一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺的制作方法

文档序号:33743116发布日期:2023-04-06 10:39阅读:101来源:国知局

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:

1、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。


技术实现思路

1、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。

2、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:

3、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。

4、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:

5、s1、原材料冶炼:采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气;

6、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;

7、s3、热处理:两次正火处理,正火温度920℃±10℃,淬火890℃±10℃,回火690℃±10℃;

8、s4、检验。

9、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。

10、优选地,步骤s2中冒口切除量为15%,水口切除量为10%。

11、优选地,步骤s3中,正火温度为920℃,淬火温度900℃,回火温度700℃。

12、本发明的有益效果在于:

13、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;

14、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;

15、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。



技术特征:

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:

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:

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℃。


技术总结
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。

技术研发人员:吴金波,邹琪,袁超
受保护的技术使用者:无锡市法兰锻造有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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