专利名称：非调质高强度抽油杆钢的制作方法
技术领域：
本发明属于铁基合金，适用于制造高强度抽油杆及具有相应强韧性要求的机械部件。
目前，石油钻井用高强度抽油杆通常采用20CrM。或35CrMo等优质合金结构钢，经淬火-高温回火的调质热处理和机加工过程制作而成。为降低生产成本，中国专利90104471.7公开了一种抽油杆用钢及工艺方法，该方法是用40Mn2Nb钢调质处理后生产高强度抽油杆。40Mn2Nb调质处理既消耗大量能源，又达不到API规范中超高强度(H级)抽油杆的强度要求。
现有高强度、高韧性贝氏体非调质钢多为含硼钢，而硼虽能强烈提高钢的淬透性，但生产中硼的吸收率不易稳定，造成钢的性能波动较大。因此，这类钢在实际应用中受到限制。中国专利89100347.9公开了一种低碳无硼贝氏体钢，但由于其含碳量低，冶炼难度较大，加之这种钢不含Cr、V等无素，其强度达不到H级抽油杆的要求。
本发明目的在于提供一种高强度、高韧性、成本较低的非调质抽油杆钢或机械部件用钢。
本发明提供的合金含有(按重量百分数)0.10-0.24%C;2.00-3.00%Mn;0.40-1.40%Si;0.40-1.10%Cr;0.05-0.20%V;0.15-0.35%M。
0.010-0.030%Ti;≤0.040%S;≤0.040%P;余为Fe，优先选择的成分(按重量百分数)为0.17%C，2.50%Mn 0.90%Si，0.75%Cr，0.12%V，0.25%Mo，0.02%Ti，余为Fe.
本发明合金中加入的Cr可提高钢的淬透性，而且可使钢在冷却过程中的珠光体转变区与贝氏体转变区分离，有利于贝氏体生成。
由于本发明中同时加入V和Mo，即便在较低温度下V也能充分固溶于奥氏体，从而显著提高钢的淬透性。V和Mo同时加入的另一个原因是因为以往这种钢的贝氏体、铁素体中没有碳化物作为强化相，其强度较低。当V和Mo这些强碳化物形成元素加入钢中时，它们可在贝氏体转变区通过位错管扩散方式沿位错线生成碳化物，从而强化贝氏体、铁素体。另外，V可以提高钢的回火稳定性和工艺宽容度。
Ti在高温下与N结合成TiN阻止形变再结晶奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒在轧制过程中得到显著细化，相变后得到细晶贝氏体组织。另一方面，由于Ti固定了钢中的游离N，削弱了N的有害作用。当Ti细化晶粒后，V可充分析出，与Mo同时发挥作用。
本发明合金具有高韧性、高强度的特点，且成本比调质抽油杆钢低12.5%。
表1中列出了非调质高强度抽油杆钢与调质抽油杆钢性能及化学成分。
表2为D、H级抽油杆钢的性能要求。
对比可知，本发明技术指标符合D、H级抽油杆钢的性能要求。
实施例本发明的合金成分(重量百分数)为0.17%C， 2.5%Mn， 0.90%Si， 0.75%Cr0.12%V 0.25%Mo， 0.02%Ti，其余为Fe。
按此配方在电弧炉中冶炼，将钢液浇铸成560Kg重的钢锭。经φ650×1及φ550×3轧机开成65×65mm2的方坯，再将钢坯加热到1250℃，由φ400×1及φ250×5轧机轧制成φ28圆钢，剪切成9米定尺，空冷至室温，然后加工成抽油杆，成品杆经250℃、20分钟油煮(外挂油膜)即可。
权利要求
1.一种非调质高强度抽油杆钢，其特征是含(按重量)0.10-0.24%C， 2.00-3.00%Mn，0.40-1.40%Si，0.40-1.10%Cr，0.05-0.20%V， 0.15-0.35%Mo，0.010-0.030%Ti， ≤0.040%S，≤0.040%P，余为Fe。
2.按照权利要求1所述的非调质高强度抽油杆钢，其特征是含有(按重量)0.17%C，2.50%Mn，0.90%Si，0.75%Cr，0.12%V，0.25%M。0.02%Ti，余为Fe
全文摘要
本发明属于铁基合金，适用于制造高强度抽油杆及具有相应强韧性要求的机械部件，该合金具有高韧性、高强度的特点，成本比调质抽油杆钢低12.5％。这种抽油杆钢含(重量)0.1—0.24％C，2.00—3.00％Mn，0.40—1.40％Si，0.40—1.10％Cr，0.05—0.20％V，0.15—0.35％Mo，0.010—0.030％Ti，≤0.040％S，≤0.040％P，余为Fe。
文档编号C22C38/38GK1065887SQ9210240
公开日1992年11月4日 申请日期1992年4月3日 优先权日1992年4月3日
发明者齐长发, 杜野, 王云阁, 张跃辉, 吴石麟 申请人:唐山钢铁公司钢铁研究所