[发明专利]一种H级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及石油管制造技术领域，具体涉及一种H级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法。

背景技术：

随着石油工业的发展，对抽油杆表面防腐技术的性能要求不断提高，抽油杆表面渗铝改性技术作为一种重要的防腐手段其研究受到广泛重视。

目前表面渗铝改性使用的H级抽油杆用钢多采用调质处理，工艺复杂，成本较高，供货周期长。此外，经表面渗铝改性处理后，杆体需重新高温调质处理，导致杆体表面渗铝层出现空洞、裂纹、剥落等缺陷，防腐性能、耐疲劳性能下降。采用非调质钢生产油井管，可简化生产工艺、大幅度降低生产成本供货周期。进一步的，表面渗铝改性处理后，非调质钢无需进行高温调质处理，极大保护了渗铝层的结构完整性，提高了抽油杆杆体的耐腐蚀性能、耐疲劳性能等。

发明内容：

本发明的目的是提供的一种H级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法，具有生产工艺简单、成本较低、韧性低、耐腐蚀性能好、使用寿命长的优点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种H级表面渗铝改性抽油杆用钢，以重量百分比计，其组成包括：C：0.10～0.12％，Mn：2.10～2.25％，Cr：1.0～1.2％，Mo：0.25～0.30％，Si：0.60～0.80％，S：≤0.03％，P：≤0.03％，Ti：≤0.020％，其余为铁和不可避免杂质。

本发明进一步的改进在于，以重量百分比计，其组成包括：C：0.12％，Mn：2.25％，Cr：1.2％，Mo：0.25％，Si：0.8％，S：0.0033％，P：0.0058％，Ti：0.020％，其余为铁和不可避免杂质。

本发明进一步的改进在于，以重量百分比计，其组成包括：C：0.11％，Mn：2.10％，Cr：1.1％，Mo：0.30％，Si：0.8％，S：0.0056％，P：0.0088％，Ti：0.020％，其余为铁和不可避免杂质。

本发明进一步的改进在于，以重量百分比计，其组成包括：C：0.10％，Mn：2.25％，Cr：1.0％，Mo：0.30％，Si：0.6％，S：0.0023％，P：0.0072％，Ti：0.020％，其余为铁和不可避免杂质。

一种H级表面渗铝改性抽油杆的制造方法，包括如下步骤：

1)按重量百分比计，将C：0.10～0.12％，Mn：2.10～2.25％，Cr：1.0～1.2％，Mo：0.25～0.30％，Si：0.60～0.80％，S：≤0.03％，P：≤0.03％，Ti：≤0.020％，其余为铁，进行冶炼、炉外精炼、铸造，制得棒坯；

2)将棒坯在加热炉内加热，加热温度为1200～1220℃；

3)通过连轧机组轧制，连轧机组轧制的开始温度为1150～1180℃，终轧温度为800～850℃；

4)空冷后缓冷；

5)通过高频感应渗铝设备对杆体进行快速渗铝表面处理，渗铝温度710～720℃，时间5～10min；

6)空冷后缓冷。

本发明进一步的改进在于：所述步骤1)中冶炼是在转炉或电炉中进行的。

本发明进一步的改进在于：所述步骤4)中缓冷的开始温度为350～400℃；缓冷保温时间为24h。

本发明进一步的改进在于：所述步骤5)中渗铝是在高频感应渗铝设备中进行的。

本发明进一步的改进在于：所述步骤6)中缓冷的开始温度为300～350℃；缓冷保温时间为24h。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明提供的一种H级表面渗铝改性抽油杆用钢成分是以低C、适量Mn，通过加入Cr、少量Mo、微量Ti等微合金元素，结合缓冷工艺，获得板条马氏体+超细粒状贝氏体为主的组织，以保证抽油杆钢具有优良的力学性能。其主要组成成分的作用如下：

碳：在充分奥氏体化情况下，随着奥氏体碳含量增加，C曲线逐渐右移，过冷奥氏体的稳定性增加。一般而言，随碳含量升高，钢的强度升高，但焊接性能和塑韧性下降。对于本发明的H级表面渗铝改性抽油杆用钢采用0.10～0.12％的碳重量百分含量设计。

锰：是抽油杆用钢中补偿因C含量降低而引起强度损失的最主要且最经济的强化元素。Mn是扩大γ相区的元素，可降低钢的γ→α相变温度，有助于获得细小的相变产物，可提高钢的韧性、降低韧脆转变温度。对本发明的H级表面渗铝改性抽油杆用钢的Mn重量百分含量设计在2.10～2.25％范围。