一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法。
【背景技术】
[0002]在高腐蚀性油气田环境下，开采设备需要选择耐腐蚀性能较强、强度高的双相钢锻件材料。按照标准使用常规固溶热处理方法的双相钢存在一点不足，即低温韧性较低，不如奥氏体不锈钢和低温合金钢。尤其是较大的锻造部件，其整体性能更难以掌控，频繁出现大批量因低温冲击不合格而导致的大批报废。例如，一般自由锻件，壁厚为6英寸(152.4毫米)，按照常规固溶退火方式为加热至1040°C以上，保温5-6小时，出炉水淬，水温要求低于30°C，其性能测试结果为抗拉强度695MPa(要求多655MPa)，屈服强度545MPa (要求彡450MPa)，低温冲击-50°C 27J，34J，28J (标准无低温冲击要求)，耐腐蚀性测试失重率为0.63g/m2，其冲击不能满足材料设计要求。
[0003]非常规油气田的开采需要结合地理环境与地质结构，不仅仅要满足其高腐蚀性的特点，还需要满足强度和低温韧性的综合性能，只有综合性能满足要求的锻件才能够被作为关键部件的材料。一些特殊的自由锻件必须在热处理前整体获得良好的总和性能，在后续的大量加工后才不至于导致芯部材料的强度指标不能满足要求。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种提高22Cr型双相钢低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，该方法可使得较难冷却的锻件横截面中心部位获得出色的固溶退火效果Ο
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为:一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，其步骤为:
[0006]a.将22Cr型不锈钢锻件在加热炉中2小时内升温至290±5°C，保温1小时，然后以176°C /小时升温至590±5°C，然后保温1小时，再以165°C /小时升温至1080±10°C，按照工件壁厚以1小时/25.4毫米的时间进行保温；
[0007]b.然后关闭加热电源、观察炉膛内的温度，炉膛降至1040±5°C时，将工件取出进行快速水淬，并开启淬火池中的搅拌水栗进行循环制冷。
[0008]作为一种优选的方案，工件从炉膛取出到水淬的转移时间小于60秒。
[0009]作为一种优选的方案，淬火前水温必须小于25°C。
[0010]本发明的有益效果是:本发明针对解决石油天然气管道设备及开采设备的锻造零件在生产过程中出现较高的低温冲击不合格率和耐腐蚀性能指标不符合等一系列问题。有效改善了组织结构，消除了大截面内部的有害析出和沉淀相，显著提高-50°C低温冲击韧性，平均值达80焦以上，同时也提升了材料的耐麻点腐蚀性能，按照ASTM G48-A法在6 %浓度的三氯化铁溶液中进行24小时点腐蚀试验，表面无点腐蚀迹象，腐蚀率为0.12g/m2o本方法提高了产品合格率，减少损失，效益显著。
【具体实施方式】
[0011]下面详细描述本发明的具体实施方案。
[0012]以6英寸壁厚的锻件为例，一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，其步骤为:
[0013]a.将22Cr型不锈钢锻件在加热炉中2小时内升至290°C，在290°C保温1小时，然后以176°C /小时升温至590°C，然后保温1小时，再以165°C /小时快速升温至1080°C，保温6.0小时，这样可使工件中铁素体可达到约占50-55%之间，使得组织彻底转变完成。
[0014]b.随后关闭加热电源、观察炉膛内的温度，待温度降至1040°C。这样在随后的出炉淬火时形成表面与中心的温差，有利于冷却效果的提升。然后，在60秒内迅速出炉水淬，淬火前水温在25°C以下，并开启淬火池中的搅拌水栗进行循环制冷。这样可保留获得双相组织，避免了有害相Σ相的析出。
[0015]上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，其步骤为: a.将22Cr型不锈钢锻件在加热炉中2小时内升温至290±5°C，保温1小时，然后以176°C /小时升温至590±5°C，然后保温1小时，再以165°C /小时升温至1080± 10°C，按照工件壁厚以1小时/25.4毫米的时间进行保温； b.然后关闭加热电源、观察炉膛和锻件的温度，炉膛降至1040±5°C时，将工件取出进行快速水淬，并开启淬火池中的搅拌水栗进行循环制冷。2.如权利要求1所述的一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，其特征在于:工件从炉膛取出到水淬的转移时间小于60秒。3.如权利要求2所述的一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，其特征在于:淬火前水温必须小于25°C。
【专利摘要】本发明公开了一种提高22Cr型不锈钢锻件低温韧性和耐腐蚀性能的热处理方法，其步骤为：a.将22Cr型不锈钢锻件在加热炉中2小时内升温至290±5℃，保温1小时，然后以176℃/小时升温至590±5℃，然后保温1小时，再以165℃/小时升温至1080±10℃，按照工件壁厚以1小时/25.4毫米的时间进行保温；b.然后关闭加热电源、观察炉膛内的温度，炉膛降至1040℃时，将工件取出进行快速水淬，并开启淬火池中的搅拌水泵进行循环制冷。
【IPC分类】C21D6/00, C21D9/00, C21D1/18
【公开号】CN105256121
【申请号】CN201510685387
【发明人】葛辉, 周勇
【申请人】苏州雷格姆海洋石油设备科技有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月21日