專利名稱：二相組織油井鋼管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過將成分組成最優(yōu)化的熱軋鋼板成形為鋼管，將該鋼管加熱至奧氏體和鐵素體的二相共存的溫度(二相域)，然后進(jìn)行淬火處理而控制了金屬組織的擴(kuò)管性優(yōu)異的二相組織油井鋼管和其制造方法。本申請基于2010年7月13日在日本申請的特愿2010-159013號(hào)而主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)了將油井用鋼管在井內(nèi)擴(kuò)管10% 30%而使用的技術(shù)，該技術(shù)大大有助于油井或氣井的開發(fā)成本的降低。一般，若將鋼管沿周向進(jìn)行擴(kuò)管，則由于鮑辛格效應(yīng)而壓潰強(qiáng)度降低。鮑辛格效應(yīng)是指，在通過塑性變形施加塑性應(yīng)變后，若沿與施加塑性應(yīng)變的方向相反的方向施加應(yīng)力，則與塑性變形前相比該方向的屈服應(yīng)力降低的現(xiàn)象。針對這樣的問題，專利文獻(xiàn)I和2中提出了擴(kuò)管后的壓潰特性優(yōu)異的鋼管。專利文獻(xiàn)I中公開的鋼管是將組織制成貝氏體或貝氏體鐵素體，在擴(kuò)管后，使固溶C錯(cuò)位地固定而提高壓潰強(qiáng)度的鋼管。此外，專利文獻(xiàn)2中公開的鋼管是將組織制成可抑制鮑辛格效應(yīng)的體現(xiàn)的由鐵素體和微細(xì)分散的馬氏體構(gòu)成的二相組織的鋼管。此外，若擴(kuò)管率變高，則在擴(kuò)管時(shí)鋼管壁厚局部地減薄，根據(jù)情況有時(shí)局部發(fā)生龜裂。針對該問題，專利文獻(xiàn)3中，提高加工硬化指數(shù)(n值)是有效的，因此，提出了將組織控制為軟質(zhì)相與硬質(zhì)相的二相組織的鋼管。專利文獻(xiàn)3中公開的鋼管的金屬組織中，軟質(zhì)相為鐵素體、回火馬氏體、回火貝氏體，硬質(zhì)相為馬氏體與奧氏體的混成物(Martensite-Austenite Constituent:MA)。將鋼管加熱至二相域并進(jìn)行空 氣冷卻，將硬質(zhì)相制成MA0現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:國際公開第2004/001076號(hào)專利文獻(xiàn)2:國際公開第2005/080621號(hào)專利文獻(xiàn)3:國際公開第2009/014236號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題通過將鋼管自身加熱至鐵素體及奧氏體的二相域溫度，然后進(jìn)行淬火處理(以后，稱為二相域淬火處理。)而制造的二相組織油井鋼管雖然n值變高，但具有屈服強(qiáng)度(YieldStress:YS)降低的問題。YS是與壓潰強(qiáng)度有關(guān)的重要因子，存在YS降低時(shí)壓潰強(qiáng)度也降低的傾向。本發(fā)明提供通過二相域淬火處理而制造的、YS及n值這兩個(gè)特性優(yōu)異的二相組織油井鋼管。用于解決問題的方法
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的各方案具有以下的構(gòu)成。( I)本發(fā)明的一方案所述的二相組織油井鋼管:其化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.07% 0.15%、S1:0.1% 0.5%、Mn:0.8% 1.9%、Nb:0.020% 0.10%,將P限制為0.05%以下、將S限制為0.01%以下、將Al限制為0.1%以下，剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)，通過(式I)求出的碳當(dāng)量Ceq為0.25 0.40，將[X]設(shè)為以質(zhì)量％表示的元素X的含量時(shí)，滿足[Nb] X [C] ≤ 0.002，上述二相組織鋼管的金屬組織組成以面積率計(jì)包含80% 98%的鐵素體、合計(jì)2% 20%的馬氏體、殘留奧氏體、或它們的混合相，上述鐵素體的平均粒徑為I μ m以上且低于8 μ m，上述馬氏體、上述殘留奧氏體、或上述混合相的平均粒徑為0.1 μ m以上且2 μ m以下。
權(quán)利要求
1.一種二相組織鋼管，其特征在于，該二相組織鋼管的化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)含有 C:0.07% 0.15%、S1:0.1% 0.5%、Mn:0.8% 1.9%、Nb:0.020% 0.10%, 將P限制為0.05%以下、 將S限制為0.01%以下、 將Al限制為0.1%以下， 剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)， 通過式I求出的碳當(dāng)量Ceq為0.25 0.40,將[X]設(shè)為以質(zhì)量％表示的元素X的含量時(shí)，滿足[Nb] X [C]≥ 0.002， 上述二相組織鋼管的金屬組織組成以面積率計(jì)包含80% 98%的鐵素體、和合計(jì)2% 20%的馬氏體、殘留奧氏體、或它們的混合相， 上述鐵素體的平均粒徑為I U m以上且低于8 u m,上述馬氏體、上述殘留奧氏體、或上述混合相的平均粒徑為0.1iim以上且以下， Ceq= [C] +[Mn]/6(式 I) 其中，[X]表示以質(zhì)量％表示的元素X的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二相組織鋼管，其特征在于，上述二相組織鋼管的化學(xué)組成以質(zhì)量 % 計(jì)進(jìn)一步含有 V:0.0001% 0.02%、T1:0.005% 0.03%、Ca:0.001% 0.010%、N:0.001% 0.01%中的I種或2種以上， 將[X]設(shè)為元素X的以質(zhì)量％計(jì)的含量時(shí)， 滿足[V]/[Nb] ( 1/3， 上述碳當(dāng)量Ceq定義為式2來代替上述式1， Ceq= [C] + [Mn] /6+ [V] /5(式 2 ) 其中，[X]表示以質(zhì)量％表示的元素X的含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二相組織鋼管，其特征在于，上述二相組織鋼管的化學(xué)組成的Nb含量為0.040% 0.10%, 將[X]設(shè)為以質(zhì)量％表示的元素X的含量時(shí)， 滿足[Nb] X [C]≥ 0.003。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二相組織鋼管，其特征在于，上述二相組織鋼管的板厚為5mm 15mm0
5.一種二相組織鋼管的制造方法，其特征在于，具有以下工序:使用下述鋼材，在鐵素體的平均粒徑成為I U m以上且低于IOym的條件下進(jìn)行熱軋來制造熱軋鋼板的工序，所述鋼材的化學(xué)組成以質(zhì)量%計(jì)含有C:0.07% 0.15%,S1:0.1% 0.5%、Mn:0.8% 1.9%,Nb:.0.020% 0.10%，將P限制為0.05%以下、將S限制為0.01%以下、將Al限制為0.1%以下，剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)，通過式3求出的碳當(dāng)量Ceq為0.25 0.40，將[X]設(shè)為以質(zhì)量％表示的元素X的含量時(shí),滿足[Nb] X [C]彡0.002 ； 由上述熱軋鋼板制造鋼管的工序；將上述鋼管加熱至超過奧氏體相變的開始溫度Ac1且低于奧氏體相變結(jié)束溫度Ac3進(jìn)行淬火處理的工序，
6.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二相組織鋼管的制造方法，其特征在于，上述鋼材的化學(xué)組成以質(zhì)量 ％ 計(jì)進(jìn)一步含有 V:0.0001% 0.02%,Ti:0.005% 0.03%,Ca:0.001% 0.010%、N:0.001% 0.01%中的I種或2種以上， 將[X]設(shè)為元素X的以質(zhì)量％計(jì)的含量時(shí)， 滿足[V]/[Nb] ( 1/3， 上述碳當(dāng)量Ceq定義為式4來代替上述(式3)，
全文摘要
該二相組織鋼管的化學(xué)組成以質(zhì)量%計(jì)含有C0.07%～0.15%、Si0.1%～0.5%、Mn0.8%～1.9%、Nb0.020%～0.10%，將P限制為0.05%以下、將S限制為0.01%以下、將Al限制為0.1%以下，剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)，將[X]設(shè)為以質(zhì)量%表示的元素X的含量，在定義Ceq=[C]+[Mn]/6時(shí)，通過該式求出的碳當(dāng)量Ceq為0.25～0.40，滿足[Nb]×[C]≥0.002，上述二相組織鋼管的金屬組織組成以面積率計(jì)包含80%～98%的鐵素體、和合計(jì)2%～20%的馬氏體、殘留奧氏體、或它們的混合相，上述鐵素體的平均粒徑為1μm以上且低于8μm，上述馬氏體、上述殘留奧氏體、或上述混合相的平均粒徑為0.1μm以上且2μm以下。
文檔編號(hào)C21D9/08GK103080354SQ20118004121
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者澤村充, 朝日均, 津留英司, 阿形淳 申請人:新日鐵住金株式會(huì)社