转炉开发N80级非调质石油套管钢的实践

介绍了天津钢铁有限公司开发的N80级非调质石油套管钢的技术特点、工艺流程。实践证明，该工艺生产的产品化学成分、机械性能符合标准要求，用户满意。     

非调质钢N80 Φ139.7 mm×9.17 mm石油套管的研制

根据C、Mn、V、N、Ti在微合金化非调质钢中作用,设计了石油套管用非调质N80钢的化学成分;依据实验室炉正火实验数据确定在线正火轧制工艺参数,研制的139.7 mm×9.17 mm非调质N80钢石油套管的组织为铁素体+珠光体组织,屈服强度575～638 MPa,抗拉强度789～840 MPa,伸长率21%～23%,0℃3/4尺寸冲击功39～87 J,完全满足API Spec 5CT《油套管规范》(第十版,2018)标准的要求。     

N80级石油套管在线常化工艺的优化

研究42Mn2V和40Mn2V钢在不同冷却条件下的相变温度和组织，分析荒管连轧后中间冷却终止温度和冷却速度、再加热温度对套管的奥氏体晶粒组织及力学性能的影响。结果表明：中间冷却过程中奥氏体完全分解，以及合理的在线常化加热温度是改善套管冲击韧性的关键。对42Mn2V钢在线常化工艺生产N80级石油套管，提出了合理的工艺控制参数。     

高强度石油套管调质后定径工艺的实验研究

针对用调质方式生产的高强度石油套管，其外径形态会发生变化，不利于车丝加工。为此研究其在低温(510～610℃)的定径工艺，展开孔型设计和设计方案的实践，采用新工艺后使车丝用管坯的全长外径尺寸精度控制在D 0^ 0.95％范围内，有效解决了制约管加工车丝合格率不高这一难题。     

非调质36Mn2V石油套管钢连铸坯的高温延塑性

采用Gleeble-1500热模拟试验机,研究了石油套管用V微合金化非调质钢36Mn2V(%:0.36C、1.54Mn、0.12V、0.008～0.010N)260 mm×300 mm连铸方坯的650～1350℃的延塑性。结果表明,36Mn2V钢的零强度温度(ZST)为1440℃,零塑性温度(ZDT)为1400℃;36Mn2V钢在熔点(Ts)到650℃温度区间内存在两个脆性温度区,第Ⅰ脆性温度区为熔点～1350℃,第Ⅲ脆性温度区为925～650℃,因此,该钢的矫直温度应控制在925℃以上;由1350℃至试验温度(650～1050℃)的冷却速度(3～8℃/s)对36Mn2V钢高温延塑性没有影响。     

N80级石油套管在线形变热处理工艺

利用连轧管后的中间冷却、再加热及定减径过程,实现钢管生产的在线形变热处理,这种工艺既能提高钢管的性能,又能降低生产成本.结果表明:40Mn2V钢经在线形变热处理后,奥氏体晶粒度较直接定径工艺提高2.5～3级,生产无缝钢管的纵向冲击功A_k≥22J,σ_0.5≥555MPa,σ_b≥819MPa,延伸率δ₅≥23%,满足API标准对N80石油套管的性能要求.中间冷却过程中,奥氏体的完全分解程度以及合理的再加热温度是改善N80石油套管力学性能的关键.     

非调质N80（F—N80）油井管用钢的开发

对42MnMo7油井管失效形式分析,提出了非调质（F－N80）成分设计方案,通过工业性试验,寻找出F－N80成分范围及轧制方案。     

80 t转炉-LF-VD-CC流程冶炼N80-1石油套管钢的工艺实践

N80-1石油套管钢36Mn2V(%):0.34～0.38C、0.25～0.40Si、1.45～1.70Mn、≤0.020P、≤0.015S、0.01～0.04Al、0.11～0.16V,(Sn+Sb+As+Pb+Bi)≤0.035,[O]≤35×10^-6,[N]≤80×10^-6,[H]≤2.5×10^-6由80 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ210～270 mm圆坯连铸工艺冶炼。通过高拉碳补吹氧、控制终点[C],控制出钢回磷≤0.008%,使用碱度3.2～4.0的精炼渣系等工艺措施,使该钢P为0.012%～0.019%,S为0.003%～0.005%,[O](11～22)×10^-6,[N](39～76)×10^-6,[H](1.5～2.1)×10^-6,其成分、组织和性能均达到用户以及API Spec5CT标准要求。     

大口径高强套管的工艺开发与实践

简述了用周期轧管工艺线开发大口径调质高强石油套管的主要工艺。实践表明，采用此工艺，并在其改进基础上研制出的N80Q、P10、L80-1等大口径高强石油套管完全达到和超出API spec 5CT标准要求及下井使用需要。     

攀成钢80t转炉生产石油套管钢工艺及质量研究

攀钢集团成都钢铁有限责任公司80t转炉生产线通过石油套管钢冶炼和脱氧合金化工艺的技术研究,使石油套管钢性能质量达到了API的相应规范。     

非调质N80级油井管的发展

文章介绍了非调质N80级油井管钢的化学成分的设计原则,以及国内主要生产企业和研究院所在工艺控制方面的研究结果,表明微合金钢的开发应用工作在实践中日趋成熟。     

汽车零部件用非调质钢的应用和发展

随着人们对能源与环保问题的日益关注,发展节能、环保、低成本的非调质钢,替代能耗高、周期长的调质钢汽车零件成为发展汽车用钢的必然趋势.介绍了汽车零部件用非调质钢的生产和应用现状,并对提高汽车零部件用非调质钢的强度和韧性提出了研发方向.通常非调质钢强度有余而韧性不足,提高非调质钢的韧性来符合汽车制造商的要求成为非调质钢生产的重要环节.     

非调质油井管钢的开发应用

研究了轧制工艺对不同成分的非调质油井管钢组织与性能的影响，并分析了不同组织对韧性的影响。结果表明，中碳铁素体－珠江体型非调质钢完全满足N－80油井管的要求，在950－850℃大压下量终轧有利于获得较高的韧性。     

Nb对V-Ti复合微合金化曲轴用非调质钢组织、性能的影响

研究了Nb对一种V-Ti复合微合金化曲轴用非调质钢组织、性能和晶粒度的影响。结果表明：加Nb后组织细化、韧性提高，强度随铌含量的上升先降后升。根据实验室研究结果制定了工业生产的合金化方案、工艺流程，成功生产出实际晶粒度级别为6～7级的声Ф50～声Ф55mm圆钢供用户制造曲轴，各项指标满足用户要求．     

一种曲轴用中碳非调质钢的热变形行为

用Gleeble-3500热力模拟试验机对一种中碳曲轴用非调质钢进行1 223~1 473 K和0.2~10 s-1的热压缩变形,获得了其流变曲线,并给出了试验用钢的热变形方程式、动态组织状态图、动态再结晶晶粒尺寸与Z参数之间以及动态再结晶分数与应变量之间的定量关系式。结果表明,试验用钢的流变应力和峰值应变均随变形温度的降低和应变速率的提高而增大,动态再结晶晶粒平均尺寸随着变形Z参数的增大而减小,Z参数越大,发生动态再结晶和完全动态再结晶所需的应变也越大。     

钒氮非调质钢的组织变化特征

利用光学显微镜、扫描和透射电镜观察和分析了不同钒、氮含量非调质钢经奥氏体热变形后以不同速度冷却到室温的显微组织.结果表明,随氮含量增加或钒含量减少,珠光体增多;钢中有大量的不仅在先共析铁素体且在珠光体铁素体中析出的小于3 nm的纳米级析出相;冷速增加,铁素体变细且数量减少,继而出现贝氏体、马氏体,同时钒、钛的析出相尺寸变小,成分由以(Ti,V)N为主,转以(Ti,V)C为主.     

硅钒系中碳非调质钢的试验研究

以F45V非调质钢的成分为基础，对不同硅含量非调质钢的成分筛选试验表明，适当降低碳含量、增加硅含量，可在强度不降低的前提下提高钢的韧性。成分为w（C）=0．38％，w（Si）=0．69％，w（Mn）=0．83％，w（V）=0.093％的非调质钢强度适中、韧性最好。在成分筛选试验的基础上提出了F40SiV非调质钢新钢种的成分并进行了半工业性试验，用F40SiV非调质钢制作了大规格棒材和柴油机齿轮。     

裂解连杆用高强度非调质钢的研制

设计了用于裂解连杆的高强度非调质钢及其生产工艺,通过金相显微镜、扫描电镜等方法,分析了钢的显微组织、析出相及其对力学性能的影响。结果表明:组织由铁素体和珠光体组成,向钢中添加高的V和N元素,有利于增加更多的弥散析出相,提高其强度。轧后加速冷却,有利于铁素体晶粒细化、珠光体球团尺寸和珠光体片层间距减少、析出相增多,使其抗拉强度和屈服强度分别达到1 000 MPa和750 MPa以上。     

GB/T 15712—2008《非调质机械结构钢》标准编制综述

GB/T 15712-2008标准是修改采用ISO 11692:1994《经热加工析出强化相铁素体和珠光体组织的工程用钢》对GB/T15712-1995进行修订的。该标准较原标准在"非调质机械结构钢"的定义、牌号及化学成分、力学性能、高、低倍检验等方面作了较大修改。介绍了该标准编制原则,主要内容及编制说明。     

10.9级紧固件用非调质钢试制

 为开发高强度紧固件用非调质钢,在高速线材轧机上进行了试验轧制,并对试制产品的组织性能进行了检测。结果表明,在给定工艺条件下钢的组织基本上为粒状贝氏体组织,抗拉强度为897.5MPa,伸长率为21.8%。热轧材拉拔减面后达到或超过10.9级紧固件的力学性能要求。当拉拔量为25.0%时,可承受59.3%的压缩变形不开裂。