WO2021065263A1 - ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 - Google Patents

ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021065263A1
WO2021065263A1 PCT/JP2020/032407 JP2020032407W WO2021065263A1 WO 2021065263 A1 WO2021065263 A1 WO 2021065263A1 JP 2020032407 W JP2020032407 W JP 2020032407W WO 2021065263 A1 WO2021065263 A1 WO 2021065263A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
less
steel pipe
seamless steel
mass
content
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/032407
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐一 加茂
正雄 柚賀
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｆｅスチール株式会社 filed Critical Ｊｆｅスチール株式会社
Priority to EP20872010.2A priority Critical patent/EP4012054A4/en
Priority to US17/766,102 priority patent/US20220364211A1/en
Priority to MX2022003878A priority patent/MX2022003878A/es
Priority to JP2021512463A priority patent/JP7111253B2/ja
Priority to CN202080068230.5A priority patent/CN114450430A/zh
Priority to BR112022006022A priority patent/BR112022006022A2/pt
Publication of WO2021065263A1 publication Critical patent/WO2021065263A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085—Cooling or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

Definitions

  • the present invention relates to a martensitic stainless seamless steel pipe suitable for use in oil wells and gas wells (hereinafter, simply referred to as oil wells).
  • the present invention relates to an improvement in corrosion resistance, particularly in an environment containing carbon dioxide gas (CO 2 ) and chlorine ions (Cl ⁇ ) at a high temperature and severely corroding environment, and an environment containing hydrogen sulfide (H 2 S).
  • 13Cr martensitic stainless steel pipes have been generally used as steel pipes for oil wells used for mining in oil fields and gas fields in an environment containing CO 2 and Cl ⁇ .
  • 13Cr martensitic stainless steel may have insufficient corrosion resistance.
  • steel pipes for oil wells that can be used even in such an environment and have excellent corrosion resistance.
  • Patent Document 1 states that C: 0.05% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 0.01 to 1.0%, P: 0.05% or less, S: less than 0.002%, Cr: 16 to 18%, Mo: 1.8 to 3%, Cu: 1.0 to 3.5%, Ni: 3.0 to 5.5%, Co: 0.01 to 1.0%, Al: 0.001 to 0.1%, O: 0.05% or less, and N: 0.05% It is said that stainless steel for oil wells containing the following and having a composition in which Cr, Ni, Mo and Cu satisfy a specific relationship can be produced.
  • Patent Document 2 in mass%, C: 0.05% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 0.1 to 0.5%, P: 0.05% or less, S: less than 0.005%, Cr: 15.0% or more and 19.0%.
  • Mo 2.0% or more and 3.0% or less
  • Cu 0.3 to 3.5%
  • Ni 3.0% or more and less than 5.0%
  • W 0.1 to 3.0%
  • Nb 0.07 to 0.5%
  • V 0.01 to 0.5%
  • Al It contains 0.001 to 0.1%
  • O: 0.01% or less has a composition in which Nb, Ta, C, N, and Cu satisfy a specific relationship, and has a volume ratio of 45% or more.
  • a high-strength stainless seamless steel pipe for oil wells having a structure consisting of a tempered martensite phase, a 20-40% ferrite phase, and a retained austenite phase of more than 10% and not more than 25% is described.
  • yield strength YS: and more strength 862MPa, CO 2, Cl - is set to be produced have high strength stainless seamless steel pipe for oil well showing a sufficient corrosion resistance even at a high temperature severe corrosion environment containing H 2 S ..
  • Patent Document 3 C: 0.005 to 0.05%, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.20 to 1.80%, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 14.0 to 17.0%, Ni: Contains 4.0-7.0%, Mo: 0.5-3.0%, Al: 0.005-0.10%, V: 0.005-0.20%, Co: 0.01-1.0%, N: 0.005-0.15%, O: 0.010% or less, Cr , Ni, Mo, Cu, C, Si, Mn, N can be manufactured as a high-strength stainless seamless steel pipe for oil wells having a composition that satisfies a specific relationship.
  • Patent Document 4 in mass%, C: 0.05% or less, Si: 0.5% or less, Mn: 0.15 to 1.0%, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 14.5-17.5%, Contains Ni: 3.0-6.0%, Mo: 2.7-5.0%, Cu: 0.3-4.0%, W: 0.1-2.5%, V: 0.02-0.20%, Al: 0.10% or less, N: 0.15% or less.
  • C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, N, W have a composition that satisfies a specific relationship, and in terms of volume ratio, martensite phase is more than 45% as the main phase and ferrite is the second phase.
  • High-strength stainless seamless steel pipes for oil wells having a structure containing 10 to 45% of the phase and 30% or less of the retained austenite phase are described.
  • yield strength YS: and more strength 862MPa, CO 2, Cl -, is set to be produced have high strength stainless seamless steel pipe for oil well showing a sufficient corrosion resistance even at a high temperature severe corrosion environment containing H 2 S ..
  • Patent Document 5 in mass%, C: 0.05% or less, Si: 0.5% or less, Mn: 0.15 to 1.0%, P: 0.030% or less, S: 0.005% or less, Cr: 14.5-17.5%, Ni: 3.0-6.0%, Mo: 2.7-5.0%, Cu: 0.3-4.0%, W: 0.1-2.5%, V: 0.02-0.20%, Al: 0.10% or less, N: 0.15% or less, B: 0.0005 It contains ⁇ 0.0100%, has a composition in which C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, N, and W satisfy a specific relationship, and in terms of volume ratio, 45% martensite phase as the main phase.
  • a high-strength stainless seamless steel pipe for oil wells having a structure containing 10 to 45% of a ferrite phase and 30% or less of a retained austenite phase as an ultra-second phase is described.
  • yield strength YS: and more strength 862MPa, CO 2, Cl - is set to be produced have high strength stainless seamless steel pipe for oil well showing a sufficient corrosion resistance even at a high temperature severe corrosion environment containing H 2 S ..
  • An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art and to provide a stainless seamless steel pipe having a high yield strength of 758 MPa (110 ksi) or more and excellent corrosion resistance, and a method for manufacturing the same. To do.
  • excellent corrosion resistance means "excellent carbon dioxide gas corrosion resistance”, “excellent sulfide stress cracking resistance”, and “excellent corrosion resistance in an acid environment”.
  • excellent carbon dioxide corrosion resistance means that the test piece is placed in a test solution held in an autoclave: a 20 mass% NaCl aqueous solution (liquid temperature: 200 ° C., CO 2 gas atmosphere at 30 atm). It is defined as the case where the corrosion rate is 0.127 mm / y or less when the immersion is carried out with the immersion time set to 336 hours.
  • excellent sulfide stress cracking resistance means a test solution held in an autoclave: a 20 mass% NaCl aqueous solution (liquid temperature: 25 ° C., H 2 S: 0.1 atm). , CO 2 : 0.9 atm atmosphere) with acetic acid + sodium acetate added to adjust the pH to 3.5, the test piece was immersed in an aqueous solution, the immersion period was 720 hours, and 90% of the yield stress was loaded as the load stress. However, this refers to the case where the test piece after the test does not crack.
  • corrosion resistance in an excellent acid environment means that the corrosion rate when the test piece is immersed in a 15% by mass hydrochloric acid solution heated to 80 ° C. and the immersion time is 40 minutes is 600 mm / y. The following cases shall be referred to.
  • the present inventors have diligently studied various factors affecting the corrosion resistance of stainless steel in an acid environment. As a result, sufficient corrosion resistance in an acid environment was obtained by containing Co in a predetermined amount or more in addition to Cr, Mo, Ni, Cu, and W.
  • the gist of the present invention is as follows. [1] By mass%, C: 0.06% or less, Si: 1.0% or less, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Cr: 15.7% or more and 18.0% or less, Mo: 1.8% or more and 3.5% or less, Cu: 1.5% or more and 3.5% or less, Ni: 2.5% or more and 6.0% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.10% or less, O: 0.010% or less, W: 0.5% or more and 2.0% or less, Co: Containing 0.01% or more and 1.5% or less, C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, N satisfy the following formula (1), and the composition is composed of the balance Fe and unavoidable impurities.
  • a seamless steel pipe of a predetermined size is made from a steel pipe material, Then, the seamless steel pipe is heated to a temperature in the range of 850 to 1150 ° C., and then subjected to a quenching treatment in which the surface temperature is cooled to 50 ° C. or lower at a cooling rate equal to or higher than air cooling.
  • a stainless seamless steel pipe having a high yield strength of 758 MPa (110 ksi) or more and excellent corrosion resistance can be obtained.
  • the stainless seamless steel tube of the present invention has a mass% of C: 0.06% or less, Si: 1.0% or less, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Cr: 15.7% or more and 18.0% or less, Mo: 1.8%. 3.5% or less, Cu: 1.5% or more and 3.5% or less, Ni: 2.5% or more and 6.0% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.10% or less, O: 0.010% or less, W: 0.5% or more and 2.0% or less, Co: Containing 0.01% or more and 1.5% or less, C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, N satisfy the following formula (1), and the composition is composed of the balance Fe and unavoidable impurities.
  • a stainless seamless steel tube having a yield strength of 758 MPa or more and having a structure containing a martensite phase having a volume ratio of 25% or more, a ferrite phase of 65% or less, and a retained austenite phase of 40% or less. is there.
  • C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, N the content (mass%) of each element. However, if each element is not contained, it is set to 0 (zero) (mass%).
  • C 0.06% or less
  • C is an element that is inevitably contained in the steelmaking process. If C is contained in excess of 0.06%, the corrosion resistance is lowered. Therefore, the C content should be 0.06% or less.
  • the C content is preferably 0.05% or less, more preferably 0.04% or less. Considering the decarburization cost, the C content is preferably 0.002% or more, and more preferably 0.003% or more.
  • Si 1.0% or less Si is an element that acts as an antacid. However, if Si is contained in excess of 1.0%, hot workability and corrosion resistance are deteriorated. Therefore, the Si content should be 1.0% or less.
  • the Si content is preferably 0.7% or less, more preferably 0.5% or less.
  • a lower limit is not set as long as the deoxidizing effect can be obtained, but the Si content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more, for the purpose of obtaining a sufficient deoxidizing effect.
  • P 0.05% or less
  • P is an element that lowers corrosion resistance such as carbon dioxide gas corrosion resistance and sulfide stress cracking resistance, and is preferably reduced as much as possible in the present invention, but 0.05% or less is acceptable. Therefore, the P content should be 0.05% or less.
  • the preferred P content is 0.04% or less, more preferably 0.03% or less.
  • S 0.005% or less
  • S is an element that significantly reduces hot workability and hinders stable operation of the hot pipe making process.
  • S exists as a sulfide-based inclusion in steel and lowers corrosion resistance. Therefore, it is preferable to reduce it as much as possible, but 0.005% or less is acceptable. Therefore, the S content is set to 0.005% or less.
  • the preferred S content is 0.004% or less, more preferably 0.003% or less.
  • Cr 15.7% or more and 18.0% or less
  • Cr is an element that forms a protective film on the surface of the steel pipe and contributes to the improvement of corrosion resistance.
  • the Cr content is 15.7% or less, it has desired carbon dioxide corrosion resistance and corrosion resistance in an acid environment. And sulfide stress cracking resistance cannot be ensured. Therefore, a Cr content of more than 15.7% is required.
  • the Cr content should be more than 15.7% and 18.0% or less.
  • the Cr content is preferably 16.0% or more, more preferably 16.3% or more.
  • the Cr content is preferably 17.5% or less, more preferably 17.2% or less, and even more preferably 17.0% or less.
  • Mo 1.8% to 3.5% or less
  • Mo is a protective coating of the steel pipe surface is stabilized, Cl - and low pH increases the resistance to pitting, enhances the corrosion resistance in ⁇ acid gas corrosion resistance and acid environments. Mo also enhances sulfide stress cracking resistance. In order to obtain the desired corrosion resistance, it is necessary to contain 1.8% or more of Mo. On the other hand, even if Mo is added in excess of 3.5%, the effect is saturated. Therefore, the Mo content should be 1.8% or more and 3.5% or less.
  • the preferred Mo content is 2.0% or more, more preferably 2.2% or more.
  • the Mo content is preferably 3.3% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 2.8% or less, and even more preferably less than 2.7%.
  • Cu 1.5% or more and 3.5% or less Cu increases retained austenite and forms precipitates to contribute to the improvement of yield strength, so that high strength can be obtained without lowering low temperature toughness. .. It also has the effect of strengthening the protective film on the surface of the steel pipe and enhancing the corrosion resistance to carbon dioxide gas and the corrosion resistance in an acid environment. In order to obtain the desired strength and corrosion resistance, particularly carbon dioxide corrosion resistance, it is necessary to contain 1.5% or more of Cu. On the other hand, if the content is too high, the hot workability of the steel will decrease, so the Cu content should be 3.5% or less. Therefore, the Cu content should be 1.5% or more and 3.5% or less. The Cu content is preferably 1.8% or more, more preferably 2.0% or more. The Cu content is preferably 3.2% or less, more preferably 3.0% or less.
  • Ni 2.5% or more and 6.0% or less
  • Ni is an element that strengthens the protective film on the surface of the steel pipe and contributes to the improvement of corrosion resistance, especially in the acid environment.
  • Ni increases the strength of steel by solid solution strengthening and improves the toughness of steel. Such an effect becomes remarkable when the content of Ni is 2.5% or more.
  • the Ni content should be 2.5% or more and 6.0% or less.
  • the preferred Ni content is more than 3.3%, more preferably 3.5% or more, still more preferably 4.0% or more, still more preferably 4.2% or more.
  • the Ni content is preferably 5.5% or less, more preferably 5.2% or less, and even more preferably 5.0% or less.
  • Al 0.10% or less
  • Al is an element that acts as an antacid. However, if Al is contained in excess of 0.10%, the corrosion resistance is lowered. Therefore, the Al content is set to 0.10% or less.
  • the Al content is preferably 0.07% or less, more preferably 0.05% or less.
  • a lower limit is not set as long as the deoxidizing effect can be obtained, but the Al content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.01% or more, for the purpose of obtaining a sufficient deoxidizing effect.
  • N 0.10% or less
  • N is an element that is inevitably contained in the steelmaking process, but it is also an element that enhances the strength of steel. However, if it contains more than 0.10% N, a nitride is formed and the corrosion resistance is lowered. Therefore, the N content should be 0.10% or less.
  • the N content is 0.08% or less, and more preferably, the N content is 0.07% or less.
  • the preferable N content is 0.002% or more, and more preferably 0.003% or more.
  • O 0.010% or less
  • O oxygen
  • the O content should be 0.010% or less.
  • W 0.5% or more and 2.0% or less W is an element that contributes to improving the strength of steel and stabilizes the protective film on the surface of the steel pipe to enhance carbon dioxide corrosion resistance and corrosion resistance in an acid environment. W also enhances sulfide stress cracking resistance. When W is contained in combination with Mo, the corrosion resistance is remarkably improved. By containing 0.5% or more of W, desired carbon dioxide corrosion resistance and corrosion resistance in an acid environment can be obtained. On the other hand, even if W is contained in excess of 2.0%, the effect is saturated. Therefore, the W content is set to 2.0% or less. The W content is preferably 0.8% or more, more preferably 1.0% or more. The W content is preferably 1.8% or less, and more preferably 1.5% or less.
  • Co 0.01% or more and 1.5% or less
  • Co is an element that not only improves corrosion resistance but also increases strength. In order to obtain corrosion resistance in a desired acid environment, it contains 0.01% or more of Co. On the other hand, even if Co is contained in excess of 1.5%, the effect is saturated. Therefore, in the present invention, the Co content is set to 0.01% or more and 1.5% or less. Further, the Co content is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.10% or more. The Co content is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less.
  • C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, and N are further contained so as to satisfy the following formula (1).
  • C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, N the content (mass%) of each element. However, if each element is not contained, it is set to 0 (zero) (mass%).
  • the lower limit rvalue is 13.0 and the upper limit rvalue is 55.0.
  • the lvalue which is the lower limit of the equation (1) specified in the present invention, is preferably 15.0, more preferably 20.0. Further, the rvalue is preferably 50.0, more preferably 45.0, and even more preferably 40.0.
  • the balance other than the above-mentioned component composition consists of Fe and unavoidable impurities.
  • one of the following selective elements Mn, Nb, V, B, Ta, Ti, Zr, Ca, REM, Mg, Sn, Sb
  • two or more types may be contained.
  • Mn 1.0% or less and Nb: 0.30% or less can be contained.
  • one or more selected from V: 1.0% or less, B: 0.01% or less and Ta: 0.3% or less can be contained.
  • one or two kinds selected from Ti: 0.3% or less and Zr: 0.3% or less can be contained.
  • Ca 0.01% or less
  • REM 0.3% or less
  • Mg 0.01% or less
  • Sn 0.2% or less
  • Sb 1.0% or less
  • It can contain seeds or two or more.
  • Mn 1.0% or less
  • Mn is an element that acts as a deoxidizing material / desulfurizing material, improves hot workability, and further improves strength, and can be contained as needed.
  • the Mn content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.01% or more.
  • the Mn content is set to 1.0% or less.
  • the preferred Mn content is 0.8% or less, more preferably 0.6% or less.
  • Nb 0.30% or less
  • Nb is an element that increases strength and improves corrosion resistance, and can be contained as needed. On the other hand, even if Nb is contained in excess of 0.30%, the effect is saturated. Therefore, when Nb is contained, the Nb content is set to 0.30% or less.
  • the preferred Nb content is 0.25% or less, more preferably 0.2% or less. Further, the Nb content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and further preferably 0.10% or more.
  • V 1.0% or less
  • V is an element that increases the strength and can be contained as needed. On the other hand, even if V is contained in excess of 1.0%, the effect is saturated. Therefore, when V is contained, the V content is set to 1.0% or less.
  • the preferred V content is 0.5% or less, more preferably 0.3% or less. Further, the V content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.03% or more.
  • B 0.01% or less
  • B is an element that increases the strength and can be contained as needed.
  • B also contributes to the improvement of hot workability and has the effect of suppressing the occurrence of cracks and cracks in the pipe making process.
  • the B content is set to 0.01% or less.
  • the preferred B content is 0.008% or less, more preferably 0.007% or less.
  • the B content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.
  • Ta 0.3% or less
  • Ta is an element that increases strength and improves corrosion resistance, and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Ta in 0.001% or more. On the other hand, even if Ta is contained in excess of 0.3%, the effect is saturated. Therefore, when Ta is contained, Ta is limited to 0.3% or less.
  • Ti 0.3% or less Ti is an element that increases the strength and can be contained as needed. In addition to the above-mentioned effects, Ti also has an effect of improving sulfide stress cracking resistance. In order to obtain such an effect, it is preferable that Ti is contained in an amount of 0.0005% or more. On the other hand, if Ti is contained in excess of 0.3%, the toughness decreases. Therefore, when Ti is contained, the Ti content is limited to 0.3% or less.
  • Zr 0.3% or less
  • Zr is an element that increases the strength and can be contained as needed.
  • Zr also has an effect of improving sulfide stress cracking resistance.
  • Zr content is limited to 0.3% or less.
  • Ca 0.01% or less Ca is an element that contributes to the improvement of sulfide stress corrosion cracking resistance through morphological control of sulfide, and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable that Ca is contained in an amount of 0.0005% or more. On the other hand, even if Ca is contained in excess of 0.01%, the effect is saturated and the effect commensurate with the content cannot be expected. Therefore, when Ca is contained, Ca is limited to 0.01% or less.
  • REM 0.3% or less REM is an element that contributes to the improvement of sulfide stress corrosion cracking resistance through morphological control of sulfide, and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain 0.0005% or more of REM. On the other hand, even if REM is contained in excess of 0.3%, the effect is saturated and the effect commensurate with the content cannot be expected. Therefore, when REM is contained, REM is limited to 0.3% or less.
  • the REM referred to in the present invention is scandium (Sc) having an atomic number of 21 and yttrium (Y) having an atomic number of 39, and lanthanum (La) having an atomic number of 57 to lutetium (Lu) having an atomic number of 71. It is a lanthanoid.
  • the REM concentration in the present invention is the total content of one or more elements selected from the above-mentioned REM.
  • Mg 0.01% or less Mg is an element that improves corrosion resistance and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Mg in an amount of 0.0005% or more. On the other hand, even if Mg is contained in excess of 0.01%, the effect is saturated and the effect commensurate with the content cannot be expected. Therefore, when Mg is contained, Mg is limited to 0.01% or less.
  • Sn 0.2% or less Sn is an element that improves corrosion resistance and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain Sn in 0.001% or more. On the other hand, even if Sn is contained in excess of 0.2%, the effect is saturated and the effect commensurate with the content cannot be expected. Therefore, when Sn is contained, Sn is limited to 0.2% or less.
  • Sb 1.0% or less Sb is an element that improves corrosion resistance and can be contained as needed. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain 0.001% or more of Sb. On the other hand, even if Sb is contained in excess of 1.0%, the effect is saturated and the effect commensurate with the content cannot be expected. Therefore, when Sb is contained, Sb is limited to 1.0% or less.
  • the seamless steel pipe of the present invention has the above-mentioned composition and has a structure containing a martensite phase of 25% or more, a ferrite phase of 65% or less, and a retained austenite phase of 40% or less in terms of volume fraction. ..
  • the martensite phase is set to 25% or more by volume in order to secure the desired strength.
  • the martensite phase is 40% or more by volume.
  • the present invention contains ferrite having a volume fraction of 65% or less.
  • the ferrite phase is contained, the progress of sulfide stress corrosion cracking and sulfide stress cracking can be suppressed, and excellent corrosion resistance can be obtained.
  • the ferrite phase has a volume fraction of 5% or more.
  • the ferrite phase has a volume fraction of 60% or less, more preferably 55% or less, and further preferably 50% or less.
  • the seamless steel pipe of the present invention contains an austenite phase (residual austenite phase) having a volume fraction of 40% or less in addition to the martensite phase and the ferrite phase.
  • the presence of the retained austenite phase improves ductility and toughness.
  • the retained austenite phase is set to 40% or less by volume.
  • the retained austenite phase is 5% or more by volume.
  • the retained austenite phase is 30% or less by volume, and more preferably 25% or less.
  • a test piece for structure observation is used with a virera reagent (a reagent in which picric acid, hydrochloric acid and ethanol are mixed at a ratio of 2 g, 10 ml and 100 ml, respectively).
  • a virera reagent a reagent in which picric acid, hydrochloric acid and ethanol are mixed at a ratio of 2 g, 10 ml and 100 ml, respectively.
  • the structure is imaged with a scanning electron microscope (magnification: 1000 times), and the structure fraction (area ratio (%)) of the ferrite phase is calculated using an image analyzer. This area fraction is defined as the volume fraction (%) of the ferrite phase.
  • the X-ray diffraction test piece is ground and polished so that the cross section (C cross section) orthogonal to the tube axis direction becomes the measurement surface, and the structural component of the retained austenite ( ⁇ ) phase is used by the X-ray diffraction method. Measure the rate.
  • the martensite phase referred to in the present invention may contain a precipitate phase having a volume fraction of 5% or less contained in addition to the martensite phase, the ferrite phase and the retained austenite phase.
  • the molten steel having the above composition is melted by a common melting method such as a converter and used as a steel pipe material such as a billet by a usual method such as a continuous casting method, a block-matrix rolling method or the like. Then, using a pipe making process of the Mannesmann-Plug mill method or the Mannesmann-Mandrel mill method, which is a generally known pipe making method, the pipe is hot-processed to form a pipe, and the seamless steel pipe having the above-mentioned composition of a predetermined size is obtained. And. After the hot working, a cooling treatment may be performed. The cooling process does not need to be particularly limited. Within the composition range of the present invention, after hot working, it is cooled to room temperature at a cooling rate of about air cooling.
  • a heat treatment including a quenching treatment and a tempering treatment is further performed.
  • the quenching treatment is a treatment in which the heating temperature is reheated to a temperature in the range of 850 to 1150 ° C., and then the cooling is performed at a cooling rate equal to or higher than air cooling.
  • the cooling stop temperature at this time is a surface temperature of 50 ° C. or less. If the heating temperature is less than 850 ° C., the reverse transformation from martensite to austenite does not occur, and the transformation from austenite to martensite does not occur during cooling, so that the desired strength cannot be secured. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1150 ° C. and becomes high, the crystal grains become coarse. Therefore, the heating temperature of the quenching treatment is set to a temperature in the range of 850 to 1150 ° C.
  • the heating temperature of the quenching treatment is 900 ° C. or higher.
  • the heating temperature of the quenching treatment is 1100 ° C. or lower.
  • the cooling stop temperature during cooling in the quenching process is set to 50 ° C. or lower.
  • the "cooling rate of air cooling or higher” is 0.01 ° C./s or higher.
  • the soaking heat holding time is preferably 5 to 30 minutes in order to make the temperature in the wall thickness direction uniform and prevent the material from fluctuating.
  • the tempering process is a process in which a seamless steel pipe that has been quenched is heated to a heating temperature (tempering temperature) of 500 to 650 ° C. Further, after this heating, it can be allowed to cool. If the tempering temperature is less than 500 ° C., the tempering temperature is too low and the desired tempering effect cannot be expected. On the other hand, when the tempering temperature exceeds 650 ° C., intermetallic compounds are precipitated and excellent low temperature toughness cannot be obtained. Therefore, the tempering temperature is set to a temperature in the range of 500 to 650 ° C. Preferably, the tempering temperature is 520 ° C. or higher. Preferably, the tempering temperature is 630 ° C. or lower.
  • the soaking heat holding time is preferably 5 to 90 minutes in order to make the temperature in the wall thickness direction uniform and prevent the material from fluctuating.
  • the structure of the seamless steel pipe becomes a structure containing a martensite phase, a ferrite phase, and a retained austenite phase specified by a predetermined volume ratio. This makes it possible to obtain a stainless seamless steel pipe having desired strength and excellent corrosion resistance.
  • the stainless seamless steel pipe obtained by the present invention is a high-strength steel pipe having a yield strength of 758 MPa or more, and has excellent corrosion resistance.
  • the yield strength is 862 MPa or more.
  • the yield strength is 1034 MPa or less.
  • the stainless seamless steel pipe of the present invention can be a stainless seamless steel pipe for oil wells (high-strength stainless seamless steel pipe for oil wells).
  • the steel pipe material After casting the steel pipe material using the molten steel (steel Nos. A to BJ) having the compositions shown in Table 1-1 and Table 1-2, the steel pipe material is heated and manufactured by hot working using a model seamless rolling mill.
  • the pipe was made into a seamless steel pipe with an outer diameter of 83.8 mm and a wall thickness of 12.7 mm, and air-cooled.
  • the heating temperature of the steel pipe material before hot working was set to 1250 ° C.
  • the test piece material was cut out from the obtained seamless steel pipe, reheated to a heating temperature of 960 ° C, the soaking time was set to 20 minutes, and quenching treatment was performed to cool (water cool) to a cooling stop temperature of 30 ° C. .. Then, the steel pipes No. 1 to 65 were obtained by further heating to a heating temperature of 575 ° C. or 620 ° C., setting the soaking time to 20 minutes, and performing an air-cooling tempering treatment.
  • the cooling rate for water cooling during the quenching treatment was 11 ° C./s, and the cooling rate for air cooling (leaving) during the tempering treatment was 0.04 ° C./s.
  • steel pipe Nos. 1 to 62 were set to 575 ° C
  • steel pipe Nos. 63 to 65 were set to 620 ° C.
  • a test piece for X-ray diffraction is collected from the obtained heat-treated test material, ground and polished so that the cross section (C cross section) orthogonal to the tube axis direction becomes the measurement surface, and the X-ray diffraction method is performed.
  • the tissue fraction of the retained austenite ( ⁇ ) phase was measured using.
  • the fraction of the martensite phase is the balance other than the ferrite phase and the residual ⁇ phase.
  • the above corrosion test piece is immersed in a test solution held in an autoclave: a 20 mass% NaCl aqueous solution (liquid temperature: 200 ° C., CO 2 gas atmosphere at 30 atm). The immersion period was 14 days (336 hours). The weight of the test piece after the test was measured, and the corrosion rate calculated from the weight loss before and after the corrosion test was determined. Those with a corrosion rate of 0.127 mm / y or less were accepted, and those with a corrosion rate of more than 0.127 mm / y were rejected.
  • the corrosion test for evaluating the corrosion resistance in an acid environment was carried out by immersing the test piece in a 15% by mass hydrochloric acid solution heated to 80 ° C. and setting the immersion time to 40 minutes. The weight of the test piece after the test was measured, and the corrosion rate calculated from the weight loss before and after the corrosion test was determined. Those with a corrosion rate of 600 mm / y or less were accepted, and those with a corrosion rate of more than 600 mm / y were rejected.
  • SSC resistance test Sulfide stress crack resistance test
  • Both Examples present invention yield strength YS: and more high strength 758 MPa, CO 2, Cl - and corrosion resistance in high temperature corrosive environments that 200 ° C. containing ( ⁇ acid gas corrosion resistance), and corrosion resistance in acid environments , It is a stainless seamless steel pipe with excellent sulfide stress cracking resistance.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

高強度と優れた耐食性を有するステンレス継目無鋼管の提供。　質量％で、C：0.06％以下、Si：1.0％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Cr：15.7％超え18.0％以下、Mo：1.8％以上3.5％以下、Cu：1.5％以上3.5％以下、Ni：2.5％以上6.0％以下、Al：0.10％以下、N：0.10％以下、O：0.010％以下、W：0.5％以上2.0％以下、Co：0.01％以上1.5％以下を含有し、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが所定式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、体積率で、25％以上のマルテンサイト相、65％以下のフェライト相、40％以下の残留オーステナイト相を含む組織を有し、降伏強さ758MPa以上を有するようにする。

Description

ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
　本発明は、油井およびガス井（以下、単に油井と称する）での利用に好適な、マルテンサイト系ステンレス継目無鋼管に関する。本発明は、とくに炭酸ガス（CO２）、塩素イオン（Cl－）を含み高温の厳しい腐食環境下や、硫化水素（H２S）を含む環境下等における耐食性の向上に関する。
　近年、近い将来に予想されるエネルギー資源の枯渇という観点から、従来、省みられなかったような、高深度の油田や炭酸ガスを含む環境下、およびサワー環境と呼ばれる硫化水素を含む環境下など、厳しい腐食環境の油井の開発が盛んに行われている。このような環境下で使用される油井用鋼管には、高強度かつ優れた耐食性を有することが要求される。
　従来から、CO２およびCl－等を含む環境下にある油田およびガス田では、採掘に使用する油井用鋼管として13Crマルテンサイト系ステンレス鋼管が一般的に使用されてきた。しかし、最近では、更なる高温（200℃までの高温）の油井の開発が進められ、13Crマルテンサイト系ステンレス鋼では耐食性が不足する場合があった。このような環境下でも使用できる、優れた耐食性を有する油井用鋼管が要望されている。
　このような要望に対し、例えば、特許文献１には、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.01～1.0％、P：0.05％以下、S：0.002％未満、Cr：16～18％、Mo：1.8～3％、Cu：1.0～3.5％、Ni：3.0～5.5％、Co：0.01～1.0％、Al：0.001～0.1％、O：0.05％以下、及び、N：0.05％以下を含有し、Cr、Ni、Mo、Cuが特定の関係を満足する組成を有する油井用ステンレス鋼が製造できるとしている。
　また、特許文献２には、質量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、Mn：0.1～0.5％、P：0.05％以下、S：0.005％未満、Cr：15.0％超え19.0％以下、Mo：2.0％超え3.0％以下、Cu：0.3～3.5％、Ni：3.0％以上5.0％未満、W：0.1～3.0％、Nb：0.07～0.5％、V：0.01～0.5％、Al：0.001～0.1％、N：0.010～0.100％、O：0.01％以下を含有し、Nb、Ta、C、N、Cuが特定の関係を満足する組成を有し、さらに体積率で45％以上の焼戻マルテンサイト相と、20～40％のフェライト相と、10％超え25％以下の残留オーステナイト相と、からなる組織を有する、油井用高強度ステンレス継目無鋼管が記載されている。これにより、降伏強さYS：862MPa以上の強度と、CO2、Cl-、H2Sを含む高温の厳しい腐食環境においても十分な耐食性を示す油井用高強度ステンレス継目無鋼管が製造できるとしている。
　また、特許文献３には、C:0.005～0.05％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.80％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.0～17.0％、Ni：4.0～7.0％、Mo：0.5～3.0％、Al:0.005～0.10％、V：0.005～0.20％、Co:0.01～1.0％、N:0.005～0.15％、O：0.010％以下を含有し、Cr、Ni、Mo、Cu、C、Si、Mn、Nが特定の関係を満足する組成を有する油井用高強度ステンレス継目無鋼管が製造できるとしている。
　また、特許文献４には、質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.15～1.0％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.5～17.5％、Ni：3.0～6.0％、Mo：2.7～5.0％、Cu：0.3～4.0％、W：0.1～2.5％、V：0.02～0.20％、Al：0.10％以下、N：0.15％以下を含有し、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N、Wが特定の関係を満足する組成を有し、さらに体積率で、主相としてマルテンサイト相を45％超、第二相としてフェライト相を10～45％、残留オーステナイト相を30％以下含有する組織を有する、油井用高強度ステンレス継目無鋼管が記載されている。これにより、降伏強さYS：862MPa以上の強度と、CO2、Cl-、H2Sを含む高温の厳しい腐食環境においても十分な耐食性を示す油井用高強度ステンレス継目無鋼管が製造できるとしている。
　また、特許文献５には、質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.15～1.0％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.5～17.5％、Ni：3.0～6.0％、Mo：2.7～5.0％、Cu：0.3～4.0％、W：0.1～2.5％、V：0.02～0.20％、Al：0.10％以下、N：0.15％以下、B：0.0005～0.0100％を含有し、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N、Wが特定の関係を満足する組成を有し、さらに体積率で、主相としてマルテンサイト相を45％超、第二相としてフェライト相を10～45％、残留オーステナイト相を30％以下含有する組織を有する、油井用高強度ステンレス継目無鋼管が記載されている。これにより、降伏強さYS：862MPa以上の強度と、CO2、Cl-、H2Sを含む高温の厳しい腐食環境においても十分な耐食性を示す油井用高強度ステンレス継目無鋼管が製造できるとしている。
国際公開第２０１３／１４６０４６号 国際公開第２０１７／１３８０５０号 国際公開第２０１７／１６８８７４号 国際公開第２０１８／０２０８８６号 国際公開第２０１８／１５５０４１号
　ところで、前述した問題の他に、石油を採掘する際に、石油が貯まっている層（貯留層）の性状（主に浸透率）が悪く、十分な生産量が得られない場合や、貯留層内の目詰まりなどにより予期した生産量が得られない場合がある。そこで、生産性の向上を図る手法の一つとして、貯留層に塩酸などの酸を注入する酸処理（acidizing)が行われることがある。このとき、油井に用いられる鋼管には耐酸性が求められる。特許文献１～５には、耐食性に優れるステンレス鋼が開示されているが、酸環境における耐食性が十分であるとはいえなかった。
　本発明は、このような従来技術の問題を解決し、降伏強さ：758MPa（110ksi）以上という高強度と、優れた耐食性とを有するステンレス継目無鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする。
　なお、ここでいう「優れた耐食性」とは、「優れた耐炭酸ガス腐食性」、「優れた耐硫化物応力割れ性」および「優れた酸環境における耐食性」をいうものとする。
　ここでいう「優れた耐炭酸ガス腐食性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：200℃、30気圧のCO２ガス雰囲気）中に、試験片を浸漬し、浸漬時間を336時間として実施した際の腐食速度が0.127mm/y以下の場合をいうものとする。
　また、ここでいう「優れた耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：25℃、H2S：0.1気圧、CO2：0.9気圧の雰囲気）に酢酸＋酢酸Naを加えてpH：3.5に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の90％を負荷応力として負荷し、試験後の試験片に割れが発生しない場合をいうものとする。
　また、ここでいう「優れた酸環境における耐食性」とは、80℃に加熱した15質量％塩酸溶液中に試験片を浸漬し、浸漬時間を40分として実施した際の腐食速度が600mm/y以下の場合をいうものとする。
　本発明者らは、上記した目的を達成するために、特に、酸環境におけるステンレス鋼の耐食性に及ぼす各種要因について鋭意検討した。その結果、Cr、Mo、Ni、Cu、Wに加え、Coを所定量以上含有させることで、酸環境における十分な耐食性が得られた。
　本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
［１］質量％で、
　C：0.06％以下、　　　　　　　　　　Si：1.0％以下、
　P：0.05％以下、　　　　　　　　　　S ：0.005％以下、
　Cr：15.7％超え18.0％以下、　　　　 Mo：1.8％以上3.5％以下、
　Cu：1.5％以上3.5％以下、　　　　　 Ni：2.5％以上6.0％以下、
　Al：0.10％以下、　　　　　　　　　 N ：0.10％以下、
　O：0.010％以下、　　　　　　　　　 W ：0.5％以上2.0％以下、
　Co：0.01％以上1.5％以下
を含有し、かつC、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが以下の式（１）を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
　体積率で25％以上のマルテンサイト相と、65％以下のフェライト相と、40％以下の残留オーステナイト相と、を含む組織を有し、降伏強さ758MPa以上を有するステンレス継目無鋼管。
　　　　　　　　　　　　　　　　　記
　　　13.0 ≦ －5.9×（7.82＋27C－0.91Si＋0.21Mn－0.9Cr＋Ni－1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≦55.0‥‥（１）
　　　ここで、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）である。但し、各元素について、含有しない場合は0（零）（質量％）とする。
［２］前記成分組成に加えてさらに、質量％で、Mn：1.0％以下、Nb： 0.30％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有する［１］に記載のステンレス継目無鋼管。
［３］前記成分組成を有し、体積率で40％以上のマルテンサイト相と、60％以下のフェライト相と、30％以下の残留オーステナイト相と、を含む組織を有し、降伏強さ862MPa以上を有する［１］または［２］に記載のステンレス継目無鋼管。
［４］前記成分組成に加えてさらに、質量％で、V：1.0％以下、B：0.01％以下、Ta：0.3％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する［１］～［３］のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管。
［５］前記成分組成に加えてさらに、質量％で、Ti：0.3％以下、Zr：0.3％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有する［１］～［４］のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管。
［６］前記成分組成に加えてさらに、質量％で、Ca：0.01％以下、REM：0.3％以下、Mg：0.01％以下、Sn：0.2％以下、Sb：1.0％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する［１］～［５］のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管。
［７］［１］～［６］のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管の製造方法であり、
鋼管素材から所定寸法の継目無鋼管を造管し、
ついで前記継目無鋼管を850～1150℃の範囲の温度に加熱したのち、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下になるまで冷却する焼入れ処理を施し、
ついで前記焼入れ処理を施された前記継目無鋼管を500～650℃の温度に加熱する焼戻処理を施すステンレス継目無鋼管の製造方法。
　本発明によれば、降伏強さ：758MPa（110ksi）以上という高強度と、優れた耐食性とを有するステンレス継目無鋼管が得られる。
　本発明のステンレス継目無鋼管は、質量％で、C：0.06％以下、Si：1.0％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Cr：15.7％超え18.0％以下、Mo：1.8％以上3.5％以下、Cu：1.5％以上3.5％以下、Ni：2.5％以上6.0％以下、Al：0.10％以下、N：0.10％以下、O ：0.010％以下、W ：0.5％以上2.0％以下、Co：0.01％以上1.5％以下を含有し、かつC、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが以下の式（１）を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、体積率で25％以上のマルテンサイト相と、65％以下のフェライト相と、40％以下の残留オーステナイト相と、を含む組織を有する、降伏強さ758MPa以上を有するステンレス継目無鋼管である。
　　　　　　　　　　　　　　　　　記
　　　13.0 ≦ －5.9×（7.82＋27C－0.91Si＋0.21Mn－0.9Cr＋Ni－1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≦55.0‥‥（１）
　　　ここで、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）である。但し、各元素について、含有しない場合は0（零）（質量％）とする。
　まず、本発明の継目無鋼管の成分組成の限定理由について説明する。以下、とくに断らない限り、質量％は単に％で記す。
　C：0.06％以下
　Cは、製鋼過程で不可避に含有される元素である。0.06％を超えてCを含有すると、耐食性が低下する。このため、C含有量は0.06％以下とする。好ましいC含有量は0.05％以下であり、さらに好ましくは0.04％以下である。脱炭コストを考慮すると、C含有量は好ましくは0.002％以上であり、さらに好ましくは0.003％以上である。
　Si：1.0％以下
　Siは、脱酸剤として作用する元素である。しかしながら、1.0％を超えてSiを含有すると、熱間加工性、耐食性が低下する。このため、Si含有量は1.0％以下とする。好ましいSi含有量は0.7％以下であり、さらに好ましくは0.5％以下である。脱酸効果が得られれば良いので特に下限は設けないが、十分な脱酸効果を得る目的から、好ましいSi含有量は0.03％以上であり、さらに好ましくは0.05％以上である。
　P：0.05％以下
　Pは、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性等の耐食性を低下させる元素であり、本発明ではできるだけ低減することが好ましいが、0.05％以下であれば許容できる。このため、P含有量は0.05％以下とする。好ましいP含有量は0.04％以下であり、さらに好ましくは0.03％以下である。
　S：0.005％以下
　Sは、熱間加工性を著しく低下させ、熱間造管工程の安定操業を阻害する元素である。また、Sは、鋼中では硫化物系介在物として存在し、耐食性を低下させる。そのため、できるだけ低減することが好ましいが、0.005％以下であれば許容できる。このため、S含有量は0.005％以下とする。好ましいS含有量は0.004％以下であり、さらに好ましくは0.003％以下である。
　Cr：15.7％超え18.0％以下
　Crは、鋼管表面の保護皮膜を形成して耐食性向上に寄与する元素であり、Cr含有量が15.7％以下では、所望の耐炭酸ガス腐食性、酸環境における耐食性および耐硫化物応力割れ性を確保することができない。このため、15.7％超えのCrの含有を必要とする。一方、18.0％を超えるCrの含有は、フェライト分率が高くなりすぎて、所望の強度を確保できなくなる。このため、Cr含有量は15.7％超え18.0％以下とする。好ましいCr含有量は16.0％以上であり、さらに好ましくは16.3％以上である。また、好ましいCr含有量は17.5％以下であり、より好ましくは17.2％以下であり、さらに好ましくは17.0％以下である。
　Mo：1.8％以上3.5％以下
　Moは、鋼管表面の保護皮膜を安定化させて、Cl－や低pHによる孔食に対する抵抗性を増加させ、耐炭酸ガス腐食性および酸環境における耐食性を高める。また、Moは耐硫化物応力割れ性も高める。所望の耐食性を得るためには、1.8％以上のMoを含有する必要がある。一方、3.5％超えてMoを添加しても効果が飽和する。このため、Mo含有量は1.8％以上3.5％以下とする。好ましいMo含有量は2.0％以上であり、さらに好ましくは2.2％以上である。また、好ましいMo含有量は3.3％以下であり、さらに好ましくは3.0％以下であり、より好ましくは2.8％以下であり、さらにより好ましくは2.7％未満である。
　Cu：1.5％以上3.5％以下
　Cuは、残留オーステナイトを増加させ、かつ析出物を形成して降伏強さの向上に寄与するため、低温靭性を低下させることなく高強度を得ることが可能である。また、鋼管表面の保護皮膜を強固にし、耐炭酸ガス腐食性および酸環境における耐食性を高める効果も有する。所望の強度および耐食性、特に耐炭酸ガス腐食性を得るためには、1.5％以上のCuを含有する必要がある。一方、含有量が多すぎれば鋼の熱間加工性が低下するため、Cu含有量は3.5％以下とする。このため、Cu含有量は1.5％以上3.5％以下とする。好ましいCu含有量は1.8％以上であり、さらに好ましくは2.0％以上である。また、好ましいCu含有量は3.2％以下であり、さらに好ましくは3.0％以下である。
　Ni：2.5％以上6.0％以下
　Niは、鋼管表面の保護皮膜を強固にして耐食性の向上、特に酸環境における耐食性の向上に寄与する元素である。また、Niは、固溶強化により鋼の強度を増加させるとともに、鋼の靭性を向上させる。このような効果は2.5％以上のNiの含有で顕著になる。一方、6.0％超えのNiの含有は、マルテンサイト相の安定性が低下し、強度が低下する。このため、Ni含有量は2.5％以上6.0％以下とする。好ましいNi含有量は3.3％超えであり、より好ましくは3.5％以上であり、さらに好ましくは4.0％以上であり、さらに好ましくは4.2％以上である。また、好ましいNi含有量は5.5％以下であり、より好ましくは5.2％以下であり、さらに好ましくは5.0％以下である。
　Al：0.10％以下
　Alは、脱酸剤として作用する元素である。しかしながら、0.10％を超えてAlを含有すると、耐食性が低下する。このため、Al含有量は0.10％以下とする。好ましいAl含有量は0.07％以下であり、さらに好ましくは0.05％以下である。脱酸効果が得られれば良いので特に下限は設けないが、十分な脱酸効果を得る目的から、好ましいAl含有量は0.005％以上であり、さらに好ましくは0.01％以上である。
　N：0.10％以下
　Nは製鋼過程で不可避に含有される元素であるが、鋼の強度を高める元素でもある。しかしながら、0.10％を超えてNを含有すると、窒化物を形成して耐食性を低下させる。このため、N含有量は0.10％以下とする。好ましくは、N含有量は0.08％以下であり、さらに好ましくは、N含有量は0.07％以下である。N含有量の下限値は特に設けないが、極度のN含有量の低減は製鋼コストの増大を招く。そのため、好ましいN含有量は0.002％以上であり、さらに好ましくは0.003％以上である。
　O：0.010％以下
　O（酸素）は、鋼中では酸化物として存在するため、各種特性に悪影響を及ぼす。このため、本発明では、できるだけ低減することが望ましい。とくに、Oが0.010％を超えると、熱間加工性、耐食性が低下する。このため、O含有量は0.010％以下とする。
　W：0.5％以上2.0％以下
　Wは、鋼の強度向上に寄与するとともに、鋼管表面の保護皮膜を安定化させて、耐炭酸ガス腐食性および酸環境における耐食性を高めることができる元素である。また、Wは耐硫化物応力割れ性も高める。Wは、Moと複合して含有することにより、とくに耐食性を顕著に向上させる。0.5％以上のWを含有させることで、所望の耐炭酸ガス腐食性および酸環境における耐食性を得ることができる。一方、Wを2.0％を超えて含有させても効果が飽和する。このため、W含有量は2.0％以下とする。好ましいW含有量は0.8％以上であり、さらに好ましくは1.0％以上である。また、W含有量は、好ましくは1.8％以下であり、さらに好ましくは1.5％以下である。
　Co：0.01％以上1.5％以下
　Coは、耐食性を向上させるだけでなく、強度を増加させる元素である。所望の酸環境における耐食性を得るためには、Coを0.01％以上含有する。一方、Coを1.5％超えて含有させても効果が飽和する。よって、本発明では、Co含有量を0.01％以上1.5％以下とする。また、好ましくは、Co含有量は0.05％以上であり、さらに好ましくは0.10％以上である。また、好ましいCo含有量は、1.0％以下であり、さらに好ましくは0.5％以下である。
　本発明では、上記成分組成を満足すると共に、さらにC、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが次の（１）式を満足するように含有する。
13.0 ≦ －5.9×（7.82＋27C－0.91Si＋0.21Mn－0.9Cr＋Ni－1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≦55.0‥‥（１）
ここで、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）である。但し、各元素について、含有しない場合は0（零）（質量％）とする。
（１）式の「－5.9×（7.82＋27C－0.91Si＋0.21Mn－0.9Cr＋Ni－1.1Mo＋0.2Cu＋11N）」（以下、単に（１）式の中央の多項式、中央値とも記す）は、フェライト相の生成傾向を示す指数として求めたものであり、（１）式に示された合金元素を（１）式が満足するように調整して含有すれば、マルテンサイト相とフェライト相、あるいはさらに残留オーステナイト相からなる複合組織を安定して実現することができる。なお、（１）式に記載される合金元素を含有しない場合には、（１）式の中央の多項式の値は、当該元素の含有量を零％として扱うものとする。
　上記の（１）式の中央の多項式の値が、13.0未満であると、フェライト相が少なくなり、製造時の歩留まりを低下させる。
一方、上記の（１）式の中央の多項式の値が、55.0超えであると、フェライト相が体積率で65％を超え、所望の強度を確保できなくなる。
このため、本発明で規定する（１）式は、下限となる左辺値を13.0とし、上限となる右辺値を55.0とする。
本発明で規定する（１）式の下限となる左辺値は、好ましくは15.0であり、さらに好ましくは20.0である。また、好ましくは、上記右辺値は、50.0であり、より好ましくは45.0であり、さらに好ましくは40.0である。
　本発明では、上記した成分組成以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。
　また、本発明では、上記した基本の成分組成に加えてさらに、下記の選択元素（Mn、Nb、V、B、Ta、Ti、Zr、Ca、REM、Mg、Sn、Sb）を１種または２種以上含有してもよい。
　具体的には、本発明では、上記した組成に加えて、Mn：1.0％以下、Nb：0.30％以下を含有することができる。
また、本発明では、上記した組成に加えて、V：1.0％以下、B：0.01％以下およびTa：0.3％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有することができる。
また、本発明では、上記した組成に加えて、Ti：0.3％以下、Zr：0.3％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有することができる。
更には、本発明では、上記した組成に加えて、Ca：0.01％以下、REM：0.3％以下、Mg：0.01％以下、Sn：0.2％以下およびSb：1.0％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有することができる。
　Mn：1.0％以下
　Mnは、脱酸材・脱硫材として作用し、熱間加工性を向上させ、さらには強度を向上させる元素であり、必要に応じて含有することができる。このような効果を得るためには、Mn含有量は0.001％以上とすることが好ましく、より好ましくは0.01％以上である。一方、1.0％を超えてMnを含有しても効果が飽和するため、Mnを含有する場合、Mn含有量は1.0％以下とする。好ましいMn含有量は0.8％以下であり、さらに好ましくは0.6％以下である。
　Nb：0.30％以下
　Nbは、強度を増加させる元素であるとともに、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて含有することができる。一方、0.30％を超えてNbを含有させても、効果が飽和する。このため、Nbを含有する場合、Nb含有量は0.30％以下とする。好ましいNb含有量は、0.25％以下であり、さらに好ましくは0.2％以下である。また、好ましくは、Nb含有量は0.01％以上であり、より好ましくは0.05％以上であり、さらに好ましくは0.10％超えである。
　V：1.0％以下
　Vは、強度を増加させる元素であり、必要に応じて含有することができる。一方、1.0％を超えてVを含有させても、その効果は飽和する。このため、Vを含有する場合、V含有量は1.0％以下とする。好ましいV含有量は0.5％以下であり、さらに好ましくは0.3％以下である。また、好ましくは、V含有量は0.01％以上であり、さらに好ましくは0.03％以上である。
　B：0.01％以下
　Bは、強度を増加させる元素であり、必要に応じて含有することができる。また、Bは熱間加工性の改善にも寄与し、造管過程において亀裂や割れの発生が抑制する効果も有する。一方、0.01％を超えてBを含有させても、熱間加工性の改善効果がほぼ現出しなくなるだけではなく、低温靭性が低下する。このため、Bを含有する場合、B含有量は0.01％以下とする。好ましいB含有量は0.008％以下であり、より好ましくは0.007％以下である。また、好ましくは、B含有量は0.0005％以上であり、さらに好ましくは0.001％以上である。
　Ta：0.3％以下
　Taは、強度を増加させる元素であるとともに、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて含有することができる。このような効果を得るためには、Taを0.001％以上含有することが好ましい。一方、Taを0.3％を超えて含有させても効果が飽和する。このため、Taを含有する場合には、Taを0.3％以下に限定する。
　Ti：0.3％以下
　Tiは、強度を増加させる元素であり、必要に応じて含有することができる。Tiは、上記した効果に加えて、耐硫化物応力割れ性を改善する効果も有する。このような効果を得るためには、Tiを0.0005％以上含有することが好ましい。一方、Tiを0.3％超えて含有すると、靭性が低下する。このため、Tiを含有する場合には、Ti含有量を0.3％以下に限定する。
　Zr：0.3％以下
　Zrは、強度を増加させる元素であり、必要に応じて含有することができる。Zrは、上記した効果に加えて、耐硫化物応力割れ性を改善する効果も有する。このような効果を得るためには、Zrを0.0005％以上含有することが好ましい。一方、Zrを0.3％を超えて含有させても効果が飽和する。このため、Zrを含有する場合には、Zr含有量を0.3％以下に限定する。
　Ca：0.01％以下
　Caは、硫化物の形態制御を介して耐硫化物応力腐食割れ性の改善に寄与する元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、Caを0.0005％以上含有することが好ましい。一方、Caを0.01％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、Caを含有する場合には、Caを0.01％以下に限定する。
　REM：0.3％以下
　REMは、硫化物の形態制御を介して耐硫化物応力腐食割れ性の改善に寄与する元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、REMを0.0005％以上含有することが好ましい。一方、REMを0.3％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、REMを含有する場合には、REMを0.3％以下に限定する。
なお、本発明でいうREMとは、原子番号21番のスカンジウム（Sc）と原子番号39番のイットリウム（Y）及び、原子番号57番のランタン（La）から71番のルテチウム（Lu）までのランタノイドである。本発明におけるREM濃度とは、上述のREMから選択された１種または２種以上の元素の総含有量である。
　Mg：0.01％以下
　Mgは、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、Mgを0.0005％以上含有することが好ましい。一方、Mgを0.01％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、Mgを含有する場合には、Mgを0.01％以下に限定する。
　Sn：0.2％以下
　Snは、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、Snを0.001％以上含有することが好ましい。一方、Snを0.2％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、Snを含有する場合には、Snを0.2％以下に限定する。
　Sb：1.0％以下
　Sbは、耐食性を向上させる元素であり、必要に応じて含有できる。このような効果を得るためには、Sbを0.001％以上含有することが好ましい。一方、Sbを1.0％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、Sbを含有する場合には、Sbを1.0％以下に限定する。
　次に、本発明の継目無鋼管の組織限定理由について説明する。
　本発明の継目無鋼管は、上記した成分組成を有し、体積率で、25％以上のマルテンサイト相と、65％以下のフェライト相と、40％以下の残留オーステナイト相とを含む組織を有する。
　本発明の継目無鋼管では、所望の強度を確保するために、マルテンサイト相を体積率で25％以上とする。好ましくは、マルテンサイト相は体積率で40％以上である。本発明では、体積率で65％以下のフェライトを含む。フェライト相を含有すると、硫化物応力腐食割れおよび硫化物応力割れの進展を抑制でき、優れた耐食性が得られる。一方、体積率で65％を超えて多量のフェライト相が析出すると、所望の強度を確保できなくなる場合がある。好ましくは、フェライト相は体積率で5％以上である。また、好ましくは、フェライト相は体積率で60％以下であり、より好ましくは55％以下であり、さらに好ましくは50％以下である。
　さらに、本発明の継目無鋼管では、マルテンサイト相とフェライト相に加えて、体積率で40％以下のオーステナイト相（残留オーステナイト相）を含む。残留オーステナイト相の存在により、延性、靭性が向上する。一方、体積率で40％を超える多量のオーステナイト相が析出すると、所望の強度を確保できなくなる。このため、残留オーステナイト相は体積率で40％以下とする。好ましくは、残留オーステナイト相は体積率で5％以上である。また、好ましくは、残留オーステナイト相は体積率で30％以下であり、より好ましくは25％以下である。
　ここで、本発明の継目無鋼管の上記の組織の測定としては、まず、組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mlの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（倍率：1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（面積率（％））を算出する。この面積率をフェライト相の体積率（％）と定義する。
　そして、Ｘ線回折用試験片を、管軸方向に直交する断面（Ｃ断面）が測定面となるように、研削および研磨し、Ｘ線回折法を用いて残留オーステナイト（γ）相の組織分率を測定する。残留オーステナイト相の組織分率は、γの（220）面、α（フェライト）の（211）面、の回折Ｘ線積分強度を測定し、次式
　γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
　（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算する。
　また、上記測定方法により求めたフェライト相および残留γ相以外の残部を、マルテンサイト相の分率とする。本発明でいうマルテンサイト相には、マルテンサイト相、フェライト相及び残留オーステナイト相の他に含まれる体積率で5％以下の析出物相が含まれていてもよい。
　以下に、本発明のステンレス継目無鋼管の好適な製造方法について説明する。
　上記した組成の溶鋼を、転炉等の常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造法、造塊－分塊圧延法等、通常の方法でビレット等の鋼管素材とすることが好ましい。ついで、通常公知の造管方法である、マンネスマン－プラグミル方式、あるいはマンネスマン－マンドレルミル方式の造管工程を用いて、熱間加工して造管し、所定寸法の上記した組成を有する継目無鋼管とする。熱間加工後には、冷却処理を施してよい。冷却工程は、とくに限定する必要はない。本発明の組成範囲であれば熱間加工後、空冷程度の冷却速度で室温まで冷却する。
　本発明では、さらに焼入れ処理と焼戻処理とからなる熱処理を施す。
　焼入れ処理は、加熱温度：850～1150℃の範囲の温度に再加熱したのち、空冷以上の冷却速度で冷却する処理とする。この時の冷却停止温度は表面温度が50℃以下である。加熱温度が850℃未満では、マルテンサイトからオーステナイトへの逆変態が起こらず、また冷却時にオーステナイトからマルテンサイトへの変態が起こらず、所望の強度を確保できない。一方、加熱温度が1150℃を超えて高温となると、結晶粒が粗大化する。このため、焼入れ処理の加熱温度は850～1150℃の範囲の温度とする。好ましくは、焼入れ処理の加熱温度は900℃以上である。好ましくは、焼入れ処理の加熱温度は1100℃以下である。
また、冷却停止温度は50℃超えであると、オーステナイトからマルテンサイトへの変態が十分に起こらず、残留オーステナイト分率が過剰となる。そのため、本発明では、焼入れ処理における冷却での冷却停止温度は50℃以下とする。
また、ここで、「空冷以上の冷却速度」とは、0.01℃／ｓ以上である。
また、焼入れ処理において、均熱保持時間は、肉厚方向における温度を均一化し、材質の変動を防止するために、5～30分とすることが好ましい。
　焼戻処理は、焼入れ処理を施された継目無鋼管に、加熱温度（焼戻温度）：500～650℃に加熱する処理とする。また、この加熱の後、放冷することができる。焼戻温度が500℃未満では、低温すぎて所望の焼戻効果が期待できなくなる。一方、焼戻温度が650℃を超える高温では、金属間化合物が析出し、優れた低温靭性が得られなくなる。このため、焼戻温度は500～650℃の範囲の温度とする。好ましくは、焼戻温度は520℃以上である。好ましくは、焼戻温度は630℃以下である。
　また、焼戻処理において、均熱保持時間は、肉厚方向における温度を均一化し、材質の変動を防止するために、5～90分とすることが好ましい。
　上記した熱処理（焼入れ処理および焼戻処理）を施すことにより、継目無鋼管の組織は、所定の体積率で特定されるマルテンサイト相とフェライト相と残留オーステナイト相とを含む組織となる。これにより、所望の強度と、優れた耐食性とを有するステンレス継目無鋼管とすることができる。
　以上、本発明により得られるステンレス継目無鋼管は、降伏強さが758MPa以上となる高強度鋼管であり、優れた耐食性を有する。好ましくは、降伏強さは862MPa以上である。また、好ましくは、降伏強さは1034MPa以下である。本発明のステンレス継目無鋼管は、油井用ステンレス継目無鋼管（油井用高強度ステンレス継目無鋼管）とすることができる。
　以下、実施例に基づき、さらに本発明について説明する。
　表１－１と表１－２に示す組成の溶鋼（鋼No.A～BＪ）を用いて、鋼管素材を鋳造したのち、鋼管素材を加熱し、モデルシームレス圧延機を用いる熱間加工により造管し、外径83.8mm×肉厚12.7mmの継目無鋼管とし、空冷した。このとき、熱間加工前の鋼管素材の加熱温度は1250℃とした。
　得られた継目無鋼管から、試験片素材を切り出し、加熱温度960℃に再加熱し、均熱保持時間を20分とし、30℃の冷却停止温度まで、冷却（水冷）する焼入れ処理を施した。そして、さらに加熱温度575℃または620℃に加熱し、均熱保持時間を20分とし、空冷する焼戻処理を施して鋼管No.1～65を得た。焼入れ処理時の水冷での冷却速度は11℃/ｓであり、焼戻処理時の空冷（放冷）での冷却速度は、0.04℃/ｓであった。焼戻処理時の上記の加熱温度については、鋼管No.1～62は575℃とし、鋼管No.63～65は620℃とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　得られた熱処理済み試験材（継目無鋼管）から、試験片を採取し、組織観察、引張試験および耐食性試験を実施した。試験方法はつぎの通りとした。
　（１）組織観察
　得られた熱処理済み試験材から、管軸方向に直交する断面が観察面となるように組織観察用試験片を採取した。得られた組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mｌの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（倍率：1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（面積率（％））を算出した。この面積率をフェライト相の体積率（％）とした。
　また、得られた熱処理済み試験材から、Ｘ線回折用試験片を採取し、管軸方向に直交する断面（Ｃ断面）が測定面となるように、研削および研磨し、Ｘ線回折法を用いて残留オーステナイト（γ）相の組織分率を測定した。残留オーステナイト相の組織分率は、γの（220）面、α（フェライト）の（211）面、の回折Ｘ線積分強度を測定し、次式
　γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
　（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算した。なお、マルテンサイト相の分率は、フェライト相および、残留γ相以外の残部である。
　（２）引張試験
　得られた熱処理済み試験材から、管軸方向が引張方向となるように、API(American Petroleum Institute)弧状引張試験片を採取し、APIの規定に準拠して、引張試験を実施し引張特性（降伏強さYS）を求めた。降伏強さYSが758MPa以上のものを高強度であるとして合格とし、758MPa未満のものは不合格とした。
　（３）耐食性試験（耐炭酸ガス腐食性試験および酸環境における耐食性試験）
　得られた熱処理済み試験材から、厚さ3mm×幅30mm×長さ40mmの腐食試験片を機械加工によって作製し、腐食試験を実施し耐炭酸ガス腐食性および酸環境における耐食性を評価した。
　耐炭酸ガス腐食性を評価する腐食試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：200℃、30気圧のCO２ガス雰囲気）中に、上記腐食試験片を浸漬し、浸漬期間を14日間（336時間）として実施した。試験後の試験片について、重量を測定し、腐食試験前後の重量減から計算した腐食速度を求めた。腐食速度が0.127mm/y以下のものを合格とし、0.127mm/y超えのものを不合格とした。
　また、酸環境における耐食性を評価する腐食試験は、80℃に加熱した15質量％塩酸溶液中に試験片を浸漬し、浸漬時間を40分として実施した。試験後の試験片について、重量を測定し、腐食試験前後の重量減から計算した腐食速度を求めた。腐食速度が600mm/y以下であるものを合格とし、600mm/y超えのものを不合格とした。
　（４）耐硫化物応力割れ試験（耐SSC試験）
上述の試験片素材から、NACE TM0177 Method Aに準拠して、丸棒状の試験片（直径：6.4mmφ）を機械加工によって作製し、耐硫化物応力割れ試験（耐SSC試験）を実施した。ここで「NACE」とは、National Association of Corrosion Engineeringの略である。
　耐SSC試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：25℃、H2S：0.1気圧、CO2：0.9気圧の雰囲気）に酢酸＋酢酸Naを加えてpH：3.5に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の90％を負荷応力として負荷して、実施した。試験後の試験片について割れの有無を観察した。本発明では、試験後の試験片に割れが発生しない場合を合格と評価した。なお、表2では、割れが発生しない場合を記号○で示し、割れが発生する場合を記号×で示した。
　得られた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　本発明例はいずれも、降伏強さYS：758MPa以上の高強度と、CO２、Cl－を含む200℃という高温の腐食環境下における耐食性（耐炭酸ガス腐食性）と、酸環境における耐食性と、耐硫化物応力割れ性に優れたステンレス継目無鋼管となっている。
 

Claims (7)

  1. 　質量％で、
    　C：0.06％以下、　　　　　　　　　　Si：1.0％以下、
    　P：0.05％以下、　　　　　　　　　　S ：0.005％以下、
    　Cr：15.7％超え18.0％以下、　　　　 Mo：1.8％以上3.5％以下、
    　Cu：1.5％以上3.5％以下、　　　 　　Ni：2.5％以上6.0％以下、
    　Al：0.10％以下、　　　　　　　　 　N ：0.10％以下、
    　O：0.010％以下、　　　　　　　　　 W ：0.5％以上2.0％以下、
    　Co：0.01％以上1.5％以下
    を含有し、かつC、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが以下の式（１）を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
    　体積率で25％以上のマルテンサイト相と、65％以下のフェライト相と、40％以下の残留オーステナイト相と、を含む組織を有し、降伏強さ758MPa以上を有するステンレス継目無鋼管。
    　　　　　　　　　　　　　　　　　記
    　　　13.0 ≦ －5.9×（7.82＋27C－0.91Si＋0.21Mn－0.9Cr＋Ni－1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≦55.0‥‥（１）
    　　　ここで、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）である。但し、各元素について、含有しない場合は0（零）（質量％）とする。
  2. 　前記成分組成に加えてさらに、質量％で、Mn：1.0％以下、Nb：0.30％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有する請求項１に記載のステンレス継目無鋼管。
  3. 　前記成分組成を有し、体積率で40％以上のマルテンサイト相と、60％以下のフェライト相と、30％以下の残留オーステナイト相と、を含む組織を有し、降伏強さ862MPa以上を有する請求項１または２に記載のステンレス継目無鋼管。
  4. 　前記成分組成に加えてさらに、質量％で、V：1.0％以下、B：0.01％以下、Ta：0.3％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１～３のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管。
  5. 　前記成分組成に加えてさらに、質量％で、Ti：0.3％以下、Zr：0.3％以下のうちから選ばれた１種または２種を含有する請求項１～４のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管。
  6. 　前記成分組成に加えてさらに、質量％で、Ca：0.01％以下、REM：0.3％以下、Mg：0.01％以下、Sn：0.2％以下、Sb：1.0％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１～５のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管。
  7. 請求項１～６のいずれかに記載のステンレス継目無鋼管の製造方法であり、
    鋼管素材から所定寸法の継目無鋼管を造管し、
    ついで前記継目無鋼管を850～1150℃の範囲の温度に加熱したのち、空冷以上の冷却速度で表面温度が50℃以下になるまで冷却する焼入れ処理を施し、
    ついで前記焼入れ処理を施された前記継目無鋼管を500～650℃の温度に加熱する焼戻処理を施すステンレス継目無鋼管の製造方法。
     
     
PCT/JP2020/032407 2019-10-01 2020-08-27 ステンレス継目無鋼管およびその製造方法 WO2021065263A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20872010.2A EP4012054A4 (en) 2019-10-01 2020-08-27 SEAMLESS STAINLESS STEEL PIPE AND METHOD OF MAKING THE SAME
US17/766,102 US20220364211A1 (en) 2019-10-01 2020-08-27 Stainless steel seamless pipe and method for manufacturing same
MX2022003878A MX2022003878A (es) 2019-10-01 2020-08-27 Tubo de acero inoxidable sin soldadura y metodo para fabricar el mismo.
JP2021512463A JP7111253B2 (ja) 2019-10-01 2020-08-27 ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
CN202080068230.5A CN114450430A (zh) 2019-10-01 2020-08-27 不锈钢无缝钢管及其制造方法
BR112022006022A BR112022006022A2 (pt) 2019-10-01 2020-08-27 Tubo sem costura de aço inoxidável e método para a fabricação do mesmo

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019181342 2019-10-01
JP2019-181342 2019-10-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021065263A1 true WO2021065263A1 (ja) 2021-04-08

Family

ID=75337875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/032407 WO2021065263A1 (ja) 2019-10-01 2020-08-27 ステンレス継目無鋼管およびその製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220364211A1 (ja)
EP (1) EP4012054A4 (ja)
JP (1) JP7111253B2 (ja)
CN (1) CN114450430A (ja)
AR (1) AR120112A1 (ja)
BR (1) BR112022006022A2 (ja)
MX (1) MX2022003878A (ja)
WO (1) WO2021065263A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020202957A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 Ｊｆｅスチール株式会社 ステンレス継目無鋼管

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016079920A1 (ja) * 2014-11-19 2016-05-26 Ｊｆｅスチール株式会社 油井用高強度ステンレス継目無鋼管
CN106756605A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 中国石油化工股份有限公司 一种高强度抗腐蚀管线管及其制造方法
WO2017138050A1 (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 Ｊｆｅスチール株式会社 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013146046A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 新日鐵住金株式会社 油井用ステンレス鋼及び油井用ステンレス鋼管
JP6045256B2 (ja) * 2012-08-24 2016-12-14 エヌケーケーシームレス鋼管株式会社 高強度高靭性高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼
EP3112492A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-04 Vallourec Oil And Gas France Corrosion resistant steel, method for producing said steel and its use thereof
BR112018000540B1 (pt) * 2015-07-10 2022-03-03 Jfe Steel Corporation Tubo de aço inoxidável sem costura de alta resistência e método para a fabricação de tubo de aço inoxidável sem costura de alta resistência
JP6578810B2 (ja) * 2015-08-19 2019-09-25 日本製鉄株式会社 油井管
EP3456852B1 (en) * 2016-07-27 2022-03-23 JFE Steel Corporation High-strength seamless stainless steel pipe for oil country tubular goods and method for producing the same
MX2019008377A (es) * 2017-01-13 2019-09-16 Jfe Steel Corp Tubo de acero inoxidable sin soldadura de alta resistencia y metodo de fabricacion del mismo.
BR112020003067A2 (pt) * 2017-08-15 2020-08-25 Jfe Steel Corporation tubo sem costura de aço inoxidável de alta resistência para produtos tubulares petrolíferos do país, e processo para a fabricação do mesmo
JP7264596B2 (ja) * 2018-03-19 2023-04-25 日本製鉄株式会社 鋼材

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016079920A1 (ja) * 2014-11-19 2016-05-26 Ｊｆｅスチール株式会社 油井用高強度ステンレス継目無鋼管
WO2017138050A1 (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 Ｊｆｅスチール株式会社 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
CN106756605A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 中国石油化工股份有限公司 一种高强度抗腐蚀管线管及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
AR120112A1 (es) 2022-02-02
BR112022006022A2 (pt) 2022-07-12
EP4012054A4 (en) 2022-10-12
EP4012054A1 (en) 2022-06-15
JP7111253B2 (ja) 2022-08-02
MX2022003878A (es) 2022-04-18
US20220364211A1 (en) 2022-11-17
JPWO2021065263A1 (ja) 2021-11-04
CN114450430A (zh) 2022-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6766887B2 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP6399259B1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP6304460B1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP5967066B2 (ja) 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
WO2010050519A1 (ja) 耐硫化物応力割れ性と耐高温炭酸ガス腐食に優れた高強度ステンレス鋼管
WO2017138050A1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP6156609B1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP7156536B2 (ja) ステンレス継目無鋼管およびステンレス継目無鋼管の製造方法
JP7156537B2 (ja) ステンレス継目無鋼管およびステンレス継目無鋼管の製造方法
WO2021131445A1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管
WO2021200571A1 (ja) 油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP7111253B2 (ja) ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP6819837B1 (ja) ステンレス継目無鋼管
JP6915761B1 (ja) ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP7226571B2 (ja) ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
JP7409569B1 (ja) ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
WO2024009565A1 (ja) ステンレス継目無鋼管およびその製造方法
WO2024009564A1 (ja) ステンレス継目無鋼管およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021512463

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20872010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020872010

Country of ref document: EP

Effective date: 20220311

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112022006022

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112022006022

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20220329