34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究
30Mn钢调质P110钢级油管热处理工艺研究
Ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｉ ｄ
（１ ． Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｏ Ｃ Ｔ Ｇ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ｏ ｆ Ｂ Ｓ Ｇ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ２ ０ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ａ ｌ ，Ａ ３ ａ ｎ ｄ Ｍｓ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ Ｃ ＣＴ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ３ ０ Ｍｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｅ ｄ — ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ｅ ｄ ２ ７ Ｍｎ Ｃｒ Ｐ１ １ ０ ｐ ｉ ｐ ｅ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ３ ０ Ｍｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ２ ７ Ｍｎ Ｃ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｉ ｐ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｓ ｏ ｎ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．
低成本P110钢级石油套管开发
１ 热处理工 艺实验室研 究
１ １ 热处 理试样 ． ３ Ｍｎ ｒ２钢 所 取 试 样 为 １７ ｍ × ０ Ｃ２ ７ ．８ ｍ
９ １ ｆ热轧 态无缝 钢管 。 ．９Ｉ ｌ ｎ
１２ 化学 成分 ．
低成本 Ｐ ｌ １０钢级石 油套 管采 用 的化学 成 分 见
表 １ 。
表 １ 化 学成 分 （ 质量 分 数 ）
第１ 期
低 成 本 Ｐ １ 级 石 油 套 管 开 发 １０钢
ｌ ９
热 处理 制 度 为 ８０ 淬 火 ， 火 保 温 时 间 为 ９ 淬 ４ ｎ 水 淬 后 ， 火 温 度 分 别 设 定 为 ５０ ｃ 、 ０ｍｉ， 回 ０ 【 ＝
目前包 钢生产 Ｐ ｌ ｌ０钢级 石 油 套 管所 采 用 的钢 种 为 ３ ＣＭｎ ， 比较 高 的 回火 温度 范 围内 ， ０ ｒ Ｍｏ在 其屈 服强度 仍可达 到相 应 的 Ａ Ｉ 准 中上 限 ， 抗拉 强 Ｐ标 且 度也 超出 Ａ Ｉ 准 １％ 以上 ， 说 明其 强度 的潜 力 Ｐ标 ２ 这 很 大 ， 其生产 成本 也 相 对较 高 。由于 Ａ Ｉ 准 只 但 Ｐ标 对 Ｐ ｌ 级化 学成 分 中 的 Ｐ Ｓ质量 分数 和 力学 性 ｌ０钢 、 能等指标 进 行 了限 定 ， 因此 对 于 Ｐ ｌ 级 石 油 套 １０钢 管 ， 以开发 一种更 为经济 的新钢 种 ， 过热 处理工 可 通
第３ ６卷第 １ 期 ２１ ０ ０年 ２月
包
钢
科
技
Ｖ １３ Ｎｏ １ ｏ ． ６， ． Ｆ ｂｕ ｒ ，０ ０ ｅ ｒａｙ ２ １
Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆＢ ｏｏ ｔｅ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ａ ｔｕ Ｓｅ ｌ
P110(30Mn5V)油井套管焊接工艺试验
P110（30Mn5V）油井套管焊接工艺试验吐哈油田的油井套管有很大一部分使用的是P110（30Mn5V）材质，这种材质采用美国API （美国石油工程协会）标准，强度级别较高，难以实现焊接，而油田根据工作需要，在更换井口时必须要对这种材质进行切割、焊接作业，这在油田焊接领域提出了新的焊接工艺要求，吐哈油田目前还没有该类钢的焊接工艺技术，在国内咨询其它油田也没有相应的焊接工艺。
因此对P110（30Mn5V）高强钢焊接工艺的研究是很有必要的，以便今后能安全、平稳、有效的完成维抢修井口工作任务。
第二章主要研究内容该项目主要研究焊接材料选用、焊接方法选用、焊后热处理工艺、焊接电压、电流、焊接线能量等参数的试验与确定，并进行拉伸、弯曲等一系列的力学试验。
通过试验获得P110（30Mn5V）高强钢的焊接工艺，实现P110（30Mn5V）高强钢在现场的焊接。
第三章关键技术（难点）及研究试验第一节关键技术和试验思路1.关键技术1.1 P110（30Mn5V）高强钢焊接应如何选择焊接材料。
1.2 如何确立P110（30Mn5V）高强钢在调制处理（淬火+高温回火）状态下的焊接工艺。
1.3 如何保证此类材料焊后的机械性能（抗拉强度、塑性）。
2.试验思路2.1 首先进行材料的复验，以确定材料的可靠性。
按照对新型材料的工艺要求，我们进行了材质复验，复验结果能够满足要求。
2.2 依据强度、合金成分、热处理状态分别选择相应的焊接材料并分别进行实验。
首先，分析材料的特性，将材料进行归类，在按照相应类别的材料进行焊接性分析；其次，对于强度、合金成分进行分析，确定焊接材料及热处理工艺的选择；然后，进行焊接试验并选择一组焊接试件进行焊后热处理。
2.3 与焊材生产厂家进行联系，确保所选择的焊材能及时生产。
2.4 鉴于施工现场实际情况，尽量在不进行焊后热处理（或后热处理）的条件下如何保证其可操作性。
选焊接材料时在保证强度的条件下重点考虑其塑性，制定焊接工艺上也尽量采用不进行焊后热处理（或后热处理）的条件，使其更具有实用性、推广性。
34Mn6石油套管K55级接箍料性能波动的研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎｃ ｎ ｉｔｎ ｙ ｏ ｒｏ ｍａ ｅｆ ｒ Ｋ５ ｕ ｌ ｇ ｆ３ Ｍ ｎ ｌＣａ ｉ ｔ ｄ ｎ Ｉ ｏ ｓｓｅ ｃ ｆＰｅ ｆ ｒ ｎｃ ｏ ５ Ｃｏ ｐ ｉ ｓｏ ４ ｎ ６ Ｏｉ ｓｎｇ
ｓ ｅｃｆｃ ｔｏ ｓ ｐ ｉ ａ ｉｎ ． ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｕ ｌ ｇ ；ｅ ｎ ｄ ｃ ｙ ｔｌ ｎ ｔ ｎ ｔ ｅ ｎ ； ｏ ｔｏ ｅ ｏ ｌ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｐｉ ｓ ｒ ｆ ｅ ｒ ｓａｌ ｅ ｓｒ ｇｈ ｎ ｇ ｃ ｎ ｒｌ ｄ ｃ ｉ ｎ ｉ ｉ ｅ ｉ ｎ
Ｔ Ｎ ｏ ｇ— ｕ ，ＩＷ ｉ， Ｉ Ｏ Ａ — ｕ Ａ Ｙ ｎ ｊｎ Ｌ ｅ ＱＡ ｉ ｙ ｎ 。
（ ． ｃｏｌｏ ｔ ｉ ｎ ｔｌ ｒｙ ＩｎｒＭｏｇ ｌ ｎ ｅ ｉ ｆ Ｓｉ ｃ ａ ｄ Ｔｃｎ ｌ ｙ Ｂ ｏ ｕ Ｉ Ｓｈ ｏ ｆ Ｍａ ｒ ｌａ ｄ Ｍｅ ｌ ｇ ，ｎｅ ｎ ｏ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｔ ｅａ ａｕ ｉ ｖ ｓｙ ｅ ｏ ｏ
０１ ０１ Ｎｅ ｎ ｇ ｌ Ｃ ｎ ４ ０， ｉＭｏ ｇ ｏ ， ｈｉａ；
２ Ｓａ ｅ ｕ ｅ ｌ ｔ Ｓｅｌ ｎ ｎＣ ． ｔ． Ｂ ｏ ｕＳｅｌ Ｇｏｐ Ｃ ｒ． Ｂ ｏ ｕ０ ４ １ ， ｅ Ｍｏｇ ． ｅｍｌｓＴ ｂ ａ ， ｔ ｉ ｏ Ｌｄ ｏ ａｔ ｔ （ ｒｕ ） ｏ ， ａｔ １ ０ ０ Ｎ ｉ ｎ — ｓ Ｐ ｎ ｏ ｅＵ ｏ ｆ ｆ ｏ ｅ ｐ ｏ ｇ ｌＣ ｉ ） ｏ ，ｈｎ ａ
谭永 军 ， 李 炜 乔 爱云 ，
（． １ 内蒙古科技 大学材料 与 冶金 学院 ， 内蒙 古 包头 ０４ １ ； １００ ２ 内蒙古 包钢 钢联股 份 有限公 司无缝 钢 管厂 ， ． 内蒙 古 包头 ０４ １） １０ ０
34Mn6调质生产N80Q钢级套管工艺初探
石 油 套 管 分 为 Ｊ５ Ｋ ５ Ｎ ０ Ｐ １ 、 １５等 钢 ５ 、 ５ 、 ８ 、 １０ Ｑ ２ 级 ， Ｐ 标 准规定 Ｎ ０ ＡＩ ８Ｑ钢 级的套 管及 更 高钢 级 的套 管需经 调 质 处 理 … １。若 用 正 确 的调 质 工 艺 将 Ｋ ５ ５ 钢 级的套 管 调质 生 产 出 Ｎ ０ ８ Ｑ钢 级 的 套 管 ， 既扩 大 了该钢种 的产 品范 围 ， 又便 于组织 生产 ， 同时提 高 了
第 １ 期
３Ｍｎ ４ ６调 质 生 产 Ｎ ０ ８Ｑ钢 级 套 管 工 艺初 探
１ ９
的 ａ温度 为 ８０ ｃ 。根 据 ３ Ｍｎ 分计算 得 出 Ｊ ０ Ｉ ： ４ ６成
ｍ
温度 为 ８ １ ｃ ， ２ Ｉ 回火 炉 出 炉 测 得 钢 管 平 均 温 度 为 ： ６３ ｃ调 质后力学 检验 结果 整理 、 录如表 ３ ４ Ｉ ： 记 。
Ｂａ ｔｕ ０ ４ ０， Ｎｅ ｎ ｇ ｌ Ｃ ｉａ ； ｏｏ １ ０１ ｉＭｏ ｇ ｏ ， ｈ ｎ
２ Ｔｃｎ ａ Ｃｎ ｒ Ｂ ｏ ｕＳｅｌ Ｇｏｐ Ｃ ｒ ，Ｂ ｏ ｕ０ ４ １ ， ｅＭｏｇ ｏ Ｃ ｉ ） ． ｅ ｉ ｌ ｅｔ ａｔ ｔ （ ｒ ） ｏ ｈ ｃ ｅｏ ｆ ｏ ｅ ｕ ｐ． ａｔ １０ ０ Ｎ ｉ ｎｇ ｌ， ｎ ｏ ｈ ａ
加热 一穿孔 机一五 机架连 轧一 张力减径 机一分 段锯
一
精整。
１２ 热 处 理 工 艺 制 度 的初 步 确 定 ．
根据包 钢无缝 钢管 厂现 有 Ｎ ０ ８ Ｑ钢 级套 管 的钢 种 （０ Ｃ２ ） ３ Ｍｎ ｒ２ 成分 与 Ｋ ５套 管 的 钢种 （４ ｎ ） ５ ３ Ｍ ６ 的成
０４１） １００
摘
舰船柴油机用34CrNiM06钢工艺性能的研究
０ 引 言
表 ２ ３ Ｃｒ ｊ ６ ４ ＮＭｏ 钢不 同淬火温度与实测性能
热处理工 艺 淬火温 冷却 度／ ℃ 介 质
８０ ４ 油
３ＣＮＭｏ 钢 是 随 着某 型号 舰 船 柴油 机 引进 的德 ４ ｒｉ ６ 国钢 种 ， 于 曲轴 、 用 连杆 和 重要 螺 栓 的制 造 ， 我 国标 在 准 中没 有 规 定 ， 一 种 新 钢 种 。由 于 没有 ３ Ｃ Ｎ Ｍｏ 是 ４ｒｉ ６ 钢 的常规数 据 ， 了解该 材料 的工 艺性 能和 力学性 能 ， 为 我 们 进 行 了淬 火 １艺 、 二 回火 工 艺 、 氮化 工 艺试 验 ， 定 确
钢 略 高 。 从 回 火 曲 线 上 看 出 ， ４ ｒｉｏ ３ ＣＮＭ ６钢 与 １Ｃ２ ４ ８ ｒＮｉ ＷＡ钢 ， 着 回火 温 度 变 化 力 学 性 能 没 有 明 随 显不同。由于 ３ＣＮＭ ６ ４ ｒｉ ｏ 钢含有 Ｍ 元素无回火脆性 ， ｏ 这 给 回火 带来 很 大方便 。
２２ 回 火 工 艺 的 确 定 ．
３ＣＮＭ ６ ４ ｒｉ ｏ 钢是 中碳合金结构钢 ， 化学成份 ， 见表 １ 。钢 的 含合金 元素 总量 为 ０９ ％～ ．％ ，８ ｒＮ４ ． ５ ３ ７ １Ｃ２ ｉＷＡ 钢为 ４１％～ ． ％ ， 比较最高合金 含量相差 １ 。 ． ５ ７５ 相 ３ 倍 由于 ３ＣＮＭ ６ ４ ｒ ｉ ｏ 钢合金元素含量少 ， 冶炼 、 轧制生产 比 １Ｃ２ ｉＷＡ钢容 易得 多 ， ｒＮ４ ｒＮ４ ８ １Ｃ２ ｉＷＡ钢 是空 淬钢 ， ８ 轧 制后 必 须缓 冷 ， 后 ６０℃长 时 间软化 退火 １ 然 ６ 。 。另外 低 倍缺陷检查 ， 如轴心晶间裂纹 、 层状断口、 发纹等缺陷都 少 于 ｌ Ｃ ２ ｉＷＡ钢 。 材料 与工 艺决 定 了 ３ ＣＮ Ｍ ６ ８ ｒＮ４ ４ ｒｉ ｏ 钢 的生 产成 本应 远 低 于 １Ｃ２ ｉＷＡ钢 （４ ｒ ｉ ６ ｒＮ４ ８ ３ ＣＮＭｏ 钢 价格 为 ２０ 万元／人 民币 ，８ ｒＮ４ ．５ ｔ １Ｃ２ ｉＷＡ钢价格 为 ４８ ．万
P110钢级石油套管热处理工艺探讨
C
Si
Mn
P
S
Cr
Al
≤0.35
≤0.35
≤1.50
≤0.030
≤0.020
≤1.10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ≤0.030
初步设定P110钢级石油套管淬火温度为850～920℃，保温时间30min，回火温度为500～650℃，回火保温时间为30～80min。
2.1回火保温时间对P110钢级石油套管性能的影响
（2）同样温度回火时，随着淬火温度的升高，材料的屈服强度、抗拉强度呈上升趋势，延伸率和冲击韧性呈下降趋势。30MnCr22属于亚共析钢，淬火加热温度要高于Ac3，使钢的组织全部奥氏体化，淬火温度越高，奥氏体晶粒越粗大，碳化物充分溶入奥氏体且成分均匀化，淬火后马氏体中的含碳量增加，强度、硬度增加。但由于随着淬火加热温度的增加，原子扩散的激活能Q减小，晶粒长大速度增加，奥氏体晶粒开始粗化，淬火后形成的马氏体板条也越粗大[2]。钢的塑性、韧性降低。
Rm/MPa
A/%
Akv/J
1
831
911
26
84 8376
2
838
935
21
74 7480
标准要求
758～965
≥862
≥15
≥32
注：冲击试样为3/4尺寸纵向试样，实验环境为0℃。
从现场热处理的试验力学性能检测结果可以看出屈服强度、抗拉强度、延伸率及0℃下V型冲击韧性完全符合API SPEC 5CT标准[3]的要求。
P110钢级石油套管热处理工艺探讨
郭兆成石晓霞马爱清
摘要：文章通过对不同淬火温度、回火温度以及回火保温时间下的30MnCr22钢调质生产的P110钢级石油套管力学性能的实验室研究，得出热处理对P110钢级石油套管力学性能的影响趋势，筛选出最佳的热处理制度应用于当前工业化生产中。
30Mn钢调质P110钢级油管热处理工艺研究
30Mn钢调质P110钢级油管热处理工艺研究吕永鹏;胡德英;焦堂骞;任勇【摘要】根据30Mn钢的CCT曲线确定出Ac1、Ac3和Ms温度,在27MnCr调质P110钢级产品热处理工艺基础上,通过分析30Mn钢与27MnCr钢的合金成分、管径规格对热处理工艺性能的影响,从淬火温度、回火温度、保温时间、冷却速度等方面采用对比分析法得出30Mn钢调质P110钢级油管的工业化热处理生产工艺:淬火温度925℃、步进周期32s,回火温度530℃、步进周期32 s,外淋水量1 300 m3/h、外淋时间12 s,内喷水量350 m3/h、内喷时间11s.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2017(046)001【总页数】5页(P45-49)【关键词】油管;P110;30Mn钢;27MnCr钢;调质;热处理工艺;力学性能【作者】吕永鹏;胡德英;焦堂骞;任勇【作者单位】宝鸡钢管西安石油专用管分公司,陕西西安710201;西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065;宝鸡钢管西安石油专用管分公司,陕西西安710201;宝鸡钢管西安石油专用管分公司,陕西西安710201;宝鸡钢管西安石油专用管分公司,陕西西安710201【正文语种】中文【中图分类】TG162.8+4P110钢级油管作为中高级油管产品，具有良好的综合力学性能，能够满足不同井深的工作需求。
30Mn钢作为一种新的用于水淬工艺生产P110钢级油管管体的钢种，相比原来的27MnCr钢，其化学成分变化较大，而合金成分的改变将直接影响热处理工艺参数的调整。
如Cr含量的减少使30Mn钢在奥氏体化时γ相区较27MnCr钢时有所扩大，从而使奥氏体化转变开始温度Ac1和奥氏体化转变终了温度Ac3降低，同时使碳原子在奥氏体中的扩散速度增大，提升了奥氏体的长大速度［1］。
根据API Spec 5CT—2011《套管和油管规范》（第9版）要求，P110钢级油套管要进行调质处理，以实现良好的综合力学性能。
34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究
34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究李玲霞;邓叙燕;吕景岩;李英真;王学敏【摘要】The continuous cooling transformation (CCT) curves of 34Mn6 steel was determined and analyzed by using thermal expansion instrument.The results showed that ferrite and pearlite in 34Mn6 steel could be obtained when the cooling rate was 0.1 to 1 ℃/s,bainite began to appear when the cooling rate was up to 5 ℃/s,and martensite began to appear when the cooling rate was up to 10 ℃/s.When the cooling rates was higher than 50 ℃/s,almost all of the austenite transforme d into martensite.The effect of quenching temperature and holdingtime,tempering temperature and tempering time on the mechanical properties of 34Mn6 steel was studied by orthogonal test.The results showed that the quenching temperature had a little effect on the mechanical property,and the tempering temperature was the predominant factor affecting the yield strength,tensile strength and impact energy.The heat treatment parameters of commercial test were determined based on the laboratory experimental result.The commercial test was carried out,and the results showed that the yield strength of φ139.7 mm ×9.17 mm P110 casing pipe were in the middle and upper limit of API standard,the minimum impact energy was 71.5％,and the minimum elongation was 48.4％,respectively,both being higher than API standard.%采用相变仪对34Mn6钢的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线进行测定和分析.结果表明,当冷却速度为0.1～1℃/s时,相变组织为铁素体和珠光体;当冷却速度≥5℃/s时开始发生贝氏体转变;当冷却速度≥10℃/s时开始发生马氏体相变;当冷却速度＞50℃/s时,奥氏体几乎全部转变为马氏体.采用正交试验法研究了淬火温度和保温时间、回火温度和回火时间对34Mn6钢力学性能的影响.结果表明,淬火温度对性能影响较小;回火温度是影响屈服强度、抗拉强度和冲击吸收能量最主要的因素.根据试验结果确定了工业试验的热处理参数,并进行了试验验证.结果表明,φ139.7 mm ×9.17 mm套管的屈服强度处于标准的中上限范围;冲击吸收能量的最小值高于标准71.5％,断后伸长率的最小值高于标准48.4％.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】5页(P14-18)【关键词】CCT曲线;热处理;P110套管;34Mn6钢;调质【作者】李玲霞;邓叙燕;吕景岩;李英真;王学敏【作者单位】达力普石油专用管有限公司技术中心、河北省石油专用管工程技术研究中心,河北沧州061000;达力普石油专用管有限公司技术中心、河北省石油专用管工程技术研究中心,河北沧州061000;达力普石油专用管有限公司技术中心、河北省石油专用管工程技术研究中心,河北沧州061000;达力普石油专用管有限公司技术中心、河北省石油专用管工程技术研究中心,河北沧州061000;达力普石油专用管有限公司技术中心、河北省石油专用管工程技术研究中心,河北沧州061000【正文语种】中文石油套管在油气井开采时用来固定井壁，根据用途可分为表层套管、技术套管和油层套管。
34Mn6钢N80钢级石油套管热处理工艺研究
34Mn6钢N80钢级石油套管热处理工艺研究
杨献平
【期刊名称】《钢管》
【年(卷),期】2004(033)003
【摘要】通过正交试验,研究了热处理工艺因素对石油套管力学性能的影响.试验结果表明,在钢管热处理时,淬火加热温度、冷却液温度、回火加热温度和回火加热时间是影响N80钢级石油套管力学性能的主要参数.
【总页数】4页(P28-31)
【作者】杨献平
【作者单位】胜利油田机械公司,山东,东营,257091
【正文语种】中文
【中图分类】TG162.84
【相关文献】
1.P110(27CrMo)钢级石油套管热处理工艺研究 [J], 赵强;米永峰;乔爱云
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4.在线常化工艺生产N80钢级石油套管 [J], 李金锁;赵永恒
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P110钢级石油套管钢的工艺研究
７８６
８７５～８９５
８８６
从表４看出，用３０Ｍｎ２ｖ圆坯轧制生产石油套管，经调质后，各种性能指标均可满足ＡＰｌ５ＣＴ标准中 Ｐ１１０钢级的要求，并且相对稳定。
４、结论
（１）通钢７０ｔＣｏｎｓｔｅｅｌ电炉生产线开发的ＰｌｌＯ钢级石油套管用钢３０Ｍｎ２Ｖ，化学成分偏析较小，控制 合理，连铸圆坯外形尺寸良好，低倍组织均匀、致密，质量稳定，完全能够达到制管用户要求。由此证 明，用３０Ｍｎ２Ｖ连铸圆坯生产Ｐ１１０钢级石油套管是完全可行的。 （２）为确保成品石油套管的质量，连铸坯成品化学成分控制较小的波动范围以及各工序先进技术 的继续改进是非常有必要的。
表1consteei电炉生产线参数概况consteel电炉技术参数方圆坯连铸机技术参数变压器容量mva炉壳内径mm3620弧形半径in铸机流数r956005公称容量t最大装入量t留钢量t总供氧量m3t70中间罐容量t浇铸周期min铸流保护定尺长度m28llo506030大包长水口浸入式水口6lo5060炉门水冷碳氧枪2支ustb炉壁集束氧枪150方200方160x220供氧方式铸坯断面mill9135915091609180结晶器电磁搅拌mems气雾冷却弱冷方式出钢温度出钢方式16001620电磁搅拌二冷方式tbt22pilo钢级石油套管钢工艺流程废钢热装铁水consteel电炉lf精炼炉
２００９特钢年会论文集
２００９年９月
Ｐｌｌ０钢级石油套管钢的工艺研究
苑晓光
（通化钢铁股份有限公司，通化，１３４００３）
摘要：本文着重介绍通钢７０ｔＣｏｎｓｔｅｅｌ电炉生产线开发Ｐｌ １０钢级石油套管钢的工艺实践。选用石 油套管钢３０Ｍｎ２Ｖ生产连铸圆坯，制管后达到Ｎ８０钢级，再经调质达到Ｐ１１０钢级要求。试制中，按工 艺要点控制，连铸圆坯的化学成分、低倍组织以及制管调质后的各项性能指标均能达到相应标准要求， 为高钢级产品开发奠定了坚实的基础。 关键词： Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电炉ＰＩＩＯ钢级石油套管钢３０Ｍｎ２Ｖ连铸圆坯
P110钢级石油套管淬火冷却工艺研究
8000
6000
4000
2000
0
200 400 600 800 1000
温度 / ℃
图 2 换热系数随表面温度的变化 Fig.2 Variation of heat transfer coefficient with
surface temperature
2 模拟结果分析与验证
2.1 模拟结果分析 按照钢厂的冷却条件， 采用有限元软件进行数
材料热处理技术 Material & Heat Treatment
2011 年 3 月
而， 带状碳化物的存在仅是为裂纹的产生提供组织 条件，而裂纹的实际产生还必须有集中应力的作用。 因而探究应力集中产生的原因对于寻求消除模具过 早 断 裂 失 效 的 有 效 方 法 至 关 重 要 [7]。
首先从模具加工过程来分析，模具经历了淬火、 回火处理。 由于模具材料锻造不充分，碳化物的不 良分布状态没有被消除， 导致在热处理过程中产生 内应力。 另外，从模具的冷挤压过程来分析，在挤压 时承受高达 2000 ～2500 MPa 的应力且表面温度可 升高至 250～300 ℃，即挤压过程中模具表面经历不 断重复的温度变化， 因而在模具表层区域产生热循 环累加应力集中 。 [8-10] 热处理过程产生的内应力与冷 挤压过程造成的累加应力相叠加而在模具表层区域 形成超过材料断裂强度的集中应力，导致模具断裂。
P110
P110油套管钢表面三元化学镀镀层的工艺设计在油（气）开采过程中，采油装备在极其严酷和复杂的环境下服役，材料的表面首当其冲，采用恰当的表面防护技术，在表面形成一层全新化学成分或组织结构的保护层，提高其硬度和耐磨性、耐蚀性，延长其使用寿命，部分替代昂贵的耐蚀合金管材，既能满足服役条件的要求，又能将油套管成本控制在一个比较经济的范围内。
采用表面处理技术改善油套管表面性能，降低成本，延长其使用寿命，一直是相关表面工程研究者的努力方向。
化学镀是一种重要的表面处理技术，以其工艺简便、成本低、镀层厚度均匀、可大面积镀覆等优点而日益受到人们的重视，并逐渐应用到石油化工乃至各个其他领域中。
1.化学镀的基本原理：化学镀是一个包含了液相反应、气相反应和固相反应的多相催化过程，它涉及一系列复杂的步骤，例如金属离子和还原剂在水溶液中向固体表面的扩散、还原剂在固体表面的吸附和催化脱氢、金属离子的还原析出等。
此外，还伴随有一些副反应，如氢气的析出等。
一般认为，还原剂在固体表面的催化脱氢步骤的速度最慢，往往成为化学镀过程的控制步骤。
化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。
由于化学镀过程是根据不同的还原剂发生的自催化过程，所以反应机理是不同的。
其中，Ni-P合金镀层是一种较为广泛应用的镀层，关于化学沉积Ni-P 合金镀层的理论就有许多种，但C.Cutzeit的催化理论为大多数人接受。
该理论可用以下几个过程来描述。
①化学沉积Ni-P合金镀液加热时不起反应，而是通过金属的催化作用，次亚磷酸根在水溶液中脱氢而形成亚磷酸根。
同时放初生态原子氢。
H 2PO-2= PO-2+ 2(H)PO-2 + H2O = HPO2-3+ H+或 H2PO-2+ H2O = HPO2-3+ H+ + 2[H]②初生态原子氢被吸附在催化金属表面上而使其活化,使被镀液中的镍阳离子还原,在催化金属表面沉积为金属镍。
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14第39卷第4期2017年7月上海金属SHANGHAI METALSVol. 39 , No. 4July , 2017 34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究李玲霞邓叙燕吕景岩李英真王学敏(达力普石油专用管有限公司技术中心、河北省石油专用管工程技术研究中心，河北沧州061000)【摘要】采用相变仪对34Mn6钢的奥氏体连续冷却转变（CCT)曲线进行测定和分析。
结果表明，当冷却速度为0.1 ~1 °C/s时，相变组织为铁素体和珠光体；当冷却速度彡5 °C/s时开 始发生贝氏体转变；当冷却速度為10 °C/s时开始发生马氏体相变；当冷却速度>50 °C/s时，奥 氏体几乎全部转变为马氏体。
采用正交试验法研究了淬火温度和保温时间、回火温度和回火时 间对34Mn6钢力学性能的影响。
结果表明，淬火温度对性能影响较小；回火温度是影响屈服强 度、抗拉强度和冲击吸收能量最主要的因素。
根据试验结果确定了工业试验的热处理参数，并 进行了试验验证。
结果表明，小139. 7 mm X9.17 m m套管的屈服强度处于标准的中上限范围；冲击吸收能量的最小值高于标准71.5%,断后伸长率的最小值高于标准48. 4%。
【关键词】C C T曲线热处理P110套管34Mn6钢调质Investigation on Quenching and Tempering Process of 34Mn6 Steelfor PI 10 Casing PipeL i L in g x ia Deng X uya n Lyu Jingyan L i Y ingzhen W ang X u e m in (R& D C e n te r，D a lip a l P ipe C o m pa ny，H e be i O CTG E ng in e e rin g Technology Research C e n te r，Cangzhou H e be i 061000, C h in a)【Abstract】T he continuous co o lin g transform ation ( C C T) curves o f 34M n6steel was determ ined and analyzed b y using the rm a l expansion in stru m en t. The results showed that fe rrite andp e a rlite in34M n6steel cou ld be obtained when the coo lin g rate was 0.1to appear w hen the co o lin g rate w as up to 5 〇C /s，and m artensite began to appear when the co o lin g rate was up to 10 〇C/s.W hen the co o lin g rates was h ig h e r than 50 〇C/s，alm ost a ll o f the austenite transform ed in to m artensite. The effect o f qu en chin g tem perature and h o ld in g tim e，tem pering tem perature and tem pe rin g tim e on the m ech an ical properties o f 34M n6steel was studied by orthogonal test. T he results showed that the qu en chin g tem perature had a little effect on them ech an ical p ro p e rty，and the tem pe rin g tem perature was the pre do m ina nt fa cto r affe ctin g the y ie lds tre n g th，te n sile strength and im p a ct energy. The heat treatm ent param eters o f com m e rcial test were determ ined based on the laboratory exp erim e ntal resu lt. The com m e rcial test was ca rrie d results showed that t he y ie ld strength o f (/)139. 7 m m x9.17 m m P110 casing p ipe were in the m id d leand up p e r lim it o f A P I s ta n d a rd，the m in im u m im p a ct energy was 71.5%，and the m in im u m elongation was 48. 4%，re s p e c tiv e ly, both b e in g h ig h e r than A P I standard.【Key Words】C C T c u r v e, heat tre a tm e n t, P I 10 casing p ip e, 34M n6ste e l, qu en chin g andtem pering基金项目：河北省科技计划项目（No 131103)作者简介:李玲霞，女，硕士，工程师，主要从事石油管产品和工艺的开发，Email:dalipal_llX@163.cm第4期李玲霞等:34Mn6钢P110石油套管调质工艺研究15石油套管在油气井开采时用来固定井壁，根 据用途可分为表层套管、技术套管和油层套管。
石油套管服役条件恶劣，套管柱通常要承受几百 甚至上千个大气压的内压或外压，以及几百t的拉伸载荷;石油套管的质量将直接决定油气井的 寿命。
石油套管钢级的选择主要根据井深及作业 时对管柱的强度要求而定，当井深在5 000〜6 000爪时，通常选用？110钢级[1]。
根据入?1 5C T第9版中要求，P110钢级产品需要全管体、全长进行淬火+回火调质处理。
要求其屈服强度 R t06=758 ~965 MPa，抗拉强度 R m>862 MPa，对冲击吸收能量和断后伸长率也有严格要求[]。
目前用于调质P110的成分体系主要有C-Mn、Mn-V、Cr-Mn-V、Cr-Mo、Mn-Mo、Cr-Mn-Mo、Mn-T i-B[1’3-]。
其中，C-M n钢的成本较低，是各大钢管 企业普遍采用的经济型材料[57]。
本文通过相变 仪测试了 34Mn6钢的C C T曲线，并根据其结果进 行了正交试验，得到了采用34Mn6钢生产P110 套管的最佳热处理工艺，并在工业生产中进行了 应用与验证。
1试验材料及方法试验材料选用某公司的热轧管体，尺寸为 小139.7 m m x9.17 mm，材质为34Mn6钢，其主要化学成分如表1所示。
表1 34Mn6钢的化学成分（质量分数）Table 1Chemical composition of34Mn6 steel(mass fraction)%元素C Si M,P S Cr Ni Cu Mo 质量分数034 022 1.47 0.012 0.006 0.016 0.009 0.016 002在合格的热轧管体上取样，然后经线切割加 工成尺寸为^3 mm X1〇m m的试样。
采用热膨胀 相变仪模拟不同冷速条件下试样的组织转变。
具 体工艺为:将试样的加热速率设定为20 °C/s，加 热温度为880 °C，保温时间均为8 m in，使组织均 匀化，再分别以 0.1、0.5、1、5、10、20、30、40、50 和 200 °C/S的速率冷却至室温，得到不同冷速下的 膨胀量-温度曲线。
采用切线法确定各冷速条件 下相变的开始点和结束点。
试样经切割、磨制和 抛光后，采用4%硝酸酒精溶液腐蚀，采用 OLYMPUS-GX51金相显微镜观察显微组织，采用 HVS-50显微硬度计对各冷却试样的硬度进行测定。
正交试验的试样加热和保温在GWL-1440箱 式电阻炉内进行。
根据不同热处理制度，当电阻 炉温度达到淬火温度时将试样放入、计时，保温一 定时间后水淬至10C以下，然后当电阻炉温度 达到回火温度时再将试样放入、计时，保温一定时 间后空冷至室温。
试样经调质后，根据API 5CT 第9版的要求，将试样加工成宽25.4 m m的全壁 厚板状拉伸试样，并在SHT4605微机控制电液侍 服万能试验机上进行室温拉伸试验，测得不同热 处理后试样的抗拉强度Rm、屈服强度Rt。
.6和断后 伸长率冲击试样为1mm X7. 5 mm X55 mm 纵向样品，在JB-300B冲击试验机上进行0 °C冲 击试验，测定冲击吸收能量;加工全壁厚硬度 试样，在HR-150A洛氏硬度计上进行硬度检测；加工横截面金相试样，在OLYMPUS-GX51金相显 微镜上观察不同热处理条件下试样的组织和晶粒 度。
2试验结果及分析2.1 不同冷却速度下的显微组织图1是34Mn6钢在不同冷却速度下的显微 组织。
当冷却速度为0.10. 5、°C/S时，过冷奥 氏体的转变产物为铁素体+珠光体。
图中白色组 织为铁素体，黑色团状组织为珠光体，均以条状、带状分布。
当冷却速度增加到5丈/8时，开始出 现贝氏体组织，如图1(d)所示。
其中沿晶界分布 的白色网状组织和晶内分布的白色块状、针状组 织均为铁素体，黑色团状组织为珠光体，黑色羽毛 状组织为贝氏体，沿晶界分布的铁素体条向晶内 以针状形式生长形成W组织。
当冷却速度增加 到10 °C/S时，铁素体和珠光体消失，出现了马氏 体转变，显微组织如图1(e)所示。
马氏体分布在 白色块状区域内，呈浅灰色针状。
而贝氏体分为 上贝氏体和下贝氏体，上贝氏体呈黑色羽毛状，下 贝氏体呈竹叶状。
由于贝氏体和马氏体同时存 在，在4%硝酸酒精的腐蚀下，贝氏体相对易被腐 蚀，而马氏体不易被腐蚀，因此马氏体呈浅灰色，没有被腐蚀出来。
在50 °C/s冷速下仍有少量贝 氏体存在。
但在200 °C/S时只发生了马氏体转 变，显微组织为全马氏体，呈板条状分布，这说明 34Mn6钢的临界冷却速度介于50和200 °C/s 之间。