[go: up one dir, main page]

RU2416670C2 - Martensite stainless steel - Google Patents

Martensite stainless steel Download PDF

Info

Publication number
RU2416670C2
RU2416670C2 RU2009110199/02A RU2009110199A RU2416670C2 RU 2416670 C2 RU2416670 C2 RU 2416670C2 RU 2009110199/02 A RU2009110199/02 A RU 2009110199/02A RU 2009110199 A RU2009110199 A RU 2009110199A RU 2416670 C2 RU2416670 C2 RU 2416670C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
maximum
content
stainless steel
mpa
steel
Prior art date
Application number
RU2009110199/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009110199A (en
Inventor
Хидеки ТАКАБЕ (JP)
Хидеки Такабе
Томоки МОРИ (JP)
Томоки Мори
Масакацу УЕДА (JP)
Масакацу Уеда
Original Assignee
Сумитомо Метал Индастриз, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39106787&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2416670(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. filed Critical Сумитомо Метал Индастриз, Лтд.
Publication of RU2009110199A publication Critical patent/RU2009110199A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2416670C2 publication Critical patent/RU2416670C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/25Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/14Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: steel consists of following elements in wt % : from 0.010 % to 0.018 % of C, from 0.30 % to 0.60 % of Mn, maximum 0.040 % of P, maximum 0.0100 % of S, from 10.00 % to 15.00 % of Cr, from 2.50 % to 5.83 % of Ni, from 1.00 % to 5.00 % of Mo, from 0.050 % to 0.250 % of Ti, from 0.05 % to 1.00 % of Cu, maximum 0.25 % of V, maximum 0.07 % of N, and at least one component from 0.50 % of Si, and maximum 0.10 % of Al, Fe and unavoidable impurities - the rest. Contents of carbon and titanium are stipulated by dependency 6.0 ëñ Ti/C ëñ 10.1. Steel possesses 0.6 % of yield point measured according to ASTM, from 758 MPa to 848 MPa. ^ EFFECT: high strength, resistance to corrosion and to instant fracture under effect of plastic deformation. ^ 3 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к мартенситной нержавеющей стали, а более конкретно к мартенситной нержавеющей стали, которая может быть использована в вызывающей коррозию среде, содержащей вызывающее коррозию вещество, такое как сероводород, газообразный диоксид углерода и ионы хлора.The present invention relates to martensitic stainless steel, and more particularly to martensitic stainless steel, which can be used in a corrosive medium containing a corrosive substance, such as hydrogen sulfide, gaseous carbon dioxide and chlorine ions.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В последние годы происходит глубокое бурение все большего количества нефтяных и газовых скважин. Стальные изделия, используемые в виде нефтегазопромысловых и трубопроводных труб в таких глубоких нефтяных и газовых скважинах (в дальнейшем в целом называемых "нефтяными скважинами"), должны иметь высокий предел текучести. Стальные материалы, в последнее время используемые для нефтегазопромысловых и трубопроводных труб, должны иметь высокое напряжение текучести порядка 110 ksi (тысячи фунтов силы на дюйм) (при котором 0,6% общий предел текучести при удлинении составляет от 758 МПа до 862 МПа).In recent years, there has been deep drilling of an increasing number of oil and gas wells. Steel products used in the form of oil and gas and pipeline pipes in such deep oil and gas wells (hereinafter generally referred to as "oil wells") must have a high yield strength. The steel materials recently used for oil and gas and pipeline pipes should have a high yield stress of the order of 110 ksi (thousand pounds of force per inch) (at which 0.6% of the total yield strength during elongation is from 758 MPa to 862 MPa).

Кроме того, такие нефтяные скважины содержат сероводород, газообразный диоксид углерода и ионы хлора. Поэтому стальные материалы для нефтегазопромысловых и трубопроводных труб должны иметь высокую стойкость к SSC (сульфидное растрескивание в результате коррозии под напряжением) и высокую стойкость к коррозии под воздействием газообразного диоксида углерода.In addition, such oil wells contain hydrogen sulfide, gaseous carbon dioxide and chlorine ions. Therefore, steel materials for oil and gas and pipeline pipes must have high resistance to SSC (sulfide cracking due to stress corrosion) and high resistance to corrosion under the influence of gaseous carbon dioxide.

Обычно в нефтяных скважинах используют сталь, содержащую много компонентов. В нефтяных скважинах, содержащих газообразный диоксид углерода, используют мартенситную нержавеющую сталь SUS420, имеющую высокую стойкость к коррозии под воздействием газообразного диоксида углерода. Однако мартенситная нержавеющая сталь SUS420 не подходит для нефтяных скважин, содержащих сероводород, поскольку ее стойкость к SSC под воздействием сероводорода является низкой.Typically, oil wells use steel containing many components. In oil wells containing carbon dioxide gas, SUS420 martensitic stainless steel is used, which has high corrosion resistance under the influence of carbon dioxide gas. However, the SUS420 martensitic stainless steel is not suitable for oil wells containing hydrogen sulfide, since its resistance to SSC under the influence of hydrogen sulfide is low.

Для устранения этого недостатка были разработаны изделия из мартенситной нержавеющей стали, обладающие не только стойкостью к коррозии под воздействием газообразного диоксида углерода, но и стойкостью к SSC. В JP 5-287455 А (в дальнейшем называемом "Патентный документ 1") описана мартенситная нержавеющая сталь для нефтяных скважин, обладающая высокой стойкостью к SSC и высокой стойкостью к коррозии под воздействием газообразного диоксида углерода в нефтяных скважинах, содержащих такие вещества, как сероводород и газообразный диоксид углерода. Для повышения стойкости к SSC необходимо снизить растягивающее напряжение. Поэтому, согласно описанию Патентного документа 1, растягивающее напряжение мартенситной нержавеющей стали понижают, таким образом обеспечивая высокую стойкость к SSC. Более того, уровень колебаний растягивающего напряжения после отпуска снижается благодаря снижению величины растягивающего напряжения.To eliminate this drawback, martensitic stainless steel products have been developed that possess not only corrosion resistance under the influence of carbon dioxide gas, but also SSC resistance. JP 5-287455 A (hereinafter referred to as "Patent Document 1") describes martensitic stainless steel for oil wells, which is highly resistant to SSC and highly resistant to corrosion by exposure to carbon dioxide gas in oil wells containing substances such as hydrogen sulfide and carbon dioxide gas. To increase resistance to SSC, tensile stress must be reduced. Therefore, as described in Patent Document 1, the tensile stress of martensitic stainless steel is lowered, thereby providing high resistance to SSC. Moreover, the level of fluctuations in tensile stress after tempering is reduced by reducing the magnitude of the tensile stress.

В последнее время в области изделий из нержавеющей стали для нефтегазопромысловых и трубопроводных труб существует потребность в способности стальных изделий не подвергаться немедленному разрушению под воздействием пластической деформации, вызываемой прилагаемой снаружи силой, помимо упомянутой выше высокой прочности, стойкости к SSC и стойкости к коррозии под воздействием газообразного диоксида углерода. Более конкретно, величина, получаемая в результате вычитания величины напряжения текучести (0,06% общего предела текучести при удлинении) из величины растягивающего напряжения должна составлять по меньшей мере 20,7 МПа (=3 ksi).Recently, in the field of stainless steel products for oil and gas and pipeline pipes, there is a need for the ability of steel products not to undergo immediate failure under the influence of plastic deformation caused by externally applied forces, in addition to the above high strength, SSC resistance and corrosion resistance under the influence of gaseous carbon dioxide. More specifically, the value obtained by subtracting the value of the yield stress (0.06% of the total yield strength during elongation) from the value of the tensile stress should be at least 20.7 MPa (= 3 ksi).

Мартенситная нержавеющая сталь для нефтяных скважин, описанная в Патентном документе 1, имеет низкое растягивающее напряжение. Поэтому в том случае, когда напряжение текучести стали составляет 110 ksi (от 758 МПа до 862 МПа), величина, получаемая в результате вычитания величины предела текучести из величины растягивающего напряжения, составляет менее 20,7 МПа.The martensitic stainless steel for oil wells described in Patent Document 1 has a low tensile stress. Therefore, in the case when the yield stress of steel is 110 ksi (from 758 MPa to 862 MPa), the value obtained by subtracting the yield strength from the tensile stress is less than 20.7 MPa.

Более того, как описано выше, стальное изделие для нефтегазопромысловых и трубопроводных труб должно обладать стойкостью к SSC. В том случае, если твердость одного и того же стального изделия сильно колеблется, стойкость к SSC снижается. Поэтому колебание твердости стального изделия для нефтегазопромысловых и трубопроводных труб должно быть предотвращено.Moreover, as described above, the steel product for oil and gas and pipeline pipes must be resistant to SSC. In the event that the hardness of the same steel product varies greatly, the resistance to SSC is reduced. Therefore, the fluctuation in the hardness of the steel product for oil and gas and pipeline pipes should be prevented.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Целью данного изобретения является получение мартенситной нержавеющей стали типа 110 ksi (имеющей предел текучести от 758 МПа до 862 МПа), обеспечивающей величину, получаемую в результате вычитания величины предела текучести из величины растягивающего напряжения, составляющую по меньшей мере 20,7 МПа и способную предотвратить колебания твердости.The aim of this invention is to obtain a martensitic stainless steel of 110 ksi type (having a yield strength of 758 MPa to 862 MPa), providing a value obtained by subtracting the yield strength from the tensile stress of at least 20.7 MPa and capable of preventing fluctuations hardness.

Авторы данного изобретения обнаружили, что отношение содержания Ti к содержанияю С в стали и величина (в дальнейшем также называемая "TS-YS"), получаемая в результате вычитания величины напряжения текучести (в дальнейшем также называемой "YS") из величины растягивающего напряжения (в дальнейшем также называемой "TS"), имеет корреляцию. Далее следует описание данного открытия.The inventors of the present invention found that the ratio of the Ti content to the C content in steel and the value (hereinafter also referred to as “TS-YS”) obtained by subtracting the yield stress value (hereinafter also referred to as “YS”) from the tensile stress value (in hereinafter also referred to as “TS”), has a correlation. The following is a description of this discovery.

Авторы данного изобретения получили множество видов мартенситной нержавеющей стали, содержащей в мас.% от 0,010% до 0,030% С, от 0,30% до 0,60% Мn, максимум 0,040% Р, максимум 0,0100% S, от 10,00% до 15,00% Сr, от 2,50% до 8,00% Ni, от 1,00% до 5,00% Мо, от 0,050% до 0,250% Ti, максимум 0,25% V, максимум 0,07% N, и по меньшей мере одно из максимум 0,50% Si, и максимум 0,10% Al, при этом баланс составляют Fe и неизбежные примеси, а отношение Ti/C составляет от 7,4 до 10,7. Во время получения осуществляли закалку-отпуск, при этом температуру отпуска регулировали таким образом, что напряжение текучести каждого вида мартенситной нержавеющей стали составляет 110 ksi (от 758 МПа до 862 МПа). Полученные виды мартенситной нержавеющей стали были подвергнуты испытаниям на растяжение при комнатных температурах, и были установлены их растягивающие напряжения и напряжения текучести. Следует отметить, что за напряжение текучести, согласно стандарту ASTM, принимают 0,6% предела текучести при общем удлинении.The authors of this invention have received many types of martensitic stainless steel containing in wt.% From 0.010% to 0.030% C, from 0.30% to 0.60% Mn, a maximum of 0.040% P, a maximum of 0.0100% S, from 10, 00% to 15.00% Cr, from 2.50% to 8.00% Ni, from 1.00% to 5.00% Mo, from 0.050% to 0.250% Ti, maximum 0.25% V, maximum 0 , 07% N, and at least one of a maximum of 0.50% Si and a maximum of 0.10% Al, wherein the balance is Fe and unavoidable impurities, and the Ti / C ratio is from 7.4 to 10.7. During the preparation, tempering-tempering was carried out, and the tempering temperature was controlled in such a way that the yield stress of each type of martensitic stainless steel was 110 ksi (from 758 MPa to 862 MPa). The obtained types of martensitic stainless steel were subjected to tensile tests at room temperatures, and their tensile stresses and yield stresses were established. It should be noted that the yield stress, according to ASTM standard, is taken to be 0.6% of the yield strength with total elongation.

Результаты исследований приведены на фиг.1. Абсцисса на фиг.1 представляет Ti/C, а ордината представляет TS-YS (ksi). Как показано на фиг.1, Ti/C и TS-YS имеют отрицательную корреляцию. Более конкретно, при понижении Ti/C TS-YS повышается. На основании данного нового открытия авторы настоящего изобретения установили, что условие TS-YS≥20,7 МПа (3 ksi) может быть выполнено при соблюдении следующего выражения (А):The research results are shown in figure 1. The abscissa in FIG. 1 represents Ti / C, and the ordinate represents TS-YS (ksi). As shown in FIG. 1, Ti / C and TS-YS have a negative correlation. More specifically, as Ti / C decreases, TS-YS rises. Based on this new discovery, the authors of the present invention found that the condition TS-YS≥20.7 MPa (3 ksi) can be fulfilled subject to the following expression (A):

Figure 00000001
Figure 00000001

в котором элементы символов представляют содержание данных элементовin which character elements represent the content of these elements

(мас.%).(wt.%).

Более того, авторы данного изобретения впервые обнаружили, что в том случае, если Ti/C является слишком низким, твердость сильно варьируется. Более конкретно, они обнаружили, что в том случае, когда значения Ti/C находятся в рамках соответствующего диапазона, значение TS-YS составляет не менее 20,7 МПа, поэтому уровень колебания твердости может быть снижен.Moreover, the inventors of the present invention first found that if Ti / C is too low, the hardness varies greatly. More specifically, they found that when the Ti / C values are within the corresponding range, the TS-YS value is at least 20.7 MPa, so the level of hardness fluctuation can be reduced.

Основываясь на вышеописанных технических фактах, авторы создали следующее изобретение.Based on the above technical facts, the authors created the following invention.

Мартенситная нержавеющая сталь согласно настоящему изобретению включает, в мас.%, от 0,010% до 0,030% С, от 0,30% до 0,60% Мn, максимум 0,040% Р, максимум 0,0100% S, от 10,00% до 15,00% Сr, от 2,50% до 8,00% Ni, от 1,00% до 5,00% Мо, от 0,050% до 0,250% Ti, максимум 0,25% V, максимум 0,07% N, и по меньшей мере один вид максимум 0,50% Si, и максимум 0,10% Al, при этом баланс составляют Fe и неизбежные примеси. Мартенситная нержавеющая сталь согласно настоящему изобретению также удовлетворяет выражению (1) и имеет напряжение текучести от 758 МПа до 862 МПа. Величина напряжения текучести в данном изобретении составляет 0,6% предела текучести при общем удлинении согласно стандартам ASTM.The martensitic stainless steel according to the present invention includes, in wt.%, From 0.010% to 0.030% C, from 0.30% to 0.60% Mn, a maximum of 0.040% P, a maximum of 0.0100% S, from 10.00% up to 15.00% Cr, from 2.50% to 8.00% Ni, from 1.00% to 5.00% Mo, from 0.050% to 0.250% Ti, maximum 0.25% V, maximum 0.07 % N, and at least one species, a maximum of 0.50% Si, and a maximum of 0.10% Al, with the balance being Fe and unavoidable impurities. The martensitic stainless steel according to the present invention also satisfies expression (1) and has a yield stress of 758 MPa to 862 MPa. The yield stress in this invention is 0.6% of the yield strength at total elongation according to ASTM standards.

Figure 00000002
Figure 00000002

в котором элементы символов представляют содержание данных элементов вin which the elements of the symbols represent the content of these elements in

мас.%.wt.%.

Мартенситная нержавеющая сталь предпочтительно включает по меньшей мере один из максимум 0,25% Nb и максимум 0,25% Zr вместо части Fe.Martensitic stainless steel preferably includes at least one of a maximum of 0.25% Nb and a maximum of 0.25% Zr instead of a portion of Fe.

Мартенситная нержавеющая сталь предпочтительно дополнительно включает максимум 1,00% Сu вместо части Fe.The martensitic stainless steel preferably further comprises a maximum of 1.00% Cu instead of part Fe.

Мартенситная нержавеющая сталь предпочтительно дополнительно включает по меньшей мере один компонент из максимум 0,005% Са, максимум 0,005% Мg, максимум 0,005% La и максимум 0,005% Се вместо части Fe.The martensitic stainless steel preferably further comprises at least one component of a maximum of 0.005% Ca, a maximum of 0.005% Mg, a maximum of 0.005% La and a maximum of 0.005% Ce instead of a portion of Fe.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 представляет собой график, показывающий взаимосвязь величины, полученной в результате вычитания величины напряжения текучести из величины растягивающего напряжения, и Ti/C; aFigure 1 is a graph showing the relationship of the value obtained by subtracting the magnitude of the yield stress from the magnitude of the tensile stress, and Ti / C; a

фиг.2 представляет собой поперечный вид в разрезе стальной трубы, показывающий места измерения твердости.figure 2 is a cross-sectional view in section of a steel pipe, showing the place of measurement of hardness.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯPREFERRED EMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Далее варианты осуществления данного изобретения описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1. Химический состав1. The chemical composition

Мартенситная нержавеющая сталь согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения имеет следующий состав. В дальнейшей части описания "%", относящиеся к элементам, означают "мас.%".Martensitic stainless steel according to one of the embodiments of the present invention has the following composition. In the further part of the description, "%" referring to elements means "wt.%".

С: от 0,010% до 0,030%C: from 0.010% to 0.030%

Избыточное содержание углерода (С) повышает твердость после отпуска слишком сильно, повышая, таким образом, чувствительность к сульфидному растрескиванию в результате коррозии под напряжением. В том случае, если содержание С является слишком низким и предел текучести стали составляет по меньшей мере 100 ksi (от 758 МПа до 862 МПа), выражение TS-YS≥20,7 МПа не может быть удовлетворено. Поэтому содержание С должно составлять от 0,010% до 0,030%, предпочтительно - от 0,012% до 0,018%.An excess carbon content (C) increases the hardness after tempering too much, thus increasing the sensitivity to sulfide cracking due to stress corrosion. If the C content is too low and the yield strength of the steel is at least 100 ksi (from 758 MPa to 862 MPa), the expression TS-YS≥20.7 MPa cannot be satisfied. Therefore, the content of C should be from 0.010% to 0.030%, preferably from 0.012% to 0.018%.

Мn: от 0,30% до 0,60%Mn: 0.30% to 0.60%

Марганец (Мn) улучшает обрабатываемость в горячем состоянии. Однако при избыточном содержании Мn дальнейшего улучшения действия не происходит. Поэтому содержание Мn должно составлять от 0,30% до 0,60%.Manganese (Mn) improves hot workability. However, with an excess Mn content, further improvement of the action does not occur. Therefore, the Mn content should be between 0.30% and 0.60%.

Р: 0,040 или менееP: 0.040 or less

Фосфор (Р) представляет собой загрязняющую примесь, снижающую стойкость к SSC. Поэтому содержание Р должно составлять не более 0,040%.Phosphorus (P) is a contaminant that reduces SSC resistance. Therefore, the content of P should be no more than 0.040%.

S: 0,0100% или менееS: 0.0100% or less

Сера (S) представляет собой загрязняющую примесь, снижающую обрабатываемость в горячем состоянии. Поэтому содержание S предпочтительно является как можно более низким. Содержание S должно составлять не более 0,0100%.Sulfur (S) is a contaminant that reduces hot workability. Therefore, the content of S is preferably as low as possible. S content should be no more than 0.0100%.

Сr: от 10,00% до 15,00%Cr: from 10.00% to 15.00%

Хром (Сr) улучшает стойкость к коррозии, вызванной газообразным диоксидом углерода. Однако избыточное содержание Сr препятствует образованию мартенситной фазы в структуре после отпуска. Поэтому содержание Сr должно составлять от 10,00% до 15,00%.Chromium (Cr) improves the resistance to corrosion caused by gaseous carbon dioxide. However, an excess Cr content prevents the formation of a martensitic phase in the structure after tempering. Therefore, the Cr content should be between 10.00% and 15.00%.

Ni: от 2,50% до 8,00%Ni: 2.50% to 8.00%

Никель (Ni) эффективно способствует образованию в основном мартенситной фазы в структуре после отпуска. В том случае, если содержание Ni является слишком низким, в отпущенной структуре в осадок выпадает большое количество ферритной фазы. С другой стороны, избыточное содержание Ni, в основном, вызывает образование аустенитной фазы в отпущенной структуре. Поэтому содержание Ni должно составлять от 2,50% до 8,00%, предпочтительно - от 4,00% до 7,00%.Nickel (Ni) effectively promotes the formation of a mainly martensitic phase in the structure after tempering. If the Ni content is too low, a large amount of the ferrite phase precipitates in the tempered structure. On the other hand, excess Ni content mainly causes the formation of an austenitic phase in the tempered structure. Therefore, the Ni content should be from 2.50% to 8.00%, preferably from 4.00% to 7.00%.

Мо: от 1,00% до 5,00%Mo: 1.00% to 5.00%

Молибден (Мо) улучшает стойкость к SSC высокопрочной стали в среде, содержащей сероводород. Однако при избыточном содержании Мо дальнейшего улучшения действия не происходит. Поэтому содержание Мо должно составлять от 1,00% до 5,00%.Molybdenum (Mo) improves the SSC resistance of high-strength steel in a medium containing hydrogen sulfide. However, with an excess content of Mo, no further improvement in action occurs. Therefore, the Mo content should be between 1.00% and 5.00%.

Ti: от 0,050% до 0,250%Ti: 0.050% to 0.250%

Титан (Ti) улучшает ударную вязкость, предотвращая формирование в структуре крупных зерен. Однако избыточное содержание Ti препятствует образованию, в основном, мартенситной фазы в структуре после отпуска, поэтому ударная вязкость и стойкость к коррозии (стойкость к SSC и стойкость к коррозии, вызванной газообразным диоксидом углерода) снижаются. Поэтому содержание Ti должно составлять от 0,050% до 0,250%, предпочтительно - от 0,050% до 0,150%.Titanium (Ti) improves toughness, preventing the formation of large grains in the structure. However, an excess Ti content prevents the formation of a mainly martensitic phase in the structure after tempering; therefore, toughness and corrosion resistance (SSC resistance and corrosion resistance caused by carbon dioxide gas) are reduced. Therefore, the Ti content should be from 0.050% to 0.250%, preferably from 0.050% to 0.150%.

N: 0,07% или менееN: 0.07% or less

Азот (N) представляет собой примесь. Избыточное содержание N вызывает выпадение в стали в осадок большого количества включений на основе азота, что снижает стойкость к коррозии. Поэтому содержание N должно составлять не более 0,07%, предпочтительно - не более 0,03%, более предпочтительно - не более 0,02%, еще более предпочтительно - не более 0,01%.Nitrogen (N) is an impurity. Excessive N content causes a large amount of nitrogen-based inclusions to precipitate in steel, which reduces corrosion resistance. Therefore, the N content should be no more than 0.07%, preferably no more than 0.03%, more preferably no more than 0.02%, even more preferably no more than 0.01%.

V: 0,25% или менееV: 0.25% or less

Ванадий (V) связывает С в стали, формируя карбид, и таким образом повышает температуру отпуска и стойкость к SSC. Однако избыточное содержание V предотвращает образование мартенситной фазы. Таким образом, содержание V должно составлять не более 0,25%. Нижний предел содержания V предпочтительно составляет 0,01%.Vanadium (V) binds C in steel to form carbide, and thus increases the tempering temperature and resistance to SSC. However, an excess V content prevents the formation of a martensitic phase. Thus, the content of V should be no more than 0.25%. The lower limit of the V content is preferably 0.01%.

Мартенситная нержавеющая сталь согласно данному варианту содержит по меньшей мере один из таких элементов, как Si и Al.The martensitic stainless steel according to this embodiment contains at least one of elements such as Si and Al.

Si: 0,50% или менееSi: 0.50% or less

Al: 0,10% или менееAl: 0.10% or less

Как кремний (Si), так и алюминий (Al) эффективно действуют в качестве раскислителя. Однако избыточное содержание Si снижает ударную вязкость и обрабатываемость в горячем состоянии. Избыточное содержание Al вызывает образование в стали большого числа включений, что снижает стойкость к коррозии. Поэтому содержание Si должно составлять не более 0,50%, а содержание Al - не более 0,10%. Нижний предел содержания Si предпочтительно составляет 0,10%, а нижний предел содержания Al предпочтительно составляет 0,001%. Следует отметить, что в том случае, если содержание Si и/или Al меньше указанных нижних пределов, вышеописанное действие достигается всего лишь в некоторой степени.Both silicon (Si) and aluminum (Al) effectively act as a deoxidizing agent. However, an excess Si content reduces the toughness and hot workability. Excess Al content causes the formation of a large number of inclusions in the steel, which reduces corrosion resistance. Therefore, the Si content should be no more than 0.50%, and the Al content should be no more than 0.10%. The lower limit of the Si content is preferably 0.10%, and the lower limit of the Al content is preferably 0.001%. It should be noted that if the content of Si and / or Al is less than the specified lower limits, the above effect is achieved only to some extent.

Баланс мартенситной нержавеющей стали согласно настоящему изобретению включает Fe. Следует отметить, что по различным причинам в стали могут содержаться загрязняющие примеси, отличные от вышеописанных неизбежных примесей.The balance of martensitic stainless steel according to the present invention includes Fe. It should be noted that for various reasons, contaminants other than the inevitable impurities described above may be contained in the steel.

Более того, содержание Ti и содержание С в вышеописанном химическом составе удовлетворяют следующему выражению (I):Moreover, the Ti content and the C content in the above chemical composition satisfy the following expression (I):

Figure 00000003
Figure 00000003

в котором элементы символов представляют содержание данных элементов (в in which the elements of the symbols represent the content of these elements (in

мас.%).wt.%).

Как показано на фиг.1, по мере снижения Ti/C TS-YS повышается. В том случае, если Ti/C превышает 10,1, выражение TS-YS≥20,7 МПа не может быть удовлетворено.As shown in FIG. 1, as Ti / C decreases, TS-YS rises. In the event that the Ti / C exceeds 10.1, the expression TS-YS≥20.7 MPa cannot be satisfied.

С другой стороны, если Ti/C слишком мало, колебание твердости повышается. Более конкретно, колебание твердости (HRC), определяемое при помощи следующего выражения (2), составляет не менее 2,5.On the other hand, if Ti / C is too low, the oscillation of hardness increases. More specifically, the hardness fluctuation (HRC) determined by the following expression (2) is at least 2.5.

Колебание твердости

Figure 00000004
Hardness swing
Figure 00000004

Согласно настоящему изобретению Нmах и Hmin измеряют следующим способом. Как показано на фиг.2, измеряют твердость поперечного сечения, соответствующего центру стальной трубы, используя шкалу твердости по Роквеллу С (в дальнейшем называемую просто "твердость по Роквеллу" и выражаемую в единицах HRC), на центральных участках толщины Р1-Р4 с промежутком 90° в направлении вдоль окружности. Из четырех полученных значений твердости по Роквеллу максимальное значение представляет собой Нmах, а минимальное значение - Hmin.According to the present invention, Hmax and Hmin are measured in the following manner. As shown in FIG. 2, the hardness of the cross section corresponding to the center of the steel pipe is measured using the Rockwell C hardness scale (hereinafter referred to simply as “Rockwell hardness” and expressed in HRC units), in the central sections of the thickness P1-P4 with a gap of 90 ° in the direction along the circle. Of the four Rockwell hardness values obtained, the maximum value is Hmax and the minimum value is Hmin.

При колебании твердости не менее 2,5 стойкость к SSC проявляет тенденцию к снижению. В том случае, если Ti/C равно не менее 6,0, колебание твердости составляет менее 2,5 и может быть предотвращено. Несмотря на отсутствие четкого объяснения, это может происходить по следующей причине. В том случае, если Ti/C слишком мало, содержание Ti в стали невелико. Поэтому большое количество VC выпадает в осадок во время отпуска. Выпавшие в осадок VC имеют неравные размеры, в зависимости от места, в котором они выпадают в осадок в стальной трубе. В результате, твердость сильно колеблется. С другой стороны, в том случае, если Ti/C велико, содержание Ti в стали является высоким. Поэтому Ti/C выпадает в осадок во время отпуска, а выпадение в осадок VC подавляется. Следовательно, уровень колебания твердости снижается.With a hardness fluctuation of at least 2.5, resistance to SSC tends to decrease. If Ti / C is at least 6.0, the fluctuation in hardness is less than 2.5 and can be prevented. Despite the lack of a clear explanation, this may occur for the following reason. If Ti / C is too low, the Ti content in the steel is low. Therefore, a large amount of VC precipitates during the holidays. Precipitated VCs are unevenly sized, depending on where they precipitate in the steel pipe. As a result, hardness varies greatly. On the other hand, if Ti / C is high, the Ti content in the steel is high. Therefore, Ti / C precipitates during tempering, and VC precipitation is suppressed. Therefore, the level of fluctuation in hardness is reduced.

Мартенситная нержавеющая сталь согласно настоящему изобретению удовлетворяет выражению (1), поэтому TS-YS составляет не менее 20,7 МПа, а колебание твердости составляет менее 2,5.The martensitic stainless steel according to the present invention satisfies the expression (1), therefore, TS-YS is not less than 20.7 MPa, and the variation in hardness is less than 2.5.

Верхний предел Ti/C предпочтительно составляет 9,6, более предпочтительно - 9,0.The upper limit of Ti / C is preferably 9.6, more preferably 9.0.

Мартенситная нержавеющая сталь согласно данному варианту при необходимости дополнительно содержит по меньшей мере один из таких элементов, как Nb и Zr вместо части Fe.The martensitic stainless steel according to this embodiment optionally further comprises at least one of elements such as Nb and Zr instead of a part of Fe.

Nb: 0,25% или менееNb: 0.25% or less

Zr: 0,25% или менееZr: 0.25% or less

Как ниобий (Nb), так и цирконий (Zr) представляют собой необязательные элементы. Данные элементы формируют карбид, связывая С в стали, и снижают колебания твердости после отпуска. Однако избыточное содержание данных элементов предотвращает образование, в основном, мартенситной фазы в отпущенной структуре. Поэтому общее содержание Nb и Zr должно составлять не более 0,25% для каждого. Предпочтительные нижние пределы содержания Nb и Zr составляют по 0,005% каждого. Следует отметить, что в том случае, если содержание каждого из Nb и Zr составляет менее 0,005%, вышеописанное действие может быть достигнуто всего лишь в некоторой степени.Both niobium (Nb) and zirconium (Zr) are optional elements. These elements form carbide, binding C in steel, and reduce fluctuations in hardness after tempering. However, the excessive content of these elements prevents the formation of a mainly martensitic phase in the tempered structure. Therefore, the total content of Nb and Zr should be no more than 0.25% for each. Preferred lower limits for Nb and Zr are 0.005% each. It should be noted that if the content of each of Nb and Zr is less than 0.005%, the above effect can be achieved only to some extent.

Мартенситная нержавеющая сталь согласно данному варианту при необходимости дополнительно содержит Сu вместо части Fe.The martensitic stainless steel according to this embodiment optionally further contains Cu instead of part Fe.

Сu: 1,00% или менееCu: 1.00% or less

Медь (Сu) представляет собой необязательный элемент. Подобно Ni, Сu эффективно способствует образованию мартенситной фазы в структуре после отпуска. Однако избыточное содержание Сu снижает обрабатываемость в горячем состоянии. Поэтому содержание Сu должно составлять не более 1,00%. Нижний предел содержания Сu предпочтительно составляет 0,05%. Следует отметить, что в том случае, если содержание Сu меньше 0,05%, вышеописанное действие достигается всего лишь в некоторой степени.Copper (Cu) is an optional element. Like Ni, Cu effectively promotes the formation of a martensitic phase in the structure after tempering. However, excess Cu reduces hot workability. Therefore, the content of Cu should be no more than 1.00%. The lower limit of the content of Cu is preferably 0.05%. It should be noted that if the content of Cu is less than 0.05%, the above effect is achieved only to some extent.

Мартенситная нержавеющая сталь согласно данному варианту при необходимости дополнительно содержит по меньшей мере один компонент из Са, Мg, La и Се вместо части Fe.The martensitic stainless steel according to this embodiment optionally further contains at least one component of Ca, Mg, La and Ce instead of a part of Fe.

Са: 0,005% или менееCa: 0.005% or less

Мg: 0,005% или менееMg: 0.005% or less

La: 0,005% или менееLa: 0.005% or less

Се: 0,005% или менееCe: 0.005% or less

Кальций (Са), магний (Мg), лантан (La) и церий (Се) представляют собой необязательные элементы. Данные элементы улучшают обрабатываемость в горячем состоянии. Однако при избыточном содержании данных элементов образуются крупные оксиды, и стойкость к коррозии снижается. Поэтому содержание каждого из данных элементов должно составлять не более 0,005%. Нижний предел содержания каждого из данных элементов предпочтительно составляет 0,0002%. Следует отметить, что в том случае, если содержание Са, Мg, La и Се составляет менее 0,0002%, вышеописанное действие может быть достигнуто всего лишь в некоторой степени. Из данных элементов предпочтительным является содержание Са и/или La.Calcium (Ca), magnesium (Mg), lanthanum (La) and cerium (Ce) are optional elements. These elements improve hot workability. However, with excessive content of these elements, large oxides are formed, and corrosion resistance is reduced. Therefore, the content of each of these elements should be no more than 0.005%. The lower limit of the content of each of these elements is preferably 0.0002%. It should be noted that if the content of Ca, Mg, La and Ce is less than 0.0002%, the above effect can be achieved only to some extent. Of these elements, Ca and / or La is preferred.

2. Способ получения2. The method of obtaining

Далее следует описание способа получения мартенситной нержавеющей стали согласно данному варианту. Из расплавленной стали, имеющей химический состав, указанный выше в п.1, таким способом, как непрерывное литье, получают сляб или заготовку. Альтернативно, расплавленную сталь получают в виде слитка путем разливания в слитки. Сляб или слиток подвергают обработке в горячем состоянии таким способом, как прокатка на блюминге, получая биллет (заготовку).The following is a description of a method for producing martensitic stainless steel according to this embodiment. From a molten steel having the chemical composition specified in paragraph 1 above, in a manner such as continuous casting, a slab or billet is obtained. Alternatively, molten steel is obtained as an ingot by casting into ingots. The slab or ingot is subjected to hot processing in such a way as blooming, receiving a bill (blank).

Полученный биллет нагревают в нагревательной печи, и заготовку, извлеченную из нагревательной печи, прошивают по оси на прошивном стане. Затем биллет или заготовку готовят в виде бесшовной стальной трубы, имеющей нужный размер, при помощи стана для прокатки бесшовных труб на оправке, обжимного устройства или подобного. Затем осуществляют термическую обработку (закалку и отпуск). На данном этапе температуры закалки и отпуска регулируют таким образом, чтобы 0,6% общего предела текучести при удлинении отпущенной мартенситной нержавеющей стали находились в диапазоне, составляющем от 758 МПа до 862 МПа (110 ksi).The resulting billet is heated in a heating furnace, and the billet extracted from the heating furnace is stitched axially on a piercing mill. Then, the billet or billet is prepared in the form of a seamless steel pipe having the desired size, using a mill for rolling seamless pipes on a mandrel, a crimping device or the like. Then carry out heat treatment (hardening and tempering). At this stage, the quenching and tempering temperatures are controlled so that 0.6% of the total yield strength for elongation of tempered martensitic stainless steel is in the range of 758 MPa to 862 MPa (110 ksi).

Следует отметить, что вышеприведенное описание относится к способу получения бесшовной трубы из мартенситной нержавеющей стали, в то время как сварная стальная труба может быть получена любыми другими хорошо известными способами.It should be noted that the above description relates to a method for producing a seamless martensitic stainless steel pipe, while a welded steel pipe can be obtained by any other well-known methods.

ПримерExample

Были получены бесшовные стальные трубы, имеющие различные химические составы, после чего были исследованы TS-YS и колебания твердости полученных бесшовных стальных труб.Seamless steel pipes having various chemical compositions were obtained, after which TS-YS and fluctuations in the hardness of the obtained seamless steel pipes were investigated.

Способ исследованияResearch Method

Путем плавления были получены заготовки из различных видов стали, имеющих указанные в таблице химические составы, под номерами испытаний. Каждая из полученных заготовок была подвергнута горячей ковке и горячей прокатке для получения бесшовных стальных труб.By melting, billets were obtained from various types of steel having the chemical compositions indicated in the table under test numbers. Each of the billets obtained was hot forged and hot rolled to obtain seamless steel pipes.

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007

Затем осуществляют закалку и отпуск таким образом, чтобы 0,6% общего предела текучести при удлинении каждой из полученных из нержавеющей стали труб находились в диапазоне, составляющем от 758 МПа до 862 МПа. Более конкретно, температура закалки составляет 910°С, а температуру отпуска регулируют в интервале от 560°С до 630°С. После проведения закалки и отпуска измеряют 0,6% общий предел текучести при удлинении (YS) и растягивающее напряжение (TS) каждой из полученных из нержавеющей стали труб. От каждой бесшовной стальной трубы в осевом направлении отбирают образец в виде круглого стержня (согласно стандарту ASTM A370), при этом параллельная часть образца имеет длину 25,4 мм и диаметр сечения, составляющий 6,35 мм в осевом направлении бесшовной стальной трубы. Полученные образцы в виде круглого стержня подвергают испытаниям на растяжение при комнатных температурах и измеряют 0,6% общего предела текучести при удлинении YS (МПа) и растягивающее напряжение TS (МПа) согласно стандарту ASTM. После измерения получают TS-YS для каждого образца под номерами испытаний.Then, quenching and tempering are carried out in such a way that 0.6% of the total yield strength when elongating each of the stainless steel pipes is in the range of 758 MPa to 862 MPa. More specifically, the quenching temperature is 910 ° C, and the tempering temperature is controlled in the range from 560 ° C to 630 ° C. After quenching and tempering, 0.6% of the total elongation yield strength (YS) and tensile stress (TS) of each of the stainless steel pipes are measured. In the axial direction, a sample is taken from each seamless steel pipe in the form of a round rod (according to ASTM A370), while the parallel part of the sample has a length of 25.4 mm and a cross-sectional diameter of 6.35 mm in the axial direction of the seamless steel pipe. The resulting samples in the form of a round rod are subjected to tensile tests at room temperature and measure 0.6% of the total yield strength at elongation YS (MPa) and tensile stress TS (MPa) according to ASTM standard. After measurement, TS-YS is obtained for each sample under test numbers.

Определяют колебания твердости каждой из бесшовных стальных труб. Более конкретно, каждую бесшовную стальную трубу разрезают в центре в поперечном направлении. Как показано на фиг.2, измеряют твердость поперечного сечения разрезанной бесшовной стальной трубы, используя шкалу твердости по Роквеллу С (HRC), на центральных участках толщины Р1-Р4 с промежутком 90° в направлении вдоль окружности. Из четырех полученных значений твердости по Роквеллу максимальное значение представляет собой Нmах, а минимальное значение - Hmin. Используя полученные таким образом Hmax и Hmin, при помощи выражения (2) получают значение колебания твердости (HRC).The fluctuations in hardness of each of the seamless steel pipes are determined. More specifically, each seamless steel pipe is cut in the center in the transverse direction. As shown in FIG. 2, the cross sectional hardness of the cut seamless steel pipe is measured using the Rockwell C hardness scale (HRC) in the central sections of the thickness P1-P4 with a gap of 90 ° in the circumferential direction. Of the four Rockwell hardness values obtained, the maximum value is Hmax and the minimum value is Hmin. Using the thus obtained Hmax and Hmin, using the expression (2) get the value of the fluctuation of hardness (HRC).

Результаты исследованийResearch results

Результаты исследований представлены в таблице. В данной таблице "Ti/C" представляет собой отношение содержания Ti (мас.%) к содержанию С (мас.%) для каждого из образцов под номерами испытаний. В данной таблице "TS" представляет растягивающее напряжение (МПа) каждого образца под номерами испытаний, a "YS" представляет 0,6% общий предел текучести при удлинении (МПа), полученный путем вычитания 0,6% величины общего предела текучести при удлинении из величины растягивающего напряжения. В данной таблице "колебание твердости" представляет собой колебание твердости, полученное при помощи выражения (2). Следует отметить, что подчеркнутые цифровые величины находятся за пределами диапазона, определяемого данным изобретением.The research results are presented in the table. In this table, “Ti / C” is the ratio of the Ti content (wt.%) To the C content (wt.%) For each of the samples under test numbers. In this table, “TS” represents the tensile stress (MPa) of each sample under test numbers, and “YS” represents 0.6% of the total elongation yield strength (MPa) obtained by subtracting 0.6% of the total elongation yield strength from elongation from tensile stress values. In this table, "hardness fluctuation" is the hardness fluctuation obtained using expression (2). It should be noted that the underlined numerical values are outside the range defined by this invention.

В таблице 0,6% общий предел текучести при удлинении (YS) находится в рамках диапазона, составляющего от 758 МПа до 862 МПа.In the 0.6% table, the total elongation yield strength (YS) is within the range of 758 MPa to 862 MPa.

Бесшовные стальные трубы под №№1-49 имеют химические составы в рамках диапазона, определяемого данным изобретением, и их величины Ti/C удовлетворяют выражению (1). Поэтому TS-YS любой из бесшовных стальных труб составляет не менее 20,7 МПа, а колебание твердости - менее 2,5.Seamless steel pipes under No. 1-49 have chemical compositions within the range defined by this invention, and their Ti / C values satisfy expression (1). Therefore, TS-YS of any of the seamless steel pipes is at least 20.7 MPa, and the hardness fluctuation is less than 2.5.

С другой стороны, бесшовные стальные трубы под №№50 и 51 имеют химические составы в рамках диапазона, определяемого данным изобретением, однако их величины Ti/C не удовлетворяют выражению (1), либо Ti/C каждой трубы превышает 10,1. Поэтому TS-YS составляет менее 20,7 МПа.On the other hand, seamless steel pipes nos. 50 and 51 have chemical compositions within the range defined by this invention, however, their Ti / C values do not satisfy expression (1), or the Ti / C of each pipe exceeds 10.1. Therefore, TS-YS is less than 20.7 MPa.

Содержание С во всех бесшовных стальных трубах под №№52-69 меньше нижнего предела содержания С, определяемого данным изобретением. Поэтому TS-YS любой из труб составляет менее 20,7 МПа.The content of C in all seamless steel pipes under No. 52-69 is less than the lower limit of the content of C defined by this invention. Therefore, TS-YS of any of the pipes is less than 20.7 MPa.

Бесшовные стальные трубы под №№70-73 имеют химические составы в рамках диапазона, определяемого данным изобретением, однако все их величины Ti/C составляют менее 6,0. Поэтому колебание твердости составляет не менее 2,5.Seamless steel pipes No. 70-73 have chemical compositions within the range defined by this invention, however, all their Ti / C values are less than 6.0. Therefore, the hardness fluctuation is at least 2.5.

Бесшовные стальные трубы под №№1-49 и 70-73 в таблице подвергают испытаниям на SSC и оценивают их стойкость к SSC. Более конкретно, от каждой из бесшовных стальных труб отбирают образец для испытаний на растяжение с параллельной частью, имеющей диаметр 6,3 мм и длину 25,4 мм. Используя полученные образцы для испытаний на растяжение, проводят проверочные кольцевые испытания согласно NACE TM0177-96, метод А. Для этого образцы погружают на 720 часов в 20% водный раствор NaCl, насыщенный H2S (бал. СО2) под давлением 0,03 атм. рН водного раствора NaCl составляет 4,5, а температуру водного раствора во время испытаний поддерживают на уровне 25°С. После испытаний образцы исследуют визуально на наличие трещин.Seamless steel pipes nos. 1-49 and 70-73 in the table are subjected to SSC tests and their resistance to SSC is evaluated. More specifically, a tensile test specimen with a parallel portion having a diameter of 6.3 mm and a length of 25.4 mm is taken from each of the seamless steel pipes. Using the obtained samples for tensile tests, verification ring tests are carried out according to NACE TM0177-96, method A. For this, the samples are immersed for 720 hours in a 20% aqueous solution of NaCl saturated with H 2 S (ball. CO 2 ) under a pressure of 0.03 atm. The pH of the aqueous NaCl solution is 4.5, and the temperature of the aqueous solution during the tests is maintained at 25 ° C. After testing, the samples are examined visually for cracks.

Согласно результатам испытаний ни в одном из образцов для испытаний на растяжение под №№1-49 трещин не появилось. И наоборот, трещины были обнаружены в образцах для испытаний на растяжение под №№70-73.According to the test results, in none of the samples for tensile testing under No. 1-49 cracks appeared. And vice versa, cracks were found in the samples for tensile tests under No. 70-73.

Несмотря на вышеприведенное описание варианта осуществления настоящего изобретения оно служит только лишь в качестве иллюстрации и примера и не должно рассматриваться как ограничивающее. Данное изобретение может быть подвергнуто различным модификациям при условии, что они не нарушают сущности и объема данного изобретения.Despite the above description of an embodiment of the present invention, it serves only as an illustration and example and should not be construed as limiting. The present invention may be subjected to various modifications, provided that they do not violate the essence and scope of the present invention.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY

Мартенситная нержавеющая сталь согласно данному изобретению имеет широкое применение в качестве стальных изделий, используемых в вызывающей коррозию среде, содержащей вызывающее коррозию вещество, такое как сероводород, газообразный диоксид углерода и ионы хлора. Более конкретно, такая сталь подходит для изготовления стальных изделий, используемых в производственном оборудовании для нефти или природного газа, а также установках для получения геотермальной электроэнергии. Такая сталь особенно подходит для использования в виде нефтегазопромысловых и трубопроводных труб в нефтяных и газовых скважинах.The martensitic stainless steel according to this invention is widely used as steel products used in a corrosive environment containing a corrosive substance, such as hydrogen sulfide, gaseous carbon dioxide and chlorine ions. More specifically, such steel is suitable for the manufacture of steel products used in production equipment for oil or natural gas, as well as installations for generating geothermal electricity. Such steel is particularly suitable for use in the form of oil and gas production and pipeline pipes in oil and gas wells.

Claims (3)

1. Мартенситная нержавеющая сталь, включающая, мас.%: от 0,010 до 0,018% С, от 0,30 до 0,60% Мn, максимум 0,040% Р, максимум 0,0100% S, от 10,00 до 15,00% Сr, от 2,50 до 5,83% Ni, от 1,00 до 5,00% Мо, от 0,050 до 0,250% Ti, от 0,05 до 1,00% Cu, максимум 0,25% V, максимум 0,07% N и по меньшей мере один компонент из максимум 0,50% Si и максимум 0,10% Аl, при этом баланс составляют Fe и неизбежные примеси, причем упомянутая мартенситная нержавеющая сталь удовлетворяет выражению 6,0≤Ti/C≤10,1, в котором элементы символов представляют содержание элементов в мас.%, и имеет 0,6% предел текучести, измеренный согласно ASTM, от 758 до 848 МПа.1. Martensitic stainless steel, including, wt.%: From 0.010 to 0.018% C, from 0.30 to 0.60% Mn, a maximum of 0.040% P, a maximum of 0.0100% S, from 10.00 to 15.00 % Cr, from 2.50 to 5.83% Ni, from 1.00 to 5.00% Mo, from 0.050 to 0.250% Ti, from 0.05 to 1.00% Cu, maximum 0.25% V, a maximum of 0.07% N and at least one component of a maximum of 0.50% Si and a maximum of 0.10% Al, with the balance being Fe and unavoidable impurities, said martensitic stainless steel satisfying the expression 6.0 ≤ Ti / C ≤10.1, in which the symbol elements represent the element content in wt.%, And has a 0.6% yield strength, measured according to ASTM, from 758 to 848 MPa. 2. Мартенситная нержавеющая сталь по п.1, дополнительно включающая по меньшей мере один из максимум 0,25% Nb и максимум 0,25% Zr.2. The martensitic stainless steel according to claim 1, further comprising at least one of a maximum of 0.25% Nb and a maximum of 0.25% Zr. 3. Мартенситная нержавеющая сталь по любому из пп.1 и 2, включающая по меньшей мере один компонент из максимум 0,005% Са, максимум 0,005% Mg, максимум 0,005% La и максимум 0,005% Се. 3. The martensitic stainless steel according to any one of claims 1 and 2, comprising at least one component of a maximum of 0.005% Ca, a maximum of 0.005% Mg, a maximum of 0.005% La and a maximum of 0.005% Ce.
RU2009110199/02A 2006-08-22 2007-08-21 Martensite stainless steel RU2416670C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006225261 2006-08-22
JP2006-225261 2006-08-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009110199A RU2009110199A (en) 2010-09-27
RU2416670C2 true RU2416670C2 (en) 2011-04-20

Family

ID=39106787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110199/02A RU2416670C2 (en) 2006-08-22 2007-08-21 Martensite stainless steel

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20090162239A1 (en)
EP (1) EP2060644A4 (en)
JP (1) JP5124857B2 (en)
CN (1) CN101506400A (en)
BR (1) BRPI0719904B1 (en)
MX (1) MX2009001836A (en)
NO (1) NO20090712L (en)
RU (1) RU2416670C2 (en)
WO (1) WO2008023702A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710808C1 (en) * 2016-05-20 2020-01-14 Ниппон Стил Корпорейшн Steel long products for well element and well element

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5045178B2 (en) 2007-03-26 2012-10-10 住友金属工業株式会社 Method for manufacturing bend pipe for line pipe and bend pipe for line pipe
CN101956146A (en) * 2010-10-12 2011-01-26 西安建筑科技大学 High strength super-martensitic stainless steel for oil and gas pipelines and preparation method thereof
JP6049331B2 (en) * 2012-07-03 2016-12-21 株式会社東芝 Steam turbine rotor blade, steam turbine rotor blade manufacturing method, and steam turbine
BR102014005015A8 (en) 2014-02-28 2017-12-26 Villares Metals S/A martensitic-ferritic stainless steel, manufactured product, process for producing forged or rolled bars or parts of martensitic-ferritic stainless steel and process for producing all seamless martensitic-ferritic stainless steel
EP3533892B1 (en) 2016-10-25 2022-11-02 JFE Steel Corporation Seamless pipe of martensitic stainless steel for oil well pipe, and method for producing seamless pipe
CN108624809B (en) * 2017-03-24 2020-07-28 宝山钢铁股份有限公司 Ultrahigh-strength steel plate with excellent seawater corrosion resistance, fatigue resistance and environmental brittleness resistance and manufacturing method thereof
JP6787483B2 (en) * 2017-03-28 2020-11-18 日本製鉄株式会社 Martensitic stainless steel
WO2019065116A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Jfeスチール株式会社 Oil well pipe martensitic stainless seamless steel pipe and production method for same
US20200407814A1 (en) 2017-09-29 2020-12-31 Jfe Steel Corporation Martensitic stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same
BR112020004793A2 (en) 2017-09-29 2020-09-24 Jfe Steel Corporation seamless martensitic stainless steel tube for tubular products for oil regions, and method for their manufacture
WO2019225281A1 (en) 2018-05-25 2019-11-28 Jfeスチール株式会社 Martensitic stainless steel seamless steel tube for oil well pipes, and method for producing same
US11773461B2 (en) 2018-05-25 2023-10-03 Jfe Steel Corporation Martensitic stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same
US12234525B2 (en) 2018-11-05 2025-02-25 Jfe Steel Corporation Martensitic stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same
CN113584407A (en) * 2020-04-30 2021-11-02 宝山钢铁股份有限公司 High-strength high-temperature corrosion resistant martensitic stainless steel and manufacturing method thereof
WO2022202913A1 (en) 2021-03-24 2022-09-29 日本製鉄株式会社 Martensite stainless steel material
EP4431621A4 (en) 2021-11-09 2025-02-19 Nippon Steel Corp SEAMLESS TUBE MADE OF MARTENSITIC STAINLESS STEEL AND METHOD FOR PRODUCING A SEAMLESS TUBE MADE OF MARTENSITIC STAINLESS STEEL

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2730090B2 (en) * 1988-10-13 1998-03-25 住友金属工業株式会社 High yield ratio martensitic stainless steel
JP3106674B2 (en) * 1992-04-09 2000-11-06 住友金属工業株式会社 Martensitic stainless steel for oil wells
JPH10130785A (en) * 1996-10-24 1998-05-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Martensitic stainless steel for oil wells with excellent hot workability
JP3743226B2 (en) * 1998-10-12 2006-02-08 住友金属工業株式会社 Martensitic stainless steel for downhole materials
JP2003003243A (en) * 2001-06-22 2003-01-08 Sumitomo Metal Ind Ltd High-strength martensitic stainless steel with excellent carbon dioxide gas corrosion resistance and sulfide stress corrosion cracking resistance
JP2003129190A (en) * 2001-10-19 2003-05-08 Sumitomo Metal Ind Ltd Martensitic stainless steel and method for producing the same
BRPI0309098B1 (en) * 2002-04-12 2016-01-12 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp method for producing a martensitic stainless steel
WO2004001082A1 (en) * 2002-06-19 2003-12-31 Jfe Steel Corporation Stainless-steel pipe for oil well and process for producing the same
AR042494A1 (en) * 2002-12-20 2005-06-22 Sumitomo Chemical Co HIGH RESISTANCE MARTENSITIC STAINLESS STEEL WITH EXCELLENT PROPERTIES OF CORROSION RESISTANCE BY CARBON DIOXIDE AND CORROSION RESISTANCE BY FISURES BY SULFIDE VOLTAGES
JP4289109B2 (en) * 2003-09-30 2009-07-01 Jfeスチール株式会社 High strength stainless steel pipe for oil well with excellent corrosion resistance
JP4337712B2 (en) * 2004-11-19 2009-09-30 住友金属工業株式会社 Martensitic stainless steel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710808C1 (en) * 2016-05-20 2020-01-14 Ниппон Стил Корпорейшн Steel long products for well element and well element

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0719904B1 (en) 2018-11-21
RU2009110199A (en) 2010-09-27
EP2060644A4 (en) 2016-02-17
WO2008023702A1 (en) 2008-02-28
JPWO2008023702A1 (en) 2010-01-14
EP2060644A1 (en) 2009-05-20
MX2009001836A (en) 2009-04-30
US20090162239A1 (en) 2009-06-25
CN101506400A (en) 2009-08-12
NO20090712L (en) 2009-05-19
BRPI0719904A2 (en) 2014-06-10
JP5124857B2 (en) 2013-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2416670C2 (en) Martensite stainless steel
JP6787483B2 (en) Martensitic stainless steel
US10995394B2 (en) Steel bar for downhole member, and downhole member
RU2459884C1 (en) Tube from high-strength stainless steel with high cracking resistance at strains in sulphide-bearing medium and high-temperature gas corrosion resistance on exposure to carbon dioxide
JP6226081B2 (en) High strength stainless steel seamless pipe and method for manufacturing the same
JP4911266B2 (en) High strength oil well stainless steel and high strength oil well stainless steel pipe
RU2649919C2 (en) Oil and gas field seamless tube or pipe made of high-strength stainless steel and method for manufacturing same
RU2431693C1 (en) Seamless pipe of martensite stainless steel for oil field pipe equipment and procedure for its manufacture
CN105734453B (en) Martensitic stain less steel oil annular tube steel, tubing and casing and its manufacture method of sulfurated hydrogen stress etching-resisting cracking
CA2717104C (en) Stainless steel used for oil country tubular goods
JP6966006B2 (en) Martensitic stainless steel
RU2698006C1 (en) Steel material and steel pipe for oil wells
WO2005017222A1 (en) High strength stainless steel pipe excellent in corrosion resistance for use in oil well and method for production thereof
EA025503B1 (en) Method for producing high-strength steel material excellent in sulfide stress cracking resistance
EP2947167A1 (en) Stainless steel seamless tube for use in oil well and manufacturing process therefor
WO2016079920A1 (en) High-strength stainless steel seamless pipe for oil wells
RU2690059C1 (en) Steel material and steel pipe for oil wells
US20240124949A1 (en) High-strength stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods and method for manufacturing same
JP6524440B2 (en) Martensite steel
JP2001059136A (en) Cr-containing steel for oil country tubular goods with excellent corrosion resistance to hydrogen sulfide and carbon dioxide
Herrera et al. Influence of Thermomechanical Processing on Mechanical Properties and Corrosion Resistance of Super Duplex Stainless Steel UNS S32750
JP2017075343A (en) Martensitic steel

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20140623

PD4A Correction of name of patent owner