[发明专利]屈服强度170～180ksi钢级的高强高韧性石油套管及其制造方法

权利要求书

1.一种屈服强度170～180ksi钢级的高强高韧性石油套管，其特征是：该套管组分以质量％计，含有C：0.18～0.35％，Si：0.20～0.50％，Mn：0.45～1.25％，Cr：0.95～1.45％，Mo：0.65～1.25％，Ni：0.30～0.85％，V：0.01～0.20％，Nb：0.01～0.08％，Ca：0.0015～0.0050％，Al：0.010～0.060％，Ti≤0.02％，B≤0.0005％，0≤0.003％，N≤0.012％，H≤0.0003％，P≤0.010％，S≤0.002％，包括As、Sn、Pb、Sb、Bi的五害元素的总含量≤0.02％，其余为铁。

2.根据权利要求1所述的屈服强度170～180ksi钢级的高强高韧性石油套管，其特征是：所述套管的常温屈服强度在1172～1241MPa之间；0℃温度条件下夏比V型横向冲击功70～90J，纵向冲击功100～120J；洛氏硬度HRC在40～45；延伸率≥16％；晶粒度9～11级。

3.按照权利要求1所述的屈服强度170～180ksi钢级的高强高韧性石油套管的制造方法，该方法包括以下步骤：

炼钢：

(1)按权利要求1的组分采用优质废钢+铁水或生铁，精炼后使As、Sn、Pb、Sb、Bi的五害总含量≤0.02％；

(2)精炼后采取50～100帕斯卡的真空VD脱气处理，脱气时间10～20分钟；吹氩气搅拌，吹氩搅拌时流量控制应确保不吹开渣面；

(3)真空脱气后再喂入铝丝，使得酸溶铝占全铝的比重保持在90％以上；

(4)喂入铝丝并搅拌5分钟以后再喂入CaSi丝，使得钢液中Ca含量≥0.0015％，S含量≤0.002％；

(5)浇注前保持10～15分钟的镇定时间，促进夹杂物上浮，并控制钢水浇铸前过热度在40～60℃；

(6)结晶器末端采用电磁搅拌，搅拌频次和幅度确保不荡开钢液表面的保护渣层；

轧管：

(1)铸坯环形炉加热，加热温度1200～1350℃，加热保温时间2.0～3.5小时；

(2)穿孔连轧，穿孔温度1100～1150℃，穿孔后温度1250～1300℃，PQF三辊轧机开轧温度1100～1150℃，出脱管机温度1050～1100℃；

(3)定径、冷却，出脱管机后进入张力减径机在920～950℃下定径成最终的成品管规格，出机架后再空冷至室温；

热处理：

(1)步进式加热炉加热保温，淬火炉设定温度AC₃+50℃，其中AC₃为该钢管的完全奥氏体化温度；钢管入炉后在炉内的总时间为30+3.5t分钟，其中t为该钢管的壁厚毫米值；

(2)钢管出淬火炉后进行水淬处理，淬火方式采用外淋、内喷、管子旋转的方式水冷，控制水量和水温为确保钢管在30秒钟之内从奥氏体状态冷却到室温；

(3)经过淬火后的钢管进入步进式回火炉，回火炉加热温度520℃～580℃，钢管入炉后在炉内的总时间为60+4.5t分钟，其中t为该钢管的壁厚毫米值；

(4)钢管出回火炉后进入矫直机架热矫直，控制钢管运行速度，确保矫直温度在400～450℃，出矫直机架后钢管空冷至室温。