[发明专利]一种采矿钻杆用锻造钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种采矿钻杆用锻造钢及其制备方法，涉及机械零件加工技术领域，该锻造钢包括以下元素成分：Fe、C、Si、Cr、Mn、Ni、Mo、P、S、N、B和不可去除的杂质元素。其制备方法是通过熔炼加热、锻造以及热处理制得的。本发明的锻造钢整体性能稳定优越，具有无磁性、高强度和优异耐腐蚀性能的特点，使用寿命长，应用宽泛，非常适用于采矿钻杆。

技术领域

本发明涉及机械零件加工技术领域，具体涉及一种采矿钻杆用锻造钢及其制备方法。

背景技术

在矿产开采的过程中，需要使用具有机械、物理及化学等方面有特殊性能的高品质 钢材。而目前用于矿产开采的钻探合金钢，不仅容易接触到各种形态的岩层，与腐蚀性介质发生反应，还需具备一定无磁性，从而根据地球的磁场确定钻探工具的确切位置， 然后控制钻探的方向，所以钻具要足够的强度及耐腐蚀性。考虑到地质岩层的复杂性， 钻铤合金锻造钢在操作中应具有更长的使用奉命，因此，提升合金锻造钢的性能尤为关 键。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种采矿钻杆用锻造钢及其制备方法， 该种锻造钢整体性能稳定优越，具有无磁性、高强度和优异耐腐蚀性能的特点，使用寿命长，应用宽泛，非常适用于采矿钻杆。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种采矿钻杆用锻造钢，该锻造钢的锻造组织为奥氏体组织，包括以下按重量百分 比计的元素成分：C：0.03-0.08％，Si：0.4-1.0％，Cr：6.15-10.0％，Mn：5.40-8.36％，Ni：0.35-0.65％，Mo：0.25-0.45％，P：≤0.006％；S：≤0.005％；N：0.004-0.008％； B：0.002-0.005％；余量为Fe和不可去除的杂质元素。

进一步地，上述锻造钢包括以下按重量百分比计的元素成分：C：0.04-0.06％，Si：0.6-0.8％，Cr：7.0-9.0％，Mn：6.50-7.50％，Ni：0.45-0.55％，Mo：0.30-0.40％，P： ≤0.005％；S：≤0.003％；N：0.005-0.007％；B：0.003-0.005％；余量为Fe和不可 去除的杂质元素。

更进一步地，上述锻造钢包括以下按重量百分比计的元素成分：C：0.05％，Si：0.7％， Cr：8.0％，Mn：7.0％，Ni：0.50％，Mo：0.35％，P：≤0.003％；S：≤0.002％；N：0.006％；B：0.004％；余量为Fe和不可去除的杂质元素。

上述的一种采矿钻杆用锻造钢的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)熔炼加热：将钢锭置于加热炉中，加热至1240-1380℃，保温8-10h；

(2)锻造：

初锻：将加热后的钢锭在温度960-1140℃范围内进行初次锻造，得锻坯；

保温成型：将所述锻坯置于加热炉中，在1020-1240℃条件下保温3-5h，然后锻造得到初步成型的锻件；

终锻：将所述初步成型的锻件在温度1050-1150℃范围内进行最终锻造，得到成品锻件；

(3)热处理：

预热：将所述成品锻件加热至880-1020℃，保温50-60min后风冷至340-380℃， 之后再加热至760-810℃，保温40-50min后出炉空冷至室温；

第一次回火：将预热后的锻件输送至回火炉中，加热至600-640℃，保温4-6h后随炉空冷至室温；

感应淬火：对所述锻件先后进行一段感应淬火处理和二段感应淬火处理；

第二次回火：将淬火后的锻件置于回火炉中，加热至480-520℃，保温8-12h后随炉空冷至室温。