CN106119723A - 一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法 - Google Patents

一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法，其步骤为：a.取重量组分为：C:0.27‑0.33％；Si:0.15‑0.35％；Mn:0.30‑0.70％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:0.75‑1.20％；Ni:≤0.25％；Mo:0.15‑0.25％；Cu:≤0.35％；V:≤0.050％；其余为Fe和其他残余元素的坯钢为原料进入预热后的锻造炉内加热至1200℃，开始锻造，始锻温度控制在1150‑1200℃，终锻温度不低于850℃，使用十字方向反复三次镦粗拔长，然后将锻件由终锻温度空冷至室温；b.机械加工去除其氧化表皮；c.正火处理；d.奥氏体化与深冷淬火处理；e.一次回火处理；f.二次回火处理。

Description

一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法。
背景技术
深海装备常年处于高盐、高压、低温、高冲击等极其恶劣海况工作环境，因而要求锻件产品具有高强度、耐腐、耐压、高韧性(特别是低温韧性)和抗冲击性强、抗疲劳强等综合性能。
AISI 4130是一种含Cr、Mo合金元素及含碳量较低的低合金结构钢，相当于我国GB/T3077标准中的30CrMo钢，该钢一般在调质状态下使用，对于较大尺寸的锻件，由于该钢淬透性的影响，在工件的整个截面上得不到回火索氏体，甚至淬火后表面也得不到马氏体组织，表面的硬度和强度也不高。深海采油船用管接头锻件的屈服强度要求很高，要使4130钢锻件获得高的屈服强度和低温冲击韧性的条件下，采用常规的生产方式是达不到的，必须创新技术研发新工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法，其步骤为：
a.取重量组分为：C:0.27-0.33％；Si:0.15-0.35％；Mn:0.30-0.70％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:0.75-1.20％；Ni:≤0.25％；Mo:0.15-0.25％；Cu:≤0.35％；V:≤0.050％；其余为Fe和其他残余元素的坯钢为原料进入预热后的锻造炉内加热至1200℃，开始锻造，始锻温度控制在1150-1200℃，终锻温度不低于850℃，使用十字方向反复三次镦粗拔长，然后将锻件由终锻温度空冷至室温；
b.机械加工去除其氧化表皮；
c.正火：将工件放入温度为360±10℃的加热炉内，在5.0h内将炉温加热至900±10℃，保温5.5h以上，然后将工件取出空冷至室温；
d.奥氏体化与深冷淬火：将工件放入温度为340±10℃的加热炉内，保温0.3h，然后在3.0h内将炉温加热至890±10℃，保温2.5h以上，淬火水冷；
e.一次回火：将工件放入温度为250±10℃的加热炉内，在2.5h内将炉温加热至675±8℃，保温5.0h以上，然后将工件取出空冷至室温；
f.二次回火：将工件放入加热炉内，启动加热炉在2.5h内将炉温加温至650±8℃，保温2.5h以上，然后将工件取出空冷至室温。
作为一种优选的方案，开始淬火时，水温需要限制在25℃以下；结束淬火时，水温需要限制在29℃以下。
作为一种优选的方案，锻造时炉膛预热温度大于600℃。
本发明的有益效果是：由于原料中Cr：0.75-1.20％、Mo：0.15-0.25％、Ni≤0.25％，提高了钢材的淬透性和屈服强度。
本方法中的锻压可以充分压实锻件内部的金属组织，改善非金属夹杂物的形状和分布形态，打碎粗大的奥氏体晶粒；严格控制坯料的加热温度，使锻造金属的晶粒不至于过分粗化，否则将影响金属的高温塑性，大大恶化金属的变形能力。
由于在奥氏体化与深冷淬火处理前进行了一次正火处理，使钢的晶粒进一步细化，清除不良组织，为调质处理做好组织准备。
由于将工件放入温度为340±10℃的加热炉内，保温0.3h，然后在3.0h内将炉温加热至890±10℃，保温2.5h以上，适当了提高钢的淬火前温度(一般加热至860℃左右)，使4130钢能在淬火后获得较多的板条马氏体，并使奥氏体充分进行均匀化，然后再迅速进行快速冷却，尽量使工件心部获得较细的组织状态，从而使它们的冲击韧性显著提高。
由于本方法采用双温复合回火法，先使用相对较高回火温度降低工件表面淬硬层的硬度和强度，在继之采用相对较低回火温度回火，保持工件内部的硬度和温度，使之工件的整个截面上的硬度均匀，强度趋于一致。
具体实施方式
下面详细描述本发明的具体实施方案。
一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法，其步骤为：
a.取重量组分为：C:0.27-0.33％；Si:0.15-0.35％；Mn:0.30-0.70％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:0.75-1.20％；Ni:≤0.25％；Mo:0.15-0.25％；Cu:≤0.35％；V:≤0.050％；其余为Fe和其他残余元素的坯钢为原料进入预热温度大于600℃的锻造炉内加热至1200℃，开始锻造，始锻温度控制在1150-1200℃，终锻温度不低于850℃，使用十字方向反复三次镦粗拔长，然后将锻件由终锻温度空冷至室温；
b.机械加工去除其氧化表皮；
c.正火：将工件放入温度为360±10℃的加热炉内，在5.0h内将炉温加热至900±10℃，保温5.5h以上，然后将工件取出空冷至室温；
d.奥氏体化与深冷淬火：将工件放入温度为340±10℃的加热炉内，保温0.3h，在3.0h内将炉温加热至890±10℃，保温2.5h以上，淬火水冷；开始淬火时，水温需要限制在25℃以下；结束淬火时，水温需要限制在29℃以下。
e.一次回火：将工件放入温度为250±10℃的加热炉内，在2.5h内将炉温加热至675±8℃，保温5.0h以上，然后将工件取出空冷至室温；
f.二次回火：将工件放入加热炉内，启动加热炉在2.5h内将炉温加温至650±8℃，保温2.5h以上，然后将工件取出空冷至室温。
本方法生产的锻件原料的技术指标如下：
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法，其步骤为：
a.取重量组分为：C:0.27-0.33％；Si:0.15-0.35％；Mn:0.30-0.70％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:0.75-1.20％；Ni:≤0.25％；Mo:0.15-0.25％；Cu:≤0.35％；V:≤0.050％；其余为Fe和其他残余元素的坯钢为原料进入预热后的锻造炉内加热至1200℃，开始锻造，始锻温度控制在1150-1200℃，终锻温度不低于850℃，使用十字方向反复三次镦粗拔长，然后将锻件由终锻温度空冷至室温；
b.机械加工去除其氧化表皮；
c.正火：将工件放入温度为360±10℃的加热炉内，在5.0h内将炉温加热至900±10℃，保温5.5h以上，然后将工件取出空冷至室温；
d.奥氏体化与深冷淬火：将工件放入温度为340±10℃的加热炉内，保温0.3h，在3.0h内将炉温加热至890±10℃，保温2.5h以上，淬火水冷；
e.一次回火：将工件放入温度为250±10℃的加热炉内，在2.5h内将炉温加热至675±8℃，保温5.0h以上，然后将工件取出空冷至室温；
f.二次回火：将工件放入加热炉内，启动加热炉在2.5h内将炉温加温至650±8℃，保温2.5h以上，然后将工件取出空冷至室温。
2.如权利要求1所述的一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法，其特征为：开始淬火时，水温需要限制在25℃以下；结束淬火时，水温需要限制在29℃以下。
3.如权利要求2所述的一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法，其特征为：锻造时炉膛预热温度大于600℃。
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