随着较易开采油气田资源减少，人们开始转向高温高压高矿化度高腐蚀性恶劣条件的油气田开采，普通碳钢管材已不能满足使用要求，据文献报道因腐蚀导致的油气井停产、报废事故很多，造成了很大的经济损失。双相钢和镍基合金等高合金性能优异，但是价格昂贵，而9Cr通过热处理后具备优异的力学性能和耐腐蚀性能，且经济型好，广泛用于石油机械装备和管材的生产领域，有着很好的发展前景[1−4]。9Cr钢具有良好的耐CO2腐蚀性，且韧性优异，非常适合用于高温高CO2分压和微量H2S含量的腐蚀性环境中，综合性能优于普通L80-13Cr，目前成为油气田开采环境用钢的主要材料[5−9]。目前9Cr钢管成熟的生产工艺是：铸锭—锻坯—坯料内外加工—热穿孔成型—调质处理，此工艺包括锻造工序，切除冒口，能耗高且成材率低。用连铸坯+热挤压成型工艺生产9Cr无缝管是新工艺，目前国内外文献还没有报道，新工艺避免了锻造工序，可以大大提高成材率，降低能耗和资源。本文以ϕ150 mm×40 mm的9Cr钢管为研究对象，研究通过63 MN卧式挤压机将连铸坯挤压成钢管，然后调质处理。对坯料组织、钢管组织、晶粒度和力学性能进行检测分析，为连铸坯直接挤压生产马氏体钢管工业化生产提供基础技术数据。
1. 实验材料、工艺路线和检测方法
1.1 实验材料
采用60 t电弧炉+LF炉外精炼+VD真空脱气+连铸的生产流程，工艺先进、质量优良，以废钢为原料，电弧炉熔炼结出钢水温度不低于1630 °C，炉外精炼的温度不低于1620 °C，真空脱气处理采用真空炉，真空度不大于67 Pa，连铸坯凝固后及时850 °C退火处理，释放应力和降低硬度。连铸坯外径380 mm，机加工到外径364 mm内径80 mm长度850 mm的空心坯料。在63 MN卧式挤压机上的挤压成型，钢管尺寸是ϕ150 mm×40 mm，化学成分见表1。
1.2 实验工艺路线
实验的工艺路线如下：电弧炉冶炼—连铸坯—软化退火—坯料分切—内镗外车—加工端面—感应炉加热—玻璃粉润滑内外表面—热挤压—堆垛环冷—调质处理—超声波无损探伤—组织、性能检测。
1.3 组织和力学性能检测
试样组织腐蚀剂是王水，晶粒度检测标准是ASTM E112—2012，高温铁素体检测标准是YB/T4402—2014，所用显微镜型号是德国蔡司Axio Imager A2m。力学性能检测取样位置在调质后钢管壁厚的1/2处，拉伸试样方向是纵向，检测标准是ASTM A370—2017，冲击功试样方向是横向，检测温度是−10 °C，检测标准是ASTM E23—2018，洛氏硬度在钢管横截面进行检测，检测标准是ASTM E18—2018。
2. 实验过程和结果分析
2.1 9Cr连铸坯的显微情况
由于连铸坯存在疏松和中心裂纹，取样时避开这些区域，在9Cr连铸坯横截面靠近半径的1/4和1/2处取组织样，图1是9Cr连铸坯料退火后放大100倍和500倍的显微组织照片。
