一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在高腐蝕性油氣田環(huán)境下，開(kāi)采設(shè)備需要選擇耐腐蝕性能較強(qiáng)、強(qiáng)度高的雙相鋼鍛件材料。按照標(biāo)準(zhǔn)使用常規(guī)固溶熱處理方法的雙相鋼存在一點(diǎn)不足，即低溫韌性較低，不如奧氏體不銹鋼和低溫合金鋼。尤其是較大的鍛造部件，其整體性能更難以掌控，頻繁出現(xiàn)大批量因低溫沖擊不合格而導(dǎo)致的大批報(bào)廢。例如，一般自由鍛件，壁厚為6英寸(152.4毫米)，按照常規(guī)固溶退火方式為加熱至1040°C以上，保溫5-6小時(shí)，出爐水淬，水溫要求低于30°C，其性能測(cè)試結(jié)果為抗拉強(qiáng)度695MPa(要求多655MPa)，屈服強(qiáng)度545MPa (要求彡450MPa)，低溫沖擊-50°C 27J，34J，28J (標(biāo)準(zhǔn)無(wú)低溫沖擊要求)，耐腐蝕性測(cè)試失重率為0.63g/m2，其沖擊不能滿足材料設(shè)計(jì)要求。
[0003]非常規(guī)油氣田的開(kāi)采需要結(jié)合地理環(huán)境與地質(zhì)結(jié)構(gòu)，不僅僅要滿足其高腐蝕性的特點(diǎn)，還需要滿足強(qiáng)度和低溫韌性的綜合性能，只有綜合性能滿足要求的鍛件才能夠被作為關(guān)鍵部件的材料。一些特殊的自由鍛件必須在熱處理前整體獲得良好的總和性能，在后續(xù)的大量加工后才不至于導(dǎo)致芯部材料的強(qiáng)度指標(biāo)不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種提高22Cr型雙相鋼低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，該方法可使得較難冷卻的鍛件橫截面中心部位獲得出色的固溶退火效果Ο
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，其步驟為:
[0006]a.將22Cr型不銹鋼鍛件在加熱爐中2小時(shí)內(nèi)升溫至290±5°C，保溫1小時(shí)，然后以176°C /小時(shí)升溫至590±5°C，然后保溫1小時(shí)，再以165°C /小時(shí)升溫至1080±10°C，按照工件壁厚以1小時(shí)/25.4毫米的時(shí)間進(jìn)行保溫；
[0007]b.然后關(guān)閉加熱電源、觀察爐膛內(nèi)的溫度，爐膛降至1040±5°C時(shí)，將工件取出進(jìn)行快速水淬，并開(kāi)啟淬火池中的攪拌水栗進(jìn)行循環(huán)制冷。
[0008]作為一種優(yōu)選的方案，工件從爐膛取出到水淬的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于60秒。
[0009]作為一種優(yōu)選的方案，淬火前水溫必須小于25°C。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對(duì)解決石油天然氣管道設(shè)備及開(kāi)采設(shè)備的鍛造零件在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)較高的低溫沖擊不合格率和耐腐蝕性能指標(biāo)不符合等一系列問(wèn)題。有效改善了組織結(jié)構(gòu)，消除了大截面內(nèi)部的有害析出和沉淀相，顯著提高-50°C低溫沖擊韌性，平均值達(dá)80焦以上，同時(shí)也提升了材料的耐麻點(diǎn)腐蝕性能，按照ASTM G48-A法在6 %濃度的三氯化鐵溶液中進(jìn)行24小時(shí)點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)，表面無(wú)點(diǎn)腐蝕跡象，腐蝕率為0.12g/m2o本方法提高了產(chǎn)品合格率，減少損失，效益顯著。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。
[0012]以6英寸壁厚的鍛件為例，一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，其步驟為:
[0013]a.將22Cr型不銹鋼鍛件在加熱爐中2小時(shí)內(nèi)升至290°C，在290°C保溫1小時(shí)，然后以176°C /小時(shí)升溫至590°C，然后保溫1小時(shí)，再以165°C /小時(shí)快速升溫至1080°C，保溫6.0小時(shí)，這樣可使工件中鐵素體可達(dá)到約占50-55%之間，使得組織徹底轉(zhuǎn)變完成。
[0014]b.隨后關(guān)閉加熱電源、觀察爐膛內(nèi)的溫度，待溫度降至1040°C。這樣在隨后的出爐淬火時(shí)形成表面與中心的溫差，有利于冷卻效果的提升。然后，在60秒內(nèi)迅速出爐水淬，淬火前水溫在25°C以下，并開(kāi)啟淬火池中的攪拌水栗進(jìn)行循環(huán)制冷。這樣可保留獲得雙相組織，避免了有害相Σ相的析出。
[0015]上述的實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本發(fā)明；應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，其步驟為: a.將22Cr型不銹鋼鍛件在加熱爐中2小時(shí)內(nèi)升溫至290±5°C，保溫1小時(shí)，然后以176°C /小時(shí)升溫至590±5°C，然后保溫1小時(shí)，再以165°C /小時(shí)升溫至1080± 10°C，按照工件壁厚以1小時(shí)/25.4毫米的時(shí)間進(jìn)行保溫； b.然后關(guān)閉加熱電源、觀察爐膛和鍛件的溫度，爐膛降至1040±5°C時(shí)，將工件取出進(jìn)行快速水淬，并開(kāi)啟淬火池中的攪拌水栗進(jìn)行循環(huán)制冷。2.如權(quán)利要求1所述的一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，其特征在于:工件從爐膛取出到水淬的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于60秒。3.如權(quán)利要求2所述的一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，其特征在于:淬火前水溫必須小于25°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高22Cr型不銹鋼鍛件低溫韌性和耐腐蝕性能的熱處理方法，其步驟為：a.將22Cr型不銹鋼鍛件在加熱爐中2小時(shí)內(nèi)升溫至290±5℃，保溫1小時(shí)，然后以176℃/小時(shí)升溫至590±5℃，然后保溫1小時(shí)，再以165℃/小時(shí)升溫至1080±10℃，按照工件壁厚以1小時(shí)/25.4毫米的時(shí)間進(jìn)行保溫；b.然后關(guān)閉加熱電源、觀察爐膛內(nèi)的溫度，爐膛降至1040℃時(shí)，將工件取出進(jìn)行快速水淬，并開(kāi)啟淬火池中的攪拌水泵進(jìn)行循環(huán)制冷。
【IPC分類】C21D6/00, C21D9/00, C21D1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105256121
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510685387
【發(fā)明人】葛輝, 周勇
【申請(qǐng)人】蘇州雷格姆海洋石油設(shè)備科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日