孙晶，藏中山，梁红星，马继顺，金 梅，王洪兵，李柄睿

(1. 山东墨龙石油机械股份有限公司 山东 寿光 262700； 2. 中国商用飞机有限责任公司 上海 201324；3. 青岛工学院 山东 青岛 266300)

0 引 言

随着石油行业的发展，石油工业用钢的需求量日益增加，高钢级油套管需求量更是逐年增大，但是随着套管制造行业的不断竞争和原材料价格的不断上涨，其附加值逐步萎缩。P110是目前广泛使用的石油套管钢级，强度和韧性均较高，具有良好的综合力学性能[1-3]。许占海等人[4-5]提出的经济型30MnCr22钢种开始在P110钢级套管得到初步应用，但是实际生产发现，其应用于大直径套管时，回火温度过低，导致矫直终了温度存在低于400 ℃的情况，不能满足P110钢级PSL2等级的要求。

JMat Pro是英国Sente Software公司开发的材料性能模拟软件，基于金属材料类型可以计算模拟材料的多种性能和相图[6]。本文采用JMat Pro软件对新设计的30Mn2Cr试验钢进行热力学及相变计算分析，为该试验钢热处理工艺的设计和制定提供理论依据。

1 化学成分设计及热力学计算

30Mn2Cr试验钢的化学成分见表1，将表1中化学成分在JMat Pro软件中进行热力学模拟计算。图1为试验钢400～1 000 ℃平衡相组成计算结果，从图中可以看出，试验钢在400 ℃下由铁素体、碳化物M7C3和非金属化合物MnS组成。随着温度升高，605 ℃时碳化物M7C3完全溶解，700 ℃时奥氏体开始出现转化，并在790 ℃时达到99.99%，剩余部分为非金属化合物MnS。渗碳体在480 ℃开始出现，610 ℃趋于最大值，722 ℃完全溶解。

表1 P110钢种化学成分(质量分数) %

图1 30Mn2Cr试验钢在400～1 000 ℃范围内的各温度点平衡相组成