[发明专利]二相不锈钢钢管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及即使在二氧化碳气体腐蚀环境、应力腐蚀环境下也能够发挥优异的耐腐蚀性，并且兼备有高强度的二相不锈钢钢管的制造方法。由本发明制造的二相不锈钢钢管例如能够使用于油井、气井(以下合称为“油井”)。

背景技术

在深井、含有湿润的二氧化碳(CO₂)、硫化氢(H₂S)、氯离子(Cl^-)等腐蚀性物质的过于苛刻的腐蚀环境的油井中，使用如22Cr钢、25Cr钢那样的Cr含量高的奥氏体-铁素体类的二相不锈钢钢管作为油井管。

上述奥氏体-铁素体类二相不锈钢在制造时通常被实施的固溶处理的状态下，充其量也就得到拉伸强度(TS)为80kgf/mm²(785MPa)且屈服强度(0.2％承载能力)为60kgf/mm²(588MPa)级的拉伸强度。在专利文献1中公开有如下的方法，即，基于该问题点，对含有0.1～0.3％的N的二相不锈钢钢管进行以截面缩小率计为5～50％的冷加工之后，以100～350℃的温度加热30分钟以上而得到高强度二相不锈钢钢管的方法。因此，通过在由冷加工的加工硬化之外还组合时效处理能得到具有高强度的二相不锈钢钢管。

可是，近年来，油井的深井化倾向显著，以在比以往更苛刻的环境下使用为目的，不得不制造特别是具有110～140ksi等级(最低屈服强度757.3～963.8MPa)和高强度，且具有被规定了规格的各种强度等级的二相不锈钢钢管。而且，为此不仅需要单纯地考虑N含量且还要考虑其他的组成元素的含量，除此之外还需要更加严格地管理冷加工度。此外，在由专利文献1所公开的制造方法中，由于增加时效处理的工序，因此，存在生产效率降低、成本增大的问题。

此外，在专利文献2中以谋求高耐腐蚀性和高强度化为目的，公开有如下的数据，即，在对含有Cu的二相不锈钢钢材实施了截面缩小率为35％以上的冷加工之后，实施加热、急冷后温热加工。而且，其中公开了通过对作为以往例的含有Cu的二相不锈钢线材实施固溶热处理后，实施加工量以截面缩小率计为25～70％的冷加工，由此得到具有110～140kgf/mm²的拉伸强度和高强度的线材。但是，在此公开的是仅通过冷加工提高拉伸强度，而且被公开的数据不是管而是线材，所以对于作为油井管的材料设计较重要的屈服强度是怎样的程度是不明确的。

在专利文献3中还记载有能够通过锻造进行低加工度的冷加工来提高强度的方法。可是，在此只不过是公开了如下的方法，即，一边使被固溶处理了的二相不锈钢的原材料旋转，一边沿整个长度方向依次以0.5～1.6％左右的冷加工率进行锻造来提高强度。

专利文献1：日本特开平2-290920号公报

专利文献2：日本特开平7-207337号公报

专利文献3：日本特开平5-277611号公报

这样，在上述的文献的中均公开了能通过冷加工提高强度的方法。可是，并没有对由考虑了二相不锈钢钢管的组成的冷加工带来的高强度化进行具体的研讨，对于为了得到目标强度、特别是屈服强度而进行的适当的成分设计、冷加工条件，均没有任何启示。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于，提供一种不仅具有在深井、过于苛刻的腐蚀环境下使用的油井管所要求的耐腐蚀性，还兼备有目标强度的二相不锈钢钢管的制造方法。

本发明人为了解决上述的课题，对于具有各种化学组成的二相不锈钢钢材，对最终的冷拔加工度进行各种改变而制造二相不锈钢钢管，进行了确认其拉伸强度的实验，其结果、得到了如下的(a)～(g)的见解。

(a)在深井、过于苛刻的腐蚀环境下用于油井的二相不锈钢钢管要求具有耐腐蚀性。可是，若C含量多，则由于热处理、焊接时等热影响，碳化物的析出容易变得过剩，在从钢的耐腐蚀性和加工性的观点来看时，从耐腐蚀性的观点来看需要降低C含量。

(b)若降低C含量，则会产生强度不足，然而通过热加工或进一步固溶热处理二相不锈钢钢材而制造出的管坯能够通过之后的冷拔加工来提高强度。但是，此时的加工度以截面缩小率计若超过35％，则虽然具有高强度，但是由于发生加工硬化，所以延性和韧性降低。此外，此时的加工度以截面缩小率计若低于5％，则无法得到希望的高强度。所以，冷拔加工时的加工度以截面缩小率计需要是5～35％。