[发明专利]针状铁素体型耐低温N80级石油套管用钢及制备方法

说明书

本申请公开了一种针状铁素体型耐低温N80级石油套管用钢及制备方法，其化学成分按质量百分比包括：C：0.05～0.075％、Si：0.015～0.25％、Mn：1.55～1.70％、Nb：0.040～0.060％、Ti：0.010～0.030％、V：0.010～0.030％、Mo：0.08～0.18％、Cr：0.10～0.20％、Ni：0.08～0.18％、P：≤0.015％、S：≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的优点在于具有较宽的工艺窗口，便于现场的生产和控制，且具有良好的耐低温冲击和抗HIC腐蚀性能。

技术领域

本申请属于冶金技术领域，特别涉及一种针状铁素体型耐低温N80级石油套管用钢及制备方法。

背景技术

随着石油工业的发展和石油套管产能的提高，我国对石油工业专用钢的需求量逐步增加，且在石油管材中占比例最大的是石油套管。其中N80钢级石油套管是用量最大的品种，约占50％。

API Spec 5CT标准规定，N80钢级石油套管管体的屈服强度在552～758MPa之间，抗拉强度≥689MPa，伸长率≥19％，0℃冲击功Akv(横向)≥24J。但是，随着人们对油井安全要求的提高及作业环境越来越复杂，用户开始提出部分个性化需求，如部分用于高寒作业环境的出口用石油套管用钢，要求-10℃低温冲击韧性不小于60J。

N80套管分为无缝管和ERW缝管。ERW套管和无缝套管相比,具有尺寸精度高、焊缝韧性好、抗挤压性能好、质量易于控制以及成本低等优势。目前，N80级ERW套管用钢普遍采用高碳设计(0.20％)，冶炼并轧制成热轧钢带；然后通过ERW方式进行焊管。但由于高的碳含量，导致低的焊接性能与较低的冲击韧性。

如：中国专利文献CN201710812685.3，超高强度SEW石油套管用热连轧钢卷及其生产方法，该专利化学组分C含量为0.22～0.32wt％；中国专利文献CN201310552094.9，N80级电阻焊石油套管用钢及其制造方法，化学成分C含量达到0.25-0.35wt％；中国专利文献CN200910259322.7，N80级焊接石油套管用钢及其制造方法，C含量为0.20～0.30wt％。以上专利由于具有较高的C含量，对焊接性能和韧性的提高均不利。

中国专利文献CN201110351541.5，一种高强度耐腐蚀直缝焊管用钢及其制造方法，0℃冲击功可以达到Akv≥78J，无法满足高寒区域石油套管的要求。

中国专利文献CN 102912245 B，N80级电阻焊石油套管用钢及其制造方法，焊接性优良，冲击韧性良好，其显微组织为铁素体和贝氏体，对低温韧性不利，且工艺要求苛刻，要求终轧温度为760-810℃，钢带卷取温度不高于520℃，对卷取设备能力要求极高，不利于生产的控制及推广。

此外，由于石油天然气中不可避免的含有H₂S等酸性介质，油套管腐蚀已经成为困扰油气田正常开采的主要问题，严重影响油气开采安全和产量提升。

针状铁素体组织型钢具有优异的低温韧性能(中国专利文献CN101684539)和较高的强韧性匹配(中国专利文献CN106868255A)，以及良好的焊接性能和耐腐蚀性能(中国专利文献CN105543701A)，在石油天然气输送管道用钢中得到广泛应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有良好的低温冲击韧性和抗HIC腐蚀的石油套管用钢及其制备方法，且同时具有优良的焊接性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：