられなかったような、高深度の油田や、炭酸ガスや硫化水素等を含む環境下、いわゆるサワー環境下にある厳しい腐食環境の油田やガス田等の開発が盛んに行われている。このような油田、ガス田では、一般に深度が極めて深く、またその雰囲気も高温でかつCO２およびCl−、さらにはH２Sを含む厳しい腐食環境となっている。このような環境下で使用される油井用鋼管には、高強度でかつ優れた耐食性を有することが要求される。
従来、CO２およびCl−等を含む環境下にある油田およびガス田では、採掘に使用する油井管として13Crマルテンサイト系ステンレス鋼管が一般的に使用されてきた。しかし、最近では、更なる高温（200℃までの高温）の腐食環境下にある油井の開発が進められ、このような環境下では、13Crマルテンサイト系ステンレス鋼では耐食性が不足するという場合があった。このため、このような環境下でも使用できる、優れた耐食性を有する油井用鋼管が要望されていた。
このような要望に対し、例えば、特許文献１には、mass％で、C：0.005〜0.05％、Si：0.05〜0.5％、Mn：0.2〜1.8％、P:0.03％以下、S:0.005％以下、Cr：15.5〜18％、Ni：1.5〜5％、Mo：1〜3.5％、V：0.02〜0.2％、N：0.01〜0.15％、O：0.006％以下を含有し、Cr、Ni、Mo、Cu、Cが特定の関係式を満足し、さらにCr、Mo、Si、C、Mn、Ni、Cu、Nが特定の関係式を満足するように含有する組成を有し、さらにマルテンサイト相をベース相とし、フェライト相を体積率で10〜60％、あるいはさらにオーステナイト相を体積率で30％以下含有する組織を有する、耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管が記載されている。これにより、CO２およびCl−を含む230℃までの高温の厳しい腐食環境においても十分な耐食性を示し、降伏強さ：654MPa（95ksi）を超える高強度とさらには高靭性を有する油井用ステンレス鋼管を安定して製造できるとしている。
また、特許文献２には、高靭性でかつ耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管が記載されている。特許文献２に記載された技術では、mass％で、C：0.04％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20〜1.80％、P:0.03％以下、S:0.005％以下、Cr：15.5〜17.5％、Ni：2.5〜5.5％、V：0.20％以下、Mo：1.5〜3.5％、W：0.50〜3.0％、Al：0.05％以下、N：0.15％以下、O：0.006％以下を含み、かつCr、Mo、W、Cが特定の関係を、また、Cr、Mo、W、Si、C、Mn、Cu、Ni、Nが特定の関係を、さらにMo、Wが特定の関係を、それぞれ満足するように含有する組成と、マルテンサイト相をベース相とし、フェライト相を体積率で10〜50％を含有する組織とを有する鋼管とする。これにより、降伏強さ：654MPa（95ksi）を超える高強度を有し、CO２、Cl−、さらにH２Sを含む高温の厳しい腐食環境においても十分な耐食性を示す油井用高強度ステンレス鋼管を安定して製造できるとしている。
また、特許文献３には、耐硫化物応力割れ性と耐高温炭酸ガス腐食に優れた高強度ステンレス鋼管が記載されている。特許文献３に記載された技術では、質量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、P:0.05％以下、S:0.002％未満、Cr：16％超18％以下、Mo：2％超3％以下、Cu：1〜3.5％、Ni：3％以上5％未満、Al：0.001〜0.1％を含み、かつMn：1％以下、N：0.05％以下の領域で、MnとNが特定の関係を満足するように含有する組成とすることにより、マルテンサイト相を主体として、体積率で10〜40％のフェライト相と、体積率で10％以下の残留オーステナイト（γ）相を含む組織とを有する鋼管とする。これにより、降伏強さ：758MPa（110ksi）以上の高強度で、さらに200℃という高温の炭酸ガス環境下でも十分な耐食性を有し、環境ガス温度が低下したときでも、十分な耐硫化物応力割れ性を有する耐食性に優れた高強度ステンレス鋼管となるとしている。
また、特許文献４には、油井用ステンレス鋼管が記載されている。特許文献４に記載された技術では、質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.01〜0.5％、P:0.04％以下、S:0.01％以下、Cr：16.0超〜18.0％、Ni：4.0超〜5.6％、Mo：1.6〜4.0％、Cu：1.5〜3.0％、Al：0.001〜0.10％、N：0.050％以下を含有し、Cr、Cu、NiおよびMoが特定の関係を満足し、さらに、（C＋N）、Mn、Ni、Cuおよび（Cr＋Mo）が特定の関係を満足する組成と、マルテンサイト相と体積率で10〜40％のフェライト相とを含み、表面から厚さ方向に50μmの長さを有し、10μmピッチで200μmの範囲に１列に配列された複数の仮想線分と、フェライト相が交差する割合が85％より多い組織とを有し、0.2％耐力：758MPa以上の高強度を有する油井用ステンレス鋼管である。これにより、150〜250℃の高温環境で優れた耐食性を有し、常温での耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用ステンレス鋼管となるとしている。
また、特許文献５には、高靭性で耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管が記載されている。特許文献５に記載された技術では、質量％で、C：0.04％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20〜1.80％、P:0.03％以下、S:0.005％以下、Cr：15.5〜17.5％、Ni：2.5〜5.5％、V：0.20％以下、Mo：1.5〜3.5％、W：0.50〜3.0％、Al：0.05％以下、N：0.15％以下、O：0.006％以下を含有し、Cr、Mo、WおよびCが特定の関係を満足し、Cr、Mo、W、Si、C、Mn、Cu、NiおよびNが、また、MoおよびWが、それぞれ特定の関係を満足するように含有する組成を有し、最も大きい結晶粒において、粒内の任意の２点間の距離が200μm以下である組織を有する鋼管とする。前記鋼管は、降伏強さ：654MPa（95ksi）を超える高強度で、優れた靭性を有し、CO２、Cl−、さらにH２Sを含む170℃以上の高温腐食環境下において、十分な耐食性を示すとしている。
また、特許文献６には、油井用高強度マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管が記載されている。特許文献６に記載された技術では、質量％で、C：0.01％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.1〜2.0％、P:0.03％以下、S:0.005％以下、Cr：15.5超17.5％以下、Ni：2.5〜5.5％、Mo：1.8〜3.5％、Cu：0.3〜3.5％、V：0.20％以下、Al：0.05％以下、N：0.06％以下を含む組成を有し、好ましくは体積率で15％以上のフェライト相あるいはさらに25％以下の残留オーステナイト相を含み、残部が焼戻マルテンサイト相からなる組織を有する継目無鋼管としている。なお、特許文献６では、前記組成に加えて、W：0.25〜2.0％、および／または、Nb：0.20％以下を含有する組成としてもよいとしている。これにより、降伏強さ：655MPa以上862MPa以下の高強度と降伏比：0.90以上の引張特性を有し、CO２、Cl−等、さらにはH２Sを含む、170℃以上の高温の厳しい腐食環境においても十分な耐食性（耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力腐食割れ性）を有する油井用高強度マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管を、安定して製造できるとしている。
また、特許文献７には、油井用ステンレス鋼管が記載されている。特許文献７に記載された技術では、質量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.01〜1.0％、P:0.05％以下、S:0.002％未満、Cr：16〜18％、Mo：1.8〜3％、Cu：1.0〜3.5％、Ni：3.0〜5.5％、Co：0.01〜1.0％、Al：0.001〜0.1％、O：0.05％以下、N：0.05％以下を含有し、Cr、Ni、MoおよびCuが特定の関係を満足する組成とし、好ましくは、体積率で10％以上60％未満のフェライト相と、10％以下の残留オーステナイト相と、40％以上のマルテンサイト相を含有する組織を有するステンレス鋼管とする。これにより、降伏強さ：758MPa以上の高強度と、優れた高温耐食性を安定して得られる油井用ステンレス鋼管が得られるとしている。
しかし、最近、厳しい腐食環境の油田およびガス田等の開発に伴い、油井用鋼管に対しては、降伏強さ：862MPa（125ksi）以上という高強度を有し、さらに200℃以上という高温で、かつCO２およびCl−、さらにはH２Sを含む厳しい腐食環境下においても、優れた耐炭酸ガス腐食性、優れた耐硫化物応力腐食割れ性および優れた耐硫化物応力割れ性とを兼ね備えた、優れた耐食性を保持することが要望されるようになっている。
特許文献１〜７に記載された技術では、優れた耐食性を確保するために、Cr以外にも合金元素を多量に含有させており、残留オーステナイトを含む組織を示すことになる。そのため、特許文献１〜７に記載された技術で、降伏強さ：862MPa（125ksi）以上という高強度を確保するためには、残留オーステナイトを低減する必要がある。しかし、従来技術を利用し、残留オーステナイトを低減して高強度化を図る方法では、肉厚が厚い材料を製造する場合には、十分な圧下率を確保できないため、組織が粗大になり、所望の優れた低温靭性が得られないという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題を解決し、肉厚が大きくても降伏強さ：862MPa以上の高強度と、優れた低温靭性と、優れた耐食性とを有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする。
なお、ここでいう「肉厚が大きい」とは、肉厚：25.4mm以上の場合をいうものとする。
また、ここでいう「優れた低温靭性」とは、シャルピー衝撃試験における試験温度：−10℃での吸収エネルギーvＥ−10が40Ｊ以上である場合をいうものとする。また、ここでいう「優れた耐食性」とは、「優れた耐炭酸ガス腐食性」、「優れた耐硫化物応力腐食割れ性」および「優れた耐硫化物応力割れ性」に優れる場合をいうものとする。
そして、ここでいう「優れた耐炭酸ガス腐食性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：200℃、30気圧のCO２ガス雰囲気）中に、試験片を浸漬し、浸漬時間を336時間として実施した場合の腐食速度が0.125mm/y以下の場合をいうものとする。
また、ここでいう「優れた耐硫化物応力腐食割れ性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：100℃、30気圧のCO２ガス、0.1気圧のH２S雰囲気）に、酢酸＋酢酸ナトリウムを加えてpH：3.3に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬時間を720時間とし、降伏応力の100％を負荷応力として負荷し、試験後の試験片に割れが発生しない場合をいうものとする。
また、ここでいう「優れた耐硫化物応力割れ性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20％質量NaCl水溶液（液温：25℃、0.9気圧のCO２ガス、0.1気圧のH２S雰囲気）に、酢酸＋酢酸ナトリウムを加えてpH：3.5に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬時間を720時間とし、降伏応力の90％を負荷応力として負荷し、試験後の試験片に割れが発生しない場合をいうものとする。
本発明者らは、上記した目的を達成するために、17Cr系ステンレス鋼組成の継目無鋼管における強度と靭性に及ぼす各種要因について鋭意検討した。その結果、残留オーステナイト量を低減することなく、降伏強さYS：862MPa以上の高強度を維持するために、Cu析出物およびNbの析出物、あるいはさらにTaの析出物による析出強化を利用することに思い至った。そして、このような析出強化を利用するためには、C、N、Nb、Taおよび、Cu含有量を、次（１）式
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
（ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない場合はゼロとする。）
を満足するように、調整する必要があることを知見した。より具体的には、本発明者らは、特定の成分組成とし、特定の組織とし、さらに上記の式（１）を満たすようにすることで、所望の強度と靭性が得られることを知見した。
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
（ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない場合はゼロとする。）
を満足するように、調整する必要があることを知見した。より具体的には、本発明者らは、特定の成分組成とし、特定の組織とし、さらに上記の式（１）を満たすようにすることで、所望の強度と靭性が得られることを知見した。
本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
［１］質量％で、
C ：0.05％以下、 Si：1.0％以下、
Mn：0.1〜0.5％、 P ：0.05％以下、
S ：0.005％未満、 Cr：15.0％超え19.0％以下、
Mo：2.0％超え3.0％以下、 Cu：0.3〜3.5％、
Ni：3.0％以上5.0％未満、 W ：0.1〜3.0％、
Nb：0.07〜0.5％、 V ：0.01〜0.5％、
Al：0.001〜0.1％、 N ：0.010〜0.100％、
O ：0.01％以下
を含有し、かつ、Nb、Ta、C、NおよびCuが下記（１）式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、降伏強さYS：862MPa以上を有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
C ：0.05％以下、 Si：1.0％以下、
Mn：0.1〜0.5％、 P ：0.05％以下、
S ：0.005％未満、 Cr：15.0％超え19.0％以下、
Mo：2.0％超え3.0％以下、 Cu：0.3〜3.5％、
Ni：3.0％以上5.0％未満、 W ：0.1〜3.0％、
Nb：0.07〜0.5％、 V ：0.01〜0.5％、
Al：0.001〜0.1％、 N ：0.010〜0.100％、
O ：0.01％以下
を含有し、かつ、Nb、Ta、C、NおよびCuが下記（１）式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、降伏強さYS：862MPa以上を有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
記
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。
［２］前記組成に加えてさらに、質量％で、Ti：0.3％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.2％以下、Co：1.0％以下、Ta：0.1％以下のうちから選ばれた１種又は２種以上を含有する前記［１］に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
［３］前記組成に加えてさらに、質量％で、Ca：0.0050％以下、REM：0.01％以下のうちから選ばれた１種又は２種を含有する前記［１］または［２］に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
［４］前記組成に加えてさらに、質量％で、Mg：0.01％以下、Sn：0.2％以下のうちから選ばれた１種又は２種を含有する前記［１］〜［３］のいずれかに記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法であり、
鋼管素材を、加熱温度：1100〜1350℃の範囲の温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、
前記熱間加工後に、前記継目無鋼管を850〜1150℃の範囲の温度に再加熱し、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下0℃超えの冷却停止温度まで冷却する焼入れ処理を施し、500〜650℃の範囲の焼戻温度に加熱する焼戻処理を施す油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法。
鋼管素材を、加熱温度：1100〜1350℃の範囲の温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、
前記熱間加工後に、前記継目無鋼管を850〜1150℃の範囲の温度に再加熱し、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下0℃超えの冷却停止温度まで冷却する焼入れ処理を施し、500〜650℃の範囲の焼戻温度に加熱する焼戻処理を施す油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法。
本発明によれば、油井用として、肉厚が25.4mm以上であっても、降伏強さYS：862MPa以上の高強度と、試験温度：−10℃でのシャルピー衝撃試験吸収エネルギーvＥ−10が40（Ｊ）以上という優れた低温靭性とを有すると共に、200℃以上という高温で、かつCO２、Cl−を含む厳しい腐食環境下においても、優れた耐炭酸ガス腐食性を有し、さらには優れた耐硫化物応力腐食割れ性、および優れた耐硫化物応力割れ性を有し、耐食性に優れた高強度ステンレス継目無鋼管を製造できる。
本発明の継目無鋼管は、質量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.1〜0.5％、P：0.05％以下、S ：0.005％未満、Cr：15.0％超え19.0％以下、Mo：2.0％超え3.0％以下、Cu：0.3〜3.5％、Ni：3.0％以上5.0％未満、W：0.1〜3.0％、Nb：0.07〜0.5％、V：0.01〜0.5％、Al：0.001〜0.1％、N：0.010〜0.100％、O：0.01％以下を含有し、かつ、Nb、Ta、C、NおよびCuが下記（１）式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有する油井用ステンレス継目無鋼管である。
記
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない場合はゼロとする。
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない場合はゼロとする。
まず、本発明の継目無鋼管の組成限定理由について説明する。以下、とくに断らない限り、質量％は単に％で記す。
C：0.05％以下
Cは、マルテンサイト系ステンレス鋼の強度を増加させる重要な元素である。本発明では、所望の高強度を確保するために、0.010％以上のCを含有することが望ましい。一方、0.05％を超えてCを含有すると、耐食性が低下する。このため、C含有量は0.05％以下とする。好ましくは、C含有量は0.015％以上である。好ましくは、C含有量は0.04％以下である。
Cは、マルテンサイト系ステンレス鋼の強度を増加させる重要な元素である。本発明では、所望の高強度を確保するために、0.010％以上のCを含有することが望ましい。一方、0.05％を超えてCを含有すると、耐食性が低下する。このため、C含有量は0.05％以下とする。好ましくは、C含有量は0.015％以上である。好ましくは、C含有量は0.04％以下である。
Si：1.0％以下
Siは、脱酸剤として作用する元素であり、このような効果を得るためには、0.005％以上のSiを含有することが望ましい。一方、1.0％を超えてSiを含有すると、熱間加工性が低下する。このため、Si含有量は1.0％以下とする。好ましくは、Si含有量は0.1％以上である。好ましくは、Si含有量は0.6％以下である。
Siは、脱酸剤として作用する元素であり、このような効果を得るためには、0.005％以上のSiを含有することが望ましい。一方、1.0％を超えてSiを含有すると、熱間加工性が低下する。このため、Si含有量は1.0％以下とする。好ましくは、Si含有量は0.1％以上である。好ましくは、Si含有量は0.6％以下である。
Mn：0.1〜0.5％
Mnは、マルテンサイト系ステンレス鋼の強度を増加させる元素であり、所望の強度を確保するために、0.1％以上のMnの含有を必要とする。一方、0.5％を超えてMnを含有すると、靭性が低下する。このため、Mn含有量は0.1〜0.5％とする。好ましくは、Mn含有量は0.4％以下である。
Mnは、マルテンサイト系ステンレス鋼の強度を増加させる元素であり、所望の強度を確保するために、0.1％以上のMnの含有を必要とする。一方、0.5％を超えてMnを含有すると、靭性が低下する。このため、Mn含有量は0.1〜0.5％とする。好ましくは、Mn含有量は0.4％以下である。
P：0.05％以下
Pは、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性等の耐食性を低下させる元素であり、本発明ではできるだけ低減することが好ましいが、0.05％以下であれば許容できる。このため、P含有量は0.05％以下とする。好ましくは、P含有量は0.02％以下である。
Pは、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性等の耐食性を低下させる元素であり、本発明ではできるだけ低減することが好ましいが、0.05％以下であれば許容できる。このため、P含有量は0.05％以下とする。好ましくは、P含有量は0.02％以下である。
S：0.005％未満
Sは、熱間加工性を著しく低下させ、熱間造管工程の安定操業を阻害する元素であり、できるだけ低減することが好ましいが、0.005％未満であれば、通常工程のパイプ製造が可能となる。このようなことから、S含有量は0.005％未満とする。好ましくは、S含有量は0.001％以下である。
Sは、熱間加工性を著しく低下させ、熱間造管工程の安定操業を阻害する元素であり、できるだけ低減することが好ましいが、0.005％未満であれば、通常工程のパイプ製造が可能となる。このようなことから、S含有量は0.005％未満とする。好ましくは、S含有量は0.001％以下である。
Cr：15.0％超え19.0％以下
Crは、鋼管表面の保護皮膜を形成して耐食性向上に寄与する元素であり、Cr含有量が15.0％以下では、所望の耐食性を確保することができない。このため、15.0％超のCrの含有を必要とする。一方、19.0％を超えるCrの含有は、フェライト分率が高くなりすぎて、所望の強度を確保できなくなる。このため、Cr含有量は15.0％超え19.0％以下とする。好ましくは、Cr含有量は16.0％以上である。好ましくは、Cr含有量は18.0％以下である。
Crは、鋼管表面の保護皮膜を形成して耐食性向上に寄与する元素であり、Cr含有量が15.0％以下では、所望の耐食性を確保することができない。このため、15.0％超のCrの含有を必要とする。一方、19.0％を超えるCrの含有は、フェライト分率が高くなりすぎて、所望の強度を確保できなくなる。このため、Cr含有量は15.0％超え19.0％以下とする。好ましくは、Cr含有量は16.0％以上である。好ましくは、Cr含有量は18.0％以下である。
Mo：2.0％超え3.0％以下
Moは、鋼管表面の保護皮膜を安定化させて、Cl−や低pHによる孔食に対する抵抗性を増加させ、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高める元素である。このような効果を得るためには、2.0％超えのMoを含有する必要がある。一方、Moは高価な元素であり、3.0％を超えるMoの含有は、材料コストの高騰を招くとともに、靭性、耐硫化物応力腐食割れ性の低下を招く。このため、Mo含有量は2.0％超え3.0％以下とする。好ましくは、Mo含有量は2.2％以上である。好ましくは、Mo含有量は2.8％未満である。さらに好ましくは、Mo含有量は2.7％以下である。
Moは、鋼管表面の保護皮膜を安定化させて、Cl−や低pHによる孔食に対する抵抗性を増加させ、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高める元素である。このような効果を得るためには、2.0％超えのMoを含有する必要がある。一方、Moは高価な元素であり、3.0％を超えるMoの含有は、材料コストの高騰を招くとともに、靭性、耐硫化物応力腐食割れ性の低下を招く。このため、Mo含有量は2.0％超え3.0％以下とする。好ましくは、Mo含有量は2.2％以上である。好ましくは、Mo含有量は2.8％未満である。さらに好ましくは、Mo含有量は2.7％以下である。
Cu：0.3〜3.5％
Cuは、残留オーステナイトを増加させ、かつ析出物を形成して降伏強さYSの向上に寄与するため、低温靭性を低下させることなく高強度を得ることができる非常に重要な元素である。また、鋼管表面の保護皮膜を強固にして鋼中への水素侵入を抑制し、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高める効果も有する。このような効果を得るためには、0.3％以上のCuの含有を必要とする。一方、3.5％を超えるCuの含有は、CuSの粒界析出を招き、熱間加工性を低下させる。このため、Cu含有量は0.3〜3.5％とする。好ましくは、Cu含有量は0.5％以上である。好ましくは、Cu含有量は1.0％以上である。好ましくは、Cu含有量は3.0％以下である。
Cuは、残留オーステナイトを増加させ、かつ析出物を形成して降伏強さYSの向上に寄与するため、低温靭性を低下させることなく高強度を得ることができる非常に重要な元素である。また、鋼管表面の保護皮膜を強固にして鋼中への水素侵入を抑制し、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高める効果も有する。このような効果を得るためには、0.3％以上のCuの含有を必要とする。一方、3.5％を超えるCuの含有は、CuSの粒界析出を招き、熱間加工性を低下させる。このため、Cu含有量は0.3〜3.5％とする。好ましくは、Cu含有量は0.5％以上である。好ましくは、Cu含有量は1.0％以上である。好ましくは、Cu含有量は3.0％以下である。
Ni：3.0％以上5.0％未満
Niは、鋼管表面の保護皮膜を強固にして耐食性向上に寄与する元素である。また、Niは、固溶強化により鋼の強度を増加させる。このような効果は3.0％以上のNiの含有で顕著になる。一方、5.0％以上のNiの含有は、マルテンサイト相の安定性が低下し、強度が低下する。このため、Ni含有量は3.0％以上5.0％未満とする。好ましくは、Ni含有量は3.5％以上である。好ましくは、Ni含有量は4.5％以下である。
Niは、鋼管表面の保護皮膜を強固にして耐食性向上に寄与する元素である。また、Niは、固溶強化により鋼の強度を増加させる。このような効果は3.0％以上のNiの含有で顕著になる。一方、5.0％以上のNiの含有は、マルテンサイト相の安定性が低下し、強度が低下する。このため、Ni含有量は3.0％以上5.0％未満とする。好ましくは、Ni含有量は3.5％以上である。好ましくは、Ni含有量は4.5％以下である。
W：0.1〜3.0％
Wは、鋼の強度向上に寄与するとともに、鋼管表面の保護皮膜を安定化させて、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高めることができる重要な元素である。Wは、Moと複合して含有することにより、とくに耐硫化物応力割れ性を顕著に向上させる。このような効果を得るためには、0.1％以上のWの含有を必要とする。一方、3.0％を超えるWの含有は、靭性を低下させる。このため、W含有量は0.1〜3.0％とする。好ましくは、W含有量は0.5％以上である。好ましくは、W含有量は0.8％以上である。好ましくは、W含有量は2.0％以下である。
Wは、鋼の強度向上に寄与するとともに、鋼管表面の保護皮膜を安定化させて、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高めることができる重要な元素である。Wは、Moと複合して含有することにより、とくに耐硫化物応力割れ性を顕著に向上させる。このような効果を得るためには、0.1％以上のWの含有を必要とする。一方、3.0％を超えるWの含有は、靭性を低下させる。このため、W含有量は0.1〜3.0％とする。好ましくは、W含有量は0.5％以上である。好ましくは、W含有量は0.8％以上である。好ましくは、W含有量は2.0％以下である。
Nb：0.07〜0.5％
Nbは、CおよびNと結合しNb炭窒化物（Nb析出物）として析出し、降伏強さYSの向上に寄与し、本発明では重要な元素である。このような効果を得るためには0.07％以上のNbの含有を必要とする。一方、0.5％を超えるNbの含有は、靭性および耐硫化物応力割れ性の低下を招く。このため、Nb含有量は0.07〜0.5％とする。好ましくは、Nb含有量は0.07〜0.2％である。
Nbは、CおよびNと結合しNb炭窒化物（Nb析出物）として析出し、降伏強さYSの向上に寄与し、本発明では重要な元素である。このような効果を得るためには0.07％以上のNbの含有を必要とする。一方、0.5％を超えるNbの含有は、靭性および耐硫化物応力割れ性の低下を招く。このため、Nb含有量は0.07〜0.5％とする。好ましくは、Nb含有量は0.07〜0.2％である。
V：0.01〜0.5％
Vは、固溶として強度の向上に寄与するほか、C、Nと結合しV炭窒化物（V析出物）として析出し、降伏強さYSの向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.01％以上のVの含有を必要とする。一方、0.5％を超えるVの含有は、靭性および耐硫化物応力割れ性の低下を招く。このため、V含有量は0.01〜0.5％とする。好ましくは、V含有量は0.02％以上である。好ましくは、V含有量は0.1％以下である。
Vは、固溶として強度の向上に寄与するほか、C、Nと結合しV炭窒化物（V析出物）として析出し、降伏強さYSの向上に寄与する元素である。このような効果を得るためには、0.01％以上のVの含有を必要とする。一方、0.5％を超えるVの含有は、靭性および耐硫化物応力割れ性の低下を招く。このため、V含有量は0.01〜0.5％とする。好ましくは、V含有量は0.02％以上である。好ましくは、V含有量は0.1％以下である。
Al：0.001〜0.1％
Alは、脱酸剤として作用する元素である。このような効果を得るためには、0.001％以上のAlの含有を必要とする。一方、0.1％を超えてAlを含有すると、酸化物量が増加し清浄度が低下し、靭性が低下する。このため、Al含有量は0.001〜0.1％とする。好ましくは、Alは0.01％以上である。好ましくは、Al有量は0.02％以上である。好ましくは、Al含有量は0.07％以下である。
Alは、脱酸剤として作用する元素である。このような効果を得るためには、0.001％以上のAlの含有を必要とする。一方、0.1％を超えてAlを含有すると、酸化物量が増加し清浄度が低下し、靭性が低下する。このため、Al含有量は0.001〜0.1％とする。好ましくは、Alは0.01％以上である。好ましくは、Al有量は0.02％以上である。好ましくは、Al含有量は0.07％以下である。
N：0.010〜0.100％
Nは、耐孔食性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、Nを0.010％以上含有する。一方、0.100％を超えてNを含有すると、窒化物を形成して靭性を低下させる。このため、N含有量は0.010〜0.100％とする。好ましくは、N含有量は0.02％以上である。好ましくは、N含有量は0.06％以下である。
Nは、耐孔食性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、Nを0.010％以上含有する。一方、0.100％を超えてNを含有すると、窒化物を形成して靭性を低下させる。このため、N含有量は0.010〜0.100％とする。好ましくは、N含有量は0.02％以上である。好ましくは、N含有量は0.06％以下である。
O：0.01％以下
O（酸素）は、鋼中では酸化物として存在するため、各種特性に悪影響を及ぼす。このため、本発明では、できるだけ低減することが望ましい。とくに、Oが0.01％を超えると、熱間加工性、耐食性、靭性が低下する。このため、O含有量は0.01％以下とする。
O（酸素）は、鋼中では酸化物として存在するため、各種特性に悪影響を及ぼす。このため、本発明では、できるだけ低減することが望ましい。とくに、Oが0.01％を超えると、熱間加工性、耐食性、靭性が低下する。このため、O含有量は0.01％以下とする。
さらに本発明では、Nb、Ta、C、NおよびCuは、上記した含有範囲で、かつ次（１）式
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
（ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。）を満足するように調整して含有する。（１）式の左辺値が1.0未満では、Cu析出物、Nb析出物およびTa析出物の析出量が少なく、析出強化が不十分で、図１に示すように、所望の強度を確保できない。このため、本発明では、（１）式の左辺値が1.0以上となるように、Nb、Ta、C、NおよびCuの含有量を調整する。なお、上述したように（１）式に記載の元素を含有しない場合には、（１）式の左辺値は当該元素を零（ゼロ）として算出するものとする。好ましくは、（１）式の左辺値は2.0以上である。
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
（ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。）を満足するように調整して含有する。（１）式の左辺値が1.0未満では、Cu析出物、Nb析出物およびTa析出物の析出量が少なく、析出強化が不十分で、図１に示すように、所望の強度を確保できない。このため、本発明では、（１）式の左辺値が1.0以上となるように、Nb、Ta、C、NおよびCuの含有量を調整する。なお、上述したように（１）式に記載の元素を含有しない場合には、（１）式の左辺値は当該元素を零（ゼロ）として算出するものとする。好ましくは、（１）式の左辺値は2.0以上である。
本発明では、上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。
また、本発明では、上記した基本の組成に加えてさらに、選択元素として、Ti：0.3％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.2％以下、Co：1.0％以下およびTa：0.1％以下、のうちから選ばれた１種または２種以上を含有できる。また、選択元素としては、Ca：0.0050％以下およびREM：0.01％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有することもできる。さらに、選択元素としては、Mg：0.01％以下およびSn：0.2％以下のうちから選ばれた１種または２種を選択して含有することもできる。
Ti：0.3％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.2％以下、Co：1.0％以下およびTa：0.1％以下、のうちから選ばれた１種または２種以上
Ti、B、Zr、CoおよびTaはいずれも、強度を増加させる元素であり、必要に応じて選択して１種以上、含有することができる。Ti、B、Zr、CoおよびTaは、上記した効果に加えて、耐硫化物応力割れ性を改善する効果も有する。特に、TaはNbと同様の効果をもたらす元素であり、Nbの一部をTaに置き換えることができる。このような効果を得るためには、Ti：0.01％、B：0.0001％以上、Zr：0.01％以上、Co：0.01％以上およびTa：0.01％以上、それぞれ含有することが望ましい。一方、Ti：0.3％、B：0.0050％、Zr：0.2％、Co：1.0％およびTa：0.1％を、それぞれ超えて含有すると、靭性が低下する。このため、含有する場合には、Ti：0.3％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.2％以下、Co：1.0％以下およびTa：0.1％以下に限定することが好ましい。
Ti、B、Zr、CoおよびTaはいずれも、強度を増加させる元素であり、必要に応じて選択して１種以上、含有することができる。Ti、B、Zr、CoおよびTaは、上記した効果に加えて、耐硫化物応力割れ性を改善する効果も有する。特に、TaはNbと同様の効果をもたらす元素であり、Nbの一部をTaに置き換えることができる。このような効果を得るためには、Ti：0.01％、B：0.0001％以上、Zr：0.01％以上、Co：0.01％以上およびTa：0.01％以上、それぞれ含有することが望ましい。一方、Ti：0.3％、B：0.0050％、Zr：0.2％、Co：1.0％およびTa：0.1％を、それぞれ超えて含有すると、靭性が低下する。このため、含有する場合には、Ti：0.3％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.2％以下、Co：1.0％以下およびTa：0.1％以下に限定することが好ましい。
Ca：0.0050％以下およびREM：0.01％以下のうちから選ばれた１種または２種
CaおよびREMはいずれも、硫化物の形態制御を介して耐硫化物応力腐食割れ性の改善に寄与する元素であり、必要に応じて１種または２種含有できる。このような効果を得るためには、Ca：0.0001％以上およびREM：0.001％以上含有することが望ましい。一方、Ca：0.0050％およびREM：0.01％を、それぞれ超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、含有する場合には、Ca：0.0050％以下およびREM：0.01％以下にそれぞれ、限定することが好ましい。
CaおよびREMはいずれも、硫化物の形態制御を介して耐硫化物応力腐食割れ性の改善に寄与する元素であり、必要に応じて１種または２種含有できる。このような効果を得るためには、Ca：0.0001％以上およびREM：0.001％以上含有することが望ましい。一方、Ca：0.0050％およびREM：0.01％を、それぞれ超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、含有する場合には、Ca：0.0050％以下およびREM：0.01％以下にそれぞれ、限定することが好ましい。
Mg：0.01％以下およびSn：0.2％以下のうちから選ばれた１種または２種
MgおよびSnはいずれも、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて１種または２種を選択して含有できる。このような効果を得るためには、Mg：0.002％以上およびSn：0.01％以上、それぞれ含有することが望ましい。一方、Mg：0.01％およびSn：0.2％をそれぞれ超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、含有する場合には、Mg：0.01％以下およびSn：0.2％以下に、それぞれ限定することが好ましい。
MgおよびSnはいずれも、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて１種または２種を選択して含有できる。このような効果を得るためには、Mg：0.002％以上およびSn：0.01％以上、それぞれ含有することが望ましい。一方、Mg：0.01％およびSn：0.2％をそれぞれ超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、含有する場合には、Mg：0.01％以下およびSn：0.2％以下に、それぞれ限定することが好ましい。
次に、本発明の継目無鋼管の組織限定理由について説明する。
本発明の継目無鋼管は、上記した組成を有し、体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相を主相とし、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相とからなる組織を有する。
本発明の継目無鋼管では、所望の強度を確保するために、焼戻マルテンサイト相を主相とする。そして、本発明では、少なくとも第二相としてフェライト相を体積率で20％以上析出させる。これにより、熱間圧延時に導入された歪が軟質なフェライト相に集中して疵が発生することを防止することができる。また、フェライト相を体積率で20％以上析出させることにより、硫化物応力腐食割れおよび硫化物応力割れの進展を抑制でき、所望の耐食性を確保することができる。一方、体積率で40％を超えて多量のフェライト相が析出すると、所望の強度を確保できなくなる場合がある。このため、フェライト相は体積率で20〜40％とする。
さらに、本発明の継目無鋼管では、第二相としてフェライト相に加えて、オーステナイト相（残留オーステナイト相）を析出させる。残留オーステナイト相の存在により、延性、靭性が向上する。所望の強度を確保しつつ、このような延性、靭性の向上効果を得るためには、体積率で残留オーステナイト相を、10％を超えて析出させる。一方、体積率で25％を超える多量のオーステナイト相の析出は、所望の強度を確保できなくなる。このため、残留オーステナイト相は体積率で25％以下とする。好ましくは、残留オーステナイトは体積率で10％超え20％以下である。
ここで、本発明の継目無鋼管の上記の組織の測定としては、まず、組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mｌの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（倍率：1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（体積％）を算出する。
そして、Ｘ線回折用試験片を、管軸方向に直交する断面（Ｃ断面）が測定面となるように、研削および研磨し、Ｘ線回折法を用いて残留オーステナイト（γ）量を測定する。残留オーステナイト量は、γの（220）面、αの（211）面、の回折Ｘ線積分強度を測定し、次式
γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算する。
γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算する。
また、焼戻しマルテンサイト相の分率は、フェライト相および残留γ相以外の残部とする。
ここで、本発明の継目無鋼管の上記の組織は、後述の特定条件の熱処理（焼入れ処理および焼戻処理）により調整することができる。
以上説明したように、本発明の継目無鋼管では、上記の式（１）を満たしつつ特定の成分組成とし、組織は、体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相と、からなるように調整することにより、所望の強度が得られる。
次に、本発明の継目無鋼管の好ましい製造方法について説明する。
本発明では、出発素材（鋼管素材）を、加熱温度：1100〜1350℃の範囲の温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、熱間加工後に、継目無鋼管に850〜1150℃の範囲の温度に再加熱し、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下0℃超えとなる温度まで冷却する焼入れ処理を施し、500〜650℃の範囲の温度に加熱する焼戻処理を施して油井用継目無鋼管を製造する。
本発明では、出発素材は、上記した組成を有する鋼管素材とする。
出発素材の製造方法は、とくに限定する必要はなく、通常公知の鋼管素材の製造方法がいずれも適用できるが、上記した組成の溶鋼を、転炉等の常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造法等の通常の鋳造方法等でビレット等の鋳片（鋼素材）とすることが好ましい。なお、これに限定されないことは言うまでもない。鋳片にさらに熱間圧延を施し、所望の寸法形状とした鋼片を鋼管素材としてもなんら問題はない。
ついで、これら鋼管素材に、加熱を施す。
加熱工程では、加熱温度は1100〜1350℃の範囲の温度とする。加熱温度が1100℃未満では、熱間加工性が低下し、造管時に疵が多発する。一方、加熱温度が1350℃を超えて高温となると、結晶粒が粗大化し低温靭性が低下する。このため、加熱工程における加熱温度は、1100〜1350℃の範囲の温度とする。
ついで、加熱された鋼管素材は、熱間造管工程で熱間加工を施されて、所定形状の継目無鋼管とされる。熱間造管工程は、常用の、マンネスマン−プラグミル方式、あるいはマンネスマン−マンドレルミル方式の熱間造管工程とすることが好ましいが、プレス方式による熱間押出で継目無鋼管としてもなんら問題はない。また、熱間造管工程では、所定形状の継目無鋼管が製造できればよく、とくにその条件を規定する必要はなく、常用の製造条件がいずれも適用可能である。
熱間造管工程後には、冷却処理を施してよい。冷却工程は、とくに限定する必要はない。本発明の組成範囲であれば熱間加工後、空冷程度の冷却速度で室温まで冷却することにより、鋼管の組織をマルテンサイト相を主相とする組織とすることができる。
本発明では、さらに焼入れ処理と焼戻処理からなる熱処理を施す。
焼入れ処理は、加熱温度：850〜1150℃の範囲の温度に再加熱したのち、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下0℃超えの冷却停止温度まで冷却する処理とする。加熱温度が850℃未満では、マルテンサイトからオーステナイトへの逆変態が起こらず、また冷却時にオーステナイトからマルテンサイトへの変態が起こらず、所望の強度を確保できない。一方、加熱温度が1150℃を超えて高温となると、結晶粒が粗大化する。このため、焼入れ処理の加熱温度は850〜1150℃の範囲の温度とする。好ましくは、焼入れ処理の加熱温度は900℃以上である。好ましくは、焼入れ処理の加熱温度は1000℃以下である。
また、冷却停止温度は50℃超えであると、オーステナイトからマルテンサイトへの変態が十分に起こらず、オーステナイト分率が過剰となる。一方、冷却停止温度が0℃以下であると、マルテンサイトへの変態が過剰に起こり、必要なオーステナイト分率を得ることができない。そのため、本発明では、焼入れ処理における冷却での冷却停止温度は50℃以下0℃超えとする。
また、ここで、「空冷以上の冷却速度」とは、0.01℃／ｓ以上である。
また、焼入れ処理において、均熱時間は、肉厚方向における温度を均一化し、材質の変動を防止するために、5〜30分とすることが好ましい。
焼戻処理は、焼入れ処理を施された継目無鋼管に、焼戻温度：500〜650℃に加熱する処理とする。また、この加熱の後、放冷することができる。焼戻温度が500℃未満では、低温すぎて所望の焼戻効果が期待できなくなる。一方、焼戻温度が650℃を超える高温では、焼入れままのマルテンサイト相が生成し、所望の高強度、高靭性、優れた耐食性を兼備させることができなくなる。このため、焼戻温度は500〜650℃の範囲の温度とする。好ましくは、焼戻温度は520℃以上である。好ましくは、焼戻温度は630℃以下である。
また、焼戻処理において、保持時間は、肉厚方向における温度を均一化し、材質の変動を防止するために、5〜90分とすることが好ましい。
上記した熱処理（焼入れ処理および焼戻処理）を施すことにより、継目無鋼管の組織は、焼戻マルテンサイト相を主相とし、フェライト相および残留オーステナイト相からなる組織となる。これにより、所望の強度および靭性と、優れた耐食性とを有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管とすることができる。
以上、本発明により得られる油井用高強度ステンレス継目無鋼管の降伏強さYSは862MPa以上であり、優れた低温靭性と、優れた耐食性とを有する。好ましくは、降伏強さYSは1034MPa以下である。
以下、実施例に基づき、さらに本発明について説明する。
表１に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法でビレット（鋳片：鋼管素材）に鋳造した。得られた鋼管素材（鋳片）に、1250℃に加熱する加熱処理を施した。
加熱された鋼管素材に、ついで、シームレス圧延機を用いて熱間加工を施し、継目無鋼管（外径297mmφ×肉厚34mm）とし、室温（25℃）まで空冷した。
ついで、得られた継目無鋼管から試験材を切り出し、該試験材に、表２に示す焼入れ加熱温度に再加熱したのち、水冷する焼入れ処理と、表２に示す焼戻温度に加熱したのち、空冷（放冷）する焼戻処理と、を施した。焼入れ処理時の水冷での冷却速度は11℃/ｓであり、焼戻処理時の空冷（放冷）での冷却速度は、0.04℃/ｓであった。
得られた熱処理済み試験材（継目無鋼管）から、試験片を採取し、組織観察、引張試験、衝撃試験および耐食性試験を実施した。試験方法はつぎの通りとした。
（１）組織観察
得られた熱処理済み試験材から、管軸方向断面が観察面となるように組織観察用試験片を採取した。得られた組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mｌの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（倍率：1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（体積％）を算出した。
得られた熱処理済み試験材から、管軸方向断面が観察面となるように組織観察用試験片を採取した。得られた組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mｌの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（倍率：1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（体積％）を算出した。
また、得られた熱処理済み試験材から、Ｘ線回折用試験片を採取し、管軸方向に直交する断面（Ｃ断面）が測定面となるように、研削および研磨し、Ｘ線回折法を用いて残留オーステナイト（γ）量を測定した。残留オーステナイト量は、γの（220）面、αの（211）面、の回折Ｘ線積分強度を測定し、次式
γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算した。なお、焼戻しマルテンサイト相の分率は、フェライト相および残留γ相以外の残部である。
γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算した。なお、焼戻しマルテンサイト相の分率は、フェライト相および残留γ相以外の残部である。
（２）引張試験
得られた熱処理済み試験材から、管軸方向が引張方向となるように、API(American Petroleum Institute)弧状引張試験片を採取し、APIの規定に準拠して、引張試験を実施し引張特性（降伏強さYS、引張強さTS）を求めた。降伏強さYSが862MPa以上のものを高強度であるとして合格とし、862MPa未満のものは不合格とした。
得られた熱処理済み試験材から、管軸方向が引張方向となるように、API(American Petroleum Institute)弧状引張試験片を採取し、APIの規定に準拠して、引張試験を実施し引張特性（降伏強さYS、引張強さTS）を求めた。降伏強さYSが862MPa以上のものを高強度であるとして合格とし、862MPa未満のものは不合格とした。
（３）衝撃試験
得られた熱処理済み試験材から、JIS Z 2242の規定に準拠して、試験片長手方向が管軸方向となるように、Ｖノッチ試験片（10mm厚）を採取し、シャルピー衝撃試験を実施した。試験温度は、−10℃とし、−10℃における吸収エネルギーvＥ−10を求め、靭性を評価した。なお、試験片は各３本とし、得られた値の算術平均を当該鋼管の吸収エネルギー（Ｊ）とした。−10℃における吸収エネルギーvＥ−10が40Ｊ以上のものを高靭性であるとして合格とし、40Ｊ未満のものは不合格とした。
得られた熱処理済み試験材から、JIS Z 2242の規定に準拠して、試験片長手方向が管軸方向となるように、Ｖノッチ試験片（10mm厚）を採取し、シャルピー衝撃試験を実施した。試験温度は、−10℃とし、−10℃における吸収エネルギーvＥ−10を求め、靭性を評価した。なお、試験片は各３本とし、得られた値の算術平均を当該鋼管の吸収エネルギー（Ｊ）とした。−10℃における吸収エネルギーvＥ−10が40Ｊ以上のものを高靭性であるとして合格とし、40Ｊ未満のものは不合格とした。
（４）耐食性試験
得られた熱処理済み試験材から、厚さ3mm×幅30mm×長さ40mmの腐食試験片を機械加工によって作製し、腐食試験を実施し、耐炭酸ガス腐食性を評価した。
得られた熱処理済み試験材から、厚さ3mm×幅30mm×長さ40mmの腐食試験片を機械加工によって作製し、腐食試験を実施し、耐炭酸ガス腐食性を評価した。
腐食試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：200℃、30気圧のCO２ガス雰囲気）中に、上記腐食試験片を浸漬し、浸漬期間を14日間（336時間）として実施した。試験後の試験片について、重量を測定し、腐食試験前後の重量減から計算した腐食速度を求めた。腐食速度が0.125mm/y以下のものを合格とし、0.125mm/y超えのものを不合格とした。
また、腐食試験後の試験片について倍率：10倍のルーペを用いて試験片表面の孔食発生の有無を観察した。なお、孔食有りは、直径：0.2mm以上の場合をいう。孔食発生無のものを合格とし、孔食発生有のものを不合格とした。
さらに、得られた試験片素材から、NACE(National Association of Corrosion and Engineerings) TM0177 Method Aに準拠して、丸棒状の試験片（直径：6.4mmφ）を機械加工によって作製し、耐硫化物応力割れ試験（耐SSC(Sulfide Stress Cracking)試験）を実施した。
また、得られた試験片素材から、機械加工により、厚さ3mm×幅15mm×長さ115mmの4点曲げ試験片を採取し、EFC(European Federation of Corrosion)17に準拠して、耐硫化物応力腐食割れ試験（耐SCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)試験）を実施した。
耐SCC試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：100℃、H２S：0.1気圧、CO２：30気圧の雰囲気）に酢酸＋酢酸Naを加えて、pH：3.3に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の100％を負荷応力として負荷して、実施した。試験後の試験片について、割れの有無を観察した。割れ無のものを合格とし、割れ有のものを不合格とした。
また、耐SSC試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：25℃、H２S：0.1気圧、CO２：0.9気圧の雰囲気）に酢酸＋酢酸Naを加えてpH：3.5に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の90％を負荷応力として負荷して、実施した。試験後の試験片について割れの有無を観察した。割れ無のものを合格とし、割れ有のものを不合格とした。
得られた結果を表３に示す。図１に表３の結果を式（１）と降伏強さYSの関係で示す。ただし、組織において、体積率で、焼戻マルテンサイト相：45％以上、フェライト相：20〜40％、および残留オーステナイト相：10％超え25％以下の範囲にない場合には、この図からは除外してある。式（１）を所定の値以上とすることで、残留γ量を10％超にして良好な低温靭性を保持したまま、降伏強さYS:862MPa以上の高強度を達成できる。なお、式（１）は、以下の式で表される。
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。
本発明例はいずれも、降伏強さYS：862MPa以上の高強度と、−10℃における吸収エネルギー：40Ｊ以上の高靭性と、CO２、Cl−を含む200℃という高温の腐食環境下における耐食性（耐炭酸ガス腐食性）に優れ、さらにH２Sを含む環境下で割れ（SSC、SCC）の発生もなく、優れた耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管となっている。
一方、本発明の範囲を外れる比較例として、まず、鋼管No.24（鋼Ｎｏ．Ｘ）は、Wを含有しておらず、耐硫化物応力腐食割れ性（耐SSC性）および耐硫化物腐食割れ性（耐SCC性）が不合格であった。さらに、残留オーステナイト相の体積率が10％以下であり、靭性が不合格であった。
鋼管No.25（鋼Ｎｏ．Ｙ）は、WとNbを含有しておらず、式(1)の左辺値が1.0未満であり、強度が不合格であった。また、Wを含有しておらず、硫化物応力腐食割れ性（耐SSC性）および耐硫化物腐食割れ性（耐SCC性）が不合格であった。さらに、残留オーステナイト相の体積率が10％以下であり、靭性が不合格であった。
鋼管No.26（鋼Ｎｏ．Ｚ）は、式(1)の左辺値が1.0未満であり、所望の強度を得られなかった。
鋼管No.27（鋼Ｎｏ．ＡＡ）は、Nb含有量が0.07質量％未満であり、式(1)の左辺値が1.0未満であり、所望の強度を得られなかった。
鋼管No.28（鋼Ｎｏ．ＡＢ）は、Nb含有量が0.07質量％未満であり、式(1)の左辺値が1.0未満であり、所望の強度を得られなかった。さらに、フェライト相の体積率が20％未満であり、耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）および耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）が不合格であった。
鋼管No.29（鋼Ｎｏ．ＡＣ）は、Cr含有量が19.0質量％超えであり、焼戻マルテンサイト相の体積率が45％未満であり、フェライト相の体積率が40％を超えており、所望の強度を得られなかった。さらに、Mo含有量が2.0質量％以下であり、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）および耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）が不合格であった。
鋼管No.30（鋼Ｎｏ．ＡＤ）は、Cr含有量が15.0質量％以下であり、Cu含有量が3.5質量％超えであり、残留オーステナイト相の体積率が10％以下であり、靭性および耐炭酸ガス腐食性が不合格であった。
鋼管No.31（鋼Ｎｏ．ＡＥ）は、Ni含有量が5.0質量％以上であり、焼戻マルテンサイト相の体積率が45％未満であり、残留オーステナイト相の体積率が25％超えであり、所望の強度を得られなかった。
鋼管No.32（鋼Ｎｏ．ＡＦ）は、Mo含有量が2.0質量％以下であり、Cu含有量が0.3質量％未満であり、Ni含有量が3.0質量％未満であり、残留オーステナイト相の体積率が10％以下であり、靭性、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）および耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）が不合格であった。
鋼管No.33（鋼Ｎｏ．Ｍ）は、残留オーステナイト相の体積率が10％以下であり、靭性が不合格であった。
鋼管No.34（鋼Ｎｏ．ＡＧ）は、Cu含有量が0.3質量％未満であり、所望の強度を得られず、耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）および耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）が不合格であった。
鋼管No.35（鋼Ｎｏ．ＡＨ）は、Nb含有量が0.07質量％未満であり、所望の強度を得られなかった。
鋼管No.36（鋼Ｎｏ．ＡＩ）は、式(1)の左辺値が1.0未満であり、所望の強度を得られなかった。
Claims (5)
- 質量％で、
C ：0.05％以下、 Si：1.0％以下、
Mn：0.1〜0.5％、 P ：0.05％以下、
S ：0.005％未満、 Cr：15.0％超え19.0％以下、
Mo：2.0％超え3.0％以下、 Cu：0.3〜3.5％、
Ni：3.0％以上5.0％未満、 W ：0.1〜3.0％、
Nb：0.07〜0.5％、 V ：0.01〜0.5％、
Al：0.001〜0.1％、 N ：0.010〜0.100％、
O ：0.01％以下
を含有し、かつ、Nb、Ta、C、NおよびCuが下記（１）式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
体積率で、45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20〜40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有し、降伏強さYS：862MPa以上を有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
記
5.1×｛(Nb＋0.5Ta)−10-2.2/（C＋1.2N）｝＋Cu≧1.0 ‥‥（１）
ここで、Nb、Ta、C、NおよびCu：各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素はゼロとする。 - 前記組成に加えてさらに、質量％で、Ti：0.3％以下、B：0.0050％以下、Zr：0.2％以下、Co：1.0％以下、Ta：0.1％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
- 前記組成に加えてさらに、質量％で、Ca：0.0050％以下、REM：0.01％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有する請求項１または２に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
- 前記組成に加えてさらに、質量％で、Mg：0.01％以下、Sn：0.2％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法であり、
鋼管素材を、加熱温度：1100〜1350℃の範囲の温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、
前記熱間加工後に、前記継目無鋼管を850〜1150℃の範囲の温度に再加熱し、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下0℃超えの冷却停止温度まで冷却する焼入れ処理を施し、500〜650℃の範囲の焼戻温度に加熱する焼戻処理を施す油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016021404 | 2016-02-08 | ||
| JP2016021404 | 2016-02-08 | ||
| PCT/JP2016/004800 WO2017138050A1 (ja) | 2016-02-08 | 2016-11-02 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP6156609B1 true JP6156609B1 (ja) | 2017-07-05 |
| JPWO2017138050A1 JPWO2017138050A1 (ja) | 2018-02-15 |
Family
ID=59272873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017508580A Active JP6156609B1 (ja) | 2016-02-08 | 2016-11-02 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6156609B1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6399259B1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| CN108642376A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-12 | 大冶特殊钢股份有限公司 | 一种含钽不锈钢及其冶炼方法 |
| WO2019035329A1 (ja) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| CN115176043A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-10-11 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢管及其制造方法 |
| CN115298343A (zh) * | 2020-03-19 | 2022-11-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢无缝钢管和不锈钢无缝钢管的制造方法 |
| CN115349024A (zh) * | 2020-03-19 | 2022-11-15 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢无缝钢管和不锈钢无缝钢管的制造方法 |
| CN115768914A (zh) * | 2020-04-13 | 2023-03-07 | 日本制铁株式会社 | 马氏体系不锈钢钢材、以及马氏体系不锈钢钢材的制造方法 |
| CN115807190A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-17 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种输油用高强度耐腐蚀不锈钢无缝管及其制造方法 |
| CN115917028A (zh) * | 2020-07-06 | 2023-04-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢无缝钢管及其制造方法 |
| WO2024125410A1 (zh) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 钢铁研究总院有限公司 | 一种超高强度耐蚀钢及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005017222A1 (ja) * | 2003-08-19 | 2005-02-24 | Jfe Steel Corporation | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| WO2010050519A1 (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 住友金属工業株式会社 | 耐硫化物応力割れ性と耐高温炭酸ガス腐食に優れた高強度ステンレス鋼管 |
| WO2013179667A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井管用高強度ステンレス鋼継目無管およびその製造方法 |
| WO2014097628A1 (ja) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| WO2014112353A1 (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
-
2016
- 2016-11-02 JP JP2017508580A patent/JP6156609B1/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005017222A1 (ja) * | 2003-08-19 | 2005-02-24 | Jfe Steel Corporation | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 |
| WO2010050519A1 (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 住友金属工業株式会社 | 耐硫化物応力割れ性と耐高温炭酸ガス腐食に優れた高強度ステンレス鋼管 |
| WO2013179667A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井管用高強度ステンレス鋼継目無管およびその製造方法 |
| WO2014097628A1 (ja) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| WO2014112353A1 (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6399259B1 (ja) * | 2017-02-24 | 2018-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| WO2019035329A1 (ja) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| JPWO2019035329A1 (ja) * | 2017-08-15 | 2019-11-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
| EP3670693A4 (en) * | 2017-08-15 | 2020-08-12 | JFE Steel Corporation | HIGH STRENGTH STAINLESS STEEL SEAMLESS PIPE FOR OIL WELLS, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
| US11286548B2 (en) | 2017-08-15 | 2022-03-29 | Jfe Steel Corporation | High-strength stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same |
| CN108642376A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-12 | 大冶特殊钢股份有限公司 | 一种含钽不锈钢及其冶炼方法 |
| CN115176043A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-10-11 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢管及其制造方法 |
| CN115176043B (zh) * | 2020-02-27 | 2023-10-31 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢管及其制造方法 |
| CN115298343A (zh) * | 2020-03-19 | 2022-11-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢无缝钢管和不锈钢无缝钢管的制造方法 |
| CN115349024A (zh) * | 2020-03-19 | 2022-11-15 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢无缝钢管和不锈钢无缝钢管的制造方法 |
| CN115768914A (zh) * | 2020-04-13 | 2023-03-07 | 日本制铁株式会社 | 马氏体系不锈钢钢材、以及马氏体系不锈钢钢材的制造方法 |
| CN115768914B (zh) * | 2020-04-13 | 2023-09-22 | 日本制铁株式会社 | 马氏体系不锈钢钢材、以及马氏体系不锈钢钢材的制造方法 |
| CN115917028A (zh) * | 2020-07-06 | 2023-04-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢无缝钢管及其制造方法 |
| CN115807190A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-17 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种输油用高强度耐腐蚀不锈钢无缝管及其制造方法 |
| WO2024125410A1 (zh) * | 2022-12-13 | 2024-06-20 | 钢铁研究总院有限公司 | 一种超高强度耐蚀钢及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2017138050A1 (ja) | 2018-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6766887B2 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP6399259B1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP6156609B1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| WO2017138050A1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP6226081B2 (ja) | 高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP6384636B1 (ja) | 高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP4893196B2 (ja) | 高靭性でかつ耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管 | |
| JP6369662B1 (ja) | 二相ステンレス鋼およびその製造方法 | |
| JP5446335B2 (ja) | 油井用高強度ステンレス鋼管の評価方法 | |
| JP4462005B2 (ja) | 耐食性に優れたラインパイプ用高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
| JP2015110822A (ja) | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP2005336595A (ja) | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
| WO2013190834A1 (ja) | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼継目無管およびその製造方法 | |
| WO2014112353A1 (ja) | 油井用ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP6237873B2 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 | |
| JP7315097B2 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP7226675B1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP4470617B2 (ja) | 耐炭酸ガス腐食性に優れる油井用高強度ステンレス鋼管 | |
| JP7347714B1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管 | |
| JP7226571B2 (ja) | ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 | |
| JP7279863B2 (ja) | ステンレス鋼管およびその製造方法 | |
| WO2023053743A1 (ja) | 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170509 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170522 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6156609 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |