深井高强度石油钻铤用aisi4145h钢的开发生产

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1、第39卷第5期山东冶金Vol.39，No.52017年10月ShandongMetallurgyOctober2017生产技术深井高强度石油钻铤用AISI4145H钢的开发生产欧阳峥容（山钢股份莱芜分公司技术中心，山东莱芜271004）摘要：通过优化合金成分设计，精选冶炼原料，电炉加强脱P，精炼过程加强脱气去夹杂，使用保护浇注等技术，采用电炉—LF精炼+VD真空脱气—连铸（电磁搅拌）—轧材—退火—精整矫直工艺路线，山钢股份莱芜分公司开发了深井高强度钻铤用AISI4145H钢。产品实物质量检测表明，钢成分控制窄，低倍组织致密，晶粒细小弥散，综合力学性能及淬透性良好，常温冲击和-20℃

2、低温冲击韧性比标准要求的富余量大，经退火矫直后，硬度及外观尺寸均满足客户使用要求，目前已实现批量生产。关键词：AISI4145H钢；石油钻铤用钢；力学性能；冲击韧性；淬透性中图分类号：TF762；TG142.1文献标识码：B文章编号：1004-4620（2017）05-0029-03目视可见的缩孔、气泡、裂纹、白点、夹杂、分层、翻皮1前言等缺陷。酸浸低倍组织合格级别应符合以下要求：一随着我国石油天然气工业的不断发展，对作为般疏松≤2.0级，中心疏松≤2.0级，偏析≤2.0级，不石油钻井作业中必不可少钻具石油钻铤的需求越来允许有一般点状偏析和边缘点状偏析。越大，同时钻井作业对钻铤的质

3、量提出的要求也越3）力学性能。用预热处理过的毛坯（Φ25mm）制来越高。AISI4145H钢作为通过AISI美国钢铁协会成标准试样测定其纵向力学性能。推荐热处理制度：标准认证的国际通用石油钻铤用钢，主要用于加工淬火，850℃±20℃，油；回火，610℃±25℃，油。制造地下3000m深度工作的石油开采抽油管的外4）非金属夹杂物。按照GB/T10561标准中的A套管，在国内石油天然气行业广泛应用。该材料是一检验法检验钢材的非金属夹杂物，合格级别应符合种高强度、高硬度、抗扭转、抗弯曲、抗耐磨的特殊合表1规定。金结构钢，能承受钻井作业的高速旋转、与岩石的剧表1AISI4145H钢材中的非

4、金属夹杂物要求烈摩擦、大扭矩（钻井深度要达到3000m以上，钻项目A类B类C类D类Ds类总和铤要逐节连接下去）以及启动、停止时冲击力等各种细系≤2.0级≤2.0级≤2.0级≤2.0级≤2.0级≤12级粗系≤2.0级≤2.0级≤2.0级≤2.0级交变应力的作用。在复杂载荷的作用下，钻铤断裂失效的事故时有发生，轻则打捞、侧钻、延长钻井周期，5）晶粒度。钢材的奥氏体晶粒度≮6级。重则使整口井报废。由于AISI4145H钻铤用钢属于6）淬透性。用预热处理过的毛坯（Φ30mm）制技术含量较高的高附加值产品，各大钢铁企业都竞成标准试样检验钢材的淬透性，对钢的淬透性提出相抢占市场，产品竞争较为激

5、烈。山钢股份莱芜分公了要求。推荐热处理制度：正火（880～900℃）+端淬司凭借2013年投产的设备先进、配套设施齐全的（860℃±5℃）。100t电炉生产线，结合用户要求，采用电炉—LF精7）探伤。钢材逐支进行超声波内部探伤，探伤精炼+VD真空脱气—连铸（电磁搅拌）—轧材成材—度按GB/T4162标准中B级质量等级执行。退火—精整矫直工艺路线，成功开发了满足用户使8）圆钢以退火态交货，退火态交货硬度187～用要求的AISI4145H深井高强度石油钻铤用钢。229HB，保证压缩比≥6。9）外形要求。钢材的每米弯曲度≤2.5mm，总弯2主要技术要求曲度≤0.25%，钢材断面锯切平齐，

6、切斜度≤圆钢公1）用户对钢的化学成分（熔炼成分）提出了要求。称直径的10%2）低倍组织。钢材按照GB/T1979进行低倍组［1-2］3生产实践织检验，钢材的横截面酸浸低倍组织试片上不得有1）冶炼。采用EBT超高功率100t电炉冶炼，为收稿日期：2017-06-22了有效降低钢中夹杂物含量，电炉冶炼铁水的兑入作者简介：欧阳峥容，女，1984年生，2008年毕业于东北大学冶金工量＞60%，入炉原料经过优选，不允许配入渣铁、罐程专业。现为山钢股份莱芜分公司技术中心工程师，从事优特钢产品研发工作。帮铁等高磷高硫废钢，同时炉体状况良好才能冶炼，292017年10月山东冶金第39卷保证最佳炉况

7、并减少由炉体因素而使钢中的气体含为了保证铸坯的表面质量，应稳定结晶器液面，量增加。电炉冶炼全过程保持泡沫渣操作，均匀脱避免液面波动引起坯壳生长的不均匀、卷渣等；采用碳、减少吸氮，采用大渣量深脱碳以加强脱P，控制高频率小振幅的结晶器振动机构，以减少振痕深度；终点[P]≤0.008%。高温快速脱碳，控制终点[C]≥选用具有良好吸收夹杂物能力和渣膜润滑能力的连0.10%，其余残余元素含量符合设计要求。钢水出钢铸保护渣。浇注断面Φ500mm铸坯，拉速在（0.35±温度控制在1