稠油热采井用110SH-1钢级热采套管的开发

根据SY/T6952.2-2013标准要求及稠油热采井工况环境,为减少贵重合金的使用,降低生产成本,大冶特殊钢有限公司采用0.9～1.2Cr-0.3～0.6Mo基低合金+Nb-Ti-V分别为0.01～0.05微合金成分设计,按照"70 t电弧炉冶炼→LF+VD→连铸Φ230 mm圆坯→CPE顶管机组成管→调质热处理"工艺流程生产Φ177.8 mm×9.19 mm无缝钢管,根据试验结果确定了920℃淬火,水冷,660℃回火,空冷的热处理工艺,成功开发出一种高强韧性的110SH-1钢级热采套管。测试结果表明,该钢级的热采套管常规性能、高温蠕变性能、全尺寸爆破、全尺寸挤毁等完全满足SY/T 6952.2-2013行业标准要求。     

P110钢级光管产品研制开发

采用25Mn2V钢、BOF→LF+VD→连铸→轧制→调质处理工艺,通过设计优化钢的化学成分及热处理工艺等,控制C含量在0.23%～0.26%,热轧使用高质量石墨润滑剂、Φ180mm圆管坯,开发生产了Φ177.8mm×10.36mm规格P110钢级套管,产品屈服强度903.8MPa,性能合格率100%,超声波探伤L2合格,几何尺寸、外表质量良好,产品质量满足API5CT规范及用户要求。     

自升式钻井平台支撑系统用Φ406mmx45mm大口径厚壁X100QO无缝钢管的开发

根据自升式钻井平台支撑系统用管的服役条件及使用要求,设计了X100QO厚壁钢管的化学成份。采用"70 t电弧炉冶炼→LF+VD→连铸Φ460 mm圆坯→ASSEL机组轧管→调质热处理"工艺流程生产Φ406mm×45mm规格X100QO大口径厚壁无缝钢管。通过生产过程控制钢的纯净度及尺寸精度,并根据试验结果确定了950℃淬火,水冷,530℃回火,空冷的热处理工艺。检测结果表明,该无缝钢管具有高强度及优良的冲击韧性、焊接性能好,完全满足自升式钻井平台支撑系统用管的设计及使用要求,并通过了ABS美国船级社的认证。     

自升式钻井平台支撑系统用Φ406mm×45 mm大口径厚壁X100QO无缝钢管的开发

根据自升式钻井平台支撑系统用管的服役条件及使用要求,设计了X100QO厚壁钢管的化学成份。采用"70 t电弧炉冶炼→LF+VD→连铸Φ460 mm圆坯→ASSEL机组轧管→调质热处理"工艺流程生产Φ406 mm×45 mm规格X100QO大口径厚壁无缝钢管。通过生产过程控制钢的纯净度及尺寸精度,并根据试验结果确定了950℃淬火,水冷,530℃回火,空冷的热处理工艺。检测结果表明,该无缝钢管具有高强度及优良的冲击韧性、焊接性能好,完全满足自升式钻井平台支撑系统用管的设计及使用要求,并通过了ABS美国船级社的认证。     

-70°C低温用09MnNiD钢Φ219 mmx20 mm无缝管生产实践

按照20 t EAF→LF+VD→模铸3t钢锭→轧制Φ270 mm圆钢→斜轧穿孔→CPE轧管→在线常化工艺流程,生产Φ219 mm×20 mm 09MnNiD钢无缝管（/%:0.07～0.10C,0.25～0.35Si,1.35～1.40Mn,0.49～0.51Ni,0.020～0.035Al,≤0.02Nb,≤0.015P,≤0.006S）。通过控制EAF终点C≤0.04%和P≤0.008%,LF精炼S≤0.005%,VD≤67Pa,≥15 min,模铸过热度≤45℃,热轧后荒管冷却速度30～70℃/min,钢管常化温度910℃,开发了Φ219 mm×20 mm钢管。测试结果表明:生产的钢管显微组织为F+P,晶粒度10级,-70℃冲击功KV2≥275 J,抗拉强度503～508 MPa,屈服强度354～356 MPa,以及其化学成分、非金属夹杂物、无损检测均满足GB 150.2-2011标准要求。     

高强度螺栓用35CrMo免退火冷镦钢热轧盘条的研制

通过入减定径温度780℃,入减定径减面率42%(Φ18.4 mm→Φ14 mm),冷却速度0.42℃/s, 35CrMo钢热轧材显微组织为F+P,铁素体含量≥40%,实际晶粒度10～11级，抗拉强度≤750 MPa,断面收缩率≥60%,硬度值214～225HV,实现免退火直接进行大减面率拉拔。     

舵杆用Q345D钢热处理工艺对组织和性能的影响

试验研究了Q345D级钢(%:0.18C、0.41Si、1.34Mn、0.05Nb、0.08V、0.024A1)Φ280 mm锻材淬-回火处理和正火处理后的组织和性能。结果表明,经890℃空冷200 s,水冷+570℃回火后的钢抗拉强度R_m≥630MPa,屈服强度R_e≥455 MPa, -20℃冲击功A_KV 28～40 J;910℃空冷正火后R_m≥575 MPa, Re≥390 MPa, -20℃ A_KV42～59 J,均满足舵杆产品对力学性能的要求;淬-回火工件距表面30 mm的组织为回火索氏体+粒状贝氏体,中心组织为珠光体+少量粒状贝氏体,正火处理后工件表面与心部均为珠光体+铁素体组织。     

3Cr2W8V电渣钢力学性能与热震性

13Cr2W8V电渣钢的生产与试验条件采用南京梅山特种钢厂生产的3Cr2W8V电渣钢作为试验分析试样，其生产工艺流程为原材料→中频感应熔炼→电渣重熔→退火→锻造→退火→入库。试验试样取自锻造退火后的锻块，其化学成分为：0．39％C，0．16％Si，0．29％Mn，2．55％Cr，7．95％W，0．34％V，＜0．03％S，＜0．03％P．力学性能试样尺寸按标准进行加工（每一性能3支试样），热疲劳性能试验采用Φ30mm×5mm，边缘带有深度为2mm槽口的圆片试样。试样热处理后，进行各种测试，冲击试样经1050℃油淬，580℃和560℃回火，其余试样经1100℃油淬…     

HSL450S海底管线管钢的开发

通过90t EBT电弧炉-100 t LF+VD-喂丝-Φ20mm CC流程开发了Nb-Ti微合金化海底管线管钢HSL450S(%:0.06C、0.40Cr、0.15Mo、0.02Ti、0.05Nb)。经30炉分析得出,[O]为35.2×10^-6,[N]为78.8×10^-6。该钢的组织为回火贝氏体-珠光体+多边形铁素体。轧制的Φ102mm×14mm和Φ168.3mm×8.7mm HSL450S钢管的晶粒度为10～11级,机械性能满足海底管线管X60、X65钢级标准要求。     

潜孔钻头用钢18CrNi3MoA锻制圆棒的生产实践

根据潜孔钻头用钢18CrNi3MoA技术要求及钢种特性,通过40t电弧炉（终点[C]≥0.05%、P≤0.003%,出钢温度≥1630℃）-LF（精炼渣碱度3.0～4.5）-VD（≤70 Pa时间≥25 min）-氩气保护1.52t铸锭-钢锭（1250±10℃ 15h均质化处理-锻坯Φ140 mm,780～810℃锻至Φ110 mm-完全退火等工艺,试制的3炉18CrNi3MoA钢圆棒的化学成分均满足技术要求,锻材氧含量12.0×10^-6～13.5×10^-6,非金属夹杂物均≤1级;带状组织2级、奥氏体晶粒度8.5级,力学性能测定均满足技术要求。     

正火和淬火温度对30CrMoA钢除砂器大型锻件-40℃冲击韧性的影响

30CrMoA钢(/%:0.30C、0.21Si、0.53Mn、0.003S、0.005P、0.98Cr、0.22Mo、0.06V)除砂器锻件为外径Φ405～493 mm内径Φ90～167 mm的管状工件,技术条件要求调质后-40℃横向冲击功≥20 J。经常用正火+调质工艺920℃正火(风冷)+880℃正火(风冷)+860℃淬火(空冷+水冷)+630～680℃回火(空冷)后横向Rm715～815 MPa,Rp0.2 545～665 MPa, A 19%～20%,Z 65%～68%,室温A_kc 36～101 J,-40℃ A_kv 11～21 J; 通过Thermo-calc软件计算得出该钢平衡相图及计算的Ac3温度确定优化调质工艺950℃正火(风冷)+820℃淬火(空冷+水冷)+660～670℃回火(空冷),其横向力学性能为R_m 685～700 MPa,Rp_0.2 500～525 MPa, A 21%～22%,Z 63%～66%,室温A_kv 65～114 J,-40℃ A_kv 23～28 J,均符合技术条件要求。     

单重 50 t 级别 174 mm 12Cr2Mo1Ｒ(H) 钢板研发

介绍了舞钢生产的单重50 t级别的174 mm 12Cr2Mo1R(H)钢板的技术要求、工序工艺控制点及实物质量。通过冶炼时采用C/Al结合脱氧方式,铸锭进行900～940℃保温28～32 h退火处理,轧制时保证道次压下量20～30 mm,并采用正火+加速冷却+回火工艺,钢板组织均匀,各项力学性能及步冷脆化性能均能满足技术要求。钢板内部质量良好,探伤满足NB/T47013.3-2015及第1号修改单T1级。     

紧固件用SA-540合金钢的强韧化工艺研究

通过成分优化(/%:0.35～0.46C,0.6～1.0Cr, 1.50～2.05Ni, 0.18～0.32Mo, 0.1V)、冶炼工艺(3 t VIM+ESR)以及热处理工艺(再次热处理工艺：850℃2 h水冷+590℃5 h水冷)的合理制定,获得了满足指标要求的紧固件用高强高韧SA-540合金钢材料。结果表明,为确保SA-540合金钢高温300℃规定塑性延伸强度R_p0.2≥860 MPa,室温抗拉强度应控制在1150～1170 MPa,仅有20 MPa的强度范围。对于经850℃2 h淬火/水冷+560℃5 h回火/水冷调质处理后室温抗拉强度超标的紧固件,可再次通过重新淬火并提高回火热处理温度(850℃2 h淬火/水冷+590℃5 h回火/水冷)使合金钢拉伸性能满足指标要求。SA-540合金钢淬火后随回火的温度升高,呈现抗拉强度和屈服强度下降、伸长率和断面收缩率增加的变化趋势。添加0.1%V的SA-540合金钢,可明显提高合金钢的强度和塑性指标,但低温冲击性能降低明显。     

淬火温度对石油套管用钢27MnCrV冲击韧性的影响

研究了890～780℃淬火对630℃回火的石油套管用钢27MnCrV(%:0.24～0.30C、0.50～0.70Cr、0.06～0.10V)横向冲击功的影响。结果表明,随淬火温度降低,该钢横向V-冲击功显著增加;在保证拉伸强度不降低的情况下,横向最小冲击功由890℃淬火+630℃回火的35 J提高到820℃+630℃回火的66 J。27MnCrV钢最佳热处理工艺为830℃±10℃水淬+630℃回火空冷,其屈服强度847～860 MPa,抗拉强度922～930 MPa,横向冲击功57～66 J,满足标准要求。     

P110级25MnV钢石油套管热处理工艺的优化

通过CCT曲线测定和热处理正交试验,研究了890～930℃25～45 min淬火和570～610℃50～80min回火参数对25MnV钢(%:0.25～0.30C、1.50～1.80Mn、0.06～0.15V)245 mm×12 mm管组织和力学性能的影响。结果表明,采用910℃35 min水淬+590℃65 min回火,套管的综合力学性能最佳:屈服强度878～906MPa,抗拉强度923～963 MPa,伸长率16.6%～17.4%,满足标准要求。     

特厚合金结构钢板42CrMo的研制

 为满足市场客户需求,缩短生产周期,降低生产成本,提高市场竞争力,南阳汉冶特钢通过模铸浇铸、3800mm轧机轧制、钢板堆冷和退火、试样调质的热处理工艺,采取以轧代锻方式,成功地研制出了42CrMo特厚合金结构用钢板,钢板的力学性能各项指标均达到国标要求且富余量较大,焊接性能良好,超声波探伤全部符合JB/T4730.3—2005中Ⅰ级标准。     

淬火温度对80 mm调质690 MPa级低碳贝氏体高强钢板组织性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试,研究了830～930℃淬火+650℃回火对690 MPa高强钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:实验钢经两相区830℃淬火+650℃回火后的组织为板条状铁素体和回火索氏体,其屈服强度较低为679 MPa。淬火温度在完全奥氏体化相区为890～930℃时,随着淬火温度升高,材料强度下降,韧性降低。当在890℃淬火和650℃回火时,屈服强度为791 MPa,冲击功为150～171 J, 达到690 MPa E级钢性能要求。     

热处理对Φ245 mmx l2 mm V150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃ 30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃ 60min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃ 60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。     

正火预热处理对42CrMo曲轴钢调质后的组织与性能影响

利用金相显微观察及力学性能分析,研究调质处理、正火+调质热处理对42CrMo曲轴钢组织与性能的影响。结果表明,经过860℃淬火+580℃回火处理后,曲轴钢基体组织为回火索氏体,但轴颈心部区域白色铁素体数量较多且晶粒粗大、分布不均。其力学性能为抗拉强度997～1211 MPa,屈服强度990～1204 MPa,伸长率11%～13%,断面收缩率40%～48%,冲击功72～90 J。而在调质热处理前增加一次(880℃空冷)正火预处理后,42CrMo曲轴钢的显微组织更趋均匀化,其力学性能为抗拉强度1100～1220 MPa,屈服强度1107～1188 MPa,伸长率13%～15%,断面收缩率50%～56%,冲击功83-91 J。因此,880℃空冷正火预处理+860℃淬火与580℃高温回火是42CrMo曲轴钢优化的热处理工艺。