[发明专利]一种深海采油管道互连防爆组件用锻件原料的生产方法

说明书

本发明公开了一种深海采油管道互连防爆组件用锻件原料的生产方法，其步骤为：1)坯钢选择、2)锻造、3)锻后热处理、4)性能热处理。本申请公开的技术方案，通过精炼配方设计、锻造工艺、锻后热处理、性能热处理工艺优化，使得深海采油管道互连用防爆组件用锻件原料，具有晶粒细化、淬透性高、综合力学性能好等优势。

技术领域

本发明具体涉及一种深海采油管道互连防爆组件用锻件原料的生产方法。

背景技术

采油对设备的要求是耐腐、耐压、抗冲击等要求。采油技术目前美国最先进，世界几大采油设备制造公司均在美国，如：NOV、DQ、FMC、CMR、GE等。

开发采油设备上的锻件是研发采油设备的关键。采油设备用锻件的材料，主要有8630、4130、F22等材料，主要用于深海阀体、活塞杆、阀盖等，目前中国的锻件生产深海采油设备，主要存在的问题是机械性能不过关，和内部有疏松、微裂纹、晶粒粗大等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种深海采油管道互连防爆组件用锻件原料的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种深海采油管道互连防爆组件用锻件原料的生产方法，其步骤为：

1)坯钢选择：坯钢为完全镇静细化晶粒，底部浇铸；其碳当量(CEV)为：0.85～0.92；

按质量百分含量，坯钢的化学组成为：C：0.31～0.34％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.95～1.05％，P：≤0.015％，S：≤0.006％，Cr：1.10～1.20％，Mo：0.35～0.50％，Ni：0.80～0.92％，Al：0.015～0.030％，Cu：≤0.20％，Nb：≤0.050％，Ti：≤0.010％，V：0.030～0.060％，B：≤0.0005％，Ca：≤0.005％，H：≤2ppm，O：≤20ppm，N：≤100ppm；其余元素为Fe和其他残余元素；

对坯钢的化学组成优化配比，来提高淬透性、提升综合力学性能，在冶炼时，需要优选炉料和生产工艺，确保钢中非金属夹杂物和Pb、Sb、Sn、As、Bi有害元素，降到最低值，添加具有细化晶粒提高强度作用的微合金Nb、V，提高锻件用钢的低温冲击韧性；Cr和Mo都是提高淬透性的元素，二种元素同时加入对提高淬透性更为明显。Mo又要强碳化物形成Mo₂C，能阻止奥氏体晶粒长大，Mo又是防止第二类回火脆性的元素，对提高高温回火后的冲击韧性有很大的帮助，再加入Ni后可以大大提高低温下的冲击韧性,V的加入进一步细化晶粒，提高强度和回火稳定性；

2)锻造：始锻温度1200℃，终锻温度为850℃，锻造比≥3.5:1；

始锻温度1200℃，超过1250℃容易造成过热，甚至过烧；根据坯料的大小确定合理的保温时间，合理的保温时间是保证晶粒不易粗大的基础；终锻温度为850℃，过低的终锻温度将增大零件开裂的可能性，过高易造成晶粒粗大；锻造比≥3.5:1，可确保锻造后结构紧密，而且能打碎粗大的奥氏体晶粒，夹杂物弥散分布，消除带状组织，减轻各向异性；在锻造温度850～900℃时，采用轻打快锻的锻造工艺，可以使晶粒更细小，对提高力学性能奠定基础；

3)锻后热处理：正火880～900℃，风冷，回火650℃；

4)性能热处理：将锻件升温速度控制≤80℃/h，升温至650±8℃，保温1.5小时后，按≥100℃/h升温速度升温至880～900℃，在880～900℃保温1小时，然后降温至0～5℃，降温时间为1～2h，冷却时冷却水循环、搅拌；

锻件回火温度为610～630℃，保温30～60min后空冷。可得到回火索氏体金相组织，使产品具有高的强度、好的低温韧性和良好的淬透性及抗过热等性能。