CN115896646A - 一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,按重量份,包括如下组分:C:0.12%~0.18%;Mn:0.40%~0.70%;Si:0.17%~0.37%;Cr:0.80%~1.10%;Mo:0.40%~0.55%;Ni≤0.30%;P≤0.007%;S≤0.003%;Sb≤0.003%;Sn≤0.008%;As≤0.010%;N≤60ppm;H≤2ppm;O≤20ppm;余量为Fe;本发明还公开了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,包括如下步骤:S1、原材料冶炼;S2、锻造;S3、热处理;S4、检验。通过上述方式,能够有效提高15CrMo合金的抗氢化性能。
Description
技术领域
本发明涉及合金锻造领域,尤其是涉及一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺。
背景技术
随着设计标准不断提高和安全意识不断增强,在石油化工及其它工作于酸性环境中的设备锻件,具有抗氢性能的材料使用量越来越大。抗氢钢是抗氢致开裂用钢的简称,氢致裂纹(HIC)作为一种缺陷存在于材料中,其对使用性能的影响目前尚无全面的认识,但大量研究表明,氢致裂纹对材料的强度指标影响不大,但对韧性指标影响比较大,会增大材料脆性倾向,这种缺陷曾给世界各国造成了很多突发事故,带来严重损失。各种研究表明,细化晶粒可有效提高抗氢性能。目前石油化工中很多锻件,尤其是表面与酸性介质接触的锻件,或其他行业临氢工况的锻件,在订单中对材料都有抗氢要求,且条件较高,为抓住这种市场需求,提高公司抗氢钢市场占有率,需要研发稳定可靠的抗氢产品。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺,能够有效提高15CrMo合金的抗氢化性能。
本发明的主要内容包括:一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,按重量份,包括如下组分:
C:0.12%~0.18%;Mn:0.40%~0.70%;Si:0.17%~0.37%;Cr:0.80%~1.10%;Mo:0.40%~0.55%;Ni≤0.30%;P≤0.007%;S≤0.003%;Sb≤0.003%;Sn≤0.008%;As≤0.010%;N≤60ppm;H≤2ppm;O≤20ppm;余量为Fe。
本发明还公开了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,包括如下步骤:
S1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;
S2、锻造:锻造工艺的始锻温度为1220℃,终锻温度≥850℃,分三个火次进行锻造,第一火次进行钢锭倒棱、拔长,热切冒口和水口,锻造比为2.2;第二火次对钢锭进行镦粗和拔长,锻造比约为2.8;第三火次为镦粗或拔长到规定形状,锻造比约为2.2;三个火次总锻造比为8.2,最后一火变形量为25%,锻后空冷;
S3、热处理:两次正火处理,正火温度920℃±10℃,淬火890℃±10℃,回火690℃±10℃;
S4、检验。
优选地,步骤S1中的炉外精炼,为天然气加热炉,加热温度1220℃,保温时间为2小时。
优选地,步骤S2中冒口切除量为15%,水口切除量为10%。
优选地,步骤S3中,正火温度为920℃,淬火温度900℃,回火温度700℃。
本发明的有益效果在于:
1、严格限制P、S、Sb、Sn、As元素含量,尽可能低,有效降低了J系数和X系数,提高了材料抗氢性能;
2、原材料冶炼方式为电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气,保证材料纯净度;
3、预备热处理采用两次正火,为调质打下基础,有效细化晶粒;调质时选择较低的淬火温度,进一步细化奥氏体晶粒,普通工艺晶粒度级别为5级左右,本申请细化之后晶粒度级可达7~10级。
具体实施方式
以下对本发明所保护的技术方案做具体说明。
实施例1
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,按重量份,包括如下组分:
C:0.12%;Mn:0.40%;Si:0.17%;Cr:0.80%;Mo:0.40%;Ni:0.30%;P:0.007%;S:0.003%;Sb:0.003%;Sn:0.008%;As:0.010%;N:60ppm;H:2ppm;O:20ppm;余量为Fe。
本发明还公开了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,包括如下步骤:
S1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;
S2、锻造:锻造工艺的始锻温度为1220℃,终锻温度850℃,分三个火次进行锻造,第一火次进行钢锭倒棱、拔长,热切冒口和水口,锻造比为2.2;第二火次对钢锭进行镦粗和拔长,锻造比约为2.8;第三火次为镦粗或拔长到规定形状,锻造比约为2.2;三个火次总锻造比为8.2,最后一火变形量为25%,锻后空冷;
S3、热处理:两次正火处理,正火温度910℃,淬火880℃,回火680℃;
S4、检验。
实施例2
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,按重量份,包括如下组分:
C:0.14%;Mn:0.50%;Si:0.20%;Cr:0.90%;Mo:0.45%;Ni:0.30%;P:0.006%;S:0.028%;Sb:0.028%;Sn:0.007%;As:0.010%;N:50ppm;H:2ppm;O:18ppm;余量为Fe。
本发明还公开了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,包括如下步骤:
S1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;
S2、锻造:锻造工艺的始锻温度为1220℃,终锻温度860℃,分三个火次进行锻造,第一火次进行钢锭倒棱、拔长,热切冒口和水口,锻造比为2.2;第二火次对钢锭进行镦粗和拔长,锻造比约为2.8;第三火次为镦粗或拔长到规定形状,锻造比约为2.2;三个火次总锻造比为8.2,最后一火变形量为25%,锻后空冷;
S3、热处理:两次正火处理,正火温度920℃,淬火890℃,回火690℃;
S4、检验。
实施例3
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,按重量份,包括如下组分:
C:0.16%;Mn:0.60%;Si:0.27%;Cr:1.00%;Mo:0.50%;Ni:0.29%;P:0.006%;S:0.003%;Sb:0.003%;Sn:0.006%;As:0.008%;N:45ppm;H:2ppm;O:18ppm;余量为Fe。
本发明还公开了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,包括如下步骤:
S1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;
S2、锻造:锻造工艺的始锻温度为1220℃,终锻温度≥900℃,分三个火次进行锻造,第一火次进行钢锭倒棱、拔长,热切冒口和水口,锻造比为2.2;第二火次对钢锭进行镦粗和拔长,锻造比约为2.8;第三火次为镦粗或拔长到规定形状,锻造比约为2.2;三个火次总锻造比为8.2,最后一火变形量为25%,锻后空冷;
S3、热处理:两次正火处理,正火温度920℃,淬火900℃,回火690℃;
S4、检验。
实施例4
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,按重量份,包括如下组分:
C:0.18%;Mn:0.70%;Si:0.37%;Cr:1.10%;Mo:0.55%;Ni:0.30%;P:0.007%;S:0.003%;Sb:0.003%;Sn:0.008%;As:0.010%;N:60ppm;H:2ppm;O:20ppm;余量为Fe。
本发明还公开了一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,包括如下步骤:
S1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;
S2、锻造:锻造工艺的始锻温度为1220℃,终锻温度900℃,分三个火次进行锻造,第一火次进行钢锭倒棱、拔长,热切冒口和水口,锻造比为2.2;第二火次对钢锭进行镦粗和拔长,锻造比约为2.8;第三火次为镦粗或拔长到规定形状,锻造比约为2.2;三个火次总锻造比为8.2,最后一火变形量为25%,锻后空冷;
S3、热处理:两次正火处理,正火温度920℃,淬火900℃,回火700℃;
S4、检验。
采用本申请的方法,牌号15CrMo(HIC)材料化学成分符合NB/T47008标准的要求,力学性能也符合这个标准的要求。关于晶粒度细化,普通工艺晶粒度级别为5级左右,本申请的工艺,细化之后晶粒度级可达7~10级。
抗氢试验,也就是HIC试验有三个验收参数,分别是裂纹敏感率CSR,裂纹长度率CLR,裂纹厚度率CTR。
本申请的检验结果符合抗氢试验验收标准值CSR≤3%,CLR≤10%,CTR≤1.5%。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种细晶粒高抗氢合金钢锻件,其特征在于,按重量份,包括如下组分:
C:0.12%~0.18%;Mn:0.40%~0.70%;Si:0.17%~0.37%;Cr:0.80%~1.10%;Mo:0.40%~0.55%;Ni≤0.30%;P≤0.007%;S≤0.003%;Sb≤0.003%;Sn≤0.008%;As≤0.010%;N≤60ppm;H≤2ppm;O≤20ppm;余量为Fe。
2.一种用于制造如权利要求1所述的细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;
S2、锻造:锻造工艺的始锻温度为1220℃,终锻温度≥850℃,分三个火次进行锻造,第一火次进行钢锭倒棱、拔长,热切冒口和水口,锻造比为2.2;第二火次对钢锭进行镦粗和拔长,锻造比约为2.8;第三火次为镦粗或拔长到规定形状,锻造比约为2.2;三个火次总锻造比为8.2,最后一火变形量为25%,锻后空冷;
S3、热处理:两次正火处理,正火温度920℃±10℃,淬火890℃±10℃,回火690℃±10℃;
S4、检验。
3.根据权利要求2所述的一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,其特征在于,步骤S1中的炉外精炼,为天然气加热炉,加热温度1220℃,保温时间为2小时。
4.根据权利要求2所述的一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,其特征在于,步骤S2中冒口切除量为15%,水口切除量为10%。
5.根据权利要求2所述的一种细晶粒高抗氢合金钢锻件的制造工艺,其特征在于,步骤S3中,正火温度为920℃,淬火温度900℃,回火温度700℃。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105861924A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-17 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种低合金15CrMo钢板及其生产方法 |
CN106811585A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-06-09 | 江苏华威机械制造有限公司 | 一种大规格合金钢锻件微变形热处理晶粒细化工艺 |
CN106957990A (zh) * | 2016-01-11 | 2017-07-18 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种抗氢钢材质的法兰锻件及其生产工艺 |
CN108359902A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-03 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种高性能合金钢法兰和锻件及其制造方法 |
CN109338059A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种锁模柱锻件的锻造及热处理工艺 |
CN109622836A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种壳体锻件的锻造及热处理工艺 |
CN112008031A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-01 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种页岩气开采用阀体的锻造及热处理工艺 |
CN112251664A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种超细晶粒合金钢锻件及其制造方法 |
CN113088790A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-09 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种焊接结构件用C-Mn高强度钢锻件锻造及热处理工艺 |
CN113265588A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-17 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种可提高冲击性能的铬钼合金钢锻件及其制造工艺 |
-
2022
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106957990A (zh) * | 2016-01-11 | 2017-07-18 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种抗氢钢材质的法兰锻件及其生产工艺 |
CN106811585A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-06-09 | 江苏华威机械制造有限公司 | 一种大规格合金钢锻件微变形热处理晶粒细化工艺 |
CN105861924A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-17 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种低合金15CrMo钢板及其生产方法 |
CN108359902A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-03 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种高性能合金钢法兰和锻件及其制造方法 |
CN109338059A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种锁模柱锻件的锻造及热处理工艺 |
CN109622836A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种壳体锻件的锻造及热处理工艺 |
CN112008031A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-01 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种页岩气开采用阀体的锻造及热处理工艺 |
CN112251664A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种超细晶粒合金钢锻件及其制造方法 |
CN113088790A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-09 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种焊接结构件用C-Mn高强度钢锻件锻造及热处理工艺 |
CN113265588A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-17 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种可提高冲击性能的铬钼合金钢锻件及其制造工艺 |
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