油井用不锈钢、油井用不锈钢管及油井用不锈钢的制造方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102428201 A (43)申请公布日 2012.04.25 C N 1 0 2 4 2 8 2 0 1 A *CN102428201A* (21)申请号 201080022011.X (22)申请日 2010.05.17 2009-119990 2009.05.18 JP C22C 38/44(2006.01) C22C 38/50(2006.01) C21D 8/02(2006.01) C21D 8/10(2006.01) C21D 9/08(2006.01) (71)申请人住友金属工业株式会社 地址日本大阪府 (72)发明人高部秀树 近藤邦夫 天谷尚 大江太。

2、郎 乙咩阳平 (74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事 务所(普通合伙) 11277 代理人刘新宇 张会华 (54) 发明名称 油井用不锈钢、油井用不锈钢管及油井用不 锈钢的制造方法 (57) 摘要 本发明的不锈钢的化学组成含有C：0.05 以下、Si：0.5以下、Mn：0.010.5、P： 0.04以下、S：0.01以下、Cr：大于16.0且 小于等于18.0、Ni：大于4.0且小于等于 5.6、Mo：1.64.0、Cu：1.53.0、Al： 0.0010.10、N：0.050以下，其余部分由 Fe和杂质构成，满足式(1)及式(2)。另外，组织 包含马氏体相和体积分数为1040的铁素 体。

3、相，且铁素体相分布率大于85。Cr+Cu+Ni+Mo 25.5(1)；-830(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(C r+Mo)-4(2)。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.11.18 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2010/058304 2010.05.17 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/134498 JA 2010.11.25 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 13 页 附图 2 页 CN 102428208 A 1/2页 2 1.一种。

4、油井用不锈钢，其特征在于， 具有下述的化学组成、下述的组织和758MPa以上的0.2残余塑性变形时的应力； 上述的化学组成按质量计含有C：0.05以下、Si：0.5以下、Mn：0.010.5、 P：0.04以下、S：0.01以下、Cr：大于16.0且小于等于18.0、Ni：大于4.0且小于 等于5.6、Mo：1.64.0、Cu：1.53.0、Al：0.0010.10、N：0.050以下， 其余部分由Fe和杂质构成，满足式(1)及式(2)； 上述的组织包含马氏体相和体积分数为1040的铁素体相，而且，在将分别自上 述不锈钢的表面起沿着厚度方向具有50m的长度、以10m间距在200m的范围内排列 。

5、成一列的多个假想线段配置在上述不锈钢的截面中时，与上述铁素体相交叉的假想线段的 数量相对于上述假想线段的总数的比例大于85， Cr+Cu+Ni+Mo25.5 (1) -830(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(Cr+Mo)-4 (2) 在此，向式(1)及式(2)中的各元素符号中代入各元素的以质量计的含有量。 2.根据权利要求1所述的油井用不锈钢，其特征在于， 上述化学组成替代上述Fe的一部分而含有从由V：0.25以下、Nb：0.25以下、Ti： 0.25以下、Zr：0.25以下构成的组中选择的一种或者两种以上。 3.根据权利要求1或2所述的油井用不锈钢，其特征在于， 上述化。

6、学组成替代Fe的一部分而含有从由Ca：0.005以下、Mg：0.005以下、La： 0.005以下、Ce：0.005以下构成的组中选择的一种或者两种以上。 4.根据权利要求13中任一项所述的油井用不锈钢，其特征在于， 上述组织包含体积分数为10以下的残留奥氏体相。 5.一种油井用不锈钢管，其特征在于， 使用权利要求14中任一项所述的不锈钢制造。 6.一种油井用不锈钢的制造方法，其特征在于， 该制造方法包括以下工序： 将具有以下化学组成的钢坯料加热：按质量计含有C：0.05以下、Si：0.5以下、 Mn：0.010.5、P：0.04以下、S：0.01以下、Cr：大于16.0且小于等于18.0、 。

7、Ni：大于4.0且小于等于5.6、Mo：1.64.0、Cu：1.53.0、Al：0.001 0.10、N：0.050以下，其余部分由Fe和杂质构成，满足式(1)及式(2)； 对上述钢坯料进行热加工，使得钢坯料温度为8501250的条件下的上述钢坯料 的断面收缩率为50以上； 在上述热加工之后，将上述钢坯料加热到Ac3相变点以上的温度进行淬火； 在上述淬火之后，将上述钢坯料在Ac1相变点以下的温度进行回火； 该制造方法制造具有下述的组织和758MPa以上的0.2残余塑性变形时的应力的不 锈钢； 上述的组织包含马氏体相和体积分数为1040的铁素体相，而且，在将分别自上 述油井用钢材的表面起沿着厚度。

8、方向具有50m的长度、以10m间距在200m的范围内 排列成一列的多个假想线段配置在上述不锈钢的截面中时，与上述铁素体相交叉的假想线 段的数量相对于上述假想线段的总数的比例大于85， 权 利 要 求 书CN 102428201 A CN 102428208 A 2/2页 3 Cr+Cu+Ni+Mo25.5 (1) -830(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(Cr+Mo)-4 (2) 在此，向式(1)及式(2)中的各元素符号中代入各元素的以质量计的含有量。 权 利 要 求 书CN 102428201 A CN 102428208 A 1/13页 4 油井用不锈钢、 油井用不锈。

9、钢管及油井用不锈钢的制造方 法 技术领域 0001 本发明涉及油井用不锈钢及油井用不锈钢管。更详细地讲，涉及在高温的油井环 境、气井环境(以下称作高温环境)下使用的油井用不锈钢及油井用不锈钢管。 背景技术 0002 最近，对深层的油井、气井的开发不断推进(以下，在本说明书中，将油井和气井 统一简称作“油井”。另外，在本说明书中，“油井用不锈钢”包含油井用的不锈钢和气井用的 不锈钢。“油井用不锈钢管”包含油井用的不锈钢管和气井用的不锈钢管。)。深层油井具 有高温环境。“高温环境”均含有作为腐蚀性气体的二氧化碳或者二氧化碳及硫化氢气体。 在本说明书中，“高温”是指150以上的温度。在深层油井的高温。

10、环境下使用的油井管要 求满足以下3个条件。 0003 (1)高强度。具体地讲，0.2残余塑性变形时的应力为758MPa以上(110ksi级以 上)。由于深层油井的井深度较深，因此，利用的钢管的长度和重量增加。因此，要求高强 度。 0004 (2)具有优良的耐腐蚀性。具体地讲，高温环境下的腐蚀速度小于0.1g/(m 2 hr)。 并且，在被施加应力的状态下也难以破裂。即，具有优良的耐应力腐蚀裂纹性。之后，将应 力腐蚀裂纹(Stress Corrosion Cracking)也称作SCC。在本说明书中，在高温环境下耐腐 蚀性优良的意思是指腐蚀速度较小，且耐SCC性优良。 0005 在常温下具有优良。

11、的耐硫化物应力腐蚀裂纹性。在将油井用不锈钢管用于生产井 的情况下，自高温环境的油井生产出的流体(石油或者气体)在不锈钢管内流动。在自油井 生产流体因某种原因停止时，地表附近的不锈钢管内的流体温度会降低至常温。此时，在与 常温流体接触的不锈钢管中有可能发生硫化物应力腐蚀裂纹(Sulfide Stress Corrosion cracking：以下也称作SSC)。因而，油井用不锈钢管不仅要求高温下的耐SCC性，也要求常 温下的耐SSC性。 0006 在日本特开2005-336595号公报(以下称作专利文献1)、日本特开2006-16637号 公报(以下称作专利文献2)及日本特开2007-33244。

12、2号公报(以下称作专利文献3)中，提 出了一种以在高温环境下使用为目的的不锈钢。对于改善高温环境下的耐腐蚀性，铬(Cr) 是很有效的。因此，在专利文献13中公开的不锈钢含有大量的Cr。 0007 专利文献1所公开的不锈钢管含有比以往的马氏体系不锈钢(Cr含有量为13) 多的15.518的Cr。并且，不锈钢管的化学组成满足下式：Cr+Mo+0.3Si-43.5C-0.4 Mn-Ni-0.3Cu-9N11.5。通过满足该式，组织成为铁素体相和马氏体相的二相组织。结果， 热加工性提高。并且，不锈钢管的化学组成作为必需元素含有Ni和Mo，作为选择元素含有 Cu。因此，不锈钢管的耐腐蚀性提高。 0008。

13、 专利文献2所公开的不锈钢管的Cr含有量为15.518.5。并且，专利文献2 的不锈钢作为必需元素含有用于提高耐腐蚀性的Ni。另外，在专利文献2的不锈钢中，Mo、 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 2/13页 5 Cu是选择元素。 0009 专利文献3所公开的不锈钢管含有1418的Cr。专利文献3的不锈钢管还 含有Ni、Mo、Cu。因此，不锈钢管具有耐腐蚀性。并且，专利文献3的不锈钢管的组织含有 马氏体相和体积分数为315的奥氏体相。因此，不锈钢管具有韧性。 0010 如上所述，专利文献13所公开的不锈钢含有多于13的Cr。并且，作为必需 元素或者选择元素含。

14、有Ni、Mo、Cu等的合金元素。因此，高温环境下的腐蚀速度降低。例如 在专利文献1的实施例中，能够证实高温环境下的腐蚀速度降低(参照专利文献1中的表 2)。 发明内容 0011 但是，专利文献13所公开的不锈钢管在高温环境下被施加应力的情况下，存在 产生裂纹的情况。即，存在高温环境下产生应力腐蚀裂纹的情况。因此，上述专利文献1 3所公开的不锈钢存在不满足上述(1)(3)的条件的情况。 0012 本发明的目的在于提供具有以下特性的油井用不锈钢： 0013 以0.2残余塑性变形时的应力计，具有758MPa以上的高强度； 0014 在高温环境下具有优良的耐腐蚀性；并且 0015 在常温下具有优良的耐。

15、SSC性。 0016 本发明人基于研究的结果，发现满足以下项目(A)(C)的不锈钢满足上述 (1)(3)的条件。 0017 (A)使Cr含有量按质量计多于16.0。并且，以满足下式(1)的方式含有Cr、 Ni、Cu、Mo。 0018 Cr+Cu+Ni+Mo25.5 (1) 0019 式中的元素符号代入对应元素的含有量(质量)。 0020 若增多Cr含有量且满足式(1)，则即使在高温环境下也能在钢表面形成牢固的钝 化被膜。因此，耐腐蚀性提高。更具体地讲，高温环境下的腐蚀速度降低，且耐SCC性提高。 0021 (B)做成含有马氏体相和体积分数为1040的铁素体相的组织。并且，使铁 素体相分布率多于。

16、85。以下说明铁素体相分布率。 0022 图1表示本发明的不锈钢表面附近的截面照片。参照图1，多个铁素体相5沿着不 锈钢的表面1延伸。另外，截面中除铁素体相5之外的部分基本上是马氏体相6。 0023 铁素体相分布率是表示表面附近部分的铁素体相分布状态的指标。铁素体相分布 率如下定义。如图2所示，准备长度200m的刻度尺10。在刻度尺10上，沿着刻度尺10 的长度方向以10m间距在200m的范围内排列有一列长度50m的多个假想线段20。 使刻度尺10的上边与图1中的不锈钢的表面1对齐地配置刻度尺10。图3表示配置之后 的状态。各假想线段20自表面1起在不锈钢的厚度方向上具有50m的长度。多个假想。

17、 线段20沿着不锈钢的表面以10m间距在200m的范围内排列成一列。如图3所示，在 将刻度尺10配置在不锈钢的截面中时，铁素体相分布率()以下式(a)定义。 0024 铁素体相分布率与铁素体相交叉的假想线段数/假想线段的总数100 (a) 0025 总之，将与铁素体相交叉的假想线段数相对于假想线段的总数的比例定义为铁素 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 3/13页 6 体相分布率()。如上所述，铁素体相分布率要大于85。若铁素体相分布率大于85， 则高温环境中的耐SCC性就会提高。图4表示铁素体相分布率为71.4的不锈钢的截面照 片。如图4所示，在表面1中产。

18、生的裂纹7沿不锈钢的厚度方向发展。裂纹7的顶端到达 铁素体相5时，裂纹7停止发展。即，铁素体相5阻止裂纹的发展。在图4中，由于铁素体 相分布率为85以下，因此，铁素体相5并未广泛地分布在表面附近(即，距表面50m的 深度范围)。因此，裂纹7发展至一定程度的深度。 0026 相对于此，图1所示的不锈钢的铁素体相分布率大于85。即，铁素体相5广泛地 分布在表面附近。因此，在表面1上产生了裂纹的情况下，裂纹在距表面1较浅的位置就到 达铁素体相，停止发展。因而，高温环境下的耐SCC性提高。 0027 (C)将铜(Cu)作为必需元素，而且，增多Cu含有量。具体地讲，使Cu含有量按质 量计为1.53.0。。

19、在高温环境下，Cu抑制裂纹发展。因此，高温环境下的耐SCC性 提高。其机理推断如下。若使Cu含有量为1.53.0，则易于在因铁素体相而停止发 展的裂纹的表面形成钝化被膜。因此，能够抑制自裂纹表面产生新的应力腐蚀裂纹。 0028 根据以上见解，本发明人完成了以下发明。 0029 本发明的油井用不锈钢具有以下的化学组成及组织，具有758MPa以上的0.2 残余塑性变形时的应力。化学组成按质量计含有C：0.05以下、Si：0.5以下、Mn： 0.010.5、P：0.04以下、S：0.01以下、Cr：大于16.0且小于等于18.0、Ni：大 于4.0且小于等于5.6、Mo：1.64.0、Cu：1.53。

20、.0、Al：0.0010.10、 N：0.050以下，其余部分由Fe和杂质构成，满足式(1)及式(2)。组织包含马氏体相和体 积分数为1040的铁素体相。而且，在将分别自不锈钢的表面起沿着厚度方向具有 50m的长度、以10m间距在200m的范围内排列成一列的多个假想线段配置在不锈钢 的截面中时，与铁素体相交叉的假想线段的数量相对于假想线段的总数的比例大于85。 0030 Cr+Cu+Ni+Mo25.5 (1) 0031 -830(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(Cr+Mo)-4 (2) 0032 在此，向式(1)及式(2)中的各元素符号中代入各元素的含有量(质量)。 00。

21、33 0.2残余塑性变形时的应力如下定义。在纵轴表示应力、横轴表示应变的应 力-应变曲线坐标图中，将相当于应力-应变曲线和与该曲线中的直线部分(弹性区域) 平行的假想直线的交点的应力称作残余塑性变形时的应力。而且，将应力-应变曲线的起 点和假想直线与横轴交叉的点之间的距离称作残余变形量。将残余变形量为0.2的残余 塑性变形时的应力称作0.2残余塑性变形时的应力。 0034 优选为，上述化学组成替代Fe的一部分而含有从由V：0.25以下、Nb：0.25以 下、Ti：0.25以下、Zr：0.25以下构成的组中选择的一种或者两种以上。 0035 优选为，上述化学组成替代Fe的一部分而含有从由Ca：0。

22、.005以下、Mg：0.005 以下、La：0.005以下、Ce：0.005以下构成的组中选择的一种或者两种以上。 0036 优选为，上述组织包含体积分数为10以下的残留奥氏体相。 0037 本发明的油井用不锈钢管使用上述不锈钢制造。 0038 本发明的油井用不锈钢的制造方法包括以下的S1S4的工序。 0039 (S1)将具有以下化学组成的钢坯料加热：按质量计含有C：0.05以下、Si： 0.5以下、Mn：0.010.5、P：0.04以下、S：0.01以下、Cr：大于16.0且小于等 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 4/13页 7 于18.0、Ni：大于4。

23、.0且小于等于5.6、Mo：1.64.0、Cu：1.53.0、Al： 0.0010.10、N：0.050以下，其余部分由Fe和杂质构成，满足上述式(1)及式(2)； 0040 (S2)对钢坯料进行热加工，使得钢坯料温度为8501250的条件下的钢坯料 的断面收缩率为50以上； 0041 (S3)在热加工之后，加热到Ac3相变点以上的温度进行淬火； 0042 (S4)在淬火之后，以Ac1相变点以下的温度进行回火。 0043 断面收缩率()以下式(3)定义。 0044 断面收缩率(1-热加工之后与钢坯料长度方向垂直的钢坯料截面积/热加工之 前与钢坯料长度方向垂直的钢坯料截面积)100 (3) 00。

24、45 通过以上工序，能够制造具有上述化学组成、组织及强度的油井用不锈钢。 附图说明 0046 图1是本发明的油井用不锈钢的截面照片。 0047 图2是表示用于测定铁素体相分布率的刻度尺的图。 0048 图3是用于说明利用图2的刻度尺进行的铁素体相分布率的测定方法的图。 0049 图4是铁素体相分布率为85以下的不锈钢的截面照片。 具体实施方式 0050 下面，详细说明本发明的实施方式。 0051 1.化学组成 0052 本发明的油井用不锈钢具有以下的化学组成。之后，与元素相关的是指质量 的意思。 0053 C：0.05以下 0054 碳(C)用于提高钢的强度。但是，若C含有量过多，则回火后的硬。

25、度过高，耐SSC性 降低。并且，在本发明的化学组成中，随着C含有量增加，Ms点降低。因此，若C含有量增加， 则残留奥氏体易于增加，0.2残余塑性变形时的应力容易降低。因而，C含有量为0.05 以下。优选的C含有量为0.03以下。C含有量的下限并没有特别的限定。但是，考虑到 制钢工序中的脱碳处理所花费的成本，优选的C含有量为0.003以上，更优选为0.007 以上。 0055 Si：0.5以下 0056 硅(Si)用于将钢脱氧。若Si含有量过多，则钢的韧性和热加工性降低。因而，Si 含有量为0.5以下。 0057 Mn：0.010.5 0058 锰(Mn)用于将钢脱氧及脱硫，提高热加工性。若Mn。

26、含有量过少，则无法有效地得 到上述效果。若Mn含有量过多，则高温环境下的耐腐蚀性降低。因而，Mn含有量为0.01 0.5。优选的Mn含有量大于等于0.05且小于0.2。 0059 P：0.04以下 0060 磷(P)是杂质。P会降低耐SSC性。因而，P含有量为0.04以下。优选的P含 有量为0.025以下。 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 5/13页 8 0061 S：0.01以下 0062 硫(S)是杂质。S会降低热加工性。因而，S含有量为0.01以下。优选的S含 有量为0.005以下，更优选的S含有量为0.002以下。 0063 Cr：大于16.0且小。

27、于等于18.0 0064 铬(Cr)用于提高高温环境下的耐腐蚀性。具体地讲，Cr用于降低高温环境下的腐 蚀速度，提高耐SCC性。若Cr含有量过少，则无法有效地得到上述效果。若Cr含有量过多， 则钢中的铁素体相增加，钢的强度降低。因而，Cr含有量大于16.0且小于等于18.0。 优选的Cr含有量为16.318.0。 0065 Ni：大于4.0且小于等于5.6 0066 镍(Ni)用于提高钢的强度。Ni还用于提高高温环境下的耐腐蚀性。若Ni含有量 过少，则无法有效地得到上述效果。但是，若Ni含有量过多，则容易大量生成残留奥氏体。 因此，难以得到758MPa以上的0.2残余塑性变形时的应力。因而，N。

28、i含有量大于4.0 且小于等于5.6。优选的Ni含有量为4.25.4。 0067 Mo：1.64.0 0068 钼(Mo)用于提高耐SSC性。若Mo含有量过少，则无法有效地得到上述效果。另 一方面，即使过量含有Mo，上述效果也会饱和。因而，Mo含有量为1.64.0。优选的 Mo含有量为1.83.3。 0069 Cu：1.53.0 0070 铜(Cu)通过析出硬化来提高钢的强度。并且，如上所述，Cu用于提高高温环境下 的耐SCC性。Cu还用于降低腐蚀速度。若Cu含有量过少，则无法有效地得到上述效果。若 Cu含有量过多，则热加工性降低。因而，Cu含有量为1.53.0。优选的Cu含有量为 2.03.。

29、0，更优选为2.32.8。 0071 Al：0.0010.10 0072 铝(Al)用于将钢脱氧。若Al含有量过少，则无法有效地得到上述效果。若Al含 有量过多，则钢中的夹杂物增加，耐腐蚀性降低。因而，Al含有量为0.0010.10。 0073 N：0.050以下 0074 氮(N)用于提高钢的强度。但是，若N含有量过多，则钢中的夹杂物增加，耐腐蚀 性降低。因而，N含有量为0.050以下。优选的N含有量为0.026以下。优选的N含有 量的下限值为0.002。 0075 本发明的不锈钢的化学组成还满足下式(1)。 0076 Cr+Cu+Ni+Mo25.5 (1) 0077 在此，向式(1)中的各。

30、元素符号中代入对应的元素的含有量。 0078 若钢中的Cr、Cu、Ni和Mo的含有量满足式(1)，则在高温环境中会在不锈钢的表 面形成牢固的钝化被膜。因此，高温环境下的腐蚀速度降低。并且，高温环境下的耐SCC性 提高。 0079 2.组织 0080 本发明的不锈钢是含有体积分数为1040的铁素体相的组织。组织的除铁 素体相之外的其余部分主要是马氏体相，另外还含有残留奥氏体相。若残留奥氏体层的量 过度增加，则难以高强度化。因此，钢中的优选残留奥氏体相的体积分数为10以下。 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 6/13页 9 0081 铁素体相的体积分数利用以下方。

31、法来确定。自不锈钢的任意位置提取样本。研磨 与不锈钢的截面相当的样本表面。在研磨之后，使用王水和甘油的混合溶液来蚀刻研磨后 的样本表面。使用光学显微镜(观察倍率100倍)，利用依据JISG0555的点算法来测定蚀 刻后的表面中的铁素体相的面积率。而且，将测定出的面积率定义为铁素体相的体积分数。 0082 另外，残留奥氏体相的体积分数利用X射线衍射法求出。自不锈钢的任意位置提 取样本。样本的尺寸为15mm15mm2mm。使用样本来测定(铁素体)相的(200)面、 相的(211)面、(残留奥氏体)相的(200)面、(220)面和(311)面各自的X射线强度。 然后，计算出各面的积分强度。在计算之后。

32、，使用式(4)对每种相的各面和相的各面 的组合(合计6组)计算体积分数V()。然后，将6组体积分数V的平均值定义为 残留奥氏体的体积分数()。 0083 V100/(1+(IR)/(IR) (4) 0084 在此，I是相的积分强度。R是相的结晶学的理论计算值。I是相 的积分强度。R是相的结晶学的理论计算值。 0085 若铁素体相的体积分数为1040，则能得到758MPa以上的0.2残余塑性变 形时的应力。并且，铁素体相阻止裂纹发展。因此，在高温环境下耐SCC性提高。 0086 上述化学组成满足式(2)，利用后述的制造方法制造的不锈钢的组织能够具有含 有1040的铁素体相的构造。 0087 -8。

33、30(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(Cr+Mo)-4 (2) 0088 在此，向式(2)中的各元素符号中代入对应的元素的含有量。 0089 设：X30(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(Cr+Mo)。若X小于-8，则铁素体相的 体积分数大于40。在铁素体相的体积分数大于40时，在高温环境下容易产生裂纹。其 理由并不确定，但推断为以下理由。在铁素体相和马氏体相中产生Cr的浓度分配。具体地 讲，铁素体相的Cr含有量高于马氏体相的Cr含有量。一般认为Cr有助于在高温环境下防 止裂纹发展。但是，在铁素体相的体积分数过度增加而大于40的情况下，铁素体相的Cr 。

34、含有量会降低，小于有效地在高温环境下防止裂纹发展的含有量。因此，一般认为易于产生 裂纹。 0090 另一方面，若X大于-4，则铁素体相的体积分数小于10。若铁素体相过少，则无 法抑制裂纹发展。优选的X范围为-7.7-4.3。 0091 并且，如上所述，铁素体相分布率大于85。图1表示本发明的不锈钢截面的一例 子。表面1附近的铁素体相5的厚度主要为0.5m1m左右。铁素体相5的长度主要 为50m200m左右。在图1中，由于铁素体相分布率大于85，因此，铁素体相5分布 在整个表面1下。因此，在表面1中产生的裂纹在距表面1较浅的位置到达铁素体相5，被 阻止发展。因而，耐SCC性提高。 0092 即使。

35、上述化学组成、式(1)和式(2)在本发明的范围内，若铁素体相分布率在85 以下，则高温耐腐蚀性得不到改善。在铁素体相分布率为85以下的图4中，与表面1平行 方向的铁素体相5的长度短于图1的铁素体相5的长度。图4中的铁素体相5并未像图1 那样广阔地分布。因此，裂纹7到达铁素体相5的距离长于图1。结果，易于产生应力腐蚀 裂纹。 0093 3.选择元素 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 7/13页 10 0094 本发明的油井用不锈钢的化学组成也可以替代Fe的一部分还含有从由以下多个 元素构成的组中选择的一种或者两种以上。 0095 V：0.25以下 0096 N。

36、b：0.25以下 0097 Ti：0.25以下 0098 Zr：0.25以下 0099 钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti)、锆(Zr)均是选择元素。这些元素用于形成碳化物来提 高钢的强度和韧性。但是，若这些元素的含有量过多，则碳化物粗大化，因此韧性降低。另 外，耐腐蚀性也降低。因而，V含有量为0.25以下，Nb含有量为0.25以下，Ti含有量为 0.25以下，Zr含有量为0.25以下。优选V、Nb、Zr的含有量分别为0.0050.25。 另外，Ti含有量为0.050.25。在这种情况下，能够特别有效地得到上述效果。 0100 本发明的油井用不锈钢的化学组成也可以替代Fe的一部分还含有从由以下多个。

37、 元素构成的组中选择的一种或者两种以上。 0101 Ca：0.005以下 0102 Mg：0.005以下 0103 La：0.005以下 0104 Ce：0.005以下 0105 钙(Ca)、镁(Mg)、镧(La)、铈(Ce)均是选择元素。这些元素用于提高钢的热加工 性。但是，若这些元素的含有量过多，则会形成粗大的氧化物，因此耐腐蚀性降低。因而，各 元素的含有量为0.005以下。优选Ca含有量、Mg含有量、La含有量及Ce含有量分别为 0.00020.005。在这种情况下，能够特别有效地得到上述效果。 0106 即使含有这些选择元素，也能够得到在2.中说明的组织。 0107 4.制造方法 01。

38、08 说明本发明的油井用不锈钢的制造方法。只要以规定的断面收缩率对上述化学组 成及满足式(1)、式(2)的钢坯料(铸片以及钢坯()、钢块(一)、板坯等 钢片等)进行热加工，就能够得到在2.中说明的组织。下面，作为本发明的油井用不锈钢 的一例子，说明油井用不锈钢管的制造方法。 0109 S1：钢坯料的准备及加热工序 0110 准备具有上述化学组成、满足式(1)及式(2)的钢坯料。钢坯料也可以是利用圆 坯连铸制造成的钢坯。另外，钢坯料也可以是通过对利用造块法制造成的钢锭进行热加工 而制造成的钢片。钢坯料也可以是由连续铸造后的钢块得到的钢坯。将准备好的钢坯料装 入到加热炉或者均热炉中，进行加热。 0。

39、111 S2：热加工工序 0112 接着，对加热后的钢坯料进行热加工来制造管坯。例如，作为热加工实施曼内斯曼 法。具体地讲，利用穿孔机将钢坯料穿孔而做成管坯。然后，利用芯棒式无缝管轧机、定径 轧机对管坯进行轧制。作为热加工，既可以实施热挤出，也可以实施锻造。 0113 此时，实施热加工，使得钢坯料温度为8501250的条件下的钢坯料的断面 收缩率为50以上。断面收缩率()以上述式(3)定义。 0114 只要钢坯料温度为8501250的条件下的钢坯料的断面收缩率为50以上， 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 8/13页 11 就能够得到含有体积分数为1040的。

40、铁素体相、且铁素体相分布率大于85的组织。 另一方面，即使是本发明的化学组成及满足式(1)、式(2)的钢坯料，若断面收缩率小于 50，则也存在铁素体相分布率为85以下的情况。 0115 另外，热加工后的管坯被冷却至常温。冷却方法既可以是空冷，也可以是水冷。 0116 S3及S4：淬火工序及回火工序 0117 在热加工之后，将管坯淬火并回火，调整到0.2残余塑性变形时的应力为 758MPa以上。优选的淬火温度为Ac3相变点以上。另外，优选的回火温度为Ac1相变点以 下。通过以上工序，能够制造本发明的不锈钢管。 0118 其他的不锈钢材制造方法 0119 在上述说明中，作为不锈钢制造方法的一例子，。

41、说明了无缝不锈钢管的制造方法。 由不锈钢制造的其他不锈钢材(例：钢板、电缝钢管、激光焊接钢管)也与上述无缝不锈钢 管的制造方法相同。例如，通过在热加工过程中用轧机轧制钢坯料，能够制造不锈钢板。 0120 实施例 0121 熔炼表1所示的化学组成的钢，制造铸片或者钢片。 0122 表1 0123 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 9/13页 12 0124 带有下划线的数值表示脱离本发明的对应元素的数值范围。 0125 X30(C+N)+0.5Mn+Ni+Cu/2+8.2-1.1(Cr+Mo) 0126 参照表1，钢A钢X及钢AA钢AF的化学组成在本发明的化学。

42、组成的范围内。 另外，钢A钢X及钢AA钢AF的化学组成满足式(1)及式(2)。 0127 另一方面，钢BA钢BI脱离本发明的范围。具体地讲，钢BA及钢BB的化学组成 在本发明的范围内，也满足式(1)。但是不满足式(2)。钢BC的化学组成在本发明的范围 内，也满足式(2)。但是不满足式(1)。钢BD的Mo含有量小于本发明的Mo含有量的下限。 钢BE的C含有量大于本发明的C含有量的上限。钢BF的Cr含有量及Cu含有量小于本发 明的Cr含有量及Cu含有量的下限。并且，不满足式(1)及式(2)。钢BG的Ni含有量小于 本发明的Ni含有量的下限。钢BH的Ni含有量小于本发明的Ni含有量的下限，并且，不满。

43、 足式(1)。钢BI的Cu含有量小于本发明的Cu含有量的下限。另外，钢A钢X、钢AA钢 AF及钢BA钢BI的Ac1相变点在630710的范围内，Ac3相变点在720780 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 10/13页 13 的范围内。 0128 钢A钢X、钢AA钢AD、钢AF、钢BA钢BI是具有30mm厚度的铸片。另外，钢 AE是具有191mm直径的实心的圆钢坯。另外，钢S及钢AE准备了多根。 0129 使用准备好的铸片及钢片制造表2所示的编号1编号44的不锈钢板及不锈钢 管。 0130 表2 0131 0132 不锈钢板的制造 0133 编号1编号29及。

44、编号33编号44的不锈钢板如下地制造。利用加热炉将钢 A钢X、钢AA钢AD、钢AF及钢BA钢BI的铸片加热。然后，对加热后的铸片进行热锻 造及热轧制，制造具有6mm14.4mm的厚度和120mm的宽度的不锈钢板。热加工(热锻造 及热轧制)过程中的铸片温度为10001250。热加工过程中的断面收缩率如表2所 示。断面收缩率根据式(3)求出。编号33编号35的断面收缩率小于50。其他编号的 说 明 书CN 102428201 A CN 102428208 A 11/13页 14 断面收缩率为50以上。 0134 将制造成的不锈钢板淬火。具体地讲，在以9801250的淬火温度加热15分 钟之后，进行。

45、水冷。任一试验编号的钢的淬火温度均为Ac3相变点以上。然后，以500 650将淬火后的钢板回火，调整到0.2残余塑性变形时的应力为758MPa966MPa。任 一试验编号的钢的回火温度均为Ac1相变点以下。 0135 不锈钢管的制造 0136 编号30编号32的不锈钢管如下地制造。在利用加热炉将钢AE的圆钢坯加热 之后，利用热加工(包含穿孔机的穿孔和芯棒式无缝管轧机的轧制)制造不锈钢管(无缝 钢管)。此时，热加工时的钢坯温度为9501200。另外，热加工时的断面收缩率如表 2所示。编号32的断面收缩率小于50。其他编号的断面收缩率大于50。在与上述不 锈钢板同样的条件下对制造成的不锈钢管实施淬。

46、火及回火，调整到0.2残余塑性变形时 的应力为758MPa966MPa。 0137 组织及铁素体相分布率的调查 0138 自各编号的不锈钢板及钢管的任意位置提取包含不锈钢板及钢管的表面的样本。 研磨与不锈钢板及钢管的截面相当的样本表面。在研磨之后，使用王水和甘油的混合溶液 来蚀刻样本表面。 0139 利用依据JISG0555的点算法来测定蚀刻后的样本表面中的铁素体相的面积率。 将测定出的面积率定义为铁素体相的体积分数。利用上述X射线衍射法求出残留奥氏体相 的体积分数。马氏体相假定为除铁素体相和残留奥氏体相之外的其余部分。因而，根据下 式(b)求出马氏体相的体积分数()。 0140 马氏体相的体。

47、积分数100-(铁素体相的体积分数+残留奥氏体相的体积分数) (b) 0141 表2表示求出的铁素体相、残留奥氏体相及马氏体相的体积分数。 0142 并且，求出铁素体相分布率。具体地讲，将图2所示的刻度尺配置在各编号的样本 的截面，求出以式(a)定义的铁素体相分布率()。表2表示求出的铁素体相分布率。 0143 拉伸试验 0144 自各试验编号的不锈钢板及不锈钢管提取圆棒拉伸试验片。使用圆棒试验片来实 施拉伸试验。圆棒拉伸试验片的长度方向是不锈钢板及不锈钢管的轧制方向。圆棒拉伸试 验片的平行部的直径为4mm，长度为20mm。拉伸试验在常温(25)下实施。 0145 高温耐腐蚀性试验 0146 自各编号的不锈钢板及不锈钢管提取4点弯曲试验片。试验片的长度为75mm，宽 度为10mm，厚度为2mm。对各试验片附加利用4点弯曲产生的挠曲。此时，依据ASTM G39 来决定各试验片的挠曲量，使得对各试验片付与的应力与各试验片的0.2残余。