(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
C ：0.05％以下、                 Si：0.5％以下、
Mn：0.15〜1.0％、                P ：0.030％以下、
S ：0.005％以下、                Cr：14.5〜17.5％、
Ni：3.0〜6.0％、                 Mo：2.7〜5.0％、
Cu：0.3〜4.0％、                  W ：0.1〜2.5％、
V ：0.02〜0.20％、               Al：0.10％以下、
N ：0.15％以下、                  B：0.0005〜0.0100％、
を含有し、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが下記（１）式を満足し、さらにCu、Mo、W、Cr、Niが下記（２）式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
体積率で、主相としてマルテンサイト相：45％超、第二相としてフェライト相：10〜45％、残留オーステナイト相：30％以下を含有する組織を有し、後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなした時に、100mm2の連続した領域を検査した際のフェライト粒の最大結晶粒径が500μm以下である、降伏強さが862MPa以上である油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
記
−5.9×（7.82＋27C−0.91Si＋0.21Mn−0.9Cr＋Ni−1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≧13.0‥‥（１）
式（１）中、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）
Cu＋Mo＋W＋Cr＋2Ni ≦ 34.5    ‥‥（２）
式（２）中、Cu、Mo、W、Cr、Ni：各元素の含有量（質量％）
【請求項２】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Nb：0.02〜0.50％、Ti：0.02〜0.16％、Zr：0.02〜0.50％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
【請求項３】
前記組成に加えてさらに、質量％で、REM：0.001〜0.05％、Ca：0.001〜0.005％、Sn：0.05〜0.20％、Mg：0.0002〜0.01％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１または２に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
【請求項４】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Ta：0.01〜0.1％、Co：0.01〜1.0％、Sb：0.01〜1.0％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法であり、
鋼管素材を、1200℃以下の加熱温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、前記熱間加工後に、前記継目無鋼管に焼入れ処理および焼戻処理を順次施す油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油あるいは天然ガスの油井、ガス井（以下、単に油井と称する）等に用いて好適な、高強度ステンレス継目無鋼管に係り、とくに炭酸ガス（CO2）、塩素イオン（Cl−）を含み、高温の極めて厳しい腐食環境下での耐炭酸ガス腐食性に優れ、硫化水素（H2S）を含む環境下における、高温での耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）と常温での耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）にも優れ、油井用として好適な高強度ステンレス継目無鋼管に関する。なお、ここでいう「高強度」とは、降伏強さ：125ksi級の強度、すなわち降伏強さが862MPa以上の強度をいうものとする。
【背景技術】
【０００２】
近年、原油価格の高騰や、近い将来に予想される石油資源の枯渇という観点から、従来省みられなかったような高深度の油田や、硫化水素等を含む、いわゆるサワー環境下にある厳しい腐食環境の油田やガス田等の開発が盛んになっている。このような油田、ガス田は一般に深度が極めて高く、またその雰囲気も高温でかつ、CO2、Cl−、さらにH2Sを含む厳しい腐食環境となっている。このような環境下で使用される油井用鋼管には、高強度で、かつ優れた耐食性（耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力腐食割れ性および耐硫化物応力割れ性）を兼ね備えた材質を有することが要求される。【０００３】
従来、炭酸ガス（CO2）、塩素イオン（Cl−）等を含む環境の油田、ガス田では、採掘に使用する油井管として13Crマルテンサイト系ステンレス鋼管が多く使用されている。さらに、最近では13Crマルテンサイト系ステンレス鋼のCを低減し、Ni、Mo等を増加させた成分系の改良型13Crマルテンサイト系ステンレス鋼の使用も拡大している。【０００４】
例えば、特許文献１には、13Crマルテンサイト系ステンレス鋼（鋼管）の耐食性を改善した、改良型マルテンサイト系ステンレス鋼（鋼管）が記載されている。特許文献１に記載されたステンレス鋼（鋼管）は、重量％で、C：0.005〜0.05％、Si：0.05〜0.5％、Mn：0.1〜1.0％、P：0.025％以下、S：0.015％以下、Cr：10〜15％、Ni：4.0〜9.0％、Cu：0.5〜3％、Mo：1.0〜3％、Al：0.005〜0.2％、N：0.005〜0.1％を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、Ni当量（Nieq）が40C＋34N＋Ni＋0.3Cu−1.1Cr−1.8Mo≧−10を満足するとともに焼戻しマルテンサイト相、マルテンサイト相、残留オーステナイト相からなり、焼戻しマルテンサイト相とマルテンサイト相の合計の分率が６０％以上９０％以下、残りが残留オーステナイト相である、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼である。これにより、湿潤炭酸ガス環境および湿潤硫化水素環境における耐食性と耐硫化物応力腐食割れ性が向上する。【０００５】
また、最近では、更なる高温（200℃までの高温）の腐食環境下での油井の開発が進められている。しかし、特許文献１に記載された技術では、このような高温の腐食環境下では、安定して所望の耐食性を十分に確保できないという問題があった。【０００６】
そこで、このような高温での腐食環境下で使用できる、耐食性、耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用鋼管が要望され、種々のマルテンサイト系ステンレス鋼管が提案されている。【０００７】
例えば、特許文献２には、mass％で、C：0.005〜0.05％、Si：0.05〜0.5％、Mn：0.2〜1.8％、P：0.03％以下、S：0.005％以下、Cr：15.5〜18％、Ni：1.5〜5％、Mo：１〜3.5％、V：0.02〜0.2％、N：0.01〜0.15％、O：0.006％以下を含有し、Cr、Ni、Mo、Cu、Cが特定の関係式を満足し、さらに、Cr、Mo、Si、C、Mn、Ni、Cu、Nが特定の関係式を満足するように含有する組成を有し、さらにマルテンサイト相をベース相とし、フェライト相を体積率で10〜60％、あるいはさらに体積率でオーステナイト相を30％以下含有する組織を有する耐食性に優れた高強度ステンレス鋼管が記載されている。これにより、CO2、Cl−を含む230℃までの高温の厳しい腐食環境下においても十分な耐食性を有し、高強度さらには高靭性の油井用ステンレス鋼管を安定して製造できる。【０００８】
また、特許文献３には、高靭性でかつ耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管が記載されている。特許文献３に記載された技術では、mass％で、C：0.04％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.20〜1.80％、P：0.03％以下、S：0.005％以下、Cr：15.5〜17.5％、Ni：2.5〜5.5％、V：0.20％以下、Mo：1.5〜3.5％、W：0.50〜3.0％、Al：0.05％以下、N：0.15％以下、O：0.006％以下を含み、かつCr、Mo、W、Cが特定の関係式を、またCr、Mo、W、Si、C、Mn、Cu、Ni、Nが特定の関係式を、さらにMo、Wが特定の関係式を、それぞれ満足するように含有する組成と、さらにマルテンサイト相をベース相とし、フェライト相を体積率で10〜50％を含有する組織とを有する鋼管とする。これにより、CO2、Cl−を含み、さらにH2Sを含む高温の厳しい腐食環境下においても十分な耐食性を示す油井用高強度ステンレス鋼管を安定して製造できる。【０００９】
また、特許文献４には、耐硫化物応力割れ性と耐高温炭酸ガス腐食に優れた高強度ステンレス鋼管が記載されている。特許文献４に記載された技術では、質量％で、C：0.05％以下、Si：1.0％以下、S：0.002％未満、Cr：16％超18％以下、Mo：2％超3％以下、Cu：1〜3.5％、Ni：3％以上5％未満、Al：0.001〜0.1％、O：0.01％以下を含み、かつMn：１％以下、N：0.05％以下の領域で、MnとNが特定の関係を満足するように含有する組成と、マルテンサイト相を主体とし、体積率で10〜40％のフェライト相と、体積率で10％以下の残留γ相を含む組織とを有する鋼管とする。これにより、高強度で、さらに200℃という高温の炭酸ガス環境でも十分な耐食性を有し、環境ガス温度が低下したときでも、十分な耐硫化物応力割れ性を有する、耐食性に優れたステンレス鋼管となる。【００１０】
また、特許文献５には、質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.01〜0.5％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Cr：16.0超〜18.0％、Ni：4.0超〜5.6％、Mo：1.6〜4.0％、Cu：1.5〜3.0％、Al：0.001〜0.10％、N：0.050％以下を含有し、Cr、Cu、Ni、Moが特定の関係を満足し、さらに、（C＋N）、Mn、Ni、Cu、（Cr＋Mo）が特定の関係を満足する組成を有し、マルテンサイト相と体積率で10〜40％のフェライト相とを含み、フェライト相が、表面から厚さ方向に50μmの長さを有し、10μmピッチで200μmの範囲に１列に配列された複数の仮想線分と交差する割合が85％よりも多い組織を有し、758MPa以上の耐力を有する油井用ステンレス鋼が記載されている。これにより、高温環境で優れた耐食性を有し、常温での耐SCC性に優れた油井用ステンレス鋼となる。【００１１】
また、特許文献６には、質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.15〜1.0％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：15.5〜17.5％、Ni：3.0〜6.0％、Mo：1.5〜5.0％、Cu：4.0％以下、W：0.1〜2.5％、N：0.15％以下を、−5.9×（7.82＋27C−0.91Si＋0.21Mn−0.9Cr＋Ni−1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≧13.0、Cu＋Mo＋0.5W≧5.8、Cu＋Mo＋W＋Cr＋2Ni≦34.5を満足するように含有する。これにより、200℃までの高温でかつ、CO2、Cl−を含む高温環境下における優れた耐炭酸ガス腐食性、さらにH2Sを含む腐食環境下で優れた耐硫化物応力割れ性、優れた耐硫化物応力腐食割れ性を兼備する、優れた耐食性を有する高強度ステンレス継目無鋼管を製造できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平10−1755号公報
【特許文献２】特開2005−336595号公報
【特許文献３】特開2008−81793号公報
【特許文献４】国際公開WO 2010/050519号
【特許文献５】国際公開WO 2010/134498号
【特許文献６】特開2015-110822号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
最近の、厳しい腐食環境の油田やガス田等の開発に伴い、油井用鋼管には、高強度と、優れた低温靭性と、高温で、かつ、CO2、Cl−、さらにH2Sを含む厳しい腐食環境下においても、優れた耐炭酸ガス腐食性とを有し、さらに、優れた耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）および耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）を兼備する、耐食性を保持することが要望されるようになっている。【００１４】
しかしながら、特許文献２〜５に記載された技術によってもなお、優れた低温靭性とH2S分圧が高い環境下における耐SSC性との双方の実現について、十分であるとはまだ言えなかった。その要因として、鋼管素材は穿孔前に熱間加工性を上げるために加熱されるが、加熱温度が高すぎると結晶粒が粗大化し、高い低温靭性値が得られない。低温靭性が低いと寒冷地で使用できないという問題がある。一方、加熱温度が低すぎると、延性の不足により造管過程で生じる亀裂や割れが鋼管内外面に生じ、このような鋼管が油井にて使用された場合には、腐食性イオンが傷内部に滞留さらには腐食の進行により濃縮した結果、十分な耐SSC性が発揮されないという問題がある。また、特許文献６に記載された技術でも、高い低温靭性値を得られていなかった。【００１５】
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、高強度であるとともに、優れた低温靭性を示し、かつ上記したような厳しい腐食環境下においても、優れた耐炭酸ガス腐食性を有し、さらに、優れた耐硫化物応力腐食割れ性および優れた耐硫化物応力割れ性を兼ね備えた、耐食性に優れた油井用高強度ステンレス継目無鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする。【００１６】
なお、ここでいう「高強度」とは、降伏強さ：125ksi（862MPa）以上を有する場合をいうものとする。【００１７】
また、ここでいう「低温靭性に優れる」とは、JIS Z 2242の規定に準拠して、Ｖノッチ試験片（10mm厚）を採取し、シャルピー衝撃試験を実施し、-40℃における吸収エネルギーが100J以上の場合をいうものとする。【００１８】
また、ここでいう「優れた耐炭酸ガス腐食性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：200℃、30気圧のCO2ガス雰囲気）中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を336時間として実施した場合の腐食速度が0.125mm/y以下の場合をいうものとする。【００１９】
また、ここでいう「優れた耐硫化物応力腐食割れ性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：100℃、30気圧のCO2ガス、0.1気圧のH2S雰囲気）に、酢酸および酢酸ナトリウムを含有する水溶液を加えてpH：3.3に調節した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の100％を付加応力として付加し、試験後の試験片に割れが発生しない場合をいうものとする。【００２０】
また、ここでいう「優れた耐硫化物応力割れ性」とは、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：25℃、0.9気圧のCO2ガス、0.1気圧のH2S雰囲気）に酢酸および酢酸ナトリウムを含有する水溶液を加えて、pH：3.5に調節した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の90％を付加応力として付加し、試験後の試験片に割れが発生しない場合をいうものとする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者らは、上記した目的を達成するために、耐食性の観点から各種のCr含有組成のステンレス鋼管について、さらに-40℃での低温靭性に及ぼす各種要因について鋭意検討した。その結果、組織を、体積率で、主相として45％超のマルテンサイト相、第二相として10〜45％のフェライト相、30％以下の残留オーステナイト相を含有する複合組織とすることにより、200℃までの高温でかつ、CO2、Cl−、さらにH2Sを含む高温腐食環境下、およびCO2、Cl−、さらにH2Sを含む腐食雰囲気中でかつ降伏強さ近傍の応力が負荷される環境下において、優れた耐炭酸ガス腐食性を有し、さらに高温での優れた耐硫化物応力腐食割れ性を兼備する高強度ステンレス継目無鋼管とすることができた。【００２２】
さらにBを一定量以上含有する組成とすることにより熱間加工性が改善され、後述するように継目無鋼管を製造する際の鋼管素材の加熱温度を1200℃以下としても、欠陥の要因となる延性を損なうことなく加熱時の粒成長を抑制することができるため、微細な組織を得られ、低温靭性が向上することを知見した。【００２３】
本発明者らの更なる検討によれば、14.5質量％以上のCr含有組成において、組織を、所望の複合組織とするためには、まず、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nを次（１）式
−5.9×（7.82＋27C−0.91Si＋0.21Mn−0.9Cr＋Ni−1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≧13.0‥‥（１）
（ここで、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％））
を満足するように、調整して含有させることが肝要になることを見出した。なお、（１）式の左辺は、フェライト相の生成傾向を示す指数として本発明者らが実験的に求めたものであり、本発明者らは、（１）式を満足させるように合金元素量、種類を調整することが、所望の複合組織を実現するために重要となることを見出した。【００２４】
さらに、Cu、Mo、W、Cr、Niを次（２）式
Cu＋Mo＋W＋Cr＋2Ni ≦ 34.5    ‥‥（２）
（ここで、Cu、Mo、W、Cr、Ni：各元素の含有量（質量％））
を満足するように調整して含有させることにより、残留オーステナイトの過剰な生成が抑制され、所望の高強度と耐硫化物応力割れ性を確保できることを見出した。【００２５】
さらに、継目無鋼管を製造する際の、穿孔前の鋼管素材の加熱温度を1200℃以下とすれば、-40℃におけるシャルピー吸収エネルギーが100J以上という優れた低温靭性を示すことを見出した。【００２６】
なお、14.5質量％以上の高Cr含有組成とし、さらにマルテンサイト相を主体とし、第二相がフェライト相、さらに残留オーステナイト相である複合組織とし、さらにCr、Mo、Wを一定量以上含有する組成とすることにより、優れた耐炭酸ガス腐食性に加えて、優れた耐硫化物応力腐食割れ性および優れた耐硫化物応力割れ性を兼備できることについて、本発明者らはつぎのように考えている。【００２７】
フェライト相は、耐ピット性（耐孔食性）に優れる相であり、しかも、フェライト相が圧延方向に、すなわち管軸方向に層状に析出する。このため、層状組織が硫化物応力割れ試験、硫化物応力腐食割れ試験の負荷応力方向と平行する方向となり、割れが層状組織を分断するように進展することから、割れの進展が抑制され、耐SSC性、耐SCC性が向上する。【００２８】
なお、優れた耐炭酸ガス腐食性は、Cを0.05質量％以下に低減し、Crを14.5質量％以上、Niを3.0質量％以上、Moを2.7質量％以上含む組成とすることにより確保できる。【００２９】
本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
［１］質量％で、
C ：0.05％以下、                 Si：0.5％以下、
Mn：0.15〜1.0％、                P ：0.030％以下、
S ：0.005％以下、                Cr：14.5〜17.5％、
Ni：3.0〜6.0％、                 Mo：2.7〜5.0％、
Cu：0.3〜4.0％、                  W ：0.1〜2.5％、
V ：0.02〜0.20％、               Al：0.10％以下、
N ：0.15％以下、                  B：0.0005〜0.0100％
を含有し、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが下記（１）式を満足し、さらにCu、Mo、W、Cr、Niが下記（２）式を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
体積率で、主相としてマルテンサイト相：45％超、第二相としてフェライト相：10〜45％、残留オーステナイト相：30％以下を含有する組織を有し、後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなした時に、100mm2の連続した領域を検査した際のフェライト粒の最大結晶粒径が500μm以下である、降伏強さが862MPa以上である油井用高強度ステンレス継目無鋼管。【００３０】
記
−5.9×（7.82＋27C−0.91Si＋0.21Mn−0.9Cr＋Ni−1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≧13.0‥‥（１）
式（１）中、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）
Cu＋Mo＋W＋Cr＋2Ni ≦ 34.5    ‥‥（２）
式（２）中、Cu、Mo、W、Cr、Ni：各元素の含有量（質量％）
［２］前記組成に加えてさらに、質量％で、Nb：0.02〜0.50％、Ti：0.02〜0.16％、Zr：0.02〜0.50％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する前記［１］に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
［３］前記組成に加えてさらに、質量％で、REM：0.001〜0.05％、Ca：0.001〜0.005％、Sn：0.05〜0.20％、Mg：0.0002〜0.01％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
［４］前記組成に加えてさらに、質量％で、Ta：0.01〜0.1％、Co：0.01〜1.0％、Sb：0.01〜1.0％のうちから選ばれた１種または２種以上を含有する前記［１］〜［３］のいずれかに記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管。
［５］前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法であり、
鋼管素材を、1200℃以下の加熱温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、前記熱間加工後に、前記継目無鋼管に焼入れ処理および焼戻処理を順次施す油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、高強度であるとともに、優れた低温靭性を示し、かつ上記したような厳しい腐食環境下においても、優れた耐炭酸ガス腐食性を有し、さらに、優れた耐硫化物応力腐食割れ性および優れた耐硫化物応力割れ性を兼ね備えた高強度ステンレス継目無鋼管を製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管は、質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.15〜1.0％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.5〜17.5％、Ni：3.0〜6.0％、Mo：2.7〜5.0％、Cu：0.3〜4.0％、W：0.1〜2.5％、V：0.02〜0.20％、Al：0.10％以下、N：0.15％以下、B：0.0005〜0.0100％を含有し、かつC、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが下記（１）式を満足し、さらにCu、Mo、W、Cr、Niが次（２）式を、それぞれ満足するように調整して含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、降伏強さが862MPa以上であり、シャルピー衝撃試験による-40℃における吸収エネルギーが100J以上である。
−5.9×（7.82＋27C−0.91Si＋0.21Mn−0.9Cr＋Ni−1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≧13.0‥‥（１）
（ここで、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％））
Cu＋Mo＋W＋Cr＋２Ni ≦ 34.5    ‥‥（２）
（ここで、Cu、Mo、W、Cr、Ni：各元素の含有量（質量％））
また、継目無鋼管を製造する際の鋼管素材の加熱温度が1200℃以下であり、継目無鋼管は後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなした時に、100mm2の連続した領域を検査した際のフェライト粒の最大粒径が500μm以下である。
【００３３】
まず、本発明の鋼管の組成限定理由について説明する。以下、特に断わらないかぎり、質量％は単に％と記す。
【００３４】
C：0.05％以下
Cは、マルテンサイト系ステンレス鋼の強度を増加させる重要な元素である。本発明では、所望の強度を確保するために0.005％以上含有することが好ましい。一方、0.05％を超えてCを含有すると、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力腐食割れ性が低下する。このため、C含有量は0.05％以下とする。好ましくは、C含有量は下限が0.005％であり上限が0.04％である。より好ましくは、C含有量は下限が0.005％であり上限が0.02％である。
【００３５】
Si：0.5％以下
Siは、脱酸剤として作用する元素である。この効果は0.1％以上のSiの含有で得られる。一方、0.5％を超えるSiの含有は、熱間加工性が低下する。このため、Si含有量は0.5％以下とする。好ましくは、Si含有量は下限が0.2％であり上限が0.3％である。
【００３６】
Mn：0.15〜1.0％
Mnは、鋼の強度を増加させる元素であり、所望の強度を確保するために、本発明では0.15％以上のMnの含有を必要とする。一方、1.0％を超えてMnを含有すると、靭性が低下する。このため、Mn含有量は0.15〜1.0％とする。好ましくは、Mn含有量は下限が0.20％であり上限が0.5％である。より好ましくは、Mn含有量は下限が0.20％であり上限が0.4％である。
【００３７】
P：0.030％以下
Pは、耐炭酸ガス腐食性、耐孔食性および耐硫化物応力割れ性等の耐食性を低下させるため、本発明ではできるだけ低減することが好ましく、0.030％以下であれば許容できる。このため、P含有量は0.030％以下とする。好ましくは、P含有量は0.020％以下である。より好ましくは、P含有量は0.015％以下である。
【００３８】
S：0.005％以下
Sは、熱間加工性を著しく低下させ、パイプ製造工程の安定操業を阻害する元素であり、できるだけ低減することが好ましく、0.005％以下であれば通常工程のパイプ製造が可能となる。このため、S含有量は0.005％以下とする。好ましくは、S含有量は0.002％以下である。より好ましくは、S含有量は0.0015％以下である。
【００３９】
Cr：14.5〜17.5％
Crは、保護皮膜を形成して耐食性向上に寄与する元素であり、所望の耐食性を確保するために、本発明では14.5％以上のCrの含有を必要とする。一方、17.5％を超えるCrの含有は、フェライト分率が高くなりすぎて所望の高強度を確保できなくなるだけでなく、焼き戻し時に金属間化合物が析出し、低温靭性が低下する。このため、Cr含有量は14.5〜17.5％とする。好ましくは、Cr含有量は下限が15.0％であり上限が17.0％である。より好ましくは、Cr含有量は下限が15.0％であり上限が16.5％である。
【００４０】
Ni：3.0〜6.0％
Niは、保護皮膜を強固にして耐食性を向上させる作用を有する元素である。また、Niは、固溶強化で鋼の強度を増加させる。このような効果は、3.0％以上のNiの含有で得られる。一方、6.0％を超えるNiの含有は、マルテンサイト相の安定性が低下し強度が低下する。このため、Ni含有量は3.0〜6.0％とする。好ましくは、Ni含有量は下限が3.5％であり上限が5.5％である。より好ましくは、Ni含有量は下限が4.0％であり上限が5.5％である。
【００４１】
Mo：2.7〜5.0％
Moは、Cl−や低pHによる孔食に対する抵抗性を増加させ、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高める元素であり、本発明では2.7％以上のMoの含有を必要とする。2.7％未満のMoの含有では、苛酷な腐食環境下での耐食性が十分であるとはいえない。一方、Moは高価な元素であり、5.0％を超える多量のMoの含有は、金属間化合物が析出し、靭性、耐孔食性が低下する。このため、Mo含有量は2.7〜5.0％とする。好ましくは、Mo含有量は下限が3.0％であり上限が5.0％である。より好ましくは、Mo含有量は下限が3.3％であり上限が4.7％である。
【００４２】
Cu：0.3〜4.0％
Cuは、保護皮膜を強固にして鋼中への水素侵入を抑制し、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を高める重要な元素である。このような効果を得るためには、0.3％以上のCuを含有することが必要である。一方、4.0％を超えるCuの含有は、CuSの粒界析出を招き熱間加工性や耐食性が低下する。このため、Cu含有量は0.3〜4.0％とする。好ましくは、Cu含有量は下限が1.5％であり上限が3.5％である。より好ましくは、Cu含有量は下限が2.0％であり上限が3.0％である。
【００４３】
W：0.1〜2.5％
Wは、鋼の強度向上に寄与するとともに、さらに耐硫化物応力腐食割れ性、耐硫化物応力割れ性を向上させる極めて重要な元素である。Wは、Moと複合して含有することにより耐硫化物応力割れ性を向上させる。このような効果を得るためには、Wを0.1％以上含有する必要がある。一方、2.5％を超える多量のWの含有は、金属間化合物が析出し、靭性を低下させる。このため、W含有量は0.1〜2.5％とする。好ましくは、W含有量は下限が0.8％であり上限が1.2％である。より好ましくは、W含有量は下限が1.0％であり上限が1.2％である。
【００４４】
V：0.02〜0.20％
Vは、析出強化により鋼の強度を向上させる元素である。このような効果は、Vを0.02％以上含有することで得られる。一方、0.20％を超えるVの含有は、靭性が低下する。このため、V含有量は0.02〜0.20％とする。好ましくは、V含有量は下限が0.04％であり上限が0.08％である。より好ましくは、V含有量は下限が0.05％であり上限が0.07％である。
【００４５】
Al：0.10％以下
Alは、脱酸剤として作用する元素である。このような効果は、Alを0.001％以上含有することで得られる。一方、0.10％を超えて多量にAlを含有すると、酸化物量が多くなりすぎて、靭性が低下する。このため、Al含有量は0.10％以下とする。好ましくは、Al含有量は下限が0.01％であり上限が0.06％である。より好ましくは、Al含有量は下限が0.02％であり上限が0.05％である。
【００４６】
N：0.15％以下
Nは、耐孔食性を著しく向上させる元素である。このような効果は、0.01％以上のNの含有で顕著となる。一方、0.15％を超えてNを含有すると、種々の窒化物を形成し靭性が低下する。このようなことから、N含有量は0.15％以下とする。好ましくは、N含有量は0.07％以下である。より好ましくは、N含有量は0.05％以下である。
【００４７】
B：0.0005〜0.0100％
Bは、強度増加に寄与するとともに、さらに熱間加工性の改善にも寄与する。このような効果を得るためには、Bを0.0005％以上含有することが好ましい。一方、0.0100％を超えてBを含有させても、熱間加工性を改善効果がほぼ現出しなくなるだけではなく、低温靭性が低下する。このため、B含有量は0.0005〜0.0100％とする。好ましくは、B含有量は下限が0.0010％であり上限が0.008％である。より好ましくは、B含有量は下限が0.0015％であり上限が0.007％である。
【００４８】
本発明では、上記のように特定の成分を特定の含有量としつつ、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nについては、以下の（１）式を満足するようにし、さらにCu、Mo、W、Cr、Niを以下の（２）式を満足するようにする。
【００４９】
−5.9×（7.82＋27C−0.91Si＋0.21Mn−0.9Cr＋Ni−1.1Mo＋0.2Cu＋11N）≧13.0‥‥（１）
式（１）中、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、N：各元素の含有量（質量％）
（１）式の左辺は、フェライト相の生成傾向を示す指数として求めたものであり、（１）式に示された合金元素を（１）式が満足するように調整して含有すれば、マルテンサイト相とフェライト相、あるいはさらに残留オーステナイト相からなる複合組織を安定して実現することができる。このため、本発明では、（１）式を満足するように、各合金元素量を調整する。なお、（１）式に記載される合金元素を含有しない場合には、（１）式の左辺値は、当該元素の含有量を零％として扱うものとする。
【００５０】
Cu＋Mo＋W＋Cr＋2Ni ≦ 34.5    ‥‥（２）
式（２）中、Cu、Mo、W、Cr、Ni：各元素の含有量（質量％）
（２）式の左辺は、残留オーステナイトの生成傾向を示す指数として、本発明者らが新たに導出したものである。（２）式の左辺値が、34.5を超えて大きくなると、残留オーステナイトが過剰となり、所望の高強度を確保できなくなるうえ、耐硫化物応力割れ性、耐硫化物応力腐食割れ性が低下する。このため、本発明では、Cu、Mo、W、Cr、Niを（２）式を満足するように調整する。なお、（２）式の左辺値は、32.5以下とすることが好ましい。より好ましくは31以下である。
【００５１】
上記した成分が基本の成分であり、上記成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。不可避的不純物としては、O（酸素）：0.01％以下が許容できる。
【００５２】
また、本発明では、選択元素として、必要に応じて選択してNb：0.02〜0.50％、Ti：0.02〜0.16％、Zr：0.02〜0.50％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、REM：0.001〜0.05％、Ca：0.001〜0.005％、Sn：0.05〜0.20％、Mg：0.0002〜0.01％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ta：0.01〜0.1％、Co：0.01〜1.0％、Sb：0.01〜1.0％のうちから選ばれた１種または２種以上、を含有できる。
【００５３】
Nb：0.02〜0.50％、Ti：0.02〜0.16％、Zr：0.02〜0.50％のうちから選ばれた１種または２種以上
Nb、Ti、Zrは、いずれも、強度増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。
【００５４】
Nbは、上記した強度増加に寄与するとともに、さらに靭性向上にも寄与する。このような効果を確保するためには、Nbを0.02％以上含有することが好ましい。一方、0.50％を超えてNbを含有すると、靭性が低下する。このため、含有する場合には、Nb含有量は0.02〜0.50％とする。
【００５５】
Tiは、上記した強度増加に寄与するとともに、さらに耐硫化物応力割れ性の改善にも寄与する。このような効果を得るためには、Tiを0.02％以上含有することが好ましい。一方、0.16％を超えてTiを含有すると、粗大な析出物が生成し靭性および耐硫化物応力腐食割れ性が低下する。このため、含有する場合には、Ti含有量は0.02〜0.16％とする。
【００５６】
Zrは、上記した強度増加に寄与するとともに、さらに耐硫化物応力腐食割れ性の改善にも寄与する。このような効果を得るためには、Zrを0.02％以上含有することが好ましい。一方、0.50％を超えてZrを含有すると、靭性が低下する。このため、含有する場合には、Zr含有量は0.02〜0.50％とする。
【００５７】
REM：0.001〜0.05％、Ca：0.001〜0.005％、Sn：0.05〜0.20％、Mg：0.0002〜0.01％のうちから選ばれた１種または２種以上
REM、Ca、Sn、Mgはいずれも、耐硫化物応力腐食割れ性の改善に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。このような効果を確保するためには、REMは0.001％以上、Caは0.001％以上、Snは0.05％以上、Mgは0.0002％以上含有することが好ましい。一方、REMは0.05％、Caは0.005％、Snは0.20％、Mgは0.01％を超えてそれぞれ含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなり、経済的に不利となる。このため、含有する場合には、REM含有量は0.001〜0.05％、Ca含有量は0.001〜0.005％、Sn含有量は0.05〜0.20％、Mg含有量は0.0002〜0.01％とする。
【００５８】
Ta：0.01〜0.1％、Co：0.01〜1.0％、Sb：0.01〜1.0％のうちから選ばれた１種または２種以上
Ta、Co、Sbはいずれも耐炭酸ガス腐食性（耐CO2腐食性）、耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性の改善に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。さらに、CoはMs点を高め、強度増加にも寄与する。このような効果を確保するためには、Taは0.01％以上、Coは0.01％以上、Sbは0.01％以上含有することが好ましい。一方、Taは0.1％、Coは1.0％、Sbは1.0％を超えて含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、含有する場合には、Ta含有量は0.01〜0.1％、Co含有量は0.01〜1.0％、Sb含有量は0.01〜1.0％とする。
【００５９】
つぎに、本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の組織限定理由について説明する。
【００６０】
本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管は、上記した組成を有し、さらに体積率で、主相（ベース相）としてマルテンサイト相（焼戻マルテンサイト相）：45％超、第二相としてフェライト相：10〜45％、残留オーステナイト相：30％以下を含有する組織を有する。
【００６１】
本発明の継目無鋼管では、所望の高強度を確保するために、ベース相はマルテンサイト相（焼戻マルテンサイト相）とし、体積率で45％超とする。そして、本発明では所望の耐食性（耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）および耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性））を確保するために、少なくとも第二相として体積率で10〜45％のフェライト相を析出させて、マルテンサイト相（焼戻マルテンサイト相）とフェライト相との二相組織とする。これにより、層状組織が管軸方向に形成され、割れの進展が抑制される。フェライト相が10％未満では、上記した層状組織が形成されず、所望の耐食性向上が得られない。一方、フェライト相が45％を超えて多量に析出すると、所望の高強度を確保できなくなる。このようなことから、第二相としてのフェライト相は体積率で10〜45％の範囲とする。好ましくは、フェライト相は20〜40％である。
【００６２】
また、第二相としてフェライト相に加えて、体積率で30％以下の残留オーステナイト相を析出させる。残留オーステナイト相の存在により、延性、靭性が向上する。体積率で30％を超えて残留オーステナイト相が多量になると、所望の高強度を確保できなくなる。好ましくは、残留オーステナイト相は体積率で5％以上30％以下である。
【００６３】
本発明の継目無鋼管の上記の組織の測定としては、まず、組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mｌの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（倍率：1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（体積％）を算出する。
【００６４】
そして、Ｘ線回折用試験片を、管軸方向に直交する断面（Ｃ断面）が測定面となるように、研削、研磨し、Ｘ線回折法を用いて残留オーステナイト（γ）量を測定する。残留オーステナイト量は、γの（220）面、αの（211）面、の回折Ｘ線積分強度を測定し、次式
γ（体積率）＝100/（１＋（ＩαＲγ/ＩγＲα））
（ここで、Ｉα：αの積分強度、Ｒα：αの結晶学的理論計算値、Ｉγ：γの積分強度、Ｒγ：γの結晶学的理論計算値）
を用いて換算する。
【００６５】
また、マルテンサイト相の分率は、フェライト相、残留オーステナイト相以外の残部とする。
【００６６】
さらに、本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管は、後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなした時に100mm2の連続した領域を検査した際のフェライト粒の最大結晶粒径が500μm以下である。フェライト粒の最大結晶粒径が500μm超であると、亀裂進展の障害である結晶粒界の存在数が少なくなるため、所望の低温靭性を得られなくなる。よって、本発明では、鋼管の上記結晶粒径を500μm以下とする。フェライト粒の最大結晶粒径は、好ましくは400μｍ以下であり、より好ましくは350μｍ以下である。
【００６７】
なお、上記の最大結晶粒径は、後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなす分析を100mm2の連続した領域について実施し、同一フェライト粒と判定された範囲の最大直径をその結晶の結晶粒径とし、100mm2の範囲内の全結晶の結晶粒径のうち最も大きい値を採用することで決定できる。また、本発明では、後述するように、熱間加工前の鋼管素材を1200℃以下の加熱温度に加熱することで、前記EBSDで測定したフェライト粒の最大結晶粒径を500μm以下にすることができる。
【００６８】
つぎに、本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法について説明する。本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の製造方法としては、鋼管素材を、1200℃以下の加熱温度で加熱し、熱間加工を施して所定形状の継目無鋼管とし、熱間加工後に、前記継目無鋼管に焼入れ処理および焼戻処理を順次施すことを特徴とする。
【００６９】
油井用高強度ステンレス継目無鋼管は一般に、通常公知の造管方法であるマンネスマン−プラグミル方式あるいはマンネスマン−マンドレルミル方式により、鋼管素材（ビレットなど）を穿孔することで製造される。穿孔時の鋼管素材の温度が低いと、延性の低下による凹みや穴あき、割れといった欠陥が生じやすいため、鋼管素材は十分な延性を確保できる温度まで加熱される。しかし、高温で加熱すると結晶粒が粗大に成長し、その結果最終的な製品も粗大な結晶粒を有する組織となり、優れた低温靭性値が得られない。
【００７０】
この点、本発明ではBを一定量以上含有する組成とすることにより熱間加工性が改善され、鋼管素材の加熱温度を1200℃以下としても、欠陥の要因となる延性を損なうことなく加熱時の粒成長を抑制することが出来るため、微細な組織を得られ、優れた低温靭性値が得られる。
【００７１】
つぎに、本発明の油井用高強度ステンレス継目無鋼管の好ましい製造方法について、出発素材から順に説明する。まず本発明では、上記した組成を有するステンレス継目無鋼管を出発素材とする。出発素材であるステンレス継目無鋼管の製造方法は、前述した鋼管素材の加熱温度以外は特に限定しない。
【００７２】
上記した組成の溶鋼を、転炉等の常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造法、造塊−分塊圧延法等、通常の方法でビレット等の鋼管素材とすることが好ましい。ついで、これら鋼管素材を1200℃以下の温度に加熱し、通常公知の造管方法である、マンネスマン−プラグミル方式、あるいはマンネスマン−マンドレルミル方式の造管工程を用いて、熱間加工して造管し、所望寸法の上記した組成を有する継目無鋼管とする。この熱間加工の際、上記した欠陥の生成を抑制するための延性向上を目的に高温に加熱すると結晶粒が粗大に成長し、最終製品の低温靭性が低下する。そのため、鋼管素材の加熱温度は1200℃以下とする必要があり、好ましくは1180℃以下であり、より好ましくは1150℃以下である。また、加熱温度が1050℃未満となると鋼材の加工性が相当低くなり、本発明鋼をもってしても外面傷を生じることなく造管することが困難になるため、鋼管素材の加熱温度は1050℃以上であることが好ましく、より好ましくは、1100℃以上である。
【００７３】
造管後、継目無鋼管は、空冷以上の冷却速度で室温まで冷却することが好ましい。これにより、鋼管組織をマルテンサイト相をベース相とする組織を確保できる。なお、プレス方式による熱間押出で継目無鋼管としてもよい。
【００７４】
ここで、「空冷以上の冷却速度」とは、0.05℃／ｓ以上であり、「室温」とは、40℃以下のことを指す。
【００７５】
造管後の空冷以上の冷却速度で室温まで冷却する冷却に引続き、本発明では、さらに鋼管を850℃以上の加熱温度に加熱したのち、空冷以上の冷却速度で50℃以下の温度まで冷却する焼入れ処理を施す。これにより、マルテンサイト相をベース相とし、適正量のフェライト相を含む組織の継目無鋼管とすることができる。ここで、「空冷以上の冷却速度」とは、0.05℃／ｓ以上であり、「室温」とは、40℃以下のことを指す。
【００７６】
焼入れ処理の加熱温度が850℃未満では、所望の高強度を確保することができない。なお、焼入れ処理の加熱温度は、組織の粗大化を防止する観点から1150℃以下とすることが好ましい。より好ましくは下限が900℃であり上限が1100℃である。
【００７７】
ついで、焼入れ処理を施された継目無鋼管には、Ac1変態点以下の焼戻温度に加熱し冷却（放冷）する焼戻処理を施す。Ac1変態点以下の焼戻温度に加熱し冷却される焼戻処理を施されることにより、組織は焼戻マルテンサイト相、フェライト相、さらには残留オーステナイト相（残留γ相）からなる組織とされる。これにより、所望の高強度と、さらには高靭性、優れた耐食性を有する高強度ステンレス継目無鋼管となる。焼戻温度がAc1変態点を超えて、高温となると、焼入れままのマルテンサイトが生成し、所望の高強度と、さらには高靭性、優れた耐食性を確保できなくなる。なお、焼戻温度は700℃以下、好ましくは550℃以上とすることがより好ましい。
【実施例】
【００７８】
以下、さらに実施例に基づき、本発明を説明する。【００７９】
表１に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法でビレット（鋼管素材）に鋳造し、鋼管素材を加熱し、モデルシームレス圧延機を用いる熱間加工により造管し、外径83.8mm×肉厚12.7mmの継目無鋼管とし、空冷した。このとき、熱間加工前の鋼管素材の加熱温度は表２に示す通りである。【００８０】
得られた継目無鋼管から、試験片素材を切り出し、表２に示す条件で加熱したのち、冷却する焼入れ処理を施した。そして、さらに表２に示す条件で加熱し空冷する焼戻処理を施した。【００８１】
このように焼入れ−焼戻処理を施された試験片素材から、組織観察用試験片を採取し、組織観察用試験片をビレラ試薬（ピクリン酸、塩酸およびエタノールをそれぞれ2g、10mlおよび100mlの割合で混合した試薬）で腐食して走査型電子顕微鏡（1000倍）で組織を撮像し、画像解析装置を用いて、フェライト相の組織分率（体積％）を算出した。【００８２】
また、残留オーステナイト相組織分率は、Ｘ線回折法を用いて測定した。焼入れ−焼戻処理を施された試験片素材から測定用試験片を採取し、Ｘ線回折によりγの（220）面、αの（211）面、の回折Ｘ線積分強度を測定し、次式
γ（体積率）＝100／（１＋（ＩαＲγ／ＩγＲα））
ここで、Ｉα：αの積分強度
Ｒα：αの結晶学的理論計算値
Ｉγ：γの積分強度
Ｒγ：γの結晶学的理論計算値
を用いて換算した。なお、マルテンサイト相の分率はこれらの相以外の残部として算出した。【００８３】
また、後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなす分析を100mm2の連続した領域について実施し、同一フェライト粒と判定された範囲の最大直径を結晶粒径とし、100mm2の範囲内の全結晶の結晶粒径のうち最も大きい値を最大結晶粒径とした。【００８４】
また、焼入れ−焼戻処理を施された試験片素材から、API弧状引張試験片を採取し、APIの規定に準拠して引張試験を実施し引張特性（降伏強さYS、引張強さTS）を求めた。また、焼入れ−焼戻処理を施された試験片素材から、JIS Z 2242の規定に準拠して、Ｖノッチ試験片（10mm厚）を採取し、シャルピー衝撃試験を実施し、-40℃における吸収エネルギーを求め、靭性を評価した。【００８５】
さらに、焼入れ−焼戻処理を施された試験片素材から、厚さ3.0mm×幅30mm×長さ40mmの腐食試験片を機械加工によって作製し、腐食試験を実施した。【００８６】
腐食試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：200℃、30気圧のCO2ガス雰囲気）中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を336時間として実施した。試験後の試験片について、質量を測定し、腐食試験前後の重量減から計算した腐食速度を求めた。また、腐食試験後の試験片について倍率：10倍のルーペを用いて試験片表面の孔食発生の有無を観察した。なお、孔食有りは、直径：0.2mm以上の場合をいう。【００８７】
さらに、焼入れ−焼戻処理を施された鋼管から、NACE TM0177 Method Cに準拠して、Cの形をした試験片を機械加工によって作製し、耐SSC試験を実施した。なお、鋼管内外面に相当する曲面に対しては研削や研磨は行っていない。【００８８】
また、焼入れ−焼戻処理された試験片素材から、機械加工により、厚さ3mm×幅15mm×長さ115mmの4点曲げ試験片を採取し、耐SCC試験および耐SSC試験を実施した。【００８９】
耐SCC（耐硫化物応力腐食割れ）試験は、オートクレーブ中に保持された試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：100℃、H2S：0.1気圧、CO2：30気圧の雰囲気）に、酢酸および酢酸ナトリウムを含有する水溶液を加えて、pH：3.3に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の100％を付加応力として付加して、実施した。試験後の試験片について、割れの有無を観察した。【００９０】
耐SSC（耐硫化物応力割れ）試験は、試験液：20質量％NaCl水溶液（液温：25℃、H2S：0.1気圧、CO2：0.9気圧の雰囲気）に、酢酸および酢酸ナトリウムを含有する水溶液を加えてpH：3.5に調整した水溶液中に、試験片を浸漬し、浸漬期間を720時間として、降伏応力の90％を付加応力として付加して、実施した。【００９１】
得られた結果を表２に示す。【００９２】
【表１】
0006399259.tif 000002
【００９３】
【表２】
0006399259.tif 000003
【００９４】
本発明例はいずれも、降伏強さ：862MPa以上の高強度と、-40℃における吸収エネルギー：100Ｊ以上の高靭性と、CO2、Cl−を含む200℃という高温の腐食環境下における耐食性（耐炭酸ガス腐食性）に優れ、さらにH2Sを含む環境下で割れ（SSC、SCC）の発生もなく、優れた耐硫化物応力割れ性および耐硫化物応力腐食割れ性を兼備し、高強度ステンレス継目無鋼管となっている。【００９５】
一方、本発明の範囲を外れる比較例は、所望の高強度、低温靭性、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力割れ性（耐SSC性）、耐硫化物応力腐食割れ性（耐SCC性）のうちの少なくともいずれかを得られなかった。【００９６】
鋼管No.23（鋼No.W）は、Mo含有量が2.7質量％未満であるため、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【００９７】
鋼管No.24（鋼No．X）は、Cr含有量が17.5質量％超であり、また、フェライト相が45％超であるため、降伏強さYSが862MPa未満であり、vE-40が100J未満であった。【００９８】
鋼管No.25（鋼No．Y）は、Ni含有量が6.0質量％超であるため、降伏強さYSが862MPa未満であった。【００９９】
鋼管No.26（鋼No．Z）は、Mo含有量が5.0質量％超であるため、vE-40が100J未満であり、孔食が発生し、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１００】
鋼管No.27は（鋼No．AA）は、Cu含有量が4.0質量％超であるため、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１０１】
鋼管No.28（鋼No．AB）は、Cr含有量が14.5質量％未満であり、孔食が発生し、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１０２】
鋼管No.29（鋼No．AC）は、Cu含有量が0.3質量％未満であり、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１０３】
鋼管No.30（鋼No．AD）は、V含有量が0.02質量％未満であり、降伏強さYSが862MPa未満であった。【０１０４】
鋼管No.31（鋼No．AE）は、W含有量が0.1質量％未満であり、降伏強さYSが862MPa未満であり、孔食が発生し、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１０５】
鋼管No.32（鋼No．AF）は、B含有量が0.0100質量％超であるため、vE-40が100J未満であった。【０１０６】
鋼管No.33（鋼No．AG）は、B含有量が0.0005質量％未満であるため、熱間加工性が不足し造管過程において傷が発生し、所望の耐SSC性が得られなかった。【０１０７】
鋼管No.36は、加熱温度が1200℃を超えており、フェライト粒の最大結晶粒径が500μm超であり、vE-40が100J未満であった。【０１０８】
鋼管No.37は、Si含有量が0.5質量％超であり、熱間加工性が不足し造管過程において傷が発生し、所望の耐SSC性が得られなかった。【０１０９】
鋼管No.38は、Mn含有量が1.0質量％超であり、vE-40が100J未満であった。【０１１０】
鋼管No.39は、Mn含有量が0.15質量％未満であり、降伏強さYSが862MPa未満であった。【０１１１】
鋼管No.40は、Cr含有量が14.5質量％未満であり、所望の耐炭酸ガス腐食性、耐孔食性、耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１１２】
鋼管No.41は、Ni含有量が3.0質量％未満であり、降伏強さYSが862MPa未満であるとともに、所望の耐炭酸ガス腐食性、耐孔食性、耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。【０１１３】
鋼管No.42は、Mo含有量が2.7質量％未満であり、所望の耐SSC性及び耐SCC性を得られなかった。
【要約】
優れた低温靭性、耐炭酸ガス腐食性、耐硫化物応力腐食割れ性、耐硫化物応力割れ性を備えた油井用高強度ステンレス継目無鋼管の提供。
質量％で、C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.15〜1.0％、P：0.030％以下、S：0.005％以下、Cr：14.5〜17.5％、Ni：3.0〜6.0％、Mo：2.7〜5.0％、Cu：0.3〜4.0％、W：0.1〜2.5％、V：0.02〜0.20％、Al：0.10％以下、N：0.15％以下、B：0.0005〜0.0100％含有し、C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nが特定式、Cu、Mo、W、Cr、Niが他の特定式を満足し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、マルテンサイト相：45％超、フェライト相：10〜45％、残留オーステナイト相：30％以下有し、後方散乱電子回折(EBSD)により結晶方位差15°以内の粒を同一粒とみなした時に100mm2の連続した領域を検査した際のフェライト粒の最大結晶粒径を500μm以下とし、降伏強さを862MPa以上にする。