CN116262956A - 一种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08‑0.1％、Si0.15‑0.55％、Mn0.2‑0.75％、S0.001‑0.002％、Al0.4‑0.9％、Cr20‑25％、Mo2‑6％、Ni50‑60％、Nb+Ta2‑3％、Ti0.3‑0.5％、Ca0.001‑0.006％，Mg0.001‑0.003％、Cu0.1‑0.6％、Co0.5‑1％、余量为Fe，该种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法，通过降低碳的含量，使得本发明材料具备较好的塑性和韧性，在高温高强度的过程中不易断裂，且加工过程中降低了成型过程中产生的裂纹问题，同时本发明材料在降低碳含量的同时，也增加了锰的含量，避免由于碳含量的下降而导致得到本发明材料硬度和强度降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵轴材料技术领域，尤其涉及一种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法。
背景技术
泵阀工作的环境多样，恶劣，对材质的要求很高，目前泵阀中的泵轴所用的合金钢有多种多样，主要以40Cr、20CrMnTi等基础合金，但是仍有很多问题存在，如耐磨性、硬度、防锈性能、耐腐蚀性能、耐高低温性能、脆性、韧性等，在很多场合还不能满足生产的要求，还需要进一步改进，以提高生产效率，降低成本，提高安全性，延长泵轴的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提供一种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种石油钻井用高温合金泵轴材料，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08-0.1％、Si0.15-0.55％、Mn0.2-0.75％、S0.001-0.002％、Al0.4-0.9％、Cr20-25％、Mo2-6％、Ni50-60％、Nb+Ta2-3％、Ti0.3-0.5％、Ca0.001-0.006％，Mg0.001-0.003％、Cu0.1-0.6％、Co0.5-1％、余量为Fe。
优选地，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08％、Si0.15％、Mn0.2％、S0.001％、Al0.4％、Cr20％、Mo2％、Ni50％、Nb+Ta2％、Ti0.3％、Ca0.001％，Mg0.001％、Cu0.1％、Co0.5％、余量为Fe。
优选地，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.1％、Si0.55％、Mn0.75％、S0.002％、Al0.9％、Cr25％、Mo6％、Ni60％、Nb+Ta3％、Ti0.5％、Ca0.006％，Mg0.003％、Cu0.6％、Co1％、余量为Fe。
优选地，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08-0.1％、Si0.35％、Mn0.5％、S0.001％、Al0.6％、Cr23％、Mo3％、Ni55％、Nb+Ta2.5％、Ti0.37％、Ca0.001％，Mg0.001％、Cu0.5％、Co0.7％、余量为Fe。
一种石油钻井用高温合金泵轴材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照原料配比，精确称取所需原材料的量；
(2)真空冶炼：采用小块纯铁和小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.025％，JMo、JNb放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖。按照真空冶炼工艺执行，熔化期真空度小于5帕，精炼加Ni-Mg0.05％，Ti、Mn、B等小料应严格分开按顺序分批加工，且容易出现偏析，并控制成分，精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1300-1600℃/1-2min，摇炉搅拌5-10分钟，降钢温到1450-1500℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间20-28min。精炼温度1480℃，全过程可不充氩气，出钢温度1480℃，浇注200Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成10分钟后破空出模标识；
(3)电渣重熔：切除缩孔修磨表面氧化物去除杂，验收合格后再生产，渣系执行现行工艺配方和工艺执行，控制熔化速率不易过快，电渣质量无渣沟，无成分偏析；
(4)锻造：锻造加热温度1000-1200℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应40-60分钟，锻造时应前轻锻倒圆然后回炉加热1160℃保温25min再锻，锻造规格50方，锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷；
(5)热轧：加热制度1090℃-1230℃，保温55分钟，轧制规格Φ30mm；
(6)固熔：热处理温度1000℃-1050℃，保温100分钟，水冷却；
(7)机加工：获得成品棒材。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1.该种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法，通过降低碳的含量，使得本发明材料具备较好的塑性和韧性，在高温高强度的过程中不易断裂，且加工过程中降低了成型过程中产生的裂纹问题，同时本发明材料在降低碳含量的同时，也增加了锰的含量，避免由于碳含量的下降而导致得到本发明材料硬度和强度降低。
2.该种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法，通过在制备材料中加入少量的钴和铬，使得本发明合金具备极好的耐腐蚀性，并且在特殊环境中，如高温或者寒冷环境中，本发明合金的抗腐蚀性能改变极小，整理的抗腐蚀性能极为稳定。
3.该种石油钻井用高温合金泵轴材料及其制备方法，通过添加较多的铌和钽，使得本发明合金具备较好的延展性，并能够有效提高常温硬度、高温强度和高温硬度，细化晶粒，提高抗扩散和抗氧化磨损的能力，从而提高了耐磨性。此外还能增强抗塑性变形的能力，因此，切削性能得以改善，提高硬质合金的耐磨性、抗冲击能力和使用中的通用性。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
实施例1
本发明提供了一种石油钻井用高温合金泵轴材料，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08％、Si0.15％、Mn0.2％、S0.001％、Al0.4％、Cr20％、Mo2％、Ni50％、Nb+Ta2％、Ti0.3％、Ca0.001％，Mg0.001％、Cu0.1％、Co0.5％、余量为Fe，通过降低碳的含量，使得本发明材料具备较好的塑性和韧性，在高温高强度的过程中不易断裂，且加工过程中降低了成型过程中产生的裂纹问题，同时本发明材料在降低碳含量的同时，也增加了锰的含量，避免由于碳含量的下降而导致得到本发明材料硬度和强度降低；
通过在制备材料中加入少量的钴和铬，使得本发明合金具备极好的耐腐蚀性，并且在特殊环境中，如高温或者寒冷环境中，本发明合金的抗腐蚀性能改变极小，整理的抗腐蚀性能极为稳定；
通过添加较多的铌和钽，使得本发明合金具备较好的延展性，并能够有效提高常温硬度、高温强度和高温硬度，细化晶粒，提高抗扩散和抗氧化磨损的能力，从而提高了耐磨性。此外还能增强抗塑性变形的能力，因此，切削性能得以改善，提高硬质合金的耐磨性、抗冲击能力和使用中的通用性。
一种石油钻井用高温合金泵轴材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照原料配比，精确称取所需原材料的量；
(2)真空冶炼：采用小块纯铁和小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.025％，JMo、JNb放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖。按照真空冶炼工艺执行，熔化期真空度小于5帕，精炼加Ni-Mg0.05％，Ti、Mn、B等小料应严格分开按顺序分批加工，且容易出现偏析，并控制成分，精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1300-1600℃/1-2min，摇炉搅拌5-10分钟，降钢温到1450-1500℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间20-28min。精炼温度1480℃，全过程可不充氩气，出钢温度1480℃，浇注200Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成10分钟后破空出模标识；
(3)电渣重熔：切除缩孔修磨表面氧化物去除杂，验收合格后再生产，渣系执行现行工艺配方和工艺执行，控制熔化速率不易过快，电渣质量无渣沟，无成分偏析；
(4)锻造：锻造加热温度1000-1200℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应40-60分钟，锻造时应前轻锻倒圆然后回炉加热1160℃保温25min再锻，锻造规格50方，锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷；
(5)热轧：加热制度1090℃-1230℃，保温55分钟，轧制规格Φ30mm；
(6)固熔：热处理温度1000℃-1050℃，保温100分钟，水冷却；
(7)机加工：获得成品棒材。
实施例2
一种石油钻井用高温合金泵轴材料，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.1％、Si0.55％、Mn0.75％、S0.002％、Al0.9％、Cr25％、Mo6％、Ni60％、Nb+Ta3％、Ti0.5％、Ca0.006％，Mg0.003％、Cu0.6％、Co1％、余量为Fe，通过降低碳的含量，使得本发明材料具备较好的塑性和韧性，在高温高强度的过程中不易断裂，且加工过程中降低了成型过程中产生的裂纹问题，同时本发明材料在降低碳含量的同时，也增加了锰的含量，避免由于碳含量的下降而导致得到本发明材料硬度和强度降低；
通过在制备材料中加入少量的钴和铬，使得本发明合金具备极好的耐腐蚀性，并且在特殊环境中，如高温或者寒冷环境中，本发明合金的抗腐蚀性能改变极小，整理的抗腐蚀性能极为稳定；
通过添加较多的铌和钽，使得本发明合金具备较好的延展性，并能够有效提高常温硬度、高温强度和高温硬度，细化晶粒，提高抗扩散和抗氧化磨损的能力，从而提高了耐磨性。此外还能增强抗塑性变形的能力，因此，切削性能得以改善，提高硬质合金的耐磨性、抗冲击能力和使用中的通用性。
一种石油钻井用高温合金泵轴材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照原料配比，精确称取所需原材料的量；
(2)真空冶炼：采用小块纯铁和小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.025％，JMo、JNb放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖。按照真空冶炼工艺执行，熔化期真空度小于5帕，精炼加Ni-Mg0.05％，Ti、Mn、B等小料应严格分开按顺序分批加工，且容易出现偏析，并控制成分，精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1300-1600℃/1-2min，摇炉搅拌5-10分钟，降钢温到1450-1500℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间20-28min。精炼温度1480℃，全过程可不充氩气，出钢温度1480℃，浇注200Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成10分钟后破空出模标识；
(3)电渣重熔：切除缩孔修磨表面氧化物去除杂，验收合格后再生产，渣系执行现行工艺配方和工艺执行，控制熔化速率不易过快，电渣质量无渣沟，无成分偏析；
(4)锻造：锻造加热温度1000-1200℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应40-60分钟，锻造时应前轻锻倒圆然后回炉加热1160℃保温25min再锻，锻造规格50方，锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷；
(5)热轧：加热制度1090℃-1230℃，保温55分钟，轧制规格Φ30mm；
(6)固熔：热处理温度1000℃-1050℃，保温100分钟，水冷却；
(7)机加工：获得成品棒材。
实施例3
一种石油钻井用高温合金泵轴材料，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08-0.1％、Si0.35％、Mn0.5％、S0.001％、Al0.6％、Cr23％、Mo3％、Ni55％、Nb+Ta2.5％、Ti0.37％、Ca0.001％，Mg0.001％、Cu0.5％、Co0.7％、余量为Fe，通过降低碳的含量，使得本发明材料具备较好的塑性和韧性，在高温高强度的过程中不易断裂，且加工过程中降低了成型过程中产生的裂纹问题，同时本发明材料在降低碳含量的同时，也增加了锰的含量，避免由于碳含量的下降而导致得到本发明材料硬度和强度降低；
通过在制备材料中加入少量的钴和铬，使得本发明合金具备极好的耐腐蚀性，并且在特殊环境中，如高温或者寒冷环境中，本发明合金的抗腐蚀性能改变极小，整理的抗腐蚀性能极为稳定；
通过添加较多的铌和钽，使得本发明合金具备较好的延展性，并能够有效提高常温硬度、高温强度和高温硬度，细化晶粒，提高抗扩散和抗氧化磨损的能力，从而提高了耐磨性。此外还能增强抗塑性变形的能力，因此，切削性能得以改善，提高硬质合金的耐磨性、抗冲击能力和使用中的通用性。
一种石油钻井用高温合金泵轴材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照原料配比，精确称取所需原材料的量；
(2)真空冶炼：采用小块纯铁和小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.025％，JMo、JNb放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖。按照真空冶炼工艺执行，熔化期真空度小于5帕，精炼加Ni-Mg0.05％，Ti、Mn、B等小料应严格分开按顺序分批加工，且容易出现偏析，并控制成分，精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1300-1600℃/1-2min，摇炉搅拌5-10分钟，降钢温到1450-1500℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间20-28min。精炼温度1480℃，全过程可不充氩气，出钢温度1480℃，浇注200Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成10分钟后破空出模标识；
(3)电渣重熔：切除缩孔修磨表面氧化物去除杂，验收合格后再生产，渣系执行现行工艺配方和工艺执行，控制熔化速率不易过快，电渣质量无渣沟，无成分偏析；
(4)锻造：锻造加热温度1000-1200℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应40-60分钟，锻造时应前轻锻倒圆然后回炉加热1160℃保温25min再锻，锻造规格50方，锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷；
(5)热轧：加热制度1090℃-1230℃，保温55分钟，轧制规格Φ30mm；
(6)固熔：热处理温度1000℃-1050℃，保温100分钟，水冷却；
(7)机加工：获得成品棒材。
使用时，本发明材料通过降低碳的含量，使得本发明材料具备较好的塑性和韧性，在高温高强度的过程中不易断裂，且加工过程中降低了成型过程中产生的裂纹问题，同时本发明材料在降低碳含量的同时，也增加了锰的含量，避免由于碳含量的下降而导致得到本发明材料硬度和强度降低，通过在制备材料中加入少量的钴和铬，使得本发明合金具备极好的耐腐蚀性，并且在特殊环境中，如高温或者寒冷环境中，本发明合金的抗腐蚀性能改变极小，整理的抗腐蚀性能极为稳定，通过添加较多的铌和钽，使得本发明合金具备较好的延展性，并能够有效提高常温硬度、高温强度和高温硬度，细化晶粒，提高抗扩散和抗氧化磨损的能力，从而提高了耐磨性。此外还能增强抗塑性变形的能力，因此，切削性能得以改善，提高硬质合金的耐磨性、抗冲击能力和使用中的通用性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种石油钻井用高温合金泵轴材料，其特征在于，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08-0.1％、Si0.15-0.55％、Mn0.2-0.75％、S0.001-0.002％、Al0.4-0.9％、Cr20-25％、Mo2-6％、Ni50-60％、Nb+Ta2-3％、Ti0.3-0.5％、Ca0.001-0.006％，Mg0.001-0.003％、Cu0.1-0.6％、Co0.5-1％、余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻井用高温合金泵轴材料，其特征在于，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08％、Si0.15％、Mn0.2％、S0.001％、Al0.4％、Cr20％、Mo2％、Ni50％、Nb+Ta2％、Ti0.3％、Ca0.001％，Mg0.001％、Cu0.1％、Co0.5％、余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻井用高温合金泵轴材料，其特征在于，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.1％、Si0.55％、Mn0.75％、S0.002％、Al0.9％、Cr25％、Mo6％、Ni60％、Nb+Ta3％、Ti0.5％、Ca0.006％，Mg0.003％、Cu0.6％、Co1％、余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种石油钻井用高温合金泵轴材料，其特征在于，包括以下化学组成及各成分的重量百分比含量为：C0.08-0.1％、Si0.35％、Mn0.5％、S0.001％、Al0.6％、Cr23％、Mo3％、Ni55％、Nb+Ta2.5％、Ti0.37％、Ca0.001％，Mg0.001％、Cu0.5％、Co0.7％、余量为Fe。
5.一种石油钻井用高温合金泵轴材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照原料配比，精确称取所需原材料的量；
(2)真空冶炼：采用小块纯铁和小块镍板加入底部约1/4,底碳配入0.025％，JMo、JNb放在坩埚中上部，上部用Ni板覆盖。按照真空冶炼工艺执行，熔化期真空度小于5帕，精炼加Ni-Mg0.05％，Ti、Mn、B等小料应严格分开按顺序分批加工，且容易出现偏析，并控制成分，精炼期真空度≤5Pa，采用不少于两次的高温瞬时精炼和一次低温长时精炼，提钢温到1300-1600℃/1-2min，摇炉搅拌5-10分钟，降钢温到1450-1500℃(刚结膜冲膜状态)低温，精炼时间20-28min。精炼温度1480℃，全过程可不充氩气，出钢温度1480℃，浇注200Kg电极，浇注后期补缩充分，浇铸完成10分钟后破空出模标识；
(3)电渣重熔：切除缩孔修磨表面氧化物去除杂，验收合格后再生产，渣系执行现行工艺配方和工艺执行，控制熔化速率不易过快，电渣质量无渣沟，无成分偏析；
(4)锻造：锻造加热温度1000-1200℃，加热过程升温速率应≤300℃/h，保温应40-60分钟，锻造时应前轻锻倒圆然后回炉加热1160℃保温25min再锻，锻造规格50方，锻后空冷，方棒100％探伤检查，表面修磨去除缺陷；
(5)热轧：加热制度1090℃-1230℃，保温55分钟，轧制规格Φ30mm；
(6)固熔：热处理温度1000℃-1050℃，保温100分钟，水冷却；
(7)机加工：获得成品棒材。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB773871A (en) * | 1952-10-10 | 1957-05-01 | William Jessop And Sons Ltd | Improvements in or relating to nickel alloys |
| GB1385755A (en) * | 1971-09-28 | 1975-02-26 | Creusot Loire | Nickel-iron-chromium alloys |
| US4685977A (en) * | 1984-12-03 | 1987-08-11 | General Electric Company | Fatigue-resistant nickel-base superalloys and method |
| JPH09268337A (ja) * | 1996-04-03 | 1997-10-14 | Hitachi Metals Ltd | 鍛造製高耐食超耐熱合金 |
| CN111074100A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 江苏新华合金有限公司 | 一种镍基高温合金棒材及其制备方法 |
| CN112458341A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-03-09 | 江苏新核合金科技有限公司 | 一种石油阀杆用合金材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-15 CN CN202111538713.XA patent/CN116262956A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB773871A (en) * | 1952-10-10 | 1957-05-01 | William Jessop And Sons Ltd | Improvements in or relating to nickel alloys |
| GB1385755A (en) * | 1971-09-28 | 1975-02-26 | Creusot Loire | Nickel-iron-chromium alloys |
| US4685977A (en) * | 1984-12-03 | 1987-08-11 | General Electric Company | Fatigue-resistant nickel-base superalloys and method |
| JPH09268337A (ja) * | 1996-04-03 | 1997-10-14 | Hitachi Metals Ltd | 鍛造製高耐食超耐熱合金 |
| CN111074100A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 江苏新华合金有限公司 | 一种镍基高温合金棒材及其制备方法 |
| CN112458341A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-03-09 | 江苏新核合金科技有限公司 | 一种石油阀杆用合金材料及其制备方法 |
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