回火温度对连续油管用钢组织与力学性能的影响

　　连续油管(CT)是相对于用螺纹连接下井的定尺常规油管而言的，长度一般达几百米至几千米，又称为挠性油管、蛇形管或盘管，指可缠绕在大直径卷筒上，由若干段钢带斜接在一起，经轧制成型焊接而成的无接头连续油管[1-3]。在国外，连续油管应用领域非常广泛，用于冲砂、洗井、诱喷助排、酸化、扩眼、完井、集输、射孔、钻井(侧钻水平井、小井眼井、定向井、欠平衡钻井等)井下作业已经有很长的历史，最大下入深度已经高达6.2484km。我国目前的连续油管技术主要用于冲砂、洗井、诱喷助排、酸洗等一些简单的井下作业[4-7]。连续油管用钢制造工艺如下: 首先钢板按要求规格剪成钢板条，卷成圆筒状，并用对焊或斜焊工艺将若干个钢板条筒连接成一体; 然后，将连续的钢板条卷成管状，再用高频电子加热滚焊焊成连续管; 最后，对焊缝和整管进行热处理[5]。连续油管用钢经热轧后性能并不能达到目标要求，因而，热处理制度是进一步提高连续油管用钢的关键因素之一。为此，本文探讨回火温度对连续油管用钢显微组织与性能的影响规律，以期为连续油管用钢实际生产提供依据。

　　1 实验内容及方法

　　实验用CT80连续油管用钢化学成分如表1所示。

　　将铸锭热锻成80mm厚的钢坯，最后在轧机上将钢坯轧制成4.5mm厚的钢板。具体轧制工艺: 将钢坯加热至1200℃，保温1h后进行轧制。轧制分粗轧和精轧两个阶段，粗轧温度为1100℃，粗轧温度控制在1000℃以上; 精轧温度为950℃，终轧温度为880℃。轧后进行850℃淬火。为了分析回火热处理对轧制后该钢显微组织和力学性能的影响，在热处理炉中将轧制钢板分别加热至550、600 、650、700℃保温10min后空冷至室温。

　　力学性能测试在CMT5105-SANS微型电子万能拉伸试验机上进行，并采用SSX-550型扫描电镜对断口形貌进行扫描，在Wilson-Wolpert 401 MVD维氏显微硬度计上采用静态压痕法来测量样品的硬度，显微组织采用4%硝酸酒精腐蚀后，在OlympusGX71型研究级倒置金相显微镜下观测。

　　2 实验结果与分析

　　2.1 回火温度对显微组织的影响

　　图1是CT80钢850℃淬火后，经550、600、650、700℃温度回火后的显微组织。组织中白色部分为未溶铁素体，黑色部分为回火索氏体加残留奥氏体的混合组织。

　　从图中可以明显看出，随着温度的升高，组织中的未溶铁素体含量逐渐增多。这是因为回火温度的升高导致固溶于马氏体中的碳不断以碳化物的形式析出，使马氏体的含碳量不断下降，因此马氏体含量逐渐减少，铁素体含量不断增加。而且随着温度的升高，带状组织越来越明显。图1(a)与图1(b)带状组织最不明显，组织细小且分布均匀，这样的组织有利于材料均匀延伸，可以提高CT80连续油管用钢抵抗低周期疲劳裂纹的能力，而且不存在纵向、横向性能差别较大的问题[8]。