[發明專利]一種深海采油裝備用鋼及其鍛件的制造方法

有效

• 申請號: 201610056442.7
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105483542B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 王章忠;巨佳;張保森;盛雪華;巴志新;毛向陽;杜小娟
• 申請（專利權）人: 南京工程學院;張家港海鍋重型鍛件有限公司
• 主分類號: C22C38/08
• 分類號: C22C38/08;C22C38/18;C22C38/14;C22C38/12;C22C38/06;C22C38/02;B21J5/00;C21D1/28;C21D1/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,王玉

1.一種深海采油裝備用鋼，其特征在于，所述鋼各成分及其質量百分比含量為：

碳0.30~0.40；

硅0.17~0.37；

錳0.50~0.80；

硫≤0.020；

磷≤0.025；

鉻1.10~1.70；

鎳2.75~3.25；

鉬0.25~0.40；

鈦1.00~1.30；

鋯0.50~0.80；

鐵余量。

2.一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）鍛前處理：以深海采油裝備用鋼為坯料，所述鋼各成分及其質量百分比含量為：

碳0.30~0.40；

硅0.17~0.37；

錳0.50~0.80；

硫≤0.020；

磷≤0.025；

鉻1.10~1.70；

鎳2.75~3.25；

鉬0.25~0.40；

鈦1.00~1.30；

鋯0.50~0.80；

鐵余量，

在坯料表面涂覆一層玻璃狀涂層，然后再利用自由鍛對所述坯料進行熱鍛，得到閥座一次鍛造坯；

（2）鍛造：

①采用自由鍛進行初次鍛造得到一次鍛造坯，鍛造始鍛溫度為1200℃，終鍛溫度為800℃，鍛造比大于3.5:1；

②然后采用自由束縛鍛再次進行鍛造，得到二次鍛造坯，鍛造始鍛溫度為1150℃，終鍛溫度為950℃，鍛造比大于3:1；

（3）鍛后熱處理：對步驟（2）得到的二次鍛造坯進行正火處理；

（4）性能熱處理：

①對步驟（3）得到的二次鍛造坯采用緩-急-緩梯度升溫方式升到1150~1200℃，然后采用水冷-空冷三次循環交替方式淬火；

②對淬火后的二次鍛造坯采用回火-水冷-再回火-再水冷的二次回火處理，即得到所述深海采油裝備用鋼鍛件。

3.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（1）中所述玻璃狀涂層主要成分及其質量百分比含量為：

SiO₂ 55%；

Al₂O₃5% ；

黏土10%；

水玻璃30%。

4.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（2）中，步驟①的具體鍛造步驟為：將坯料沿軸向鐓粗→將鐓粗的坯料沿直徑方向鐓拔→二次鐓粗→二次鐓拔→三次鐓粗→三次鐓拔→四次鐓粗→四次鐓拔。

5.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（2）中，步驟②的具體鍛造步驟為：將坯料在束縛作用下沿軸向鐓粗→將鐓粗的坯料在束縛作用下沿直徑方向鐓拔→在束縛作用下二次鐓粗→在束縛作用下二次鐓拔→在束縛作用下三次鐓粗→在束縛作用下三次鐓拔→在束縛作用下四次鐓粗→在束縛作用下四次鐓拔。

6.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（3）中，所述正火處理具體包括以下步驟：將步驟（2）得到的二次鍛造坯加熱至1000±20℃并保溫至少5小時后，出爐空冷至室溫。

7.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（4）中，步驟①緩-急-緩梯度升溫方式的具體步驟為：以不高于60℃/h的速度緩慢升溫到600~650℃，然后保溫3-5h；然后以不低于200℃/h的溫度快速升溫到900~950℃后保溫3~5h；然后再以不高于50℃/h 慢速升溫到1150~1200℃，并保溫2~3h。

8.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（4）中，步驟①水冷-空冷三次循環交替間歇淬火工藝中入水冷卻時間t按照經驗公式t=K×D來估算，式中，鋼鐵材料系數K為3~5s/mm，D為鍛件的直徑，單位為mm；空氣冷卻時間為入水冷卻時間的5.0~10.0倍，開始時淬火的水溫低于20℃，結束時淬火的水溫低于50℃。

9.如權利要求2所述的一種深海采油裝備用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，上述步驟（4）中，步驟①采用水冷-空冷三次循環交替方式淬火的過程中，水冷時對水進行攪拌處理，其中，水的攪拌流速不小于0. 5 m/s。