CN103898304B - 探矿钻杆管体的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及技术管体热处理工艺技术领域，具体涉及新型探矿钻杆管体的热处理工艺，用于热处理工艺的调质钢由以下重量百分比的成分组成：C 0.3～0.5%，Cr 0.8～1.0%,Si 0.1～0.5%,Mn 0.6～0.8%,Ni 0.05～0.09%,Mo 0.6～0.9%,余量为Fe和不可去除的微量元素，所述热处理工艺具体步骤如下：（一）、淬火，首先将钻杆管体升温加热到640～660℃，保温2～4小时；然后将钻杆管体升温加热到860～880℃，保温4～7小时出炉，最后采用淬火双介质对所述钻杆管体进行淬火；本发明首先通过合理控制合金元素含量，使得钻杆管体的强度高，其次适当提高了热处理过程中的加热温度以及延长保温时间，从而能够使钢的组织转变充分，有效提高机械性能和冲击韧性。

Description

探矿钻杆管体的热处理工艺
技术领域
本发明涉及技术管体热处理工艺技术领域，具体涉及新型探矿钻杆管体的热处理工艺。
背景技术
随着探矿技术的发展，探矿钻井的深度在不断增加，就要求探矿钻杆材料有更高的屈服强度和与之匹配的高韧性。现有的钻杆管体如采用常规热处理工艺，则存在以下缺点：一是冲击韧性低，二是回火温度低，不利后续的焊缝热处理，三是淬透性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用高淬透性调质钢，适当提高加热温度以及延长保温时间，从而能够使钢的组织转变充分，有效提高其机械性能和冲击韧性的新型探矿钻杆管体的热处理工艺。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：新型探矿钻杆管体的热处理工艺，用于热处理工艺的调质钢由以下重量百分比的成分组成：C 0.3～0.5%，Cr 0.8～1.0%,Si 0.1～0.5%,Mn 0.6～0.8%,Ni 0.05～0.09%,Mo 0.6～0.9%,余量为Fe和不可去除的微量元素，所述热处理工艺具体步骤如下：
（一）、淬火，首先将钻杆管体升温加热到640～660℃，保温2～4小时；然后将钻杆管体升温加热到860～880℃，保温4～7小时出炉，最后采用淬火双介质对所述钻杆管体进行淬火；
（二）、回火，将上述淬火后的钻杆管体升温加热到600～630℃，保温7～12小时后出炉，自然冷却至室温。
进一步地，所述步骤（一）中的淬火双介质包括油冷却介质和空冷，所述钻杆管体先浸入到10～30℃油冷却介质中，冷却到稍高于100℃时，再进行空冷，自然冷却至室温。
进一步地，所述油冷却介质为机油、锭子油、变压器油或柴油中的任意一种。
进一步地，在回火处理后，所述管体的金相组织中的回火索氏体为85%以上。
本发明具有以下有益效果：本发明所述的新型探矿钻杆管体的热处理工艺，首先通过合理控制合金元素含量，使得钻杆管体的强度高，其次适当提高了热处理过程中的加热温度以及延长保温时间，从而能够使钢的组织转变充分，有效提高机械性能和冲击韧性，最后严格控制冷却方式和方法，保证了钢材的足够淬透性和组织的完全转变，且进行各项机械性能检验，尤其是冲击试验，各项技术指标达到100%合格。另外，该热处理工艺步骤简单，工艺参数合理，易于推广和使用。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细的说明。
实施例一：新型探矿钻杆管体的热处理工艺，用于热处理工艺的调质钢由以下重量百分比的成分组成：C 0.3%，Cr 0.8%,Si 0.1%,Mn 0.6%,Ni 0.05%,Mo 0.6%,余量为Fe和不可去除的微量元素，本实施例中，采用合理控制合金元素含量的调质钢具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度同时又具有很好的塑性和韧性，所述热处理工艺具体步骤如下：
（一）、淬火，首先将钻杆管体升温加热到640℃，保温2小时；然后将钻杆管体升温加热到860℃，保温4小时出炉，最后采用淬火双介质对所述钻杆管体进行淬火；其中，所述步骤（一）中的淬火双介质包括油冷却介质和空冷，所述钻杆管体先浸入到10℃油冷却介质中，冷却到稍高于100℃时，再进行空冷，自然冷却至室温，所述油冷却介质为机油、锭子油、变压器油或柴油中的任意一种。本实施例中，通过适当提高加热温度，从而可以使钢材中的合金元素充分溶解，最大限度地发挥了材料中的各种合金元素的优势，同时延长了热处理的保温时间，从而使钢材的组织转变充分，有效提高了管体的机械性能，尤其是有效提高了冲击韧性；其中，采用淬火双介质冷却方式和方法，即先油淬后空冷的方式，保证了钢材足够的淬透性和组织的完全转变，使管体的晶粒度为7～9级，同时采用淬火双介质可以使外杆管体在淬火时的内应力大力降低，从而减小变形、开裂的倾向。
（二）、回火，将上述淬火后的钻杆管体升温加热到600℃，保温7小时后出炉，自然冷却至室温；其中，在回火处理后，所述管体的金相组织中的回火索氏体为85%以上；本实施例中，采用高温回火的目的是在降低强度、硬度及耐磨性的前提下，大幅度提高塑性、韧性，得到较好的综合力学性能。
实施例二：新型探矿钻杆管体的热处理工艺，用于热处理工艺的调质钢由以下重量百分比的成分组成：C 0.4%，Cr 0.9%,Si 0.3%,Mn 0.7%,Ni 0.07%,Mo 0.75%,余量为Fe和不可去除的微量元素，本实施例中，采用合理控制合金元素含量的调质钢具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度同时又具有很好的塑性和韧性，所述热处理工艺具体步骤如下：
（一）、淬火，首先将钻杆管体升温加热到650℃，保温3小时；然后将钻杆管体升温加热到870℃，保温5.5小时出炉，最后采用淬火双介质对所述钻杆管体进行淬火；其中，所述步骤（一）中的淬火双介质包括油冷却介质和空冷，所述钻杆管体先浸入到20℃油冷却介质中，冷却到稍高于100℃时，再进行空冷，自然冷却至室温，所述油冷却介质为机油、锭子油、变压器油或柴油中的任意一种。本实施例中，通过适当提高加热温度，从而可以使钢材中的合金元素充分溶解，最大限度地发挥了材料中的各种合金元素的优势，同时延长了热处理的保温时间，从而使钢材的组织转变充分，有效提高了管体的机械性能，尤其是有效提高了冲击韧性；其中，采用淬火双介质冷却方式和方法，即先油淬后空冷的方式，保证了钢材足够的淬透性和组织的完全转变，使管体的晶粒度为7～9级，同时采用淬火双介质可以使外杆管体在淬火时的内应力大力降低，从而减小变形、开裂的倾向。
（二）、回火，将上述淬火后的钻杆管体升温加热到615℃，保温9小时后出炉，自然冷却至室温。其中，在回火处理后，所述管体的金相组织中的回火索氏体为85%以上；本实施例中，采用高温回火的目的是在降低强度、硬度及耐磨性的前提下，大幅度提高塑性、韧性，得到较好的综合力学性能。
实施例三：新型探矿钻杆管体的热处理工艺，用于热处理工艺的调质钢由以下重量百分比的成分组成：C 0.5%，Cr 1.0%,Si 0.5%,Mn 0.8%,Ni 0.09%,Mo 0.9%,余量为Fe和不可去除的微量元素，本实施例中，采用合理控制合金元素含量的调质钢具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度同时又具有很好的塑性和韧性，所述热处理工艺具体步骤如下：
（一）、淬火，首先将钻杆管体升温加热到660℃，保温4小时；然后将钻杆管体升温加热到880℃，保温7小时出炉，最后采用淬火双介质对所述钻杆管体进行淬火；其中，所述步骤（一）中的淬火双介质包括油冷却介质和空冷，所述钻杆管体先浸入到30℃油冷却介质中，冷却到稍高于100℃时，再进行空冷，自然冷却至室温，所述油冷却介质为机油、锭子油、变压器油或柴油中的任意一种。本实施例中，通过适当提高加热温度，从而可以使钢材中的合金元素充分溶解，最大限度地发挥了材料中的各种合金元素的优势，同时延长了热处理的保温时间，从而使钢材的组织转变充分，有效提高了管体的机械性能，尤其是有效提高了冲击韧性；其中，采用淬火双介质冷却方式和方法，即先油淬后空冷的方式，保证了钢材足够的淬透性和组织的完全转变，使管体的晶粒度为7～9级，同时采用淬火双介质可以使外杆管体在淬火时的内应力大力降低，从而减小变形、开裂的倾向。
（二）、回火，将上述淬火后的钻杆管体升温加热到630℃，保温12小时后出炉，自然冷却至室温。其中，在回火处理后，所述管体的金相组织中的回火索氏体为85%以上；本实施例中，采用高温回火的目的是在降低强度、硬度及耐磨性的前提下，大幅度提高塑性、韧性，得到较好的综合力学性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.探矿钻杆管体的热处理工艺，用于热处理工艺的调质钢由以下重量百分比的成分组成：C 0.4%，Cr 0.9%，Si 0.3%，Mn 0.7%，Ni 0.07%，Mo 0.75%，余量为Fe和不可去除的微量元素，其特征在于，所述热处理工艺具体步骤如下：
（一）、淬火，首先将钻杆管体升温加热到650℃，保温3小时；然后将钻杆管体升温加热到870℃，保温5.5小时出炉，最后采用淬火双介质对所述钻杆管体进行淬火；
（二）、回火，将上述淬火后的钻杆管体升温加热到615℃，保温9小时后出炉，自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述探矿钻杆管体的热处理工艺，其特征在于，所述步骤（一）中的淬火双介质包括油冷却介质和空冷，所述钻杆管体先浸入到10～30℃油冷却介质中，再进行空冷，自然冷却至室温。
3.根据权利要求2所述探矿钻杆管体的热处理工艺，其特征在于，所述油冷却介质为机油、锭子油、变压器油或柴油中的任意一种。
4.根据权利要求1所述探矿钻杆管体的热处理工艺，其特征在于，在回火处理后，所述管体的金相组织中的回火索氏体为85%以上。
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