地質鑽探管

隨着國內工業生產的發展，地質鑽探管的需求量越來越大， DZ60級地質鑽探管過去一直採用45MnMoB鋼製造，依據市場這一發展動態，為抓住機遇，儘快形成42MnMo7地質鑽探管的生產能力，以適應市場需求，依託自身技術力量對42MnMo7的生產工藝進行開發 ^[1]  。

42MnMo7鋼是德國曼乃斯曼公司按美國石油協會標準API開發的鋼種，主要用來生產N80油套管，該鋼種為貝氏體鋼， Ac1為720-730℃， Ac3為770-780℃，強度高、塑性低，脆性大，冷加工性能差。資料顯示，要提高42MnMo7鋼的塑性與韌性的途徑如下：

1.獲得細小的晶粒，因為貝氏體鋼的有效晶粒尺寸和奧氏體晶粒尺寸的關係要比鐵素體+珠光體鋼更為密切。所以在貝氏體轉變之前最大限度的減小奧氏體晶粒尺寸，從而獲得細小的晶粒以改善鋼韌性。添加細化晶粒的元素、合理的熱處理是細化晶粒的有效措施。

2.降低鋼中的P， S， N， H， O以及其它有害元素含量，減少鋼中的非金屬夾雜和適當降低鋼中的含碳量。降低鋼中有害元素含量，則可以減少它們在晶界的偏聚，使延遲破壞和環境脆化的敏感性大大降低;非金屬夾雜物是斷裂的裂紋源，減少非金屬夾雜也就降低了裂紋產生機率；C強化作用很高，但卻顯著降低韌性，在標準要求範圍內通過適當降低C的含量，對提高韌性是有益的。

3.最大限度的消除內應力，鋼管的內應力主要在冷熱變形過程中由於金屬內部產生大量位錯，位錯的堆集和相互干擾阻止滑移的進一步進行而產生的。內應力的存在使得鋼管塑性差，脆性大，只有最大限度的消除了內應力才能顯著提高鋼管的塑性和韌性。

4.減少表面氧化脱碳、吸氫.貝氏體鋼強度高塑性差，表面輕微的缺陷都有可能使鋼管產生裂紋和脆性斷裂。因此要對鋼坯加熱、鋼管的熱處理及酸洗進行嚴格控制 ^[2]  。

電弧爐初煉——爐外精煉——方坯連鑄——管坯軋製——管坯穿孔——荒管熱處理——鋼管冷拔——成品熱處理——鋼管矯正——驗收——包裝入庫

42MnMo7冶煉的關鍵是成分控制，降低有害雜質和氣體含量是避免鑄坯中的偏析，因此對冶煉工藝作了如下要求：

a.熔化過程注意控制吹氧強度，確保熔清碳大於0. 50%，終點碳大於0. 20%；

b.由於錳鐵加入量大，為防止錳鐵增P引起P超標，初煉爐放鋼P≤0.10%，放鋼温度大於1640℃；

c.按95%的回收率隨鋼流加入鈮鐵；

d.吊包温度:首包1580-1590℃ ，續包1560-1570℃。

42MnMo7為中碳貝氏體系列鋼，添加了一定量的Nb，Nb的加入可以阻止奧氏體原始晶粒在鋼坯加熱過程中的長大。考慮到把Nb固溶到奧氏體中及確保在再結晶區域軋製，因此加熱温度設定為1180-1220℃。控制終軋温度的目的為細化晶粒，防止管坯塑性劣化，大量研究表明：通過在奧氏體臨界温度附近軋製，由於變形温度降低，奧氏體再結晶能力弱，奧氏體晶體被壓延拉長，同時變形過程產生的位錯等缺陷不易消失，因此提供了大量的形核位置，形核率高，晶粒細化鋼材韌性好。軋製工藝控制中確定終軋温度為A_r3⁺（50-100）℃約820-870℃。

坯料檢驗—剪切下料—斜底爐加熱—二輥斜軋穿孔

管坯加熱時採用低温慢速，加熱出爐温度控制在1220-1240℃，加熱時間50-60min，軋製節奏控制3支/min，爐內布料支數保持在150支以上。

荒管經過去內應力退火、酸洗、潤滑後放置2-3天消除氫脆，再在75t鏈式冷拔機上拔製成品 ^[3]  。

通過控制冶煉、軋製，以及採用合理的荒管熱處理工藝後，鋼管冷拔拔制過程中十分順利，未出現裂紋、裂口、拔斷等現象，模具消耗穩定在合理水平，成材率在80%以上。成品鋼管經過熱處理後塑性好，強度高，滿足用户要求 ^[2]  。