專利名稱：一種ct80級連續油管用鋼材料及其制造方法

　　技術領域：

　　本發明屬于油管鋼制造技術領域，特別涉及一種CT80級連續油管用鋼材料及其制造方法。

　　背景技術：

　　連續油管(Coiled Tubing,簡稱CT)又被稱作撓性油管、盤管或蛇形管，是相對于用螺紋連接下井的常規油管而言的，是由若干段長度在百米以上的柔性管道通過對焊或斜焊工藝焊接而成的沒有接頭的連續管，總長度可達到幾百米或幾千米。最近幾年，國內各大油田紛紛引進連續油管進行相關的油田作業，對CT技術的依賴性逐漸加大。 連續油管用鋼最初是以碳鋼為主，由于當時的CT材料的強度不高，且焊縫過多，不能抵抗循環彎曲和拉力，因而使這種油管的事故較多。雖然碳鋼CT存在某些不足，但因其價格低廉，現場可焊接，維修方便，所以至今仍用于低鋼級的CT制造中，受到部分油田作業者的歡迎。隨后采用高強度低合金鋼制造CT，有效改善了 CT的性能。在低C-Mn-Si鋼的基礎上添加Nb、V和Mo等其它合金元素，通過微合金化與熱加工工藝相結合得到理想中的組織，達到大幅度提高鋼材綜合性能的目的。Mn是連續油管用鋼控軋控冷中的重要合金元素，它能降低奧氏體向鐵素體轉變的相變溫度(Ar3),促進中溫轉變的發生，從而提高鋼的淬透性；錳元素還可以融入鐵素體基體，起到固溶強化的作用，提高鋼材的屈服強度和抗拉強度。連續油管用鋼中的另一重要合金元素Mo能有效的降低奧氏體向鐵素體轉化的速率，抑制多邊形鐵素體和珠光體的形核，促進具有高位錯密亞結構的針狀鐵素體或微細結構超低碳貝氏體的形成，從而保證了連續油管用鋼高強度和高韌性的綜合性能。經研究發現，即使在鋼中加入少量微合金化元素，其性能也會產生異乎尋常的變化。在連續油管用鋼中加入的少量Nb、V、Ti等微合金元素在軋制過程中可以有效的控制損害鋼塑韌性的沉淀相的析出，并且這些微合金元素的碳氮化物析出對材料也產生極好的沉淀強化作用。其中，合金元素Nb是目前公認的最重要最典型的微合金元素，由于具有細晶強化作用和沉淀強化作用，是將晶粒細化技術與納米級第二相析出強化技術相結合于一身的代表，鈮的作用主要是通過沉淀強化控制奧氏體晶粒尺寸，并在一定程度上細化其組織，改善鋼的韌性和抗疲勞性能。目前，國內CT80級連續油管用鋼的微合金元素均含有Nb、V、Ti，其最終產品是經車L制后熱處理所得，增加了熱處理工藝，增加了成本。

　　發明內容

　　本發明針對現有技術的不足，提供一種CT80級連續油管用鋼及其制造方法，其中微合金元素中只含有Nb元素，無V和Ti元素，并且采用控軋控冷軋制技術，無需后續熱處理工藝直接得到產品，并且具有高屈服強度、高延伸率和高硬度。

　　本發明的一種CT80級連續油管用鋼材料，該鋼的化學組分按質量百分比為碳O. 11 O. 13%，硅 O. 30 0· 40%，錳 O. 70 0· 90%，鉻 O. 50 0· 60%，鎳< O. 25%，鑰 O. 13 O. 15%，銅O. 30 0. 40%，鈮O. 02^0. 04%，余量為鐵及不可避免的雜質。其中，CT80級連續油管用鋼雜質中的氮彡O. 004%，磷彡O. 015%，硫彡O. 005%。加入合金元素的目的是使其在熱加工過程中充分發揮固溶強化、沉淀強化等作用，從而顯著提高材料的綜合性能。一種CT80級連續油管用鋼材料的制造方法，包括以下步驟

　　(1)根據下列化學組分質量百分比進行煉鋼碳O.IΓ0. 13%，硅O. 3(Γ0. 40%,錳O. 70 0· 90%,鉻 O. 50 0· 60%,鎳(O. 25%,鑰 O. 13 O. 15%,銅 O. 30 0· 40%,鈮 O. 02 O. 04%,余量為鐵及不可避免的雜質；在熔煉過程采用實芯金屬鈣包芯線進行終脫氧，煉鋼溫度為160(Tl65(TC，經電爐、轉爐熔煉，鑄造成80mm厚鋼坯；

　　(2)形成鑄錠后進行控軋控冷軋制，前三道次進行粗軋工藝，從80mm軋制至31mm;后六道次進行精軋，從31mm軋制至4. 5mm ;粗軋開軋溫度為105(Γ 150 ，精軋開軋溫度為90(T950°C，終軋溫度為83(T880°C，終冷溫度為55(T600°C，冷卻速度為16 18°C /s。其中，控軋控冷實驗的壓下規程如表I。表I

　　權利要求

　　1.一種CT80級連續油管用鋼材料，其特征在于該鋼的化學組分按質量百分比為碳O.11 O. 13%，硅 O. 30 0· 40%，錳 O. 70 0· 90%，鉻 O. 50 0· 60%，鎳< O. 25%，鑰 O. 13 O. 15%，銅O.30 0. 40%，鈮O. 02^0. 04%，余量為鐵及不可避免的雜質。

　　2.根據權利要求I所述的一種CT80級連續油管用鋼材料，其特征在于所述的雜質中氮彡 O. 004%，磷彡 O. 015%，硫彡 O. 005%。

　　3.—種CT80級連續油管用鋼材料的制造方法，其特征在于包括以下步驟 (1)根據下列化學組分質量百分比進行煉鋼碳O.IΓ0. 13%，硅O. 3(Γ0. 40%,錳O.70 0· 90%,鉻 O. 50 0· 60%,鎳 < O. 25%,鑰 O. 13 O. 15%,銅 O. 30 0· 40%,鈮 O. 02 O. 04%,余量為鐵及不可避免的雜質；在熔煉過程采用實芯金屬鈣包芯線進行終脫氧，煉鋼溫度為160(Tl65(TC，經電爐、轉爐熔煉，鑄造成80mm厚鋼坯； (2)形成鑄錠后進行控軋控冷軋制，前三道次進行粗軋工藝，從80mm軋制至31mm;后六道次進行精軋，從31mm軋制至4. 5mm ;粗軋開軋溫度為105(Γ 150 ，精軋開軋溫度為90(T950°C，終軋溫度為83(T880°C，終冷溫度為55(T600°C，冷卻速度為16 18°C /s。

　　全文摘要

　　本發明屬于油管鋼制造技術領域，特別涉及一種CT80級連續油管用鋼材料及其制造方法，該鋼的化學組分按質量百分比為碳0.11~0.13%，硅0.30~0.40%，錳0.70~0.90%，鉻0.50~0.60%，鎳≤0.25%，鉬0.13~0.15%，銅0.30~0.40%，鈮0.02~0.04%，余量為鐵及不可避免的雜質，其中，所述的雜質中氮≤0.004%，磷≤0.015%，硫≤0.005%。其制造方法為將合金進行熔煉，在熔煉過程采用實芯金屬鈣包芯線進行終脫氧，形成鑄錠后進行控軋控冷軋制，成品為4.5mm帶材。本發明脫氧完全，晶粒細小且組織均勻，鋼的屈服強度、延伸率和硬度值較好。

　　文檔編號C22C38/26GK102899581SQ201210417529

　　公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日

　　發明者李四軍, 張振棟, 潘文東, 王驚雷, 董杰, 劉相華, 周海濤 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司, 東北大學