CN106011682A

CN106011682A - 高性能高耐腐蚀油管挂的材料及热处理方法

Info

Publication number: CN106011682A
Application number: CN201610520624.5A
Authority: CN
Inventors: 吉哲; 范献兵
Original assignee: Jiangsu Jinshi Casting & Forging Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Jinshi Casting & Forging Co Ltd
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2036-07-05
Also published as: CN106011682B

Abstract

本发明公开了高性能高耐腐蚀油管挂的材料及热处理方法，材料由以下组分质量百分比组成：C 0.10‑0.15%，Si 0.20‑0.40%，Mn 0.60‑0.70%，P≤0.025%，S≤0.025%，Cr 12.50‑13.50%，Mo 0.20‑0.30%，Cu≤0.2%，Ni 0.50‑0.60%，V≤0.1%，Sn 0.10‑0.25%，其它微量元素总和≤0.1%，其余为Fe。取油管挂材料按工艺要求锻造油管挂毛坯；油管挂毛坯预热至650±10℃并保温，再加热至880±10℃并保温后炉冷至室温；退火处理后油管挂毛坯再预热至650±10℃并保温，再加热至980±10℃并保温后出炉风冷至室温；正火处理后油管挂毛坯再预热至650±10℃并保温，再加热至1010±10℃淬火并保温后出炉油冷，加热至700±10℃回火并保温后出炉空冷。本发明的油管挂机械性能达到75K，冲击性能达到35J（‑60℃），硬度为220±2HB，耐腐稳定性增强，产品安全性高。

Description

高性能高耐腐蚀油管挂的材料及热处理方法

技术领域

本发明属于工程材料技术领域，具体说是一种高性能高耐腐蚀油管挂的材料及热处理方法。

背景技术

石油化工、天然气、动力机械、汽轮机、锅炉、和航空等工业中常用Cr-Mo合金钢制造零部件。这些部件除要求良好的加工性能和足够的强度和韧性外，根据用途不同还有一些要求很高的抗高温氧化腐蚀。根据行业内研究，该种材料硬度在197-235HB的耐腐蚀性最好，而220HB左右是耐腐蚀性、强度和韧性最好的，我们定义为超级不锈钢，然而热处理工艺很难保温材料硬度。现代的石油化工和天然气工业中，为适应特殊工作环境和高压输送的要求，对材料的耐腐蚀性能和强度提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种高性能高耐腐蚀油管挂的材料及热处理方法，由该高性能高耐腐蚀油管挂材料经锻造得油管挂毛坯，油管挂毛坯经热处理后不仅强度和韧性得到保证，而且耐腐蚀性极强。

本发明的技术解决方案是该油管挂的材料由以下组分质量百分比组成：C 0.10-0.15%，Si 0.20-0.40%，Mn 0.60-0.70%，P≤0.025%，S≤0.025%，Cr 12.50-13.50%，Mo0.20-0.30%，Cu ≤0.2%，Ni 0.50-0.60%，V≤0.1%，Sn 0.10-0.25%，其它微量元素总和≤0.1%，其余为Fe；油管挂机械性能达到75K，冲击性能达到35J（-60℃），硬度为220±2HB。

其中，高性能高耐腐蚀油管挂的热处理方法包括以下步骤：

（1）锻造油管挂毛坯：取油管挂的材料按工艺要求锻造得油管挂毛坯；

（2）油管挂毛坯退火处理：油管挂毛坯预热至650±10℃并保温一段时间，再加热至880±10℃并保温一段时间后炉冷至室温；

（3）油管挂毛坯正火处理：退火处理后油管挂毛坯预热至650±10℃并保温一段时间，再加热至980±10℃并保温一段时间后出炉风冷至室温；

（4）调质处理：对正火处理后油管挂毛坯进行调质处理，调质处理包括淬火和回火；正火处理后油管挂毛坯预热至650±10℃并保温一段时间，继续加热至1010±10℃淬火并保温一段时间后出炉淬火液冷；再进炉加热至700±10℃回火并保温一段时间后出炉空冷。

其中，退火、正火和淬火保温时间按不少于1.5分钟/mm计算，但最多不超过12小时；回火保温时间按不少于3分钟/mm计算；正火预热保温时间和淬火预热保温时间按不少于0.5分钟/mm计算。

其中，淬火前淬火液温≤38℃，淬火后淬火液温≤50℃，淬火后的工件出淬火液温度≤250℃。

本发明具有以下优点：

1、本发明的热处理工艺简单，热处理后的油管挂机械性能达到75K，冲击性能达到35J（-60℃），硬度恒定为220±2HB，质量稳定，提高了产品的安全性，降低了产品的生产成本；

2、退火和正火处理：细化晶粒，改善组织，降低硬度，便于切削加工，并为调质处理做准备。

3、本发明的油管挂材料的化学成分中加入了微量元素Sn，Sn含量在0.10-0.25%之间，保证了产品硬度恒定在220±2HB，不仅强度和韧性得到保证，而且耐腐蚀性极强，提高热处理稳定性，保证热处理质量。

4、与传统的材料和热处理工艺相比，硬度稳定性好，耐腐蚀性强，工艺简单易行，便于工业化生产，特别适用于石油井口设备、承载承压件套管头的热处理强化。

附图说明

图1为退火热处理曲线。

图2为正火热处理曲线。

图3为调质热处理曲线。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。在这里油管挂的规格以调质时最大的有效尺寸计算，如调质时最大有效尺寸为130mm，毛坯最大有效尺寸为200mm的油管挂则称之为F130油管挂。

实施例1：按以下步骤生产F130油管挂

（1）锻造油管挂毛坯：依以下组分取油管挂材料：C 0.10%，Si 0.20%，Mn 0.60%，P0.01%，S 0.01% Cr 12.50%，Mo 0.20%，Cu 0.1%，Ni 0.50%，V0.01%，Sn 0.10%，其它微量元素总和≤0.1%，其余为Fe ；按工艺要求锻造油管挂毛坯；

（2）油管挂毛坯退火处理：油管挂毛坯预热至650±10℃并保温100分钟，再加热至880±10℃并保温300分钟后炉冷至室温；

（3）油管挂毛坯正火处理：油管挂毛坯预热至650±10℃并保温100分钟，再加热至980±10℃并保温300分钟后出炉风冷至室温；

（4）调质处理：对正火处理后油管挂毛坯进行调质处理，调质处理包括淬火和回火；正火处理后油管挂毛坯先预热至650±10℃并保温65分钟，继续加热至1010±10℃淬火并保温200分钟后出炉淬火液冷，F130油管挂在淬火液中保持15分钟，淬火前淬火液温应≤38℃，淬火后淬火液温≤50℃，使得F130油管挂出淬火液后温度在250℃以下；再进炉加热至700±10℃回火并保温250分钟后出炉空冷至室温。

实施例2：按以下步骤生产F130油管挂：

（1）锻造油管挂毛坯：依以下组分取油管挂材料：C 0.13%，Si 0.30%，Mn 0.65%，P0.02%，S 0.02% Cr 13.00%，Mo 0.25%，Cu 0.15%，Ni 0.55%，V≤0.05%，Sn 0.20%，其它微量元素总和≤0.1%，其余为Fe；按工艺要求锻造得油管挂毛坯；

实施例3：按以下步骤生产F130油管挂：

（1）锻造油管挂毛坯：依以下组分取油管挂材料：C 0.15%，Si 0.40%，Mn 0.70%，P0.025%，S 0.025% Cr 13.50%，Mo 0.30%，Cu 0.2%，Ni 0.60%，V0.1%，Sn 0.25%，其他微量元素总和≤0.1%，其余为Fe；按工艺要求锻造得油管挂毛坯；

实施例1-3产品的机械性能见下表：

。

Claims

1.高性能高耐腐蚀油管挂的材料，其特征是该油管挂的材料由以下组分质量百分比组成：C 0.10-0.15%，Si 0.20-0.40%，Mn 0.60-0.70%，P≤0.025%，S≤0.025%，Cr 12.50-13.50%，Mo 0.20-0.30%，Cu ≤0.2%，Ni 0.50-0.60%，V≤0.1%，Sn 0.10-0.25%，其它微量元素总和≤0.1%，其余为Fe；油管挂机械性能达到75K，冲击性能达到35J（-60℃），硬度为220±2HB。

2.高性能高耐腐蚀油管挂的热处理方法，其特征是该热处理方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的高性能高耐腐蚀油管挂的热处理方法，其特征是：退火、正火和淬火保温时间按不少于1.5分钟/mm计算，但最多不超过12小时；回火保温时间按不少于3分钟/mm计算；正火预热保温时间和淬火预热保温时间按不少于0.5分钟/mm计算。

4.根据权利要求2所述的高性能高耐腐蚀油管挂的热处理方法，其特征是：淬火前淬火液温≤38℃，淬火后淬火液温≤50℃，淬火后的工件出淬火液温度≤250℃。