[发明专利]生产42CrMo钢无缝钢管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产42CrMo钢无缝钢管的方法，属于冶金领域。

背景技术

定子管是一种用于加工油井用螺杆钻具的无缝钢管，一般采用42CrMo钢制造，42CrMo钢的化学成分按重量百分比为：C 0.38～0.45％，Mn 0.50～0.80％，Si 0.17～0.37％，Cr0.90～1.20％，Mo 0.15～0.25％，P≤0.025％，S≤0.025％，余量为Fe和不可避免的杂质。42CrMo钢一般在周期式热处理炉进行热处理，尚未有在步进式连续热处理线上热处理的相关报道。连续热处理生产线一般由淬火炉、淬火装置和回火炉组成，淬火装置一般使用水淬，具有产量高、成本低的特点。42CrMo钢在连续热处理线上生产有两个问题需解决：一是定子管对钢管全截面的硬度范围要求很窄，钢管全壁厚任一点的硬度为277～310HB，这就要求钢管完全淬透且均匀回火；二是42CrMo钢碳含量高，使用水淬易开裂，通常使用水基淬火液淬火、水淬空冷或油淬，但水基淬火液价格昂贵、成本高，油淬成本高、易燃、不安全，水淬空冷需要较长冷却时间，不适用于连续热处理线。

CN101363070的专利申请公开了一种42CrMo材料的大型锻件调质淬火处理工艺方法，包括升温、保温、淬火及高温回火等步骤，采用水淬空冷方式进行淬火，具体包括如下步骤：淬火时，水冷一定时间后，吊出空冷缓冲，等表面返温达到200～300℃后，再入水水冷，空冷缓冲，经多次水冷和空冷循环后，其工件返温不超过300℃稳定后即可完成淬火工序。该发明解决了在缺乏油槽、淬火油等淬火条件下工件的调质处理方案，提高了产品的综合性能，但是该方法只适用于锻件的热处理，不能解决无缝钢管热处理时的水淬易开裂问题，且难以使钢管达到淬透且均匀的效果。

CN1690241的专利申请公开了一种高强度石油钻杆，其成分为(质量百分比)：C 0.20～0.30％、Si 0.1～0.5％、Mn 0.7～1.5％、Cr 0.7～1.5％、Mo 0.1～0.4％、其余为Fe和不可避免的杂质；其制造方法为，将上述成分钢管管端加厚处理，制成加厚钻杆的管体；然后对钢管整体加热，再对加热后的钢管冷却处理，放在一个旋转淬火台架上，在钢管旋转的同时，进行内表面轴流喷水，外表面层流喷水冷却；通过控制钢管加厚端和管体不同的外喷水量，或减少管体处的外喷水量，或加大钻杆加厚端处的外喷水量，使得不同壁厚的管体和加厚端具有相同的冷却速度，以保证管体和加厚端具有相同的淬火组织，经回火后得到相同的力学性能。该方法的主要目的是为了使管体和加厚端具有相同的淬火组织，但是其全截面的硬度差异较大，不能用于定子管用无缝钢管的生产。

CN1837395的专利申请公开了一种防硫钻杆及其制造方法，该钻杆的钢种成分为(质量百分比)：C：0.25-0.38，Cr：0.80-3.80，Mo：0.15-0.65，V：0-0.08，Ti：0-0.06，B：0-0.06，Ni：0.10-0.35，Mn：0.40-0.90，Si：0.17-0.40，S：＜0.010，P：＜0.015，其余成分为Fe。其制造方法为：将上述成分的钢管加热至1000-1200℃后，两端墩粗，制成钻杆本体；然后对钻杆本体整体热处理，热处理工艺为淬火+高温回火工艺，淬火介质为水，淬火温度为860℃±10℃，保温时间不少于20分钟，回火温度在500℃以上，保温时间不少于60分钟，淬火后，经该方法制造的钻杆，其抗硫化氢应力腐蚀的能力远高于普通API钻杆，可以满足酸性油气田开采的需要。

目前，未见有采用连续热处理方法生产定子管用无缝钢管的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产42CrMo钢无缝钢管的方法，该方法可以生产得到全截面硬度均匀的无缝钢管。

本发明生产42CrMo钢无缝钢管的方法，包括钢水冶炼、铸坯、热轧、热处理步骤，所述热处理步骤如下：

a、热轧后的钢管淬火加热至800～900℃，然后用水冷却，其中，钢管的外表面以喷淋的方式冷却，钢管的内表面以内轴流的方式(即采用水柱通过钢管内表面，使钢管内表面冷却)冷却，冷却时先开始内轴流，然后进行钢管外表面喷淋，冷却结束时先停止内轴流，然后停止钢管外表面喷淋；

b、钢管冷至室温后进行回火，回火加热温度为520～620℃。

其中，优选采用如下技术方案：a步骤中待钢管冷至400～200℃时停止内轴流，待钢管冷至室温时停止钢管外表面喷淋。