高性能高耐腐蝕油管掛的材料及熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了高性能高耐腐蝕油管掛的材料及熱處理方法，材料由以下組分質(zhì)量百分比組成：C 0.10?0.15%，Si 0.20?0.40%，Mn 0.60?0.70%，P≤0.025%，S≤0.025%，Cr 12.50?13.50%，Mo 0.20?0.30%，Cu≤0.2%，Ni 0.50?0.60%，V≤0.1%，Sn 0.10?0.25%，其它微量元素總和≤0.1%，其余為Fe。取油管掛材料按工藝要求鍛造油管掛毛坯；油管掛毛坯預熱至650±10℃并保溫，再加熱至880±10℃并保溫后爐冷至室溫；退火處理后油管掛毛坯再預熱至650±10℃并保溫，再加熱至980±10℃并保溫后出爐風冷至室溫；正火處理后油管掛毛坯再預熱至650±10℃并保溫，再加熱至1010±10℃淬火并保溫后出爐油冷，加熱至700±10℃回火并保溫后出爐空冷。本發(fā)明的油管掛機械性能達到75K，沖擊性能達到35J（?60℃），硬度為220±2HB，耐腐穩(wěn)定性增強，產(chǎn)品安全性高。
【專利說明】
高性能高耐腐蝕油管控的材料及熱處理方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于工程材料技術領域，具體說是一種高性能高耐腐蝕油管掛的材料及熱 處理方法。
【背景技術】
[0002] 石油化工、天然氣、動力機械、汽輪機、鍋爐、和航空等工業(yè)中常用Cr-Mo合金鋼制 造零部件。運些部件除要求良好的加工性能和足夠的強度和初性外，根據(jù)用途不同還有一 些要求很高的抗高溫氧化腐蝕。根據(jù)行業(yè)內(nèi)研究，該種材料硬度在197-235皿的耐腐蝕性最 好，而220皿左右是耐腐蝕性、強度和初性最好的，我們定義為超級不誘鋼，然而熱處理工藝 很難保溫材料硬度。現(xiàn)代的石油化工和天然氣工業(yè)中，為適應特殊工作環(huán)境和高壓輸送的 要求，對材料的耐腐蝕性能和強度提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于:提供一種高性能高耐腐蝕油管掛的材料及熱處理方法，由該 高性能高耐腐蝕油管掛材料經(jīng)鍛造得油管掛毛巧，油管掛毛巧經(jīng)熱處理后不僅強度和初性 得到保證，而且耐腐蝕性極強。
[0004] 本發(fā)明的技術解決方案是該油管掛的材料由W下組分質(zhì)量百分比組成:(：0.10- 0.15%，Si 0.20-0.40%，Mn 0.60-0.70%，P《0.025%，S《0.025%，燈 12.50-13.50%，M〇 0.20-0.30%，Cu《0.2%，Ni 0.50-0.60%，V《0.1%，Sn 0.10-0.25%，其它微量元素總和《 0.1%，其余為化;油管掛機械性能達到75K，沖擊性能達到35K-60°C)，硬度為220±2皿。
[0005] 其中，高性能高耐腐蝕油管掛的熱處理方法包括W下步驟： (1) 鍛造油管掛毛巧:取油管掛的材料按工藝要求鍛造得油管掛毛巧； (2) 油管掛毛巧退火處理:油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫一段時間，再加熱至880 ± 1 (TC并保溫一段時間后爐冷至室溫； (3) 油管掛毛巧正火處理:退火處理后油管掛毛巧預熱至650 ±10°C并保溫一段時間， 再加熱至980±10°C并保溫一段時間后出爐風冷至室溫； (4) 調(diào)質(zhì)處理:對正火處理后油管掛毛巧進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理包括澤火和回火;正 火處理后油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫一段時間，繼續(xù)加熱至1010±10°C澤火并保 溫一段時間后出爐澤火液冷;再進爐加熱至700±10°C回火并保溫一段時間后出爐空冷。
[0006] 其中，退火、正火和澤火保溫時間按不少于1.5分鐘/mm計算，但最多不超過12小 時；回火保溫時間按不少于3分鐘/mm計算;正火預熱保溫時間和澤火預熱保溫時間按不少 于0.5分鐘/mm計算。
[0007] 其中，澤火前澤火液溫《38°C，澤火后澤火液溫《50°C，澤火后的工件出澤火液溫 度《250°C。
[000引本發(fā)明具有W下優(yōu)點： 1、本發(fā)明的熱處理工藝簡單，熱處理后的油管掛機械性能達到75K，沖擊性能達到35J (-60°C)，硬度恒定為220±2皿，質(zhì)量穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品的安全性，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本； 2、退火和正火處理:細化晶粒，改善組織，降低硬度，便于切削加工，并為調(diào)質(zhì)處理做準 備。
[0009] 3、本發(fā)明的油管掛材料的化學成分中加入了微量元素 Sn，Sn含量在0.10-0.25%之 間，保證了產(chǎn)品硬度恒定在220 ± 2皿，不僅強度和初性得到保證，而且耐腐蝕性極強，提高 熱處理穩(wěn)定性，保證熱處理質(zhì)量。
[0010] 4、與傳統(tǒng)的材料和熱處理工藝相比，硬度穩(wěn)定性好，耐腐蝕性強，工藝簡單易行， 便于工業(yè)化生產(chǎn)，特別適用于石油井口設備、承載承壓件套管頭的熱處理強化。
【附圖說明】
[0011] 圖1為退火熱處理曲線。
[0012] 圖2為正火熱處理曲線。
[0013] 圖3為調(diào)質(zhì)熱處理曲線。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步說明，運些實施例不能 理解為是對技術方案的限制。在運里油管掛的規(guī)格W調(diào)質(zhì)時最大的有效尺寸計算，如調(diào)質(zhì) 時最大有效尺寸為130mm，毛巧最大有效尺寸為200mm的油管掛則稱之為F130油管掛。
[0015] 實施例1:按W下步驟生產(chǎn)F130油管掛 (1) 鍛造油管掛毛巧：依W下組分取油管掛材料：C 0.10%，Si 0.20%，Mn 0.60%，P 0.01%，S 0.01% Cr 12.50%，M〇 0.20%，Cu 0.1%，Ni 0.50%，V0.01%，Sn 0.10%，其它微量元 素總和《0.1%，其余為化；按工藝要求鍛造油管掛毛巧； (2) 油管掛毛巧退火處理：油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫100分鐘，再加熱至880 ± 10°C并保溫300分鐘后爐冷至室溫； (3) 油管掛毛巧正火處理：油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫100分鐘，再加熱至980 ±10°C并保溫300分鐘后出爐風冷至室溫； (4) 調(diào)質(zhì)處理:對正火處理后油管掛毛巧進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理包括澤火和回火;正 火處理后油管掛毛巧先預熱至650 ±10°C并保溫65分鐘，繼續(xù)加熱至1010 ±10°C澤火并保 溫200分鐘后出爐澤火液冷，F(xiàn)130油管掛在澤火液中保持15分鐘，澤火前澤火液溫應《38 °C，澤火后澤火液溫《50°C，使得F130油管掛出澤火液后溫度在250°CW下;再進爐加熱至 700 ± 10°C回火并保溫250分鐘后出爐空冷至室溫。
[0016] 實施例2:按W下步驟生產(chǎn)F130油管掛： (1) 鍛造油管掛毛巧：依W下組分取油管掛材料：C 0.13%，Si 0.30%，Mn 0.65%，P 0.02%，S 0.02% Cr 13.00%，M〇 0.25%，Cu 0.15%，Ni 0.55%，V《0.05%，Sn 0.20%，其它微量 元素總和《0.1%，其余為化;按工藝要求鍛造得油管掛毛巧； (2) 油管掛毛巧退火處理：油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫100分鐘，再加熱至880 ± 10°C并保溫300分鐘后爐冷至室溫； (3) 油管掛毛巧正火處理：油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫100分鐘，再加熱至980 ±10°C并保溫300分鐘后出爐風冷至室溫； (4)調(diào)質(zhì)處理:對正火處理后油管掛毛巧進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理包括澤火和回火;正 火處理后油管掛毛巧先預熱至650 ±10°C并保溫65分鐘，繼續(xù)加熱至1010 ±10°C澤火并保 溫200分鐘后出爐澤火液冷，F(xiàn)130油管掛在澤火液中保持15分鐘，澤火前澤火液溫應《38 °C，澤火后澤火液溫《50°C，使得F130油管掛出澤火液后溫度在250°CW下;再進爐加熱至 700 ± 10°C回火并保溫250分鐘后出爐空冷至室溫。
[0017] 實施例3:按W下步驟生產(chǎn)F130油管掛： (1) 鍛造油管掛毛巧：依W下組分取油管掛材料：C 0.15%，Si 0.40%，Mn 0.70%，P 0.025%，S 0.025% Cr 13.50%，M〇 0.30%，Cu 0.2%，Ni 0.60%，V0.1%，Sn 0.25%，其他微量元 素總和《0.1%，其余為化;按工藝要求鍛造得油管掛毛巧； (2) 油管掛毛巧退火處理：油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫100分鐘，再加熱至880 ± 10°C并保溫300分鐘后爐冷至室溫； (3) 油管掛毛巧正火處理：油管掛毛巧預熱至650±10°C并保溫100分鐘，再加熱至980 ±10°C并保溫300分鐘后出爐風冷至室溫； (4) 調(diào)質(zhì)處理:對正火處理后油管掛毛巧進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理包括澤火和回火;正 火處理后油管掛毛巧先預熱至650 ±10°C并保溫65分鐘，繼續(xù)加熱至1010 ±10°C澤火并保 溫200分鐘后出爐澤火液冷，F(xiàn)130油管掛在澤火液中保持15分鐘，澤火前澤火液溫應《38 °C，澤火后澤火液溫《50°C，使得F130油管掛出澤火液后溫度在250°CW下;再進爐加熱至 700 ± 10°C回火并保溫250分鐘后出爐空冷至室溫。
[001引實施例1-3產(chǎn)品的機械性能見下表：
【主權項】
1. 高性能高耐腐蝕油管掛的材料，其特征是該油管掛的材料由以下組分質(zhì)量百分比組 成：C 0.10-0.15%，Si 0·20-0·40%，Μη 0·60-0·70%，Ρ彡0.025%，S彡0.025%，Cr 12.50-13·50%，Μ〇 0.20-0.30%，Cu 彡0.2%，Ni 0.50-0.60%，V彡0.1%，Sn 0.10-0.25%，其它微量元 素總和<0.1%，其余為Fe;油管掛機械性能達到75K，沖擊性能達到35J(-60°C)，硬度為220 ±2HB。2. 高性能高耐腐蝕油管掛的熱處理方法，其特征是該熱處理方法包括以下步驟： (1) 鍛造油管掛毛坯:取油管掛的材料按工藝要求鍛造得油管掛毛坯； (2) 油管掛毛坯退火處理：油管掛毛坯預熱至650±10°C并保溫一段時間，再加熱至880 ± 10 °C并保溫一段時間后爐冷至室溫； (3) 油管掛毛坯正火處理：退火處理后油管掛毛坯預熱至650±10°C并保溫一段時間， 再加熱至980±10°C并保溫一段時間后出爐風冷至室溫； (4) 調(diào)質(zhì)處理:對正火處理后油管掛毛坯進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理包括淬火和回火；正 火處理后油管掛毛坯預熱至650±10°C并保溫一段時間，繼續(xù)加熱至1010±10°C淬火并保 溫一段時間后出爐淬火液冷;再進爐加熱至700±10°C回火并保溫一段時間后出爐空冷。3. 根據(jù)權利要求2所述的高性能高耐腐蝕油管掛的熱處理方法，其特征是：退火、正火 和淬火保溫時間按不少于1.5分鐘/_計算，但最多不超過12小時；回火保溫時間按不少于3 分鐘/_計算;正火預熱保溫時間和淬火預熱保溫時間按不少于0.5分鐘/_計算。4. 根據(jù)權利要求2所述的高性能高耐腐蝕油管掛的熱處理方法，其特征是:淬火前淬火 液溫< 38 °C，淬火后淬火液溫< 50 °C，淬火后的工件出淬火液溫度< 250 °C。
【文檔編號】C21D9/00GK106011682SQ201610520624
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】吉哲, 范獻兵
【申請人】江蘇金石鑄鍛有限公司