[发明专利]一种高强度耐腐蚀抽油杆用钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种高强度耐腐蚀抽油杆用钢及其生产方法，其中，以质量百分比计，该钢的化学成分如下：Si：0.15％～0.25％，Mn：1.8％～2.5％，Ni：2.0％～2.4％，Cr：11.00％～11.50％，Mo：0.40％～0.60％，Cu：0.20％～0.35％，Al:0.010％～0.025％,Ti：0.10％～5(C％‑0.02)％，C≤0.055％，P≤0.025％，S≤0.010％，[N]：0.015％～0.025％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的有益之处在于：通过对化学成分的优化设计，我们开发出了具有高强度、耐腐蚀性能的抽油杆用钢，填补了该领域的国内空白，满足了油田腐蚀环境采油对耐腐蚀抽油杆的需求，对油田的安全稳定生产、提高生产效率、降低开采成本会产生显著效果，对石油开采产业的长远发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及钢铁行业中的一种合金结构钢，具体涉及一种高强度、耐腐蚀抽油杆用钢及其生产方法，属于油田用钢技术领域。

背景技术

随着石油开采工矿环境的日益复杂，大量油田的H²S、Cl^-含量逐年升高，开采工具长期工作在腐蚀性环境中，由于受到油质腐蚀，导致抽油杆断裂事故频发，给油田造成了较大经济损失，大大增加了石油生产成本。

普通抽油杆主要采用20—42CrMo系列钢种制作而成，已不能满足在这种腐蚀性工矿油田的开采任务。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不仅力学性能和疲劳性能优良，而且还具有优良的耐腐蚀性能的抽油杆用钢，以及该钢的生产方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种高强度耐腐蚀抽油杆用钢，其特征在于，以质量百分比计，前述钢的化学成分如下：

Si：0.15％～0.25％，Mn：1.8％～2.5％，Ni：2.0％～2.4％，Cr：11.00％～11.50％，Mo：0.40％～0.60％，Cu：0.20％～0.35％，Al:0.010％～0.025％,Ti：0.10％～5(C％-0.02)％，C≤0.055％，P≤0.025％，S≤0.010％，[N]：0.015％～0.025％，余量为Fe及不可避免的杂质。

一种高强度耐腐蚀抽油杆用钢的生产方法，其特征在于，按前述组分的质量百分比计，包括以下步骤：

一、冶炼：采用EAF冶炼+VOD+LF精炼，精炼渣目标成分以质量百分比计，具体如下：CaO：45％～50％，SiO₂：25％～35％，Al₂O₃：10％～15％，Mg0：3％～6％，碱度R：2.0～2.5；

二、钢锭浇铸：采用下注法浇铸，钢液相线1495℃，过热度控制在50±5℃，浇铸钢锭；

三、钢锭退火：按780±10℃进行钢锭退火；

四、钢坯锻制：钢锭先升温至700℃并保温2h，然后升温至1000℃并保温2h，再升温至1160℃～1190℃并保温4h，然后出炉锻造，钢锭开锻温度≥1100℃，终锻温度控制在900℃以上，制成钢坯；

五、棒材轧制：使用步进式加热炉加热，入炉温度不超过650℃，预热段温度控制在850℃～980℃，加热1段温度控制在960℃～1100℃，加热2段温度控制在1120℃～1180℃，均热段温度控制在1170±10℃，加热时间4h～6h，然后出炉轧制，产材总压缩比控制在6.0以上；

六、钢材退火：产材定尺切割后打捆入保温坑缓冷并及时退火。

前述的生产方法，其特征在于，在步骤二中，浇铸的同时采取Ar气保护浇铸措施。