缓冷后的棒材加热至650?720°C，保温时间5?20小时，随后 炉冷至300 °C出炉空冷。
[0025] 本发明针对目前酸性油井钻具制造业对抗硫化氢应力腐蚀钻具钢的需求，使用优 化的成分设计、高纯净度的钢水、夹杂物球化处理、低过热度全程氩气保护浇注生产的连铸 坯作为坯料，通过后续的轧制及在辊底式连续热处理炉中棒材整体调质热处理制造出淬硬 层深、热处理组织均匀、偏析小、具有高的强度、良好塑性、韧性并能够在硫化氢环境下使用 的钻具制造用圆钢。本发明制造的圆钢最大直径可达350_。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是， (1)与现有的大多只用于制造油管、套管等小规格、薄壁、低韧性要求部件抗腐蚀钢相 比，可以制造最大规格达350mm的圆钢，特别适于加工成酸性油井中使用的抗硫化氢腐蚀 钻杆、钻铤、钻杆接头等大规格强韧性要求高的受力复杂钻具。
[0027] (2)本发明制造的圆钢采用辊底式连续炉进行调质处理，整体淬硬层深、热处理组 织均匀、机械性能稳定，并且不需矫直，平直度高，残余应力小，在保证圆钢力学性能的前提 下使之实现大规格化的重要因素之一。
[0028] (3)按照本发明生产的圆钢合金配比合理、纯净度高、偏析小、非金属夹杂物形态 好，为钢材的高强韧性与抗腐蚀性能奠定了良好基础，并且热处理后淬硬层深、拉伸性能优 良，屈服强度彡758MPa，抗拉强度彡862MPa，延伸率彡15%，且钢的韧性好，室温夏比冲击 功多90J，满足油井钻铤、钻杆、钻杆接头等油井开采关键受力部件的高强韧性要求。
[0029] (4)本发明的圆钢在满足油井开采用钻具性能要求的前提下，满足美国NACE TM0177标准抗硫化氢应力腐蚀试验，在饱和H2S溶液中预加载65%名义屈服应力（65%SMYS) 条件下720小时不断。
[0030] (5)本发明制造的圆钢采用1(1?-80?-1^-冊-连铸-连轧或￡4?-1^-￥0-连铸-连轧 短流程工艺，棒材经整体调质处理后可直接加工成钻铤、钻杆、钻杆接头等部件，或棒材先 经退火-钻孔，再对钻孔后得到的非实心棒材进行调质处理，用以缩短钻孔后的加热时间 或提高淬透层深度，使适于实现圆钢的大规格生产。之后加工成钻具部件，节约了工序与成 本，保证了下游加工的钻具部件的使用性能。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合本发明的较佳实施例对本发明的技术方案作更详细的描述。但该等实施 例仅仅是对本发明较佳实施方式的描述，而不能对本发明的范围产生任何限制。。
[0032] 实施例1 本实施例涉及的高强韧、抗硫化氢应力腐蚀钻具用圆钢的直径为220mm，其化学成分 按质量百分比计为：C:0? 26%，Si:0? 23%，Mn:0? 50%，P:0? 005%，S:0? 002%，Cr:1. 00%，Mo: 0. 72%,Ni：0. 06%,Cu：0. 06%,A1 ：0. 06%,V：0. 042%,Nb：0. 0294%,N：0. 00568%,B：0. 0025%, 余量为铁及不可避免的杂质元素。
[0033] 上述钻具用圆钢的制造工艺为，按上述化学组成配置冶炼原料依次进行KR铁水 预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气以获得纯净度较高的钢水，在RH精炼破空后喂入 硅钙线进行钙处理，使夹杂物球化、分布均匀；钢水采用20°C的低过热度全程氩气保护浇 注成连铸圆坯，将连铸圆坯送入缓冷坑缓冷48小时以上，出坑；将连铸圆坯加热至1200°C， 保温5小时，出炉；经高压水除鳞后在1100?1150°C的温度范围内开轧，乳成圆钢棒材；棒 材轧制完成后入缓冷坑缓冷；将缓冷后的棒材送入辊底式连续炉进行调质，调质包括淬火 和回火，淬火加热温度为900°C，在炉153min，使用淬火环水淬，回火加热温度为600°C，在 炉369min，出炉后水冷至室温，获得钻具用调质圆钢。经由上述工艺制造的成品圆钢可直接 加工成油井作业钻具部件，如钻铤、钻杆及钻杆接头。该圆钢的力学性能见表1。
[0034] 表1实施例1中尚强初、抗硫化氛应力腐蚀钻具用圆钢的力学性能
【主权项】
1. 一种高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢，其特征在于：该圆钢的化学成分按质 量百分比计为 C ;0. 20 ?0. 30%，Si ;0. 15 ?0. 40%，Mn ;0. 20 ?0. 70%，P 0. 010%，S ; 《0. 005%，化；0. 70 ?1. 30%，M〇 ;0. 40 ?0. 95%，Ni 0. 25%，Cu ;0. 05 ?0. 10%，Alt ; 0. 05 ?0.10%，V ;《0.!%，Nb;《 0.06%，Ti;《 0.010%，N;《0.009%，B;0. 001 ?0.003〇/〇， 余量为化及不可避免的杂质元素；所述圆钢的直径为50?350mm，200mm及W下规格的圆 钢在距表面二分之一半径W内取样检验，200mm W上规格的圆钢在距表面35mm W内取样检 验，圆钢的屈服强度> 758MPa，抗拉强度> 862MPa，延伸率> 15%，断面收缩率> 35%，室温 下夏比冲击功> 90J，圆钢全截面平均硬度《30HRC。
2. 根据权利要求1所述的高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢，其特征在于；所述圆 钢满足美国NACE TM0177标准抗硫化氨应力腐蚀试验，在饱和硫化氨溶液中预加载65%名 义屈服应力条件下720小时不断。
3. -种制造如权利要求1或2所述高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢，其特征在 于；工艺步骤如下： 冶炼原料依次经KR铁水预处理、转炉冶炼或电炉冶炼、LF精炼、RH脱气或VD脱气生 产出钢水，在RH脱气或VD脱气破空后通过喂娃巧线或巧铁线进行巧处理；钢水采用15? 40°C的低过热度全程氣气保护诱注成连铸巧，连铸巧经300?600°C温送或入缓冷坑缓冷 48小时W上，出坑；将连铸巧加热至1200?1250°C，保温5?15小时，出炉；经高压水除鱗 后在1100?115(TC的温度范围内开轴，轴成圆钢椿材；椿材轴制完成后入缓冷坑缓冷；对 缓冷后的椿材直接进行调质处理获得钻具用调质圆钢，或对缓冷后的椿材先进行退火和钻 孔，之后对钻孔获得的非实屯、椿材进行调质；调质后的圆钢或非实屯、椿材可直接用于加工 成成品钻具部件。
4. 根据权利要求3所述的高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢的制造方法，其特 征在于：所述调质工艺包括泽火和回火，泽火加热温度为840?920°C，在炉时间为60? 360min，使用泽火环水泽；回火加热温度为540?620°C，在炉时间为300?eOOmin，出炉后 空冷或水冷至室温。
5. 根据权利要求4所述的高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢的制造方法，其特征 在于；所述泽火和回火工艺是在漉底式连续炉中进行的。
6. 根据权利要求3所述的高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢的制造方法，其特征 在于；所述退火工艺是将缓冷后的椿材加热至650?720°C，保温时间5?20小时，炉冷至 300 °C后空冷。
7. 根据权利要求3所述的高强初、抗硫化氨应力腐蚀钻具用圆钢的制造方法，其特征 在于；所述成品钻具部件包括钻杆、钻挺、钻杆接头。
【专利摘要】本发明公开了一种高强韧、抗硫化氢应力腐蚀钻具用圆钢及其制造方法，其化学成分按质量百分比计为C：0.20～0.30%，Si：0.15～0.40%，Mn：0.20～0.70%，P：≤0.010%，S：≤0.005%，Cr：0.70～1.30%，Mo：0.40～0.95%，Ni：≤0.25%，Cu：0.05～0.10%，Alt：0.05～0.10%，V：≤0.1%，Nb：≤0.06%，Ti：≤0.010%， N：≤ 0.009%，B：0.001～0.003%，余量为Fe 及不可避免的杂质元素；可以制造最大规格达350mm的圆钢，特别适于加工成酸性油井中使用的抗硫化氢腐蚀钻杆、钻铤、钻杆接头等大规格强韧性要求高的受力复杂钻具。
【IPC分类】C21C7-00, C22C38-32, B22D11-00, C21D8-06, C22C38-54
【公开号】CN104532149
【申请号】CN201410800518
【发明人】惠荣, 张剑锋, 聂爱诚, 邵淑艳, 冀鸰, 胡绍鑫, 刘学文, 陈德, 李芸, 张学诚
【申请人】江阴兴澄特种钢铁有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月22日