[發明專利]一種高強度特種抽油桿鋼

無效

• 申請號: 200910113600.8
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101736201A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 陳躍軍;張建新;穆保安;張春輝;狄明軍
• 申請（專利權）人: 寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯專利代理事務所(有限公司) 65107
• 代理人: 李振中

技術領域

本發明屬于石油鉆探中使用的抽油桿鋼成分的改進，涉及一種高強度特種抽油桿鋼。

背景技術

在石油開采鉆探行業中需求一種高耐腐蝕性、高強度的抽油桿鋼，用于油田部分油氣腐蝕性較強、井深度較深的油井中，有較高的強度要求，用戶要求抽油桿鋼必須含Cr、Ni、Mo等元素，其中Cr含量必須大于1.7％，C含量小于0.24％，抗拉強度必須大于1050MPa，現有國家標準中合金結構鋼及抽油桿鋼成分及性能均不能用戶滿足要求，必須重新設計一種符合用戶要求的抽油桿鋼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度特種抽油桿鋼，其具有高耐腐蝕性和高強度，抗拉強度大于1050MPa，特別適合在石油鉆探的深井中使用。

本發明的目的是這樣實現的：一種高強度特種抽油桿鋼，其中所含的主要化學成分的百分含量為：C?0.18-0.24、Si?0.15-0.30、Mn?0.30-0.50、Cr1.70-2.0、Mo?0.10-0.20、P≤0.025、S≤0.025、Ni?0.10-0.20、Cu≤0.20。

本發明抽油桿鋼的各成分中：

C：主要的強化元素，碳溶解在鋼中形成間隙固溶體，起固溶強化作用，其在鋼中形成的碳化物析出時，起沉淀強化作用；設計碳含量時，主要考慮固溶強化和沉淀強化所需，碳含量過高增加鋼的脆性，容易引起碳化物偏析，影響鋼材疲勞，一定的Cr含量下，采用低碳有利于強化淬火和強化回火冷卻，改善淬火組織和避免高溫回火；因此參考其它抽油桿C含量，將C成分控制在0.18～0.24％之間。

Si：Si本身具有固溶強化作用，同時能改變回火時碳化物析出數量、尺寸、形態，提高鋼的回火穩定性，對提高鋼的強度、硬度有好處，但Si不宜過高，Si過高會對鋼的塑性、韌性產生不良影響，助長鋼加熱時的脫碳和晶粒粗化，因此將Si含量控制在0.15～0.30％之間。

Mn：能顯著提高淬透性，改善熱處理性能，強化基體和細化珠光體，提高鋼的強度和硬度，參考其它抽油桿Mn含量，將Mn成分控制在0.3～0.5％之間。

Cr：能顯著提高淬透性，Cr和Mn共用有互助效果，一定鉻含量的突出優點是大幅提高鋼的強度，Cr、Mo共用使調制鋼具有良好的抗H2S破壞能力，顯著提高鋼材耐蝕性能，同時還不致促使鋼脫碳、石墨化和粗化晶粒，同時提高鋼中碳化擴散的激活能，減輕脫碳傾向，因此將Cr成分空制在1.7～2.0之間。

Mo：提高鋼的淬透性，克服回火脆性，改善熱處理性能、提高抗疲勞性能，與Cr共用，能顯著提高抗H2S破壞能力，是石油深井不可或缺的元素之一，耐蝕性能極好；因此考慮綜合因素，將Mo成分控制在0.1～0.2％之間。

Ni：加入一定量的Ni元素，有助于提高鋼的淬透性和高溫回火穩定性，同時與Cr、Mo共用，可顯著提高鋼的耐蝕性能，綜合考慮將Ni成分控制在0.1～0.2％之間。

本發明高強度特種抽油桿鋼的熱處理工藝如下：

本發明高強度特種抽油桿鋼20Cr2Mo可采用轉爐或電爐進行冶煉，通過LF爐精煉后，用150×150方坯連鑄機澆注成方坯進行軋制，我們采用國內先進的小型材連軋機組進行軋制后，按用戶提出的抽油桿性能要求進行檢驗入庫，經過用戶在油井使用驗證，使用性能完全能夠滿足用戶要求，具體的性能指標如下：