CN110592489B - 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法 - Google Patents

一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110592489B
CN110592489B CN201910862231.6A CN201910862231A CN110592489B CN 110592489 B CN110592489 B CN 110592489B CN 201910862231 A CN201910862231 A CN 201910862231A CN 110592489 B CN110592489 B CN 110592489B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
less
equal
temperature
cooling
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.)
Active
Application number
CN201910862231.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110592489A (zh
Inventor
盛雪华
赵玉宝
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 Co ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Co ltd
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 Co ltd filed Critical Zhangjiagang Haiguo New Energy Equipment Co ltd
Priority to CN201910862231.6A priority Critical patent/CN110592489B/zh
Publication of CN110592489A publication Critical patent/CN110592489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110592489B publication Critical patent/CN110592489B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • 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
    • 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
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • 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
    • C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • 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
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

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F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法，其步骤为：1)坯钢选择；2)锻造：始锻温度1180℃，终锻温度为850℃，锻造比＞4.2:1；3)锻后性能热处理：淬火：≤200℃/h升温至750℃保温2～5h后，升温至1030～1050℃，保温4～15h后油冷，冷却油要搅拌或循环；第一次回火温度为670～690℃保温10～30h后空冷，第二次回火温度为600～615℃，保温10～30h后空冷。本申请公开的技术方案，通过精炼配方设计、锻造工艺、锻后性能热处理工艺优化，使得马氏体不锈钢泵轴锻件原料，具有晶粒细化、淬透性高、综合力学性能好等优势。获得的马氏体不锈钢泵轴锻件原料可被广泛应用于油气、能源、化工及军事等领域。

Description

一种F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法
技术领域
本发明具体涉及一种F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法。
背景技术
采油对设备的要求是耐腐、耐压、抗冲击等要求。采油技术目前美国最先进，世界几大采油设备制造公司均在美国，如：NOV、DQM、FMC、CMR、GE等。开发采油设备上的锻件是研发设备的关键，随着世界能源形势日趋紧张，向深海采油是今后的发展方向，我国现是世界第一耗能大国，而且我国的南海有着大量的海底石油，因此说开发深海采油设备上的锻件是有十分广泛的前景。
采油设备用锻件的材料，主要有F6NM、4130、F22、8630等材料，主要用于深海阀体、活塞杆、阀盖等。目前市场中的锻件质量达不能满足的深海采油设备产品要求，主要存在的问题是机械性能不过关，内部存在疏松、微裂纹、晶粒粗大等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法，其步骤为：
1)坯钢选择：按质量百分含量，坯钢的化学组成为：C≤0.02％，Si≤0.20％，Mn：0.50～1.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr：12.50～13.00％，Mo：0.40～0.45％，Ni：3.8～4.0％，Cu：≤0.20％，Nb：≤0.050％，Ti：≤0.010％，V：0.030～0.060％，B：≤0.0005％，Ca：≤0.005％，H：≤2ppm，O：≤20ppm，N：≤100ppm；其余元素为Fe和其他残余元素；
优化Ni、Mo、V、N等元素配比，降低碳含量，提升综合力学性能，用来制造性能要求更为严苛的锻件；Ni为奥氏体形成元素，可提高基体的韧性，从而改善可塑性、可焊接性和韧性等，显著提升低温力学性能。Mo、V能提高淬透性及回火稳定性，在获得相同强度的同时可提高回火温度，对塑性、冲击轫性有很大的帮助；V还可以细化晶粒，同时提高强度及韧性；N作为强奥氏体形成元素，可以替代部分Ni来降低成本，同时N的加入能显著提高不锈钢的强度及耐蚀性能；降低碳含量可以提高焊接性能及耐腐蚀性能；
2)锻造：始锻温度1180℃，终锻温度为850℃，锻造比＞4.2:1；
始锻温度1180℃，超过1180℃容易造成过热，甚至过烧；根据坯料的大小确定合理的保温时间，合理的保温时间是保证晶粒不易粗大的基础；终锻温度为850℃，过低的终锻温度将增大零件开裂的可能性，终锻温度过高易形成粗大晶粒；锻造比＞4.2:1，这样可确保锻造后结构紧密，而且能打碎粗大的奥氏体晶粒，夹杂物弥散分布，消除带状组织，减轻各向异性；当锻锻温度为850～880℃时，采用轻打快锻的锻造工艺，可以使晶粒更细小，对提高力学性能奠定基础；
3)锻后性能热处理：淬火：≤200℃/h升温至750℃保温2～5h后，升温至1030～1050℃，保温4～15h后油冷，冷却时要控制入油油温为20～80℃、出油油温≤100℃，冷却油要强力搅拌或循环，确保工件快速冷透，提高淬硬层深度、提高力学性能；第一次回火温度为670～690℃保温10-30h后空冷，第二次回火温度为600～615℃，保温10～30h后空冷。
淬火后获得板条马氏体组织，经二次回火后部分马氏体将发生逆转变，形成的逆转变奥氏体分布在板条马氏体基体之间，使钢的韧性提高，在不明显降低强度的情况下改善塑形和焊接性。逆转变奥氏体量与回火温度及保温时间有非常大的关系，通过调整回火温度和时间两个参数可获得不同量的逆转变奥氏体，进而满足不同的力学性能要求。
F6NM材料是高合金钢。这种材料淬透性非常高，要获得高的性能不仅要完善锻造工艺，而且还需良好的热处理工艺，通过上述的锻后性能热处理工艺，从而获得细小晶粒和良好的强韧性。
有益效果：F6NM材料属于低碳马氏体不锈钢，是在传统的Cr13型马氏体不锈钢基础上，通过降低碳含量并加入镍、钼来获得优异的塑性、韧性及焊接性能，同时具有较好的强度和耐蚀性能。
本申请公开的技术方案，通过精炼配方设计、锻造工艺、锻后性能热处理工艺优化，使得马氏体不锈钢泵轴锻件原料，具有晶粒细化、淬透性高、综合力学性能好等优势。获得的马氏体不锈钢泵轴锻件原料可被广泛应用于油气、能源、化工及军事等领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的方法予以进一步地说明，但并不因此而限制本发明。
所述的F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法，其步骤为：
1)坯钢选择：按质量百分含量，坯钢的化学组成为：C≤0.02％，Si≤0.20％，Mn：0.50～1.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr：12.50～13.00％，Mo：0.40～0.45％，Ni：3.8～4.0％，Cu：≤0.20％，Nb：≤0.050％，Ti：≤0.010％，V：0.030～0.060％，B：≤0.0005％，Ca：≤0.005％，H：≤2ppm，O：≤20ppm，N：≤100ppm；其余元素为Fe和其他残余元素；
2)锻造：始锻温度1180℃，终锻温度为850℃，锻造比＞4.2:1；
始锻温度1180℃，超过1180℃容易造成过热，甚至过烧；根据坯料的大小确定合理的保温时间，合理的保温时间是保证晶粒不易粗大的基础；终锻温度为850℃，过低的终锻温度将增大零件开裂的可能性，终锻温度过高易形成粗大晶粒；锻造比＞4.2:1，这样可确保锻造后结构紧密，而且能打碎粗大的奥氏体晶粒，夹杂物弥散分布，消除带状组织，减轻各向异性；当锻锻温度为850～880℃时，采用轻打快锻的锻造工艺，可以使晶粒更细小，对提高力学性能奠定基础；
3)锻后性能热处理：淬火：≤200℃/h升温至750℃保温2～5h后，升温至1030～1050℃，保温4～15h后油冷，冷却时要控制入油油温为20～80℃、出油油温≤100℃，冷却油要强力搅拌或循环，确保工件快速冷透，提高淬硬层深度、提高力学性能；第一次回火温度为670～690℃保温10-30h后空冷，第二次回火温度为600～615℃，保温10～30h后空冷。
所述的马氏体不锈钢泵轴锻件原料的技术指标：
指标项目 本产品 指标值
抗拉强度σb/MPa 740 ≥689
屈服强度σ0.2/MPa 560 ≥551
硬度/HB 234/235/235 217～237
伸长率δ/％ 18 40
断面收缩率ψ/％ 26 77
冲击韧性(-29℃)KV2 216/216/232 ≥42
试制样产经张家港市海宇金属材料研究有限公司检测，各项指标均已符合美国ASTM A370-14标准，达到了国内外同类产品的先进水平。

Claims (1)

1.一种F6NM马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法，其步骤为：
1)坯钢选择：按质量百分含量，坯钢的化学组成为：C≤0.02％，Si≤0.20％，Mn：0.50～1.00％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr：12.50～13.00％，Mo：0.40～0.45％，Ni：3.8～4.0％，Cu：≤0.20％，Nb：≤0.050％，Ti：≤0.010％，V：0.030～0.060％，B：≤0.0005％，Ca：≤0.005％，H：≤2ppm，O：≤20ppm，N：≤100ppm；其余元素为Fe和其他残余元素；
2)锻造：始锻温度1180℃，终锻温度为850℃，锻造比＞4.2:1；
3)锻后性能热处理：淬火：≤200℃/h升温至750℃保温2～5h后，升温至1030～1050℃，保温4～15h后油冷，冷却油要搅拌或循环；第一次回火温度为670～690℃保温10～30h后空冷，第二次回火温度为600～615℃，保温10～30h后空冷；
所述的步骤2)锻造中，当锻造温度为850～880℃时，采用轻打快锻的锻造工艺；
所述的步骤3)锻后性能热处理中，油冷冷却时要控制入油油温为20～80℃、出油油温≤100℃。
CN201910862231.6A 2019-09-12 2019-09-12 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法 Active CN110592489B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910862231.6A CN110592489B (zh) 2019-09-12 2019-09-12 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910862231.6A CN110592489B (zh) 2019-09-12 2019-09-12 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110592489A CN110592489A (zh) 2019-12-20
CN110592489B true CN110592489B (zh) 2021-07-06

Family

ID=68859094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910862231.6A Active CN110592489B (zh) 2019-09-12 2019-09-12 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110592489B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113523165B (zh) * 2021-07-12 2023-01-20 江阴市恒业锻造有限公司 一种石油开采作业用抗硫化氢不锈钢锻件及其制备方法
CN115572907B (zh) * 2022-10-25 2023-11-17 中广核工程有限公司 马氏体不锈钢及其制备方法和应用
CN115874029A (zh) * 2022-12-22 2023-03-31 河南中原特钢装备制造有限公司 高合金Cr-Ni-Mo-V类钢空心件晶粒细化方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192203A (ja) * 1998-10-12 2000-07-11 Sumitomo Metal Ind Ltd ダウンホ―ル部材用マルテンサイト系ステンレス鋼とその製法
JP2003041348A (ja) * 2001-07-30 2003-02-13 Sanyo Special Steel Co Ltd 耐食性、靱性および冷間加工性に優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製品。
CN101248205A (zh) * 2005-06-28 2008-08-20 奥贝尔&杜瓦尔公司 马氏体不锈钢组成、由所述钢制造机械零件的方法和得到的零件
CN103740913A (zh) * 2014-01-10 2014-04-23 隆英（上海）企业有限公司 高温锻制马氏体不锈钢热处理方法
WO2015127523A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Vallourec Tubos Do Brasil S.A. Martensitic-ferritic stainless steel, manufactured product and processes using the same
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
CN107937828A (zh) * 2017-12-01 2018-04-20 宝鼎科技股份有限公司 F6nm马氏体不锈钢筒体锻件及热处理方法
CN109666782A (zh) * 2019-01-04 2019-04-23 四川六合锻造股份有限公司 一种提高0Cr13Ni4Mo钢低温冲击韧性的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192203A (ja) * 1998-10-12 2000-07-11 Sumitomo Metal Ind Ltd ダウンホ―ル部材用マルテンサイト系ステンレス鋼とその製法
JP2003041348A (ja) * 2001-07-30 2003-02-13 Sanyo Special Steel Co Ltd 耐食性、靱性および冷間加工性に優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼およびその製品。
CN101248205A (zh) * 2005-06-28 2008-08-20 奥贝尔&杜瓦尔公司 马氏体不锈钢组成、由所述钢制造机械零件的方法和得到的零件
CN103740913A (zh) * 2014-01-10 2014-04-23 隆英（上海）企业有限公司 高温锻制马氏体不锈钢热处理方法
WO2015127523A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Vallourec Tubos Do Brasil S.A. Martensitic-ferritic stainless steel, manufactured product and processes using the same
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
CN107937828A (zh) * 2017-12-01 2018-04-20 宝鼎科技股份有限公司 F6nm马氏体不锈钢筒体锻件及热处理方法
CN109666782A (zh) * 2019-01-04 2019-04-23 四川六合锻造股份有限公司 一种提高0Cr13Ni4Mo钢低温冲击韧性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110592489A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110484806B (zh) 一种深海采油装备用20Mn2锻件原料的生产方法
CN110592489B (zh) 一种f6nm马氏体不锈钢泵轴锻件原料的生产方法
CN112281069A (zh) 深海采油树装备用8630超长锻件的生产方法
EP2762594B1 (en) High-strength and high-toughness steel plate with yield strength being 700 mpa and manufacturing method thereof
CN111455269A (zh) 屈服强度960MPa级甚高强度海工钢板及其制造方法
CN107747035B (zh) 高压油管用钢、高压油管及其制备方法
EP4261320A1 (en) High-strength and toughness free-cutting non-quenched and tempered round steel and manufacturing method therefor
CN108368591B (zh) 具有优异的焊后热处理耐性的压力容器钢板及其制造方法
CN111809115B (zh) 耐冲击腐蚀磨损性能优异的特厚塑料模具钢及其制备方法
CN110484821B (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
CN112342458B (zh) 一种低屈强比抗应力腐蚀开裂高强钢及制备方法
KR20230037040A (ko) 우량한 코어부 인성을 구비한 고강도 용기용 후판(厚板) 및 제조방법
CN111621716B (zh) 一种含Nb低合金钢轧制工艺
CN113930692A (zh) 一种先进压水堆核电站用高均质化超厚钢板及其制造方法
CN113737090B (zh) 一种高强韧合金结构钢及其制备方法
CN108546871B (zh) 一种核电机组一体化堆顶组件用钢及其制造方法
CN115627423B (zh) 一种1600MPa级的热轧卷板及其生产方法
CN108411200B (zh) 一种高加工硬化率热轧q＆p钢板及其制备方法
CN110396646B (zh) 一种低碳高强船板钢的屈强比调控和评估方法
CN108374116B (zh) 抗硫化氢应力腐蚀高强度钢及其制备方法
CN111074050A (zh) 压水堆核电站高强高韧厚规格安全壳用钢板及其生产方法
CN110846592A (zh) 一种压力容器用钼合金钢板及其生产方法
CN110284064B (zh) 一种高强度含硼钢及其制备方法
CN113637890B (zh) 一种超细晶粒无缝钢管及其制造方法
CN108385033B (zh) 一种kd级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法

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