CN108754308A - 一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法 - Google Patents

一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108754308A
CN108754308A CN201810517512.3A CN201810517512A CN108754308A CN 108754308 A CN108754308 A CN 108754308A CN 201810517512 A CN201810517512 A CN 201810517512A CN 108754308 A CN108754308 A CN 108754308A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
forging
furnace
raw material
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810517512.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108754308B (zh
Inventor
沈妍
王琪
陈凡
陈一凡
姚江
孙慧
刘小娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Ltd By Share Ltd
Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Ltd By Share Ltd
Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Ltd By Share Ltd, Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute of Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Ltd By Share Ltd
Priority to CN201810517512.3A priority Critical patent/CN108754308B/zh
Publication of CN108754308A publication Critical patent/CN108754308A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108754308B publication Critical patent/CN108754308B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明公开了一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法，其步骤为：a.取重量组分为：C:0.16‑0.24％；Si:0.15‑0.35％；Mn:1.10‑1.50％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:≤0.20％；Ni:≤0.25％；Mo:≤0.06％；N:≤0.02％；Al:≤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，然后由终锻温度空冷至室温；b.机械加工去除其氧化表皮；c.将工件放入加热炉内，在6.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h以上，然后空冷至室温；d.将工件放入加热炉内，保温0.3h，将炉温加热至910±10℃，保温1.5h以上，淬火水冷；e.将工件放入加热炉内，启动加热炉在2.5h内将炉温加温至550±8℃，保温3.5h以上，然后空冷至室温。

Description

一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法。
背景技术
水下采油树设备是一种在具有强腐蚀性的海底环境下运行的采油气设备，其中油管头是连接最上层套管头和采油(气)树，以悬挂油管及密封油管和套管之间环形空间的装置部件。深海采油设备上油管头是采油过程中的连接装置，也是安全保护装置。深海采油设备接头用锻件的材料主要有F22、F60、8630、4130等，主要用于阀体接头、活塞杆接头、阀盖接头等。不同种类的钢材用于制造深海采油设备接头时，性能各有优缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种低温性能好、抗拉强度高的深海采油装备中油管头用高强度钢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：一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法，其步骤为：
a.取重量组分为：C:0.16-0.24％；Si:0.15-0.35％；Mn:1.10-1.50％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:≤0.20％；Ni:≤0.25％；Mo:≤0.06％；N:≤0.02％；Al:≤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750℃，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200±10℃的加热炉内，在6.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h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300±10℃的加热炉内，保温0.3h，在5.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h以上，淬火水冷；
e.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550±8℃，保温3.5h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33℃以下。
作为一种优选的方案，锻造时锻造比大于1.3。
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：本方法生产的产品具有较高的硬度、屈服强度、抗拉强度，同时具有良好的低温冲击热性、伸长率，产品满足了锻件常年处于高盐、高压、低温、高冲击等极其恶劣海况的工作环境中需要具有高强度、耐腐蚀、耐压、高低温韧性和抗冲击性强、抗疲劳强等综合性能的要求。
始锻温度控制在1150-1200℃，终锻温度不低于750℃，较低的终锻温度保证工件结构紧密和细化晶粒，而过高的终锻温度会形成粗大晶粒。
正火时，将工件放入温度为200±10℃的加热炉内，在6.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h以上，然后将工件取出空冷至室温；改善切削加工性能，消除热加工中的组织缺陷。
奥氏体化与深冷淬火时，将工件放入温度为300±10℃的加热炉内，保温0.3h，在5.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h以上，淬火水冷；深冷淬火后得到马氏体，马氏体和奥氏体具有同样的化学成分，马氏体转变只是晶格重构，由面心立方晶格转变为体心立方晶格，即切变型相变。每一个晶粒存在着不同位相的板条马氏体，这些板条马氏体的基体上均匀弥散的分布着碳化物，显著提高钢的强度和硬度。
回火时。将工件放入加热炉内，启动加热炉在2.5h内将炉温加温至550±8℃，保温3.5h以上，然后将工件取出空冷至室温；得到回火索氏体金相组织，减小或消除淬火钢件中的内应力，具有良好的韧性和塑性，较高的强度，良好的综合力学性能。
锻造比大于1.3，确保锻造后结构紧密。在锻造过程中能打碎粗大的奥氏体晶粒，使夹杂物弥散分布，消除带状组织，减轻各向异性。
具体实施方式
下面详细描述本发明的具体实施方案。
一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法，其步骤为：
a.取重量组分为：C:0.16-0.24％；Si:0.15-0.35％；Mn:1.10-1.50％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:≤0.20％；Ni:≤0.25％；Mo:≤0.06％；N:≤0.02％；Al:≤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750℃，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；锻造时锻造比大于1.3。
b.机械加工去除其氧化表皮；
c.正火：将工件放入温度为200℃的加热炉内，在6.0h内将炉温加热至910℃，保温1.5h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310℃的加热炉内，保温0.3h，在5.0h内将炉温加热至910℃，保温1.5h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33℃以下。
e.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550℃，保温3.5h以上，然后将工件取出空冷至室温。
本方法生产产品的技术指标如下：
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 (4)

1.一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法，其步骤为：
a.取重量组分为：C:0.16-0.24％；Si:0.15-0.35％；Mn:1.10-1.50％；P:≤0.025％；S:≤0.025％；Cr:≤0.20％；Ni:≤0.25％；Mo:≤0.06％；N:≤0.02％；Al:≤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750℃，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200±10℃的加热炉内，在6.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h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300±10℃的加热炉内，保温0.3h，在5.0h内将炉温加热至910±10℃，保温1.5h以上，淬火水冷；
e.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550±8℃，保温3.5h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装备中油管头用高强度钢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33℃以下。
3.如权利要求2所述的一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法，其特征为：锻造时锻造比大于1.3。
4.如权利要求2所述的一种深海采油装备中油管头用高强度钢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℃。
CN201810517512.3A 2018-05-25 2018-05-25 一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法 Active CN108754308B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810517512.3A CN108754308B (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810517512.3A CN108754308B (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108754308A true CN108754308A (zh) 2018-11-06
CN108754308B CN108754308B (zh) 2020-05-19

Family

ID=64005919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810517512.3A Active CN108754308B (zh) 2018-05-25 2018-05-25 一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108754308B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109487159A (zh) * 2018-12-10 2019-03-19 张家港海锅新能源装备股份有限公司 一种a694grf60碳素钢锻件及其制备方法
CN110484806A (zh) * 2019-09-15 2019-11-22 张家港海锅新能源装备股份有限公司 一种深海采油装备用20Mn2锻件原料的生产方法
CN111085641A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 苏州强隆铸锻有限公司 一种油管头锻件的锻造方法
CN111270136A (zh) * 2020-02-17 2020-06-12 本钢板材股份有限公司 500MPa级工程机械用钢材及其制备方法
CN114603073A (zh) * 2020-12-08 2022-06-10 南京迪威尔高端制造股份有限公司 一种克服4130锻件裂纹的锻造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1454758A (en) * 1972-11-08 1976-11-03 Kobe Steel Ltd Steel treatment process
JPS6021325A (ja) * 1983-07-13 1985-02-02 Kawasaki Steel Corp 形状および加工性に優れた電縫油井管用熱延高張力鋼の製造方法
JP2000219915A (ja) * 1999-01-29 2000-08-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 高強度高靱性継目無鋼管の製造方法
JP2013237101A (ja) * 2012-04-20 2013-11-28 Kobe Steel Ltd 耐水素誘起割れ性に優れた鋼材およびその製造方法
CN105385821A (zh) * 2015-10-21 2016-03-09 苏州雷格姆海洋石油设备科技有限公司 一种用于深海中高温高压环境下的设备零件的原料生产方法
CN106119723A (zh) * 2016-06-24 2016-11-16 张家港海锅重型锻件有限公司 一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1454758A (en) * 1972-11-08 1976-11-03 Kobe Steel Ltd Steel treatment process
JPS6021325A (ja) * 1983-07-13 1985-02-02 Kawasaki Steel Corp 形状および加工性に優れた電縫油井管用熱延高張力鋼の製造方法
JP2000219915A (ja) * 1999-01-29 2000-08-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 高強度高靱性継目無鋼管の製造方法
JP2013237101A (ja) * 2012-04-20 2013-11-28 Kobe Steel Ltd 耐水素誘起割れ性に優れた鋼材およびその製造方法
CN105385821A (zh) * 2015-10-21 2016-03-09 苏州雷格姆海洋石油设备科技有限公司 一种用于深海中高温高压环境下的设备零件的原料生产方法
CN106119723A (zh) * 2016-06-24 2016-11-16 张家港海锅重型锻件有限公司 一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109487159A (zh) * 2018-12-10 2019-03-19 张家港海锅新能源装备股份有限公司 一种a694grf60碳素钢锻件及其制备方法
CN110484806A (zh) * 2019-09-15 2019-11-22 张家港海锅新能源装备股份有限公司 一种深海采油装备用20Mn2锻件原料的生产方法
CN110484806B (zh) * 2019-09-15 2021-05-18 张家港海锅新能源装备股份有限公司 一种深海采油装备用20Mn2锻件原料的生产方法
CN111085641A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 苏州强隆铸锻有限公司 一种油管头锻件的锻造方法
CN111270136A (zh) * 2020-02-17 2020-06-12 本钢板材股份有限公司 500MPa级工程机械用钢材及其制备方法
CN114603073A (zh) * 2020-12-08 2022-06-10 南京迪威尔高端制造股份有限公司 一种克服4130锻件裂纹的锻造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108754308B (zh) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108754308A (zh) 一种深海采油装备中油管头用高强度钢锻件原料的生产方法
CN106119723B (zh) 一种深海采油船用4130钢管接头锻件原料的生产方法
CN107177786B (zh) 一种lng储罐用高锰中厚板的设计及其制造方法
CN101275207B (zh) 抗硫化氢腐蚀石油钻杆用工具接头的热处理方法
CN114086049B (zh) 2.0GPa级超高屈服强度塑性CoCrNi基中熵合金及其制备方法
CN105385821B (zh) 一种用于深海中高温高压环境下的设备零件的原料生产方法
CN110484806A (zh) 一种深海采油装备用20Mn2锻件原料的生产方法
JPH11505887A (ja) 高い機械的強度及び耐食性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼及び関連製品
CN103789686A (zh) 一种消除加氢反应器用钢混晶、粗晶组织的热处理工艺
CN106119732B (zh) 一种深海采油船用f60双相不锈钢管接头锻件原料生产方法
CN110484821A (zh) 一种深海采油管道互连防爆组件用锻件原料的生产方法
WO2021218932A1 (zh) 一种高强度耐高温腐蚀马氏体不锈钢及其制造方法
CN102839331B (zh) 一种高韧性耐腐蚀钢及其制造方法
CN110592489B (zh) 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法
CN111118258B (zh) 一种提升00Cr12Ni10MoTi马氏体时效不锈钢低温冲击韧性的热处理方法
CN104451394A (zh) CPE机组生产的150ksi以下抗CO2腐蚀油井管及其制造方法
CN108411210B (zh) 一种深海动态柔性立管用耐酸超高强钢及其制备方法
CN100392132C (zh) 一种低温高韧性结构用钢及其制造方法
CN105177445A (zh) 一种高韧性3.5Ni钢板的制备方法
CN114182067B (zh) 一种马氏体耐热不锈钢异型锻件锻造及热处理方法
CN113699337B (zh) 一种9Cr系耐热钢连铸大圆坯热处理工艺
CN105154789B (zh) 一种深海用高性能隔水管钢及生产方法
CN107841681A (zh) 射孔枪管材料及其制备方法
CN104148555A (zh) 1Cr14Mn14Ni不锈钢环形件的锻造成形方法
CN111979389A (zh) 一种铁素体低温钢锻件及其低温深冷制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant