CN105886920A - 一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，解决了现有合金材料不能同时满足焊接性能和抗压强度的问题。本发明按照质量百分比由以下成份组成：C 0.15％～0.20％，Mn 0.7％～0.9％，Si 1.3％～1.5％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。本发明在提高强度、硬度的情况下，依然能有效保证焊接性能。

Description

一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材
技术领域
本发明涉及一种钢材，具体涉及一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材。
背景技术
随着石油钻采设备市场国际化，对石油钻机性能提出了更高的要求，钻采设备性能必须符合API Spec7K的要求。石油钻采设备泥浆泵的空气包、排出管路和滤网外壳等是受高压流体压力的关键承压部件，要求在70Mpa 的压力下运行20分钟不渗漏，要求其材料的焊接性好、刚性好、强度高。
现有的材质使用时，通常会从抗压强度上考虑，为了提高抗压强度，通常是增加C、Mn、Si或其他增加强度的元素，但上述元素的增加会导致焊接性能下降，导致可焊性较差，甚至在焊接后产生冷裂纹，焊接后磁粉探伤通过率低，不能满足API Spec7K会标认证对材料的要求。但为了满足焊接性能，则通过降低C、Mn、Si的含量来解决焊接性能下降的问题，该方式虽让解决了该问题，但是也极大地降低了耐磨损度和抗压强度。
因而，急需设计出一种性能优良、价格低廉的材料，解决技术中成本高的问题，以满足石油钻采设备的发展要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有合金材料不能同时满足焊接性能和抗压强度的问题，提供解决上述问题的一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材。
本发明通过下述技术方案实现：
一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，按照质量百分比由以下成份组成：C 0.15％～0.20％，Mn 0.7％～0.9％，Si 1.3％～1.5％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
优选地，所述C、Mn和Si之和的质量百分比小于2.5%，所述Ti、Nb、Cu、N、W和Cr之和的质量百分比在0.5％～0.7%之间。
通过上述设置，在提高Mn 、Si含量的情况下，依然能有效保证抗压强度。
优选地，所述C 0.20％，Mn 0.8％，Si 1.4％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
优选地，所述C 0.15％，Mn 0.9％，Si 1.3％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
优选地，所述C 0.15％，Mn 0.7％，Si 1.5％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明在提高Mn 、Si含量的情况下，依然能有效保证焊接性能；
2、本发明成本低廉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，按照质量百分比由以下成份组成：C 0.15％～0.20％，Mn 0.7％～0.9％，Si 1.3％～1.5％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。具体组成成份如表1所示。
本发明中该钢材的具体制备方法如下：
步骤一、将生铁投入炉中熔化作为铁基质，经过脱硫、脱氧、脱磷处理，处理后使生铁中硫含量低于0.02％、磷含量低于0.03％；
步骤二、将Mn 、Ti 、Nb加入到铁基质中混合均匀后，加热至熔融状态，保持1～2h后，再加入Si、Cr、W、N、Cu、C，混合均匀，在750～800℃条件下保温10～15min后，以5～10℃/min的升温速度增加到1100～1200℃，保温2～3h后，再在800～850℃条件下恒温浇铸；
步骤三、浇铸完成后以5～10℃/min的降温速度降低到400～450℃，然后快速冷却到200℃以下；
步骤四，冷却后的放入800～850℃的炉火中保温1～2h，最后经过淬火、回火后制成成品。
本实施例中脱硫、脱氧、脱磷处理，以及淬火、回火处理工序均是现有技术，因此不再赘述。
表1
根据上述组成成份比利的物质组成的钢材，进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2
实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 对比1 对比2
屈服强度（MPa） 905 865 891 756 914 780 768
抗拉强度（MPa） 865 789 825 811 762 542 579
焊接后磁粉探伤通过率 98% 97% 99% 91% 94% 77% 81%
通过上述表2的试验数据可知，本发明实例1-实例3中的屈强比均在0.9-1.2之间，且焊接后磁粉探伤通过率达到90%以上，因而该焊接性能和强度均能满足抗高压流体压力的作用。因而本发明的组成比例不仅仅能有效保证抗压强度，而且还能有效保证焊接性能，且本发明的成本更加低廉，效果十分显著。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，其特征在于，按照质量百分比由以下成份组成：C 0.15％～0.20％，Mn 0.7％～0.9％，Si 1.3％～1.5％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，其特征在于，所述C、Mn和Si之和的质量百分比小于2.5%，所述Ti、Nb、Cu、N、W和Cr之和的质量百分比在0.5％～0.7%之间。
3.根据权利要求1所述的一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，其特征在于，所述C 0.20％，Mn 0.8％，Si 1.4％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，其特征在于，所述C 0.15％，Mn 0.9％，Si 1.3％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
5.根据权利要求1所述的一种抗高压流体压力的石油钻采用钢材，其特征在于，所述C 0.15％，Mn 0.7％，Si 1.5％，Ti 0.1％～0.2％，Nb 0.05％～0.1％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,W 0.01％～0.05％，Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004359974A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Nippon Steel Corp 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
JP2006137963A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 原油タンク用溶接継手及び原油タンク
CN101519754A (zh) * 2008-11-28 2009-09-02 北京纵横机电技术开发公司 制动盘用合金钢
CN102181788A (zh) * 2011-04-18 2011-09-14 首钢总公司 屈服强度1100MPa-1200MPa级超高强钢及其生产方法
CN102953013A (zh) * 2012-10-23 2013-03-06 铜陵科海光电技术有限公司 热锻模压铸模用模具钢的制备工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004359974A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Nippon Steel Corp 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
JP2006137963A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 原油タンク用溶接継手及び原油タンク
CN101519754A (zh) * 2008-11-28 2009-09-02 北京纵横机电技术开发公司 制动盘用合金钢
CN102181788A (zh) * 2011-04-18 2011-09-14 首钢总公司 屈服强度1100MPa-1200MPa级超高强钢及其生产方法
CN102953013A (zh) * 2012-10-23 2013-03-06 铜陵科海光电技术有限公司 热锻模压铸模用模具钢的制备工艺

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