CN103184320A - 通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺 - Google Patents

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孟文华
卢锋岗
高连新
张毅
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Abstract

本发明涉及一种通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，属于高级钢制备技术领域。具体为淬火加回火，采用连续加热炉，淬火温度900~950℃，加热时间59~126min，采用水冷至室温，冷却时间≥20S，回火温度530~620℃，加热时间96~206min，空冷至室温，节奏60~140s。调质V140钢级所用本发明在不改变原有生产条件下，确保钢管淬透性，性能均匀，并且降低原材料成本，提高产品钢级。

Description

通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺
技术领域
本发明涉及一种通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，属于高级钢制备技术领域。
背景技术
随着石油天然气开采技术的发展，对油套管产品的性能（连接强度、抗挤性能、内屈服强度等）提出了越来越高的要求。根据长期以来在相关技术方面的研究成果，当失效处并非位于接头部位、且管子外径与壁厚受限制时，提高钢级就成为了一最佳的措施。提高钢级常规方法就是通过改进钢种成分，添加合金元素，而这使原材料成本大大增加。而本发明中29CrMo44是生产110钢级的常规钢种，在不改变钢种成分的前提下，通过设计改变调质工艺，从而达到提高钢级的目的。
发明内容
本发明的目的是通过改变调质工艺，提供一种通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺。
按照本发明提供的技术方案，通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，取29CrMo44钢，淬火加热到900℃~950℃，淬火保温时间59min~126min；然后进行淋水淬火处理，水温为常温，淋水时间为20s~25s，冷却至室温；取淋水淬火后的29CrMo44钢进行回火，加热到530℃~620℃，回火加热时间96min~206min，然后空冷，冷却至室温即得产品高级钢。
所述淬火保温时间根据下式计算：t=（a+b）×K×D；
式中t-加热时间，min；a-到达淬火温度的加热系数，a=1~1.5min/mm；b-到达预热温度的加热系数，b=2min~3.5min/mm；K-装炉修正系数，K=1~2；D-管子壁厚，mm；
所述淋水淬火后回火加热时间根据下式计算：t=a1×D+b1；
式中t-回火加热时间，min；D-管子壁厚，mm；a1-加热系数，a1=5~9min/mm；b1-附加时间，为10~20min。
所述29CrMo44钢的化学成分按重量百分比计如下：C：0.25%~0.3%、Si：0.17%~0.35%、Mn：0.80%~1.10%、P：≤0.015%、S：≤0.008%、Cu：≤0.15%、Ni：≤0.2%、Cr：0.9%~1.05%、Mo:0.39%~0.49%，其余为Fe。
加热时采用连续加热炉加热。
本发明具有如下优点：
1、本发明所述制备的调质后的V140钢级油井管抗拉强度σb≥1034MPa，屈服强度σ0.7在965~1137MPa之间，延伸率δ≥13﹪，冲击功Akv≥100J(10×10L，0℃)，洛氏硬度HRC≤40HRC，硬度变化HRC≤3HRC，机械性能符合API 5CT需求。
2、本发明所述采用的29CrMo44是生产110钢级的常规原材料，属于Cr-Mo系低合金钢，与生产V140钢级的高合金钢相比，大大降低了原材料的生产成本。
具体实施方式
实施例1
177.8×12.65的套管：
取29CrMo44钢，加热到900℃，淬火保温59min；然后进行淋水淬火处理，水温为常温，淋水时间为20s，冷却至室温；取淋水淬火后的29CrMo44钢加热到620℃，加热时间96min，进行回火空冷，冷却至室温即得产品高级钢。所述淬火保温时间根据t=（a+b）×K×D计算，式中t-加热时间，min；a-到达淬火温度的加热系数，取a=1.5min/mm；b-到达预热温度的加热系数，取b=2min/mm；K-装炉修正系数,取K=1.32；D-管子壁厚，D=12.65mm；所得淬火保温时间为：t=（1.5+2）×1.32×12.65≈ 59（min）；
所述淋水淬火后加热时间根据下式计算：t=a1×D+b1；
式中t-回火保温时间，min；D-管子壁厚，D=12.65mm；a1-加热系数，a1=6.5min/mm；b1-附加时间，为10~20min;所得回火保温时间为:
t=6.5×12.65+13≈96（min）；
实施例2
202×20.4的套管：
取29CrMo44钢，加热到920℃，保温117min；然后进行淋水淬火处理，水温为常温，淋水时间为20s，冷却至室温；取淋水淬火后的29CrMo44钢加热到620℃，加热时间191min，进行回火空冷，冷却至室温即得产品高级钢。
所述淬火保温时间根据下式计算：t=（a+b）×K×D；
式中t-加热时间，min；a-到达淬火温度的加热系数，取a=1.5min/mm；b-到达预热温度的加热系数，取b=2min/mm；K-装炉修正系数,取K=1.63；D-管子壁厚，D=20.4mm；所得淬火保温时间为：t=（1.5+2）×1.63×20.4≈ 117（min）；
所述淋水淬火后加热时间根据下式计算：t=a1×D+b1；
式中t-回火保温时间，min；D-管子壁厚，D=20.4mmmm；a1-加热系数，取a1=8.5min/mm；b1-附加时间，为10~20min。所得回火保温时间为:
t=8.5×20.4+17≈191（min）；
实施例3
339.7×14.73的套管
取29CrMo44钢，加热到950℃，保温59min；然后进行淋水淬火处理，水温为常温，淋水时间为20s，冷却至室温；取淋水淬火后的29CrMo44钢加热到580℃，加热时间100min，进行回火空冷，冷却至室温即得产品高级钢。
所述保温时间根据下式计算：t=（a+b）×K×D；
式中t-加热时间，min；a-到达淬火温度的加热系数，取a=1.5min/mm；b-到达预热温度的加热系数，取b=2min/mm；K-装炉修正系数,取K=1.32；D-管子壁厚，D=14.73mm；所得淬火保温时间为：t=（1.5+2）×1.13×14.73≈ 59（min）；
所述淋水淬火后加热时间根据下式计算：t=a1×D+b1；
式中t-回火保温时间，min；D-管子壁厚，D=14.73mm；a1-加热系数，取a1=6min/mm；b1-附加时间，为10~20min。所得回火保温时间为：t=6×14.73+12≈100（min）；
所述29CrMo44钢的化学成分按重量百分比计如下：C：0.25%~0.3%、Si：0.17%~0.35%、Mn：0.80%~1.10%、P：≤0.015%、S：≤0.008%、Cu：≤0.15%、Ni：≤0.2%、Cr：0.9%~1.05%、Mo:0.39%~0.49%，其余为Fe。
加热时采用连续加热炉加热。
实施例1~3制备的产品高级钢抗拉强度σb≥1034MPa，屈服强度σ0.7在965~1137MPa之间，延伸率δ≥13﹪，冲击功Akv≥100J(10×10L，0℃)，洛氏硬度HRC≤40HRC，硬度变化HRC≤3HRC，机械性能符合API 5CT需求。

Claims (4)

1.通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，其特征是：取29CrMo44钢，淬火加热到900℃~950℃，淬火保温59 min ~126min；然后进行淋水淬火处理，水温为常温，淋水时间为20s~25s，冷却至室温；取淋水淬火后的29CrMo44钢回火加热到530℃~620℃，回火加热时间96 min ~206min，进行回火空冷，冷却至室温即得产品高级钢。
2.如权利要求1所述通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，其特征是：所述淬火保温时间根据下式计算：t=（a+b）×K×D；
式中t-淬火保温时间，min；a-到达淬火温度的加热系数，min/mm；b-到达预热温度的加热系数，min/mm；K-装炉修正系数；D-管子壁厚，mm；
所述淋水淬火后回火加热时间根据下式计算：t=a1D+b1；
式中t-回火加热时间，min；D-管子壁厚，mm；a1-加热系数，min/mm；b1-附加时间，为10~20min。
3.如权利要求1所述通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，其特征是：所述29CrMo44钢的化学成分按重量百分比计如下：C：0.25%~0.3%、Si：0.17%~0.35%、Mn：0.80%~1.10%、P：≤0.015%、S：≤0.008%、Cu：≤0.15%、Ni：≤0.2%、Cr：0.9%~1.05%、Mo:0.39%~0.49%，其余为Fe。
4.如权利要求1所述通过29CrMo44钢调质成高级钢的工艺，其特征是：加热时采用连续加热炉加热。
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