一种柴油机高压喷油管用钢、高压喷油管及其制造方法
柴油机高压油管用材料综述
图1 2种管材疲劳试验曲线
4 内壁强化工艺简介
过在燃油管内壁施加超高的压力，使高压油管内壁屈 服，产生塑性变形，然后卸除压力。由于高压油管外 层材料的弹性收缩，使已经塑性变形的内层材料受到 外层的弹性压缩而产生压缩应力，高压油管内壁虽然 发生塑性变形，但高压油管工作时仍然是处于弹性范 围内，从而提高高压油管的弹性工作范围[3]。内壁强 化一般是在燃油管冷弯成形工序之后进行。目前，国 内使用的内壁强化设备和工装都是从国外引进，主要 控制参数是强化压力和时间。国外对于强化压力的设 定一般是材料爆破压力的75% 80%。如德国P+P精 密钢管厂强化压力的经验公式是：强化压力=0.85× 安全系数×爆破压力（安全系数取0.9）=0.765×爆 破压力。对于强化时间，关键是控制从打压开始至达 到规定压力值所用的时间，达到规定压力后其保压时 间的长短对性能的影响不是很大。德国Mannesmann Prazisrohr有限公司和Salzgitter Mannesmann研究所 合作开发了一种模拟软件，通过输入燃油管的尺寸和 材料信息得到最优化的强化压力，该软件可应用于各 种高压油管的工艺控制[2]。
38 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M
2011年第3期
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
表4 ISO8535-1中内表面缺陷分级要求
等级
允许的缺陷情况
S 允许存在不超过5条其深度在0.08～0.13 mm之间的缺陷
R 允许存在不超过5条其深度在0.05～0.08 mm之间的缺陷
材
M AT E R I A L
料应用
A P P L I C AT I O N
柴油机高压油管用材料综述
用于压力为1 800×105 Pa的管材DSG-1800。为满 足欧洲新排放标准的要求，该公司又进行了新材料 CRG-800和CRG-900的研发，工作压力可达2 000 ×105 Pa以上。 日本臼井汽车零部件有限公司开发 了企业牌号是USIT-SP VS1A的管材，广泛应用于 压力设定为1 600×105 Pa的系统；牌号是USIT-SP VS1H的管材，应用于压力水平为1 600×105 Pa、 1 800×105 Pa的共轨系统，以及应用于压力水平为 1 800×105 Pa、2 000×105 Pa共轨系统的USITUSP VS1H管材。德国P+P精密钢厂也开发了PP600 等材料应用于1 600×105 Pa以上的压力水平。德国 Mannesmann Prazisrohr有限公司开发的1 600×105 Pa以上压力水平用材的化学成分和机械性能数据分 别见表2、表3[2]。
关键词：柴油机 高压油管 强化方法 高强度化 中图分类号：U464.136.5 文献标识码：A
东风汽车有限公司商用车技术中心 田 朕
1 前言
近年来，直接喷射技术在柴油机技术的发展中得 到快速推广。通过开发喷射压力不断提高的高压燃油 喷射系统，不仅提高了柴油机的性能，同时减少了有 害物的排放，满足了不断严格的环境法规要求。在喷 射压力不断提高的同时，对高压油管使用过程中的承 压能力提出了更高的要求。公司开发的某轻型发动机 和重型发动机，其高压油管的工作压力分别达到1 600 ×105 Pa和1 850×105 Pa，颗粒物排放均满足欧Ⅲ标 准。目前着手开发的满足更高排放要求的发动机，其 高压油管的工作压力达到2 000 ×105 Pa以上。
高压油管加工工艺流程
高压油管加工工艺流程高压油管是一种广泛应用于石油、天然气、化工等领域的重要设备，其加工工艺流程十分关键。
下面将详细介绍高压油管的加工工艺流程。
首先，在进行高压油管加工前，需要准备原材料，通常使用碳钢或合金钢作为高压油管的材料。
这些原材料按照规定的尺寸进行切割，并进行表面清洁处理，以保证后续工艺的顺利进行。
然后，将原材料送至下料机上进行加工。
下料机通过自动控制系统，根据高压油管的要求，将原材料进行锯切，得到合适尺寸的油管坯料。
接下来，将油管坯料送至热处理设备中进行退火处理。
退火是为了改变油管的晶体结构，提高其机械性能和加工性能。
退火后的油管坯料将具有较好的可塑性，并且易于进行冷加工。
然后，进行冷加工。
冷加工是高压油管加工的关键环节，包括两个主要步骤：冷拉和冷挤。
冷拉是通过拉力将油管坯料拉伸成所需形状和尺寸的过程，从而提高油管的强度和耐腐蚀性能。
冷挤则是利用外力对油管坯料进行挤压，使其形成所需的孔径和壁厚。
冷加工过程需要通过特定的冷加工设备实施，如拉丝机、挤压机等。
完成冷加工后，对油管进行淬火处理，以进一步提高其强度和硬度。
淬火是将加热至一定温度后快速冷却的过程，使油管的晶体结构发生相变，从而得到具有优良性能的成品。
最后，进行修整和表面处理。
修整是为了保证油管的尺寸精度和外观质量，通常采用车床进行修整。
同时，还需要对油管进行镀锌、喷漆等防腐处理，以提高其耐腐蚀性能。
综上所述，高压油管的加工工艺流程包括原材料准备、下料、热处理、冷加工、淬火和表面处理等步骤。
这一流程需要通过专用设备和严格控制，以确保高压油管具有良好的机械性能、耐腐蚀性能和外观质量，从而满足不同领域的使用要求。
柴油机喷射系统的功用和构造
柴油机燃油喷射系的功用和构造2.1柴油机燃油喷射系的组成以及作用柴油机燃油喷射系主要由柴油箱、柴油滤清器、输油泵、高压油泵、喷油器、低压油管、高压油管和回油管组成。
主要组成部分的作用如下：（1）喷油泵：喷油泵的作用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油。
在多缸柴油机中喷油泵应保证：①各缸的供油次序符合所要求的发动机工作次序；②各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况不大于3%~4%；③各缸供油提前角一致，相差不大于0.5度。
为避免喷油滴漏现象，喷油泵还必须保证供油停止迅速。
（2）调速器：调速器是一种自动调节喷油泵供油量的装置。
它能根据柴油机负荷的变化自动作相应的调节，使柴油机能以稳定的转速运转，从而保证柴油机既不会产生超速也不会在怠速时造成熄火。
（3）喷油器：喷油器可把喷油泵送来的高压燃油雾化成较细的颗粒，并以一定的设计角度往发动机燃烧室内喷射。
2.2对柴油机燃油喷射系的性能要求柴油机燃油喷射系作为发动机的重要组成部分，主要应满足下列的性能要求：（1）要能随时精确测量出发动机负荷的变化，且能使供油量自动灵敏地进行自适应调节，并往各缸做均匀的喷射。
（2）应能根据转速或负荷的变化自动地改变喷油定时（即自动调节喷油的提前时间）（3）喷射的燃油必须获得充分的雾化，并能以最佳状态引起燃烧。
（4）结果设计合理，要能耐冲击、抗疲劳，零部件互换性强，且价格尽可能低廉。
2.3对燃油喷射系各工作部件的要求根据柴油机可燃混合气形成的特点和燃烧过程的需要，喷油泵应满足以下要求：（1）匹配而均匀的供油率。
额定供油率的调节是与发动机的额定功率和舒定转速相匹配的。
为使运转平稳，对各缸的供油率要均匀，这就需要与之相适应的柱塞直径、柱塞行程和方便的供油调节机构。
（2）准确的供油提前角。
喷油泵的供油提前角一方面要求与发动机的曲轴转速相同步（即第一缸喷油起始时间要对得上发动机曲轴转角零位标记），另一方面还要求对各缸供油的间隔时间要一致，其误差应控制在0.5°以内。
高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理
高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理高压共轨燃油喷射系统构造及工作原理柴油机共轨电控柴油喷射系统部件构造4\六西格玛坛{Vw主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。
低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的map图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
3.1.1高压油泵@L*[~高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。
由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。
Bosch公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达135Mpa的压力。
该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9，负荷也比较均匀，降低了运行噪声。
该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。
日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压。
该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法。
工作过程：_7[)W(g/R&e.H-Gu（1）柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；质量SPC,sixsigma,TS16949,MSA,FMEA6gWD0d|%^w/P(_六西格玛品质论坛o9W（2）柱塞上行，但控制阀中尚未通电，处于开启状态，低压燃油经控制阀流回低压腔；（3）在达到供油量定时时，控制阀通电，使之关闭，回流油路被切断，柱塞腔中的燃油被压缩，燃油经出油阀进入高压油轨。
柴油机高压油泵工作原理
柴油机高压油泵工作原理柴油机是一种内燃机，利用柴油燃料作为能量源，通过压缩空气使燃料点火燃烧，产生动力驱动机械运转。
高压油泵是柴油机的核心部件之一，其作用是将燃油从油箱中抽取、压缩、喷射到燃烧室中进行燃烧。
本文将介绍柴油机高压油泵的工作原理。
一、高压油泵的结构高压油泵由泵体、凸轮轴、柱塞、进油口、出油口、调节阀、压力调节器等组成。
泵体是高压油泵的主体部件，通常采用铸铁或铸钢制成，其内部有多个油路、油孔和凸轮轴安装孔。
凸轮轴是高压油泵的驱动部件，它与柱塞配合工作，通过旋转带动柱塞做往复运动。
柱塞是高压油泵的核心部件之一，它的数量和直径决定了高压油泵的流量和压力。
进油口是高压油泵的入口，通常位于高压油泵的上部或侧面，与燃油滤清器相连。
出油口是高压油泵的出口，通常位于高压油泵的下部或侧面，与高压油管相连。
调节阀和压力调节器是高压油泵的控制部件，它们可以根据发动机负荷和转速的变化自动调节高压油泵的输出压力和流量。
二、高压油泵的工作原理高压油泵的工作原理可以分为进油、压缩和喷射三个阶段。
1. 进油阶段当柴油机启动时，高压油泵的凸轮轴开始旋转，柱塞因受到凸轮轴的压力而向外运动。
此时，高压油泵的进油口打开，燃油从油箱中流入高压油泵的泵体内部。
进油口周围的油孔和油路会将燃油分散到各个柱塞的工作腔中。
2. 压缩阶段当柱塞向外运动到一定程度时，凸轮轴的凸轮就会失去对柱塞的压力，柱塞因自身的回弹力向内运动。
此时，柱塞的尖端会压缩工作腔内的燃油，将其压缩到很高的压力。
柱塞在向内运动的过程中，高压油泵的出油口关闭，使得工作腔内的燃油只能向喷油嘴方向流动。
当柱塞向内运动到一定程度时，调节阀打开，将喷射压力传递到喷油嘴。
此时，高压油泵的输出压力会达到最高点，燃油会以极高的速度喷射到燃烧室中。
3. 喷射阶段当柱塞向内运动结束时，凸轮轴的凸轮再次施加压力，使得柱塞向外运动。
此时，高压油泵的出油口打开，将工作腔内的燃油排出。
同时，调节阀关闭，喷射压力消失，喷油嘴的喷孔也关闭。
一种柴油机高压喷油管用钢、高压喷油管及其制造方法
1、一种柴油机高压喷油管用钢，其特征在于：其化学元素质量百分比含量为：C: 0.18 ~0.20%；Si : 0.20 ~0.30%；Mn：1.40~1.60%；S≤0.003%；P≤0.010%；Nb：0.015~0.025%；V：0.02~0.04%；Al:0.02~0.03%；Ti:0.02-0.03%；Ca ≤0.002%；Ti<0.001%；N<0.003%；H<0.0002%；O<0.0005%；余量为Fe和其他不可避免的杂质。
2、根据权利要求1所述的一种柴油机高压喷油管用钢，其特征在于：其内部包含位错组织。
3、一种高压喷油管，其特征在于：其采用如权利要求1~2任一权利要求所述的柴油机高压喷油管用钢制成。
4、根据权利要求3所述的一种高压喷油管，其特征在于：所述喷油管内表面凹陷/划痕/杂质的缺陷深度在0.02mm~0.05mm的范围内，缺陷总个数小于等于5个。
5、如权利要求3所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）制造管坯；（2）进行若干道次冷拉拔；（3）应力退火；其中，步骤（2）的冷拉拔的道次由工作压力确定，屈服强度与工作压力的关系满足公式：屈服强度/工作压力≥3.65屈服强度的增量值与冷拉拔的关系满足公式：ΔR eH= 79+ (170+K)R其中ΔR eH为屈服强度增量值；R为冷拉拔的总延伸率，即冷拉拔前后的截面面积比；K为冷拉拔速度影响参数，取值范围是10~40。
6、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（2）中的冷拉拔道次小于等于3次。
7、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（2）中冷拉拔道次间进行高温正火/高温退火处理。
8、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（2）中冷拉拔的速度小于等于6M/min。
9、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（3）中去应力退火的温度为500℃~700℃，时间为30~60分钟。
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1、一种柴油机高压喷油管用钢，其特征在于：其化学元素质量百分比含量为：C: 0.18 ~0.20%；Si : 0.20 ~0.30%；Mn：1.40~1.60%；S≤0.003%；P≤0.010%；Nb：0.015~0.025%；V：0.02~0.04%；Al:0.02~0.03%；Ti:0.02-0.03%；Ca ≤0.002%；Ti<0.001%；N<0.003%；H<0.0002%；O<0.0005%；余量为Fe和其他不可避免的杂质。
2、根据权利要求1所述的一种柴油机高压喷油管用钢，其特征在于：其内部包含位错组织。
3、一种高压喷油管，其特征在于：其采用如权利要求1~2任一权利要求所述的柴油机高压喷油管用钢制成。
4、根据权利要求3所述的一种高压喷油管，其特征在于：所述喷油管内表面凹陷/划痕/杂质的缺陷深度在0.02mm~0.05mm的范围内，缺陷总个数小于等于5个。
5、如权利要求3所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）制造管坯；（2）进行若干道次冷拉拔；（3）应力退火；其中，步骤（2）的冷拉拔的道次由工作压力确定，屈服强度与工作压力的关系满足公式：屈服强度/工作压力≥3.65屈服强度的增量值与冷拉拔的关系满足公式：ΔR eH= 79+ (170+K)R其中ΔR eH为屈服强度增量值；R为冷拉拔的总延伸率，即冷拉拔前后的截面面积比；K为冷拉拔速度影响参数，取值范围是10~40。
6、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（2）中的冷拉拔道次小于等于3次。
7、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（2）中冷拉拔道次间进行高温正火/高温退火处理。
8、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（2）中冷拉拔的速度小于等于6M/min。
9、根据权利要求5所述的高压喷油管的制造方法，其特征在于：步骤（3）中去应力退火的温度为500℃~700℃，时间为30~60分钟。
一种柴油机高压喷油管用钢、高压喷油管及其制造方法技术领域本发明涉及一种钢，具体涉及一种一种柴油机高压喷油管用钢、高压喷油管及其制造方法。
背景技术高压精密钢管主要用于高功率密度发动机，通过开发喷射压力不断提高的高压燃油喷射系统，不仅提高了柴油机的性能，同时减少了有害物的排放，满足了不断严格的环境法规要求。
满足欧Ⅲ、IV排放标准的高压油管的工作压力分别达到160MPa和180MPa。
2015年为我国柴油发动机开始执行国IV标准（相当于欧IV排放标准），柴油发动机排放标准由国III提高到国IV标准，其颗粒排放物下降80%，NOx 排放下降30%；提高喷油压力大幅提高柴油机燃烧效率，节油3-5%。
高压喷油管产品是符合绿色发展战略的高技术产品。
近年来，柴油发动机的直接喷射技术在柴油机技术的发展中得到快速推广。
目前,欧洲各国普遍引用的ISO8535-2011《柴油发动机高压燃油喷射管用钢管，第一部分:冷拔无缝单壁钢管要求》标准中规定了4个强度等级的高压油管材料，我国机械行业标准JB/T 8120.1—2011《压燃式发动机高压油管用钢管第1 部分：单壁冷拉无缝钢管技术条件》等效于ISO8535-2006版标准，给出高压油管的钢材可选用德国牌号St52.4的钢材，接近国内牌号16Mn、16MnV等，但是这种材料可用于制造160MPa以下的工作压力的冷拔高压油管。
160MPa以上工作压力的喷油管材料需要新开发。
由于钢管的高频振动压力负荷，动态应力很高，喷油管要承受很高的脉动内压，对喷射油管的材料性能和管子内表面的微观形态要求很高。
材料性能指标上需要通过优化制造工艺过程，同时收紧合金成份的限值范围，提高材料的强度和延伸率。
通过采用复合添加微合金元素使金相组织细化，既提高强度又增大延伸率。
为了提高管路的寿命尽可能降低早期失效的可能性，不仅要考虑试验得出的平均疲劳强度，还必须顾及试验结果的分散带宽。
160MPa级工作压力以上高压喷油管通常需要采用冷拔去应力退火工艺。
为满足高压油管油量允差一般控制在0.5%以内，钢管内径尺寸公差控制在±0.025mm范围内。
内表面质量需要达到ISO8535-2011标准中的Q级以上指标，即考察钢管横截面内表面凹陷、杂质、划痕等缺陷深度0.02mm~0.05mm，数量不超过5个。
为满足的柴油机高压油管的工作脉冲油压疲劳性能和稳定性，需要测定该工作压力下，脉冲疲劳循环次数超过1000万次。
因此理论上，喷油管的工作压力需要设计在疲劳极限以下，同时钢管的强度设计开发需要在工作压力基础上加上安全系数。
材料的屈服强度和疲劳极限之间有一定的关系，一般来说，材料的屈服强度越高，疲劳强度也越高。
国内现有经验一般要求高压油管的名义工作压力为材料屈服强度的0.3~0.5倍，即屈服强度/工作压力＝2~3.3；而国外的经验则是要求高压油管的名义工作压力为材料爆破压力的0.25~0.4倍，转换成国内要求是屈服强度/工作压力＝1.5~2.4。
材料表面粗糙度愈小，应力集中愈小，疲劳强度也愈高。
钢管冷拔加工坯料尺寸过大、内表面出现的褶皱越多，产生表面缺陷的可能性也越大，这些原因都会导致疲劳性能下降。
冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析等等。
存在于表面的夹杂物是应力集中源，会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹，使钢管失效。
基于上述需要对钢管的以下指标加以限制，才能满足高压钢管的疲劳寿命指标要求：（1）钢中含有的杂质控制严格，成分范围控制窄，并严格控制材料的夹杂物水平；（2）喷油工作压力提高钢管的屈服强度需要提高，并对屈服强度加以控制在一定值以上的有限范围内，同时塑性指标和冲击韧性指标保证一定范围内；（3）高产品表面质量控制和钢管的内外表面出现凹陷、杂质、划痕等严格的数量，ISO8535标准中的Q级以上。
（4）产品的内径尺寸精度控制高，±0.025mm 范围内。
公开号为CN104141097A，公开日为2014年11月12日,名称为“一种高压油管用热轧圆钢及其制造方法”的中国专利，文献公开了一种高压油管,其化学成分质量百分比(wt%)为:C:0.10-0.17%，Si:0.25-0.45%，Mn:1.30-1.60%，P<0.020%，S<0.010%，Cr:0.20-0.40%，V:0.05-0.10%，Al:0.025-0.050%，Cu<0.20%, Ni<0.20%,其余为铁和残余的微量杂质。
该专利的合金体系范围显然过于宽泛，给出的夹杂物控制范围过于粗大:A、B、C、D、DS类粗系<1.5，应无法保证160MPa级工作喷油脉冲压力以上的1000万次的寿命要求。
公开号为CN104862591A，公开日为2015年8月12日公开了“一种高强度高压油管用钢、高压油管及其制造方法”,其化学元素质量百分比含量为:C:0.11-0.17%; Si:0.1-0.5%; Mn:1.2-1.7%; Al:0.01-0.05%; Nb:0.01-0.06%; V:0.02-0.09%; Ti:0.001-0.03%; Ca:0.001-0.01%; 余量为Fe和其他不可避免的杂质，该发明还公开了该油管的制造方法。
该专利的合金体系范围也同样过于宽泛，给出的实施例A1-A7的屈服强度的波动范围在628MPa-758MPa之间，该专利仅提出制造屈服强度大于600MPa的无缝钢管，但是并没有提出该发明产品用于哪个喷油工作压力级别条件，同时该发明忽略了夹杂物的控制和内表面质量控制方法，显然该发明的结果无法令人信服。
发明内容本发明的目的在于：提供一种高强度的柴油机高压喷油嘴用钢，可用于制造160MP以上的高压喷油管。
为实现上述的目的，本发明提出了一种柴油机高压喷油管用钢，其化学元素质量百分比含量为：C: 0.18 ~0.20%；Si : 0.20 ~0.30%；Mn：1.40~1.60%；S≤0.003%；P≤0.010%；Nb：0.015~0.025%；V：0.02~0.04%；Al:0.02~0.03%；Ti:0.02-0.03%；Ca ≤0.002%；Ti<0.001%；N<0.003%；H<0.0002%；O<0.0005%；余量为Fe和其他不可避免的杂质。
：本发明所述的高强度高压油管用钢中的各化学元素的设计原理为：C：是提高钢的强度的主要元素之一，其通过碳化物的形成能够有效地提高钢的强度，但是不能过高和过低。
随着碳含量的减少铁素体含量增加强度和加工硬化率降低，塑性升高,因而变形抗力降低，临界压缩比升高。
在保证强度的基础上，降低碳含量有利于改善钢的强韧性和冷加工性能。
钢管冷拔加工存在临界拉拔延伸率，延伸率达到临界值之后会发生包申格效应（Bauschinger)。
既拉拔力下降。
随着碳含量的降低，拉拔力降低的幅度变大，且开始下降所需的临界拉拔延伸率降低。
超过临界拉拔延伸率，由于加工硬化率增大，拉拔力又重新上升。
因此，最佳拉拔延伸率受碳含量的影响，应该在保证强度的条件下选取鲍辛格效应较大，而加工硬化率没有明显上升的阶段。
包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%～2%），卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象，称为包申格效应。
为了保证最终拉拔钢管的成品拉伸性能的一致性和窄波动范围，需要将C含量限定在0.18 ~0.20 wt%范围内。
保证无缝钢管屈服强度大于640MPa，并且强度波动范围在＋50MPa以内。
Si：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，尤其是在镇静钢需要添加0.15-0.30wt%范围的Si含量，但是冷拔精密钢管Si含量较低时影响不明显，高会引起韧性-脆性转化温度升高，同时影响冷拔加工性能，所以本发明钢含有0.20-0.30wt%较低的硅含量。
Mn：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，并且提高钢的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。
此外，Mn含量由低到高增加，精密钢管韧性-脆性转化温度先降低后升高的变化趋势。
本发明钢Mn含量控制在1.40~1.60wt%范围。
Al：在钢中具有强烈的脱氧作用，同时AlN析出粒子可以阻碍因Mn含量高引起的奥氏体晶粒长大现象，起到细化奥氏体作用，并且起到防止N的时效的负面作用，因而有助于提高钢的韧性和加工性，同时酸溶Al含量在0.02wt%左右时钢中的夹杂物含量处在最低的水平。
由于酸不溶铝Al2O3类夹杂物对钢管的疲劳寿命危害较大，需要严格控制Al的含量。
因此本发明例规定了0.02~0.03wt%含量范围，酸溶铝与酸不溶铝Al2O3的含量比值控制在>0.91。