石油与天然气是国家战略储备物资，随着油气田勘采逐步转向海洋深水、陆地深层和非常规的“两深一非”接替资源开发，对油气用高端特殊钢的应用也提出了更高要求。《世界金属导报》与中信泰富特钢集团旗下大冶特钢联合推出“油气用高端特殊钢研发与应用”专题，探讨我国油气用特殊钢的研发、应用成果并着眼未来，以期为国内外重大项目保驾护航，助力全球能源产业可持续发展。

随着全球能源市场的不断发展和壮大，油气工业对高性能材料的需求不断增加。不锈钢作为具有优异耐腐蚀性能和高温性能的材料，被广泛应用于油气行业。同时，随着全球油气开采新技术、新装备研发及应用技术水平不断提升，以及大量国际知名油服企业向中国转移，国内石油机加工厂对油气用不锈钢的需求日益增加。大冶特钢瞄准这一发展趋势，在2010年开始布局，旨在推动油气用不锈钢逐步替代进口并走出国门，使该公司成为世界一流的油气用不锈钢生产企业。

为此，大冶特钢经过十多年高端油气用不锈钢生产技术研究创新的不断积累，在产品开发、认证及质量提升方面取得显著成果，9Cr、13Cr等品种通过斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、威德福等国际知名油服公司的产品认证。该公司“页岩气开采用沉淀硬化型不锈钢压裂泵体大型锻件研究与开发”项目获得2021年度湖北省科技进步三等奖；“高强韧沉淀硬化型不锈钢在油气开采领域关键技术开发应用”项目获得2022年冶金科学技术奖三等奖。大冶特钢油气用不锈钢已成为国际冶金行业质量品牌产品，在北美、新加坡、中东、欧洲等市场有很高的占有率，国际市场声誉良好。

大冶特钢经过长期工艺技术摸索，通过耐CO₂、H₂S腐蚀不锈钢成分设计、超纯净钢非金属夹杂物控制技术、超大锭型高均质低偏析模铸技术、大变形细晶粒度控温锻造技术、高均匀性热处理技术等集成创新，并依托现代科学技术的快速发展，抓住油气用不锈钢开采新技术与新设备的开发与应用机遇，大量高难度油气用不锈钢通过国际知名油服及流体控制公司认证，不仅填补了国内空白，而且占领国际市场，同类产品质量相当或优于欧美等国际一流钢企。大冶特钢9Cr-1Mo 80ksi、410-13Cr 80ksi、410-13Cr 85ksi、416、420M、S13Cr 110ksi、17-4PH、15-5PH、25Cr等先后通过斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、威德福等国际知名油服公司的产品认证。该公司产品完全满足恶劣工作环境下能源材料的使用要求，产品质量达到国际领先水平，成为国际市场油气用不锈钢材料首选的中国优质供应商。

大冶特钢具备高炉、转炉、电炉、真空感应、真空自耗、电渣冶炼、锻造、轧制、制管整套生产线，具备为用户配套提供油气用锻件、棒、管等一揽子材料配套解决方案的能力。针对油气用产品对热处理炉的配置和管控要求，按照API 6A annex M、AMS2750、油气用户热处理规范及材料规范等要求，配置了台车式、箱式、连续式、井式等不同结构形式的淬火、固溶、回火、时效等热处理炉，可满足油气用产品固溶、时效、淬火、回火等不同热处理工艺要求，炉温均匀性高达±3℃，淬火最快入水≤40s。

大冶特钢在油气用不锈钢研发方面积极投入，紧贴市场需求，不断创新，多项产品实现了国内第一和国际先进，在国内外市场树立了品牌，赢得了口碑，极大推动了能源行业的发展。

1）页岩气用压力阀块、超大井口承压用不锈钢

页岩气用压力阀块是压裂设备的易消耗零件，采用合金结构钢材料平均使用寿命只有30h，因此选择新材料制造流体阀块提高使用寿命是国内外油气设备制造企业或油服企业积极研究的方向。2014年，大冶特钢利用15-5PH具有高强度、高耐腐性、高纵横比等特点，经过多次试验最终成为国内第一家、国际领先的制造大型沉淀硬化型不锈钢流体阀块的企业。由15-5PH制造的流体阀块其使用寿命达到1000h，处于国内外领先水平。到2023年，大冶特钢已对国内外主流整车生产企业和配套零件加工企业实现批量供货，市场反馈良好。

大冶特钢生产的压裂泵体锻件力学性能优异、组织均匀、纯净度好。力学性能是衡量材料的综合指标，其受到晶粒度、铁素体含量、偏析、纯净度等指标的综合影响。通过对横向力学性能对比，在拉伸性能相同的情况下，大冶特钢生产的压裂泵体锻件室温冲击性能是意大利对标公司冲击性能的2倍。采用美国赛默飞公司Explorer ASPEX电镜进行金属夹杂物检测，经过整体分析，结果显示，大冶特钢的夹杂物指数为4.8。采用SAE AMS 2315H-2020标准进行铁素体含量检测，大冶特钢生产的压裂泵体材料δ铁素体含量为0，无带状偏析。

大冶特钢将其成熟的大锻件热处理技术推广至超大井口承压设备、高承压食品安全领域。如防喷器用不锈钢材料F6NM 75ksi可生产的最大规格为600mm×550mm，全截面洛氏硬度可达22HRC以下，产品全面满足NACE MR0175耐腐蚀要求。

2）完井工具、阀门阀体用不锈钢

大冶特钢从2010年开始研发9Cr、13Cr系列调质材料，目前已批量生产超过13年。上述材料得到主流市场认可，产品覆盖北美、新加坡、中东、印度等地区，年销售量在6000吨以上，并先后通过斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、威德福等国际知名油服公司的认证，全球领先的石油、天然气行业原材料分销商Howco以及Energy Alloy （EA）等公司均长期稳定订货。2023年，大冶特钢全面开启S13Cr 95ksi、S13Cr 110ksi认证。据用户介绍，S13Cr属于油服市场里程碑类认证，起到承上启下的作用，一方面代表了油服公司对大冶特钢油气用不锈钢的认可，另一方面表明大冶特钢将进入更高端的油气用不锈钢应用领域。大冶特钢在认证中，材料设计不但从抗H₂S应力腐蚀开裂角度进行了研究，还结合实际服役环境对腐蚀质量损失和局部腐蚀进行了分析，产品具有高晶粒度和高均匀性的回火马氏体组织，δ铁素体控制在0.5%以内，全截面硬度差≤2HRC。

阀门、阀体用AISI 410SS、F6NM通常由棒料通过模锻制成油田阀体部件，具有优异的纵横向性能、低温冲击性能、耐蚀性能。该类部件主要技术难点是低温冲击韧性，根据用户使用环境的不同，通常有在-29℃、-46℃等不同冲击性能的要求。大冶特钢研发的电炉+冶金熔融炉混炼国家专利技术，具有冶炼周期短、金属料回收率高等优势。该公司通过采用高炉自产优质铁水或优质生铁+废钢进行冶炼，使P含量、五害等有害元素控制到极低水平，与传统采用废钢电炉冶炼的企业相比，具有明显的质量优势。冶炼成分采用内控+目标的方式控制，使最终产品性能保持稳定，冲击性能更优，成本相对更低，在国际市场具有很强的竞争力。

3）钻井不锈钢材料

国内钻具材料主要以合金结构钢为主，高端不锈钢钻井材料长期受制于国外垄断。在钻井过程中，不锈钢材料需要承受高温、高压、磨损和腐蚀等多种复杂工况的考验，因此对不锈钢材料的性能要求非常高。而且，钻具材料都是定尺整支交付，对材料的整体力学性能、组织状态、直线度、表面质量同样要求严格。大冶特钢在钻井不锈钢材料研发方面投入了大量的人力、物力和财力，通过不断的技术研究和试验，开发出了更适应钻井工况、具有优异性能的钻井不锈钢材料，具有高强度、高韧性、良好的耐腐蚀性和耐磨损性等。其中规格Ø210mm×6000mm的不锈钢材料空运至德国进行了全方位解剖检验，最终通过认证，成为国内唯一通过该材料认证的企业。大冶特钢钻井不锈钢材料的研发不仅提高了钻井作业的效率和安全性，同时也为油气工业的发展提供了强有力支持。大冶特钢在钻井不锈钢材料研发方面的投入和成果，使其在油气工业领域中占据重要地位，为推动中国油气工业发展作出了积极贡献。

大冶特钢在油气用不锈钢行业具有颇高的影响力。该公司生产的油气用特种不锈钢在国内外众多油气田的开发和建设项目中被广泛应用，这些特种不锈钢具有优异的耐腐蚀性能和高温机械性能，能够适应油气工业在超深、高温高压等恶劣开发环境下的需求。随着全球能源市场的不断发展和壮大，油气工业对高性能材料的需求也越来越高。大冶特钢作为国内重要的特种不锈钢生产企业，不断加大技术研发力度，致力于提供更高效、更耐用的特种不锈钢产品，以满足不断升级的油气工业需求。大冶特钢具备完整的研发体系和强大的技术实力，拥有一支高素质的研发团队，能够为客户提供定制化的特种不锈钢解决方案，帮助客户解决各种复杂的应用问题。

大冶特钢高端石油领域用不锈钢棒材获中国授权发明专利6件，发表相关学术论文8篇，有力推动了中国特种不锈钢产业的持续发展。

展望未来，大冶特钢将在如下几方面发力。

拓展应用领域：随着科技的不断进步，不锈钢在油气领域的应用领域将进一步拓展，大冶特钢除了维持中东、新加坡、北美等国际市场，新通过的挪威国家石油Norsok M-650的认证将扩大材料的应用领域。。

提高综合性能：大冶特钢将通过材料科学技术的不断突破，提高油气用不锈钢的综合性能，以满足超深井、特深井等更为苛刻的工况条件。

促进绿色发展：随着全球环境保护压力的提高，大冶特钢油气用不锈钢的发展将更加注重环保和节能，推动油气工业的绿色发展。

加强国际合作：大冶特钢将加强与其他国家和地区的合作与交流，共同推动油气用不锈钢的技术在全球范围的创新和发展。       （李造宇）