本發(fā)明涉及一種深海采油船用F60雙相不銹鋼管接頭鍛件原料生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

深海裝備常年處于高鹽、高壓、低溫、高沖擊等極其惡劣海況工作環(huán)境，因而要求鍛件產(chǎn)品具有高強度、耐腐、耐壓、高韌性(特別是低溫韌性)和抗沖擊性強、抗疲勞強等綜合性能。

F60高合金型雙相不銹鋼中含有Cr、Ni、Mo、N合金元素，具有良好的抗蝕性能。Cr、C、Mo、N等元素強化基體，降低脆性相析出，保證鋼的塑鋼性，所以鐵元素----奧氏體相的同時存在，相互間制約金屬晶粒長大，保持了鋼的細(xì)晶粒，晶界總面積大于單相鋼，鋼的強度高，特別是屈服強度很高，并且具有一定的塑鋼性。因為F60雙相不銹鋼具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐蝕性能，世界各國廣泛應(yīng)用在腐蝕條件下服役的鍛件產(chǎn)品上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種深海采油船用F60雙相不銹鋼管接頭鍛件原料生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種深海采油船用F60雙相不銹鋼管接頭鍛件原料生產(chǎn)方法，其步驟為：

a.取重量組分為：C:≤0.3％；Si:≤1.00％；Mn:≤2.00％；P:≤0.03％；S:≤0.02％；Cr:22-23％；Ni:4.5-6.5％；Mo:3.00-3.50％；N:0.14-0.20％；其余為Fe和其他殘余元素的坯鋼為原料進入預(yù)熱后的鍛造爐內(nèi)加熱至1200℃，開始鍛造，始鍛溫度控制在1150-1200℃，終鍛溫度不低于850℃，使用十字方向反復(fù)三次鐓粗拔長，然后將鍛件由終鍛溫度空冷至室溫；

b.機械加工去除其氧化表皮；

c.熱處理：將工件在預(yù)熱至400±10℃的加熱爐內(nèi)加溫至1050±10℃，加熱時間t≤4.0h，接著保溫4.0h以上，然后淬火水冷。

作為一種優(yōu)選的方案，開始淬火時，水溫需要限制在23℃以下；結(jié)束淬火時，水溫需要限制在26℃以下。

本發(fā)明的有益效果是：由于F60雙相不銹鋼中含碳量很低，C≤0.030％，為了保證鋼的耐蝕性能，利用Cr、Mo、N合金元素的固溶強化作用，來提高鋼的強度。

Cr含量為22～23％，能在鋼中形成穩(wěn)定的鈍化膜，是鐵素體形成元素，如果含量過高，在提高鋼屈服強度的同時，會引起脆性相的析出，使鋼的塑韌性降低；

Ni元素調(diào)整鋼的性能和耐蝕性，如顯著提高Ni含量，鐵素體量會降低，會引發(fā)脆性相析出，降低鋼的韌性和屈服強度，所以Ni含量控制在4.5～5.5％范圍內(nèi)；

Mo元素提高鈍化膜的穩(wěn)定性，增加鋼的抗蝕性能。但是顯著提高鋼的Mo含量，會促使脆性相析出，提高鋼的脆性，所以Mo在鋼中控制在3.0～3.5％范圍內(nèi)；

N在鋼中是穩(wěn)定奧氏體的元素，促進鈍化膜的均勻性和點蝕指數(shù)，提高抗點蝕性能，通過質(zhì)點析出，提高鋼的強度。

F60雙相不銹鋼在鍛造變形時，如果鍛造溫度過高或終鍛溫度過低，鋼在鐵素體和奧氏體兩相組織中進行塑性變形，由于鐵素體相和奧氏體相具有不同的變形抗力，鐵素體相流動性極限小于奧氏體相，而且鐵素體相變情況及再結(jié)晶速度不同，奧氏體相的加工硬化要快于鐵素體相，當(dāng)兩相在一起時同時變形時，必須產(chǎn)生很大的不均勻性，導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力值大于金屬的破斷強度時，則引起鍛件開裂缺陷；且F60鐵素體---奧氏體雙相不銹鋼的熱壓力加工性能比較差，因為鍛鋼的復(fù)相組織熱塑性低，鍛造時容易在兩相(γ和α相)的分界面上產(chǎn)生裂紋，若成形溫度過低，變形會聚集在較弱且塑性低的鐵素體中，造成變形區(qū)內(nèi)鐵素體開裂；若成型溫度過高，則鐵素體變得非常軟，且可能發(fā)生過熱撕裂現(xiàn)象；所以始鍛溫度控制在1150-1200℃，終鍛溫度不低于850℃。

F60雙相不銹鋼的鍛后冷卻如果太慢，則從鋼中析示脆性相，會使鋼的韌塑性顯著降低，再加上鍛件冷卻過程中的溫差應(yīng)力，也有可能引起鍛件裂紋；所以鍛后采取空冷至室溫，可以有效地抑制脆性相的析出。

F60雙相不銹鋼的固溶處理，是通過加熱、保溫和冷卻來實現(xiàn)的，用以改變鍛件用鋼中兩相的比例、兩相中的合金成分，清除其他析出相，從而使鍛件獲得優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。在加熱過程中，鋼于600℃～700℃開始析出脆性相，當(dāng)加熱到750℃～900℃時，相大量析出，即是鋼相大量析出的敏感區(qū)間，所以本方法采用將工件在預(yù)熱至400±10℃的加熱爐內(nèi)加溫至1050±10℃，加熱時間t≤4.0h，接著保溫4.0h，以避免鍛件在600℃～900℃的溫度范圍內(nèi)長時間加熱，減少脆性相析出。

F60雙相不銹鋼在1000℃顯微硬度出現(xiàn)最大值(即鐵素體含量最小)，1070℃出現(xiàn)最小值(即鐵素體含量最大)，當(dāng)鐵素體含量為50％時，斷裂敏感性最?。坏?dāng)鐵素體比例過高，呈連續(xù)網(wǎng)狀分布時，則鋼的抗晶間腐蝕能力最差，所以控制加熱溫度，以達到適宜的兩相比例、從而防止α相聚集長大十分重要，本方法中將加熱溫度控制在1050℃。

F60雙相不銹鋼固溶保溫后，必須進行快速冷卻，本方法采用淬火水冷，這樣可以預(yù)防脆性相的析出。脆性相硬而且脆，嚴(yán)重影響鋼的耐蝕性能，少量存在也可以破壞鋼的塑韌性。固溶處理能使鍛件析出相固溶到基體中，通過固溶后的快速冷卻過程，以細(xì)小微輕彌散的方式重新析示，強化固溶體，并提高鋼的韌性和抗蝕能力，來滿足鍛件產(chǎn)品服役條件下的使用要求。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實施方案。

一種深海采油船用F60雙相不銹鋼管接頭鍛件原料生產(chǎn)方法，其步驟為：

a.取重量組分為：C:≤0.3％；Si:≤1.00％；Mn:≤2.00％；P:≤0.03％；S:≤0.02％；Cr:22-23％；Ni:4.5-6.5％；Mo:3.00-3.50％；N:0.14-0.20％；其余為Fe和其他殘余元素的坯鋼為原料進入預(yù)熱后的鍛造爐內(nèi)加熱至1200℃，開始鍛造，始鍛溫度控制在1150-1200℃，終鍛溫度不低于850℃，使用十字方向反復(fù)三次鐓粗拔長，然后將鍛件由終鍛溫度空冷至室溫；

b.機械加工去除其氧化表皮；

c.熱處理：將工件在預(yù)熱至400±10℃的加熱爐內(nèi)加溫至1050±10℃，加熱時間t≤4.0h，接著保溫4.0h以上，然后淬火水冷，開始淬火時，水溫需要限制在23℃以下；結(jié)束淬火時，水溫需要限制在26℃以下。

本方法生產(chǎn)的鍛件的部分技術(shù)要求及試驗數(shù)據(jù)如下表：

上述的實施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用于限制本發(fā)明；應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。