L80-1(37Mn5)处理石油套管力学性能影响因素分析.docVIP

 PAGE 7 L80-1（37Mn5)热处理石油套管力学性能影响因素分析 曹铜壁 费志伟 王锦永 (新兴铸管股份有限公司马头特种管材分公司 河北 邯郸 056000) 摘要：针对实际生产中L80-1（37Mn5）钢级石油套管的力学性能出现一定波动，进行了有关影响因素分析，得出C和Mn元素应控制在0.34-0.36％，Mn含量在1.30-1.40％，合金元素含量是保证力学性能关键，同时严格控制回火保温时间延时不得超过30min，下一步提高淬火机床的支撑轮转速在60r/min以上，保证组织均匀性。 关键词：化学成分 屈服强度 组织均匀性 屈强比 中图分类号：TG162.84 文献标识码：B Analysis of influencing factors on mechanical properties of L80-1 (37Mn5) heat treatment oil casing CAO Tongbi Fei Zhiwei Wang Jinyong Abstract：According to the actual production of L80-1 (37Mn5) in the mechanical properties of steel grade oil casing have certain fluctuations, the related factors analysis, the C and Mn elements should be controlled in 0.34-0.36%, the content of Mn in 1.30-1.40%, the content of alloying elements is to ensure that the mechanical properties of the key, and strictly control the tempering time delay shall not exceed 30min, the next step improve the supporting wheel speed quenching machine in more than 60r/min, to ensure uniformity of structure. Keyword : chemical composition Yield strength Microstructure uniformity Yield ratio 引言 L80-1石油套管在石油行业广泛采用的一种钢级钢管，执行API 5CT产品标准，依据标准要求必须进行调质热处理（Q+T)。力学性能指标要求较严格，拉伸性能特别是屈服强度要求552-655MPa，仅有103MPa工艺技术调整范围。在实际热处理生产中，特别是小规格的薄壁石油套管，力学性能指标要求经常不易控制，出现一定波动和偏差。因此，针对生产中L80-1钢级石油套管的力学性能影响因素进行一下具体分析。 1 力学性能要求 本次实验力学性能影响因素分析的石油套管，钢级：L80-1，材质：37Mn5，规格：139.7mm*9.17mm*12000mm，化学成分和力学性能要求依据API 5CT，具体要求如下表1和表2： 化学成分表1： 元素CSiMnCrCuSP标准0.34-0.390.20-0.351.25-1.50≤0.15≤0.20≤0.010≤0.020 力学性能要求表2： 抗拉Rm/MPa屈服Rel/MPa延伸率(T)A/%冲击功硬度≥655552-655≥18≥21≤23 2 生产工艺流程 生产准备→淬火炉→淬火机→回火炉→定径机→冷床→矫直机→冷床→标记→取样。 3 生产情况 生产时进行了20支工艺批试验，试验合格为后续批量生产做好了工艺准备。批量生产过程中拉伸性能出现较大波动，主要是屈服强度忽高忽低，造成批次式不合格。将不合格批次挑出，调整热处理工艺参数又进行了重新热处理。综合合格性能效果，比之前有所提高。热处理主要工艺参数：（1）淬火850-860℃，水冷，步进67S；回火615-620℃，空冷，步进67S。（2）淬火870-880℃，水冷，步进67S；回火605-610℃，空冷，步进67S。 4 力学性能分析 4.1分析方法：从出现性能波动不合格的钢管截取了共计27支管头试样，分别从力学、成分、组织等三方面进行了分析。 4.2力学性能分析 27支不同支钢管的管头试样的力学性能统计如下图表1、图表2、图表3。由以下图表1、图表2和图表3的抗拉、屈服强度和延伸率分布图可以看出： 抗拉强度分布不均匀，数值越来越大，且跳