[发明专利]用于严重油气环境中的超高强度合金以及制备方法

权利要求书

1.适用于油气环境的高强度、耐腐蚀合金，其包含以重量百分比计的0-15％Fe、18-24％Cr、3-9％Mo、0.05-3.0％Cu、3.6-6.5％Nb、0.5-2.2％Ti、0.05-1.0％Al、0.005-0.040％C、平衡Ni加上偶然的杂质和脱氧剂。

2.如权利要求1所述的合金，其中Ni含量为35-70％。

3.如权利要求1所述的合金，其中Ni含量为40-65％。

4.如权利要求1所述的合金，其中Ni含量为50-60％。

5.由如权利要求1所述的合金制造的适用于腐蚀性油/气井的棒材或管材。

6.如权利要求1所述的合金，其具有5-15％Fe、18-23％Cr、3.0-7.5％Mo、0.1-3.0％Cu、3.6-6.0％Nb、0.6-2.1％Ti、0.1-1.0％Al和0.005-0.030％C。

7.如权利要求1所述的合金，其含有6-12％Fe、19-22％Cr、3.5-7.5％Mo、1.0-3.0％Cu、4.0-6.0％Nb、0.8-2.0％Ti、0.1-0.7％Al、0.005-0.020％C、平衡Ni加上偶然的杂质和脱氧剂。

8.如权利要求1所述的合金，其中Nb/(Ti+Al)的比＝2.5-7.5以提供用于高强度的期望的γ′和γ″相体积分数。

9.如权利要求1所述的合金，其具有145ksi的最小屈服强度。

10.制造高强度、耐腐蚀合金的方法，其包括下述步骤：

(a)提供锭形式的合金，其包含以重量百分比计的0-15％Fe、18-24％Cr、3-9％Mo、0.05-3.0％Cu、3.6-6.5％Nb、0.5-2.2％Ti、0.05-1.0％Al、0.005-0.040％C、平衡Ni加上偶然的杂质和脱氧剂；

(b)热加工所述锭至期望的形状；以及

(c)热处理成形的合金，其通过：(i)通过在1750℉(954℃)至2050℉(1121℃)加热约0.5-4.5小时的时间提供第一固溶退火，随后是水淬或空气冷却；(ii)通过加热到至少约1275℉(691℃)的温度并保持在该温度约6-10小时的时间进行时效处理以析出γ′和γ″相；任选地(iii)在约1050℉(565℃)至1250℉(677℃)提供第二时效热处理并保持该温度以进行第二时效处理步骤约4-12小时，然后在时效处理后，空气冷却到周围温度以实现期望的显微结构并使γ′和γ″的强化最大化。

11.如权利要求10所述的方法，其在步骤(a)中包括真空感应熔炼加真空电弧重熔步骤(b)之前的合金。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述第一固溶退火步骤(c)(i)的加热时间是约1小时，且在第二时效处理步骤(c)(iii)中的保持时间是约8小时。

13.如权利要求7所述的方法，其中所述合金的Nb/(Ti+Al)比＝2.5-7.5。

14.由权利要求10所述的方法制造的适用于腐蚀性油/气井的棒材或管材。

15.如权利要求10所述的方法，其中所述合金的Ni含量是35-70％。

16.如权利要求10所述的方法，其中所述合金的Ni含量是40-65％。

17.如权利要求10所述的方法，其中所述合金的Ni含量是50-60％。