本发明专利技术提供一种钢，含有（以重量计）：Ｃ：０．２％至０．５％，Ｓｉ：０．１％至０．５％，Ｍｎ：０．１％至１％，Ｐ：０．０３％或更小，Ｓ：０．００５％或更小，Ｃｒ：０．３％至１．５％，Ｍｏ：０．３％至１％，Ａｌ：０．０１％至０．１％，Ｖ：０．１％至０．５％，Ｎｂ：０．０１％至０．０５％，Ｔｉ：０至０．０１％，Ｗ：０．３％至１％，Ｎ：０．０１％或更小，所述钢的其余化学组成由Ｆｅ和在钢的制造或铸造过程中产生的或必需的杂质或剩余物所构成。所述钢可以用于制造热处理后的屈服强度为８６１ＭＰａ或更高的无缝钢管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】屈服强度高和硫化物应力抗裂性能高的低合金钢本专利技术涉及屈服强度高的低合金钢，其具有出色的硫化物应力抗裂性能 (sulphide stress cracking behaviour)。具体地，本专利技术适用于含有硫化氢(H2S)的烃类井(hydrocarbon well)的管状产品，其。烃类井经历着越来越高的压力、越来越高的温度并且使用越来越强的腐蚀性介质，特别是荷载硫化氢时更是如此，探索和开发这样的越来越深的烃类井意味着需要使用同时具有高屈服强度和高硫化物应力抗裂性的低合金管的需求越来越强烈。硫化氢或H2S的存在造成了在高屈服强度低合金钢的开裂的危险，这已知为 SSC(硫化物应力开裂(sulphide stress cracking))，会影响套管(casing)和配管 (tubing)、立管(risers)或钻管(drillpipe)以及相关产品。硫化氢也是一种剂量为数十 ppm就对人有致命性危险的气体。硫化物应力抗裂性因此对于石油公司是重要的，因为其对于设备和人身安全都很重要。最近数十年已经成功地研发出低合金钢，其具有高H2S抗性并且最小规定屈月艮强度(specified yield strengths)越来越高551MPa(80ksi)，620MPa(90ksi)， 655MPa(95ksi)，最近为 758MPa (IlOksi)。今天的烃类井实现了数千米的深度以及处理为标准水平的屈服强度的线重 (weight of the strings)因此非常高。此外，烃类贮池中的压力会非常高，达到数百bar的量级，H2S的存在，甚至在相当低的10至IOOppm的量级，也引起了 0. 001至0. Ibar量级的分压，这在PH低时足够导致SSC现象发生，如果管材不合适的话。此外，在这种线材(string) 中特别欢迎使用结合了最小规定屈服强度(861MPa(12^si))和好的硫化物应力抗裂性的低合金钢。对此，我们寻求研发同时具有最小规定屈服强度861MPa(12^si)和好的SSC性能的低合金钢。尽管已经熟知低合金钢的SSC抗性在屈服强度增加时会减少，但是现有技术建议 (专利申请EP-A-I 862 561) —种化学组成以及相关的热处理，能够得到满足目前油田要求的合金钢。专利申请EP-I 862 561提出一种屈服强度高(861MPa或更高)和SSC抗性出色的低合金钢，其中公开了有利地与400-600°C温度范围内的等温贝氏体转变热处理相关的化学组成。为了获得高屈服强度的低合金钢，已经熟知可以在较低温度(低于700°C)在 Cr-Mo合金钢上进行淬火和回火热处理。然而，根据专利申请EP-1862561，低温回火容易产生高位错密度，并在晶界沉积粗M23C6碳化物，导致糟糕的SSC性能。因此，专利申请 EP-1892561建议如下改善SSC性能增加回火温度减少位错密度，通过将联合(Cr+Mo)含量限制在1. 5%至3%的范围从而限制晶界处的粗碳化物沉积。然而，由于此时会因为回火温度高而存在钢的屈服强度降低的风险，所以专利申请EP-1862561建议增加C含量(0. 3% 和0. 6%之间)并添加足量的Mo和V(分别为0. 5%或更高和在0. 05%至0. 3%之间)从而沉积细小的MC碳化物。然而，此时存在以下风险，即这种C含量的增加会导致伴随所施用的常规加热处理(水淬火+回火)的淬火开裂，因此专利申请EP-1862561建议一种在400-600°C温度范围的等温贝氏体转变热处理，这能够防止对高含碳量的并还混有马氏体-贝氏体组织的钢进行水淬火期间的开裂，高含碳量以及混有马氏体-贝氏体组织被认为在更温和的淬火情况如油淬中对SSC有害的。得到的贝氏体组织(根据EP-1862561等价于通过常规淬火+回火热处理得到的马氏体组织)具有高的屈服强度(861MI^或更高，或以及出色的SSC性能(使用 NACE TM0177方法A和D(美国国际腐蚀工程师协会(National Association of Corrosion Engineers))测试)。然而，工业上使用这种等温贝氏体转变要求对处理动力学进行非常严密的控制， 从而不会引发其他转变(马氏体或珠光体转变)。此外，根据管的厚度，用于淬火的水量不同，这表示需要实施管对管监控冷却速率以获得单相的贝氏体组织。本专利技术的目的是制备一种低合金钢组合物·其可以经热处理而产生861MPa(125ksi)或更高的屈服强度； 具有SSC抗性，使用NACE TM0177规定方法A检测，在上述屈服强度下特别出色； 并且不要求贝氏体淬火的工业设施，这就表示无缝钢管(seamless tube)的制造成本低于使用专利EP-I 862 561的制造成本。根据本专利技术，所述钢含有(以重量计)C :0.2%至 0.5%Si :0.1%至 0.5%Mn :0.1%至P :0. 03%或更小S :0.005%或更小Cr :0.3%至 1.5%Mo :0.3%至Al :0· 01%至 0.V :0.1%至 0.5%Nb :0· 01%至 0. 05%Ti:至多 0.01%W :0.3%至N :0.01% 或更小该钢的其余化学组成由铁和在钢的制造或铸造过程中产生的或必需的杂质或剩余物所构成。化学组成中的各元素对该钢的性质的影响如下所述碳0.2%至0.5%该元素的存在对于改善钢的可淬性是重要的，并且实现所需的要获得的高机械性能特性。少于0. 2%的含量不会产生足够的可淬性，并因此会不产生所需的屈服强度 (125ksi或更高)。另一方面，如果碳含量超过0. 5%，形成的碳化物量会引起SSC抗性的恶化。对此，上限设定为0.5%。优选的下限和上限分别为0.3%和0.4%，更优选0.3%和0. 35%。硅0.1%至0.5%硅是使液态钢脱氧的元素。其还在回火时抵抗软化，因此对改进SSC抗性有利。其存在量必须为至少0. 1%，从而具有该作用。然而，超过0.5%会引起SSC抗性的恶化。对此，其含量设定为0. 0. 5%。优选的下限和上限分别为0. 2%和0. 3%。锰0.1%至锰是改善钢的可锻性的元素，并且促进其可淬性。其存在量必须为至少0. 1%，从而具有该作用。然而，超过会导致对SSC抗性不利的偏析。对此，其含量设定为0. 1%。优选的下限和上限分别为0. 3%和0. 6%。磷0.03%或更小磷是通过晶界偏析降低SSC抗性的元素。对此，其含量限定为0. 03%或更小，并优选至极低水平。硫0.005% 或更小硫是形成对SSC抗性有害的内含物的元素。该作用特别在超过0. 005%时很显著。 对此，其含量限定为0. 005%，并且优选极低水平，如0. 003%。铬0.3%至1.5%铬是有利于促进钢的可淬性和强度并增加其SSC抗性的元素。其存在量必须为至少0. 3 %，从而产生这些作用，并且不可超过1. 5%，从而防止SSC抗性的恶化。对此，其含量设定为0.3% 1.5%。优选的下限和上限分别为0.4%和0.6%。钼0.3%至钼是有利于改善钢的可淬性的元素，并且可以也增加钢的回火温度。其存在量必须为至少0.3% (优选至少0.4% )，从而具有该作用。然而，如果钼含量超过1%，在延长回火后其倾向于有利于粗本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．低合金钢，其具有高屈服强度和出色的硫化物应力开裂性能，特征在于其含有（以重量计）：Ｃ：０．２％至０．５％Ｓｉ：０．１％至０．５％Ｍｎ：０．１％至１％Ｐ：０．０３％或更小Ｓ：０．００５％或更小Ｃｒ：０．３％至１．５％Ｍｏ：０．３％至１％Ａｌ：０．０１％至０．１％Ｖ：０．１％至０．５％Ｎｂ：０．０１％至０．０５％Ｔｉ：０至０．０１％Ｗ：０．３％至１％Ｎ：０．０１％或更小，所述钢的其余化学组成由Ｆｅ和在钢的制造或铸造过程中产生的或必需的杂质或剩余物所构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷多德利马菲古伊雷多，
申请(专利权)人：法国瓦罗里克曼尼斯曼油汽公司，
类型：发明
国别省市：FR
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