本发明涉及合金结构钢领域，具体涉及一种用于深海环境下的抽油杆用钢。
背景技术：
1、抽油杆是石油行业连接抽油机和抽油泵的传动装置，它的质量直接关系到油井的正常生产寿命，一旦发生抽油杆断脱事故，就会造成大量的油管及抽油杆直接报废，每发生一次断杆事故，油井作业费和减产原油折价之和为2～3万元。随着石油工业的发展，国内外适宜采油区已经逐渐被开采完毕，具有很强的腐蚀介质(h2s、co2和氟化物)油田越来越多，普通抽油杆由于抗腐蚀能力较低已不能适应这些油井的开采需要，需要开发高强度、高韧性抽油杆钢。随着勘探技术的逐渐发展，更多恶劣环境下油田被发现，而开采这些油田需要强度韧性更高的钢材。抽油杆的主要失效形式为疲劳断裂和腐蚀疲劳断裂。抽油杆的疲劳强度和使用寿命决定和影响了整套抽油设备的最大泵深度和排量。
2、我国sy/t 5029标准中对钢质抽油杆力学性能等级进行了划分，其中hl级抽油杆具有最高的强度：抗拉强度rm为965～1195mpa、伸长率δ5≥12％(由a200换算而得)、断面收缩率z≥45％。目前国内普遍采用的35crmo、42crmo(yb/t 054)与专利cn101962737a公开的一种多元合金化超高强度抽油杆钢，经调质处理之后，可以达到上述hl级强韧性要求，但这几种钢抗拉强度达到1130mpa已是极限，强度再进一步提升的空间有限。专利号cn101177763公开了一种超高强度非调质抽油杆用钢，这种非调质钢直接以热轧态加工成抽油杆，即可达到hl级超高强度的要求。但由于以此类钢加工成抽油杆过程中，杆头、杆尾两部分需进行加热处理，导致强度降低，与其余部分性能差异过大，容易因此发生断杆事故。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于深海环境下的抽油杆用钢，具备较sy/t5029-2006标准中hl级抽油杆更高的强度与韧性。铜元素可以使得钢的耐腐蚀能力和耐磨性大大增加，将铜元素加入到抽油杆钢中，可以将钢材应用到深海环境中。抽油杆用钢的化学成分按质量百分比计包括：c：0.02-0.10％，si：0.10-1.00％，mn：1.20-1.80％，cr：8.50-14.00％，mo：0.10-1.00％，v：0.01-0.10％，cu：0.02％-1.00％，al：0.015-0.035％，p≤0.020％，s：≤0.010％，[o]≤0.002％，[h]≤0.0002％，余量为fe。
2、c碳是影响铸钢强度、硬度、韧性及淬透性、耐磨性的至关重要的元素。碳量高热处理后形成的高碳马氏体硬度高，但韧性低；碳量过低，硬度低，耐磨性不佳。在低温回火的低合金钢中，拉伸强度与c的重量百分含量保持线性关系。钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。本方案实施中c含量为0.02-0.10％。
3、si硅在钢中以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中，提高钢中固溶体的强度，在一定程度上降低钢的韧性和塑性。硅能显着提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比。硅能提高钢的退火、正火和淬火温度，降低碳在铁素体中的扩散速度，提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。硅和钼、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用。本方案实施中si含量为0.17-0.37％。
4、mn锰对钢的硬度和冲击韧度影响很大，硬度随锰含量的提高而上升，冲击韧度则随之下降。锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度，起到细化珠光体作用，也间接地起到提高珠光体钢强度的作用。锰钢较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能。本方案实施中mn含量为1.20-1.80％。
5、cr铬提高钢的淬透性，同时固溶强化基体，细化组织，增加抗腐蚀能力，铬和铁形成连续固溶体，与碳形成多种化合物，提高耐磨性。铬能显着增加钢的淬透性，提高钢的回火脆性，提高强度和硬度。在结构钢和工具钢中，铬能显着提高强度、硬度和耐磨性，提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。本方案实施中cr含量为11.00-13.00％。
6、mo钼能显着提高钢的淬透性，提高钢的硬度和强度，冲击韧度在中等含量时取得最大值，改善钢的冲击韧度，提高综合性能，使钢在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。结构钢中加入钼，能提高机械性能，还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。本方案实施中mo含量为0.20-0.30％。
7、v钒是可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。本方案实施中v含量为0.10-0.30％。
8、cu铜能提高钢的强度和韧性，特别是耐腐蚀性能。本方案实施中cu含量为0.25％-1.00％。
9、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
10、s1、转炉冶炼：25mnv的材料为母体化学成分配方，采用感应电炉冶炼，采用铜铁合金、锰铁合金及铬铁脱氧合金化，温度为1500℃，时间为30min。
11、s2、真空精炼：为降低钢液中气体含量，采用vd进行脱气处理，要求在真空度≤67pa下保持时间≥15min，真空期间采用氩气搅拌，以利于气体的溢出和夹杂物的上浮。
12、s3、连铸：为避免铸坯缩孔、裂纹等缺陷的出现，过热度控制在20～35℃，为防止铸坯中心成分偏析，确保铸坯内部质量，连铸时采用结晶器电磁搅拌和铸坯凝固末端电磁搅拌。确保连铸拉速波动小于0.1m/min；二冷段采用气雾冷却，保证铸坯冷却均匀。
13、s4、轧制：钢锭热功送轧钢后，为保证钢锭透烧，加热温度采取1200～1220℃。
14、步骤s1中，所述反应原料为25mnv，采用电炉冶炼，温度为1500℃，时间为30min。。
15、步骤s1中，所述合金化成分为铜铁合金。
16、步骤s2中，所述精炼方法为真空精炼，真空度≤67pa，时间≥15min。
17、步骤s3中，所述连铸拉速波动小于0.1m/min。
18、步骤s4中，所述的轧制温度为1200～1220℃。
19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
20、以d级杆材质为25mnv的材料为母体化学成分配方，通过加入铜元素提高力学性能及防腐性能，提高碳元素含量，最终研发出一种用于深海环境下的抽油杆用钢。
1.一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，抽油杆用钢的化学成分按质量百分比计包括：c：0.02-0.10％，si：0.10-1.00％，mn：1.20-1.80％，cr：8.50-14.00％，mo：0.10-1.00％，v：0.01-0.30％，cu：0.02％-1.00％，p≤0.020％，s：≤0.010％，[o]≤0.002％，[h]≤0.0002％，余量为fe。
2.根据权利要求1所述的一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，钢的化学成分铜含量为0.25％-1.00％。
3.根据权利要求1所述的一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，步骤s1中，所述反应原料为25mnv，采用电炉冶炼，温度为1500℃，时间为30min。
4.根据权利要求1所述的一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，步骤s1中，所述合金化成分为铜铁合金。
5.根据权利要求1所述的一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，步骤s2中，所述精炼方法为真空精炼，真空度≤67pa，时间≥15min。
6.根据权利要求1所述的一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，步骤s2中，所述连铸拉速波动小于0.1m/min。
7.根据权利要求1所述的一种深海环境下抽油杆用钢，其特征在于，步骤s3中，所述的轧制温度为1200～1220℃。
8.由权利要求1至7任一项所述制备方法制得的一种深海环境下抽油杆用钢。
