RU2785314C2

RU2785314C2 - Steels with high tensile strength and high impact viscosity

Info

Publication number: RU2785314C2
Application number: RU2020125855A
Authority: RU
Inventors: Махрез ХУДЖА; Бернхард Кошлиг; Ральф ХОДЖДА
Original assignee: Валлурек Дойчланд Гмбх
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2022-12-06

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely to alloyed steels for the manufacture of seamless pipes used in Arctic conditions and at low temperatures. Steel has the following chemical composition, wt.%: C: from 0.27 to 0.30, Si: from 0.20 to 0.35, Mn: from 0.80 to 0.90, Cr: from 1.30 to 1.45, Mo: from 0.65 to 0.75, Ni: from 0.15 to 0.25, Cu: 0.25 max, Al: from 0.015 to 0.035, Ti: from 0.024 to 0.038, N: 0.012 max, V: 0.05 max, B: from 0.001 to 0.0025, Nb: from 0.02 to 0.03, the rest is iron and unavoidable impurities. Steel has yield strength (Ys) of at least 862 MPa and ultimate tensile strength (UTS), wherein the ratio between yield strength (Ys) and ultimate tensile strength (UTS) is less than 0.93.

EFFECT: required and stable mechanical properties are provided, as well as high characteristics of impact viscosity at ultralow operating temperatures.

16 cl, 7 dwg, 20 tbl, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к легированным сталям, имеющим предел текучести по меньшей мере 862 МПа (125 тысяч фунтов/кв. дюйм) и демонстрирующим превосходные характеристики твердости и ударной вязкости, особенно в жестких условиях, которые могут подвергаться воздействию циклов пучения грунта при замерзании и оседания при таянии, а именно при отрицательных температурах.The present invention relates to alloy steels having a yield strength of at least 862 MPa (125 thousand psi) and showing excellent hardness and toughness characteristics, especially under severe conditions, which can be subjected to cycles of frost heaving and settling during melting, namely at low temperatures.

В частности, сталь согласно настоящему изобретению может использоваться в приспособлениях для нефтяных и газовых скважин, на земле или на море, и в механических областях применения, таких как гидравлический цилиндр, особенно там, где наблюдаются суровые природные условия и рабочие температуры вплоть до -60°C.In particular, the steel of the present invention can be used in oil and gas well tools, on land or offshore, and in mechanical applications such as hydraulic cylinder, especially where harsh environmental conditions and operating temperatures down to -60° are observed. C.

Сталь согласно настоящему изобретению, таким образом, особенно подходит для арктических условий с отрицательными температурами.The steel of the present invention is thus particularly suitable for sub-zero arctic conditions.

Настоящее изобретение также относится к бесшовной трубе, содержащей указанную сталь, и способу получения указанной трубы.The present invention also relates to a seamless pipe containing said steel and a process for producing said pipe.

Разработка нефтегазовых месторождений в арктических областях стимулировала поиск приспособлений, выполненных из сталей, имеющих надлежащие и стабильные механические свойства и удовлетворительные характеристики ударной вязкости при низких температурах, особенно там, где могут произойти высокие воздействующие нагрузки при сверхнизких рабочих температурах вплоть до -60°C или даже до -80°C.The development of oil and gas fields in the arctic regions has stimulated the search for fixtures made from steels having proper and stable mechanical properties and satisfactory low temperature toughness characteristics, especially where high impact loads can occur at ultra-low operating temperatures down to -60°C or even down to -80°C.

Для таких областей применения было предпринято несколько попыток разработать стали, обладающие надлежащими механическими свойствами, такими как высокий предел текучести (Y_s) и предел прочности на растяжение (UT_s), а также надлежащей ударной вязкостью вплоть до настолько низких температур, как -60°C, для изготовления различных изделий, таких как бесшовные трубы, которые могут быть успешно использованы на буровой площадке.For such applications, several attempts have been made to develop steels that have the right mechanical properties, such as high yield strength (Y _s ) and tensile strength (UT _s ), as well as proper toughness down to temperatures as low as -60° C, for the manufacture of various products such as seamless pipes, which can be successfully used at the drilling site.

В стандарте API 5CT представлены подробные технические условия для стальных труб с толщиной стенки вплоть до 38,1 мм (1,5 дюйма). Для большей толщины стенки (например, вплоть до 76,2 мм (3 дюйма)) стандартные требования отсутствуют.The API 5CT standard provides detailed specifications for steel pipes with wall thicknesses up to 38.1 mm (1.5 inches). For larger wall thicknesses (for example, up to 76.2 mm (3 inches)) there are no standard requirements.

Однако вышеупомянутые жесткие условия требуют изготовления сталей более высокого качества, чем у тех, которые обычно используются, а также с более высокими пределом текучести и пределом прочности на растяжение, которые также обладают превосходными свойствами пластичности или ударной вязкости при отрицательных температурах, например, при настолько низких температурах, как -60°C или -80°C, и подходят для большой толщины стенки. However, the aforementioned harsh conditions require the manufacture of steels of higher quality than those commonly used, as well as higher yield strength and tensile strength, which also have excellent ductility or toughness properties at subzero temperatures, for example, at such low temperatures. temperatures as -60°C or -80°C, and are suitable for large wall thicknesses.

В то время как для производства сварных труб или листов свойства, желаемые для марок стали, характеризующихся значениями 690 МПа, или даже более высококачественных марок, могут быть достигнуты за счет комбинации термомеханической прокатки со слегка измененным химическим составом и термической обработкой, требуемые свойства для бесшовных труб должны быть получены с использованием контролируемого процесса прокатки с последующей закалкой и отпускной обработкой в сочетании с точно отрегулированным химическим анализом.While for the production of welded pipes or plates, the properties desired for steel grades of 690 MPa or even higher grades can be achieved by a combination of thermomechanical rolling with slightly modified chemical composition and heat treatment, the required properties for seamless pipes must be obtained using a controlled rolling process followed by quenching and tempering combined with finely tuned chemical analysis.

Закалочная обработка обеспечивает возможность формирования мартенситной фазы в микроструктуре бесшовных труб для повышения их прочности.Hardening treatment provides the possibility of forming a martensitic phase in the microstructure of seamless pipes to increase their strength.

Требуемое повышение прочности при сохранении надлежащей пластичности бесшовных труб, подвергнутых тепловой обработке, для вышеописанных областей применения также требует разработки новых концепций легирования. В частности, надлежащей высокой пластичности или ударной вязкости при низких рабочих температурах трудно достичь с помощью традиционных концепций легирования или традиционных процессов, особенно для сталей, имеющих предел текучести более 690 МПа.The required increase in strength while maintaining the proper ductility of seamless heat treated pipes for the above applications also requires the development of new alloying concepts. In particular, proper high ductility or toughness at low operating temperatures is difficult to achieve with conventional alloying concepts or conventional processes, especially for steels having a yield strength greater than 690 MPa.

Обычными известными способами повышения прочности являются увеличение содержания углерода или углеродного эквивалента с использованием традиционных концепций легирования и/или с использованием концепций микролегирования, основанных на процессе дисперсионного твердения. Commonly known ways to increase strength are to increase the carbon content or carbon equivalent using traditional alloying concepts and/or using microalloying concepts based on the precipitation hardening process.

Микролегирующие элементы, такие как титан, ниобий и ванадий, в целом, также используются для повышения прочности. Титан уже частично выпадает в осадок при высоких температурах в жидкой фазе в виде очень крупнозернистого нитрида титана. Ниобий образует ниобий (C, N), который выпадает в осадок при более низких температурах. При дальнейшем понижении температуры ванадий скапливается с углеродом и азотом в форме карбонитридов, а в случае частиц VC (карбида ванадия) это приводит к охрупчиванию материала. Microalloying elements such as titanium, niobium and vanadium in general are also used to increase strength. Titanium already partially precipitates at high temperatures in the liquid phase as very coarse titanium nitride. Niobium forms niobium (C, N), which precipitates at lower temperatures. With a further decrease in temperature, vanadium accumulates with carbon and nitrogen in the form of carbonitrides, and in the case of VC (vanadium carbide) particles, this leads to embrittlement of the material.

Тем не менее, чрезвычайно крупнозернистые осадки этих микролегирующих элементов часто ухудшают пластичность. Соответственно, концентрация этих легирующих элементов в целом ограничена. Кроме того, необходимо учитывать концентрацию углерода и азота, необходимую для образования осадков, что делает определение химического состава сложным. However, extremely coarse precipitates of these microalloying elements often degrade ductility. Accordingly, the concentration of these alloying elements is generally limited. In addition, the concentration of carbon and nitrogen required for the formation of precipitation must be taken into account, which makes determining the chemical composition difficult.

Таким образом, эти хорошо известные концепции могут привести к ухудшению пластичности или ударной вязкости сталей.Thus, these well-known concepts can lead to deterioration in the ductility or toughness of steels.

Для преодоления этих вышеупомянутых недостатков должным образом были исследованы новые концепции легирования на основе добавления элементов, подходящих для повышения прочности путем упрочнения элементами внедрения в сочетании с методиками микролегирования.To overcome these aforementioned shortcomings, new alloying concepts based on the addition of elements suitable for increasing strength by hardening with interstitial elements in combination with microalloying techniques have been duly investigated.

Однако бесшовные трубы, полученные из указанных сталей, не обладают стабильными механическими свойствами и удовлетворительными характеристиками пластичности или ударной вязкости при очень низких рабочих температурах, особенно при отрицательных температурах, что делает их использование в арктических условиях трудным и утомительным.However, seamless pipes obtained from these steels do not have stable mechanical properties and satisfactory ductility or toughness characteristics at very low operating temperatures, especially at negative temperatures, which makes their use in arctic conditions difficult and tedious.

Действительно, твердость этих бесшовных труб значительно снижается с уменьшением толщины их стенки, что означает, что их микроструктура, особенно мартенситное превращение, происходящее во время этапа закалки, является неравномерной, особенно в середине стенки. Это означает, что твердость зависит от толщины бесшовных труб, что серьезно затруднит их применение в море в жестких условиях.Indeed, the hardness of these seamless pipes decreases significantly as their wall thickness decreases, which means that their microstructure, especially the martensitic transformation that occurs during the quenching step, is uneven, especially in the middle of the wall. This means that the hardness depends on the thickness of the seamless pipes, which will make them difficult to use in severe offshore conditions.

Кроме того, согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм), значения ударной вязкости бесшовных труб, полученных из вышеупомянутых сталей, существенно падают при отрицательных температурах, что также затрудняет их потенциальное использование в арктических условиях.In addition, according to the Charpy impact test ASTM E23 - type A on a full-size sample (10x10 mm), the impact strength values of seamless pipes obtained from the above steels drop significantly at low temperatures, which also hinders their potential use in arctic conditions.

Например, значения ударной вязкости таких сталей с толщиной стенки приблизительно 40–50 мм уменьшаются почти на 43% в диапазоне от 0°C до -40°C согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм), что означает, что характеристики ударной вязкости бесшовных труб, полученных из таких сталей, не являются устойчивыми при отрицательных температурах.For example, the impact strength values of such steels with a wall thickness of approximately 40-50 mm are reduced by almost 43% in the range from 0°C to -40°C according to Charpy impact test ASTM E23 - type A on a full-size sample (10x10 mm) , which means that the impact strength characteristics of seamless pipes produced from such steels are not stable at low temperatures.

Таким образом, существует реальная необходимость в предоставлении сталей, подходящих для арктических условий, которые обладают надлежащими и стабильными механическими свойствами и превосходными характеристиками ударной вязкости при сверхнизких рабочих температурах.Thus, there is a real need to provide steels suitable for arctic conditions that have proper and stable mechanical properties and excellent toughness characteristics at ultra-low operating temperatures.

Более того, одна из целей настоящего изобретения заключается в предоставлении сталей, позволяющих изготавливать бесшовные трубы, которые могут использоваться на море, в линейных частях технологического трубопровода и механических областях применения, где наблюдаются отрицательные рабочие температуры.Moreover, one of the objectives of the present invention is to provide steels that allow the manufacture of seamless pipes that can be used in offshore, linear parts of the process pipeline and mechanical applications where negative operating temperatures are observed.

В частности, одна из целей настоящего изобретения заключается в предоставлении сталей, которые имеют высокие предел текучести и предел прочности на растяжение, превосходные свойства ударной вязкости при рабочих температурах вплоть до -60°C (в поперечных направлениях) по всей толщине стенки, и которые могут улучшить свойства твердости бесшовных труб.In particular, one of the objectives of the present invention is to provide steels that have high yield strength and tensile strength, excellent toughness properties at operating temperatures down to -60°C (in the transverse directions) throughout the wall thickness, and which can improve the hardness properties of seamless pipes.

Более конкретно, одна из целей настоящего изобретения заключается в предоставлении изделий из высококачественной стали, имеющих более высокие пределы текучести, чем изделия из стали марки P110 или Q125 (соответствующие пределам текучести по меньшей мере 758 и 862 МПа соответственно) с надлежащими и однородными механическими свойствами и высокой ударной вязкостью при низких температурах, что позволяет использовать их в арктических областях.More specifically, one of the objectives of the present invention is to provide stainless steel products having higher yield strengths than P110 or Q125 grade steel products (corresponding to yield strengths of at least 758 and 862 MPa, respectively) with proper and uniform mechanical properties and high impact strength at low temperatures, which allows them to be used in arctic regions.

Еще более конкретно, настоящее изобретение направлено на предоставление стали для бесшовной трубы, имеющей высокие свойства прочности на растяжение и ударной вязкости при сверхнизких рабочих температурах.More specifically, the present invention is directed to providing a seamless pipe steel having high tensile strength and toughness properties at ultra-low operating temperatures.

Следовательно, настоящее изобретение относится к стали для бесшовной трубы, имеющей химический состав, состоящий из (следующие элементы представлены в весовых процентах):Therefore, the present invention relates to a steel for seamless pipe having a chemical composition consisting of (the following elements are presented in weight percent):

C: от 0,27 до 0,30 вес. %,C: 0.27 to 0.30 wt. %,

Si: от 0,20 до 0,35 вес. %,Si: 0.20 to 0.35 wt. %,

Mn: от 0,80 до 0,90 вес. %,Mn: 0.80 to 0.90 wt. %,

Cr: от 1,30 до 1,45 вес. %,Cr: 1.30 to 1.45 wt. %,

Mo: от 0,65 до 0,75 вес. %,Mo: 0.65 to 0.75 wt. %,

Ni: от 0,15 до 0,25 вес. %,Ni: 0.15 to 0.25 wt. %,

Cu: максимум 0,25 вес. %,Cu: maximum 0.25 wt. %,

Al: от 0,015 до 0,035 вес. %,Al: 0.015 to 0.035 wt. %,

Ti: от 0,024 до 0,038 вес. %,Ti: 0.024 to 0.038 wt. %,

N: максимум 0,012 вес. %,N: maximum 0.012 wt. %,

V: максимум 0,05 вес. %,V: maximum 0.05 wt. %,

B: от 0,001 до 0,0025 вес. %,B: 0.001 to 0.0025 wt. %,

Nb: от 0,02 до 0,03 вес. %,Nb: 0.02 to 0.03 wt. %,

причем остаток указанной стали представляет собой железо и неизбежные примеси от промышленной обработки, и имеющей предел текучести (Ys) по меньшей мере 862 МПа и предел прочности на растяжение (UT_S), причем отношение между пределом текучести (Ys) и пределом прочности на растяжение (UTs) составляет менее 0,93.moreover, the remainder of said steel is iron and inevitable impurities from industrial processing, and having a yield strength (Ys) of at least 862 MPa and a tensile strength (UT _S ), and the ratio between the yield strength (Ys) and tensile strength ( UTs) is less than 0.93.

Сталь согласно настоящему изобретению обладает низким отношением предела текучести к пределу прочности на растяжение в сочетании с пределом текучести, составляющим по меньшей мере 862 МПа, что означает, что такая сталь также имеет предел прочности на растяжение, составляющий по меньшей мере 927 МПа, предпочтительно по меньшей мере 1000 МПа.The steel of the present invention has a low yield strength to tensile strength ratio in combination with a yield strength of at least 862 MPa, which means that such steel also has a tensile strength of at least 927 MPa, preferably at least measure 1000 MPa.

Следовательно, из такой стали получают бесшовные трубы, имеющие высокую деформационную способность. Другими словами, такие стали могут улучшить деформационную способность бесшовных труб.Therefore, such steel is used to produce seamless pipes having a high deformability. In other words, such steels can improve the deformation ability of seamless pipes.

Кроме того, сталь согласно настоящему изобретению демонстрирует превосходные характеристики ударной вязкости при сверхнизких рабочих температурах, например, для марки стали, характеризующейся значением 125 тысяч фунтов/кв. дюйм, значение ударной вязкости в продольном направлении по меньшей мере 120 джоулей при температуре -40°C и приблизительно 100 джоулей при температуре -60°C, и значение ударной вязкости в поперечном направлении по меньшей мере 100 джоулей при температуре -40°C и приблизительно 80 джоулей при температуре -60°C согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм).In addition, the steel of the present invention exhibits excellent toughness characteristics at ultra-low operating temperatures, for example, a steel grade having a value of 125 ksi. inch, a longitudinal impact value of at least 120 joules at -40°C and approximately 100 joules at -60°C, and a transverse impact value of at least 100 joules at -40°C and approximately 80 Joules at -60°C according to Charpy Impact Test ASTM E23 - Type A on a full size sample (10x10 mm).

Более конкретно, значения ударной вязкости являются устойчивыми в диапазоне от 0°C до -40°C в поперечных направлениях согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм), что означает, что характеристики ударной вязкости являются устойчивыми при отрицательных температурах.More specifically, the impact strength values are stable in the range of 0°C to -40°C in the transverse directions according to Charpy impact test ASTM E23 - type A on a full size sample (10x10 mm), which means that the impact strength characteristics are stable at low temperatures.

Кроме того, из такой стали получают бесшовные трубы, обладающие однородной твердостью по всей своей толщине.In addition, seamless pipes are obtained from such steel, which have a uniform hardness throughout their entire thickness.

Фактически, сталь согласно настоящему изобретению представляет по существу однородную микроструктуру, т. е. причем количество мартенситной фазы составляет по меньшей мере 95% относительно всей микроструктуры, предпочтительно 99%, что обеспечивает однородность механических свойств бесшовных труб, выполненных на основе таких сталей.In fact, the steel according to the present invention presents a substantially uniform microstructure, i.e., the amount of the martensite phase is at least 95% relative to the entire microstructure, preferably 99%, which ensures the uniformity of the mechanical properties of seamless pipes made on the basis of such steels.

Это означает, что сталь согласно настоящему изобретению имеет более высокие пределы текучести, чем изделия из стали марки P110 или Q125, по меньшей мере 125 тысяч фунтов/кв. дюйм (862 МПа), предпочтительно по меньшей мере 930 МПа (135 тысяч фунтов/кв. дюйм) с высоким пределом прочности на растяжение и высокими характеристиками ударной вязкости при низких температурах.This means that the steel of the present invention has higher yield strengths than P110 or Q125 steel products of at least 125 ksi. inch (862 MPa), preferably at least 930 MPa (135 thousand psi) with high tensile strength and high impact strength characteristics at low temperatures.

Это также означает, что сталь согласно настоящему изобретению может повысить твердость и прокаливаемость бесшовной трубы.This also means that the steel of the present invention can improve the hardness and hardenability of the seamless pipe.

Таким образом, сталь согласно настоящему изобретению особенно подходит для арктических условий с отрицательными температурами.Thus, the steel of the present invention is particularly suitable for sub-zero arctic conditions.

В результате, из стали согласно настоящему изобретению можно получить бесшовные трубы, имеющие высокий предел текучести и прочность при растяжении, высокую деформационную способность, высокую и однородную твердость, а именно по всей длине и толщине их стенки, и проявляющие высокие и устойчивые характеристики ударной вязкости при отрицательных температурах.As a result, seamless pipes can be obtained from the steel of the present invention, having high yield strength and tensile strength, high deformability, high and uniform hardness, namely, over the entire length and thickness of their wall, and exhibiting high and stable toughness characteristics at negative temperatures.

В частности, сталь согласно настоящему изобретению преимущественно используется для получения бесшовной трубы, предпочтительно имеющей толщину стенки более 12,5 мм, более предпочтительно более 20 мм и еще более предпочтительно в диапазоне от 38 мм до 78 мм.In particular, the steel of the present invention is advantageously used to produce a seamless pipe preferably having a wall thickness of more than 12.5 mm, more preferably more than 20 mm, and even more preferably in the range of 38 mm to 78 mm.

Следовательно, сталь может использоваться для получения бесшовной трубы с большой толщиной стенки, механические свойства которой являются стабильными, как снаружи, так и внутри, или в середине стенки. Это означает, что механические свойства не зависят от толщины стенки, что является полезным качеством при воздействии высоких нагрузок в жестких условиях. Therefore, steel can be used to obtain a seamless pipe with a large wall thickness, the mechanical properties of which are stable both outside, inside, or in the middle of the wall. This means that the mechanical properties are independent of wall thickness, which is a useful quality when subjected to high loads in harsh conditions.

Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении способа получения стальной бесшовной трубы, включающего по меньшей мере следующие последовательные этапы:Another object of the present invention is to provide a method for producing a seamless steel pipe, including at least the following successive steps:

(i) предоставления стали, имеющей химический состав, определенный выше,(i) providing steel having the chemical composition defined above,

(ii) горячего формования стали при температуре в диапазоне от 1100°C до 1300°C посредством процесса горячего формования с получением трубы, затем(ii) hot forming steel at a temperature in the range of 1100°C to 1300°C through a hot forming process to obtain a pipe, then

(iii) нагрева трубы до температуры аустенизации (AT), которая выше или равна 890°C, и поддержания указанной трубы при температуре аустенизации (AT) в течение времени от 5 до 30 минут, после чего следует(iii) heating the pipe to an austenitization temperature (AT) that is greater than or equal to 890° C. and maintaining said pipe at the austenitization temperature (AT) for 5 to 30 minutes, followed by

охлаждение трубы до температуры не более 100°C с получением закаленной трубы, иcooling the pipe to a temperature of not more than 100°C to obtain a hardened pipe, and

нагрев и выдержка указанной закаленной трубы при температуре отпуска (TT) в диапазоне от 580°C до 720°C и поддержание ее при температуре отпуска (TT) в течение времени отпуска, а затем охлаждение ее до температуры не более 20°C с получением закаленной и подвергнутой отпуску трубы, имеющей отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение, составляющее менее 0,93.heating and holding said quenched pipe at a tempering temperature (TT) in the range of 580°C to 720°C and maintaining it at a tempering temperature (TT) during the tempering time, and then cooling it to a temperature of not more than 20°C to obtain a hardened and a tempered pipe having a yield strength to tensile strength ratio of less than 0.93.

Способ согласно настоящему изобретению позволяет получить стальную бесшовную трубу, имеющую по существу однородную микроструктуру, состоящую в основном из мартенсита, предпочтительно количество мартенсита составляет по меньшей мере 95% относительно всей микроструктуры, предпочтительно 99% относительно всей микроструктуры. Суммарное количество феррита, бейнита и мартенсита составляет 100%.The method according to the present invention makes it possible to obtain a seamless steel pipe having a substantially homogeneous microstructure consisting mainly of martensite, preferably the amount of martensite is at least 95% of the total microstructure, preferably 99% of the total microstructure. The total amount of ferrite, bainite and martensite is 100%.

Как можно увидеть из способа согласно настоящему изобретению, отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение представляет собой контролируемый параметр, который совместно с химическим составом стали согласно настоящему изобретению обеспечивает стабильность механических свойств, особенно однородность твердости по всей толщине стенки стальной бесшовной трубы, высокие значения прочности при растяжении и высокую ударную вязкость при отрицательных температурах.As can be seen from the method according to the present invention, the ratio of yield strength to tensile strength is a controllable parameter, which, together with the chemical composition of the steel according to the present invention, ensures the stability of mechanical properties, especially the uniformity of hardness throughout the thickness of the steel seamless pipe wall, high strength values in tension and high impact strength at low temperatures.

Другими словами, отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение и химический состав обеспечивают необходимые характеристики стали.In other words, the ratio of yield strength to tensile strength and chemical composition provide the necessary characteristics of the steel.

Настоящее изобретение также относится к бесшовной трубе, выполненной из определенной выше стали.The present invention also relates to a seamless pipe made from steel as defined above.

Как упомянуто выше, стальная бесшовная труба особенно подходит для арктических условий и может использоваться для приспособления для нефтегазовой области и/или механического компонента, предпочтительно на море в арктических областях.As mentioned above, seamless steel pipe is particularly suitable for arctic conditions and can be used to accommodate an oil and gas field and/or a mechanical component, preferably offshore in arctic regions.

Стальная бесшовная труба обладает преимуществами наличия надлежащих и стабильных механических свойств по всей ее длине и толщине стенки, что является отличительной особенностью по существу однородной микроструктуры, и высокой ударной вязкости при отрицательных температурах.Seamless steel pipe has the advantage of having proper and stable mechanical properties throughout its length and wall thickness, which is a feature of a substantially uniform microstructure, and high impact strength at sub-zero temperatures.

Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении гидравлического цилиндра и трубопровода для нефтегазовой области, содержащих по меньшей мере бесшовную трубу, как упомянуто выше.Another object of the present invention is to provide a hydraulic cylinder and pipeline for the oil and gas field, containing at least a seamless pipe as mentioned above.

Другие цели и характеристики, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут еще яснее после прочтения описания и приведенного ниже примера.Other objects and characteristics, aspects and advantages of the present invention will become even clearer after reading the description and the following example.

В приведенном ниже тексте, и если не указано иное, пределы диапазона значений включены в этот диапазон, в частности, в выражениях «от... до...» и «в диапазоне от... до...».In the text below, and unless otherwise indicated, the limits of the range of values are included in this range, in particular, in the expressions "from ... to ..." and "in the range from ... to ...".

Более того, выражение «по меньшей мере один», используемое в настоящем описании, эквивалентно выражению «один или более».Moreover, the expression "at least one", as used in the present description, is equivalent to the expression "one or more".

Согласно настоящему изобретению отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение стали меньше 0,93, что означает, что значение 0,93 исключается.According to the present invention, the ratio of yield strength to tensile strength of steel is less than 0.93, which means that the value of 0.93 is excluded.

В предпочтительном варианте осуществления сталь согласно настоящему изобретению имеет отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение меньше 0,9, предпочтительно меньше 0,88.In a preferred embodiment, the steel according to the present invention has a yield strength to tensile strength ratio of less than 0.9, preferably less than 0.88.

Предпочтительно отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение стали согласно настоящему изобретению находится в диапазоне от 0,84 до 0,93, причем значение 0,93 не включено.Preferably, the ratio of yield strength to tensile strength of the steel according to the present invention is in the range of 0.84 to 0.93, with the value of 0.93 not included.

Более предпочтительно отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение стали согласно настоящему изобретению находится в диапазоне от 0,84 до 0,91, еще более предпочтительно от 0,85 до 0,90.More preferably, the ratio of yield strength to tensile strength of the steel according to the present invention is in the range of 0.84 to 0.91, even more preferably 0.85 to 0.90.

В предпочтительном варианте осуществления сталь согласно настоящему изобретению имеет предел текучести (Ys) по меньшей мере 900 МПа, предпочтительно по меньшей мере 930 МПа.In a preferred embodiment, the steel according to the present invention has a yield strength (Ys) of at least 900 MPa, preferably at least 930 MPa.

Предпочтительно предел текучести стали находится в диапазоне от 862 МПа до 1200 МПа, более предпочтительно от 900 МПа до 1100 МПа, еще более предпочтительно от 930 МПа до 1100 МПа.Preferably, the yield strength of the steel is in the range of 862 MPa to 1200 MPa, more preferably 900 MPa to 1100 MPa, even more preferably 930 MPa to 1100 MPa.

В предпочтительном варианте осуществления сталь согласно настоящему изобретению имеет предел прочности на растяжение (UTs) по меньшей мере 950 МПа, предпочтительно по меньшей мере 1000 МПа, более предпочтительно по меньшей мере 1035 МПа.In a preferred embodiment, the steel according to the present invention has a tensile strength (UTs) of at least 950 MPa, preferably at least 1000 MPa, more preferably at least 1035 MPa.

Это означает, что такая сталь подходит для изготовления бесшовных труб, которые способны выдерживать высокую нагрузку.This means that such steel is suitable for the manufacture of seamless pipes that can withstand high loads.

Согласно предпочтительному варианту осуществления сталь согласно настоящему изобретению имеет значение ударной вязкости при температуре -40°C в поперечном направлении согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм) по меньшей мере:According to a preferred embodiment, the steel according to the present invention has an impact strength at -40°C in the transverse direction according to Charpy impact tests ASTM E23 - type A on a full-size sample (10x10 mm) of at least:

В частности, сталь согласно настоящему изобретению имеет значение ударной вязкости при температуре -60°C в поперечном направлении согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм) по меньшей мере:In particular, the steel according to the present invention has an impact strength at -60°C in the transverse direction according to Charpy impact tests ASTM E23 - type A on a full-size sample (10x10 mm) of at least:

Это означает, что сталь согласно настоящему изобретению обладает повышенной ударной вязкостью при отрицательных температурах.This means that the steel according to the present invention has an increased impact strength at low temperatures.

Это означает, что указанная сталь явно обладает пластичностью при отрицательных температурах.This means that the specified steel clearly has plasticity at low temperatures.

Предпочтительно сталь согласно настоящему изобретению имеет химический состав, который удовлетворяет отношению между содержаниями никеля, хрома и марганца:Preferably, the steel according to the present invention has a chemical composition that satisfies the ratio between the contents of nickel, chromium and manganese:

Σ (Ni, Cr, Mn) ≥ 2,25Σ (Ni, Cr, Mn) ≥ 2.25

Это означает, что сталь согласно настоящему изобретению преимущественно удовлетворяет критериям DI стандарта ASTM A255.This means that the steel of the present invention advantageously satisfies the DI criteria of ASTM A255.

Еще более предпочтительно сталь согласно настоящему изобретению имеет химический состав, который удовлетворяет отношению между содержаниями никеля, хрома, марганца и кремния:Even more preferably, the steel according to the present invention has a chemical composition that satisfies the ratio between the contents of nickel, chromium, manganese and silicon:

Σ (Ni, Cr, Mn, Si) ≥ 2,45Σ (Ni, Cr, Mn, Si) ≥ 2.45

Согласно предпочтительному варианту осуществления сталь согласно настоящему изобретению имеет микроструктуру, содержащую по меньшей мере 95% мартенсита в пересчете на всю микроструктуру, предпочтительно 99% мартенсита в пересчете на всю микроструктуру. Суммарное количество феррита, бейнита и мартенсита составляет 100%.According to a preferred embodiment, the steel according to the present invention has a microstructure containing at least 95% martensite based on the total microstructure, preferably 99% martensite based on the total microstructure. The total amount of ferrite, bainite and martensite is 100%.

Кроме того, в рамках объема настоящего изобретения влияние элементов химического состава, предпочтительных микроструктурных признаков и производственных технологических параметров будет подробно описано ниже. In addition, within the scope of the present invention, the influence of chemical composition elements, preferred microstructural features and manufacturing process parameters will be described in detail below.

Следует напомнить, что диапазоны химического состава выражены в весовых процентах и включают верхний и нижний пределы. It should be recalled that chemical composition ranges are expressed in weight percent and include upper and lower limits.

Элементы химического состава сталиElements of the chemical composition of steel

УГЛЕРОД: от 0,27% до 0,30%CARBON: 0.27% to 0.30%

Углерод – это сильный аустенитообразующий элемент, который существенно повышает предел текучести и твердость стали согласно настоящему изобретению. При содержании ниже 0,27% предел текучести и прочность при растяжении существенно снижаются, и существует риск, что предел текучести будет ниже ожиданий. Содержание выше 0,30% отрицательное влияет на такие свойства, как свариваемость, пластичность и ударная вязкость.Carbon is a strong austenite-forming element that significantly increases the yield strength and hardness of the steel of the present invention. Below 0.27%, the yield strength and tensile strength are significantly reduced and there is a risk that the yield strength will be lower than expected. Contents above 0.30% negatively affect properties such as weldability, ductility and toughness.

КРЕМНИЙ: от 0,20% до 0,35%SILICON: 0.20% to 0.35%

Кремний представляет собой элемент, который раскисляет жидкую сталь. Содержание по меньшей мере 0,20% может дать такой эффект. Кремний также повышает прочность и удлинение при уровнях выше 0,20% в настоящем изобретении. Содержание выше 0,35% отрицательно влияет на ударную вязкость стали согласно настоящему изобретению – она уменьшается. Для предотвращения такого отрицательного эффекта содержание Si составляет от 0,20 до 0,35%.Silicon is an element that deoxidizes liquid steel. A content of at least 0.20% can give such an effect. Silicon also improves strength and elongation at levels above 0.20% in the present invention. A content above 0.35% adversely affects the toughness of the steel according to the present invention - it decreases. To prevent such a negative effect, the Si content is from 0.20 to 0.35%.

Предпочтительно содержание кремния находится в диапазоне от 0,22 до 0,30 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably, the silicon content is in the range from 0.22 to 0.30 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

МАРГАНЕЦ: от 0,80% до 0,90%MANGANESE: 0.80% to 0.90%

Марганец представляет собой элемент, который улучшает способность деформироваться при ковке и твердость стали, а также он вносит вклад в пригодность стали к закалке. Кроме того, этот элемент также является сильным аустенитообразующим элементом, который повышает прочность стали. Следовательно, его содержание должно быть на минимальном значении 0,80%. Содержание выше 0,90% может отрицательно повлиять на свариваемость и ударную вязкость. Manganese is an element that improves the forgeability and hardness of steel, and also contributes to the hardenability of steel. In addition, this element is also a strong austenite-forming element, which enhances the strength of the steel. Therefore, its content should be at a minimum value of 0.80%. Contents above 0.90% may adversely affect weldability and toughness.

Кроме того, при содержании выше 0,90% ожидается увеличение аустенитной фазы, которое может привести к неравномерной микроструктуре за счет снижения количества мартенситной фазы, ухудшающего стабильность механических свойств.In addition, above 0.90%, an increase in the austenite phase is expected, which can lead to an uneven microstructure by reducing the amount of the martensite phase, which deteriorates the stability of the mechanical properties.

Предпочтительно содержание марганца находится в диапазоне от 0,80 до 0,85 вес. %, предпочтительно от 0,80 до 0,83 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably the manganese content is in the range from 0.80 to 0.85 wt. %, preferably from 0.80 to 0.83 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

АЛЮМИНИЙ: от 0,015% до 0,035%ALUMINUM: 0.015% to 0.035%

Алюминий – это сильный раскислитель стали, и его присутствие также улучшает десульфуризацию стали. Его добавляют в количестве по меньшей мере 0,015% для получения этого эффекта.Aluminum is a strong steel deoxidizer and its presence also improves steel desulfurization. It is added in an amount of at least 0.015% to obtain this effect.

Однако при содержании свыше 0,035% наблюдается эффект насыщения относительно вышеупомянутого эффекта. Кроме того, существует тенденция к образованию крупнозернистых и вредных для пластичности нитридов алюминия. По этим причинам содержание Al должно быть от 0,015 до 0,035%.However, above 0.035%, a saturation effect is observed with respect to the above effect. In addition, there is a tendency to form coarse-grained aluminum nitrides that are detrimental to ductility. For these reasons, the Al content should be between 0.015 and 0.035%.

Предпочтительно содержание алюминия находится в диапазоне от 0,017 до 0,030 вес. %, предпочтительно от 0,020 до 0,028 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably, the aluminum content is in the range from 0.017 to 0.030 wt. %, preferably from 0.020 to 0.028 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

МЕДЬ: максимум 0,25%COPPER: 0.25% maximum

Медь – это элемент для упрочнения элементами внедрения, но этот элемент известен, как в целом неблагоприятный для ударной вязкости и свариваемости. Присутствие меди, как правило, ведет к ухудшению ударной вязкости стали. По этой причине количество Cu должно быть ограничено не более 0,25.Copper is an element to be hardened by interstitial elements, but this element is known to be generally unfavorable for toughness and weldability. The presence of copper generally leads to a deterioration in the toughness of the steel. For this reason, the amount of Cu should be limited to no more than 0.25.

Предпочтительно содержание меди находится в диапазоне от 0,1 до 0,25 вес. %, предпочтительно от 0,1 до 0,2 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably, the copper content is in the range from 0.1 to 0.25 wt. %, preferably from 0.1 to 0.2 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

ХРОМ: от 1,30% до 1,45%CHROME: 1.30% to 1.45%

Присутствие хрома в стали согласно настоящему изобретению создает осадки хрома, которые особенно повышают предел текучести. По этой причине требуется минимальное содержание Cr 1,30% для существенного повышения предела текучести. При содержании выше 1,45% плотность осадков отрицательно влияет на ударную вязкость стали согласно настоящему изобретению.The presence of chromium in the steel according to the present invention creates deposits of chromium, which especially increase the yield strength. For this reason, a minimum Cr content of 1.30% is required to significantly increase the yield strength. Above 1.45%, the precipitation density adversely affects the toughness of the steel according to the present invention.

Предпочтительно содержание хрома находится в диапазоне от 1,30 до 1,40 вес. %, предпочтительно от 1,35 до 1,40 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably the chromium content is in the range from 1.30 to 1.40 wt. %, preferably from 1.35 to 1.40 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

НИКЕЛЬ: от 0,15% до 0,25%NICKEL: 0.15% to 0.25%

Никель – очень важный элемент для упрочнения элементами внедрения в стали согласно настоящему изобретению. Ni повышает предел текучести и прочность при растяжении. В сочетании с присутствием Cu, он улучшает свойства ударной вязкости. По этой причине его минимальное содержание составляет 0,15%. Содержание выше 0,25% отрицательно влияет на качество поверхности стали согласно настоящему изобретению при процессах горячей прокатки. Nickel is a very important element for hardening by interstitial elements in steel according to the present invention. Ni increases the yield strength and tensile strength. Combined with the presence of Cu, it improves the toughness properties. For this reason, its minimum content is 0.15%. A content above 0.25% adversely affects the surface quality of the steel according to the present invention in hot rolling processes.

Предпочтительно содержание никеля находится в диапазоне от 0,15 до 0,20 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably the nickel content is in the range from 0.15 to 0.20 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

МОЛИБДЕН: от 0,65% до 0,75%MOLYBDENUM: 0.65% to 0.75%

Молибден повышает как предел текучести, так и прочность при растяжении, а также поддерживает однородность механических свойств, микроструктуры и ударной вязкости в основном материале по длине и толщине трубы. При содержании ниже 0,65% вышеописанные эффекты недостаточно эффективны. Содержание выше 0,75% отрицательно влияет на характеристики стали, если речь идет об ударной вязкости.Molybdenum increases both yield strength and tensile strength, and maintains uniformity of mechanical properties, microstructure and toughness in the base material along the length and thickness of the pipe. Below 0.65%, the effects described above are not sufficiently effective. Contents above 0.75% have a negative effect on the characteristics of the steel when it comes to toughness.

Предпочтительно содержание молибдена находится в диапазоне от 0,65 до 0,70 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably the content of molybdenum is in the range from 0.65 to 0.70 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

НИОБИЙ: от 0,020% до 0,030%NIOBIUM: 0.020% to 0.030%

Присутствие ниобия ведет к образованию осадков карбида и/или нитрида, что является причиной микроструктуры мелкозернистого размера в результате эффектов фиксации границы зерен, и повышению прочности при растяжении. Для всех этих эффектов требуется минимальное содержание 0,020% Nb в стали согласно настоящему изобретению. При содержании выше 0,030% требуется жесткий контроль содержания азота, чтобы предотвратить эффект охрупчивания NbC. Кроме того, при содержании выше 0,030% ожидается снижение характеристик ударной вязкости для стали согласно настоящему изобретению.The presence of niobium leads to the formation of deposits of carbide and/or nitride, which is the cause of the microstructure of fine grain size as a result of the effects of grain boundary fixation, and increased tensile strength. All these effects require a minimum content of 0.020% Nb in the steel according to the present invention. Above 0.030%, tight control of the nitrogen content is required to prevent the NbC embrittlement effect. In addition, above 0.030%, a decrease in the toughness properties of the steel of the present invention is expected.

Предпочтительно содержание ниобия находится в диапазоне от 0,020 до 0,025 вес. % в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably the content of niobium is in the range from 0.020 to 0.025 wt. % in terms of the total weight of the chemical composition of the steel.

БОР: от 0,001% до 0,0025%BOR: 0.001% to 0.0025%

Присутствие бора улучшает прокаливаемость в бесшовной трубе. The presence of boron improves the hardenability in a seamless pipe.

При содержании ниже 0,0025% он поддерживает однородность механических свойств, микроструктуры и ударной вязкости в основном материале по длине и толщине трубы. При содержании ниже 0,001% положительный эффект пропадает.Below 0.0025%, it maintains uniformity of mechanical properties, microstructure and toughness in the base material along the length and thickness of the pipe. At a content below 0.001%, the positive effect disappears.

Предпочтительно содержание бора находится в диапазоне от 0,001 до 0,0025%, более предпочтительно от 0,001 до 0,0018% по весу в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably the boron content is in the range of 0.001 to 0.0025%, more preferably 0.001 to 0.0018% by weight, based on the total weight of the chemical composition of the steel.

ВАНАДИЙ: ≤ 0,05%VANADIUM: ≤ 0.05%

При содержании выше 0,05% осадков ванадия повышается риск разброса значений ударной вязкости при низких температурах и/или смещения температур перехода в сторону более высоких температур. Следовательно, наблюдается отрицательное влияние на свойства ударной вязкости при содержании ванадия выше 0,05%. Предпочтительно содержание ванадия строго ниже 0,02% по весу.Above 0.05% vanadium precipitates, there is an increased risk of impact toughness values at low temperatures and/or a shift in transition temperatures towards higher temperatures. Therefore, there is a negative effect on the properties of toughness when the content of vanadium is higher than 0.05%. Preferably the vanadium content is strictly below 0.02% by weight.

ТИТАН: от 0,024% до 0,038%TITANIUM: 0.024% to 0.038%

Присутствие Ti ведет к образованию осадков карбида и/или нитрида. TiN создаются предпочтительно относительно BN. Таким образом, B представлен в основном в атомной форме, таким образом, повышая характеристики прокаливаемости. При содержании выше 0,038% TiN и TiC снижают характеристики ударной вязкости. При содержании ниже 0,024% вышеописанный эффект недостаточно эффективен. The presence of Ti leads to the formation of carbide and/or nitride precipitates. TiN are produced preferably relative to BN. Thus, B is present mainly in atomic form, thus enhancing the hardenability characteristics. Above 0.038%, TiN and TiC lower the toughness characteristics. Below 0.024%, the above effect is not sufficiently effective.

Предпочтительно содержание титана находится в диапазоне от 0,028 до 0,038% по весу в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably, the titanium content is in the range of 0.028 to 0.038% by weight, based on the total weight of the chemical composition of the steel.

АЗОТ: ≤ 0,012%NITROGEN: ≤ 0.012%

При содержании выше 0,012% ожидаются осадки нитрида большого размера, и эти осадки отрицательно влияют на характеристики ударной вязкости за счет изменения температуры перехода в верхнем диапазоне. Above 0.012%, large nitride precipitates are expected, and these precipitates adversely affect the toughness characteristics by changing the transition temperature in the upper range.

Предпочтительно содержание азота находится в диапазоне от 0,001 до 0,010% по весу в пересчете на общий вес химического состава стали.Preferably, the nitrogen content is in the range of 0.001 to 0.010% by weight, based on the total weight of the chemical composition of the steel.

ОСТАТОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫRESIDUE ELEMENTS

Остаток состоит из Fe и неизбежных примесей, возникающих в результате процессов производства стали и литья. Содержание основных примесных элементов ограничены, как определено ниже для фосфора, серы и водорода:The remainder consists of Fe and unavoidable impurities resulting from the steelmaking and casting processes. The content of the main impurity elements is limited, as defined below for phosphorus, sulfur and hydrogen:

P ≤ 0,015%, предпочтительно P ≤ 0,012%, более предпочтительно P ≤ 0,010%,P ≤ 0.015%, preferably P ≤ 0.012%, more preferably P ≤ 0.010%,

S ≤ 0,003%, предпочтительно S ≤ 0,002%S ≤ 0.003%, preferably S ≤ 0.002%

H ≤ 0,003%H ≤ 0.003%

Другие элементы, такие как Ca и REM (редкоземельные минералы) также могут присутствовать в качестве неизбежных примесей. Other elements such as Ca and REM (rare earth minerals) may also be present as unavoidable impurities.

Сумма содержаний неизбежных примесных элементов ниже 0,1%. The sum of the contents of unavoidable impurity elements is below 0.1%.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВCHEMICAL COMPOSITION

Согласно предпочтительному варианту осуществления химический состав состоит из:According to a preferred embodiment, the chemical composition consists of:

C: от 0,27 до 0,30 вес. %,C: 0.27 to 0.30 wt. %,

Si: от 0,20 до 0,35 вес. %,Si: 0.20 to 0.35 wt. %,

Mn: от 0,80 до 0,90 вес. %,Mn: 0.80 to 0.90 wt. %,

Cr: от 1,30 до 1,45 вес. %,Cr: 1.30 to 1.45 wt. %,

Mo: от 0,65 до 0,75 вес. %,Mo: 0.65 to 0.75 wt. %,

Ni: от 0,15 до 0,25 вес. %,Ni: 0.15 to 0.25 wt. %,

Cu: от 0,10 до 0,25 вес. %Cu: 0.10 to 0.25 wt. %

Al: от 0,015 до 0,035 вес. %,Al: 0.015 to 0.035 wt. %,

Ti: от 0,024 до 0,038 вес. %,Ti: 0.024 to 0.038 wt. %,

N: от 0,001 до 0,012 вес. %,N: 0.001 to 0.012 wt. %,

V: от 0,001 до 0,050 вес. %V: 0.001 to 0.050 wt. %

B: от 0,001 до 0,0025 вес. %,B: 0.001 to 0.0025 wt. %,

Nb: от 0,02 до 0,03 вес. %,Nb: 0.02 to 0.03 wt. %,

причем остаток указанной стали составляют железо и неизбежные примеси от промышленной обработки.moreover, the remainder of said steel is iron and inevitable impurities from industrial processing.

Согласно этому варианту осуществления неизбежные примеси выбираются среди следующего:According to this embodiment, the unavoidable impurities are selected from the following:

P ≤ 0,015 вес. %, предпочтительно P ≤ 0,012 вес. %, более предпочтительно P ≤ 0,010 вес. %,P ≤ 0.015 wt. %, preferably P ≤ 0.012 wt. %, more preferably P ≤ 0.010 wt. %,

S ≤ 0,003 вес. %, предпочтительно S ≤ 0,002 вес. %S ≤ 0.003 wt. %, preferably S ≤ 0.002 wt. %

в пересчете на общий вес химического состава.in terms of the total weight of the chemical composition.

В более предпочтительном варианте осуществления химический состав состоит из:In a more preferred embodiment, the chemical composition consists of:

C: от 0,27 до 0,30 вес. %,C: 0.27 to 0.30 wt. %,

Si: от 0,22 до 0,30 вес. %,Si: 0.22 to 0.30 wt. %,

Mn: от 0,80 до 0,85 вес. %,Mn: 0.80 to 0.85 wt. %,

Cr: от 1,30 до 1,40 вес. %,Cr: 1.30 to 1.40 wt. %,

Mo: от 0,65 до 0,70 вес. %,Mo: 0.65 to 0.70 wt. %,

Ni: от 0,15 до 0,20 вес. %,Ni: 0.15 to 0.20 wt. %,

Cu: от 0,10 до 0,20 вес. %,Cu: 0.10 to 0.20 wt. %,

Al: от 0,017 до 0,030 вес. %,Al: 0.017 to 0.030 wt. %,

Ti: от 0,028 до 0,038 вес. %,Ti: 0.028 to 0.038 wt. %,

N: от 0,001 до 0,010 вес. %,N: 0.001 to 0.010 wt. %,

V: от 0,001 до 0,020 вес. %V: 0.001 to 0.020 wt. %

B: от 0,0010 до 0,0018%,B: 0.0010 to 0.0018%,

Nb: от 0,020 до 0,025 вес. %,Nb: 0.020 to 0.025 wt. %,

Согласно этому варианту осуществления неизбежные примеси выбираются среди вышеупомянутых элементов.According to this embodiment, the inevitable impurities are selected from the above elements.

Способ полученияHow to obtain

Как упомянуто выше, способ согласно настоящему изобретению включает по меньшей мере следующие последовательные этапы:As mentioned above, the method according to the present invention includes at least the following successive steps:

предоставления стали, имеющей химический состав, описанный выше,providing steel having the chemical composition described above,

(i) этап, на котором сталь подвергают горячему формованию при температуре в диапазоне от 1100°C до 1300°C посредством процесса горячего формования с получением трубы, затем(i) a step in which the steel is hot-formed at a temperature in the range of 1100°C to 1300°C by a hot-forming process to obtain a pipe, then

(ii) этап, на котором трубу нагревают до температуры аустенизации (AT), которая выше или равна 890°C, и поддерживают при температуре аустенизации (AT) в течение времени от 5 до 30 минут, после чего следует(ii) a step in which the pipe is heated to an austenitization temperature (AT) that is greater than or equal to 890° C. and maintained at an austenitization temperature (AT) for 5 to 30 minutes, followed by

(iii) этап, на котором:(iii) the stage at which:

- трубу охлаждают до температуры не более 100°C с получением закаленной трубы, и- the pipe is cooled to a temperature of not more than 100°C to obtain a hardened pipe, and

- указанную закаленную трубу затем нагревают и выдерживают при температуре отпуска (TT) в диапазоне от 580°C до 720°C и поддерживают при температуре отпуска (TT) в течение времени отпуска, а затем охлаждают до температуры не более 20°C с получением закаленной и подвергнутой отпуску трубы,said quenched pipe is then heated and maintained at a tempering temperature (TT) in the range of 580°C to 720°C and maintained at a tempering temperature (TT) for the tempering time, and then cooled to a temperature of not more than 20°C to obtain a tempered and tempered pipe,

(iiii) этап, на котором результат измерения отношения предела текучести к пределу прочности на растяжение меньше 0,93.(iii) a step in which the measurement result of the ratio of yield strength to tensile strength is less than 0.93.

Согласно этому способу получают бесшовную трубу.According to this method, a seamless pipe is obtained.

Способ согласно настоящему изобретению обладает преимуществом, заключающимся в генерировании микроструктур, способных достигать отношения предела текучести к пределу прочности на растяжение меньше 0,93.The method of the present invention has the advantage of generating microstructures capable of achieving a yield strength to tensile strength ratio of less than 0.93.

Действительно, если сталь имеет отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение больше 0,93, то стабильность механических свойств и ударной вязкости при низких температурах будет ухудшена.Indeed, if the steel has a ratio of yield strength to tensile strength greater than 0.93, then the stability of mechanical properties and toughness at low temperatures will be degraded.

Предпочтительно способ согласно настоящему изобретению включает следующие последовательные этапы, перечисленные ниже.Preferably, the method according to the present invention includes the following sequential steps listed below.

Сталь, имеющую описанный выше химический состав, получают согласно способам литья, известным из уровня техники. Steel having the above-described chemical composition is produced according to casting methods known in the art.

Затем сталь нагревают до температуры от 1100°C до 1300°C, вследствие чего во всех точках достигнутая температура является благоприятной для высоких скоростей деформации, которым будет подвергаться сталь во время горячего формования. Этот температурный диапазон должен быть в аустенитной области. Предпочтительно максимальная температура ниже 1300°C. The steel is then heated to a temperature between 1100° C. and 1300° C., whereby at all points the temperature reached is favorable for the high strain rates to which the steel will be subjected during hot forming. This temperature range should be in the austenitic region. Preferably the maximum temperature is below 1300°C.

Слиток или заготовку затем подвергают горячему формованию по меньшей мере на одном этапе с использованием общераспространенных процессов горячего формования, например, ковки, процесса пилигримовой прокатки, непрерывной прокатке на оправке, процесса финишной обработки высшего качества с получением трубы желаемых размеров.The ingot or billet is then hot formed in at least one step using common hot forming processes such as forging, pilgrim rolling, continuous mandrel rolling, top quality finishing to produce the tube of the desired dimensions.

Минимальная степень деформации должна составлять по меньшей мере 2,8.The minimum degree of deformation must be at least 2.8.

Трубу затем подвергают аустенизации, т. е. нагревают до температуры (AT), при которой микроструктура становится аустенитной. Температура аустенизации (AT) выше Ac3, предпочтительно выше 890°C, более предпочтительно находится на уровне 910°C. The pipe is then subjected to austenization, i.e. heated to a temperature (AT) at which the microstructure becomes austenitic. The austenitizing temperature (AT) is above Ac3, preferably above 890°C, more preferably at 910°C.

Трубу, выполненную из стали согласно настоящему изобретению, затем поддерживают при температуре аустенизации (AT) в течение времени аустенизации (At), составляющего по меньшей мере 5 минут, причем целью является то, чтобы во всех точках трубы достигнутая температура была по меньшей мере равной температуре аустенизации, чтобы обеспечить однородность температуры по всей трубе. Время аустенизации (At) должно быть не более 30 минут, поскольку при превышении этого промежутка аустенитные зерна вырастают нежелательно большими и ведут к образованию более крупнозернистой конечной структуры. Это привело бы к ухудшению ударной вязкости.The pipe made from the steel according to the present invention is then maintained at the austenitization temperature (AT) for an austenitization time (At) of at least 5 minutes, the aim being that at all points in the pipe the temperature reached is at least equal to the temperature austenitization to ensure temperature uniformity throughout the pipe. The austenitization time (At) should be no more than 30 minutes, because if this interval is exceeded, the austenite grains grow undesirably large and lead to the formation of a coarser final structure. This would lead to a deterioration in toughness.

Предпочтительно время аустенизации (At) находится в диапазоне от 5 до 15 минут.Preferably, the austenitization time (At) is in the range of 5 to 15 minutes.

Затем, трубу, выполненную из стали согласно настоящему изобретению, охлаждают до температуры не более 100°C, предпочтительно с использованием водяной закалки. Другими словами, трубу охлаждают до температуры не более 100°C, предпочтительно до температуры 20°C.Then, the pipe made of steel according to the present invention is cooled to a temperature of not more than 100°C, preferably using water quenching. In other words, the pipe is cooled to a temperature of not more than 100°C, preferably to a temperature of 20°C.

Затем, закаленную трубу, выполненную из стали согласно настоящему изобретению, предпочтительно подвергают отпуску, т. е. нагревают и выдерживают при температуре отпуска (TT), находящейся в диапазоне от 580°C до 720°C, в частности, от 600°C до 680°C. Then, the hardened pipe made of the steel according to the present invention is preferably tempered, i.e. heated and maintained at a tempering temperature (TT) ranging from 580°C to 720°C, in particular from 600°C to 680°C.

Такой отпуск осуществляют в течение времени отпуска (Tt), которое может находиться в диапазоне от 10 до 60 минут, в частности, в течение 15 минут. This holiday is carried out during the holiday time (Tt), which can be in the range from 10 to 60 minutes, in particular within 15 minutes.

В заключение, трубу согласно настоящему изобретению охлаждают до температуры не более 20°C, предпочтительно 20°C, с помощью воздушного охлаждения с получением закаленной и подвергнутой отпуску трубы. Finally, the pipe according to the present invention is cooled to a temperature of not more than 20°C, preferably 20°C, by air cooling to obtain a quenched and tempered pipe.

Таким образом получают закаленную и подвергнутую отпуску трубу, выполненную из стали, которая содержит в области по меньшей мере 95%, предпочтительно 99%, мартенсита относительно всей микроструктуры. Суммарное количество феррита, бейнита и мартенсита составляет 100%.In this way, a hardened and tempered pipe is obtained, made of steel, which contains in the area at least 95%, preferably 99%, martensite relative to the entire microstructure. The total amount of ferrite, bainite and martensite is 100%.

В частности, способ согласно настоящему изобретению предпочтительно включает по меньшей мере следующие последовательные этапы:In particular, the method according to the present invention preferably includes at least the following successive steps:

(i) предоставления стали, имеющей химический состав, описанный выше,(i) providing steel having the chemical composition described above,

(ii) этап, на котором сталь подвергают горячему формованию при температуре в диапазоне от 1100°C до 1300°C посредством процесса горячего формования с получением трубы, затем(ii) a step in which the steel is hot-formed at a temperature in the range of 1100°C to 1300°C by a hot-forming process to obtain a pipe, then

(iv) этап, на котором трубу нагревают до температуры аустенизации (AT), которая выше или равна 890°C, и поддерживают при температуре аустенизации (AT) в течение времени от 5 до 30 минут, после чего следует(iv) a step in which the pipe is heated to an austenitization temperature (AT) greater than or equal to 890° C. and maintained at an austenitization temperature (AT) for 5 to 30 minutes, followed by

(iv) этап, на котором:(iv) the stage at which:

- трубу охлаждают до температуры 100°C или менее с получением закаленной трубы, а затем- the pipe is cooled to a temperature of 100°C or less to obtain a hardened pipe, and then

- указанную закаленную трубу нагревают и выдерживают при температуре отпуска (TT) в диапазоне от 580°C до 720°C и поддерживают при температуре отпуска (TT) в течение времени отпуска, а затем охлаждают до температуры не более 20°C с получением закаленной и подвергнутой отпуску трубы,said quenched pipe is heated and maintained at a tempering temperature (TT) in the range of 580°C to 720°C and maintained at a tempering temperature (TT) for the tempering time, and then cooled to a temperature of not more than 20°C to obtain a quenched and tempered pipe,

(ivv) этап, на котором результат измерения отношения предела текучести к пределу прочности на растяжение меньше 0,93.(ivv) a step in which the measurement result of the ratio of yield strength to tensile strength is less than 0.93.

Согласно этапу (v) способа согласно настоящему изобретению измерение отношения предела текучести к пределу прочности на растяжение осуществляют для проверки того, что результат меньше 0,93.According to step (v) of the method according to the present invention, the measurement of the ratio of yield strength to tensile strength is carried out to check that the result is less than 0.93.

Микроструктурные признакиMicrostructural features

МартенситMartensite

Содержание мартенсита в стали согласно настоящему изобретению зависит от скорости охлаждения во время операции закалки в сочетании с химическим составом. Содержание мартенсита составляет по меньшей мере 95%, предпочтительно 99%. Остаток до 100% составляют феррит и бейнит.The content of martensite in the steel according to the present invention depends on the cooling rate during the hardening operation in combination with the chemical composition. The martensite content is at least 95%, preferably 99%. The remainder up to 100% are ferrite and bainite.

ФерритFerrite

В предпочтительном варианте осуществления закаленная и подвергнутая отпуску стальная труба согласно настоящему изобретению после окончательного охлаждения обладает микроструктурой с менее 1% феррита в объемной доле. В идеальном варианте феррит в стали отсутствует, поскольку он отрицательно повлиял бы на предел текучести (Ys) и предел прочности на растяжение (UTs) согласно настоящему изобретению.In a preferred embodiment, the quenched and tempered steel pipe according to the present invention, after final cooling, has a microstructure with less than 1% ferrite in a volume fraction. Ideally, there is no ferrite in the steel, since it would adversely affect the yield strength (Ys) and tensile strength (UTs) of the present invention.

Кроме того, присутствие феррита также может ухудшить однородность механических свойств, особенно твердости, по толщине стенки.In addition, the presence of ferrite can also impair the uniformity of mechanical properties, especially hardness, across the wall thickness.

БейнитBeinit

Содержание бейнита в стали согласно настоящему изобретению зависит от скорости охлаждения во время операции закалки в сочетании с химическим составом. Его содержание ограничено максимум 1%. Остаток до 100% составляют феррит и мартенсит. The content of bainite in the steel according to the present invention depends on the cooling rate during the hardening operation in combination with the chemical composition. Its content is limited to a maximum of 1%. The remainder up to 100% are ferrite and martensite.

Механический компонентmechanical component

Как упомянуто выше, настоящее изобретение относится к бесшовной трубе, содержащей сталь, определенную выше.As mentioned above, the present invention relates to a seamless pipe containing steel as defined above.

Предпочтительно бесшовная труба выполнена из указанной стали.Preferably the seamless pipe is made from said steel.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к стальной бесшовной трубе, содержащей сталь, как определено выше, предпочтительно выполненной из указанной стали.In a preferred embodiment, the present invention relates to a seamless steel pipe containing steel as defined above, preferably made from said steel.

Согласно предпочтительному варианту осуществления стальная бесшовная труба имеет толщину стенки более 12,5 мм, предпочтительно более 20 мм и более предпочтительно в диапазоне от 38 мм (менее 1,5 дюйма) до 78 мм (более 3 дюймов).According to a preferred embodiment, the seamless steel pipe has a wall thickness greater than 12.5 mm, preferably greater than 20 mm, and more preferably in the range of 38 mm (less than 1.5 inches) to 78 mm (greater than 3 inches).

Предпочтительно стальная бесшовная труба имеет наружный диаметр, который находится в диапазоне от 80 мм до 660 мм.Preferably, the seamless steel pipe has an outside diameter that ranges from 80 mm to 660 mm.

Как упомянуто выше, настоящее изобретение также относится к приспособлению для нефтегазовой области и/или механическому компоненту, содержащему сталь, определенную выше.As mentioned above, the present invention also relates to an oil and gas tool and/or a mechanical component comprising a steel as defined above.

Применение сталиSteel Application

Настоящее изобретение также относится к применению ранее описанной стали для получения бесшовной трубы.The present invention also relates to the use of the previously described steel for the production of a seamless pipe.

В частности, настоящее изобретение относится к применению указанной стали для улучшения прокаливаемости бесшовной трубы.In particular, the present invention relates to the use of said steel for improving the hardenability of a seamless pipe.

Согласно настоящему изобретению прокаливаемость изделия определена как способность изделия к твердению при закалке и относится к глубине и распределению твердости по поперечному сечению.According to the present invention, the hardenability of an article is defined as the ability of an article to harden upon quenching, and refers to the depth and distribution of hardness across the cross section.

Согласно настоящему изобретению прокаливаемость измеряется посредством определения прокаливаемости по Джомини.According to the present invention, hardenability is measured by determining Jominy hardenability.

Настоящее изобретение также относится к применению ранее описанной стали при изготовлении приспособления для нефтегазовой области и/или механического компонента.The present invention also relates to the use of the previously described steel in the manufacture of an oil and gas tool and/or a mechanical component.

В частности, настоящее изобретение относится к применению ранее описанной стали при изготовлении приспособления для нефтегазовой области.In particular, the present invention relates to the use of the previously described steel in the manufacture of tools for the oil and gas field.

Примеры представлены в качестве иллюстраций настоящего изобретения. The examples are provided as illustrations of the present invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

I. Сталь A (согласно настоящему изобретению)I. Steel A (according to the present invention)

Подготовительный процесс, т.е. от плавления до горячего формования, осуществляют с помощью широко известного способа изготовления бесшовных стальных труб.The preparatory process, i.e. from melting to hot forming, is carried out using a well-known method for manufacturing seamless steel pipes.

Например, желательно, чтобы расплавленная сталь состава из представленных ниже составляющих была расплавлена с помощью широко используемых методик плавления. Применяемые широко распространенные способы представляют собой непрерывный процесс или процесс разливки в слитки.For example, it is desirable that the molten steel of the following constituents be melted using commonly used melting techniques. The commonly used methods are continuous or ingot casting processes.

Таблица 1: Химический состав стали ATable 1: Chemical composition of steel A

Затем, эти материалы нагревали до температуры от 1100°C до 1300°C и обрабатывали с получением трубы, например, посредством горячего деформирования за счет ковки, процесса прокатки на оправке или прокатке на пилигримовом стане, которые представляют собой широко известные способы изготовления, состава из приведенных выше составляющих с получением желаемых размеров. Then, these materials were heated to a temperature of 1100°C to 1300°C and processed into a pipe, for example, by hot deformation by forging, a mandrel rolling process, or pilgrim mill rolling, which are well-known methods for manufacturing, a composition of the above components to obtain the desired dimensions.

Состав, описанный в таблице 1, затем подвергают производственному процессу, который может быть приведен в таблице 2 ниже с признаками этапов, которые описаны ниже:The composition described in Table 1 is then subjected to a manufacturing process which can be summarized in Table 2 below with indications of steps as described below:

- трубу нагревают до температуры аустенизации (AT) 910°C и поддерживают при этой температуре в течение 10 минут (At: время аустенизации), затем- the pipe is heated to an austenitization temperature (AT) of 910°C and maintained at this temperature for 10 minutes (At: austenitization time), then

- трубу охлаждают водой до температуры 100°C или ниже с получением закаленной трубы, а затем указанную закаленную трубу нагревают и выдерживают при температуре отпуска (TT) в течение 15 минут, а затем охлаждают до температуры 20°C или ниже с получением закаленной и подвергнутой отпуску трубы,- the pipe is cooled with water to a temperature of 100°C or below to obtain a hardened pipe, and then the specified hardened pipe is heated and maintained at a tempering temperature (TT) for 15 minutes, and then cooled to a temperature of 20°C or below to obtain a hardened and subjected pipe release,

- отношение предела текучести (Ys) к пределу прочности на растяжение (UTs) контролируют после этапа отпуска.the ratio of yield strength (Ys) to tensile strength (UTs) is controlled after the tempering step.

Вышеупомянутый способ осуществляли с получением двух бесшовных труб (A-1.1 и A-1.2), каждая из которых имеет толщину стенки 38,1 мм (соответствующие 1,5 дюйма), и двух бесшовных труб (A-2.1 и A-2.2), каждая из которых имеет толщину стенки 76,2 мм (соответствующие 3 дюймам).The above method was carried out to obtain two seamless pipes (A-1.1 and A-1.2), each having a wall thickness of 38.1 mm (corresponding to 1.5 inches), and two seamless pipes (A-2.1 and A-2.2), each having a wall thickness of 76.2 mm (corresponding to 3 inches).

Параметры вышеописанного способа приведены в таблице 2 ниже:The parameters of the above method are shown in Table 2 below:

Таблица 2: Условия процесса согласно примерам после горячей прокаткиTable 2: Process conditions according to the examples after hot rolling

Технологические параметры, описанные в таблице 2, соответствуют настоящему изобретению.The technological parameters described in table 2 correspond to the present invention.

Они привели к получению закаленных и подвергнутых отпуску стальных труб, которые после окончательного охлаждения от температуры отпуска обладают микроструктурой, содержащей по меньшей мере 99% мартенсита в пересчете на всю микроструктуру.They have resulted in quenched and tempered steel pipes which, after final cooling from the tempering temperature, have a microstructure containing at least 99% martensite, based on the total microstructure.

Кроме того, полученные закаленные и подвергнутые отпуску стальные трубы имеют наружный диаметр 304,8 мм.In addition, the resulting quenched and tempered steel pipes had an outer diameter of 304.8 mm.

1. Механические свойства1. Mechanical properties

1.1 Твердость в закаленной бесшовной трубе1.1 Hardness in hardened seamless pipe

Твердость по шкале Роквелла (HRC) измеряют в четырех квадрантах (Q1, Q2, Q3 и Q4) закаленной и подвергнутой отпуску стальной бесшовной трубы (образец A-1.1; толщина стенки, соответствующая 38,1 мм), полученной из состава, описанного в таблице 1 (состав A стали). Каждый квадрант представляет угловую ориентацию 90°.Rockwell hardness (HRC) is measured in four quadrants (Q1, Q2, Q3 and Q4) of a quenched and tempered seamless steel pipe (sample A-1.1; wall thickness corresponding to 38.1 mm) obtained from the composition described in the table 1 (composition A steel). Each quadrant represents a 90° angular orientation.

Для каждого квадранта твердость измеряли три раза снаружи, внутри и в середине стенки стальной бесшовной трубы.For each quadrant, the hardness was measured three times outside, inside and in the middle of the wall of the seamless steel pipe.

Результаты приведены в таблице 3:The results are shown in table 3:

Таблица 3: Твердость (шкала Роквелла HRC)Table 3: Hardness (Rockwell HRC)

На фиг. 1 изображены значения твердости, приведенные в таблице 3 для каждого квадранта, в зависимости от места, где определяли результат измерения твердости на стенке трубы, т. е. снаружи, внутри и в середине стенки.In FIG. 1 shows the hardness values shown in Table 3 for each quadrant, depending on the location where the hardness test result was determined on the pipe wall, i.e. outside, inside and in the middle of the wall.

Эти результаты показывают, что твердость является однородной по всей бесшовной трубе.These results show that the hardness is uniform throughout the seamless pipe.

1.1. Определение предела текучести (Ys) и прочности при растяжении (UTs)1.1. Determination of yield strength (Ys) and tensile strength (UTs)

1.1.1 Толщина стенки: 38,1 мм (1,5 дюйма)1.1.1 Wall thickness: 38.1 mm (1.5 inches)

Отобрали группу из двух образцов, по одному с каждого конца бесшовной трубы, из бесшовной трубы A-1.1 (толщина стенки: 38,1 мм) и бесшовной трубы A-1.2 (толщина стенки: 38,1 мм).A group of two samples were taken, one from each end of the seamless pipe, from A-1.1 seamless pipe (wall thickness: 38.1 mm) and A-1.2 seamless pipe (wall thickness: 38.1 mm).

На каждом образце предел текучести (Ys в МПа), предел прочности на растяжение (UTs в МПа), удлинение при разрыве (A%) и уменьшение площади поперечного сечения (мин. %) оценивали на двух квадрантах: 0° и 180° в продольном направлении.On each sample, the yield strength (Ys in MPa), tensile strength (UTs in MPa), elongation at break (A%) and reduction in cross-sectional area (min.%) were evaluated in two quadrants: 0° and 180° in the longitudinal direction.

Результаты по механическим свойствам приведены в таблице 4:The results for mechanical properties are shown in Table 4:

Таблица 4: Механические свойства (Ys, UTs, A(%) и уменьшение площади поперечного сечения)Table 4: Mechanical properties (Ys, UTs, A(%) and reduction in cross-sectional area)

Все образцы обладают отношением предела текучести к пределу прочности на растяжение меньше 0,93.All samples have a yield strength to tensile strength ratio of less than 0.93.

Исходя из этих результатов можно увидеть, что каждый образец имеет высокий предел текучести и прочность при растяжении, высокое удлинение при разрыве и уменьшение площади поперечного сечения по меньшей мере на 60% перед разрывом.From these results, it can be seen that each sample has high yield strength and tensile strength, high elongation at break, and a reduction in cross-sectional area of at least 60% before breaking.

Таким образом, это означает, что образцы, выполненные из стали согласно настоящему изобретению, могут выдерживать деформацию при высокой нагрузке.Thus, this means that specimens made from the steel of the present invention can withstand deformation under high stress.

1.2.2. Толщина стенки: 76,2 мм (3 дюйма) 1.2.2. Wall thickness: 76.2 mm (3 inches)

Отобрали группу из двух образцов, по одному с каждого конца бесшовной трубы, из бесшовной трубы A-2.1 (толщина стенки: 76,2 мм) и бесшовной трубы A-2.2 (толщина стенки: 76,2 мм).A group of two samples were selected, one from each end of the seamless pipe, from A-2.1 seamless pipe (wall thickness: 76.2 mm) and A-2.2 seamless pipe (wall thickness: 76.2 mm).

Результаты по механическим свойствам приведены в таблице 5:The results for mechanical properties are shown in table 5:

Таблица 5: Механические свойства (Ys, UTs, A(%) и уменьшение площади поперечного сечения)Table 5: Mechanical properties (Ys, UTs, A(%) and reduction in cross-sectional area)

Исходя из этих результатов можно увидеть, что каждый образец имеет высокий предел текучести и прочность при растяжении, высокое удлинение при разрыве и уменьшение площади поперечного сечения приблизительно на 60% перед разрывом.From these results, it can be seen that each sample has high yield strength and tensile strength, high elongation at break, and a reduction in cross-sectional area of approximately 60% before breaking.

Таким образом, это означает, что образцы, выполненные из стали согласно настоящему изобретению, могут противостоять деформации при высокой нагрузке.Thus, this means that specimens made from the steel of the present invention can withstand deformation under high stress.

2. Результаты определения ударной энергии (толщина стенки: 38,1 мм) 2. Impact energy results (wall thickness: 38.1 mm)

Ударную вязкость при низких температурах оценивали для каждого предыдущего образца, имеющего толщину стенки 38,1 мм.Impact strength at low temperatures was evaluated for each previous sample having a wall thickness of 38.1 mm.

2.2. Поперечное направление 2.2. Transverse direction

Для каждого образца значения ударной энергии в джоулях (Kcv) определяли в поперечном направлении согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм) при температуре -20°C. For each sample, impact energy values in joules (Kcv) were determined in the transverse direction according to Charpy impact tests ASTM E23 - type A on a full size sample (10x10 mm) at a temperature of -20°C.

Для каждого образца эти параметры определяли три раза. Для значений ударной энергии определяют среднее значение (Ave). Результаты приведены в таблице 6:For each sample, these parameters were determined three times. For impact energy values, the average value (Ave) is determined. The results are shown in table 6:

Таблица 6: Ударная вязкость при низких температурах (поперечное направление)Table 6: Impact strength at low temperatures (transverse direction)

2,3. Переходные значения по Шарпи в зависимости от температур 2.3. Charpy transition values depending on temperatures

Образец отбирали с бесшовной трубы A-1.1 (толщина стенки: 38,1 мм), чтобы он был стандартным по размеру и форме для испытаний по Шарпи.A sample was taken from A-1.1 seamless pipe (wall thickness: 38.1 mm) to be standard in size and shape for Charpy testing.

Значения ударной энергии в джоулях (Kcv) в зависимости от температур в диапазоне от 0°C до -60°C также оценивали для этого образца в поперечном направлении. Этот параметр определяли три раза при каждой температуре. Результаты приведены в таблице 7:The values of impact energy in joules (Kcv) depending on temperatures in the range from 0°C to -60°C were also evaluated for this sample in the transverse direction. This parameter was determined three times at each temperature. The results are shown in table 7:

Таблица 7: Переходные значения по ШарпиTable 7: Charpy Transition Values

На фиг. 2 изображены кривые перехода Шарпи (джоули) в зависимости от температур в поперечном направлении на основании значений, описанных в таблице 7 и характеризующих стальную бесшовную трубу согласно настоящему изобретению с толщиной стенки 38,1 мм (1,5 дюйма).In FIG. 2 depicts Charpy curves (joules) versus transverse temperatures based on the values described in Table 7 for a 38.1 mm (1.5 inch) wall thickness seamless steel pipe of the present invention.

Результаты, описанные в таблице 7, явно демонстрируют, что сталь имеет пластичность при отрицательных температурах. В частности, образец обладает высокими значениями ударной энергии выше 90 джоулей при температуре -60°C и устойчивыми характеристиками. The results described in Table 7 clearly demonstrate that the steel has ductility at low temperatures. In particular, the sample has high impact energy values above 90 joules at -60°C and stable characteristics.

3. Результаты определения ударной энергии (толщина стенки: 76,2 мм) 3. Impact energy results (wall thickness: 76.2 mm)

Ударную вязкость при низких температурах оценивали для ранее описанных образцов A-2.1.a, A-2.1.b и A-2.2.a. Для целей этой оценки также отобрали дополнительный образец из бесшовной трубы A-2 (образец A-2.2.c).Impact strength at low temperatures was evaluated for the previously described samples A-2.1.a, A-2.1.b and A-2.2.a. For the purposes of this evaluation, an additional sample was also taken from seamless pipe A-2 (sample A-2.2.c).

Измерения осуществляли в поперечных направлениях. The measurements were carried out in transverse directions.

Для каждого предыдущего образца значения ударной энергии в джоулях (Kcv) определяли в поперечном направлении согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм), выполняемым при температуре -20°C. For each previous specimen, impact energy values in joules (Kcv) were determined in the transverse direction according to ASTM E23 - Type A Charpy impact testing on a full size specimen (10x10 mm) performed at -20°C.

Для каждого образца этот параметр определяли три раза. Для значений ударной энергии определяют среднее значение (Ave). Результаты приведены в таблице 8:For each sample, this parameter was determined three times. For impact energy values, the average value (Ave) is determined. The results are shown in table 8:

Таблица 8: Ударная вязкость при низких температурах (поперечное направление)Table 8: Impact strength at low temperatures (transverse direction)

Исходя из этих результатов можно увидеть, что получены высокие значения ударной энергии при температуре -20°C (выше 100 джоулей), что означает, что каждый образец имеет ударную вязкость при отрицательных температурах. From these results, it can be seen that high impact energy values are obtained at -20°C (above 100 joules), which means that each sample has impact strength at low temperatures.

3.3. Переходные значения по Шарпи в зависимости от температур 3.3. Charpy transition values depending on temperatures

Значения ударной энергии в джоулях (Kcv) в зависимости от температур в диапазоне от 0°C до -60°C также оценивали для образца A-2.2.c в поперечном направлении. Этот параметр определяли три раза при каждой температуре. Результаты приведены в таблице 9:The values of impact energy in joules (Kcv) depending on temperatures in the range from 0°C to -60°C were also evaluated for sample A-2.2.c in the transverse direction. This parameter was determined three times at each temperature. The results are shown in table 9:

Таблица 9: Переходные значения по ШарпиTable 9: Charpy Transition Values

На фиг. 3 изображены кривые перехода Шарпи (джоули) в зависимости от температур в поперечном направлении на основании значений, описанных в таблице 9 и характеризующих стальную бесшовную трубу согласно настоящему изобретению с толщиной стенки 76,2 мм (3 дюйма).In FIG. 3 depicts Charpy curves (joules) versus transverse temperatures based on the values described in Table 9 for a seamless steel pipe of the present invention with a wall thickness of 76.2 mm (3 inches).

Исходя из этих результатов можно увидеть, что получены высокие значения ударной энергии при температуре -60°C (по меньшей мере 80 джоулей в среднем), что означает, что каждый образец имеет ударную вязкость при отрицательных температурах.From these results, it can be seen that high impact energy values are obtained at -60°C (at least 80 joules on average), which means that each sample has impact strength at low temperatures.

Кроме того, сталь согласно настоящему изобретению демонстрирует превосходные характеристики ударной вязкости при сверхнизких рабочих температурах, например, значение ударной вязкости в продольном направлении по меньшей мере 130 джоулей при температуре -40°C и по меньшей мере приблизительно 100 джоулей при температуре -60°C, и значение ударной вязкости в поперечном направлении по меньшей мере 100 джоулей при температуре -40°C и приблизительно 80 джоулей при температуре -60°C согласно испытаниям на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм) для марки стали, характеризующейся значением 150 тысяч фунтов/кв. дюйм.In addition, the steel of the present invention exhibits excellent impact toughness characteristics at ultra-low operating temperatures, for example, a longitudinal impact toughness value of at least 130 joules at -40°C and at least about 100 joules at -60°C, and a transverse impact value of at least 100 joules at -40°C and approximately 80 joules at -60°C according to Charpy impact test ASTM E23 - type A on a full size sample (10x10 mm) for steel grade , characterized by a value of 150 thousand pounds / square. inch.

Вследствие этого, образцы согласно настоящему изобретению имеют ударную вязкость и пластичность при отрицательных температурах независимо от того, соответствует толщина стенки 38,1 мм или 76,2 мм.As a result, the samples according to the present invention have impact strength and ductility at low temperatures, regardless of whether the wall thickness corresponds to 38.1 mm or 76.2 mm.

5. Результаты определения ударной энергии (толщина стенки: 50,8 мм) 5. Impact energy results (wall thickness: 50.8 mm)

Упомянутый выше способ осуществляли для получения бесшовной трубы (A-3), имеющей толщину стенки 50,8 мм (соответствующую 2 дюймам), из химического состава, описанного в таблице 1 (сталь A согласно настоящему изобретению).The above method was carried out to obtain a seamless pipe (A-3) having a wall thickness of 50.8 mm (corresponding to 2 inches) from the chemical composition described in Table 1 (steel A according to the present invention).

Параметры вышеописанного способа приведены в таблице 10 ниже:The parameters of the above method are shown in Table 10 below:

Таблица 10: Технологические параметры способаTable 10: Technological parameters of the method

Значения ударной энергии в джоулях (Kcv) в зависимости от температур в диапазоне от 0°C до -60°C оценивали для этого образца.The values of impact energy in joules (Kcv) depending on temperatures in the range from 0°C to -60°C were evaluated for this sample.

На фиг. 4 изображены кривые перехода Шарпи (джоули) в поперечном направлении для этого образца.In FIG. 4 shows the Charpy (joules) transition curves in the transverse direction for this sample.

Исходя из этих результатов можно увидеть, что получены высокие значения ударной энергии при температуре -60°C (по меньшей мере приблизительно 90 джоулей), что указывает на характеристики ударной вязкости испытываемого образца при отрицательных температурах.From these results, it can be seen that high impact energy values are obtained at -60°C (at least approximately 90 joules), indicating the impact strength characteristics of the test specimen at sub-zero temperatures.

II. Сталь B (сталь для сравнения) II. Steel B (comparison steel)

В таблице 11 представлен химический состав стали для сравнения (указанные количества вычислены в весовых процентах, остаток указанного состава состоит из железа).Table 11 shows the chemical composition of steel for comparison (the indicated amounts are calculated in weight percent, the remainder of the indicated composition consists of iron).

Таблица 11: Химический состав стали BTable 11: Chemical composition of steel B

Подготовительный процесс и производственный процесс, реализуемые в отношении стали B, идентичны описанным для стали A.The preparatory process and the production process for steel B are identical to those described for steel A.

Реализуемый способ осуществляли для получения бесшовной трубы (B-1), имеющей толщину стенки 76,2 мм (соответствующую 3 дюймам).The implemented method was carried out to obtain a seamless pipe (B-1) having a wall thickness of 76.2 mm (corresponding to 3 inches).

Параметры вышеописанного способа приведены в таблице 12 ниже:The parameters of the above method are shown in Table 12 below:

Таблица 12: Условия процесса согласно примерам после горячей прокаткиTable 12: Process conditions according to the examples after hot rolling

1. Механические свойства1. Mechanical properties

1.1. Предел текучести и предел прочности на растяжение1.1. Yield strength and tensile strength

Отобрали группу из трех образцов из бесшовной трубы B-1.A group of three samples was selected from B-1 seamless pipe.

На каждом образце предел текучести (Ys в МПа), предел прочности на растяжение (UTs в МПа) и удлинение при разрыве (A%) оценивали в продольном направлении.For each sample, yield strength (Ys in MPa), tensile strength (UTs in MPa) and elongation at break (A%) were evaluated in the longitudinal direction.

В частности, оценку этих свойств выполняли на внешней стенке образцов B-1.2 и B-1.3 и внутренней стенке образца B-1.5.In particular, the evaluation of these properties was performed on the outer wall of samples B-1.2 and B-1.3 and the inner wall of sample B-1.5.

Результаты по механическим свойствам приведены в таблице 13:The results for mechanical properties are shown in table 13:

Таблица 13: Механические свойства (Ys, UTs и A (%))Table 13: Mechanical properties (Ys, UTs and A (%))

2. Результаты определения ударной энергии 2. Results of determination of impact energy

Группу из трех образцов отобрали из бесшовной трубы B-1 согласно испытанию на ударную вязкость по Шарпи ASTM E23 – тип A на полноразмерном образце (10x10 мм). A group of three samples were taken from B-1 seamless pipe according to Charpy impact test ASTM E23 - type A on a full size sample (10x10 mm).

Ударную вязкость для каждого образца оценивали путем определения значений ударной энергии в поперечном направлении при температуре 0°C. Для каждого образца значения ударной энергии определяли три раза. Результаты приведены ниже:Impact strength for each sample was evaluated by determining the values of impact energy in the transverse direction at a temperature of 0°C. For each sample, the impact energy values were determined three times. The results are shown below:

Таблица 14: Значения ударной энергии при температуре 0°CTable 14: Impact energy values at 0°C

Для образца B-1.8 измерения выполняли снаружи, внутри и в середине стенки образца.For sample B-1.8, measurements were made outside, inside, and in the middle of the sample wall.

Таблица 15: Значения ударной энергии при температуре 0°CTable 15: Impact energy values at 0°C

3. Переходные значения по Шарпи в зависимости от температур 3. Charpy transition values depending on temperatures

Значения ударной энергии в джоулях (Kcv) в зависимости от температур в диапазоне от 20°C до -40°C оценивали для образца B-1.6 в поперечном направлении. Этот параметр определяли три раза при каждой температуре. Результаты приведены в таблице 16:The values of impact energy in joules (Kcv) depending on temperatures in the range from 20°C to -40°C were evaluated for sample B-1.6 in the transverse direction. This parameter was determined three times at each temperature. The results are shown in table 16:

Таблица 16: Переходные значения по ШарпиTable 16: Charpy Transition Values

На фиг. 5 изображены кривые перехода Шарпи (джоули) в поперечном направлении для этого образца.In FIG. 5 shows the Charpy (Joules) transverse curves for this sample.

Согласно этим результатам можно увидеть, что значения ударной энергии выше 110 джоулей при температуре 20°C, но затем существенно падают при отрицательных температурах, особенно при температуре -40°C. Действительно, ударная энергия составляет приблизительно 75 джоулей при температуре -40°C.According to these results, it can be seen that impact energy values are above 110 joules at 20°C, but then drop significantly at low temperatures, especially at -40°C. Indeed, the impact energy is approximately 75 joules at -40°C.

Таким образом, ударная вязкость испытываемого образца существенно уменьшается при очень низких температурах.Thus, the impact strength of the test specimen is significantly reduced at very low temperatures.

IV. Сталь D согласно настоящему изобретению IV. Steel D according to the present invention

В таблице 17 представлен химический состав стали согласно настоящему изобретению (указанные количества вычислены в весовых процентах, остаток указанного состава состоит из железа).Table 17 shows the chemical composition of the steel according to the present invention (the indicated amounts are calculated in weight percent, the remainder of the indicated composition consists of iron).

Таблица 17: Химический состав стали DTable 17: Chemical composition of steel D

Подготовительный процесс и производственный процесс, реализуемые в отношении стали D, идентичны описанным для стали A.The preparatory process and the production process implemented for steel D are identical to those described for steel A.

В частности, реализуемый способ осуществляли для получения бесшовной трубы (D-1), имеющей толщину стенки 38,1 мм (соответствующую 1,5 дюйма).Specifically, the process carried out was carried out to obtain a seamless pipe (D-1) having a wall thickness of 38.1 mm (corresponding to 1.5 inches).

Параметры вышеописанного способа приведены в таблице 18 ниже:The parameters of the above method are shown in Table 18 below:

Таблица 18: Условия процесса согласно примерам после горячей прокаткиTable 18: Process conditions according to the examples after hot rolling

Способ привел к получению закаленной и подвергнутой отпуску стальной трубы, которая после окончательного охлаждения от температуры отпуска обладает микроструктурой, содержащей 99% мартенсита, причем остаток составляют феррит и бейнит.The process resulted in a quenched and tempered steel pipe which, after final cooling from the tempering temperature, has a microstructure containing 99% martensite, with the remainder being ferrite and bainite.

Кроме того, полученная закаленная и подвергнутая отпуску стальная труба имеет наружный диаметр 374,65 мм.In addition, the obtained quenched and tempered steel pipe has an outer diameter of 374.65 mm.

1. Определение предела текучести (Ys) и прочности при растяжении (UTs) 1. Determination of yield strength (Ys) and tensile strength (UTs)

Отобрали образец из бесшовной трубы D-1. Предел текучести (Ys в МПа), предел прочности на растяжение (UTs в МПа) и удлинение при разрыве (A в %) оценивали в продольном направлении.A sample was taken from D-1 seamless pipe. Yield strength (Ys in MPa), tensile strength (UTs in MPa) and elongation at break (A in %) were evaluated in the longitudinal direction.

Результаты по механическим свойствам приведены в таблице 19:The results for mechanical properties are shown in table 19:

Таблица 19: Механические свойства (Ys, UTs и A (%))Table 19: Mechanical properties (Ys, UTs and A (%))

2. Прокаливаемость согласно испытаниям по Джомини 2. Hardenability according to Jomini test

Прокаливаемость (по шкале Роквелла) образца, полученного из состава, описанного в таблице 17, исследовали согласно испытаниям по Джомини.The hardenability (Rockwell scale) of a sample prepared from the formulation described in Table 17 was tested according to the Jominy test.

2.1. Процедура 2.1. Procedure

Форма и размер образца были стандартизованы согласно требованиям испытания по Джомини (ASTM A255).The shape and size of the sample were standardized according to the requirements of the Jominy test (ASTM A255).

Испытания по Джомини выполняли после аустенизации при температуре аустенизации (AT) 910°C и поддерживали при этой температуре в течение 10 минут (At: время аустенизации).Jominy tests were performed after austenitization at an austenitization temperature (AT) of 910° C. and maintained at this temperature for 10 minutes (At: austenitization time).

Эти испытания выполняли путем закалки одного конца образца посредством водяной закалки, измерения твердости образца с шагами приращения 1,5 мм (приблизительно одна шестнадцатая дюйма) от закаленного торца и последующей подготовки графика зависимости результатов измерения твердости от расстояния от закаленного конца.These tests were performed by hardening one end of the sample by water quenching, measuring the hardness of the sample in increments of 1.5 mm (approximately one sixteenth of an inch) from the hardened end, and then plotting the hardness measurement against distance from the hardened end.

Быстрое падение твердости с увеличением расстояния от закаленного торца указывает на низкую прокаливаемость (твердость). Следовательно, чем ближе кривая прокаливаемости к горизонтальной линии, тем лучше прокаливаемость (твердость).A rapid drop in hardness with increasing distance from the hardened end indicates low hardenability (hardness). Therefore, the closer the hardenability curve is to a horizontal line, the better the hardenability (hardness).

В целом, расстояние от закаленного водой торца, на котором твердость становится меньше 50 HRC по Роквеллу, называется в настоящем документе глубиной прокаливаемости.In general, the distance from the water-hardened end at which the hardness becomes less than 50 HRC Rockwell is referred to herein as the hardenability depth.

2.2. Результаты2.2. results

На фиг. 6 изображена кривая прокаливаемости (твердость по шкале Роквелла), на которой показана зависимость результатов измерения твердости от расстояния от закаленного водой торца.In FIG. 6 is a curve of hardenability (Hardness on the Rockwell scale), which shows the dependence of the results of the measurement of hardness from the distance from the water-hardened end.

Результаты на этой фигуре показывают, что кривая прокаливаемости остается плоской, приблизительно на уровне 50 HRC, вплоть до расстояния 40 мм от закаленного торца образца.The results in this figure show that the hardenability curve remains flat at approximately 50 HRC up to a distance of 40 mm from the hardened end of the specimen.

Эти результаты демонстрируют, что твердость остается стабильной по всей длине испытываемого образца, что обозначает высокую прокаливаемость.These results demonstrate that the hardness remains stable over the entire length of the test specimen, indicating high hardenability.

Согласно оценкам такая закаливаемость может обеспечить получение полностью мартенситной структуры (99,9%) для трубы с толщиной стенки 40 мм, закаленной водой.It has been estimated that this hardenability can provide a fully martensitic structure (99.9%) for a 40 mm wall thickness water quenched pipe.

Другими словами, получение чисто мартенситной структуры для образца, изготовленного из стали согласно настоящему изобретению, было дополнительно подтверждено его кривой прокаливаемости.In other words, obtaining a purely martensitic structure for a sample made from the steel according to the present invention was further confirmed by its hardenability curve.

2. Сравнение прокаливаемости со сталями для сравнения2. Comparison of hardenability with comparison steels

3.1. Состав стали3.1. Steel composition

В таблице 20 представлен химический состав стали для сравнения (указанные количества вычислены в весовых процентах, остаток указанного состава состоит из железа).Table 20 shows the chemical composition of the steel for comparison (the indicated quantities are calculated in weight percent, the remainder of the indicated composition consists of iron).

Таблица 20: Химический состав стали FTable 20: Chemical composition of steel F

3.1. Процедура3.1. Procedure

Образец, полученный из составов стали F, был стандартизован согласно требованиям испытания по Джомини.The sample obtained from steel compositions F was standardized according to the requirements of the Jominy test.

3.2. Результаты3.2. results

На фиг. 7 изображены кривые прокаливаемости (твердость по шкале Роквелла) образца из состава стали F, на которых показана зависимость результатов измерения твердости от расстояния от закаленного водой торца.In FIG. 7 shows the hardenability curves (Hardness on the Rockwell scale) of a sample of steel composition F, which shows the dependence of the results of the measurement of hardness from the distance from the water-hardened end.

Результаты на этой фигуре показывают, что кривая прокаливаемости этого образца не является плоской и характеризуется существенным падением с увеличением расстояния от закаленного торца.The results in this figure show that the hardenability curve of this sample is not flat and drops off significantly with increasing distance from the hardened end.

В частности, кривая образца, полученного из состава стали F, имеет точку перегиба на уровне 15 мм перед существенным понижением. In particular, the curve of the sample obtained from the steel composition F has an inflection point at 15 mm before a significant decrease.

Эти результаты явно демонстрируют, что твердость не является стабильной по всей длине испытываемых образцов. These results clearly demonstrate that the hardness is not stable over the entire length of the test specimens.

Эти результаты также подтверждают факт, что достигаемая закаливаемость не может привести к получению полностью мартенситной структуры. Действительно, структура этого образца состоит из менее 90% мартенсита на расстоянии 40 мм от закаленного торца.These results also confirm the fact that the hardenability achieved cannot lead to a fully martensitic structure. Indeed, the structure of this sample consists of less than 90% martensite at a distance of 40 mm from the hardened end.

В частности, это означает, что такая закаливаемость не обеспечит получения полностью мартенситной структуры (99,9%) для трубы с толщиной стенки 40 мм, закаленной водой (независимо от измерения при внешней закалке или внешней и внутренней закалке), а, вместо этого, обеспечит получение структуры, имеющей менее 90% мартенсита.In particular, this means that such quenchability will not provide a fully martensitic structure (99.9%) for a 40 mm wall thickness pipe quenched with water (regardless of measurement in external quenching or external and internal quenching), but instead, will provide a structure with less than 90% martensite.

Claims

1. Steel for seamless pipe, having the following chemical composition, consisting of the following, wt.%:

C: 0.27 to 0.30,

Si: 0.20 to 0.35,

Mn: 0.80 to 0.90

Cr: 1.30 to 1.45,

Mo: 0.65 to 0.75

Ni: 0.15 to 0.25,

Cu: maximum 0.25,

Al: 0.015 to 0.035,

Ti: 0.024 to 0.038,

N: maximum 0.012,

V: maximum 0.05,

B: 0.001 to 0.0025,

Nb: 0.02 to 0.03,

moreover, the remainder of said steel is iron and inevitable impurities from industrial processing, and having a yield strength (Ys) of at least 862 MPa and a tensile strength (UTs), and the ratio between the yield strength (Ys) and the tensile strength (UTs ) is less than 0.93.

2. Steel according to claim 1, characterized in that the chemical composition consists of the following, wt.%:

C: 0.27 to 0.30,

Si: 0.22 to 0.30,

Mn: 0.80 to 0.85

Cr: 1.30 to 1.40,

Mo: 0.65 to 0.70,

Ni: 0.15 to 0.20,

Cu: 0.10 to 0.20

Al: 0.017 to 0.030,

Ti: 0.028 to 0.038,

N: 0.001 to 0.010,

V: 0.001 to 0.020,

B: 0.0010 to 0.0018,

Nb: 0.020 to 0.025,

moreover, the remainder of said steel is iron and inevitable impurities from industrial processing.

3. Steel according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio between yield strength (Ys) and tensile strength (UTs) is less than 0.9, preferably less than 0.88.

4. Steel according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the yield strength (Ys) is at least 900 MPa, preferably at least 930 MPa.

5. Steel according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the tensile strength (UTs) is at least 950 MPa, preferably at least 1035 MPa.

6. Steel according to any one of the preceding claims, characterized in that it has an impact strength value on a full-sized sample (10×10 mm) in the transverse direction at a temperature of -40°C of at least:

.

7. Steel according to any one of the preceding claims, characterized in that it has an impact strength value on a full-size sample (10×10 mm) in the transverse direction at a temperature of -60°C of at least:

.

8. Steel according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the composition satisfies the ratio between the contents of nickel, chromium and manganese:

Σ (Ni, Cr, Mn) ≥2.25.

9. Steel according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the composition satisfies the ratio between the contents of nickel, chromium, manganese and silicon:

Σ (Ni, Cr, Mn, Si) ≥2.45.

10. Steel according to any of the preceding claims, characterized in that its microstructure contains at least 95% martensite relative to the entire microstructure, preferably 99% martensite.

11. A method for producing a steel seamless pipe, including the following successive steps:

(i) providing steel having a chemical composition as defined in any one of paragraphs. 1–10

(ii) hot forming steel at a temperature in the range of 1100°C to 1300°C through a hot forming process to obtain a pipe, then

(iii) heating said pipe to an austenitization temperature (AT) that is greater than or equal to 890° C. and maintaining said pipe at an austenitization temperature (AT) for 5 to 30 minutes, followed by

- cooling the pipe to a temperature of not more than 100°C to obtain a hardened pipe, and

- heating and holding said hardened pipe at a tempering temperature (TT) in the range of 580°C to 720°C and maintaining said pipe at a tempering temperature (TT) during the tempering time, and then cooling said pipe to a temperature of not more than 20°C to provide a quenched and tempered pipe having a yield strength to tensile strength ratio of less than 0.93.

12. Seamless pipe made of steel according to any one of paragraphs. 1–10.

13. A seamless pipe according to claim 12, characterized in that the seamless steel pipe has a wall thickness that ranges from 38 to 78 mm.

14. Hydraulic cylinder containing a seamless pipe according to claim 12 or 13.

15. A pipeline for the oil and gas field, containing a seamless pipe according to claim 12 or 13.

16. The use of steel according to any one of paragraphs. 1-10 as a material for making a pipeline for an oil and gas field or a hydraulic cylinder.