【技术实现步骤摘要】
本申请涉及合金材料的领域，尤其是涉及一种阀门用合金材料及阀体生产工艺。
技术介绍
1、阀门是流体输送系统的控制部件，起到开闭管路、控制流向或调节压力等作用。对于不同的工作环境，阀门的材质要求也不同，具体可分为铸铁阀门、碳钢阀门、不锈钢阀门、塑料阀门等。在油气田环境中，由于大多含有硫化氢，易构成湿h2s应力腐蚀环境，因此要求阀门具备耐应力腐蚀能力。
2、a105作为一种优质碳素结构钢，其包括如下质量百分比的组分：c≤0.35％，mn0.6-1.05％，p≤0.035％，s≤0.04％，si 0.1-0.35％，cu≤0.4％，ni≤0.4％，cr≤0.3％，mo≤0.12％，v≤0.08％，余量为fe。a105具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，适用于生产球阀、闸阀、截止阀、蝶阀等阀门的承压和控压件，可用于含h2s环境。
3、油气田环境中，阀门与管道之间常采用焊接的连接方式，而软密封的阀门受限于密封副的耐热性，无法进行焊后热处理以消除焊接应力，因此要求阀门用合金材料具有优良的焊接性能。上述a105碳钢在焊接性能方面仍存在有不足，有待改进。
技术实现思路
1、为了提高焊接性能，本申请提供一种阀门用合金材料及阀体生产工艺。
2、第一方面，本申请提供的一种阀门用合金材料采用如下的技术方案：
3、一种阀门用合金材料，包括如下质量百分比的组分：c 0.18-0.25％，mn 0.8-1.6％，p≤0.008％，s≤0.008％，si 0.25-0.5
4、通过采用上述技术方案，在a105碳钢的基础上，降低c、p、s的含量，适当增加mn、si含量，去除cr，添加ce、la，并调整其余元素的含量，使得材料具有高强度、高韧性、优异的耐低温性能及耐腐蚀性能，可焊性好，满足使用需求。
5、具体地，c含量降低，可以减少钢中碳化物的数量，改善钢的韧性，焊接时不容易产生裂纹和气孔等缺陷，提高焊接性能，但是强度和硬度会相应下降。p、s属于杂质元素，会增加钢的脆性，增大焊缝的热裂倾向，因此控制其含量在极低水平，能够改善钢的韧性，提高焊接性能。mn是一种较好的脱氧剂和脱硫剂，在焊接过程中可以有效地减少氧化物等杂质，提高焊接性能。si是碳钢中重要的强化元素，能够提高碳钢的强度、硬度，在一定程度上可以替代部分碳元素，弥补c含量下降而导致的强度损失。cu可以加强碳钢的强度和硬度，特别是低碳钢。cr元素是碳钢具有耐腐蚀性的重要元素，但会增加脆性，影响焊接性能。去除cr元素并调整ni含量，添加ce、la元素，可在保持耐腐蚀性能的同时具有优异的强度、韧性和焊接性能。mo的加入则可以有效地提高钢材的韧性和抗腐蚀性，同时还可以细化晶粒，提高钢材的强度和硬度。v元素能够细化晶粒，增强应力，改善抗疲劳性能。
6、可选地，阀门用合金材料，包括如下质量百分比的组分：c 0.18-0.2％，mn 1.3-1.5％，p≤0.002％，s≤0.002％，si 0.35-0.5％，cu 0.2-0.3％，ni 0.6-0.8％，ce 0.01-0.02％，la 0.01-0.015％，mo 0.15-0.2％，v 0.03-0.05％，余量为fe。
7、通过采用上述技术方案，组分配比进一步优化。
8、第二方面，本申请提供的一种阀体生产工艺用如下的技术方案：
9、一种阀体生产工艺，包括如下步骤：
10、加热：将合金材料放入炉中加热；
11、锻造：将经过加热的合金材料锻造成型，得到锻件；
12、热处理：对锻件进行热处理，得到阀体。
13、可选地，所述加热步骤中，合金材料先预热至800-900℃，保温15-20min后再升温至1200-1250℃。
14、通过采用上述技术方案，合金材料分两步加热，确保合金材料具有良好的塑性，以便于锻造成型，提高锻造的效果和形状的稳定性。
15、可选地，所述锻造步骤中，锻件的初锻温度≥1150℃，终锻温度≥750℃。
16、通过采用上述技术方案，初锻温度是指开始锻造时的温度，适当提高初锻温度可以减少加热次数，提高金属的塑性，使其易于成型。终锻温度是指停止锻造的温度，通常高于再结晶温度，以保证在停锻前合金具有足够的塑性，锻后能获得细小的再结晶组织，保证锻件的品质和成型效率。
17、可选地，所述热处理步骤中，进行淬火和回火。
18、通过采用上述技术方案，淬火是将金属加热到一定温度后，以适当的方式冷却，以改变其力学性能和显微组织的工艺。淬火的主要目的是提高金属的硬度和强度，但同时也可能导致金属的脆性增加。回火是将淬火后的金属加热到一定温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺。回火的主要目的是消除淬火引起的内应力和脆性，同时调整金属的力学性能以满足使用要求。通过回火，可以改善金属的塑性和韧性，降低脆性，提高抗冲击性能。
19、淬火和回火结合的热处理工艺，能够确保阀体具有优异的韧性和强度，以便于焊接。
20、可选地，所述锻造步骤和热处理步骤之间还设置有表面处理步骤；
21、所述表面处理步骤的具体过程如下：先清洁锻件表面，再将锻件浸入处理液中，室温浸泡20-30min后取出，最后进行干燥；所述处理液包括如下重量份的组分：30-50份水性环氧树脂乳液、15-20份锌粉、1-3份分散剂和50-70份水。
22、通过采用上述技术方案，水性环氧树脂乳液作为分散介质和胶粘成分，使得锻件经过表面处理后，表面均匀附着锌粉。热处理过程中，锌粉受热熔融并与合金材料进行结合，使得锻件表面形成一层锌含量较高的锌层，不仅起到抗腐蚀作用，提高阀体在湿硫化氢环境的使用寿命，还能在焊接过程润湿焊接面，提高焊接效果。
23、相比于合金材料中直接添加锌的方式，不会因锌含量过高而影响阀体的韧性。合金材料新添加的铈元素与锌元素之间具有良好的键合效果，铈元素的添加一定程度上能够提高锌层与基体的结合强度。
24、可选地，所述锌粉的平均粒径为40-60nm。
25、通过采用上述技术方案，表面处理后，阀体表面不容易变得粗糙。
26、可选地，所述处理液还包括0.3-0.6份精氨酸。
27、通过采用上述技术方案，精氨酸作为助剂，能够加速水性环氧树脂乳液固化，防止因固化时间过长而导致锌粉氧化的麻烦。
28、可选地，所述热处理步骤中，通入氩气作为保护。
29、通过采用上述技术方案，热处理过程中，氩气可以形成一层保护气氛，防止锌在高温下与空气中的氧气发生氧化反应，并维持反应室内的气氛纯净，有助于保持合金表面质量和性能。
30、综上所述，本申请具有以下有益效果：
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【技术保护点】
1.一种阀门用合金材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：C 0.18-0.25%，Mn0.8-1.6%，P≤0.008%，S≤0.008%，Si 0.25-0.5%，Cu 0.2-0.4%，Ni 0.3-0.8%，Ce 0.005-0.02%，La 0.002-0.015%，Mo 0.1-0.2%，V 0.03-0.08%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的阀门用合金材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：C0.18-0.2%，Mn 1.3-1.5%，P≤0.002%，S≤0.002%，Si 0.35-0.5%，Cu 0.2-0.3%，Ni 0.6-0.8%，Ce 0.01-0.02%，La 0.01-0.015%，Mo 0.15-0.2%，V 0.03-0.05%，余量为Fe。
3.一种阀体生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的阀体生产工艺，其特征在于：所述加热步骤中，合金材料先预热至800-900℃，保温15-20min后再升温至1200-1250℃。
5.根据权利要求3所述的阀体生产工艺，
6.根据权利要求3所述的阀体生产工艺，其特征在于：所述热处理步骤中，进行淬火和回火。
7.根据权利要求3所述的阀体生产工艺，其特征在于：所述锻造步骤和热处理步骤之间还设置有表面处理步骤；
8.根据权利要求7所述的阀体生产工艺，其特征在于：所述锌粉的平均粒径为40-60nm。
9.根据权利要求7所述的阀体生产工艺，其特征在于：所述处理液还包括0.3-0.6份精氨酸。
10.根据权利要求7所述的阀体生产工艺，其特征在于：所述热处理步骤中，通入氩气作为保护。
...【技术特征摘要】
1.一种阀门用合金材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：c 0.18-0.25%，mn0.8-1.6%，p≤0.008%，s≤0.008%，si 0.25-0.5%，cu 0.2-0.4%，ni 0.3-0.8%，ce 0.005-0.02%，la 0.002-0.015%，mo 0.1-0.2%，v 0.03-0.08%，余量为fe。
2.根据权利要求1所述的阀门用合金材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：c0.18-0.2%，mn 1.3-1.5%，p≤0.002%，s≤0.002%，si 0.35-0.5%，cu 0.2-0.3%，ni 0.6-0.8%，ce 0.01-0.02%，la 0.01-0.015%，mo 0.15-0.2%，v 0.03-0.05%，余量为fe。
3.一种阀体生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：汪春臣，郑益丰，李芳，贾跃亭，李森，孙日林，
申请(专利权)人：五洲阀门股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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