CN103233165A - 高压阀体材料及热处理方法 - Google Patents

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张建诚
孙允龙
范献兵
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Abstract

本发明公开了高压阀体材料及热处理方法,该高压阀体材料由以下组分质量百分比组成:C0.12-0.15%,Si0.30-0.50%,Mn0.50-0.60%,P≤0.025%,S≤0.025%,Cr2.00-2.50%,Mo0.90-1.00%,Fe95.2-96.18%。取高压阀体材料按工艺要求铸造得阀体毛坯;阀体毛坯先预热至650±10℃并保温一段时间,再加热至950±10℃并保温一段时间后出炉风冷;正火处理后阀体毛坯先预热至650±10℃并保温一段时间,继续加热至950±10℃淬火并保温一段时间后出炉水冷,再进炉加热至580±10℃回火并保温一段时间后出炉空冷。本发明的热处理工艺简单热,处理后的阀体机械性能达到了105K,提高了产品的安全性,降低了产品的生产成本。

Description

高压阀体材料及热处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于工程材料技术领域,特别是材料的热热处理方法,具体说是高压阀体材料及热处理方法。
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。这些部件除要求良好的加工性能和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还有一些要求有足够的强度和韧性。一般的材料,耐腐蚀好的,强度不高;强度高的,加工性能和耐腐蚀却又较差。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来更高的要求。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于:提供一种高压阀体材料及热处理方法,由该高压阀体材料经铸造得阀体毛坯,阀体毛坯经热处理后得耐腐蚀性能好并强度大的阀体。
[0004] 本发明的技术解决方案是该高压阀体材料由以下组分质量百分比组成:C0.12-0.15%, Si 0.30-0.50%,
Mn 0.50-0.60%, P 彡 0.025%, S 彡 0.025%, Cr 2.00-2.50%, Mo 0.90-1.00%, Fe95.2-96.18%。
[0005] 其中,阀体的热处理方法包括以下步骤:
(1)铸造阀体毛坯:取高压阀体材料按工艺要求铸造得阀体毛坯;
(2)阀体毛坯正火处理:阀体毛坯先预热至650±10°C并保温一段时间,再加热至950±10°C并保温一段时间后出炉风冷;
(3)调质处理:对正火处理后阀体毛坯进行调质处理,调质处理包括淬火和回火,正火处理后阀体毛坯先预热至650±10°C并保温一段时间,继续加热至950±10°C淬火并保温一段时间后出炉水冷,再进炉加热至580±10°C回火并保温一段时间后出炉空冷。
[0006] 其中,正火保温时间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;回火保温时间按按不少于2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/mm计算。
[0007] 其中,淬火前水温彡38°C,淬火后水温彡50°C,淬火后的工件出水温度彡250°C。
[0008] 本发明具有以下优点:
1、本发明的热处理工艺简单,热处理后的阀体机械性能达到了 105K,并且热处理的质量稳定,提高了产品的安全性,降低了产品的生产成本;
2、正火处理可以细化晶粒、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、本发明的阀体材料的化学成分的范围适当,可降低后续热处理的难度,提高热处理的稳定性,保证热处理质量。附图说明
[0010] 图1为正火热处理曲线。
[0011] 图2为调质热处理曲线。
具体实施方式
[0012] 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,实施例不能理解为是对技术方案的限制。在这里阀体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125mm,毛坯最大有效尺寸为400mm的阀体则称之为F125阀体。
[0013] 实施例1:按以下步骤生产F125阀体:
(1)铸造阀体毛坯:依以下组分取阀体材料:C 0.12%, Si 0.30%, Mn 0.50%, Cr 2.00%,Mo 0.90%, Fe 96.18% ;按工艺要求铸造得阀体毛坯;
(2)阀体毛坯正火处理:阀体毛坯先预热至650±10°C并保温65分钟,再加热至950±10°C并保温600分钟后出炉风冷至室温;
(3)调质处理:对正火处理后阀体毛坯进行调质处理,调质处理包括淬火和回火,正火处理后阀体毛坯先预热至650± 10°C并保温65分钟,继续加热至950± 10°C淬火并保温200分钟后出炉水冷,F125阀体在水中保持15分钟,淬火前水温应< 38°C,淬火后水温< 50°C,使得F125阀体出水后温度在250°C以下,再进炉加热至580±10°C回火并保温250分钟后出炉空冷至室温。
[0014] 实施例2:按以下步骤生产F125阀体:
(1)铸造阀体毛坯:依以下组分取阀体材料:C 0.135%,Si 0.40%, Mn 0.55%,P ≤ 0.0125%, S ≤ 0.0125%, Cr 2.25%, Mo 0.95%, Fe 95.69% ;按工艺要求铸造得阀体毛坯;
(2)阀体毛坯正火处理:阀体毛坯先预热至650±10°C并保温65分钟,再加热至950±10°C并保温600分钟后出炉风冷至室温;
(3)调质处理:对正火处理后阀体毛坯进行调质处理,调质处理包括淬火和回火,正火处理后阀体毛坯先预热至650 ± 10°C并保温65分钟,继续加热至950 ± 10°C淬火并保温200分钟后出炉水冷,F125阀体在水中保持18分钟,淬火前水温应< 38°C,淬火后水温< 50°C,使得F125阀体出水后温度在250°C以下,再进炉加热至580±10°C回火并保温250分钟后出炉空冷至室温。
[0015] 实施例3:按以下步骤生产F125阀体:
(1)铸造阀体毛坯:依以下组分取阀体材料:c 0.15%, Si 0.50%, Mn 0.60%, P0.025%,S0.025%, Cr 2.50%, Mo 1.00%, Fe 95.2% ;按工艺要求铸造得阀体毛坯;
(2)阀体毛坯正火处理:阀体毛坯先预热至650±10°C并保温65分钟,再加热至950±10°C并保温600分钟后出炉风冷至室温;
(3)调质处理:对正火处理后阀体毛坯进行调质处理,调质处理包括淬火和回火,正火处理后阀体毛坯先预热至650± 10°C并保温65分钟,继续加热至950± 10°C淬火并保温200分钟后出炉水冷,F125阀体在水中保持20分钟,淬火前水温应< 38°C,淬火后水温< 50°C,使得F125阀体出水后温度在250°C以下,再进炉加热至580±10°C回火并保温250分钟后出炉空冷至室温。
[0016] 实施例1-3产品的机械性能见下表:
Figure CN103233165AD00051

Claims (4)

1.高压阀体材料,其特征是该高压阀体材料由以下组分质量百分比组成:C0.12-0.15%, Si 0.30-0.50%, Mn 0.50-0.60%, P 彡 0.025%, S 彡 0.025%, Cr 2.00-2.50%, Mo0.90-1.00%, Fe 95.2-96.18%。
2.阀体的热处理方法,其特征是该热处理方法包括以下步骤: (1)铸造阀体毛坯:取高压阀体材料按工艺要求铸造得阀体毛坯; (2)阀体毛坯正火处理:阀体毛坯先预热至650±10°C并保温一段时间,再加热至950±10°C并保温一段时间后出炉风冷; (3)调质处理:对正火处理后阀体毛坯进行调质处理,调质处理包括淬火和回火,正火处理后阀体毛坯先预热至650±10°C并保温一段时间,继续加热至950±10°C淬火并保温一段时间后出炉水冷,再进炉加热至580±10°C回火并保温一段时间后出炉空冷。
3.根据权利要求2所述的阀体的热处理方法,其特征是:正火保温时间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;回火保温时间按按不少于2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所述的阀体的热处理方法,其特征是:淬火前水温< 38°C,淬火后水温彡50°C,淬火后的工件 出水温度彡250°C。
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