[发明专利]一种钻铤用钢及其热处理工艺

说明书

技术领域

属于材料成型技术领域，特别涉及钢的热处理工艺。

背景技术

石油行业用钢铁产品作为全球战略物资，越来越受到各国重视。随着石油需求量的不断增长，进一步刺激了石油开采产业的发展。无磁钻铤用钢具有高强度、高韧性、无磁性和抗疲劳等特点，在石油钻铤系列产品中，属于高技术难度、高附加值的产品，主要应用于石油钻井过程中的定位与监测。目前，涉及钻铤用钢的专利较多，如公开号为CN1038353的中国发明专利“高强度无磁钻铤用钢”中所述虽不需要热处理即可获得高强度钻铤，但合金元素中Ni，Cr，Mo和Nb元素较高的含量致使产品成本显著增加；再如申请号为200910307749.5的中国发明专利“新型无磁钻铤”其Mn含量达到18-22％，只能考虑用模铸的工艺制备，实际生产时局限性大。本发明公开了一种钻铤用钢及其热处理工艺，合金含量不仅低，而且热处理工艺可操作性强。

发明内容

本发明的目的是公开一种钻铤用钢及其热处理工艺，其钢坯的化学成分及含量(重量百分比)应符合：C0.40-0.50％，Si0.10-0.40％，Mn0.6-1.3％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr0.80-1.20％，Mo0.10-0.30％，RE≤0.0010％，余量为Fe和不可避免的杂质。热处理工艺为：810-890℃，回火温度600-660℃，淬火介质为油或水。由此工艺生产的钻铤用钢屈服强度≥860MPa、抗拉强度≥980MPa，常温条件下纵向冲击功(V型缺口)大于50J，Z向性能大于50％，表面硬度值大于310HB，端面硬度值大于320HB。各类非金属夹杂物均小于1.5级。

本发明的突出优点是不含高成本的Ni和Nb元素，冶炼成本低。强度和延伸率高、冲击韧性余量大。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

钢坯的(重量百分比)化学成分为：C0.47％，Si0.26％，Mn1.07％，P0.015％，S0.008％，Cr1.04％，Mo0.21％，Ce0.0005％，余量为Fe和不可避免的杂质。在830℃淬火+630℃回火工艺条件下进行热处理，试验钢的各项力学性能见表1，非金属夹杂物评级见表2，表面及内侧硬度见表3。

表1  力学性能检验结果

编号Rp_0.2(MPa)Rm(MPa)A₅(％)Z(％)Akv(J)HB1937104117.55859298

表2  3炉试验钢的非金属夹杂物检验结果(级)

表3  热处理后的钻铤料表面与内侧硬度

实施例2：