N80级石油套管在线形变热处理工艺

D0I:10.13374/i.issm1001053x.2002.06.016 第24卷第6期 北京科技大学学报 Vol.24 No.6 2002年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2002 N80级石油套管在线形变热处理工艺 余伟)陈银莉)陈雨来)廖东骏) 1)北京科技大学高效轧制国家工程研究中心2)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000833)武汉锅铁（集团）公司，武汉430083 摘要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：40M2V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≥22J,5≥555 MPa,,≥819MPa,延伸率d,≥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 关键词石油套管；形变热处理；组织；力学性能 分类号TG142.1;TG142.1 N80石油套管是高强韧性无缝钢管，通常 形；（©）模拟轧管后、再加热前的冷却，分别将试 采用热轧后进行离线热处理的生产工艺引，也 样冷却到850,550和400℃；(d)模拟再加热，将 可采用热轧方法直接生产N80石油套管的生产 试样加热到920或950℃保温5min:(e)模拟定 工艺，但必须结合定减径后的加速冷却4.钢管 径，降温至880或920℃，施加15%总变形；（①试 的在线形变热处理是指：结合生产线的工艺特 样变形后淬火，分析其组织.、 点，将连轧后毛坯管在中间冷床上冷却到特定 在生产条件下，40Mn2V毛坯管进行中间冷 温度，利用再加热炉实现热处理，利用其后的定 床上冷却至475-700℃，再加热至920℃后定径 诚径进行加工的工艺.与离线热处理相比，可以 的在线形变热处理工艺实验，生产成品尺寸为 降低生产成本.研究钢管在形变热处理过程中， 中177.8mm×8.05mm钢管，取样观察组织，测试 中间冷却温度和再加热温度等工艺参数对组织 力学性能.另外，采用连轧后直接入加热炉均 和性能的影响十分必要. 热、定径的工艺生产N80级套管，并与在线形变 热处理工艺进行对比 1实验材料及方法 2结果与分析 实验用钢42Mn2V的化学成分（质量分数） 为：0.41%C,1.57%Mn,0.20%Si,0.35%Cr, 2.1冷却过程的相变和组织 0.13%V,0.008%S,0.015%P. 模拟现场冷却条件下测定钢42Mn2V钢的 采用热膨胀法测定相变温度.用Gleeble 相变温度如表1所示 1500试验机将试样加热到950℃后保温5min, 表1不同冷却速度下钢的相变温度及相变组织 分别模拟φ225.8mm×6.32mm,φ173.4mm×9.87 Table 1 Transformation temperature and microstructure mm,244.6mm×11.99mm三种规格毛坯管的中 of steel in different cooling rates 间冷却过程，记录温度一膨胀量曲线，并分析试 相变温度/℃ 样金相组织. 规格/mm 各相比例% feafea fer taa fa.t 在线形变热处理的模拟步骤及工艺参数如 225.8×6.326435945535154147.5F+49.5P+43B 下：(a)先将试样加热到1150℃保温5-10min;b) 0173.4×9.8765860356251241715.3F+72.2P+12.5B 模拟毛管连轧，在1100℃实施1道次45%的变 φ244.6×11.99683619536--16.7F+83.3P ,,a为铁素体、珠光体、贝氏体的相变 收稿日期200109-21 余伟男，33岁，讲师，硕士 开始温度；，tr为珠光体、贝氏体的相变终止

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 级石油套管在线形变热处理工艺 余 伟 ” 陈银莉 ， 陈雨 来 ” 廖 东骏 ， 月匕京科技大学高效轧制国家工程研究中心 月匕京科技大学材料科学与工程学院 ， 北京 斌汉钢铁喋团 公司 ，武汉 摘 要 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 力 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 一 级 ， 生产无缝钢管的纵向冲击功 ， ， 氏 ， 延伸率咨，办 ， 满 足 标准对 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 石油套管力 学性能 的关键 关键词 石油套管 形变热处理 组织 力学性能 分类号 石油套管是高强 韧性无缝钢管 ， 通 常 采用热轧后进行离线热处理 的生产工艺 ‘同 也 可采用 热轧方法直接生产 石油套管 的生 产 工艺 ， 但必须结合定减径后 的加速冷却阳 钢管 的在线形变热处理是指 结合生产线 的工艺特 点 ， 将连轧后 毛坯管在 中间冷床上冷却到特定 温度 ， 利用再加热炉实现热处理 ， 利用其后 的定 减径进行加工 的工艺 与离线热处理相 比 ， 可 以 降低生产成本 研究钢管在形变热处理过程 中 ， 中间冷却温度和再加热温度等工艺参数对组织 和性 能的影 响十分必要 形 模拟轧管后 、 再加热前 的冷却 ， 分别将试 样冷却到 ， 和 ℃ 模拟再加 热 ， 将 试样加热到 或 ℃ 保温 模拟定 径 ， 降温至 或 ℃ ， 施加 总变形 勺试 样变形后 淬火 ， 分析其组 织 在生产条件下 ， 毛坯管进行 中间冷 床上冷却至 一 ℃ ， 再加热至 ℃ 后 定径 的在线形 变热处理工艺 实验 ， 生 产成 品 尺 寸为 中 钢管 ， 取样 观察组织 ， 测 试 力学性 能 另外 ， 采用 连 轧后 直接人加热炉 均 热 、 定径 的工艺生 产 级套管 ， 并与在线形变 热 处理工艺 进行对 比 实验材料及方法 实验用 钢 的化学成分 质量分数 为 ， ， ， ， ， ， 采 用 热膨胀法测 定 相 变温度 用 试验机将试样 加热 到 ℃ 后 保温 ， 分 别 模 拟 中 冲 · ， 拟 、 三种规格毛坯 管的 中 间冷却过程 ， 记录温度一膨胀量 曲线 ， 并分析试 样金 相 组织 在线形变热处理 的模拟步骤及工艺参数如 下 先将试样加热到 ℃ 保温 一 模拟 毛 管连轧 ， 在 ℃ 实施 道次 的变 结果与分析 冷却过程的相变和 组织 模拟现场冷却条件下 测 定钢 钢 的 相 变温度如表 所示 表 不 同冷却速 度 下钢 的相 变温度及相 变 组 织 规格 相变温度 ℃ 。 岛 ， 介 儿 。 几 ，。 各相 比例 存 ，， 介 ， 几 ， 。 几 ， 中 · · 中 · · 小 一 一 · 收稿 日期 一 一 余 伟 男 ， 岁 ， 讲师 ， 硕士 气 ， ， 气 为铁素体 、 珠光体 、 贝 氏体 的相 变 开始温度 耘。 气 为珠光体 、 贝 氏体 的相变终止 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．06．016

·6440 北京科技大学学报 2002年第6期 温度，E,P,B分别代表铁素体、珠光体、贝氏体 中225.8mm×6.32mm钢管中贝氏体的量较多， 可以看出：冷却速度对42M2V钢的相变温度 φ244.6mm×11.99mm的42Mn2V钢管冷却时，相 和组织的影响十分明显，冷却速度增加，钢管形 变终止温度在540℃左右，相变温度明显提高， 成贝氏体组织，相变温度相应降低.在模拟 组织全部为铁素体+珠光体 中173.4mm×9.87mm,Φ225.8mm×6.32mm冷却 2,2中间冷却终止温度对组织性能的影响 条件下，42Mn2V钢的相变终止温度约415℃， 中间冷却终止温度对奥氏体组织的影响见 173.4mm×9.87mm钢管中有少量贝氏体组织， 表2和图1. 表2中间冷却终止温度对奥氏体晶粒及均匀性的影响 Table 2 Effect of terminated temperature cooling on austenite grain size and heterogenity 模拟入炉 920℃再加热 950℃再加热 温度/℃ 晶粒平均尺寸/m ASTM级别 均匀性 晶粒平均尺寸/m ASTM级别均匀性 850 均匀 63.0 4.7 均匀 550 26.3 8.2 有混品 52.6 5.3 有混晶 400 11.6 9.6 均匀 38.5 7.3 均匀 00n 00m 100m 图1不同温度入炉加热后钢管的奥氏体组织 (a)550℃入炉，950℃加热；b)400℃入炉，50℃加热；(c)550℃入炉，920℃加热；(d)400℃入炉，920℃加热 Fig.1 Austenite grains of the steel tube at different temperatures of entering furnace 由表2可知：保温时间相同，降低人炉温度 粒尺寸产生直接影响，再加热前奥氏体的分解 (即中间冷却的终止温度)，再加热后奥氏体晶 程度越高，再加热后的奥氏体晶粒越细小 粒尺寸更细小，与850℃入炉相比，经400℃人 入炉温度在400和850℃时，再加热后奥氏 炉的形变热处理后，钢管的奥氏体晶粒度提高 体晶粒均匀，中间冷却后在550℃入炉，加热温 2.6级.加热温度从950降低至920℃，钢管的奥 度在920和950℃时，加热后奥氏体有混晶现 氏体晶粒度提高2~3级.对于225.8mm×6.32 象，表明在奥氏体部分分解的温度区间内终止 mm钢管，中间冷却到850,550和400℃时，其组 冷却，再加热后会导致混晶 织分别是：完全奥氏体、奥氏体+铁素体+珠光 采用42Mn2V生产177.8mm×8.05mm钢 体、铁素体+珠光体+贝氏体.因此，入炉温度或 管，在线形变热处理入炉温度对钢管纵向冲击 奥氏体组织的转变程度对再加热后的奥氏体晶 功的影响如图2所示.入炉温度在650℃以上

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 温度 ， ，， 分别代表铁素体 、 珠光体 、 贝 氏体 可 以看 出 冷却速度对 钢 的相 变温度 和组织 的影响十分明显 ， 冷却速度增加 ， 钢管形 成 贝 氏体组织 ， 相 变 温度相应 降低 在模拟 中 ， 中 冷却 条件下 ， 钢 的相 变终止温度约 ℃ ， 拟 ‘ 钢管 中有少量 贝 氏体组 织 ， 中 犯 钢 管 中贝 氏体 的量 较 多 ， 拟 、 的 钢管冷却时 ， 相 变终止温度在 ℃ 左右 ， 相 变温度 明显提高 ， 组 织全部为铁素体 珠光体 中间冷却终止温度对组织性能的影响 中间冷却终止温度对奥 氏体组织 的影 响见 表 和 图 表 中间冷却终止温度对奥氏体晶粒及均 匀性的影响 卜 妞 血 模拟人炉 温度 ℃ ℃ 再加热 ℃再加热 晶粒平均尺寸 脚 级别 均匀性 均匀 有混晶 均匀 晶粒平均尺寸 脚 级别 均匀性 均匀 有混晶 均匀 麦 ‘ ︸凡了、 八， ，‘了 挑︶‘一 、︸曰、﹃﹄ ” 图 不 同温度入炉加 热后钢 管的奥氏体组织 ℃入炉 ， ℃加 热 ℃入炉 ， ℃ 加 热 ℃入炉 ， ℃加 热 ℃入炉 ， ℃加 热 · 加 们 由表 可 知 保温时 间相 同 ， 降低人炉温度 即 中间冷却的终止温度 ， 再加热后奥 氏体 晶 粒尺寸更 细小 与 ℃ 人炉相 比 ， 经 ℃ 人 炉 的形变热处理后 ， 钢管的奥 氏体晶粒度提高 级 加热温度从 降低至 ℃ ， 钢管的奥 氏体 晶粒度提高 一 级 对于中 、 犯 钢管 ， 中间冷却到 ， 和 ℃ 时 ， 其组 织分别是 ‘ 完全奥 氏体 、 奥氏体 铁素体 珠光 体 、 铁素体 珠光体 贝 氏体 因此 ， 人炉温度或 奥 氏体组织 的转变程度对再加热后 的奥 氏体晶 粒尺 寸产生直接影 响 ， 再加热前奥 氏体 的分解 程度越高 ， 再加热后 的奥 氏体 晶粒越细小 人炉温度在 和 ℃ 时 ， 再加热后 奥 氏 体 晶粒均匀 中间冷却后在 ℃ 入炉 ， 加热温 度在 和 ℃ 时 ， 加热后 奥 氏体有混 晶现 象 ， 表 明在奥 氏体部分分解 的温度 区 间 内终止 冷却 ， 再加热后会导致混 晶 采用 生 产中 钢 管 ， 在线形 变热处理人炉 温度对钢管纵 向冲击 功 的影 响如 图 所示 入炉 温度在 ℃ 以上

Vol.24 余伟等：N80级石油套管在线形变热处理工艺 ·645· 时，钢管的纵向冲击功A很低；650-550℃时，随 中间冷却终止时，即入炉前的相变程度.奥氏体 入炉温度降低，A逐渐增加，但增加幅度较小： 分解越充分，再加热时按机制(1)形成的细小奥 入炉温度在550~510℃时，A平均值波动范围较 氏体分数越大，奥氏体平均晶粒尺寸越小.如果 大；510~475℃入炉，钢管4平均值增加幅度较 中间冷却至完全相变，加热后奥氏体组织才最 大；在475℃入炉，在线形变热处理钢管的的冲 细小、均匀，钢材的韧性才会充分提高 击功，平均达到67J,最低值为50J(将10mm× 2.3再加热温度对组织的影响 5.0mm×55mm试样的冲击功折算成10mm×10 再加热温度对奥氏体晶粒尺寸和力学性能 mm×55mm的V型缺口试样冲击功)， 的影响：从上述结果可以看出，提高形变热处 50 理加热温度，奥氏体晶粒长大，会导致冲击韧性 降低.在实验条件下，形变热处理中间冷却温度 40 同为400℃时，加热温度从920升高到950℃，奥 MAX 氏体晶粒尺寸从11.6增加到38.5μm;超过920℃ 后，奥氏体晶粒粗化趋势明显. AVER 加热温度对奥氏体晶粒的影响规律遵循晶 MIN 粒长大的经典理论.也就是加热温度高、保温时 间延长，奥氏体晶粒尺寸就会增大.控制合理的 再加热温度，可有效细化奥氏体晶粒，42M2V 450 500550600 650 700 钢的在线加热温度应控制在920℃左右. t/℃ 图2入炉温度对钢管冲击功的影响(10mm×5.0mm× 2.4冷却速度对组织和性能的影响 55mmV型缺口冲击试样) 从前面的实验和分析可知，冷却速度直接 Fig.2 Effect of furnace holding temperature on the tough- 影响中间冷却过程的组织转变类型和相变温 ness of casing tube (10 mmx5.0 mmx55 mm CVN sample) 度.在生产工艺布置确定的条件下，中间冷却速 度快，钢管会形成贝氏体组织，降低相变终止温 42Mn2V钢管的纵向冲击功要稳定达到API 一5CT标准的N80套管的单个冲击试样最小冲 度，因此必须降低入炉温度，延长生产节奏.为 击功23J要求，在线形变热处理入炉温度至少 保证相变能在较高的温度完成，提高入炉温度 应低于560℃. 必须适当降低冷却速度 2.5钢管的力学性能 42Mn2V钢在较慢冷却速度下（如Φ173.4 mm×9.87mm钢管冷却)产生的贝氏体数量少， 在生产条件下，不经小冷床而直接进再加 热炉均热后定径，钢管平均纵向冲击功仅9J, 在13%左右，贝氏体转变在470℃时已完成约 70%.未转变的奥氏体晶粒很细小，不会影响形 晶粒度5.56.5级.采用在线形变热处理工艺， 变热处理后奥氏体组织的均匀性.因此，对小直 控制入炉温度低于540℃，奥氏体晶粒度为 径或壁薄管可采用470℃以下人炉， 8.5~9级.在线形变热处理工艺比直接定径工艺 得到的晶粒度小2.5~3级.套管的组织和力学性 在线形变热处理时，中间冷却对组织的影 响与再加热过程中奥氏体的形核与长大机制有 能如表3所示. 从表中可以看出：经在线形变热处理的 关.钢管在中间冷床上冷却至A,与(A)或 42Mn2V钢管，纵向Ak≥22J,cs≥555MPa,≥ 之间，奥氏体部分分解，再加热时奥氏体按照两 种不同的形核和长大方式进行：(1)在铁素体一 819MPa,6≥23%.各项力学性能指标都达到 API5CT标准对N80级套管的要求.随钢管直 铁素体晶界，奥氏体以经典的方式形核和长大 (2)在铁素体一奥氏体晶界，奥氏体以原有未分 径和壁厚增加，在线形变热处理后钢管的强度 解的奥氏体为核长大，即奥氏体继续长大 和冲击功降低，而塑性有一定的提高.由于生产 机制(1)使奥氏体晶粒细化，机制(2)会使奥 177.8mm和244.5mm钢管冲击韧性的差异并 氏体晶粒有所长大.两种机制的共同作用时，奥 不是压缩比造成的.冲击功降低与毛坯管直径 和壁厚增加导致的中间冷却终止温度（入炉温 氏体晶粒变化的方向取决于哪种机制占优势 加热后奥氏体晶粒大小和均匀程度取决于 度)较高和定减径轧制后冷却慢有关

余伟等 级石 油套 管在 线形 变 热 处 理 工 艺 一 时 ， 钢管的纵 向冲击功瓜很低 一 ℃ 时 ， 随 人炉温度 降低 ，瓜逐 渐增加 ， 但增加 幅度较小 人炉温度在 一 ℃ 时 ， 瓜平均值波动范 围较 大 一 ℃ 人炉 ， 钢管瓜平均值增 加 幅度较 大 在 ℃ 人炉 ， 在线形变热处理钢管的 的冲 击功 ， 平 均达到 ， 最低值为 将 义 幻 试样 的 冲击功折算成 巧 的 型 缺 口 试样 冲击功 ℃ 图 入炉温度对钢管冲击功 的影 响 型 缺 口 冲击试样 卜 · 钢管的纵 向冲击功要稳定达到 一 标准 的 套管 的单个 冲击试样最小 冲 击功 要求 ， 在线形 变热处理入炉 温度至 少 应低 于 ℃ 钢 在 较慢冷却 速 度下 如中 钢管冷却 产生 的贝 氏体数量 少 ， 在 左右 ， 贝 氏体转变在 ℃ 时 已 完成约 未转变的奥 氏体 晶粒很细小 ， 不会影 响形 变热处理后奥 氏体组织 的均匀性 因此 ， 对小直 径或壁 薄管可 采用 ℃ 以下 入炉 在线形 变热处 理时 ， 中间冷却对组 织 的影 响与再加热过程 中奥 氏体的形核与长大机制有 关 钢 管在 中间冷床上冷却至从 与， 。 扭，或佃 之间 ， 奥 氏体部分分解 ， 再加热时奥 氏体按照 两 种 不 同的形 核和 长 大方式进行 在 铁素体一 铁素体晶界 ， 奥 氏体以经典的方式形核和长大 在铁素体一奥 氏体 晶界 ， 奥 氏体 以原有未分 解 的奥 氏体为核长大 ， 即奥 氏体继续长 大 机制 使奥 氏体晶粒细化 ， 机制 会使奥 氏体晶粒有所长大 两种机制 的共 同作用 时 ， 奥 氏体 晶粒变化 的方 向取决 于 哪 种机制 占优势 加热后 奥 氏体 晶粒大小和均匀程度取决于 中间冷却终止 时 ， 即人炉前 的相 变程度 奥 氏体 分解越充分 ， 再加 热时按 机制 形 成 的细 小 奥 氏体分数越大 ， 奥 氏体平均 晶粒尺 寸越小 如果 中间冷却至 完全相 变 ， 加热后 奥 氏体组织 才最 细小 、 均匀 ， 钢材 的韧性 才会充分提高 再加 热温度对组织 的影响 再加热温度对奥 氏体晶粒尺 寸和力 学性 能 的影 响 从上述结果可 以看 出 ， 提高形 变热处 理加热温度 ， 奥 氏体晶粒长大 ， 会导致 冲击韧性 降低 在 实验条件下 ， 形 变热处理 中间冷却温度 同为 ℃ 时 ， 加热温度从 升 高到 ℃ ， 奥 氏体晶粒尺寸从 增加 到 卿 超过 ℃ 后 ， 奥 氏体 晶粒粗化趋 势 明显 加热温度对奥 氏体 晶粒的影 响规律遵循 晶 粒长大的经典理论 也就是加热温度高 、 保温时 间延长 ， 奥 氏体晶粒尺 寸就会增大 控制合理的 再加热 温度 ， 可有效细 化奥 氏体 晶粒 ， 似 钢 的在线加 热温度应 控制在 ℃ 左右 冷却速度对组织和性能的影响 从前 面 的实验和 分析可 知 ， 冷却速度直接 影 响 中间 冷却过 程 的组 织 转 变类 型 和 相 变温 度 在生产工艺布置确定 的条件下 ， 中间冷却速 度快 ， 钢管会形成贝 氏体组织 ， 降低相变终止温 度 ， 因此必须 降低人炉 温度 ， 延长 生 产节 奏 为 保证相 变 能在较高的温度完成 ， 提高人炉温度 必须适 当降低冷却速度 钢管的力学性能 在生 产条件下 ， 不 经小冷床而 直接进再加 热炉均 热后 定径 ， 钢管平均纵 向冲击功仅 ， 晶粒度 一 级 采用 在线形变热处理工艺 ， 控 制 人 炉 温 度 低 于 ℃ ， 奥 氏 体 晶粒 度 为 一 级 在线形变热处理工艺 比直接定径工艺 得 到的晶粒度小 一 级 套管 的组织 和 力学性 能如 表 所示 从表 中可 以 看 出 经 在 线 形 变 热 处 理 的 钢管 ， 纵 向 ， 氏‘ ， 氏 戍 各 项 力 学 性 能 指 标 都达 到 一 标准对 级套管 的要求 随钢管直 径 和 壁厚增加 ， 在线形变热处 理后 钢管 的强 度 和 冲击功 降低 ， 而塑性有一定 的提高 由于生 产 中 和中 钢管冲击韧性 的差异并 不 是压 缩 比造成 的 冲击功降低与毛 坯 管直径 和壁厚增加导致 的 中间冷却终止温度 人炉 温 度 较高和 定减径 轧制后 冷却慢有关 ︶、﹃ 八曰内 月︸、 叫 月

·646· 北京科技大学学报 2002年第6期 表3不同规格42Mn2V钢管的力学性能 Table 3 Mechanical properties of 42Mn2V easing with different sizes 钢管规格/mm oo/MPa a/MPa 6/% 纵向A小 晶粒度 工艺 φ244.5×13.84 555-580 828-856 32-34 22-28 8.5 在线常化 φ244.5×10.03 566-591 821856 29-31 29-49 8.5 在线常化 φ177.8×8.05 593-646 819-915 24-27 36-58" 9.0 在线常化 177.8×8.05 593-671 915-973 23-27 7-11 5.5-6.5 直接定径 注：*10mm×7.5mm×55mm试样冲击功折算成10mm×10mm×55mm试样冲击功；*10mm×5.0mm×55mm试样冲击 功折算成10mm×10mm×55mm试样冲击功. 3 结论 治金工业出版社，1986.196 2 MeHbIukoBa P H.低锰钢套管的性能[J】.国外钢铁， (1)结合连轧管后的中间冷却和再加热，实 1985(7):59 现形变热处理，可以使奥氏体晶粒度提高2.5~3 3周民生，魏林，高玮，等.N80级钢管轧后余热淬火工 级，冲击韧性较直接定径工艺有大幅度提高. 艺研究U).钢铁，1992,27(1)：25 4 Pussegoda L N,Yue S,Jonas JJ.Effect of intermediate (2)采用形变热处理工艺，在相同再加热时 cooling on grain refinement and precipitation during rol- 间下，中间冷却时奥氏体分解比例越高，再加热 ling of seamless tubes [J],Material Science and Technol- 后晶粒越细小、均匀，钢管的韧性越高.小直径 0gy,1991,7(2):129 或壁薄套管可采用470℃以下入炉，再加热温度 5 Pussegoda LN,Yue S,Jonas J J.Laboratory simulation of 应控制在920℃左右. seamless tube piercing and rolling using dynamic re- (3)用在线形变热处理工艺生产的42Mn2V crystallisation schedules [J].Metallurgical Transactions A,1990,21A(1):153 钢管的力学性能达到了API-5CT标准中N80套 6 George Ruddle E,Pat Hunt J,Benoit Voyzelle.Pilot-scale 管的要求，力学性能分别为cas≥555MPa,≥ development of Ti-V-N microalloy steels for seamless 819MPa,d≥23%，纵向冲击功A≥22J. tubular products [A].Mechanical Working and Steel Pro- cessing Proceedings[C].Warrendale:Iron and Steel So- 参考文献 ciety of AIME,1990.375 1周高智.鞍山钢铁公司低合金钢性能手册M).北京： On-line Thermomechanical Treatment Process for N-80 Grade Oil Casing YU Wei",CHEN Yinli,CHEN Yulai,LIAO Dongjun 1)National Engineering Research Center for Advanced Rolling,UST Beijing,Beijing 100083 2)Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083 3)Wuhan Iron and Steel Group Co,Wuhan 430083 ABSTRACT The study focuses on fulfilling the on-line thermomechanical treatment(OLTM)process by in- termediate cooling,reheating and reduction rolling of rough tubes after mandrel rolling.The process is bene- ficial to high qualities and lower costing for seamless tubes.It is found that the austentic grain grade by OLTM is smaller 2.5-3 ASTM than that by direct sizing,the properties of 40Mn2V steel by OLTM are the longitudi- nal toughness A≥23J,os≥555Mpa,≥820Mpa,elongation,≥23%，matching the property demands of API Standard about N80 grade oil casing.The vital factors of improving impact toughness are the degree of austenite decomposition during intermediate cooling and the proper reheating temperature. KEY WORDS oil casing;on-line thermomechanical treatment;microstructure;mechanical property

一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 表 不 同规格 钢 管的力 学性能 月兔 七 钢管规格 中 中 中 中 犷 一 一 时 一 一 咨 一 一 纵向 幸 中 ， 晶粒度 ， 工艺 在线常化 在线常化 在线常化 直接定径 注 试样 冲击功折算成 试样 冲击功 试样 冲击 功折算成 试样 冲击功 结论 结合连 轧管后 的 中间冷却和再加热 ， 实 现形 变热处理 ， 可 以使奥 氏体 晶粒度提高 一 级 ， 冲击韧性较直接定径 工艺 有大幅度提高 采用 形 变热处理工艺 ， 在相 同再加热 时 间下 ， 中间冷却 时奥 氏体分解 比例越高 ， 再加热 后 晶粒越细 小 、 均匀 ， 钢管 的韧性越高 小 直径 或壁薄套管可采用 ℃ 以下人炉 ， 再加热温度 应控制在 ℃ 左右 用 在线形 变热处理工艺 生 产 的 钢管 的力 学 性能达到 了 妙 一 标准 中 套 管 的要求 ， 力 学性 能分别 为 丙 ， ， 氏 妻 ， 占 ， ， 纵 向冲击功 参 考 文 献 周高智 鞍 山钢铁公司低合金钢性能手册 北京 冶金工业 出版社 ， 、 坦联 低锰钢套管 的性能 ， 国外钢 铁 ， 周 民生 ， 魏林 ， 高玮 ， 等 级钢管轧后余热淬火工 艺研究 钢铁 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 一 一 一 晚 厄件 ， 一 一 了肠， 枷 己 月 ， 侧 口 口刀 “ ， 吨 ， ， ， ， 即 一 ， 勿 一 勿 ， 饰 妻 ， ， ， 氏 妻 ， 民 ， 雌 甲 · 一