专利名称：一种高韧性钻铤用钢材及其热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种新型钢材及其热处理方法，尤其涉及一种高韧性钻铤用钢材及其热处理方法。
背景技术：
钻铤是钻柱最重要的组成部分之一，具有向钻头提供钻压及提高钻柱刚性的作用，它在运转过程中除承受弯曲、扭转、内压和振动等载荷作用之外，还要承受一定的冲击作用，尤其是钻铤螺纹刚度较小，截面复杂，在弯 、扭交变载荷作用下易产生应力集中，是钻铤的薄弱环节，最易发生失效。以往的钻铤失效数据显示，90%以上钻铤失效为螺纹部位疲劳失效。AISI 4145H是国内外生产钻铤的最广泛用材料，虽然目前通过对钢种的成分优化或热处理工艺改进，部分钻铤的冲击韧性已经可以达到80J以上，基本能够满足普通钻井的要求。但是随着油田开发向深井、超深井及定向钻井发展，由于钻井作业工作环境越来越苛刻，普通钻铤越来越难以满足钻井作业要求。因此，钻铤不仅要有一定的强度，还要有足够的韧性，从而提高疲劳性能，降低钻铤疲劳失效风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种高韧性钻铤用钢材及其热处理方法。本发明的技术方案是一种高韧性钻铤用钢材，由下列重量百分比的元素组成C 0. 28-0. 32Si 0. 15-0. 35Mn 0. 45-0. 65P :0.015
C O. 28-0. 32 Si O. 15-0. 35 Mn 0.45-0. 65 P O. 015
S O. 005 Cr O. 90-1 O)
Mo O. 50-0. 65 Ni 5=0, 025 Nb O. 03-0 Ob 余量为Fe。S 0. 005Cr 0. 90-1. 05Mo 0. 50-0. 65Ni O. 025Nb 0. 03-0. 06余量为Fe。一种高韧性钻铤用钢材热处理方法，包括有淬火、回火和空冷工艺，所述淬火温度为800°C _900°C，淬火时间50min-3h，所述回火温度为600°C _700°C，回火时间lh。本发明具有的优点和积极效果是由于采用上述技术方案，高韧性钢种的设计采用AISI4130改性钢，提高了 Mo、B含量，降低了 Mn含量。设计的钢种淬透性满足一般钻铤规格要求。实际应用中，该钢种强度可以达到135级，冲击韧性可以达到120J。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。本发明由下列重量百分比的元素组成
权利要求
1.一种高韧性钻铤用钢材，其特征在于由下列重量百分比的元素组成 C :0. 28-0. 32 Si :0. 15-0. 35 Mn :0· 45-0. 65 P :0. 015 S 0. 005 Cr :0. 90-1. 05 Mo :0· 50-0. 65 Ni O. 025 Nb :0. 03-0. 06 余量为Fe。
2.一种高韧性钻铤用钢材热处理方法，其特征在于包括有淬火、回火和空冷工艺，所述淬火温度为800°C _900°C，淬火时间50min-3h，所述回火温度为600°C _700°C，回火时间Ih0
全文摘要
本发明提供一种高韧性钻铤用钢材及其热处理方法，钢材由下列重量百分比的元素组成C0.28-0.32、Si0.15-0.35、Mn0.45-0.65、P0.015、S0.005、Cr0.90-1.05、Mo0.50-0.65、Ni≤0.025、Nb0.03-0.06、余量为Fe。热处理方法，包括有淬火、回火和空冷工艺，所述淬火温度为800℃-900℃，淬火时间50min-3h，所述回火温度为600℃-700℃，回火时间1h。本发明的有益效果是由于采用上述技术方案，高韧性钢种的设计采用AISI4130改性钢，提高了Mo、B含量，降低了Mn含量。设计的钢种淬透性满足一般钻铤规格要求。实际应用中，该钢种强度可以达到135级，冲击韧性可以达到120J。
文档编号C22C38/26GK102851595SQ20121030199
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者侯炜, 张国正, 马强 申请人:天津摩尔工程材料实验室