一种高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的热处理方法，属于合金材料领域，依次包括以下步骤：（1）熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500℃时进入热处理炉内；（2）升温到600～650℃，升温速率为80～100℃/h，恒温2～3小时；（3）升温到1050～1080℃，升温速率为80～100℃/h，恒温5～6小时；固溶处理.经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下：（1）升温到600～630℃，升温速率为100～120℃/h，恒温2～3小时；（2）升温到820～850℃，升温速率为100～120℃/h，恒温6～8小时随炉冷至室温，结束。本发明专利技术是一种既无磁，也防海洋腐蚀且具备较高强度和硬度的新无磁钢的热处理方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金材料制备领域，尤其涉及海洋石油勘探用材料，特别是海洋石油勘探测井车滚筒用耐海洋腐蚀防磁钢的制备。
技术介绍
目前，国内外石油工业测井车、测井拖撬等设备滚筒均用ZG3Mnl9Cr4无磁钢制造，无磁钢的冶炼及加工技术在国内已经十分成熟。但是，该材料在使用过程中强度和耐磨性不能满足使用要求，特别是在海洋环境下工作，其耐腐蚀的能力显著不足，不仅影响了滚筒的外观质量，同时极大的影响了滚筒的使用寿命，导致测井车滚筒更换频率的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提出一种既无磁，也防海洋腐蚀且具备较高强度和硬度的新无磁钢的热处理方法。本专利技术目的通过下述技术方案来实现: ，依次包括以下步骤: (1)熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500°C时进入热处理炉内； (2)升温到600~650°C，升温速率为80~100°C/h，恒温2~3小时； (3)升温到1050~1080°C，升温速率为80~100°C/h，恒温5~6小时；固溶处理； 经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下: (1)升温到600~630°C，升温速率为100~120°C/h，恒温2~3小时； (2)升温到820~850°C，升温速率为100~120°C/h，恒温6~8小时随炉冷至室温，结束。作为选择，依次包括以下步骤: (1)熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500°C时进入热处理炉内； (2)升温到600~650°C，升温速率为80~100°C/h，恒温2小时； (3)升温到1050~1080°C，升温速率为80~100°C/h，恒温5小时；固溶处理； 经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下: (1)升温到600~630°C，升温速率为100~120°C/h，恒温2小时； (2)升温到820~850°C，升温速率为100~120°C/h，恒温6小时随炉冷至室温，结束。作为选择，依次包括以下步骤: (1)熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500°C时进入热处理炉内； (2)升温到600~650°C，升温速率为80~100°C/h，恒温3小时； (3)升温到1050~1080°C，升温速率为80~100°C/h，恒温6小时；固溶处理； 经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下: (1)升温到600~630°C，升温速率为100~120°C/h，恒温3小时； (2)升温到820~850°C，升温速率为100~120°C/h，恒温8小时随炉冷至室温，结束。作为选择，依次包括以下步骤: (1)熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500°C时进入热处理炉内； (2)升温到600~650°C，升温速率为80~100°C/h，恒温2.5小时； (3)升温到1050~1080°C，升温速率为80~100°C/h，恒温5.5小时；固溶处理； 经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下: (1)升温到600~630°C，升温速率为100~120。。/h，恒温2.5小时； (2)升温到820~850°C，升温速率为100~120°C/h，恒温7小时随炉冷至室温，结束。采用前述热处理方法的高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢，各组分及其重量百分比为: C 0.25% ~0.35%, Si 0.7% ~1.00%, Mn 0.50% ~1.50%, Cr 17.00% ~19.00%, Ni 11.00% ~13.00%， Mo 2.00% ~2.50%, V 0.45% ~0.55%,` Ti 0.13% ~0.18%, Nb 0.10% ~0.15%, RE 0.13% ~0.18%, Fe 61.59% ~67.74%。所述Fe包括微量杂质，如P、S等，含量通常控制在0.04%以下。作为选择，各组分及其重量百分比为:C:0.30%, S1:0.80%, Mn:0.85%, Cr:18.00%, N1:12.00%, Mo:2.00%, V:0.50%, Nb:0.15%, T1:0.15%, RE:0.15%, Fe:65.1%。作为选择，各组分及其重量百分比为: C:0.28%, S1:0.83%, Mn:1.20%, Cr:18.8%, N1:11.5%, Mo:2.25%, V:0.53%, Nb:0.13%,T1:0.14%, RE:0.16%, Fe:64.18%。作为选择，各组分及其重量百分比为: C:0.34%, S1:0.90%, Mn:1.45%, Cr:17.4%, N1:12.8%, Mo:2.45%, V:0.48%, Nb:0.12%,T1:0.17%, RE:0.18%, Fe:63.71。前述高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的铸造方法，依次包括以下步骤: 将原料铁加入熔炼炉中升温熔化，熔炼炉选择中频感应炉，熔化温度在14500C _1550°C，充分融化后向熔炼炉中依次加入原料镍、锰铁、铬铁、钥铁、钒铁和铌铁，控制各组分元素含量配比达到所需，熔清后，炉温达到1550 - 1580°C时，脱氧、脱氢、脱氮，将脱氧剂压到炉内深处，再加入钛铁，金属液面此时用覆盖剂盖严，隔断外界空气，稀土硅铁合金加入钢包内。作为选择，所述加入的原料镍、锰铁、铬铁、钥铁、钒铁和铌铁，料块直径50 -80mmo作为选择，所述加入的钛铁直径3-5mm。作为选择，所述加入的稀土娃铁合金直径2_5mm。作为选择，所述脱氧剂采用铝丝、S1-Ca合金或SiC。本申请专利技术人针对现有无磁钢的使用考察和了解以及对失效滚筒的分析研究，得出了防磁钢滚筒首先应保证有较高的强韧性和耐磨性，以及无磁性，然后再解决耐蚀性。本专利技术耐蚀防磁不锈钢成份中，不但加入了防磁及耐腐蚀的主要合金铬、镍、钥，还为了提高强度和耐磨性特意加入钒、钛、铌及微量的稀土和较高的碳含量。针对滚筒在使用中的特殊情况，采用了 1050-1080度固溶处理和回火稳定化处理。保证了导磁率小于1.05高斯，强度和硬度完全符合滚筒使用要求。上述化学成份中，Fe是铁的化学符号；C是碳的化学符号，是耐蚀防磁钢中的主要成份；Si是硅的化学符号；Mn是锰的化学符号；Cr是铬的化学符号，是耐蚀防磁钢中的主要成份；Ni是镍的化学符号，是耐蚀防磁钢中的主要成份；Mo是钥的化学符号，是耐蚀防磁钢中的主要成份^是钒的化学符号；Ti钛的化学符号；Nb是铌的化学符号；RE是混合稀土的化学符号。一.成份的设计: 1)铬(Cr):是本专利技术材料中获得耐腐蚀性的主要元素，它在氧化介质中能使钢很快生成一层氧化膜，防止金属基体继续破坏，当铬含量大于13%时与镍、钥元素结合使钢耐腐蚀性能发生一个突跃式的突变。 2)镍(Ni):是本专利技术材料中获得奥氏体的主要元素，钢中加入镍用以形成并稳定奥氏体组织，从而获得强度高、韧性好、可焊好以及防磁的材料。与铬配合使用以提高钢的耐腐蚀性能和机械性能及工艺性能。3)钥(Mo):能增加本专利技术材料的钝化作用和耐腐蚀性能，特别在氯离子介质中铬的钝化作用不够的情况下作用更为明显。4)钒(V)是本专利技术材料中的特选元素与碳反应形成碳化合物，这类化合物在本专利技术材料中以细小的颗粒形成晶核，可细化钢的晶粒，提高冲击韧性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的热处理方法，其特征在于依次包括以下步骤：（1）熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500℃时进入热处理炉内；（2）升温到600～650℃，升温速率为80～100℃/h，恒温2～3小时；（3）升温到1050～1080℃，升温速率为80～100℃/h，恒温5～6小时；固溶处理；经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下：（1）升温到600～630℃，升温速率为100～120℃/h，恒温2～3小时；（2）升温到820～850℃，升温速率为100～120℃/h，恒温6～8小时随炉冷至室温，结束。

【技术特征摘要】
1.一种高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的热处理方法，其特征在于依次包括以下步骤: (1)熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500°C时进入热处理炉内； (2)升温到600~650°C，升温速率为80~100°C/h，恒温2~3小时； (3)升温到1050~1080°C，升温速率为80~100°C/h，恒温5~6小时；固溶处理； 经焊接组合及机加工后进行稳定化热处理，其过程如下: (1)升温到600~630°C，升温速率为100~120°C/h，恒温2~3小时； (2)升温到820~850°C，升温速率为100~120°C/h，恒温6~8小时随炉冷至室温，结束。2.如权利要求1所述的高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的热处理方法，其特征在于依次包括以下步骤: (1)熔炼后的耐蚀防磁钢在温度不大于500°C时进入热处理炉内； (2)升温至Ij600~650°C，升温速率为80~100°C /h，恒温3小时； (3)升温到1050~1080°C，升温速率为80...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉川，
申请(专利权)人：乐山力盾铸钢有限公司，
类型：发明
国别省市：