一种钢级石油套管的热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钢级石油套管的热处理工艺，所述具体步骤如下：钢管退火：将钢管加热到650℃‑750℃，保温后冷却；钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃‑850℃，并保温后冷却；钢管淬火：将冷却后钢管加热到650℃‑750℃，保温后快速冷却得到马氏体；钢管回火：将马氏体钢管加热到650℃‑750℃，回火时间1.5‑2小时，保温后冷却；所述步骤1、步骤2和步骤4中的冷却采用油冷和空气中自然冷却两种方式交替进行，步骤3中在冷却管道内充满液氮，采用液氮冷却方式。本发明专利技术热处理产品能够增加淬透性和提高钢管的力学性能，并保护折弯效果更好，使其不易断裂。

【技术实现步骤摘要】
一种钢级石油套管的热处理工艺
本专利技术涉及金属热处理工艺领域，尤其涉及一种钢级石油套管的热处理工艺。
技术介绍
金属热处理是把工件放在一定的介质中加热、保温、冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制其性能的工艺方法。热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，俗称金属热处理的“四把火”。一、退火：退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。二、正火：正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。三、淬火：淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。四、回火：回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于750℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。现有的钢级石油套管的热处理工艺在加工时热处理产品淬透性较差，钢管的力学性能不够优良，并保护折弯效果不好，容易断裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中热处理产品淬透性较差，钢管的力学性能不够优良，并保护折弯效果不好，容易断裂的问题，而提出的一种钢级石油套管的热处理工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种钢级石油套管的热处理工艺，所述具体步骤如下：(1)、钢管退火：将钢管加热到650℃-750℃，保温后冷却；(2)、钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃-850℃，并保温后冷却；(3)、钢管淬火：将冷却后钢管加热到650℃-750℃，保温后快速冷却得到马氏体；(4)、钢管回火：将马氏体钢管加热到650℃-750℃，回火时间1.5-2小时，保温后冷却。优选的，所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)中的冷却采用油冷和空气中自然冷却两种方式交替进行，步骤(3)中在冷却管道内充满液氮，采用液氮冷却方式。优选的，所述步骤(3)中钢管淬火前半段时加入锰或者硼100g-150g，钢管淬火后半段时加入合金元素：钼、钨、钒、钛中的一种或其中的任意两种组合，加入量150g-200g。优选的，所述步骤(4)中回火后的保温时间140分钟-180分钟，且保温时的温度为400℃-700℃。优选的，所述步骤(4)中钢管回火时炉内充入氩气或者在热处理前在炉内涂上防氧化涂层。优选的，所述步骤(3)中钢管淬火时加热到650℃-700℃。优选的，所述步骤(2)中钢管正火时加热到750℃-800℃。优选的，所述步骤(1)-步骤(4)中的冷却温度在30℃-80℃范围内的任意数值。与现有技术相比，本专利技术提供了一种钢级石油套管的热处理工艺，具备以下有益效果：1、在形成马氏体时，要经过奥氏体化过程，在淬火前半段加入锰或者硼可以促进奥氏体晶粒长大，有利于在淬火后获得细马氏体；也有利于适当提高加热温度，使奥氏体中溶有更多的合金元素增加淬透性和提高钢的力学性能，在淬火后半段时加入合金元素，合金元素能使钢管的含碳量增加，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性；2、步骤3中在冷却管道内充满液氮，采用液氮冷却方式，液氮温度极低，且不活泼的，不支持燃烧，汽化时大量吸热，可快速的降温冷却，有利于钢管的马氏体形成。附图说明图1为本专利技术提出的一种钢级石油套管的热处理工艺的流程图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，一种钢级石油套管的热处理工艺，所述具体步骤如下：(1)、钢管退火：将钢管加热到650℃-750℃，保温后冷却；(2)、钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃-850℃，并保温后冷却；(3)、钢管淬火：将冷却后钢管加热到650℃-750℃，保温后快速冷却得到马氏体；(4)、钢管回火：将马氏体钢管加热到650℃-750℃，回火时间1.5-2小时，保温后冷却。所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)中的冷却采用油冷和空气中自然冷却两种方式交替进行，步骤(3)中在冷却管道内充满液氮，采用液氮冷却方式，液氮温度极低，且不活泼的，不支持燃烧，汽化时大量吸热，可快速的降温冷却，有利于钢管的马氏体形成。所述步骤(3)中钢管淬火前半段时加入锰或者硼100g-150g，钢管淬火后半段时加入合金元素：钼、钨、钒、钛中的一种或其中的任意两种组合，加入量150g-200g，在形成马氏体时，要经过奥氏体化过程，在淬火前半段加入锰或者硼可以促进奥氏体晶粒长大，有利于在淬火后获得细马氏体；也有利于适当提高加热温度，使奥氏体中溶有更多的合金元素增加淬透性和提高钢的力学性能，在淬火后半段时加入合金元素，合金元素能使钢管的含碳量增加，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。所述步骤(4)中回火后的保温时间140分钟-180分钟，且保温时的温度为400℃-700℃。所述步骤(4)中钢管回火时炉内充入氩气或者在热处理前在炉内涂上防氧化涂层，采用氩气保护折弯效果更好，使其不易断裂，防氧化涂层可以防止热处理时氧化。所述步骤(3)中钢管淬火时加热到650℃-700℃。所述步骤(2)中钢管正火时加热到750℃-800℃。所述步骤(1)-步骤(4)中的冷却温度在30℃-80℃范围内的任意数值。实施例1本专利技术公开一种钢级石油套管的热处理工艺，所述具体步骤如下：(1)、钢管退火：将钢管加热到700℃，保温后冷却；(2)、钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃，并保温后冷却；(3)、钢管淬火：将冷却后钢管加热到700℃，保温后快速冷却得到马氏体；(4)、钢管回火：将马氏体钢管加热到700℃，回火时间1.5小时，保温后冷却。所述步骤(1)-步骤(4)中的冷却采用油冷和空气中自然冷却两种方式交替进行。所述步骤(4)中回火后的保温时间160分钟，且保温时的温度为500℃。所述步骤(4)中钢管回火时炉内充入氩气。所述步骤(1)-步骤(4)中的冷却温度是55℃。实施例2本专利技术公开一种钢级石油套管的热处理工艺，所述具体步骤如下：(1)、钢管退火：将钢管加热到700℃，保温后冷却；(2)、钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃，并保温后冷却；(3)、钢管淬火：将冷却后钢管加热到700℃，保温后快速冷却得到马氏体；(4)、钢管回火：将马氏体钢管加热到700℃，回火时间1.5小时，保温后冷却。所述步骤(1)-步骤(4)中的冷却采用油冷和空气中自然冷却两种方式交替进行。所述步骤(3)中钢管淬火前半段时加入锰硼125g，钢管淬火后半段时加入钼175g。所述步骤(4)中回火后的保温时间160分钟，且保温时的温度为500℃。所述步骤(4)中钢管回火时炉内充入氩气。所述步骤(1)-步骤(4)中的冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢级石油套管的热处理工艺，其特征在于，所述具体步骤如下：(1)、钢管退火：将钢管加热到650℃‑750℃，保温后冷却；(2)、钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃‑850℃，并保温后冷却；(3)、钢管淬火：将冷却后钢管加热到650℃‑750℃，保温后快速冷却得到马氏体；(4)、钢管回火：将马氏体钢管加热到650℃‑750℃，回火时间1.5‑2小时，保温后冷却。

【技术特征摘要】
1.一种钢级石油套管的热处理工艺，其特征在于，所述具体步骤如下：(1)、钢管退火：将钢管加热到650℃-750℃，保温后冷却；(2)、钢管正火：将冷却后钢管加热到750℃-850℃，并保温后冷却；(3)、钢管淬火：将冷却后钢管加热到650℃-750℃，保温后快速冷却得到马氏体；(4)、钢管回火：将马氏体钢管加热到650℃-750℃，回火时间1.5-2小时，保温后冷却。2.根据权利要求1所述的一种钢级石油套管的热处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)中的冷却采用油冷和空气中自然冷却两种方式交替进行，步骤(3)中在冷却管道内充满液氮，采用液氮冷却方式。3.根据权利要求1所述的一种钢级石油套管的热处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)中钢管淬火前半段时加入锰或者硼100g-150g，钢管淬火后半段时加入合金元素：钼...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静敏，肖永忠，高磊，
申请(专利权)人：林州凤宝管业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41