衡钢过去生产的36Mn2V非调质N80油管及25CrMnMoNHengyang80Q调质油管性能好,生产工艺成熟,受到用户的好评,但由于受Mo、Cr、V等合金价格上涨的影响,造成油管生产成本增加,同时也使油田用户的生产成本增加。为了降低生产成本、提高市场竞争力,开发了一种新的钢种,不采用Mo、Cr、V等价格高的铁合金,通过调质处理达到N80钢级的性能要求。
钢的牌号定为HS02,碳含量控制在0.3%左右,选用锰作为合金化元素,其含量控制在1.15%左右,以提高钢的淬透性。其化学成分(质量分数,%)为:0.31C,0.28Si,1.30Mn,0.014S,0.007P,0.11Cu,0.04Ni,0.02Cr,0.01Mo,0.022As,0.013Sn,0.009Al;并将其轧成外径73mm、壁厚5.51mm的管子。
由于该钢是一种中碳钢,合金含量少,影响热处理工艺性能的主要因素是回火温度及时间,故确定淬火工艺为900℃保温30min,研究了回火温度(580~660℃)及保温时间(30~80min)对力学性能的影响。
通过实验研究,确定HS02钢生产N80油管热处理工艺为:淬火工艺900℃×35min;回火工艺630℃×70min。HS02钢经过调质处理后,金相组织为回火索氏体,晶粒度8.5级。经生产验证,采用优化的热处理工艺生产出的N80油管力学性能完全达到并超过API5CT标准对N80钢级的要求。(榕霖)