石油钻井吊卡用贝氏体钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石油钻井吊卡用贝氏体钢，由以下组分组成，质量百分比（单位是%）分别是：0.1≤C≤0.23、0.15＜Si≤0.4、1.5＜Mn≤1.95、P≤0.02、S≤0.02、0.7＜Cr≤1、0.9＜Ni≤1.4、0.3＜Mo≤0.4、0.1＜V≤0.2，其余为Fe。本发明专利技术还公开了上述石油钻井吊卡用贝氏体钢的制备方法，其热处理工艺参数为：正火890-910℃空冷2.5-3.5小时，回火190-210℃空冷4.5-5.5小时。本发明专利技术的材料及其制备方法，所获得的组织是由粒状贝氏体F和残余奥氏体组成，具有良好的综合力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料科学
，涉及ー种石油钻井吊卡用贝氏体钢，本专利技术还涉及该种石油钻井吊卡用贝氏体钢的制备方法。
技术介绍
近年来，对于贝氏体钢的研究和应用有了很大的发展。贝氏体钢作为ー种钢系，已广泛用于铁路、工程机械、压カ容器、鉄路、舰船、集装箱等诸多领域，并已取得了良好实用效果。根据石油钻采设备的服役条件，结合贝氏体钢的优良特性，研究既有较高的強度，又有良好的韧性，比调质钢综合力学性能更优良的贝氏体钢，在实际生产过程中效率得到提 高，结合石油钻采装备服役条件需要，根据贝氏体钢的优良特点，有必要深入开展高强韧性贝氏体钢的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种石油钻井吊卡用贝氏体钢，解决了现有高强钢在淬回火热处理工艺条件下的力学性能、尤其是低温韧性，不能满足石油钻采装备服役条件的需要问题。本专利技术的另ー目的是提供上述的石油钻井吊卡用贝氏体钢的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，ー种石油钻井吊卡用贝氏体钢，由下述的组分按照质量百分比组成O. I 彡 C 彡 O. 23,0. 15 < Si ^ O. 4,1. 5 < Mn ^ I. 95、P 彡 O. 02、S 彡 O. 02,0. 7<Cr ^ 1,0. 9 < Ni 彡 I. 4,0. 3 < Mo 彡 O. 4,0. I < V ^ O. 2，其余为 Fe，单位为 Wt%。本专利技术所采用的另ー技术方案是，ー种上述的石油钻井吊卡用贝氏体钢的制备方法，按照以下步骤实施步骤I、称量各个组分，各个组分质量百分比分别是0. I ^ C ^ O. 23、0. 15<Si 彡 O. 4、1· 5 < Mn 彡 I. 95、P 彡 O. 02、S 彡 O. 02,0. 7 < Cr ^ 1,0. 9 < Ni 彡 I. 4,0. 3<Mo彡O. 4、0. I < V彡O. 2，其余为Fe，各个组分单位是Wt% ；步骤2、钢锭锻造中要留有切头切尾量，锻造比彡3. 5 ;锻后经退火处理，得到制备吊卡产品所需的圆钢；步骤3、对步骤2得到的圆钢进行热处理，热处理工艺參数为正火890_910°C空冷2.5-3. 5小时，回火190-210°C空冷4. 5-5. 5小时，即成。本专利技术的有益效果是，该贝氏体钢以Mn、Mo系为主，Cr、Ni、V为辅；该贝氏体钢采用正火、低温回火处理后，获得的组织是由粒状贝氏体F和残余奥氏体组成，具有良好的综合力学性能，其力学性能指标达到了以下理想的水平抗拉强度RmS 1200MPa、屈服強度Rpa2彡900MPa、断后伸长率A4彡14%、常温V型缺ロ冲击吸收功彡56J、低温(一 20°C )V型缺ロ冲击吸收功彡42J ;硬度38HRC 42HRC (相当于350HB 390HB)。附图说明图I是本专利技术贝氏体钢实施例I在空冷冷却方式下的显微组织图片；图2是本专利技术贝氏体钢实施例I在风冷冷却方式下的显微组织图片；图3是本专利技术贝氏体钢实施例I在气冷冷却方式下的显微组织图片。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的石油钻井吊卡用贝氏体钢，由以下组分组成，质量百分比(単位是％)分别是0· I 彡 C 彡 O. 23,0. 15 < Si ^ O. 4,1. 5 < Mn ^ I. 95,P く O. 02,O. 02,0. 7 < Cr 彡 I、O. 9 < Ni ^ I. 4,0. 3 < Mo 彡 O. 4,0. I < V ^ O. 2，其余为 Fe。 在以Mn — Mo系为主的贝氏体钢中，其中Mn、Mo是主加元素，主要作用是为了获得低温贝氏体，而加入Cr、Ni元素则是为了提高钢的淬透性，保证钢在大截面尺寸条件下仍能得到均匀的贝氏体组织，并降低钢的冷脆转变温度，提高钢的低温韧性，V的作用主要是细化钢的晶粒，进ー步增加钢的强韧性。各个合金元素在贝氏体钢中的作用有以下几种Mn显著促进钢的贝氏体化，并且钢中贝氏体的生成率，随Mn含量的増加而提高，同时锰降低钢的相变温度，减缓奥氏体向珠光体的转变速度，使贝氏体铁素体形成温度向低温方向移动，提高贝氏体铁素体的强韧性，并显著増加钢的淬透性。Mo显著增加贝氏体钢过冷奥氏体的稳定性，推迟先共析铁素体和珠光体的转变，有利于转变为较多的板条状铁素体。此外，Mo能提高钢的回火抗力，将回火脆性温度推向更高的温度区间，可使钢在较高的温度内回火，对提高钢的塑韧性十分有利。加入一定含量的Ni和Cr，进ー步提高了钢的低温韧性和在较大截面尺寸范围内获得贝氏体铁素体即无碳化物贝氏体组织。Ni与Cr配合使用吋，能够显著増加钢的淬透性，确保大截面钢件能获得均匀的贝氏体；Ni的另ー个主要作用，就是降低Ar转变温度，是铁素体晶粒变细，同时可使珠光体片间距减少，有利于朝性的提闻，尤其是明显提闻钢的低温韧性。总之，上述各种合金元素的适当搭配加入钢中，能够获得完全均匀的无碳化物贝氏体组织和所要求的综合力学性能。本专利技术的石油钻井吊卡用贝氏体钢的制备方法，按照以下步骤实施步骤I、称量各个组分，各个组分质量百分比(単位是％)分别是0. I < C < O. 23、O. 15 < Si ^ O. 4,1. 5 < Mn ^ I. 95,P く O. 02,S く O. 02,0. 7 < Cr ^ 1,0. 9 < Ni 彡 I. 4、O. 3 < Mo彡O. 4,0. I < V彡O. 2，其余为Fe ;将所有组分混合均匀进行熔炼。步骤2、钢锭锻造中要留有足够的切头切尾量，以保证锻造质量，锻造比彡3. 5 ;锻后经退火处理，以避免造成氢致缺陷，并降低硬度便于机加工，得到制备吊卡产品所需的圆钢；步骤3、对步骤2得到的圆钢进行热处理，热处理工艺为正火890_910°C空冷2.5-3. 5小时，回火190-210°C空冷4. 5-5. 5小时，即成。实施例I步骤I、称量各个组分，各个组分质量百分比(単位是％)分别是C为O. 17、Si为O.3, Mn 为 I. 60、P 为 O. 01、S 为 O. OUCr 为 O. 8, Ni 为 I. 20, Mo 为 O. 35、V 为 O. 13，其余为Fe ;将所有组分混合均匀进行熔炼。步骤2、钢锭锻造中要留有足够的切头切尾量，以保证锻造质量，锻造比彡3. 5 ;锻后经退火处理，以避免造成氢致缺陷，并降低硬度便于机加工，得到制备吊卡产品所需的圆钢； 步骤3、对步骤2得到的圆钢进行热处理，热处理工艺为正火900°C空冷3小时，回火200°C空冷5小时，即成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油钻井吊卡用贝氏体钢，其特征在于，由下述的组分按照质量百分比组成：0.1≤C≤0.23、0.15＜Si≤0.4、1.5＜Mn≤1.95、P≤0.02、S≤0.02、0.7＜Cr≤1、0.9＜Ni≤1.4、0.3＜Mo≤0.4、0.1＜V≤0.2，其余为Fe，单位为Wt%。

【技术特征摘要】
1.ー种石油钻井吊卡用贝氏体钢，其特征在于，由下述的组分按照质量百分比组成O.I 彡 C 彡 O. 23,0. 15 < Si ^ O. 4、I. 5 < Mn 彡 I. 95、P 彡 O. 02、S 彡 O. 02、0· 7<(X I、O.9 < Ni 彡 I. 4、0· 3 < Mo 彡 O. 4、0· I < V 彡 O. 2，其余为 Fe，单位为 Wt%。2.—种权利要求I所述的石油钻井吊卡用贝氏体钢的制备方法，其特征在干，按照以下步骤实施 步骤I、称量各个组分，各个组分质量百分比分别是0. I < C < ...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志刚，党恩，高啸天，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：