[发明专利]双相不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢，更详细而言，涉及双相不锈钢。

背景技术

由油田和天然气田产出的石油和天然气含有伴生气。伴生气含有二氧化碳(CO₂)和/或硫化氢(H₂S)等腐蚀性气体。管线管输送含有上述腐蚀性气体的石油、天然气。因此，对于管线管而言，应力腐蚀裂纹(Stress Corrosion Cracking：SCC)、硫化物应力腐蚀裂纹(Sulfide Stress Cracking：SSC)和成为壁厚减少的原因的全面腐蚀裂纹有可能成为问题。

SCC和SSC的裂纹的发展速度快。因此，对于SCC和SSC而言，从产生起到贯通管线管为止的时间短。进而，局部性地产生SCC和SSC。因此，对于管线管用钢材要求耐蚀性，其中特别是要求耐SCC性和耐SSC性。

双相不锈钢具有高的耐蚀性。因此，双相不锈钢被用作管线管用钢。

若将钢管高强度化，则可以使管线管用钢管薄壁化，制造成本降低。因此，要求管线管用途的双相不锈钢的高强度化。日本特开2003-171743号公报(专利文献1)和日本特开平5-132741号公报(专利文献2)提出了具有高强度的双相不锈钢。

专利文献1公开了以下的事项。专利文献1的双相不锈钢含有2.00%以上的Mo并且含有W。通过Mo和W的固溶强化，双相不锈钢的强度提高。专利文献1中进而含有22.00～28.00%的Cr、含有3.00～5.00%的Ni。由此，双相不锈钢的耐蚀性提高。

专利文献2公开了以下的事项。专利文献2的双相不锈钢含有2.00%以上的Mo并且含有W。对于双相不锈钢而言，进而PREW=Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N为40以上。通过含有Mo和W，双相不锈钢的强度提高。进而，PREW为40以上，因此双相不锈钢的耐蚀性提高。

发明内容

但是，专利文献1和2中公开的双相不锈钢的Mo含量高。Mo含量高时，容易产生西格玛相(σ相)。σ相在制造时及焊接施工时析出。σ相硬而脆，因此双相不锈钢的韧性和耐蚀性降低。管线管用钢管特别是在设置管线管的现场焊接。因此，对于管线管用双相不锈钢而言，特别是优选抑制σ相的析出。

进而，如上所述，在包含含有二氧化碳和/或硫化氢的伴生气的环境(以下称为氯化物环境)下要求高的耐SCC性和耐SSC性。近年开发的油田和天然气田位于深层。深层的油田和天然气田具有80℃～150℃的高温的氯化物环境。因此，对于管线管用的双相不锈钢而言，要求即使在高温的氯化物环境下也优异的耐SCC性和耐SSC性。

本发明的目的在于，提供具有高强度、高温的氯化物环境下具有优异的耐SCC性和耐SSC性、并且σ相的析出受到抑制的双相不锈钢。

本发明提供的双相不锈钢，其按质量%计含有C：0.03%以下、Si：0.2～1%、Mn：高于5.0%且为10%以下、P：0.040%以下、S：0.010%以下、Ni：4.5～8%、sol.Al：0.040%以下、N：高于0.2%且为0.4%以下、Cr：24～29%、Mo：0.5～不足1.5%、Cu：1.5～3.5%、和W：0.05～0.2%，剩余部分由Fe和杂质组成，并且满足式(1)。

Cr+8Ni+Cu+Mo+W/2≥65(1)

在式(1)中的各元素符号代入所对应的元素的含量(质量%)。

本发明提供的双相不锈钢具有高强度、高温氯化物环境下具有优异的耐SCC性和耐SSC性。进而，σ相的析出受到抑制。

上述双相不锈钢可以还含有V：1.5%以下来替代Fe的一部分。

上述双相不锈钢可以还含有选自由Ca：0.02%以下、Mg：0.02%以下、和B：0.02%以下组成的组中的一种或两种以上来替代Fe的一部分。

附图说明

图1为表示双相不锈钢的Mn含量与屈服强度及σ相析出的关系的图。

图2为表示双相不锈钢的Mo含量与屈服强度及σ相析出的关系的图。

图3为表示Mn含量及F1=Cr+8Ni+Cu+Mo+W/2与耐SCC性的关系的图。

图4A为实施例中制作的板材的俯视图。

图4B为图4A所示的板材的主视图。

图5A为实施例中制作的焊接接头的俯视图。

图5B为图5A所示的焊接接头的主视图。

具体实施方式