CN111593186A - 提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺 - Google Patents

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张巧换
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Abstract

本发明涉及一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，步骤为：步骤1）、高温固溶处理：用井式高温加热炉的吊盘装卡两支，工件间距≥200mm，入炉温度≤400℃，按≤50℃/h～100℃/h在580℃～680℃保温3h再按≤50℃/h～100℃/h升温至850℃～950℃保温3h，升温至1020℃～1060℃，均温5h，出炉冷却；步骤2）、冷却处理：缸体出炉空冷时间≤100s，用冷却水槽水冷3～10min，水冷后放冷却油槽油冷150～200min，油冷后充液氮转入深冷炉进行深冷处理，深冷后将工件返温至室温，步骤3）、时效处理：将缸体装入井式低温加热炉，入炉温度≤400℃，≤50℃/h～100℃/h升温，加热至500～600℃，均温5～8h，出炉空冷至室温，达到组织转变充分，组织稳定性高，提高了冲击功。

Description

提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺
技术领域
本发明属于油田用不锈钢缸体热处理技术领域，特别涉及一种解决了不锈钢缸体组织转变不充分，且冲击功偏低，稳定性较差现象的提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺。
背景技术
油田用不锈钢缸体为油田进行压裂、酸化作业提高油气产量的关键部件，因钻探过程中使用环境恶劣，根据油田用不锈钢缸体的服役条件和失效分析以及实际生产要求，不锈钢缸体主要选用具有抗高压、抗腐蚀及冲蚀等性能的材料，目前较为高端的油田用不锈钢缸体材料选用17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢，但是该钢种合金含量高，Ms转变点基本在120℃～190℃，Mf点在32℃左右。目前按照常规采用的淬火油冷却热处理工艺，其冷却力度较弱，组织很难转变完全，无法保证组织完全转变，且冲击功偏低，稳定性较差，无法满***货技术条件。因此，急需一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，提高冲击功，满***货技术条件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足提供一种可以达到组织转变充分，组织稳定性高，显著提高冲击功的提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其工艺步骤如下：
步骤1)、高温固溶处理：装炉时每炉装两支，利用吊盘装卡，工件之间间距≥200mm，加热炉选用井式高温加热炉，入炉温度≤400℃，按≤50℃/h～100℃/h在580℃～680℃保温3h后再按≤50℃/h～100℃/h升温至850℃～950℃保温3h，全功率升温至1020℃～1060℃，均温5h，保温5h，出炉冷却；
步骤2)、冷却处理：将执行完步骤1)的缸体出炉进行空冷，空冷时间≤100s，然后用冷却水槽进行水冷3～10min，水冷结束后将缸体放置冷却油槽进行油冷150～200min，油温控制在≤70℃，待油冷结束后将工件转入深冷炉，充入液氮进行深冷处理，深冷温度控制在-70℃～-100℃，在此段温度保温8h，深冷结束后在室温置放24h，将工件温度返温至室温，准备装炉进行时效处理；
步骤3)、时效处理：将结束步骤2)的缸体装入井式低温加热炉，入炉温度≤400℃，≤50℃/h～100℃/h升温，加热至500～600℃，均温5～8h，保温5～8小时，出炉空冷至室温。
所述井式高温加热炉的规格为φ2200mm*12000mm。
所述深冷炉的规格为6500mm*1300mm*1300mm。
在步骤2)中，用冷却水槽进行水冷时，水温控制在≤25℃。
在步骤2)中，水冷结束后将缸体放置冷却油槽进行油冷时，油温控制在≤70℃。
所述井式低温加热炉的规格为φ2200mm*12000mm。
所述油田用不锈钢缸体选用17-4PH材料。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，解决了不锈钢缸体组织转变不充分，且冲击功偏低，稳定性较差的现象，本发明涉及的油田用不锈钢缸体选用17-4PH材料，按本发明热处理工艺生产后，达到了组织转变充分，组织稳定性高，提高了冲击功，满***货技术条件。
具体实施方式
实施例1：本发明涉及一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其油田用不锈钢缸体选用钢种为17-4PH材料，化学成分：C＝0.07％，Si＝0.41％，Mn＝0.65％，Cr＝15.45％，Ni＝4.69％，S＝0.002％，P＝0.013％，Cu＝3.08％，Nb＝0.29％规格：566mm*515mm*1533mm的方坯，其热处理工艺如下：
步骤1)、高温固溶处理：装炉时每炉装两支，利用吊盘装卡，工件之间间距≥200mm，加热炉选用φ2200mm*12000mm井式高温加热炉，入炉温度≤400℃，按≤60℃/h在600℃保温3h后再按≤60℃/h升温至900℃保温3h，全功率升温至1050℃，均温5h，保温5h，出炉冷却；
步骤2)、冷却处理：将执行完步骤1)的缸体出炉空冷时间≤100s，然后用冷却水槽进行水冷7min(水温控制在≤25℃)，水冷结束后将缸体放置冷却油槽进行油冷160min(油温控制在≤70℃)，待油冷结束后将工件转入规格为6500mm*1300mm*1300mm深冷炉，充入液氮进行深冷处理，深冷温度控制在-80℃，在此段温度保温8h，深冷结束后在室温置放24h，将工件温度返温至室温，准备装炉进行时效处理；
步骤3)、时效处理：将结束步骤2)的缸体装入规格为φ2200mm*12000mm井式低温加热炉，入炉温度≤400℃，≤60℃/h升温，加热至550℃，均温6h，保温6小时，出炉空冷至室温。
按照上述热处理工艺生产后，检测结果如下表：
Figure BDA0002507670790000031
通过本发明的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺生产后，性能检测结果满足要求，已顺利交货。
实施例2：本发明涉及一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其油田用不锈钢缸体选用钢种为17-4PH材料，化学成分：C＝0.067％，Si＝0.42％，Mn＝0.73％，Cr＝15.83％，Ni＝4.77％，S＝0.003％，P＝0.02％，Cu＝3.20％，Nb＝0.33％规格：626mm*515mm*1610mm的方坯，其热处理工艺如下：
步骤1)、高温固溶处理：装炉时每炉装两支，利用吊盘装卡，工件之间间距≥200mm，加热炉选用φ2200mm*12000mm井式高温加热炉，入炉温度≤400℃，按≤60℃/h在600℃保温3h后再按≤60℃/h升温至900℃保温3h，全功率升温至1050℃，均温5h，保温5h，出炉冷却；
步骤2)、冷却处理：将执行完步骤1)的缸体出炉空冷时间≤100s，然后用冷却水槽进行水冷7min(水温控制在≤25℃)，水冷结束后将缸体放置冷却油槽进行油冷160min(油温控制在≤70℃)，待油冷结束后将工件转入规格为6500mm*1300mm*1300mm深冷炉，充入液氮进行深冷处理，深冷温度控制在-80℃，在此段温度保温8h，深冷结束后在室温置放24h，将工件温度返温至室温，准备装炉进行时效处理；
步骤3)、时效处理：将结束步骤2)的缸体装入规格为φ2200mm*12000mm井式低温加热炉，入炉温度≤400℃，≤60℃/h升温，加热至550℃，均温6h，保温6小时，出炉空冷至室温。
按照上述热处理工艺生产后，检测结果如下表：
Figure BDA0002507670790000041
Figure BDA0002507670790000051
通过本发明的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺生产后，性能检测结果满足要求，已顺利交货。

Claims (7)

1.一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于：其工艺步骤如下：
步骤1）、高温固溶处理：装炉时每炉装两支，利用吊盘装卡，工件之间间距≥200mm，加热炉选用井式高温加热炉，入炉温度≤400℃，按≤50℃/h～100℃/h在580℃～680℃保温3h后再按≤50℃/h～100℃/h升温至850℃～950℃保温3h，全功率升温至1020℃～1060℃，均温5h，保温5h，出炉冷却；
步骤2）、冷却处理：将执行完步骤1）的缸体出炉进行空冷，空冷时间≤100s，然后用冷却水槽进行水冷3～10min，水冷结束后将缸体放置冷却油槽进行油冷150～200min，油温控制在≤70℃，待油冷结束后将工件转入深冷炉，充入液氮进行深冷处理，深冷温度控制在-70℃～-100℃，在此段温度保温8h，深冷结束后在室温置放24h，将工件温度返温至室温，准备装炉进行时效处理；
步骤3）、时效处理： 将结束步骤2）的缸体装入井式低温加热炉，入炉温度≤400℃，≤50℃/h～100℃/h升温，加热至500～600℃，均温5～8h， 保温5～8小时，出炉空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于：所述井式高温加热炉的规格为φ2200mm*12000mm。
3.根据权利要求1所述的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于：所述深冷炉的规格为6500mm*1300mm*1300mm。
4.根据权利要求1所述的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于： 在步骤2）中，用冷却水槽进行水冷时，水温控制在≤25℃。
5.根据权利要求1所述的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于：在步骤2）中，水冷结束后将缸体放置冷却油槽进行油冷时，油温控制在≤70℃。
6.根据权利要求1所述的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于：所述井式低温加热炉的规格为φ2200mm*12000mm。
7.根据权利要求1所述的一种提高油田用不锈钢缸体冲击功的热处理工艺，其特征在于：所述油田用不锈钢缸体选用17-4PH材料。
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