[发明专利]一种石油天然气开采用P110级膨胀管的制备方法

权利要求书

1.一种石油天然气开采用P110级膨胀管的制备方法，其特征是P110级膨胀管的成分质量百分比为：0.1wt%～0.3 wt%的C；0.70 wt%～2.0 wt%的Mn；0.3 wt%～1.5 wt%的Si；0 wt%~1.0 wt%的Al；0.02 wt%~0.1 wt%的Nb；0wt%~0.02wt%的Ti；0wt%~ 0.01wt%的S；0wt%~ 0.015wt%的P；余量为Fe；制备步骤如下：

1）根据所述膨胀管的成分铸造并轧制合金板；

2）对步骤1）所述合金板进行卷板加工，然后焊接制成膨胀管；

3）将步骤2）所述膨胀管置入电阻式加热炉中进行正火处理，以5℃/s的加热速度加热至设定温度并保温足够时间使之完全奥氏体化；保温温度为900℃~920℃，保温时间为30min~60min；后将膨胀管迅速淬入常温态的水中，冷速为60℃/s淬至室温，使管材得到完全马氏体；

4）将经过步骤3）淬火处理的膨胀管再次置于电阻式加热炉中，以5℃/s的加热速度加热至T₁~T₂之间的亚温区，其中T₁=A_C3-50℃，T₂= A_C1~ A_C1+10℃，A_C3为钢在平衡加热时从珠光体刚好完全转化为奥氏体的相变温度，A_C1为钢在平衡加热时刚好发生珠光体向奥氏体转变时的温度，当管材达到设定温度时，保温足够的时间使管材组织发生部分奥氏体化；设定的保温温度为750℃~780℃，保温时间为900s；

5）将膨胀管初次淬入液体淬火介质中，采用在线喷淋淬火，冷速为30℃/s~60℃/s，使管材的温度达到T₃~T₄之间的温度区间，即300℃~320℃，其中：T₃低于Ms点、T₄高于M_f点，Ms为钢在淬火过程中过冷奥氏体开始转变为马氏体的温度，M_f为马氏体相变的结束温度；根据淬火温度的高低，将有不同比例的奥氏体向马氏体转变；

6）将膨胀管迅速再次置于炉温为T₅的电阻式加热炉中，T₅介于350℃~450℃之间，在此温度下保温300s ~900s，碳由马氏体扩散至奥氏体中，使奥氏体富碳；

7）最后，将膨胀管从炉中取出空冷或水淬至室温，获得由马氏体、铁素体、富碳残余奥氏体以及弥散析出的纳米级碳化物的多相、多尺度组织构成低合金高强、高韧、高塑钢膨胀管。

2.根据权利要求1所述的一种石油天然气开采用P110级膨胀管的制备方法，其特征在于P110级膨胀管的成分质量百分比为：0.15wt%~0.25wt%的C；1.5wt%~2.0%的Mn；1.0wt%~1.5wt%的Si；0.3 wt%~1.0 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%~0.015 wt%的P；其余为Fe。

3.根据权利要求1或2所述的一种石油天然气开采用P110级膨胀管的制备方法，其特征在于，所得的P110钢级膨胀管管材经热处理后的指标为：屈服强度达到≧760MPa；管材的抗拉强度≧1016MPa；管材总的伸长率≧27%。

4.根据权利要求1所述的一种石油天然气开采用P110级膨胀管的制备方法，其特征在于，步骤5）和6）之间的间隔时间不要超过5s，以免淬火过程中得以保留的那部分残余奥氏体因管材温度下降过多而无法稳定存在，最终转化为马氏体或贝氏体而导致后续的配分工艺失效。

5.根据权利要求1所述的一种石油天然气开采用P110级膨胀管的制备方法，其特征在于，对步骤2）所述合金板进行卷板加工，然后焊接制成膨胀管在焊接过程中对膨胀管的内、外焊缝毛刺处进行砂轮打磨，清除毛刺。