本发明专利技术提供一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料，包括C：0.04％～0.10％，Mn：0.80％～1.50％，Re：0.80％～1.50％，Be：0.3％～0.4％，Zn：0.4％～0.6％，Mg：0.4％～0.6％，Al：0.3％～0.4％，Si：1.0％～3.0％，Cr：14.0％～22.0％，Ni：7.5％～12.5％，Mo：0.02％～0.05％，Sr：3.0％～4.0％，Dy：0.10％～0.40％，Ce：0.10％～0.40％，其余为Fe；在真空、960℃～980℃条件下烧结金属原料、非金属原料，在惰性气体加压条件下冷却得到海洋钻井平台海水冷却系统用合金材料成品，具有良好的抗磁、抗海水腐蚀、耐压、不易形变的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁基合金领域，具体涉及一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料及其制作方法。
技术介绍
金融危机对海洋油气勘探开发构成了冲击。石油公司由于融资和低油价原因，上游的勘探开发活动减少，从而造成了大量的钻井平台闲置，日费下降。浮式海洋钻井平台一直保持比较高的利用率，但自升式海洋钻井平台的利用率下降到了历史的低点，并随着新建平台逐渐进入市场，加快了老平台的退役。随着全球经济的逐步复苏，全球对油气的需求不断增加，油价逐渐回升，海上的油气投资和勘探开发必将更加活跃，新一轮的海洋钻井平台需求高峰将卷土重来。如果油价一直保持高位水平，并保持一定的海洋油气发现率，适合深水、超深水和极地等恶劣环境的海洋钻井平台将是未来海洋钻井平台市场发展的一个主要趋势。海洋钻井平台海水冷却系统是海洋钻进平台的重要组成部分，在海洋钻井平台上，很多机械在运行的时候都会产生大量的热量。比如柴油机，它燃烧柴油推动活塞做功，通过曲轴把能量传递出去。在这个过程中，摩擦、燃烧产生的热量都会使金属产生疲劳，或者会使机械的过热保护装置启动，使机械停止下来；还有很多机械设备需要冷却，比如液压单元、发电机组、变频器、空气压缩机、高压泥浆泵、绞车、推进器刹车片、推进器液压单元等。但是，海水是有腐蚀性的，海水pH值一般在8.3～8.5，溶解氧5～6mg/L，含有大量氯离子和其他盐类离子，是强电解质溶液，具有强腐蚀性；<br>海水系统的腐蚀损坏问题比较突出，随着电站运行年份的增加，海水介质的设备腐蚀损坏趋势日益加剧，纠正性维修工作量和由此产生的维修成本逐年增加。因此，海洋钻井平台的海水冷却系统材料是决定系统质量好坏的关键，更是整个海洋钻井平台的重要部件，如何选择和制造优良的、既防海水腐蚀又适合海洋钻井平台的海水冷却系统材料，是当前一个急需解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术的目的在于提供一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料，综合考虑各成分的成本，优化各成分之间的比例，找到性价比最高的材料组方，加入稀土金属，能够有效地解决上述问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采取如下的技术方案：一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料的制作方法，制作步骤如下：步骤S01：准备原材料，原材料包括C、Mn、Re、Be、Zn、Mg、Al、Si、Cr、Ni、Mo、Sr、RE、Fe单质，原料的质量百分比组成满足：C：0.04％～0.10％，Mn：0.80％～1.50％，Re：0.80％～1.50％，Be：0.3％～0.4％，Zn：0.4％～0.6％，Mg：0.4％～0.6％，Al：0.3％～0.4％，Si：1.0％～3.0％，Cr：14.0％～22.0％，Ni：7.5％～12.5％，Mo：0.02％～0.05％，Sr：3.0％～4.0％，RE：0.20％～0.80％，其余为Fe；步骤S02：将待熔炼的Fe、Mn、Re、Zn、Mg、Al、Cr、Ni、Mo、Sr、RE单质，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，在烧结温度为960℃～980℃条件下熔融；步骤S03：在金属熔融的条件下加入C、Be、Si，并保温30min～40min，搅拌均匀；步骤S04：在惰性气体加压条件下冷却至室温得到海洋钻井平台海水冷却系统用材料。进一步地，RE单质包括Dy、Ce，Dy、Ce在原料中的质量百分比为Dy：0.10％～0.40％、Ce：0.10％～0.40％。进一步地，步骤S02中，烧结的温度为960℃～970℃时，RE的组成为Ce。进一步地，步骤S02中，所述烧结的温度为970℃～980℃时，RE的组成为Ce和Dy。进一步地，步骤S03中，所述熔融金属冷却速率为70℃/min～80℃/min。进一步地，步骤S04中，所述惰性气体为氖气或氪气。进一步地，步骤S04中，所述加压的条件为80Mpa～100Mpa。根据本专利技术的另一目的，在于提供一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料，采用上述任一种制备方法制备而成。进一步地，合金材料按质量百分比计含有如下原料组分，C：0.08％，Mn：1.50％，Re：1.50％，Be：0.34％，Zn：0.6％，Mg：0.4％，Al：0.35％，Si：2.0％，Cr：20.0％，Ni：10.0％，Mo：0.05％，Sr：3.50％，Dy：0.20％，Ce：0.30％，其余为Fe。以下，对本专利技术中采用的合金的成分组成的限定理由进行说明，成分组成中涉及的％指质量％。C：0.04％～0.10％，C在钢材中可形成固溶体组织、提高钢的强度；形成碳化物组织，可提高钢的硬度及耐磨性。因此，C在钢材中，含碳量越高，钢的强度、硬度就越高，但塑性、韧性也会随之降低；反之，含碳量越低，钢的塑性、韧性越高，其强度、硬度也会随之降低，为适应海洋条件及作业要求效果，本专利技术将海洋钻井平台海水冷却系统用材料中C含量规定为0.04％～0.10％，优选为0.08％。Mn：0.80％～1.50％，Mn是一种弱脱氧剂，钢材中添加Mn，不但有利于钢材的抗蚀性，而且还能使钢材的强度提高，并能降低热裂纹倾向，改善钢材的抗腐蚀性能和焊接性能。随着Mn含量增加，钢材强度有所提高，为适应海洋钻井平台海水冷却系统的具体实际的特殊需求，本专利技术将Mn含量规定为0.80％～1.50％，优选为1.50％。Re：0.80％～1.50％，铼能够同时提高钨、钼、铬的强度和塑性，为适应海洋条件及海洋钻井平台海水冷却系统的特殊需求，本专利技术将P含量规定为0.80％～1.50％，优选为1.50％。Be：0.30％～0.40％，在合金中加人较高量Be时，可以加速以上合金时效进程并提高时效硬度。在合金中加入Be，可以加速时效硬化进程，提高硬度近1倍，同时还可增加时效析出相数目，减小其尺寸。本专利技术将合金材料中Be含量规定为0.30％～0.40％，优选为0.34％。Zn：0.40％～0.60％，Zn在合金中能提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，故应控制锌的含量在规定范围中。含锌量很高的合金却具有较好的铸造性能和机械性能，切削加工也比较好，为为适应海洋条件及海洋钻井平台海水冷却系统的特殊需求，本专利技术将合金材料中Zn含量规定为0.40％～0.60％，优选为0.60％。Mg：0.40％～0.60％，在合金中加入少量的镁，可提高强度和屈服极限，提高了合金的切削加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料的制作方法，其特征在于，制作步骤如下：步骤S01：准备原材料，原材料包括C、Mn、Re、Be、Zn、Mg、Al、Si、Cr、Ni、Mo、Sr、RE、Fe单质，原料的质量百分比组成满足：C：0.04％～0.10％，Mn：0.80％～1.50％，Re：0.80％～1.50％，Be：0.3％～0.4％，Zn：0.4％～0.6％，Mg：0.4％～0.6％，Al：0.3％～0.4％，Si：1.0％～3.0％，Cr：14.0％～22.0％，Ni：7.5％～12.5％，Mo：0.02％～0.05％，Sr：3.0％～4.0％，RE：0.20％～0.80％，其余为Fe；步骤S02：将待熔炼的Fe、Mn、Re、Zn、Mg、Al、Cr、Ni、Mo、Sr、RE单质，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，在烧结温度为960℃～980℃条件下熔融；步骤S03：在金属熔融的条件下加入C、Be、Si，并保温30min～40min，搅拌均匀；步骤S04：在惰性气体加压条件下冷却至室温得到海洋钻井平台海水冷却系统用材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于海洋钻井平台海水冷却系统的合金材料的制作方法，
其特征在于，制作步骤如下：
步骤S01：准备原材料，原材料包括C、Mn、Re、Be、
Zn、Mg、Al、Si、Cr、Ni、Mo、Sr、RE、Fe单质，原料的质
量百分比组成满足：
C：0.04％～0.10％，Mn：0.80％～1.50％，Re：0.80％～1.50％，
Be：0.3％～0.4％，Zn：0.4％～0.6％，Mg：0.4％～0.6％，Al：
0.3％～0.4％，Si：1.0％～3.0％，Cr：14.0％～22.0％，Ni：7.5％～12.5％，
Mo：0.02％～0.05％，Sr：3.0％～4.0％，RE：0.20％～0.80％，其
余为Fe；
步骤S02：将待熔炼的Fe、Mn、Re、Zn、Mg、Al、Cr、
Ni、Mo、Sr、RE单质，加入水冷铜坩埚的真空室内，抽真空，
在烧结温度为960℃～980℃条件下熔融；
步骤S03：在金属熔融的条件下加入C、Be、Si，并保温
30min～40min，搅拌均匀；
步骤S04：在惰性气体加压条件下冷却至室温得到海洋钻
井平台海水冷却系统用材料。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述RE单质
包括Dy、Ce，Dy、Ce在原料中的重量百分比为Dy：
0.10％～0....
【专利技术属性】
技术研发人员：谭小红，黄岗，
申请(专利权)人：杭州科技职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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