[发明专利]低合金铸钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种低合金铸钢，具体说是满足美国石油学会（API）材料级别为75K的产品所用原料（30CrMo,4130）的低合金铸钢。

背景技术

美国石油学会（API）规定75K的产品所用原料（30CrMo,4130）的化学成分必须满足：

C ：0.28～0.33%              Cr：0.8～1.10%

Mn：0.40～0.70%              Si：0.20～0.35%

Mo：0.15～0.25%              P ：≤0.025%

S ：≤0.025%                  V：≤0.30%

Cu：≤0.20%                   Ni：≤0.30%。

    目前，用于石油、天然气钻采方面设备制造的铸钢不能满足机械性能要求，购买国外原材料生产成本高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种低合金铸钢，该铸钢符合API规定75K的产品所用原料（30CrMo,4130）的化学成分和机械性能的要求，用于石油、天然气钻采方面设备的制造，也可用于其他工程领域。

本发明的技术解决方案是：该铸钢的化学成分的质量百分比如下：

C ：0.29～0.32%    Cr：0.95～1.1%      Mn：0.55～0.60% 

Si：0.25～0.35%     Mo：0.20～0.25%    P ：≤0.025%

S ：≤0.025%        V ：≤0.30%         Fe：97.03～97.76%。

该铸钢的生产工艺包括以下步骤：

1.炉料的准备：在3T电弧炉中加入按上述组分配好的炉料；

2.熔化期：送电熔化炉料，炉料红透后吹氧助熔，炉料化清后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，出渣后随即加入石灰和萤石造渣；

3.氧化期：在前一阶段钢液温度较低，主要是造渣脱磷，待钢液温度达到 1550℃以上进入第二阶段进行氧化脱碳阶段；

4.还原期：氧化期扒渣后，立即用低粘度渣覆盖在钢液表面，减少钢液降温和吸气，低粘度渣由石灰和萤石依质量比4:1混合成，低粘度渣的加入量为钢液重量的2-3％，用大电流化渣5-10min，还原中期充分搅拌钢液，取样全分析；

5．出钢浇注：钢液精炼并真空脱气后，1600-1620℃出钢浇注，浇注温度1585-1605℃。

本发明具有以下优点：1、本发明的铸钢的碳当量CE≤0.68，CE=C+1/6Mn+1/5(Cr+Mo+V)+1/15(Cu+Ni)；可淬性Di≥3.1，

Di=(0.54C)(1+3.33Mn)(1+0.36Ni)(1+0.75Si)(1+2.16Cr)(1+3Mo)；

2、本发明的铸钢的机械性能为：抗拉强度大于等于655Mpa，屈服强度大于等于517Mpa，延伸率大于等于17%，断面收缩率大于等于35%，-46℃的冲击值大于等于20.3J。

3、氧化期降碳脱磷，去除钢液中有害的气体和杂物，并提高钢液的温度；还原期脱氧、脱硫、调整钢液化学成份及温度。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

实施例1-4：依以下具体步骤生产铸钢：

1.炉料的准备：在3T电弧炉中加入配好的炉料；

2.熔化期：送电熔化炉料，炉料红透后吹氧助熔，炉料化清后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，出渣后随即加入石灰和萤石造渣；

3.氧化期：在前一阶段钢液温度较低，主要是造渣脱磷，待钢液温度达到 1550℃以上进入第二阶段进行氧化脱碳阶段；

4.还原期：氧化期扒渣后，立即用低粘度渣覆盖在钢液表面，减少钢液降温和吸气，低粘度渣由石灰和萤石依质量比4:1混合成，低粘度渣的加入量为钢液重量的2-3％，用大电流化渣5-10min，还原中期充分搅拌钢液，取样全分析；

5．出钢浇注：钢液精炼并真空脱气后，1600-1620℃出钢浇注，浇注温度1585-1605℃。

其中，实施例1-4的几组典型实例化学成分如表1：

表1 化学成分(%)，其余为Fe

热处理后铸件机械性能标准见表2：

表2   机械性能

热处理后铸件机械性能几组典型实例见表3：

表3力学性能