钢材的制作方法

本公开涉及钢材，更详细而言，涉及适合在高h2s环境下使用的钢材。

背景技术：

1、由于油井和气井(以下，将油井和气井简单总称为“油井”)的深井化，要求以油井用钢管为代表的油井用钢材的高强度化。具体而言，广泛利用了80ksi级(屈服强度为80ksi以上且小于95ksi，即552mpa以上且小于655mpa)、95ksi级(屈服强度为95ksi以上且小于110ksi，即655mpa以上且小于758mpa)的油井用钢材，最近进一步开始要求110ksi级(屈服强度为110ksi以上且小于125ksi，即758mpa以上且小于862mpa)、以及125ksi级(屈服强度为125ksi以上且小于140ksi，即862mpa以上且小于965mpa)的油井用钢管。

2、另一方面，深井大多是含有具有腐蚀性的硫化氢的酸性环境。在本说明书中，酸性环境是指包含硫化氢且酸性化的环境。需要说明的是，在酸性环境中，有时也包含二氧化碳。在这样的酸性环境下使用的油井用钢管不仅要求高强度，还要求耐硫化物应力裂纹性(耐sulfide stress cracking性：以下称为耐ssc性)。

3、在日本特开2006-28612号公报(专利文献1)和日本特开2017-166060号公报(专利文献2)中提出了提高钢材的强度和耐ssc性的技术。

4、专利文献1中公开的钢材是钢管用钢，其以质量%计为c：0.2~0.7%、si：0.01~0.8%、mn：0.1~1.5%、s：0.005%以下、p：0.03%以下、al：0.0005~0.1%、ti：0.005~0.05%、ca：0.0004~0.005%、n：0.007%以下、cr：0.1~1.5%、mo：0.2~1.0%、余量为fe和杂质。该钢材还是含有ca、al、ti、n、o和s的非金属夹杂物的夹杂物中的(ca%)/(al%)为0.55~1.72且(ca%)/(ti%)为0.7~19。专利文献1中记载了该钢材具有超过758mpa的高屈服强度和优异的耐ssc性。

5、专利文献2中公开的钢材是高强度油井用钢管用坯料，其以质量%计为c：0.20~0.45%、si：0.05~0.40%、mn：0.3~0.9%、p：0.015%以下、s：0.005%以下、al：0.005~0.10%、n：0.001~0.006%、cr：0.1~0.8%、mo：0.1~1.6%、v：0.02~0.2%、nb：0.001~0.04%、b：0.0003~0.0030%、o(氧)：0.0030%以下、余量为fe和不可避免的杂质。该钢材的洛氏硬度hrc还满足式(15.6×[%c]+29.2≤hrc<60.5×[%c]+31.1)。专利文献2中记载了，根据该钢材，能够得到具有758mpa以上且小于862mpa的屈服强度和优异的耐ssc性的钢管。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2006-28612号公报

9、专利文献2：日本特开2017-166060号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、因而，近年来，对于更严酷的环境的井，也受到关注。例如，对于包含高压的硫化氢(h2s)气体的环境的井也进行了开发。具体而言，在h2s气体的分压为10atm的高压的酸性环境(以下，将h2s气体分压为10atm的酸性环境称为“高h2s环境”)下，要求比包含常压的h2s气体的酸性环境更严格的耐ssc性。因此，寻求即使在这样的高h2s环境下也具有高的耐ssc性的钢材。

3、在上述专利文献1和2中提出了具有高强度和优异的耐ssc性的钢材。但是，在上述专利文献1和2中，对于高h2s环境下的耐ssc性，完全没有进行研究。

4、本公开的目的在于，提供具有高强度、且即使在高h2s环境下也具有优异的耐ssc性的钢材。

5、用于解决问题的方案

6、本公开的钢材

7、以质量%计为

8、c：0.15%以上且小于0.30%、

9、si：0.05~1.00%、

10、mn：0.05%以上且小于0.30%、

11、p：0.020%以下、

12、s：0.0050%以下、

13、cr：0.10~1.00%、

14、mo：0.85~2.50%、

15、ti：0.002~0.020%、

16、nb：0.002~0.050%、

17、v：0.01~0.30%、

18、ca：0.0001~0.0030%、

19、b：0.0005~0.0050%、

20、al：0.005~0.100%、

21、n：0.0050%以下、

22、o：0.0020%以下、

23、cu：0~0.50%、

24、ni：0~0.50%、

25、w：0~1.00%、

26、zr：0~0.50%、

27、mg：0~0.0100%、

28、稀土元素：0~0.0100%、以及

29、余量为fe和杂质，

30、所述钢材的屈服强度为862mpa以上且小于965mpa，

31、所述元素的含量、显微组织中的原奥氏体晶粒的晶粒度编号gsn和原奥氏体晶界附近的p含量p_seg.满足式(1)。

32、(mn+p_seg.)/(2.5mo+gsn)≤0.125 (1)

33、在此，在式(1)中的元素符号处以单位：质量%代入对应的元素的含量。

34、另外，在式(1)中的p_seg.处以mol.%代入所述原奥氏体晶界附近的p含量，在式(1)中的gsn处代入所述原奥氏体晶粒的晶粒度编号。

35、发明的效果

36、本公开的钢材具有高强度、且即使在高h2s环境下也具有优异的耐ssc性。

1.一种钢材，其以质量%计为

2.根据权利要求1所述的钢材，其含有选自由

3.根据权利要求1或2所述的钢材，其中，