一种h级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及石油管制造技术领域，具体设及一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢及 其杆体制造方法。
【背景技术】：
[0002] 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 渗侣改性技术作为一种重要的防腐手段其研究受到广泛重视。
[0003] 目前表面渗侣改性使用的Η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，经表面渗侣改性处理后，杆体需重新高溫调质处理，导致杆体表面渗侣 层出现空桐、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，表面渗侣改性处理后，非调质钢 无需进行高溫调质处理，极大保护了渗侣层的结构完整性，提高了抽油杆杆体的耐腐蚀性 能、耐疲劳性能等。
【发明内容】
：
[0004] 本发明的目的是提供的一种Η级表面渗侣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、初性低、耐腐蚀性能好、使用寿命长的优点。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
[0006] 一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢，W重量百分比计，其组成包括：C:0. 10~ 0. 12%，Μη:2. 10 ~2. 25%，Cr:1. 0 ~1. 2%，Mo:0. 25 ~0. 30%，Si:0. 60 ~0. 80%，S: 《0. 03%，P0. 03%，Ti 0. 020%，其余为铁和不可避免杂质。
[0007] 本发明进一步的改进在于，W重量百分比计，其组成包括：C:0. 12%，Μη:2. 25%， Cr:1. 2%，Mo:0. 25%，Si:0. 8%，S:0. 0033%，Ρ:0. 0058%，Ti:0. 020%，其余为铁和不可 避免杂质。
[0008] 本发明进一步的改进在于，W重量百分比计，其组成包括：C:0. 11%，Μη:2. 10%， Cr:1. 1%，Μο:0. 30%，Si:0. 8%，S:0. 0056%，Ρ:0. 0088%，Ti:0. 020%，其余为铁和不可 避免杂质。
[0009] 本发明进一步的改进在于，W重量百分比计，其组成包括：C:0. 10%，Μη:2. 25%， Cr:1. 0%，Mo:0. 30%，Si:0. 6%，S:0. 0023%，Ρ:0. 0072%，Ti:0. 020%，其余为铁和不可 避免杂质。
[0010] 一种Η级表面渗侣改性抽油杆的制造方法，包括如下步骤： W11] 1)按重量百分比计，将C:0. 10 ~0. 12%，Μη:2. 10 ~2. 25%，Cr:1. 0 ~1. 2%， Mo:0. 25 ~0. 30%，Si:0. 60 ~0. 80%，S0. 03%，P0. 03%，Ti0. 020%，其余 为铁，进行冶炼、炉外精炼、铸造，制得棒巧； 阳01引。将棒巧在加热炉内加热，加热溫度为1200~1220°C;
[0013] 3)通过连社机组社制，连社机组社制的开始溫度为1150~118(TC，终社溫度为 800 ~850°C;
[0014] 4)空冷后缓冷；
[0015] 5)通过高频感应渗侣设备对杆体进行快速渗侣表面处理，渗侣溫度710~720°C， 时间5~lOmin ;
[0016] 6)空冷后缓冷。
[0017] 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。
[0018] 本发明进一步的改进在于：所述步骤4)中缓冷的开始溫度为350~400°C;缓冷 保溫时间为24h。
[0019] 本发明进一步的改进在于：所述步骤5)中渗侣是在高频感应渗侣设备中进行的。
[0020] 本发明进一步的改进在于：所述步骤6)中缓冷的开始溫度为300~350°C;缓冷 保溫时间为24h。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果： 阳02引本发明提供的一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢成分是W低C、适量Μη,通过加入 化、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，W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：
[0023] 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，但焊接性能和塑初性下降。对 于本发明的Η级表面渗侣改性抽油杆用钢采用0. 10~0. 12%的碳重量百分含量设计。
[0024] 儘：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。Μη是扩大丫相区的元素，可降低钢的丫一α相变溫度，有助于获得细小的相变产 物，可提高钢的初性、降低初脆转变溫度。对本发明的Η级表面渗侣改性抽油杆用钢的Μη 重量百分含量设计在2. 10~2. 25%范围。 阳0巧]铁：是强的Ν化物形成元素，在奥氏体化溫度均热时，细小的TiN析出相可有效地 抑制奥氏体晶粒长大，细化原奥氏体晶粒，此外TiN析出相对改善焊接热影响区的冲击初 性有明显作用。微量Ti即可实现上述作用，因此本发明选取的Ti重量百分含量《0.020%。 [00%] 铭：化是中强碳化物形成元素，一般而言，化可明显提高亚稳奥氏体的稳定性和 泽透性，增大奥氏体的过冷能力，推迟铁素体和珠光体转变，并推迟贝氏体转变，有利于铁 素体转变区和贝氏体转变区之间的亚稳奥氏体区的出现。本发明选取Cr含量为重量百分 1. 0 ~1. 2%。
[0027] 钢：Mo是中强碳化物形成元素，钢提高钢的泽透性，其作用较铭强，而稍逊于儘； 钢提高钢的回火稳定性。与铭、儘等并存时，钢降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性。 钢对铁素体有固溶强化作用，同时也提高碳化物的稳定性，从而提高钢的强度；在还原性酸 及强氧化性盐溶液中都能使钢表面纯化，因此钢可W普遍提高钢的抗蚀性能，防止钢在氯 化物溶液中的点蚀。Mo合金成本较高，需适量控制，本发明选取Mo含量为重量百分0. 25~ 0. 30%。
[0028] 本发明提供的一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢，采用板条马氏体+超细粒状贝 氏体组织，完全满足APIS阳C11Β对Η级抽油杆用钢性能的要求，并可降低生产制造成本 和增加了生产可制造性。化学成分碳含量低、微合金化，冲击初性高，耐腐蚀性能好，使用寿 命长。
[0029] 本发明提供的一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢杆体制造方法，通过在终冷后对 杆体进行缓冷，可W起到W下效果：
[0030] 1、消除残余应力；
[0031] 2、使Μ-Α岛产生自回火，从而提高钢的屈服强度和冲击初性。
[0032] 3、通过缓冷工艺代替了回火热处理工艺，节省能源与成本。
[0033] 本发明的制造方法无需调质热处理工艺，提高了表面渗侣改性抽油杆用钢的耐腐 蚀性能。热社工艺采用了缓冷工艺，通过合理的成分和工艺进行最终产品的组织和质量控 审IJ。更为重要的是，本发明中表面渗侣改性处理后，杆体采用了空冷后缓冷工艺，无需进行 调质处理，一方面满足了力学性能要求，更为重要的是保护了渗侣层的组织结构，显著提高 了抽油杆材的耐腐蚀性能，克服了现有技术中经表面渗侣改性处理后需重新调质处理，导 致杆体表面渗侣层结构破坏，表面防腐性能下降的问题。
[0034] 本发明在合金配方上具有较低的C含量化10~0. 12%)、一定的化含量（1.0~ 1.2% )、一定的Mo含量0). 25~0.30 % )、一定的Si含量（0.6~0.8% )和微量的 Ti(《0. 020)、不加入NiXu等元素，成分设计简单、成本较低；适当的Μη化10~2. 25% ) 含量，充分利用了Μη元素的相变强化和固溶强化作用；W上成分配合热社后缓冷工艺，不 仅提高了产品的综合性能，而且能够采取灵活的热社生产工艺，提高生产率。此外，拥有较 低C含量所生产的产品在具有较高的强度的同时、保持了良好的初性和塑性，耐腐蚀性能 及耐疲劳性能，使抽油杆钢具有良好的止裂能力。
[0035] 本发明的制造方法生产出的一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢杆体的性能达到 W下要求：
[0036](1)、拉伸性能，目标：ReL=758 ~965MPa，Rm含 795MPa，A含 10%;
[0037] 似、U型缺口夏比冲击性能，目标：试验溫度-20°C，10mmX10mmX55mm试样的冲 击功> 60J;
[0038](3)、金相组织，组织W板条马氏体+超细粒状贝氏体组织为主。
【附图说明】：
[0039] 图1为本发明实施例1的渗侣缓冷后钢杆体的金相组织图。
[0040] 图2为本发明实施例2的渗侣缓冷后钢杆体的金相组织图。
[0041] 图3为本发明实施例3的渗侣缓冷后钢杆体的金相组织图。
【具体实施方式】：
[0042] 下面结合附图结合实施例对本发明进行详细说明。 阳043] 实施例1
[0044] 一种Η级表面渗侣改性抽油杆用钢，其化学成分（重量百分比）为：0.12%的C， 2. 25% 的Μη，0. 25% 的Μο,0. 8% 的Si，0. 0058% 的Ρ，0. 0033% 的S，l. 2% 的Cr，0. 020% 的 Ti，其余成分为化。
[0045] 上述Η级表面渗侣改性抽油杆用钢杆体的制造方法，按重量百分比，将上述成分 进行转炉或电炉冶炼、炼外精炼、铸造制得锭巧，锭巧经加热炉加热至120(TC;然后通过 连社机组进行社制，控制连社机组社制的开始溫度为118(TC，终社溫度为850°C;空冷至 400°C后堆煤保溫缓冷24h;通过高频感应渗侣设备对杆体进行快速渗侣表面处理，渗侣溫 度720 °C，时间5min;空冷至350 °C后堆煤保溫缓冷2地。
[0046] 经上