專利名稱：大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油套管用鋼，特別涉及一種大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼。
背景技術(shù)：
微合金非調(diào)質(zhì)鋼是在中碳鋼和中碳錳鋼中添加微合金化元素，通過(guò)控軋控冷的工藝手段，使其析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒而提高強(qiáng)度、硬度和韌性，達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼的性能水平。因省略了調(diào)質(zhì)處理工序，這種新型鋼種與調(diào)質(zhì)鋼相比，能使總的制造成本降低15％以上。因此，研制出熱軋后不經(jīng)調(diào)質(zhì)處理即可滿足需要的、強(qiáng)韌性良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)保型新鋼種，具有重大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
目前，非調(diào)質(zhì)石油套管鋼的生產(chǎn)通常是在中碳鋼和中碳錳鋼中添加微合金化元素，但往往只添加一種微合金化元素。通常是添加V，以提高其在線正火的強(qiáng)度，如國(guó)內(nèi)開發(fā)的微合金非調(diào)質(zhì)N80級(jí)石油套管的鋼種35Mn2V、38Mn6V、33Mn2V、36Mn2V、42MnMo7、34Mn2VN、42Mn2V和37Mn2V等。由于只添加一種微合金化元素，鋼種沖擊韌性的提高有限，因此這些鋼種并不能滿足在生產(chǎn)大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管過(guò)程中對(duì)高強(qiáng)度和沖擊韌性相匹配的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，該鋼種能較好地滿足在生產(chǎn)大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管過(guò)程中對(duì)高強(qiáng)度和沖擊韌性相匹配的要求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，其特征是該鋼按重量百分比含有C 0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb 0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，該鋼按重量百分比由下列成分組成C0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％、Al 0.02～0.05％，其余為Fe和雜質(zhì)。
在上述優(yōu)選方案中，所述雜質(zhì)中P≤0.025、S≤0.020。
在上述優(yōu)選方案中，該鋼的碳當(dāng)量Ceq.(％)為0.66～0.75％，碳當(dāng)量Ceq.＝C+Mn/6+V/5。
本發(fā)明的有益效果是，聯(lián)合加入具有較強(qiáng)的析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的能力Nb、V、Ti，提高鋼種的強(qiáng)度、硬度和韌性，并將Al作為合金化元素和脫氧元素引入，能較好地滿足在生產(chǎn)大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管過(guò)程中對(duì)高強(qiáng)度和沖擊韌性相匹配的要求。


本說(shuō)明書包括如下四幅附圖圖1是本發(fā)明大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼的金相組織圖；圖2是本發(fā)明大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼的金相組織圖；圖3是本發(fā)明大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼拉力樣的劃分及編號(hào)示意圖；圖4是本發(fā)明大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼拉力樣檢測(cè)結(jié)果曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明的大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，其特征是該鋼按重量百分比含有C 0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb 0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％。
由于Nb、V、Ti具有較強(qiáng)的析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的能力，聯(lián)合加入多種微合金化元素的效果較單一加入一種微合金化元素的效果好，能夠獲得珠光體+鐵素體金相組織，其中珠光體百分含量達(dá)到80～90％，故能提高鋼種的強(qiáng)度、硬度和韌性，使之能較好地滿足在生產(chǎn)大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管過(guò)程中對(duì)高強(qiáng)度和沖擊韌性相匹配的要求。
參見(jiàn)圖1和圖2，金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒細(xì)小(晶粒度10.0級(jí))，且組織均勻，完全滿足非調(diào)質(zhì)鋼性能要求。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，該鋼按重量百分比由下列成分組成C0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％、Al 0.02～0.05％，其余為Fe和雜質(zhì)，即Al不僅作為脫氧元素，且以合金化元素加入鋼中。
在上述優(yōu)選方案中，所述雜質(zhì)中P≤0.025、S≤0.020。
在上述優(yōu)選方案中，該鋼的碳當(dāng)量Ceq.(％)為0.66～0.75％，碳當(dāng)量Ceq.＝C+Mn/6+V/5。
Al作為合金元素，嚴(yán)格控制其含量。
實(shí)施例1.冶煉成分各實(shí)施例冶煉成分如下表

2.冶煉操作在煉鋼、澆注過(guò)程中，操作、工序控制嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，使鋼的化學(xué)成分均勻，以確保鋼管的性能。
鑄坯的TO量20～35PPm，鑄坯夾雜物總量80～110PPm。
鋼管成品化學(xué)成分允許偏差符合GB/T 222.1984中表2的規(guī)定。
3.鋼管軋制在軋制過(guò)程中，合理制定軋制節(jié)奏、荒管入爐溫度、荒管出爐溫度、再加熱爐步進(jìn)周期、冷卻速度等各種工藝參數(shù)，以滿足其性能指標(biāo)。主要的工藝參數(shù)如下環(huán)形爐爐溫必須保證出爐鋼溫1230±20℃；采用在線正火工藝，入步進(jìn)爐鋼溫500～600℃；步進(jìn)爐爐溫必須保證出爐鋼溫920±20℃；軋制節(jié)奏Φ244.5≥60秒，Φ339.7≥70秒，步進(jìn)爐逐齒布料；定徑后采用快速冷卻。
4.鋼管性能檢測(cè)鋼管性能檢測(cè)結(jié)果如下表

5、沿鋼管圓周方向性能檢測(cè)為檢測(cè)鋼管沿圓周方向的性能變化情況，短尺管端部取300mm長(zhǎng)管環(huán)，按圖3所示取16件拉力樣，依次編號(hào)。
檢測(cè)結(jié)果如圖4所示，除3號(hào)試樣較異常外，其余15個(gè)試樣組成的曲線較平坦，說(shuō)明鋼管徑向性能較均勻。
權(quán)利要求
1.大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，其特征是該鋼按重量百分比含有C 0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb 0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％。
2.如權(quán)利要求1所述的大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，其特征是該鋼按重量百分比由下列成分組成C 0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb 0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％、Al0.02～0.05％，其余為Fe和雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，其特征是所述雜質(zhì)中P≤0.025、S≤0.020。
4.如權(quán)利要求2所述的大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼，其特征是該鋼的碳當(dāng)量Ceq.(％)為0.66～0.75％，Ceq.＝C+Mn/6+V/5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管用鋼。該鋼按重量百分比含有C 0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb 0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％。本發(fā)明的有益效果是，聯(lián)合加入具有較強(qiáng)的析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的能力Nb、V、Ti，提高鋼種的強(qiáng)度、硬度和韌性，并將Al作為合金化元素和脫氧元素引入，能較好地滿足在生產(chǎn)大口徑非調(diào)質(zhì)石油套管過(guò)程中對(duì)高強(qiáng)度和沖擊韌性相匹配的要求。
文檔編號(hào)C22C38/14GK101054650SQ20071004876
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者陳坤, 尹人潔, 劉建中, 易興俊 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)成都鋼鐵有限責(zé)任公司