[發明專利]一種石油天然氣開采用N80鋼級膨脹管的制備方法

有效

• 申請號: 201210009855.1
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102534369A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 尚成嘉;任勇強;謝振家;賀飛;湯忖江;王學敏
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/14;C21D8/10;C21D1/18
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種石油天然氣開采用N80鋼級膨脹管的制備方法，其特征是成分組成如下：

0.10wt%~0.30wt%的C；1.0?wt%~2.5wt%的Mn；0.3?wt%~1.5?wt%的Si；0?wt%~1.0?wt%的Al；0.02wt%~0.1?wt%的Nb；0wt%~0.02wt%的Ti；0?wt%~0.01wt%的S；0?wt%~0.015?wt%的P；其余為Fe；具體制備步驟為：

1）按所述N80鋼級膨脹管的成分鑄造并軋制合金板；

2）對所述合金板進行卷板加工，然后焊接制成膨脹管；

3）將所述膨脹管置入電阻式加熱爐中以5℃/s的加熱速度加熱到介于T₁~T₂之間的兩相區保溫溫度T₅，T₅為750℃~800℃，保溫時間30min~60min，使之部分奧氏體化，其中T₁=A_C3-50℃，T₂=?A_C1~A_C1+10℃，A_C3為鋼在平衡加熱時從珠光體剛好完全轉化為奧氏體的相變溫度，A_C1為鋼在平衡加熱時剛好發生珠光體向奧氏體轉變時的溫度，然后使之淬火處理得到馬氏體+鐵素體組織；

4）將經過步驟3）處理的膨脹管再次置于電阻式加熱爐中，以5℃/s的加熱速度加熱至介于T₁~T₂之間的亞溫區溫度T₆，T₆為740℃~780℃，當管材達到設定溫度時，保溫足夠的時間使之在鐵素體與回火馬氏體之間生成符合要求的數量的富碳逆轉變奧氏體；

5）將膨脹管初次淬入液體淬火介質中，冷速為20℃/s~60℃/s，使管材的溫度達到T₃~T₄之間的溫度區間，即270℃~350℃，其中：T₃低于Ms點、T₄高于M_f點，Ms為鋼在淬火過程中過冷奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度，M_f為馬氏體相變的結束溫度，根據淬火溫度的高低，將有不同比例的奧氏體向馬氏體轉變；

6）將膨脹管迅速再次置于爐溫為T₇的電阻式加熱爐中，T₇介于T₃和M_S之間，T₇=350℃~400℃，在此溫度下保溫15min，碳由馬氏體擴散至奧氏體中，使奧氏體富碳；

7）最后，將膨脹管從爐中取出空冷或水淬至室溫，獲得由鐵素體、馬氏體、富碳殘余奧氏體以及彌散析出的納米級碳化物多相、多尺度組織構成的低合金高強、高韌、高塑鋼膨脹管。

2.如權利要求1所述一種石油天然氣開采用N80鋼級膨脹管的制備方法，其特征是成分組成范圍為：0.15wt%~0.25wt%的C；1.5wt%~2.0%的Mn；1.0wt%~1.5wt%的Si；0.3?wt%~0.8?wt%的Al；0.05?wt%~0.1?wt%的Nb；0.01wt%~0.02wt%的Ti；0?wt%~0.005?wt%的S；0wt%~0.015wt%的P；余量為Fe。

3.如權利要求1所述一種石油天然氣開采用N80鋼級膨脹管的制備方法，其特征是步驟5）和6）之間的間隔時間不要超過5s，以免淬火過程中得以保留的那部分殘余奧氏體因管材溫度下降過多而無法穩定存在，最終轉化為馬氏體或貝氏體而導致后續的配分工藝失效。

4.如權利要求1所述一種石油天然氣開采用N80鋼級膨脹管的制備方法，其特征是步驟2）所述對對所述合金板進行卷板加工，然后焊接制成膨脹管工藝為：

在焊接過程中對膨脹管的內、外焊縫毛刺處進行砂輪打磨，清除毛刺。

5.如權利要求1所述一種石油天然氣開采用N80鋼級膨脹管的制備方法，其特征是步驟5）所述膨脹管進行淬火處理的淬火介質是水、油或者2%~10%的聚乙烯醇水溶液。