CN108277437A

CN108277437A - 油气田用马氏体不锈钢圆管坯及其制造方法

Info

Publication number: CN108277437A
Application number: CN201810262558.5A
Authority: CN
Inventors: 方旭东; 夏焱; 徐芳泓; 赵建伟; 李阳; 张威; 李莎
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2018-07-13
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: CN108277437B

Abstract

本发明公开了一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯，其包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质。本发明还公开了一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其包括以下步骤：铁水预处理、K‑OBM‑S粗炼、VOD精炼、LF精炼、浇铸、初轧开坯、修磨、径锻、退火、检验、车光打孔及交库。本发明通过成分优化设计和控制工艺过程中的关键参数，解决了气体含量高、夹杂物级别难控制、钢质纯净度差、探伤缺陷等质量问题，确保制造出的圆管坯钢质纯净、气体含量低、大幅度减少缺陷，满足后续制管生产及成品管在油气井中的使用要求。

Description

油气田用马氏体不锈钢圆管坯及其制造方法

技术领域

本发明涉及不锈钢技术领域，特别涉及一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯及其制造方法。

背景技术

油井管在我国石油工业中占有很重要的位置，是石油工业的基础，油井管的质量、品种和服役性能在一定程度上制约了石油工业的进一步发展。随着我国天然气和石油的开发，在四川、新疆、云南等西部地区发现了高储量的气田、油气田，而且开发的超深油气井越来越多，井下油管柱所面临的腐蚀环境越来越苛刻，对油管柱的耐蚀性也提出了更高的要求。由于油气井较深，井底温度和压力均较高，同时伴随着较高浓度的CO₂含量和Cl^—浓度，油管柱服役时所遭受的腐蚀是非常严重的，普通碳钢或低合金钢柱根本无法满足其耐蚀性要求，需要使用马氏体不锈钢。由于该钢种圆管坯在制造过程中容易产生O和H气体含量高、夹杂物级别难控制、钢质纯净度差、探伤缺陷等问题，这些质量问题在后续制管过程无法消除，因此严重影响成品管在腐蚀环境下的使用。

中国专利文献CN1873041A公开了一种耐高温油井管用钢及其制造方法，提供了使用温度高达500℃油井管的解决方案，但是这种钢管Cr含量低，在超过500℃的条件下钢管会发生严重氧化。

中国专利文献CN102373372B提供了一种耐高温油井管用钢及其制造方法，该文献中合金Cr含量为8.5～14％，同时添加了Al、Ti、V、Nb、Mo等元素形成碳化物来提高强度。但该文献中Cr等主要合金元素的范围过于宽泛，同时Nb、V、Ti的复合添加会使热处理过程中碳化物演变规律过于复杂，同时大幅提高回火温度，使调质工艺复杂。

因此，本领域需要一种适用油气田环境的新型耐蚀不锈钢，并对传统的管坯制造工艺进行改进和优化。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯及其制造方法，通过成分优化设计，提高不锈钢圆管坯的耐蚀性能和力学性能，使材料能够满足油气田苛刻的服役条件。同时，通过控制工艺过程中的关键参数，解决O和H气体含量高、夹杂物级别难控制、钢质纯净度差、探伤缺陷等质量问题，确保制造出的圆管坯钢质纯净、气体含量低、缺陷大幅度减少，以满足后续制管生产及成品管在油气井中的使用要求。

在此强调，除非另有说明，本文所用术语与本领域中各种科技术语的通常含义、各种技术词典、教科书等中定义的专业术语的含义一致。例如，术语“红送”一般是指钢料被加热后，以烧红的状态移送，此时钢料的温度一般在400℃以上。另外，为清楚说明并区别于成品“圆管坯”，本文将油气田用马氏体不锈钢圆管坯制造过程中形成的非最终成品的管坯，定义为“中间态管坯”。

为了实现上述目的，一方面，根据本发明一实施方式，提供一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯，其包括下述化学成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质。

另一方面，根据本发明一实施方式，提供一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其中，所述圆管坯包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质，其中，所述制造方法包括以下按顺序实施的步骤：冶炼、浇铸、初轧开坯、径锻、退火及精整，其中，所述冶炼步骤包括按顺序实施的铁水预处理、K-OBM-S(顶底复吹转炉)粗炼、VOD(真空氧气脱碳炉)精炼及LF(钢包精炼炉)精炼。

进一步地，根据本发明一优选实施方式，在所述冶炼步骤中，先执行所述铁水预处理，以铁水为原料，对铁水进行脱磷脱硫预处理，使得P≤0.020％，S≤0.010％；

下一步，执行所述K-OBM-S粗炼，将经过预处理的铁水送入K-OBM-S转炉粗炼，全程底吹氧吹氮搅拌，在所述粗炼过程中，加入6～11Kg/t石灰、8kg～15kg/t硅铁、3kg～6kg/t萤石，使得倒渣出钢时，钢液温度为1620～1670℃，渣层的厚度控制为30mm～80mm；

下一步，执行所述VOD精炼，将经过K-OBM-S粗炼的钢液送入VOD精炼，加入6～13kg/t石灰、2～5kg萤石、2～4kg/t铝丸、8kg～15kg/t硅铁，使得渣层厚度控制为30mm～70mm；并且，在真空度≤5mbar下搅拌，以确保H含量≤0.0002％，氧含量≤0.004％；以及

下一步，执行所述LF精炼，将经过VOD精炼的钢液送入LF精炼，加入0.2～0.6kg/t铝粉，同时进行底吹气体和搅拌，化渣结束加入硅钙线，调整到目标成分后出钢，使得LF出站温度为1560～1580℃，其中，所述目标成分是指LF钢液中的各成分达到下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％；

(2)在所述浇铸步骤中，在执行所述浇铸前，对锭模进行清理，同时对锭模预热，确保温度在30℃以上；浇铸时，将浇铸温度控制在钢种液相线以上30～50℃，控制浇铸速度在1～2t/min，到冒口附近时控制浇铸速度降至原浇铸速度的40～70％；浇铸结束后，等待3～8小时后脱模形成钢锭，在脱模时使模表面温度小于200℃；

(3)在所述初轧开坯步骤中，将脱模后的钢锭以120℃/小时以下的速度升温至600～900℃退火，保温时间根据钢锭厚度设定为0.5～1min/mm；将退火后的钢锭红送至加热炉在1240～1260℃加热，保温时间≥0.3min/mm；控制开轧温度为1160～1260℃，终轧温度在900℃以上，第一道次轧制变形量30～40％，其它道次变形量20～30％；

(4)在所述径锻步骤中，对初轧后的钢锭径锻时，控制加热温度为1120～1230℃，升温时间≤120℃/h，保温时间0.5～1min/mm；确保开锻温度为1120～1230℃，终锻温度大于900℃，总锻比≥3；在所述径锻结束后，钢锭锻造成锻后中间态管坯；以及

(5)在所述退火步骤中，将所述径锻步骤后形成的所述锻后中间态管坯，在表面温度降至700℃以前入炉，保持加热温度为830～870℃，升温速度≤150℃/h，保温时间≥2min/mm，在保温结束后以80℃/h以下的冷却速度缓冷至200℃以下后出炉空冷。

在一实施方式中，在执行所述铁水预处理时，可采用喷吹法对铁水进行脱磷脱硫预处理。

在一实施方式中，在执行所述浇铸步骤前，可通过吹氩气对锭模进行清理，

在一实施方式中，在执行所述浇铸步骤时，可采用下铸法浇铸。

在一实施方式中，在所述初轧开坯步骤中，可将脱模后的钢锭以120℃/小时以下的速度升温至720～780℃退火。

在一实施方式中，所述初轧开坯步骤还包括在初轧后的钢锭冷却后，可将表面大于1mm深的缺陷进行修磨。

在一实施方式中，在所述径锻步骤中，锻造时采用一火成材，根据成品规格分4至10道次锻造，其中，第1道次为径向压缩比1.1～1.2，锻造速度90～120次/分钟，轴向送进量50～70mm；第2道次至倒数第2道次为径向压缩比为1.2～1.3，锻造速度120～180次/分钟，轴向送进量30～60mm；将第2道次至倒数第2道次中间的某一道次设计为径向压缩比1.3～1.5，锻造速度60～90次/分钟，轴向送进量60～80mm；最后一道次为径向压缩比1.04～1.1，锻造速度180～240次/分钟，轴向送进量10～30mm。

在另一实施方式中，在所述径锻步骤中，锻造也可采用两火成材的方式。

在一实施方式中，在所述退火步骤完毕后，将经过退火的退火后中间态管坯进行检验，经经验合格后，再进行剥皮、切头尾、打定心孔、及喷标的精整处理，最后交库。

有益效果

根据本发明的油气田用马氏体不锈钢圆管坯，通过成分设计，其力学性能及耐蚀性能均优于传统油井用钢。通过铁水原料+K-OBM-S+VOD+LF的冶炼工艺以及特殊的工艺过程参数控制，降低了管坯气体含量和夹杂物数量，提高了钢质纯净度。而且，通过径锻工艺及特殊的锻造过程工艺参数控制，提高了管坯的表面质量和心部质量，大幅度减少了探伤缺陷。

根据本发明，制造出的马氏体不锈钢圆管坯主要质量指标如下：O含量≤0.004％，H含量≤0.0002％，A、B、C、D类夹杂物分别不大于1.5级，Ds类不大于1.5级，A+B+C+D+Ds≤5级，探伤合格率大于98％。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是例示根据本发明一实施方式的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法的流程图。

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，下面将结合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。

根据本发明一实施方式，提供一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯，其包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质。

以下是本发明油气田用马氏体不锈钢圆管坯的各成分的作用及成分控制范围说明：

C是保证钢管强度性能的必要元素。当C含量低于0.16％时，强度不足；但是C含量高于0.21％时，容易与晶界Cr形成碳化物，造成晶界贫Cr，耐蚀性能急剧降低，同时也会降低韧性。因此，本发明选定C含量为0.16～0.21％。

Si主要起到脱氧作用，同时适当改善耐蚀性。Si含量低于0.15％时作用不明显，高于0.35％时会造成韧性和加工性能急剧恶化。因此，本发明选定Si含量为0.15～0.35％。

Mn是扩大奥氏体区的重要元素，也可以起到脱氧作用，同时可以提高韧性。Mn含量小于0.3％时作用不明显，高于0.5％时会降低腐蚀性能。因此，本发明选定Mn含量为0.3～0.5％。

P、S是钢种的杂质元素，对耐蚀性和韧性极为不利，含量尽可能低。综合考虑炼钢成本和性能，P、S分别控制在0.015％和0.002％以下。因此，本发明选定P、S含量分别为P≤0.015％，S≤0.002％。

Cr是提高耐蚀性能的主要合金元素，可以减缓CO₂和Cl^—环境下的腐蚀速度，同时降低应力腐蚀开裂倾向，要达到此效果，Cr至少要大于12.6％。但是当Cr含量大于13％时，热加工性能恶化，同时影响奥氏体组织稳定性。因此，本发明选定Cr含量为12.6～13.0％。

添加少量Mo可以提高耐全面腐蚀和局部腐蚀性能，同时可以形成碳化物以提高强度，还可以阻止P偏析。Mo加入量少于0.05％时效果不明显，超过0.1％以后，若再增加提高效果有限，还会增加成本。因此，本发明选定Mo含量为0.05～0.1％。

N可以显著提高耐点蚀性能，含量在0.02％以上才有明显效果。但N含量超过0.04％以后会形成氮化物，降低韧性。因此，本发明选定N含量为0.02～0.04％。

根据本发明另一实施方式，还提供一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其中，所述圆管坯包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质，所述制造方法包括以下按顺序实施的步骤：冶炼、浇铸、初轧开坯、径锻、退火及精整，其中，所述冶炼步骤包括按顺序实施的铁水预处理、K-OBM-S粗炼、VOD精炼及LF精炼。

根据本发明又一实施方式，还提供一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其中，所述圆管坯包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质，所述制造方法包括以下按顺序实施的步骤：铁水预处理、K-OBM-S粗炼、VOD精炼、LF精炼、浇铸、初轧开坯、修磨、径锻、退火、检验、车光打孔以及交库。

以下对上述根据本发明的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法中包括的步骤进行说明。

1、冶炼：

(1)以铁水为原料替代不锈钢废钢，不仅可以保证原料纯净度，而且可大幅度降低冶炼成本，提高生产效率。采用喷吹法或其它方法对铁水进行脱磷脱硫预处理，使得P≤0.020％，S≤0.010％。

(2)将预处理后的铁水送入K-OBM-S转炉进行粗炼，全程底吹氧吹氮进行搅拌，以加快脱碳反应和升温。同时在粗炼过程中加入6～11Kg/t石灰、8kg～15kg/t硅铁、3kg～6kg/t萤石对钢液进行还原脱氧，同时进一步脱硫脱碳。还原结束后倒渣出钢，钢液温度1620～1670℃，渣层的厚度控制为30mm～80mm。

(3)将经过K-OBM-S粗炼的钢液进入VOD精炼，加入6～13kg/t石灰、2～5kg萤石、2～4kg/t铝丸、8kg～15kg/t硅铁进行脱氧处理，使得渣层厚度控制为30mm～70mm；在真空度≤5mbar下采用强搅拌方式进行脱氧脱氢处理，确保H含量≤0.0002％，氧含量≤0.004％。

(4)将经过VOD精炼的钢液送入LF精炼，加入0.2～0.6kg/t铝粉进行调渣，以创造较好的热力学条件使渣与钢液、钢液与夹杂物之间均达到平衡。同时进行底吹气体和搅拌，使钢中的非金属夹杂物随气泡上浮分离，化渣结束加入硅钙线，调整到目标成分后出钢，使得LF出站温度控制在1560～1580℃。这里的目标成分是指LF钢液中的各成分达到下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％。

2、浇铸

(1)浇铸前用吹氩气或其它方法对锭模进行清理，确保锭模的清洁，同时对锭模进行预热，确保温度在30℃以上。

(2)采用下铸法进行浇铸，将浇铸温度控制在钢种液相线以上30～50℃，控制等轴晶比例、保证铸锭质量。浇铸过程要平稳，速度控制在1～2t/min，确保钢锭内液面匀速上升，防止中心缩孔和轴晶缺陷。到冒口附近时，控制浇铸速度降至原浇铸速度的40～70％，保证冒口补缩。

(3)浇铸结束后，等待3～8小时后脱模形成钢锭，脱模时要求模表面温度小于200℃。

3、初轧开坯

(1)脱模后的钢锭首先进行退火，以防止钢锭在冷却时瞬间发生马氏体相转变，体积膨胀而产生内应力，造成锻材开裂。退火温度设定为600～900℃，优选为720～780℃，升温速度控制在120℃/小时以下，保温时间根据钢锭厚度设定为0.5～1min/mm。

(2)将退火后的钢锭红送至加热炉进行轧前加热，由于加热温度过高时，在轧制过程中极易生成有害的δ铁素体，在后续热处理过程中无法消除，会明显提高13Cr的韧脆转变温度、降低冲击韧性、削弱材料的抗腐蚀性能，同时容易在使用过程中产生缺陷；加热温度过低时，轧制负荷力过大，同时热塑性较差，容易开裂。因此，加热温度设定为1240～1260℃，保温时间根据钢锭厚度不小于0.3min/mm。

(3)开轧温度为1160～1260℃，终轧温度控制在900℃以上，以确保热轧过程中金属在最佳的热塑性温度区间；第一道次轧制变形量控制在30～40％之间，以确保钢锭心部的铸态组织充分变形，其它道次变形量控制在20～30％，防止热加工开裂。

(4)初轧后的钢锭冷却后，将表面大于1mm深的缺陷进行修磨，防止缺陷在下一工序加工时延伸为裂纹。

4、径锻

初轧后的钢锭采用径锻的方法进行锻造。

(1)由于径锻生产过程中采用高速锻造方式，温降低，基本上确保恒温锻造，因此锻前加热温度低于轧前加热温度，控制在1120～1230℃，升温时间≤120℃/h，保温时间根据钢锭厚度设定为0.5～1min/mm。

(2)锻造时确保开锻温度1120～1230℃，终锻温度大于900℃。总锻比≥3，以确保心部锻透。

(3)锻造一火成材，根据成品规格分4至10道次锻造，不同道次锻造工艺的重要参数如下：

①第1道次为预开坯，塑性相对较差，因此径向压缩比控制在1.1～1.2，锻造速度控制在90～120次/分钟。由于首道次对表面质量要求不高，为了提高生产效率，可加大轴向送进量至50～70mm。

②第2道次至倒数第2道次为中间道次，坯料初始组织已被破碎，可以提高径向压缩比，加大锻造速度，以改善内部质量的同时提高生产效率，同时降低轴向送进量提高表面质量。因此，将径向压缩比控制在1.2～1.3，锻造速度控制在120～180次/分钟，轴向送进量控制在30～60mm。

③为了保证心部的低倍质量，防止中间态管坯中心晶粒粗大、变形不充分，需要在第2道次至倒数第2道次中间的某一个道次保持慢频次、大压下量的锻造，保持低应变速率和大变形量，从而保证心部变形和充分的动态再结晶。此锻造道次的径向压缩比控制在1.3～1.5，锻造速度控制在60～90次/分钟，轴向送进量控制在60～80mm。

④最后一道次为精整变形，此道次主要确保表面质量，需要采用小送进量、小压下量的锻造方式。同时考虑到锻造最后阶段表面温度有所降低，因此加大锻造频率以保持表面恒温。因此，此道次的径向压缩比控制在1.04～1.1，锻造速度控制在180～240次/分钟，轴向送进量控制在10～30mm。

5、退火

锻造后为了防止中间态管坯在冷却时发生相变产生的内应力造成心部开裂，同时降低硬度、改善材料的切削性能，为之后的剥皮、锯切等精整处理做好准备，需要对中间态管坯进行退火处理。将锻造后中间态管坯在表面温度降至700℃以前，立即入炉升温，加热温度830～870℃，升温速度≤150℃/h，保温时间根据中间态管坯直径为至少2min/mm，保温结束后以不大于80℃/h的冷却速度缓冷至200℃以下后出炉空冷。

退火后，可采用超声波检验或理化检验等方式，检验中间态管坯的成分、材料纯净度、组织等性能是否合格。检验合格的，可进入下一步的精整步骤。

6、精整

退火完毕后，中间态管坯经过剥皮、切头尾、打定心孔、喷标等精整处理后，即可交库。

下面结合实施例举例描述本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述实施例。

根据本发明一实施例的油气田用马氏体不锈钢圆管坯，包括下述成分，以质量百分数计：C为0.20％、Si为0.20％、Mn为0.40％、P为0.010％、S为0.001％、Cr为12.9％、Mo为0.07％、N为0.03％。圆管坯的目标规格为Φ200mm。

根据本发明另一实施例的制造上述油气田用马氏体不锈钢圆管坯的方法的步骤如下：

1、冶炼

以铁水为原料，采用喷吹法进行脱磷脱硫预处理，目标为：P≤0.020％，S≤0.010％。铁水进入K-OBM-S转炉粗炼，全程底吹氧吹氮搅拌，过程中加入8kg/t石灰、10kg/t硅铁、5kg/t萤石，出钢温度1650℃，渣层厚度60mm。

钢液进入VOD，加入7kg/t石灰、3kg萤石、3kg/t铝丸、9kg/t硅铁，渣层厚度40mm，在真空度为3mbar情况下以强搅拌的方式脱氧脱氢处理。

LF精炼加入0.5kg/t铝粉，底吹气体搅拌，化渣结束加入硅钙线，调整到目标成分后出钢，LF出站温度1570℃。这里的目标成分是指LF钢液中的各成分达到下述成分，以质量百分数计：C为0.20％、Si为0.20％、Mn为0.40％、P为0.010％、S为0.001％、Cr为12.9％、Mo为0.07％、N为0.03％。

2、浇铸

用吹氩气法清理锭模，将锭模预热至40℃，浇铸温度1540℃，浇铸速度1.5t/min，冒口附近浇铸速度1t/min。浇铸结束6小时后脱模，此时模表面温度150℃。

3、初轧开坯

脱模后的钢锭在700℃下退火，升温速度80℃/小时，保温时间6小时。退火后的钢锭红送至加热炉在1250℃保温3小时。开轧温度为1200℃，终轧温度930℃，第一道次轧制变形量37％，其它道次变形量控制在20～30％。在钢锭冷却后，对钢锭进行修磨。

4、径锻

初轧坯入炉以100℃/h升温至1210℃、保温6小时后出炉锻造，开锻温度1180℃，终锻温度980℃。总锻比为5。锻造分一火7道次成材，锻造过程工艺参数见表1。

表1：实施例的径锻工艺参数

道次	径向压缩比	锻造速度(次/min)	轴向送进量(mm)
				1	1.14	90	60
2	1.23	180	40
				3	1.28	120	50
4	1.27	120	50
				5	1.45	60	70
6	1.26	120	50
				7	1.08	240	15

从表1中可看到，在该实施例中，第1道次为径向压缩比1.14，锻造速度90次/分钟，轴向送进量60mm；除第5道次外，从第2道次至第6道次中，径向压缩比均介于1.2～1.3范围内，锻造速度均介于120～180次/分钟范围内，轴向送进量均介于30～60mm范围内；第5道次设计为径向压缩比1.45，锻造速度60次/分钟，轴向送进量70mm；最后一道次即第7道次为径向压缩比1.08，锻造速度240次/分钟，轴向送进量15mm。

5、退火

锻造后中间态管坯立即入炉升温，入炉前表面温度为780℃，采用120℃/h升温至850℃，保温8小时后，以50℃/h的速度冷却至200℃以下出炉空冷。

6、精整

退火完毕后，中间态管坯经过剥皮、切头尾、打定心孔、喷标等精整处理后交库。

关于实施例及采用传统工艺生产的对比例检验结果，请参见表2。

从表2中可以看出，采用本发明制造方法生产的13Cr圆管坯，夹杂物水平远优于传统工艺生产的产品，O和H气体含量明显小于传统工艺生产的产品，探伤合格率大幅提升。

表2：实施例及对比例管坯的检验结果

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施方式和实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式和实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请权利要求书限定的精神和范围。

Claims

1.一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯，其特征在于，包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质。

2.一种油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其中，所述圆管坯包括下述成分，以质量百分数计：C：0.16～0.21％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.3～0.5％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：12.6～13.0％，Mo：0.05～0.1％，N：0.02～0.04％，余量为Fe及其它杂质，

其中，所述制造方法包括以下按顺序实施的步骤：冶炼、浇铸、初轧开坯、径锻、退火及精整，

其中，所述冶炼步骤包括按顺序实施的铁水预处理、K-OBM-S粗炼、VOD精炼及LF精炼。

3.如权利要求2所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，

(1)在所述冶炼步骤中，

先执行所述铁水预处理，对铁水进行脱磷脱硫预处理，使得P≤0.020％，S≤0.010％；

(2)在所述浇铸步骤中，

在执行所述浇铸前，对锭模进行清理，同时对锭模预热，确保温度在30℃以上；浇铸时，将浇铸温度控制在钢种液相线以上30～50℃，控制浇铸速度在1～2t/min，到冒口附近时控制浇铸速度降至原浇铸速度的40～70％；浇铸结束后，等待3～8小时后脱模形成钢锭，在脱模时使模表面温度小于200℃；

(3)在所述初轧开坯步骤中，

将脱模后的钢锭以120℃/小时以下的速度升温至600～900℃退火，保温时间根据钢锭厚度设定为0.5～1min/mm；将退火后的钢锭红送至加热炉在1240～1260℃加热，保温时间≥0.3min/mm；控制开轧温度为1160～1260℃，终轧温度在900℃以上，第一道次轧制变形量30～40％，其它道次变形量20～30％；

(4)在所述径锻步骤中，

对初轧后的钢锭径锻时，控制加热温度为1120～1230℃，升温时间≤120℃/h，保温时间0.5～1min/mm；确保开锻温度为1120～1230℃，终锻温度大于900℃，总锻比≥3；在所述径锻结束后，钢锭锻造成锻后中间态管坯；以及

(5)在所述退火步骤中，

将所述径锻步骤后形成的所述锻后中间态管坯，在表面温度降至700℃以前入炉，保持加热温度为830～870℃，升温速度≤150℃/h，保温时间≥2min/mm，在保温结束后以80℃/h以下的冷却速度缓冷至200℃以下后出炉空冷。

4.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，在执行所述铁水预处理时，采用喷吹法对铁水进行脱磷脱硫预处理。

5.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，在执行所述浇铸步骤前，通过吹氩气对锭模进行清理。

6.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，在执行所述浇铸步骤时，采用下铸法浇铸。

7.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，在所述初轧开坯步骤中，将脱模后的钢锭以120℃/小时以下的速度升温至720～780℃退火。

8.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，所述初轧开坯步骤还包括在初轧后的钢锭冷却后，将表面大于1mm深的缺陷进行修磨。

9.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，在所述径锻步骤中，锻造时采用一火成材，根据成品规格分4至10道次锻造，

其中，第1道次为径向压缩比1.1～1.2，锻造速度90～120次/分钟，轴向送进量50～70mm；第2道次至倒数第2道次为径向压缩比为1.2～1.3，锻造速度120～180次/分钟，轴向送进量30～60mm；将第2道次至倒数第2道次中间的某一道次设计为径向压缩比1.3～1.5，锻造速度60～90次/分钟，轴向送进量60～80mm；最后一道次为径向压缩比1.04～1.1，锻造速度180～240次/分钟，轴向送进量10～30mm。

10.如权利要求3所述的油气田用马氏体不锈钢圆管坯的制造方法，其特征在于，在所述退火步骤完毕后，对经过退火的退火后中间态管坯进行检验，经经验合格后，再进行剥皮、切头尾、打定心孔、及喷标的精整处理。