【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢材热处理，特别是涉及一种15-5ph钢材及其热处理方法和应用。
技术介绍
1、传统泥浆泵、压裂泵是由吸入端吸入低压流体后将其转换为高压流体，从排出端排出的装置，钻井泵柱塞内腔长期承受泥浆、砂砾等高压流体介质的冲刷、磨损，内腔整体受冲击韧性、耐磨性导致使用寿命减少，严重的会导致无法使用，损坏严重的只能更换新的泵体，因此泵体柱塞内腔的使用寿命将直接影响泵体的寿命。泥浆泵、压裂泵柱塞内腔损坏主要原因包括：长期被高压力流体介质冲刷、磨损失效；柱塞胶皮缓冲、磨损密封失效导致钻井泵柱塞内腔面损坏；泥浆泵、压裂泵柱塞内腔硬度层不够深，易产生磨损失效；泥浆泵、压裂泵柱塞内腔本体材料性能不稳定导致寿命缩短，这些因素严重影响了油田油井作业的顺利进行，
2、15-5ph材料是一种基于630钢发展而来的沉淀硬化不锈钢，作为一种优质的高强度不锈钢材料，它是以铬、镍和钼以及铜和钒等元素的添加为基础的。它的化学组成在过去的几十年中已进行了多次改进，以满足各种工业需求。这种材料具有很好的耐腐蚀性和强度，还表现出高的横向韧性和出色的可锻性，不锈钢材料在生产过程中需要经过热处理以调节其力学性能和组织结构，15-5ph材料广泛应用的热处理方法包括固溶处理和时效处理，其中固溶处理是将15-5ph材料加热到1010-1165℃，使其内部的固碳化物溶解，然后迅速冷却，以稳定材料的组织结构，时效处理是在固溶处理的基础上，将材料在510-620℃的温度下进行硬化处理不超过4h，获得更高的强度和硬度。但是现有技术热处理后的15-5ph的硬度、耐高低温
3、因此，如何提供一种压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，以满足压裂泵、泥浆泵材料耐磨损、延长使用寿命的要求是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种压裂泵，泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，可以得到硬度、抗冲击性能、延伸性能等各项机械性能优异的15-5ph钢材，并且将该热处理后的钢材应用于压裂泵、泥浆泵，可以有效延长泵体的使用寿命。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种压裂泵，泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，所述热处理方法包括正火处理、淬火处理和回火处理，所述正火处理的正火温度为650-850℃，正火保温时间满足以下公式：τ正火＝α×d±30；
4、τ-保温时间，单位为min，
5、α-保温系数，取值为1.2-1.5，
6、d-钢材有效厚度，单位为mm。
7、优选的，在上述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法中，所述正火处理为：将待处理钢材置于正火真空炉中正火处理，正火处理结束后出炉空冷至室温。
8、优选的，在上述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法中，所述淬火处理为：将正火处理后的钢材置于炉中淬火处理，淬火温度为850-1050℃，出炉冷却至室温；
9、淬火时间满足以下公式：τ淬火＝α×d±30；
10、τ-保温时间，单位为min，
11、α-保温系数，取值为1.2-1.5，
12、d-钢材有效厚度，单位为mm。
13、优选的，在上述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法中，所述淬火处理中冷却介质为快速淬火油，且所述快速淬火油的温度与钢材质量的比例不低于10:1；
14、和/或所述淬火处理中冷却介质为水-油双介质。
15、优选的，在上述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法中，所述回火处理为：将淬火处理后的钢材置于炉中回火处理，回火温度为470-560℃，保温后出炉油冷至室温；
16、所述回火处理的保温时间τ回火＝τ淬火±60，单位为min。
17、优选的，在上述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法中，所述钢材硬度与回火温度有关，具体为：
18、若回火温度为540-560℃，则钢材硬度为28-34hrc或271-319hb；
19、若回火温度为530-550℃，则钢材硬度为30-35hrc或286-326hb；
20、若回火温度为510-530℃，则钢材硬度为32-38hrc或300-354hb；
21、若回火温度为490-510℃，则钢材硬度为34-40hrc或319-370hb；
22、若回火温度为470-490℃，则钢材硬度为36-42hrc或337-390hb。
23、优选的，在上述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法中，所述钢材为15-5ph，包括以下质量百分数的成分：c≤0.07％、si≤1.00％、mn≤1.00％、p≤0.025％、s≤0.010％、ni 4.50-5.50％、cr 14.00-15.50％、mo≤0.50％、cu 3.00-4.50％、nb 0.15-0.40％，fe余量。
24、本专利技术还提供了一种上述任一项所述热处理方法制备得到的钢材。
25、以及还提供了一种上述任一项热处理方法制备得到的钢材在钻井泵中的应用。
26、本专利技术提供了一种压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
27、本专利技术的钢材热处理方法温度较低，保温时间短，节省能耗，并且热处理后的钢材具有优异的耐摩损性能、硬度良好，变形性能及延伸性能良好，并且在常温或者低温下均具有优异的抗冲击性能；
28、将本专利技术热处理后的钢材应用于压裂泵、泥浆泵，作为压裂泵、泥浆泵柱塞内腔的保护装置的材料，可以有效避免流体冲刷，颗粒、砂砾等杂质产生的磨损，延长内腔的使用寿命，进而延长泵整体的使用寿命。
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1.一种压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，所述热处理方法包括正火处理、淬火处理和回火处理，其特征在于，所述正火处理的正火温度为650-850℃，
2.根据权利要求1所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述正火处理为：将待处理钢材置于正火真空炉中正火处理，正火处理结束后出炉空冷至室温。
3.根据权利要求1所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述淬火处理为：将正火处理后的钢材置于炉中淬火处理，淬火温度为850-1050℃，出炉冷却至室温；
4.根据权利要求3所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述淬火处理中冷却介质为快速淬火油，且所述快速淬火油的温度与钢材质量的比例不低于10:1；
5.根据权利要求3所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述回火处理为：将淬火处理后的钢材置于炉中回火处理，回火温度为470-560℃，保温后出炉油冷至室温；
6.根据权利要求5所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述钢材硬度与回火温度有关，具体
7.根据权利要求1-6任一项所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述钢材为15-5PH，包括以下质量百分数的成分：C≤0.07％、Si≤1.00％、Mn≤1.00％、P≤0.025％、S≤0.010％、Ni 4.50-5.50％、Cr 14.00-15.50％、Mo≤0.50％、Cu 3.00-4.50％、Nb0.15-0.40％，Fe余量。
8.一种权利要求1-7任一项所述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法制备得到的钢材。
9.一种权利要求1-7任一项所述压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法制备得到的钢材和/或所述权利要求8的钢材在压裂泵、泥浆泵中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，所述热处理方法包括正火处理、淬火处理和回火处理，其特征在于，所述正火处理的正火温度为650-850℃，
2.根据权利要求1所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述正火处理为：将待处理钢材置于正火真空炉中正火处理，正火处理结束后出炉空冷至室温。
3.根据权利要求1所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述淬火处理为：将正火处理后的钢材置于炉中淬火处理，淬火温度为850-1050℃，出炉冷却至室温；
4.根据权利要求3所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述淬火处理中冷却介质为快速淬火油，且所述快速淬火油的温度与钢材质量的比例不低于10:1；
5.根据权利要求3所述的压裂泵、泥浆泵镶嵌套钢材的热处理方法，其特征在于，所述回火处理为：将淬火处理后的钢材置于炉...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立强，
申请(专利权)人：黄山市汇润机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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