[發明專利]一種含Cu高耐沖擊腐蝕壓裂泵閥體用鋼及其熱處理方法

有效

• 申請號: 202110995969.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113817964B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 楊志強;汪開忠;胡芳忠;伍萬飛;吳林;陳世杰;胡乃悅;楊少朋;金國忠;王自敏
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/58;C22C38/60;C21D1/18;C21D6/00;C21D8/00;C21D9/00;C22C33/04
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 王亞軍

1.一種含Cu高耐沖擊腐蝕壓裂泵閥體用鋼，其特征在于，按重量百分比組成為：C0.30％～0.45％、Si 0.15％～0.35％、Mn 1.5％～2.5％、Cr 0.8％～1.0％、Mo 0.6％～0.8％、Ni 2.00％～2.50％、Cu 0.50％～0.80％、V 0.05％～0.25％、Al 0.015％～0.040％、Sb 0.01％～0.03％、P≤0.015％、S≤0.015％、N≤0.0080％、O≤0.004％，其余為Fe和其它不可避免的雜質；

上述元素成分配比符合：

1)0.20％≤％C-(0.077×％Cr+0.24×％V)≤0.32％；

2)26×％Cu+4×％Ni+1.2×％Cr-1.5×％Si+17×％Sb+10×％V-7×％Cu×％Ni-9×％Ni×％Sb

-5×％Mn≥7.0；其中，在計算公式2)時，直接采用元素百分含量的數值部分；

所述的含Cu高耐沖擊腐蝕壓裂泵閥體用鋼的熱處理方法，包括采用階梯淬火和回火工藝進行熱處理的步驟，具體為：

1)階梯淬火步驟：將壓裂泵閥體以40～110℃/h的速度加熱至900～950℃，保溫，而后水冷；將壓裂泵閥體以40～110℃/h的速度加熱至840～880℃，保溫，而后水冷；

2)回火工藝步驟：將壓裂泵閥體以40～110℃/h的速度加熱至回火溫度為550～700℃，保溫，水冷；所述回火工藝步驟中保溫時間t由壓裂泵閥體厚度S決定，t＝1.0～3.0S，t單位為min，S單位為mm；所述回火溫度T與閥體厚度S、保溫時間t應滿足：22≤Y＝T×(S/10+lgt)/1000≤26。

2.權利要求1所述的含Cu高耐沖擊腐蝕壓裂泵閥體用鋼的制備方法，其特征在于，包括以下熱處理方法：

1)階梯淬火步驟：將壓裂泵閥體以40～110℃/h的速度加熱至900～950℃，保溫，而后水冷；將壓裂泵閥體以40～110℃/h的速度加熱至840～880℃，保溫，而后水冷；

2)回火工藝步驟：將壓裂泵閥體以40～110℃/h的速度加熱至回火溫度為550～700℃，保溫，水冷；所述回火工藝步驟中保溫時間t由壓裂泵閥體厚度S決定，t＝1.0～3.0S，t單位為min，S單位為mm；所述回火溫度T與閥體厚度S、保溫時間t應滿足：22≤Y＝T×(S/10+lgt)/1000≤26。

3.根據權利要求2所述的含Cu高耐沖擊腐蝕壓裂泵閥體用鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1電爐冶煉：出鋼前定氧，出鋼過程采用留鋼操作，避免下渣；

S2 LF爐精煉：將各元素成分調至目標值；

S3真空脫氣：純脫氣時間≥15分鐘，保證真空處理后[H]含量≤1.5ppm；

S4連鑄：連鑄φ380mm～φ700mm圓坯；

S5鍛造；

S6熱處理。

4.根據權利要求3所述制備方法得到的壓裂泵閥體，其特征在于，所述壓裂泵閥體1/4厚度處抗拉強度≥1050MPa、屈服強度≥900MPa、-27℃KV₂≥100J；壓裂液沖蝕環境，沖蝕速度為50m/s、沖蝕角30°時，沖蝕腐蝕失重率≤0.6g/(m²·h)。