地质钻探管的用途、材质及生产工艺开发
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|常用材料/钢种：DZ40、DZ50、DZ60、R780等。
地质钻探管是用于地质钻探的管材，随着我国工业生产的发展，地质钻探管的需求量越来越大，DZ60级地质钻探管以前都是用钢制造，根据市场发展趋势，为了抢占先机，尽快形成地质钻探管生产能力，满足市场需求，并依托自身技术实力，开发生产工艺。
介绍
随着我国工业生产的发展，地质钻探管的需求量越来越大地质钢管，过去一直采用DZ60级的地质钻探管为钢材质，根据这一市场发展趋势，为抓住机遇，迅速形成满足市场需求的地质钻探管生产能力，公司依托自身技术力量，开发生产工艺[1]。
钢种特征分析
钢种是德国曼内斯曼公司根据美国石油协会API标准研制的一类钢种，主要用于生产N80石油套管。该类钢为贝氏体钢，Ac1为720～730℃，Ac3为770～780℃，强度高，但塑性低，脆性大，冷加工性能差。资料显示，提高钢的塑性和韧性的途径有以下几点：
1、获得细小晶粒，由于贝氏体钢的有效晶粒尺寸与奥氏体晶粒尺寸的关系比铁素体+珠光体钢更密切。因此，在贝氏体转变之前尽量减小奥氏体晶粒尺寸，以获得细小晶粒，提高钢的韧性。添加细化晶粒的元素和合理的热处理是细化晶粒的有效措施。
2、降低钢中P、S、N、H、O等有害元素含量，减少钢中非金属夹杂物，适当降低钢中碳含量。降低钢中有害元素含量，可减少它们在晶界的偏析，大大降低延迟失效和环境脆性的敏感性；非金属夹杂物是裂纹的根源，减少非金属夹杂物也会降低裂纹产生的概率；C有较高的强化作用，但明显降低韧性，在标准要求范围内适当降低C含量，有利于提高韧性。
3、最大限度消除内应力。钢管的内应力主要是由于金属在冷热变形过程中，内部产生的大量位错，位错的积累和相互干扰，阻碍了进一步的滑移。内应力的存在使钢管塑性差，脆性大。只有最大限度消除内应力，才能明显提高钢管的塑性和韧性。
4、减少表面氧化、脱碳和吸氢。贝氏体钢强度高，但塑性差，即使表面有轻微缺陷，也会引起钢管裂纹和脆性断裂。因此，对钢坯加热、钢管热处理、酸洗等工序必须严格控制[2]。
主要工艺流程
电弧炉初炼精炼-炉外精炼-钢坯连铸-管坯轧制-管坯穿孔-毛管热处理-钢管冷拔-成品热处理-钢管矫正-验收-包装入库
主要工艺特点
炼钢工艺的关键是成分控制，降低钢锭中有害杂质和气体的含量，避免钢锭内部产生偏析，因此对冶炼工艺提出如下要求：
a.熔炼过程中注意控制吹氧强度，保证熔体清碳大于0.50%，最终碳大于0.20%；
b.由于加入的锰铁量较大，为防止锰铁增P，造成P超标，一次冶炼炉排出的钢水P≤0.10%，出钢温度大于1640℃；
c.向钢流中添加铌铁，回收率为95%；
d.袋温：第一袋1580-1590℃，后续袋1560-1570℃。
管坯轧制成中碳贝氏体系列钢，并加入一定量的Nb。Nb的加入可以阻止钢坯加热过程中原奥氏体晶粒的长大。考虑到Nb固溶进奥氏体，保证在再结晶区轧制，加热温度定为1180～1220℃。控制终轧温度的目的是为了细化晶粒，防止管坯塑性下降。大量研究表明，在奥氏体临界温度附近轧制，变形温度降低，奥氏体的再结晶能力弱，奥氏体晶体被拉长、拉长，变形过程中产生的位错等缺陷不易消失，从而提供大量的形核点，形核率高，细晶粒钢韧性好。 在轧制过程控制中，确定终轧温度为Ar3+（50~100）℃，约为820~870℃。
管坯穿孔-剪切落料-倾斜炉加热-双辊斜轧穿孔
坯料采用低温慢速加热，炉温控制在1220～1240℃，加热时间50～60min，轧制节奏控制在3片/min，炉内材料支数保持在150片以上。
冷拔毛管经去应力退火、酸洗、润滑后放置2~3天，消除氢脆，然后在75t链式冷拔机上拉制成成品。[3]
概括
通过控制冶炼、轧制，采用合理的毛管热处理工艺，钢管冷拔过程平稳，无裂纹、裂缝、断裂，模具消耗稳定在合理水平，成品率在80%以上。热处理后成品钢管塑性好，强度高，满足用户要求[2]。
概述 国家标准 标准号：GB/T 14975-20121
中文名称：结构用无缝不锈钢管
英文名称：steel tubes for
中标分类：H48 ICS分类：77.140.75
标准分类号：CN 页数：18