[發明專利]一種高強度非磁性抗腐蝕材料

有效

• 申請號: 201710324611.5
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN107254627B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 羅賓·M·福布斯·瓊斯;喬治·J·小史密斯;賈森·P·費羅德;瓊-菲利普·A·托馬斯;拉梅什·S·米尼桑德拉姆
• 申請（專利權）人: 冶聯科技地產有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/52;C22C38/54;C22C38/58;B21J1/02;B21J1/04;B21J5/02
• 代理公司: 11287 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 林斯凱

本發明涉及一種高強度非磁性抗腐蝕材料。特別地，本發明涉及一種非磁性合金鍛件，其包括具有大于5.25英寸的直徑的圓形橫截面，且其中所述非磁性合金鍛件的至少一種機械性質在所述鍛件的橫截面上基本一致。

本申請是申請日為2014年2月17日、申請號為201480003206.8、發明名稱為“一種高強度非磁性抗腐蝕材料”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及加工高強度非磁性抗腐蝕合金的方法。本發明方法可在例如而不限于加工在化學、采礦、油氣工業中使用的合金方面得到應用。本發明還涉及通過包括本文討論的加工的方法制造的合金。

背景技術

在化學加工設施中使用的金屬合金部件可在苛刻條件下與高度腐蝕性和/或侵蝕性化合物接觸。例如，這些條件可使金屬合金部件經受高應力并大大促進腐蝕和侵蝕。如果必需替換化學加工設備的已損壞、磨損或腐蝕的金屬部件，則可能需要中止設施操作一段時間。因此，延長在化學加工設施中使用的金屬合金部件的有效使用壽命可降低產品成本。使用壽命可例如通過改進合金的機械性質和/或抗腐蝕性來延長。

類似地，在油氣鉆井操作中，鉆柱組件可能由于機械、化學和/或環境條件而降解。鉆柱組件可能經受撞擊、磨蝕、摩擦、熱、磨損、侵蝕、腐蝕和/或沉積。常規合金可能遭受消極地影響它們作為鉆柱組件的性能的一種或多種限制。例如，常規材料可能缺乏足夠的機械性質(例如，屈服強度、拉伸強度和/或疲勞強度)，具有不足的抗腐蝕性(例如，抗點蝕性和/或應力腐蝕裂紋)，或缺乏在井下環境持續時間操作所必需的非磁性性質。并且，常規合金的性質可能限制由這些合金制造的鉆柱組件的可能大小和形狀。這些限制可縮短組件的使用壽命，使油氣鉆井復雜化并使其成本增加。

已經發現，在中溫加工徑向鍛造一些高強度非磁性材料以產生優選的強度期間，在工件的橫截面中可能有不均勻變形或不均勻量的應變。該不均勻變形可例如表現為在鍛件的表面與中心之間的硬度和/或拉伸性質的差異。例如，在鍛件的表面觀察到的硬度、屈服強度和拉伸強度可能比在鍛件的中心觀察到的硬度、屈服強度和拉伸強度大。認為這些差異與在徑向鍛造期間在工件的橫截面的不同區域中產生的應變量的差異一致。

一種促進在鍛造棒的橫截面中的一致硬度的方法是在直接老化或溶液處理并老化的條件下使用時效硬化材料，例如鎳基超合金Alloy 718(UNS N07718)。已經包括使用冷或中溫加工以將硬度賦予合金的其它技術。已經使用該特定技術來硬化ATI Datalloy合金(UNS未指定)，它是自Allegheny Technologies Incorporated,Pittsburgh,Pennsylvania USA購得的高強度非磁性奧氏體不銹鋼。用以硬化ATI Datalloy合金的最終熱機械加工步驟包括在1075℉下中溫加工該材料到在徑向鍛件的橫截面積減縮約30％。利用稱為“P-750合金”(UNS未指定)、來源于Schoeller-Bleckmann OilfieldTechnology,Houston,Texas的高級合金鋼的另一方法通常公開在美國專利6,764,647號中，其全部公開內容在此通過引用的方式并入本文中。將P-750合金在680-1094℉的溫度下冷加工到橫截面積縮減約6-19％，以獲得在最終8-英寸坯段的橫截面中相對均勻的硬度。

在加工工件的橫截面上生成一致硬度的另一方法是增加用以由工件制造棒的冷或中溫加工的量。然而，這在具有等于或大于10英寸的成品直徑的棒的情況下變得不切實際，因為起始尺寸會超過錠料的實際極限，而在這些極限下，可使錠料熔融，而不賦予有問題的與熔融有關的缺陷。應當注意，如果起始工件的直徑足夠小，則可消除應變梯度，在成品棒的橫截面上產生一致的機械性質和硬度分布。

將期望開發可對于任何起始尺寸的高強度非磁性合金錠料或工件使用的熱機械方法，其在由該方法制造的棒或其它軋制產物的橫截面上生成相對一致量的應變。在加工棒的橫截面上生成相對恒定的應變分布還可在棒橫截面上產生通常一致的機械性質。

發明內容