高性能高耐腐蚀油管挂的材料及热处理方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
高性能高耐腐蚀油管控的材料及热处理方法
技术领域
[0001] 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】
[0002] 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。运些部件除要求良好的加工性能和足够的强度和初性外，根据用途不同还有一 些要求很高的抗高溫氧化腐蚀。根据行业内研究，该种材料硬度在197-235皿的耐腐蚀性最 好，而220皿左右是耐腐蚀性、强度和初性最好的，我们定义为超级不诱钢，然而热处理工艺 很难保溫材料硬度。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】
[0003] 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巧，油管挂毛巧经热处理后不仅强度和初性 得到保证，而且耐腐蚀性极强。
[0004] 本发明的技术解决方案是该油管挂的材料由W下组分质量百分比组成:(：0.10- 0.15%，Si 0.20-0.40%，Mn 0.60-0.70%，P《0.025%，S《0.025%，灯 12.50-13.50%，M〇 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%，其余为化;油管挂机械性能达到75K，冲击性能达到35K-60°C)，硬度为220±2皿。
[0005] 其中，高性能高耐腐蚀油管挂的热处理方法包括W下步骤： (1) 锻造油管挂毛巧:取油管挂的材料按工艺要求锻造得油管挂毛巧； (2) 油管挂毛巧退火处理:油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫一段时间，再加热至880 ± 1 (TC并保溫一段时间后炉冷至室溫； (3) 油管挂毛巧正火处理:退火处理后油管挂毛巧预热至650 ±10°C并保溫一段时间， 再加热至980±10°C并保溫一段时间后出炉风冷至室溫； (4) 调质处理:对正火处理后油管挂毛巧进行调质处理，调质处理包括泽火和回火;正 火处理后油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫一段时间，继续加热至1010±10°C泽火并保 溫一段时间后出炉泽火液冷;再进炉加热至700±10°C回火并保溫一段时间后出炉空冷。
[0006] 其中，退火、正火和泽火保溫时间按不少于1.5分钟/mm计算，但最多不超过12小 时；回火保溫时间按不少于3分钟/mm计算;正火预热保溫时间和泽火预热保溫时间按不少 于0.5分钟/mm计算。
[0007] 其中，泽火前泽火液溫《38°C，泽火后泽火液溫《50°C，泽火后的工件出泽火液溫 度《250°C。
[000引本发明具有W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°C)，硬度恒定为220±2皿，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。
[0009] 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 ± 2皿，不仅强度和初性得到保证，而且耐腐蚀性极强，提高 热处理稳定性，保证热处理质量。
[0010] 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】
[0011] 图1为退火热处理曲线。
[0012] 图2为正火热处理曲线。
[0013] 图3为调质热处理曲线。
【具体实施方式】
[0014] 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，运些实施例不能 理解为是对技术方案的限制。在运里油管挂的规格W调质时最大的有效尺寸计算，如调质 时最大有效尺寸为130mm，毛巧最大有效尺寸为200mm的油管挂则称之为F130油管挂。
[0015] 实施例1:按W下步骤生产F130油管挂 (1) 锻造油管挂毛巧：依W下组分取油管挂材料：C 0.10%，Si 0.20%，Mn 0.60%，P 0.01%，S 0.01% Cr 12.50%，M〇 0.20%，Cu 0.1%，Ni 0.50%，V0.01%，Sn 0.10%，其它微量元 素总和《0.1%，其余为化；按工艺要求锻造油管挂毛巧； (2) 油管挂毛巧退火处理：油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫100分钟，再加热至880 ± 10°C并保溫300分钟后炉冷至室溫； (3) 油管挂毛巧正火处理：油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫100分钟，再加热至980 ±10°C并保溫300分钟后出炉风冷至室溫； (4) 调质处理:对正火处理后油管挂毛巧进行调质处理，调质处理包括泽火和回火;正 火处理后油管挂毛巧先预热至650 ±10°C并保溫65分钟，继续加热至1010 ±10°C泽火并保 溫200分钟后出炉泽火液冷，F130油管挂在泽火液中保持15分钟，泽火前泽火液溫应《38 °C，泽火后泽火液溫《50°C，使得F130油管挂出泽火液后溫度在250°CW下;再进炉加热至 700 ± 10°C回火并保溫250分钟后出炉空冷至室溫。
[0016] 实施例2:按W下步骤生产F130油管挂： (1) 锻造油管挂毛巧：依W下组分取油管挂材料：C 0.13%，Si 0.30%，Mn 0.65%，P 0.02%，S 0.02% Cr 13.00%，M〇 0.25%，Cu 0.15%，Ni 0.55%，V《0.05%，Sn 0.20%，其它微量 元素总和《0.1%，其余为化;按工艺要求锻造得油管挂毛巧； (2) 油管挂毛巧退火处理：油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫100分钟，再加热至880 ± 10°C并保溫300分钟后炉冷至室溫； (3) 油管挂毛巧正火处理：油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫100分钟，再加热至980 ±10°C并保溫300分钟后出炉风冷至室溫； (4)调质处理:对正火处理后油管挂毛巧进行调质处理，调质处理包括泽火和回火;正 火处理后油管挂毛巧先预热至650 ±10°C并保溫65分钟，继续加热至1010 ±10°C泽火并保 溫200分钟后出炉泽火液冷，F130油管挂在泽火液中保持15分钟，泽火前泽火液溫应《38 °C，泽火后泽火液溫《50°C，使得F130油管挂出泽火液后溫度在250°CW下;再进炉加热至 700 ± 10°C回火并保溫250分钟后出炉空冷至室溫。
[0017] 实施例3:按W下步骤生产F130油管挂： (1) 锻造油管挂毛巧：依W下组分取油管挂材料：C 0.15%，Si 0.40%，Mn 0.70%，P 0.025%，S 0.025% Cr 13.50%，M〇 0.30%，Cu 0.2%，Ni 0.60%，V0.1%，Sn 0.25%，其他微量元 素总和《0.1%，其余为化;按工艺要求锻造得油管挂毛巧； (2) 油管挂毛巧退火处理：油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫100分钟，再加热至880 ± 10°C并保溫300分钟后炉冷至室溫； (3) 油管挂毛巧正火处理：油管挂毛巧预热至650±10°C并保溫100分钟，再加热至980 ±10°C并保溫300分钟后出炉风冷至室溫； (4) 调质处理:对正火处理后油管挂毛巧进行调质处理，调质处理包括泽火和回火;正 火处理后油管挂毛巧先预热至650 ±10°C并保溫65分钟，继续加热至1010 ±10°C泽火并保 溫200分钟后出炉泽火液冷，F130油管挂在泽火液中保持15分钟，泽火前泽火液溫应《38 °C，泽火后泽火液溫《50°C，使得F130油管挂出泽火液后溫度在250°CW下;再进炉加热至 700 ± 10°C回火并保溫250分钟后出炉空冷至室溫。
[001引实施例1-3产品的机械性能见下表：
【主权项】
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%，Μη 0·60-0·70%，Ρ彡0.025%，S彡0.025%，Cr 12.50-13·50%，Μ〇 0.20-0.30%，Cu 彡0.2%，Ni 0.50-0.60%，V彡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°C)，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： (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°C并保温一段时间，再加热至880 ± 10 °C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°C并保温一段时间， 再加热至980±10°C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°C并保温一段时间，继续加热至1010±10°C淬火并保 温一段时间后出炉淬火液冷;再进炉加热至700±10°C回火并保温一段时间后出炉空冷。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/_计算，但最多不超过12小时；回火保温时间按不少于3 分钟/_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/_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 °C，淬火后淬火液温< 50 °C，淬火后的工件出淬火液温度< 250 °C。
【文档编号】C21D9/00GK106011682SQ201610520624
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】吉哲, 范献兵
【申请人】江苏金石铸锻有限公司