[发明专利]屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管及生产方法

说明书

本发明涉及一种屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管及生产方法，无缝钢管的性能为：抗拉强度≥896MPa，Rp0.2屈服强度862～1034MPa，伸长率≥12％。无缝钢管的生产方法为：⑴电炉冶炼+连铸生产超级13Cr铸坯；⑵铸坯退火，降低硬度；⑶坯料加工，去除表面氧化皮、中心疏松、裂纹；⑷电磁感应加热1150℃～1220℃，热挤压成型；⑸预热处理，钢管加热960℃～1010℃，吹风冷却至室温；⑹加热960℃～1010℃，淬火油快冷，再加热560℃～610℃，回火处理，得到125钢级性能的超级13Cr钢管。本发明提高了无缝钢管的成材率和质量，降低了生产成本。无缝钢管表面质量好，油淬热处理力学性能高，具有较高的强度和良好的韧性。

技术领域

本发明属于工业器材生产领域，尤其涉及一种屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管及生产方法。

背景技术

随着世界上浅井和较易开发的油田逐渐枯竭，以及各国对于能源需求的不断增长，迫使人们不得不转向开采地质条件更为恶劣深井的含二氧化碳腐蚀的油田。L80-13Cr是一种石油开采用钢，具有良好的耐二氧化碳腐蚀性能，是成本低廉的耐腐蚀合金，在油田开采中，L80-13Cr无缝钢管应用较为广泛。

随着油井深度的增加，地质条件变得复杂，普通的低钢级L80-13Cr难以承受复杂地质产生的压力，需要材料具备更高强度性能和良好的冲击韧性。在材质成分不变的情况下，通过降低回火温度或者回火时间，可以将L80-13Cr调质到125ksi钢级，但是此时此成分的塑性和韧性大大降低，脆性极大，极易开裂，不能使用。这就需要从根本上进行成分优化，结合影响强度、冲击韧性和耐腐蚀性的因素，研究更高强度的125Ksi钢级的化学成分和生产工艺，实现高强度条件下兼顾较高冲击功，且具有二氧化碳腐蚀性能的钢材，攻克这一技术具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管，使用钢具备较高的强度和良好的韧性，用于含有二氧化碳的油田开采过程。本发明的另一目的是提供一种屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管的生产方法。

本发明的技术方案是：屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管，用钢的成分按质量百分比为：C：≤0.04、Si：0.30～0.50、Mn：0.40～0.60、P：≤0.016、S：≤0.005、Cr：12.7～13.5、Ni：5.0～6.0、Mo：1.5～3.0、Ti：0.03～0.10、Nb：0.01～0.06、V：0.05～0.15、Al：0.01～0.08、Ca：0.0005～0.008、N：0.008～0.025、Cu：≤0.25、O：≤0.0035、H：≤0.0004，其余为Fe和不可避免杂质。

无缝钢管的外圆直径为φ100～φ325mm，壁厚为15mm～55mm。无缝钢管的性能为：抗拉强度≥896MPa，Rp0.2屈服强度862～1034MPa，伸长率≥12％，硬度≤34HRC。无缝钢管-10℃的横向夏比V型缺口全尺寸冲击功≥60J。

本发明屈服强度125钢级的厚壁超级13Cr无缝钢管的生产方法，包括以下步骤：

⑴坯料冶炼，通过电炉冶炼+连铸工艺，生产超级13Cr铸坯；

⑵坯料退火，对步骤⑴得到的铸坯进行退火，降低其硬度；

⑶坯料加工，将步骤⑵得到的铸坯外圆单边加工5～15mm，中心孔加工直径40～100mm，去除表面氧化皮、中心疏松、裂纹；

⑷扩孔+挤压成型，将加工后的铸坯用电磁感应炉均匀加热到1150℃～1220℃，通过扩孔+挤压的热挤压成型得到成品尺寸钢管；

⑸预热处理，钢管均匀加热到960℃～1010℃，加热时间5～10min/mm，吹风冷却至常温；