一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺制造技术

本发明专利技术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；本发明专利技术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。15CrMo合金的抗氢化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及合金锻造领域，尤其是涉及一种细晶粒高抗氢合金钢锻件及其制造工艺。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术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。
[0004]本专利技术的主要内容包括：一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
[0005]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。
[0006]本专利技术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：
[0007]S1、原材料冶炼：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
[0008]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；
[0009]S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃
±
10℃，淬火890℃
±
10℃，回火690℃
±
10℃；
[0010]S4、检验。
[0011]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。
[0012]优选地，步骤S2中冒口切除量为15％，水口切除量为10％。
[0013]优选地，步骤S3中，正火温度为920℃，淬火温度900℃，回火温度700℃。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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
[0018]以下对本专利技术所保护的技术方案做具体说明。
[0019]实施例1
[0020]一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
[0021]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。
[0022]本专利技术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：
[0023]S1、原材料冶炼：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
[0024]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；
[0025]S3、热处理：两次正火处理，正火温度910℃，淬火880℃，回火680℃；
[0026]S4、检验。
[0027]实施例2
[0028]一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
[0029]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。
[0030]本专利技术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：
[0031]S1、原材料冶炼：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
[0032]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；
[0033]S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃，淬火890℃，回火690℃；
[0034]S4、检验。
[0035]实施例3
[0036]一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，按重量份，包括如下组分：
[0037]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。
[0038]本专利技术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：
[0039]S1、原材料冶炼：采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气；
[0040]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；
[0041]S3、热处理：两次正火处理，正火温度920℃，淬火900℃，回火690℃；
[0042]S4、检验。
[0043]实施例4
[0044]一种细晶粒高抗氢合金钢锻件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金波，邹琪，袁超，
申请(专利权)人：无锡市法兰锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：