CN1065887A - 非调质高强度抽油杆钢 - Google Patents

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齐长发
杜野
王云阁
张跃辉
吴石麟
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Abstract

本发明属于铁基合金，适用于制造高强度抽油杆 及具有相应强韧性要求的机械部件，该合金具有高韧 性、高强度的特点，成本比调质抽油杆钢低12.5％。 这种抽油杆钢含(重量)
0.1—0.24％C，2.00—3.00％Mn，0.40— 1.40％Si，
0.40—1.10％Cr，0.05—0.20％V，0.15— 0.35％Mo，
0.010—0.030％Ti，≤0.040％S，≤0.040％P，
余为Fe。

Description

本发明属于铁基合金，适用于制造高强度抽油杆及具有相应强韧性要求的机械部件。
目前，石油钻井用高强度抽油杆通常采用20CrM。或35CrMo等优质合金结构钢，经淬火-高温回火的调质热处理和机加工过程制作而成。为降低生产成本，中国专利90104471.7公开了一种抽油杆用钢及工艺方法，该方法是用40Mn2Nb钢调质处理后生产高强度抽油杆。40Mn2Nb调质处理既消耗大量能源，又达不到API规范中超高强度（H级）抽油杆的强度要求。
现有高强度、高韧性贝氏体非调质钢多为含硼钢，而硼虽能强烈提高钢的淬透性，但生产中硼的吸收率不易稳定，造成钢的性能波动较大。因此，这类钢在实际应用中受到限制。中国专利89100347.9公开了一种低碳无硼贝氏体钢，但由于其含碳量低，冶炼难度较大，加之这种钢不含Cr、V等无素，其强度达不到H级抽油杆的要求。
本发明目的在于提供一种高强度、高韧性、成本较低的非调质抽油杆钢或机械部件用钢。
本发明提供的合金含有（按重量百分数）：
0.10-0.24%C;2.00-3.00%Mn;0.40-1.40%Si;0.40-1.10%Cr;0.05-0.20%V;0.15-0.35%M。
0.010-0.030%Ti;≤0.040%S;≤0.040%P;余为Fe，优先选择的成分（按重量百分数）为：
0.17%C，2.50%Mn  0.90%Si，0.75%Cr，0.12%V，
0.25%Mo，0.02%Ti，余为Fe.
本发明合金中加入的Cr可提高钢的淬透性，而且可使钢在冷却过程中的珠光体转变区与贝氏体转变区分离，有利于贝氏体生成。
由于本发明中同时加入V和Mo，即便在较低温度下V也能充分固溶于奥氏体，从而显著提高钢的淬透性。V和Mo同时加入的另一个原因是因为以往这种钢的贝氏体、铁素体中没有碳化物作为强化相，其强度较低。当V和Mo这些强碳化物形成元素加入钢中时，它们可在贝氏体转变区通过位错管扩散方式沿位错线生成碳化物，从而强化贝氏体、铁素体。另外，V可以提高钢的回火稳定性和工艺宽容度。
Ti在高温下与N结合成TiN阻止形变再结晶奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒在轧制过程中得到显著细化，相变后得到细晶贝氏体组织。另一方面，由于Ti固定了钢中的游离N，削弱了N的有害作用。当Ti细化晶粒后，V可充分析出，与Mo同时发挥作用。
本发明合金具有高韧性、高强度的特点，且成本比调质抽油杆钢低12.5%。
表1中列出了非调质高强度抽油杆钢与调质抽油杆钢性能及化学成分。
表2为D、H级抽油杆钢的性能要求。
对比可知，本发明技术指标符合D、H级抽油杆钢的性能要求。
实施例：本发明的合金成分（重量百分数）为：
0.17%C，  2.5%Mn，  0.90%Si，  0.75%Cr
0.12%V  0.25%Mo，  0.02%Ti，其余为Fe。
按此配方在电弧炉中冶炼，将钢液浇铸成560Kg重的钢锭。经φ650×1及φ550×3轧机开成65×65mm2的方坯，再将钢坯加热到1250℃，由φ400×1及φ250×5轧机轧制成φ28圆钢，剪切成9米定尺，空冷至室温，然后加工成抽油杆，成品杆经250℃、20分钟油煮（外挂油膜）即可。
Figure 921024053_IMG1

Claims (2)

1、一种非调质高强度抽油杆钢，其特征是含(按重量)
0.10-0.24%C，     2.00-3.00%Mn，
0.40-1.40%Si，    0.40-1.10%Cr，
0.05-0.20%V，     0.15-0.35%Mo，
0.010-0.030%Ti，  ≤0.040%S，
≤0.040%P，余为Fe。
2、按照权利要求1所述的非调质高强度抽油杆钢，其特征是含有（按重量）
0.17%C，2.50%Mn，0.90%Si，
0.75%Cr，0.12%V，0.25%M。
0.02%Ti，余为Fe
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921962A (zh) * 2010-07-22 2010-12-22 首钢总公司 一种d级抽油杆钢及其生产方法
CN104911486A (zh) * 2015-06-16 2015-09-16 武汉钢铁(集团)公司 汽车紧固件螺杆用非调质钢及其生产方法
CN105114002A (zh) * 2015-08-26 2015-12-02 中国石油天然气股份有限公司 抽油杆及其制作方法

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Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication