[发明专利]提高低温冲击韧性的油套管用钢及其制备方法

说明书

本发明是关于一种提高低温冲击韧性的油套管用钢及其制备方法，其中，油套管用钢按质量百分比包括：C：0.03～0.07％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.50～2.0％，S：≤0.005％，P：≤0.010％，Al：0.015～0.055％，O：0.0002～0.0010％，N：≤0.0015％，Ca：0.0020～0.0040％，Nb：0.050～0.10％，Ti：0.03～0.06％，Cr：0.25～0.45％，Ni：0.10～0.30％，Cu：0.10～0.50％，Nb+V+Ti≤0.15％，Re：0.05～0.15％，其余为Fe和其他不可避免的杂质，其中，Re由Ce：48％，La：32％，Pr：5％，Nd：5％，Pm+Sm+Eu+Gd：8％，其余为Fe和其他不可避免的杂质组成。能够显著提高低温环境下钢的耐冲击韧性。

技术领域

本发明涉及耐候钢生产技术领域，尤其涉及一种提高低温冲击韧性的油套管用钢及其制备方法。

背景技术

随着我国石油工业的发展，深井开采所用的油套管对钢材的性能提出了更高的要求，由于特殊的应用领域和使用环境(井下温度一般在-40℃以下，甚至更低)，要求钢板具有良好的低温冲击韧性、优良的成形性能、焊接性能和更高的强度等，在钻井过程中油套管起封隔地层和防止井壁坍塌的作用，是一次性消费的钻井管材，油套管因其复杂的使用环境，API Spec 5CT对油套管生产及使用有严格的要求。

长期以来，国内油套管大部分依赖进口，随着钢的微合金化和控轧控冷技术的发展，高级别的热轧板卷获得了优良的综合性能，九十年代国外开始用热轧板卷制造直缝电阻焊(ERW)套管替代传统的无缝钢管，获得了成功，取得了良好的经济效益。据美国石油协会统计，直缝电阻焊套管已占石油套管总量的60％以上，据日本的统计资料，ERW 焊接方法生产的套管占70％，其他工业发达国家的直缝电阻焊套管与无缝套管产量比至少为3：7，直缝焊套管的优势主要在于它的几何尺寸精度高、壁厚均匀、在地下服役时其抗挤毁和抗压溃的能力较同钢级无缝套管高10～15％。

由于油套管一般在低温环境下使用，用户要求即要具有高强度，又要具有良好的低温冲击韧性、焊接性能和成形性能，随着炼钢工艺技术进步，钢中的氧、氮、氢气和硫、磷含量已经控制到较低的水平，但在钢中仍存在夹杂物超标、成分波动过大现象，这种连铸坯经轧制后会生成连续的、长条状非金属夹杂物缺陷，有的会造成边裂、翘皮等质量问题，这些缺陷对钢的韧性，特别是低温冲击韧性的影响巨大，目前通过消除钢中夹杂物和有害气体的不利影响，改善低温冲击韧性的手段有限。

因此，有必要开发一种提高低温冲击韧性的油套管用钢及其制备方法，能够显著提高低温环境下钢的耐冲击韧性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此本发明提出了一种提高低温冲击韧性的油套管用钢及其制备方法。

有鉴于此，本发明的一方面提出了一种提高低温冲击韧性的油套管用钢，所述油套管用钢按质量百分比包括：C：0.03～0.07％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.50～2.0％，S：≤0.005％， P：≤0.010％，Al：0.015～0.055％，O：0.0002～0.0010％，N：≤0.0015％，Ca：0.0020～0.0040％， Nb：0.050～0.10％，Ti：0.03～0.06％，Cr：0.25～0.45％，Ni：0.10～0.30％，Cu：0.10～0.50％， Nb+V+Ti≤0.15％，Re：0.05～0.15％，其余为Fe和其他不可避免的杂质，其中，Re由Ce： 48％，La：32％，Pr：5％，Nd：5％，Pm+Sm+Eu+Gd：8％，其余为Fe和其他不可避免的杂质组成。

进一步地，所述油套管用钢的厚度为2.0mm至16.0mm。

进一步地，所述油套管用钢的抗拉强度700MPa至740MPa，屈服强度640MPa至670MPa，断后伸长率29％至33％。