[发明专利]高强度抗腐蚀奥氏体合金

说明书

发明背景

技术领域

本公开涉及高强度抗腐蚀合金。根据本公开的合金可适用于(例如但不限于)化学工业、采矿工业以及油气工业。

发明背景

化学处理设施中所用的金属合金部件可在苛刻条件下与高度腐蚀性和/或侵蚀性化合物接触。这些条件例如可使金属合金部件经受高应力且大大促进侵蚀和腐蚀。如果必须替换已损坏、损耗或腐蚀的金属部件，则可能需要在化学处理设施处使操作完全中止一段时间。延长用于处理和输送化学物质的设施中的金属合金部件的有效使用寿命可通过改良合金的机械性质和/或抗腐蚀性而实现，这可降低与化学处理相关的成本。

类似地，在油气钻井操作中，钻柱组件可能由于机械、化学和/或环境条件而降解。钻柱组件可能经受撞击、磨损、摩擦、热、损耗、侵蚀、腐蚀和/或沉积。用于钻柱组件的常规材料可遭受一或多种限制。例如，常规的材料可能缺乏足够的机械性质(例如屈服强度、拉伸强度和/或疲劳强度)、抗腐蚀性(例如抗点蚀性和应力腐蚀裂痕)以及非磁性性质。另外，常规的材料可限制钻柱组件的尺寸以及形状。这些限制可缩短组件的有效寿命，从而使油气钻井复杂化且使其成本增加。

因此，将有利的是提供具有改良的抗腐蚀性和/或机械性质的新型合金。

概述

根据本公开的一个方面，以基于总合金重量的重量百分比计，奥氏体合金的非限制性实施方案包含：最多0.2的碳；最多20的锰；0.1至1.0的硅；14.0至28.0的铬；15.0至38.0的镍；2.0至9.0的钼；0.1至3.0的铜；0.08至0.9的氮；0.1至5.0的钨；0.5至5.0的钴；最多1.0的钛；最多0.05的硼；最多0.05的磷；最多0.05的硫；铁；以及伴随杂质。

根据本公开的另外方面，以基于总合金重量的重量百分比计，本公开的奥氏体合金的非限制性实施方案包含：最多0.05的碳；2.0至8.0的锰；0.1至0.5的硅；19.0至25.0的铬；20.0至35.0的镍；3.0至6.5的钼；0.5至2.0的铜；0.2至0.5的氮；0.3至2.5的钨；1.0至3.5的钴；最多0.6的钛；不大于0.3的组合重量百分比的钶和钽；最多0.2的钒；最多0.1的铝；最多0.05的硼；最多0.05的磷；最多0.05的硫；铁；以及伴随杂质；其中钢具有至少40的PREN₁₆值、至少45℃的临界点蚀温度以及小于750的避免沉淀的灵敏度系数值(CP)。

某些非限制性实施方案的详述

应当理解，对本文所述的实施方案的某些描述已经简化以仅说明与清楚理解所公开的实施方案相关的那些要素、特征和方面，同时为清楚起见取消了其它要素、特征和方面。本领域的普通技术人员在思考所公开的实施方案的本描述后将认识到其它要素和/或特征可能在所公开的实施方案的特定实施或应用中是所需的。然而，因为此类其它要素和/或特征可易于由本领域的普通技术人员在思考所公开的实施方案的本描述后确定并加以实施，且因此并非是完全理解所公开的实施方案所必需的，所以本文中未提供对此类要素和/或特征的描述。因此，应当理解，本文所示的描述仅仅是示例和说明所公开的实施方案，无意限制仅由权利要求书限定的本发明的范围。

另外，本文所述的任何数值范围均旨在包括其中所含的所有子范围。例如，范围“1至10”的范围旨在包括介于(且包括)所述最小值1与所述最大值10之间的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值以及等于或小于10的最大值。本文中所述的任何最大数值限制均旨在包括其中所含的所有较小数值限制且本文中所述的任何最小数值限制均包括其中所含的所有较大数值限制。因此，申请人保留修正本公开(包括权利要求书)以明确叙述本文中明确描述的范围内所含的任何子范围。所有此类范围均旨在固有地在本文予以公开，以使得明确叙述任何这些子范围的修正将符合美国法典第35篇112条第一段以及美国法典第35篇132条(a)款的要求。

除非另外指明，否则如本文所用的语法冠词“一个(种)”以及“该/所述”旨在包括“至少一个(种)”或“一或多个(种)”。因此，冠词在本文中用于表示冠词的一个或多于一个(即，至少一个)的语法对象。例如，“一种组分”意指一种或多种组分，并因此可能的是，想到多于一种组分，并可在所述实施方案的实施中采用或使用。

除非另外指明，否则所有百分比和比率均基于合金组成的总重量加以计算。