生产４２ＣｒＭｏ钢无缝钢管的方法技术

本发明专利技术涉及生产４２ＣｒＭｏ钢无缝钢管的方法，属于冶金领域。本发明专利技术所解决的技术问题是提供了一种生产４２ＣｒＭｏ钢无缝钢管的方法，该方法可以生产得到全截面硬度均匀的无缝钢管。本发明专利技术生产４２ＣｒＭｏ钢无缝钢管的方法，包括钢水冶炼、铸坯、热轧、热处理步骤，所述热处理步骤如下：ａ、热轧后的钢管淬火加热至８００～９００℃，然后用水冷却，其中，钢管的外表面以喷淋的方式冷却，钢管的内表面以内轴流的方式冷却，冷却时先开始内轴流，然后进行钢管外表面喷淋，冷却结束时先停止内轴流，然后停止钢管外表面喷淋；ｂ、钢管冷至室温后进行回火，回火加热温度为５２０～６２０℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于冶金领域。
技术介绍
定子管是一种用于加工油井用螺杆钻具的无缝钢管，一般采用42CrMo钢制造， 42CrMo钢的化学成分按重量百分比为C 0. 38 0. 45%，Mn 0. 50 0. 80%，Si 0. 17 0. 37%，CrO. 90 1.20%，Mo 0. 15 0.25%，PS 0. 025%, S ^ 0. 025%，余量为 Fe 和不 可避免的杂质。42CrMo钢一般在周期式热处理炉进行热处理，尚未有在步进式连续热处理 线上热处理的相关报道。连续热处理生产线一般由淬火炉、淬火装置和回火炉组成，淬火 装置一般使用水淬，具有产量高、成本低的特点。42CrMo钢在连续热处理线上生产有两个 问题需解决一是定子管对钢管全截面的硬度范围要求很窄，钢管全壁厚任一点的硬度为 277 310HB，这就要求钢管完全淬透且均勻回火；二是42CrMo钢碳含量高，使用水淬易开 裂，通常使用水基淬火液淬火、水淬空冷或油淬，但水基淬火液价格昂贵、成本高，油淬成本 高、易燃、不安全，水淬空冷需要较长冷却时间，不适用于连续热处理线。CN101363070的专利申请公开了一种42CrMo材料的大型锻件调质淬火处理工艺 方法，包括升温、保温、淬火及高温回火等步骤，采用水淬空冷方式进行淬火，具体包括如下 步骤淬火时，水冷一定时间后，吊出空冷缓冲，等表面返温达到200 300°C后，再入水水 冷，空冷缓冲，经多次水冷和空冷循环后，其工件返温不超过300°C稳定后即可完成淬火工 序。该专利技术解决了在缺乏油槽、淬火油等淬火条件下工件的调质处理方案，提高了产品的综 合性能，但是该方法只适用于锻件的热处理，不能解决无缝钢管热处理时的水淬易开裂问 题，且难以使钢管达到淬透且均勻的效果。CN1690241的专利申请公开了一种高强度石油钻杆，其成分为(质量百分比)C 0. 20 0. 30%,Si 0. 1 0. 5%,Mn 0. 7 1. 5%,Cr 0. 7 1. 5%,Mo 0. 1 0. 4%、其余 为Fe和不可避免的杂质；其制造方法为，将上述成分钢管管端加厚处理，制成加厚钻杆的 管体；然后对钢管整体加热，再对加热后的钢管冷却处理，放在一个旋转淬火台架上，在钢 管旋转的同时，进行内表面轴流喷水，外表面层流喷水冷却；通过控制钢管加厚端和管体不 同的外喷水量，或减少管体处的外喷水量，或加大钻杆加厚端处的外喷水量，使得不同壁厚 的管体和加厚端具有相同的冷却速度，以保证管体和加厚端具有相同的淬火组织，经回火 后得到相同的力学性能。该方法的主要目的是为了使管体和加厚端具有相同的淬火组织， 但是其全截面的硬度差异较大，不能用于定子管用无缝钢管的生产。CN1837395的专利申请公开了一种防硫钻杆及其制造方法，该钻杆的钢种成分为 (质量百分比):C 0. 25-0. 38，Cr :0· 80-3. 80，Mo :0· 15-0. 65，V :0_0· 08，Ti :0_0· 06，B 0-0. 06，Ni :0. 10-0. 35，Mn :0· 40-0. 90，Si :0· 17-0. 40，S < 0. 010，P < 0. 015，其余成分 为Fe。其制造方法为将上述成分的钢管加热至1000-120(TC后，两端墩粗，制成钻杆本体； 然后对钻杆本体整体热处理，热处理工艺为淬火+高温回火工艺，淬火介质为水，淬火温度 为860°C 士 10°C，保温时间不少于20分钟，回火温度在500°C以上，保温时间不少于60分3钟，淬火后，经该方法制造的钻杆，其抗硫化氢应力腐蚀的能力远高于普通API钻杆，可以 满足酸性油气田开采的需要。目前，未见有采用连续热处理方法生产定子管用无缝钢管的相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该方法 可以生产得到全截面硬度均勻的无缝钢管。本专利技术，包括钢水冶炼、铸坯、热轧、热处理步骤， 所述热处理步骤如下a、热轧后的钢管淬火加热至800 900°C，然后用水冷却，其中，钢管的外表面以 喷淋的方式冷却，钢管的内表面以内轴流的方式(即采用水柱通过钢管内表面，使钢管内 表面冷却)冷却，冷却时先开始内轴流，然后进行钢管外表面喷淋，冷却结束时先停止内轴 流，然后停止钢管外表面喷淋；b、钢管冷至室温后进行回火，回火加热温度为520 620°C。其中，优选采用如下技术方案a步骤中待钢管冷至400 200°C时停止内轴流，待 钢管冷至室温时停止钢管外表面喷淋。其中，为了使冷却效果更好，减少钢管冷却时开裂的发生，以及使所生产的钢管的 全截面硬度更均勻，内轴流比外表面喷淋先开始1 6S。本专利技术方法由于采用水淬处理，解决了长期以来采用水基淬火液处理存在的价格 昂贵、成本高，采用油淬处理存在的成本高、易燃、不安全的技术难题，既保证淬透，使无缝 钢管全截面硬度均勻，又有效防止淬火开裂。本专利技术为定子管用无缝钢管的生产提供了一 种新的选择，具有广阔的应用前景。具体实施例方式本专利技术，包括钢水冶炼、铸坯、热轧、热处理步骤， 所述热处理步骤如下a、热轧后的钢管淬火加热至800 900°C，然后用水冷却，其中，钢管的外表面以 喷淋的方式冷却，钢管的内表面以内轴流的方式(即采用水柱通过钢管内表面，使钢管内 表面冷却)冷却，冷却时先开始内轴流，然后进行钢管外表面喷淋，冷却结束时先停止内轴 流，然后停止钢管外表面喷淋；b、钢管冷至室温后进行回火，回火加热温度为520 620°C。其中，优选采用如下技术方案a步骤中待钢管冷至400 200°C时停止内轴流，待 钢管冷至室温时停止钢管外表面喷淋。其中，为了使冷却效果更好，减少钢管冷却时开裂的发生，以及使所生产的钢管的 全截面硬度更均勻，内轴流比外表面喷淋先开始1 6S。其中，内轴流的水流速以及钢管外表面喷淋速度可以采用常规水淬冷却无缝钢管 的流速进行，如果水流速较慢，可以适当延长冷却时间，反之，如果水流速较快，则可以适当 缩短冷却时间。一般情况下，生产规格为198*26mm的无缝钢管，钢管外表面喷淋水量为 1000 4000m7h，内轴流水量500 2000m7h ；生产规格为198*26mm的无缝钢管，钢管内轴流冷却的时间可以控制为40 60S，钢管外表面喷淋的时间可以控制80 100S。所生产的 198*26mm的无缝钢管的全壁厚硬度为277 310HB，无缝钢管的抗拉强度大于等于930MPa， 屈服强度为大于等于780MPa，延伸率大于12%，断面收缩率大于45%，常温纵向IOX IOU型 冲击功大于78J/cm2。钢管在加热和冷却过程中，由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致，形成温 差，就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力，即热应力。在热应力的作用下，当冷却开始 时，由于表层开始温度低于心部，收缩也大于心部而使心部受压，当冷却结束时，由于心部 最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件 表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度，材料成分和热处理工艺等因素的影响。另一 方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时，因比容的增大会伴随工 件体积的膨胀，钢管的表面和中心先后相变，造成体积长本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产４２ＣｒＭｏ钢无缝钢管的方法，包括钢水冶炼、铸坯、热轧、热处理步骤，其特征在于所述热处理步骤如下：　　ａ、热轧后的钢管淬火加热至８００～９００℃，然后用水冷却，其中，钢管的外表面以喷淋的方式冷却，钢管的内表面以内轴流的方式冷却，冷却时先开始内轴流，然后进行钢管外表面喷淋，冷却结束时先停止内轴流，然后停止钢管外表面喷淋；　　ｂ、钢管冷至室温后进行回火，回火加热温度为５２０～６２０℃。

【技术特征摘要】
生产42CrMo钢无缝钢管的方法，包括钢水冶炼、铸坯、热轧、热处理步骤，其特征在于所述热处理步骤如下a、热轧后的钢管淬火加热至800～900℃，然后用水冷却，其中，钢管的外表面以喷淋的方式冷却，钢管的内表面以内轴流的方式冷却，冷却时先开始内轴流，然后进行钢管外表面喷淋，冷却结束时先停止内轴流，然后停止钢管外表面喷淋；b、钢管...

【专利技术属性】
技术研发人员：江健，
申请(专利权)人：攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团成都钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]