[发明专利]耐腐蚀钢、用于生产所述钢的方法及其用途

说明书

本发明涉及具有至少758MPa(110 ksi)且优选至少862MPa(125ksi)的屈服强度的不锈钢，其比标准马氏体不锈钢具有更好的耐硫化物应力开裂腐蚀性和耐高温腐蚀性。本发明的钢用于管生产和衬里生产中，更出色地用于套管生产的底部(bottom)中。

通常来说，如美国石油协会(API规范5CT第九版，2012年1月1日和API规范5CRA第一版，2010年8月1日)限定的含有13％Cr的钢被用于要求耐腐蚀性的井。然而，在过去的年份中对于一些预先□盐井(pre□salt well)要求了改进的腐蚀性能，并且通过与在上面提到的标准中限定的前一个13％Cr相比具有改进的耐腐蚀性的双相材料获得了响应。

当谈及具有改进的耐腐蚀性的钢号时，申请WO2006117926提供用于油井的不锈钢管，其通过在含有CO2、Cl等的苛刻腐蚀环境下展现出优异的耐CO2腐蚀性。其展现出优异的扩张特性并且能以有利的成本生产。该申请涉及用于扩张特性优异的油井的不锈钢管，其具有以下化学组成：C：0.05％或更少，Si：0.50％或更少，Mn：0.10至1.50％，P：0.03％或更少，S：0.005％或更少，Cr：10.5至17.0％，Ni：0.5至7.0％，Mo：3.0％或更少，Al：0.05％或更少，V：0.20％或更少，N:0.15％或更少，O：0.008％或更少，和任选的各自特定含量的Nb、Cu、Ti、Zr、Ca、B和W中的一种或多种，并且余量为Fe和不可避免的杂质，并且其具有在其中回火马氏体相为主要相和以大于20％的量含有奥氏体相的组织。这样的钢产生令人关注的机械性质但是在热的条件下难以生产以获得具有改进的耐腐蚀性的钢。仍然能改进这种钢的耐腐蚀性。

然后是申请EP2224030，其为具有优异可钎焊性的铁素体不锈钢并且包括(按照质量百分数)0.03％或更少的C、0.05％或更少的N、0.015％或更多的C+N、0.02至1.5％的Si、0.02至2％的Mn、10至22％的Cr、0.03至1％的Nb和0.5％或更少的Al，并且还包括含量满足以下式(1)和(2)的Ti，和由Fe和不可避免的杂质组成的剩余量。Ti–3N≤0.03(1)和10(Ti–3N)+Al≤0.5(2)(这里在式(1)和(2)中的原子符号表示各自元素的含量(质量％)，并且在原子符号之前的数值是常数。)。这样的发明用于冷却器、油冷却器、用于汽车和各种类型工厂中的热交换设备、用于自动化尿素SCR(选择催化还原)系统中的尿素水溶液罐、自动化燃料传送系统部件等。由铁素体不锈钢提供的机械性质和所提供的耐腐蚀性与生产管的要求不匹配。

还已知申请WO2012117546，这个发明的目的是提供即使在具有超过0.03atm的硫化氢分压的苛刻腐蚀性环境中也显示出高性能的马氏体不锈钢。该不锈钢是由低C、高Cr合金钢构成的油井管，其具有862MPa级别(grade)并且具有高耐腐蚀性，特征在于含有(按照质量％)0.005-0.05％的C、12-16％的Cr、至多1.0％的Si、至多2.0％的Mn、3.5-7.5％的Ni、1.5-3.5％的Mo、0.01-0.05％的V、至多0.02％的N和0.01-0.06％的Ta，且满足关系(1)，和包含Fe和偶存杂质的剩余量。25-25[％Ni]+5[％Cr]+25[％Mo]≥0(1)。这样的钢产生令人关注的机械性质但是在热的条件下难以生产以获得具有改进的耐腐蚀性的钢。然而，仍然能改进耐腐蚀性。

根据本发明的钢旨在采用具有改进的耐腐蚀性和改进的断裂韧性抗性同时在热的条件下易于生产的钢来解决上面提到的问题。

这样做，根据本发明的钢的目的为具有至少758MPa屈服强度的钢，其按重量％计包含：

0.005≤C<0.03

14≤Cr≤17

2.3≤Mo≤3.5

3.2≤Ni≤4.5

Si≤0.6

0.5≤Cu≤1.5

0.4≤Mn≤1.3

0.35≤V≤0.6

3.2×C≤Nb≤0.1

W≤1.5

0.5≤Co≤1.5

0.02≤N≤0.05

Ti≤0.05

P≤0.03

S≤0.005

Al≤0.05

所述钢的化学组成的余量由Fe和不可避免的杂质构成。

单独或组合考虑，本发明还可展现出以下所列的特性。