[發明專利]深海采油樹裝備用8630超長鍛件的生產方法

在審

• 申請號: 202011188642.0
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112281069A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 盛雪華;姚強;盛天宇;蔣偉
• 申請（專利權）人: 張家港海鍋新能源裝備股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/54;B21J5/00;C21D8/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明公開了一種深海采油樹裝備用8630超長鍛件的生產方法：下料，取8630號鋼作為原材料鋼錠，其化學成分要求如下：C:0.3～0.33％，Si:0.15～0.35％，Mn:0.75～0.95，P:≤0.025％，S:≤0.025％，Cr:0.8～1.0％，Mo:0.35～0.45％，Ni：0.70～0.90％，Al：0.015～0.03％，Cu:≤0.35％，Nb:≤0.06％，Ti:≤0.06％，V:0.03～0.06％，B:≤0.0005％，Ca:≤0.005％，H:≤2ppm，O:≤20ppm，N:≤100ppm，CEV:≥0.77％，余量為Fe；鍛造；熱處理；UT探傷；機加工。

技術領域

本發明涉及深海采油樹裝備用8630超長鍛件的生產方法。

背景技術

水下采油樹裝備是由一系列具有耐原油(氣)高溫、高壓、高腐蝕的生產和控制通道構筑的，即有采油樹本體、油管掛、液控閘閥閥體、雙孔連接器、管道連接器及生產跨接管道等主要關鍵部件組成。針對海底的低溫環境，生產介質的溫度落差、外部環境載荷及內部高壓的承載工況，水下采油樹關鍵部件除要求具有高強度外，還要求具有良好的晶粒組織、低溫韌性及抗熱疲勞性能，也就是說其關鍵零部件基體材料應具有良好的綜合機械性能。在綜合考慮上述要求的基礎上，對比了水下設備常用的幾種低合金材料(4130、F22、8630)，并選用8630作為關鍵部件HP Housing超長型部件的基本材料。

但是國內8630鍛件在鍛造過程中存在各式各樣的缺陷，如夾雜、疏松、微裂紋、晶粒粗大等內部缺陷，這些缺陷使得鍛件在探傷檢測中均要報廢，同時由于內部缺陷的存在，就使屈服強度、抗拉強度、沖擊韌性等力學性能大幅降低，最終導致鍛件發生早期失效而使用壽命較低。另外，對于超長型8630鍛件，還存在著鍛造工藝和熱處理工藝控制不當而制造成的淬火裂紋、表面脫碳和碳化物偏析等現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種屈服強度、抗拉強度、沖擊韌性等力學性能穩定的深海采油樹裝備用8630超長鍛件的生產方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：深海采油樹裝備用8630超長鍛件的生產方法，其步驟如下：下料→鍛造→鍛后熱處理→性能熱處理→UT探傷→機加工；

1)下料：取8630號鋼作為原材料鋼錠，其化學成分要求如下：C:0.3～0.33％，Si:0.15～0.35％，Mn:0.75～0.95，P:≤0.025％，S:≤0.025％，Cr:0.8～1.0％，Mo:0.35～0.45％，Ni：0.70～0.90％，Al：0.015～0.03％，Cu:≤0.35％，Nb:≤0.06％，Ti:≤0.06％，V:0.03～0.06％，B:≤0.0005％，Ca:≤0.005％，H:≤2ppm，O:≤20ppm，N:≤100ppm，CEV:≥0.77％，余量為Fe；

2)鍛造：將鋼錠預熱后置入鍛造爐內，以小于120℃/h的加熱速率將鋼錠加熱至800℃±10℃，然后進行保溫，保溫時間≥3h，再以小于150℃/h的加熱速率加熱至1200±10℃，然后進行保溫，保溫時間≥6h，然后對鋼錠進行鍛打，始鍛溫度為1200±5℃，終鍛溫度為850℃，鍛造比≥3.5:1，鍛造溫度在850～900℃之間時，采用輕打快鍛的鍛造工藝進行鍛打，鋼錠經過鍛打后形成鍛件，鍛件在密閉的鍛造爐內由終鍛溫度自然冷卻到室溫；

3)鍛后熱處理：先經過機械加工去除鍛件的氧化表皮，然后將鍛件進行正火——鍛件加溫至880～900℃，然后保溫5h，然后將鍛件從鍛造爐中取出，在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻至室溫；然后將冷卻的鍛件裝爐回火——鍛件加溫至650±10℃，并保溫3h，然后鍛件在密閉的鍛造爐內自然冷卻到室溫；

4)性能熱處理：將鍛件以≤80℃/h的加熱速率升溫至650±50℃，并保溫3h，然后快速升溫至880-900℃，保溫4.5h，然后進行快速深冷淬火，且淬火液的溫度不超過40℃；然后進行二次回火——以≤150℃/h的加熱速率將鍛件加熱至610～630℃，并保持5h，然后空冷至室溫；