[發明專利]一種長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼及其熱處理方法和生產方法

有效

• 申請號: 202210209972.6
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114561593B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 楊志強;汪開忠;胡芳忠;王自敏;陳世杰;吳林;楊少朋;金國忠
• 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;C22C38/44;C22C38/42;C22C38/06;C21D1/18
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 尹婷婷

1.一種長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼，其特征在于，包括如下重量百分比的化學成分：C 0.22％～0.28％、Si 0.15％～0.35％、Mn 1.1％～1.4％、Cr 1.3％～1.5％、Mo 0.5％～0.6％、Ni 0.30％～0.40％、Cu 0.30％～0.50％、Al 0.015％～0.035％、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；

其中，A＝457×(C-0.077×Cr)+45×Cr+80×Si+50×Mn+10×Mo+96×Cu，230≤A≤275；

D＝30×Ni+20×Mo+16×Cu+22×Mn-12×Si×Mn+28×C-10×C×Mn，D≥52.5；

X＝26×Cu+4×Ni+1.2×Cr-1.5×Si-7×Cu×Ni-5×Mn，X≥5.4；

A、D、X值的計算公式中，各元素所指數值＝該元素在鋼中含量×100；

所述長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼的熱處理方法包括以下步驟：

(1)階梯淬火：將采油樹閥體加熱至900～940℃，保溫，而后水冷；再加熱至840～880℃，保溫，而后水冷；

(2)回火：將采油樹閥體加熱至T＝580～680℃，保溫，而后水冷；

所述步驟(1)中，兩次加熱的升溫速度均為50～110℃/h，保溫時間均為t＝0.4～1.0×S，S為閥體壁厚，單位為mm，t單位為min；

所述步驟(2)中，加熱的升溫速度為50～110℃/h，保溫時間為t1＝0.8～2.0×S，S為閥體壁厚，單位為mm，t1單位為min；

回火工藝參數應符合Y＝T×(S/10+lgt1)/1000，24.75≤Y≤28.95。

2.根據權利要求1所述的長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼，其特征在于，所述長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼的金相組織為回火索氏體，晶粒尺寸為20～25μm。

3.根據權利要求1或2所述的長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼，其特征在于，所述長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼閥體1/4厚度處抗拉強度≥860MPa、屈服強度≥690MPa、-46℃KV₂≥230J、A≥20％、Z≥70％；在海水環境中的腐蝕速率≤0.07mm/a；在海水環境中腐蝕2×10⁷周次后的疲勞強度≥350MPa。

4.如權利要求1-3任意一項所述的長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼的熱處理方法，其特征在于，所述熱處理方法包括以下步驟：

(1)階梯淬火：將采油樹閥體加熱至900～940℃，保溫，而后水冷；再加熱至840～880℃，保溫，而后水冷；

(2)回火：將采油樹閥體加熱至T＝580～680℃，保溫，而后水冷。

5.根據權利要求4所述的熱處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中，兩次加熱的升溫速度均為50～110℃/h，保溫時間均為t＝0.4～1.0×S，S為閥體壁厚，單位為mm，t單位為min。

6.根據權利要求4所述的熱處理方法，其特征在于，所述步驟(2)中，加熱的升溫速度為50～110℃/h，保溫時間為t1＝0.8～2.0×S，S為閥體壁厚，單位為mm，t1單位為min。

7.根據權利要求6所述的熱處理方法，其特征在于，回火工藝參數應符合Y＝T×(S/10+lgt1)/1000，24.75≤Y≤28.95。

8.如權利要求1-3任意一項所述的長壽命高強韌耐腐蝕水下采油樹閥體用鋼的生產方法，其特征在于，所述生產方法包括以下步驟：電弧爐或轉爐冶煉→LF爐精煉→RH或VD真空脫氣→圓坯連鑄→圓坯加熱→鍛造成閥體→熱處理→機加工→包裝入庫，其中所述熱處理采用權利要求4-7任意一項所述的熱處理方法進行。

9.根據權利要求8所述的生產方法，其特征在于，所述圓坯直徑為Φ380mm～Φ700mm。

10.根據權利要求8所述的生產方法，其特征在于，所述機加工步驟具體包括：閥體粗車→探傷→閥體精車→修磨→探傷。