CN115896646A - 一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 - Google Patents
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115896646A CN115896646A CN202211668364.8A CN202211668364A CN115896646A CN 115896646 A CN115896646 A CN 115896646A CN 202211668364 A CN202211668364 A CN 202211668364A CN 115896646 A CN115896646 A CN 115896646A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- percent
- forging
- equal
- less
- fine
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 11
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 10
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 10
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 9
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
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。
Description
技术领域
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
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。
发明内容
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。
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：
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：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
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；
S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃±10℃，淬火890℃±10℃，回火690℃±10℃；
S4、检验。
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。
优选地，步骤S2中冒口切除量为15％，水口切除量为10％。
优选地，步骤S3中，正火温度为920℃，淬火温度900℃，回火温度700℃。
本发明的有益效果在于：
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；
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；
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。
具体实施方式
以下对本发明所保护的技术方案做具体说明。
实施例1
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％；Mn：0.40％；Si：0.17％；Cr：0.80％；Mo：0.40％；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：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
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；
S3、热处理：两次正火处理，正火温度910℃，淬火880℃，回火680℃；
S4、检验。
实施例2
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
C：0.14％；Mn：0.50％；Si：0.20％；Cr：0.90％；Mo：0.45％；Ni：0.30％；P：0.006％；S：0.028％；Sb：0.028％；Sn：0.007％；As：0.010％；N：50ppm；H：2ppm；O：18ppm；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：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
S2、锻造：锻造工艺的始锻温度为1220℃，终锻温度860℃，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；
S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃，淬火890℃，回火690℃；
S4、检验。
实施例3
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
C：0.16％；Mn：0.60％；Si：0.27％；Cr：1.00％；Mo：0.50％；Ni：0.29％；P：0.006％；S：0.003％；Sb：0.003％；Sn：0.006％；As：0.008％；N：45ppm；H：2ppm；O：18ppm；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：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
S2、锻造：锻造工艺的始锻温度为1220℃，终锻温度≥900℃，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；
S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃，淬火900℃，回火690℃；
S4、检验。
实施例4
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
C：0.18％；Mn：0.70％；Si：0.37％；Cr：1.10％；Mo：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：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
S2、锻造：锻造工艺的始锻温度为1220℃，终锻温度900℃，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；
S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃，淬火900℃，回火700℃；
S4、检验。
采用本申请的方法，牌号15CrMo(HIC)材料化学成分符合NB/T47008标准的要求，力学性能也符合这个标准的要求。关于晶粒度细化，普通工艺晶粒度级别为5级左右，本申请的工艺，细化之后晶粒度级可达7～10级。
抗氢试验，也就是HIC试验有三个验收参数，分别是裂纹敏感率CSR，裂纹长度率CLR，裂纹厚度率CTR。
本申请的检验结果符合抗氢试验验收标准值CSR≤3％，CLR≤10％，CTR≤1.5％。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
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：
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。
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：
S1、原材料冶炼：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
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；
S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃±10℃，淬火890℃±10℃，回火690℃±10℃；
S4、检验。
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℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211668364.8A CN115896646A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211668364.8A CN115896646A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115896646A true CN115896646A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86485882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211668364.8A Pending CN115896646A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115896646A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105861924A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-17 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种低合金15CrMo钢板及其生产方法 |
| CN106811585A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-06-09 | 江苏华威机械制造有限公司 | 一种大规格合金钢锻件微变形热处理晶粒细化工艺 |
| CN106957990A (zh) * | 2016-01-11 | 2017-07-18 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种抗氢钢材质的法兰锻件及其生产工艺 |
| CN108359902A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-03 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种高性能合金钢法兰和锻件及其制造方法 |
| CN109338059A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种锁模柱锻件的锻造及热处理工艺 |
| CN109622836A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种壳体锻件的锻造及热处理工艺 |
| CN112008031A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-01 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种页岩气开采用阀体的锻造及热处理工艺 |
| CN112251664A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种超细晶粒合金钢锻件及其制造方法 |
| CN113088790A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-09 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种焊接结构件用C-Mn高强度钢锻件锻造及热处理工艺 |
| CN113265588A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-17 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种可提高冲击性能的铬钼合金钢锻件及其制造工艺 |
-
2022
- 2022-12-23 CN CN202211668364.8A patent/CN115896646A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106957990A (zh) * | 2016-01-11 | 2017-07-18 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种抗氢钢材质的法兰锻件及其生产工艺 |
| CN106811585A (zh) * | 2016-02-03 | 2017-06-09 | 江苏华威机械制造有限公司 | 一种大规格合金钢锻件微变形热处理晶粒细化工艺 |
| CN105861924A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-08-17 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种低合金15CrMo钢板及其生产方法 |
| CN108359902A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-03 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种高性能合金钢法兰和锻件及其制造方法 |
| CN109338059A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-02-15 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种锁模柱锻件的锻造及热处理工艺 |
| CN109622836A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-16 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种壳体锻件的锻造及热处理工艺 |
| CN112008031A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-01 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种页岩气开采用阀体的锻造及热处理工艺 |
| CN112251664A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种超细晶粒合金钢锻件及其制造方法 |
| CN113088790A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-09 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种焊接结构件用C-Mn高强度钢锻件锻造及热处理工艺 |
| CN113265588A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-17 | 无锡市法兰锻造有限公司 | 一种可提高冲击性能的铬钼合金钢锻件及其制造工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5462281B2 (ja) | ステンレスオーステナイト低Ｎｉスチール合金 | |
| EP3354763A1 (en) | Seamless steel tube with high strength and toughness and manufacturing method therefor | |
| KR20190046729A (ko) | 지열 발전 터빈 로터용 저합금강 및 지열 발전 터빈 로터용 저합금 물질, 및 이들의 제조 방법 | |
| WO1999005333A1 (fr) | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees | |
| US20180066344A1 (en) | Wire rod for use in bolts that has excellent acid pickling properties and resistance to delayed fracture after quenching and tempering, and bolt | |
| EP3124638B1 (en) | Stabilizer steel having high strength and excellent corrosion resistance, vehicle stabilizer employing same, and method for manufacturing same | |
| CN112725688B (zh) | 一种冷热兼作滚丝模具用钢及其制备方法 | |
| CN106563892A (zh) | 一种耐腐蚀奥氏体不锈钢埋弧焊焊丝及其生产方法 | |
| WO2017006843A1 (ja) | 薄板及びその製造方法 | |
| JP6798557B2 (ja) | 鋼 | |
| CN106957990B (zh) | 一种抗氢钢材质的法兰锻件及其生产工艺 | |
| CN111593268B (zh) | 一种耐热高强度弹簧用钢及其生产方法 | |
| CN106566953A (zh) | 一种耐腐蚀合金锻件及其生产方法 | |
| CN115896646A (zh) | 一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺 | |
| JP2003253391A (ja) | 冷間成形用ばね鋼 | |
| CN111549296B (zh) | 一种汽车紧固件用耐热钢及其生产方法 | |
| CN101962739A (zh) | 一种适合耐高压缸体的铸钢材质及其制造方法 | |
| CN113073265B (zh) | 大幅提高强度和寿命的301超硬精密不锈钢及应用 | |
| JP2007277654A (ja) | 冷間鍛造部品、それを得るための製造方法および鋼材 | |
| CN107805757A (zh) | 一种低合金钢管及其制备方法 | |
| RU2446223C1 (ru) | Жаропрочный хромоникелевый сплав с аустенитной структурой | |
| CN111763893A (zh) | 一种耐腐蚀复合金属材料及其制备方法 | |
| JPH04247824A (ja) | 高強度ばねの製造方法 | |
| CN115433871B (zh) | 一种耐氢脆延迟断裂的高强度钢及其制造方法 | |
| JPH11106866A (ja) | 粗大粒防止特性に優れた肌焼鋼とその製造方法 |
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 |