CN112575258A - 一种石油钻铤用4145h钢锭及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油钻铤用4145H钢锭及其制备方法,其中4145H钢锭包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2.%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe。4145H钢锭对其成分进行了改进,具有高强度、高硬度和高而窄的淬透性,保证了钢材良好的强韧性和均匀硬度值。而对应该石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,能够使钢锭内部组织成分均匀,从而保证锻件产品在热处理后有高而窄的淬透性,具备良好的综合性能,保证了该4145H钢锭用于石油钻铤的各项性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢材生产制备技术领域,特别是涉及一种石油钻铤用4145H钢锭及其制备方法。
背景技术
石油钻铤用钢,可做加重钻杆,整体加重钻杆的原材料用钢是4145H合金结构钢,生产工艺严格执行SY/T5146-1997标准,加重钻杆是一种中等重量,类似于钻杆的钻具,其壁厚比钻杆大,比钻铤小,其厚壁管体上连接有特别加长的钻杆接头,一般在组成钻柱时加在钻杆和钻铤之间,防止钻柱截面的突然变化,减少钻杆的疲劳。4145H合金钢是国内外普遍采用的石油钻铤用钢,是在42CrMo合金钢基础上提高Cr、Mn、Mo、Ni等合金元素含量,进一步提高其综合性能,但往往钢的淬透性不足,经调制处理后,强韧性还是不能同时满足,因此,减小钢的成分偏析是保证4145H钢具有高强高硬窄淬透性的关键。
发明内容
本发明的目的是要提供一种石油钻铤用4145H钢锭,对其成分进行了改进,具有高强度、高硬度和高而窄的淬透性,保证了钢材良好的强韧性和均匀硬度值。
进一步地,还提供了一种前述石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,能够使钢锭内部组织成分均匀,从而保证锻件产品在热处理后有高而窄的淬透性,具备良好的综合性能。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
本发明提供了一种石油钻铤用4145H钢锭,它包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2.%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe。
进一步地,它包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe。
特别地,本发明还提供了一种石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,包括如下加工步骤:
步骤S1:
对钢包进行预热,预热完成后向钢包内加入镍板、铬铁合金进行合金的整体预热备用;
步骤S2:
向炼钢电弧炉中加入50%铁水和50%废钢,然后进行前期脱磷处理,并在其中C为0.1~0.2wt%、P≤0.008wt%且温度为1620~1650℃时放钢;
步骤S3:
放钢时随钢流加入铝块(1.5~2.5kg/t)对钢液进行预脱氧;
步骤S4:
通过钢包对预脱氧后的钢液进行脱氧精炼;
步骤S5:
对脱氧精炼后的钢液进行真空脱碳,在真空脱碳完成后H≤0.8ppm、活度O≤6ppm、S≤0.005%;
步骤S6:
在进行浇注前对真空脱碳完成后的钢液进行氩气吹送、均匀钢包内的钢液成分和温度;
步骤S7:
向钢锭模中注入钢液时使用氩气保护罩对浇注钢流进行全程保护,而钢锭模温度位30~40℃且干燥无裂纹,钢锭完全凝固后及时脱模进加热炉进行退火。
可选地,在步骤S2中,进行前期脱磷处理时是加入MgO、CaF、CaO三者混合的渣料。
可选地,在步骤S4中,钢液进行脱氧精炼时加入的是MgO、CaF、CaO三者混合的渣料以及电石造渣,并且在钢包在吊包前15分钟时喂铝线1.5-2米/t、钙线1米/t,同时用SiC小批量脱氧。
可选地,在步骤S4中,在钢包吊包前10分钟C和合金成分到位,Si控下限维持在0.15-0.18%,吊包前5分钟稀渣,吊包温度为1650~1670℃。
可选地,在步骤S5中对脱氧精炼后的钢液进行真空脱碳是采用的是在65~70pa的状态下保压20分钟以上。
可选地,步骤S2中,当C含量≤0.1wt%时,补加铝块和增碳剂。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
本发明的石油钻铤用4145H钢锭及其制备方法,其中4145H钢锭对其成分进行了改进,具有高强度、高硬度和高而窄的淬透性,保证了钢材良好的强韧性和均匀硬度值。而对应该石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,能够使钢锭内部组织成分均匀,从而保证锻件产品在热处理后有高而窄的淬透性,具备良好的综合性能,保证了该4145H钢锭用于石油钻铤的各项性能要求。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明一个实施例的石油钻铤用4145H钢锭的制备方法的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1:
本实施例提供了一种石油钻铤用4145H钢锭,它包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2.%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe以及其他不可避免的杂质。
进一步地,更具体点,本实施例的4145H钢锭可包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe以及其他不可避免的杂质。
对本实施例的4145H钢锭按照ASTMA255进行淬硬性试验,硬度情况如下表:
不难发现,本实施例的4145H钢锭对其成分进行了改进,具有高强度、高硬度和高而窄的淬透性,保证了钢材良好的强韧性和均匀硬度值。
实施例2:
本实施例提供了一种石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,如图1所示,包括如下加工步骤:
步骤S1:
对钢包进行预热,预热完成后向钢包内加入镍板、铬铁合金进行合金的整体预热备用。对钢包进行预热时,待钢包红热检查钢包内无残渣、包口无冷钢,随后向其中加入镍板、铬铁等合金,预热通常3小时以上的时间然后备用。
步骤S2:
向炼钢电弧炉中加入50%铁水和50%废钢,然后进行前期脱磷处理,并在其中C为0.1~0.2wt%、P≤0.008wt%且温度为1620~1650℃时放钢,无下渣。进行前期脱磷处理时是加入MgO、CaF、CaO三者混合的渣料,并且当C含量≤0.1wt%时,补加铝块和增碳剂。
步骤S3:
放钢时随钢流加入铝块(通常比例是每吨流加入1.5~2.5kg的铝块)对钢液进行预脱氧。
步骤S4:
通过钢包对预脱氧后的钢液进行脱氧精炼。钢液进行脱氧精炼时加入的是MgO、CaF、CaO三者混合的渣料以及电石造渣,并且在钢包在吊包前15分钟时喂铝线1.5-2米/t、钙线1米/t,同时用SiC小批量脱氧。在钢包吊包前10分钟C和合金成分到位,Si控下限维持在0.15-0.18%,吊包前5分钟稀渣,吊包温度为1650~1670℃。
步骤S5:
对脱氧精炼后的钢液进行真空脱碳,在真空脱碳完成后H≤0.8ppm、活度O≤6ppm、S≤0.005%。在步骤S5中对脱氧精炼后的钢液进行真空脱碳是采用的是在65~70pa的状态下保压20分钟以上。
步骤S6:
在进行浇注前对真空脱碳完成后的钢液进行氩气吹送、均匀钢包内的钢液成分和温度,在压力0.25MP的状态钢水液面不翻滚。
步骤S7:
向钢锭模中注入钢液时使用氩气保护罩对浇注钢流进行全程保护,而钢锭模温度位30~40℃且干燥无裂纹,钢锭完全凝固后及时脱模进加热炉进行退火。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种石油钻铤用4145H钢锭,其特征在于,它包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2.%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的石油钻铤用4145H钢锭,其特征在于,它包括以下质量百分比的化学成分:C:0.42~0.49%、Si:0.15~0.35%、Mn:0.8~1.1%、P:≤0.025%、S:≤0.025%、Cr:0.95~1.2%、Mo:0.15~0.25%、Ni:≤0.40%,其余为Fe。
3.一种石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,其特征在于,包括如下加工步骤:
步骤S1:
对钢包进行预热,预热完成后向钢包内加入镍板、铬铁合金进行合金的整体预热备用;
步骤S2:
向炼钢电弧炉中加入50%铁水和50%废钢,然后进行前期脱磷处理,并在其中C为0. 1~0. 2wt%、 P≤0.008wt%且温度为1620~1650℃时放钢;
步骤S3:
放钢时随钢流加入铝块对钢液进行预脱氧;
步骤S4:
通过钢包对预脱氧后的钢液进行脱氧精炼;
步骤S5:
对脱氧精炼后的钢液进行真空脱碳,在真空脱碳完成后H≤0.8ppm、活度O≤6ppm、S≤0.005%;
步骤S6:
在进行浇注前对真空脱碳完成后的钢液进行氩气吹送、均匀钢包内的钢液成分和温度;
步骤S7:
向钢锭模中注入钢液时使用氩气保护罩对浇注钢流进行全程保护,而钢锭模温度位30~40℃且干燥无裂纹,钢锭完全凝固后及时脱模进加热炉进行退火。
4.根据权利要求3所述的石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,其特征在于,在步骤S2中,进行前期脱磷处理时是加入MgO、CaF、CaO三者混合的渣料。
5.根据权利要求3所述的石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,其特征在于,在步骤S4中,钢液进行脱氧精炼时加入的是MgO、CaF、CaO三者混合的渣料以及电石造渣,并且在钢包在吊包前15分钟时喂铝线1.5-2米/t、钙线1米/t,同时用SiC小批量脱氧。
6.根据权利要求5所述的石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,其特征在于,在步骤S4中,在钢包吊包前10分钟C和合金成分到位,Si控下限维持在0.15-0.18%,吊包前5分钟稀渣,吊包温度为1650~1670℃。
7.根据权利要求3所述的石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,其特征在于,在步骤S5中对脱氧精炼后的钢液进行真空脱碳是采用的是在65~70pa的状态下保压20分钟以上。
8.根据权利要求3所述的石油钻铤用4145H钢锭的制备方法,其特征在于,步骤S2中,当C含量≤0.1wt%时,补加铝块和增碳剂。
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