[发明专利]一种深海采油设备接头用钢及其锻件的制造方法

说明书

本发明公开了一种深海采油设备接头用钢及其锻件的制造方法，包括以下步骤：以一种专用钢材为坯料，在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然后再采用自由锻加多向模锻的复合锻造方式对坯料进行锻造，得到接头的二次锻坯；对接头锻坯进行正火，并采用多次水冷‑空冷间歇淬火工艺对接头锻坯进行淬火热处理；对淬火后的接头锻坯采用回火‑空冷‑再回火‑再空冷的二次回火处理，即得到所述深海采油设备接头用钢锻件。本发明的锻造工艺与热处理工艺的组合有效地防止了形状复杂的大锻件淬火开裂，而且制造的深海采油设备接头用钢锻件的综合力学性能尤其是低温韧性大幅度提高，能很好地适用于深海低温工况环境。

技术领域

本发明涉及一种深海采油设备接头用钢及其锻件的制造方法，属于高性能的金属材料加工领域。

背景技术

南海982属于深海能源装备制造，代表着一个国家综合实力及整体制造技术水平。深海装备常年处于高盐、高压、低温、高冲击等极其恶劣海况工作环境，因而要求锻件产品具有高强度、耐腐、耐压、高韧性(特别是低温韧性)和抗冲击性强、抗疲劳强等综合性能。我国深海采油装备技术研究才开始起步，目前主要采油用装备基本依赖进口。本产品的开发可以替代进口、迈向国际，带动行业发展，将有利于带动我国深海能源装备技术的发展，同时也为我国海洋装备走向世界迈出坚实步伐。也可带动钢铁行业内涵发展，促进行业转型升级。目前我国钢铁行业产能过剩，但还有许多高品质特钢又不能生产而依靠进口，行业产品结构矛盾较大。

采油设备接头用锻件的材料，主要有4130、F22、8630和F60等材料，主要用于深海阀体接头、活塞杆接头、阀盖接头等，目前世界上三大采油设备生产商很少用中国的锻件生产深海采油设备接头。原因是我们的锻件质量达不倒他们的产品要求，主要存在的问题是机械性能不过关以及材料内部有疏松、微裂纹、晶粒粗大等缺陷，无法保证接头在深海采油设备中的使用寿命。因此，期望一种新的深海采油设备接头用钢及其锻造方法，使深海采油设备接头的性能能够满足深海采油环境的需求，从而解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种新的深海采油设备接头用钢及其锻造方法，制造的深海采油设备接头用钢锻件的抗腐蚀性和综合力学性能大幅度提高，材料内部无疏松、微裂纹、晶粒粗大等缺陷，能很好地适用于深海低温工况环境。

本发明提供一种深深海采油设备接头用钢，其特征在于，所述钢各成分及其质量百分比含量为：

本发明还提供了一种深海采油设备接头用钢锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)锻前处理：以上述核深海采油设备接头用钢为坯料，在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然后进炉加热至1150℃保温3小时，以备锻造；

(2)锻造：

①采用自由锻进行初次锻造得到一次锻造坯，锻造始锻温度为1150℃，终锻温度为900℃，锻造比大于4∶1；

②然后采用多向模锻再次进行锻造，得到二次锻造坯，锻造始锻温度为1200℃，终锻温度为950℃，锻造比大于4∶1；

(3)锻后热处理：对步骤(2)得到的二次锻造坯进行正火处理；

(4)性能热处理：

①对步骤(3)得到的二次锻造坯采用缓-急-缓-急四段式梯度升温方式升到1100℃，然后采用水冷-空冷多次循环交替淬火；

②对淬火后的二次锻造坯采用回火-空冷-再回火-再空冷的二次回火处理，即得到所述深海采油设备接头用钢锻件。

进一步地，上述步骤(1)中所述玻璃状涂层主要成分及其质量百分比含量为：