处理:加热至1020°C并保溫5小时 后，出炉空冷至室溫。
[0037] (4)对步骤(3)得到的阀座毛巧加热至920°C并保溫4小时后，降溫至870°C保溫3小 时后，然后利用冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇泽火工艺进行泽火热 处理;具体工艺为:冰水冷却1分钟30秒一空气冷却3分钟0秒一沸水冷却2分钟15秒一普通 水冷450分钟左右。
[0038] (5)将经过步骤(4)处理后的阀座锻件加热至675°C并保溫24小时，出炉空冷至室 溫，即得到所述深海采油设备阀座用钢锻件。
[0039] 实施例2:
[0040] (1)根据深海采油设备阀座的尺寸，选择合适的钢铁巧料。所述钢铁材料包括W下 质量百分比(Wt. % )的各组分： 碳 C ; 0.28~0.33 礼 Si; 0.15~0.35 输 Μη; 0.40~0.60 硫 S ; <0.040 憐 Ρ ; <0.035 错 Cr; 1.10~1.80 铅 Ni; <0.030 軒J Cu; <0.030 'L;ii Mo; 0.25 ~0.35 礼 Gd; 0.20'-0.40 余量为化
[0042] 根据所需要结构件尺寸，选择5.4吨的八角梅花锭，在巧料表面涂覆一层玻璃状涂 层，玻璃状涂层主要成分为(wt. % : 50 % Si〇2+2 % Al2〇3+3 % CaO+15 %黏±+30 %水玻璃。然 后进炉加热至1300°C保溫3小时出炉，在35MN的自由锻快锻油压机上压错把，倒棱。沿轴向 鐵粗至高径比为0.84(鐵粗后的高度为800mm)。刹切错把，用600mm宽上下平化沿钢锭径向 拔长，变形量为20~25%，反复四次。
[0043] (2)对步骤(1)得到的阀座一次锻造巧回炉加热到112(TC，并保溫3小时，然后采用 模具锻进行热锻，模具尺寸为50mm X 50mm X 50mm。
[0044] (3)对步骤(2)得到的阀座二次锻造巧进行正火处理:加热至1000°C并保溫10小时 后，出炉空冷至室溫。
[0045] (4)对步骤(3)得到的阀座毛巧加热至900°C并保溫6小时后，降溫至850°C保溫5小 时后，然后利用冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇泽火工艺进行泽火热 处理;具体工艺为:冰水冷却3分钟45秒一空气冷却9分钟38秒一沸水冷却7分钟05秒一普通 水冷300分钟左右。
[0046] (5)将经过步骤(4)处理后的阀座锻件加热至680°C并保溫15小时，出炉空冷至室 溫，即得到所述深海采油设备阀座用钢锻件。
[0047] 实施例3:
[0048] (1)根据深海采油设备阀座的尺寸，选择合适的钢铁巧料。所述钢铁材料包括W下 质量百分比(wt. % )的各组分： 碳 C ; 0.28--0.33 "1: Si: 0.15-'-0.35 猛 Μη; 0.40~0.60 硫 S : <0.040 礫 Ρ : <0.035 稱 Cr; 1.10~1.80 「DD5D1 镶 Ni; <0脱0 铜 Cl!: ￡0.030 巧 Mo; 0.25--0.35 C Gd： ().20 -0.40 余量为P'S
[0051] 根据所需要结构件尺寸，选择5.4吨的八角梅花锭，在巧料表面涂覆一层玻璃状涂 层，玻璃状涂层主要成分为(wt. % : 50 % Si〇2+2 % Al2〇3+3 % CaO+15 %黏±+30 %水玻璃。然 后进炉加热至1300°C保溫3小时出炉，在35MN的自由锻快锻油压机上压错把，倒棱。沿轴向 鐵粗至高径比为0.84(鐵粗后的高度为800mm)。刹切错把，用600mm宽上下平化沿钢锭径向 拔长，变形量为20~25%，反复四次。
[0052] (2)对步骤(1)得到的阀座一次锻造巧回炉加热到112(TC，并保溫3小时，然后采用 模具锻进行热锻，模具尺寸为50mm X 50mm X 50mm。
[0053] (3)对步骤(2)得到的阀座二次锻造巧进行正火处理:加热至980°C并保溫15小时 后，出炉空冷至室溫。
[0054] (4)对步骤(3)得到的阀座毛巧加热至880°C并保溫8小时后，降溫至830°C保溫7小 时后，然后利用冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇泽火工艺进行泽火热 处理;具体工艺为:冰水冷却5分钟26秒一空气冷却16分钟23秒一沸水冷却13分钟09秒一普 通水冷100分钟左右。
[0化5] (5)将经过步骤(4)处理后的阀座锻件加热至690°C并保溫10小时，出炉空冷至室 溫，即得到所述深海采油设备阀座用钢锻件。
[0056] 经过上述制造方法获得深海采油设备阀座用钢锻件综合力学数据对比：
[0057] 表1深海采油设备阀座用钢锻件综合力学数据对比 [0化引
[0060] 由表1可知，上述3个实施例产品与国际技术规范要求进行对比，本发明获得的产 品力学参数均远高于国际技术规范要求。制造的深海采油设备阀座用钢锻件的综合力学性 能尤其是低溫初性大幅度提高，能很好地适用于深海低溫工况环境。
[0061] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和变形，运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种深海采油设备阀座用钢，其特征在于，所述钢各成分及其质量百分比含量为： 碳 0.28~0.33; 硅 0.15~0.35; 锰 0.40~0.60; 硫 <0.040; 磷 <0.035; 铬 1.KM.80; 镍 <0.030; 铜 <0.030; 钼 0.25~0.35; 钆 0.20~0.40 铁 余量。2. -种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 以上述的一种深海采油设备阀座用钢为坯料，在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然 后再利用自由锻方法对所述坯料进行热锻，得到阀座一次锻造坯； (2) 对步骤（1)得到的阀座一次锻造坯回炉加热，然后采用模具锻造方法进行热锻，得 到阀座二次锻造坯； (3) 对步骤(2)得到的阀座二次锻造坯进行正火处理； (4) 对步骤(3)得到的阀座二次锻造坯利用冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水 冷四段间歇淬火工艺进行淬火热处理； (5) 将经过步骤(4)处理后的阀座锻件加热至675~690°C并保温至少10小时，出炉空冷 至室温，即得到所述深海采油设备阀座用钢锻件。3. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述 步骤(1)中所述玻璃状涂层主要成分及其质量百分比含量为： Si02 50%； AI2O3 2% ； CaO 3%； 黏土 15%; 水玻璃 30%。4. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述 步骤(1)中，所述自由锻造方法包括以下步骤:将坯料沿轴向镦粗-将镦粗的坯料沿直径方 向镦拔-二次镦粗-二次镦拔-三次镦粗-三次镦拔-四次镦粗-四次镦拔。5. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述 步骤(2)中，所述模具锻造方法包括以下步骤:将坯料加热到1100±10°C，并保温至少3小时 -装模，锻造成型。6. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述 步骤(3)中，所述正火处理具体包括以下步骤:将步骤(2)得到的阀座锻坯加热至1000±20 °C并保温至少5小时后，出炉空冷至室温。7. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上 述步骤(4)中，所述冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇淬火工艺具体包 括以下步骤:将步骤(3)正火处理后的阀座二次锻造坯加热至淬火温度并保温，出炉，然后 依次进行入冰水冷却一出水空冷一再入沸水冷却一最后再普通水冷却至室温，其中第一次 入冰水冷却时间t按照经验公式t=K X D来估算，式中，钢铁材料系数K为0.6~1.0 s/mm，D为 阀座锻件的直径，单位mm;空气冷却时间为第一次入冰水冷却时间的2.0~3.0倍;入沸水冷 却时间为第一次入冰水冷却时间的1.5~2.5倍;最后普通水冷时间为第一次入冰水时间的 20~50倍。8. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述 步骤(4)中，所述冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇淬火工艺之前，将步 骤(3)得到的阀座锻坯加热至900 ± 20 °C并保温至少4小时后，降温至850 ± 20°C保温至少3 小时。9. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述 步骤(4)中，利用所述冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇淬火工艺进行 淬火热处理的过程中，开始时淬火的水温低于5°C，结束时淬火的水温低于40°C。10. 如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上 述步骤(4)中，利用所述冰水冷却一空气冷却一沸水冷却一普通水冷四段间歇淬火工艺进 行淬火热处理的过程中，两次水冷的过程中，对水进行搅拌处理，其中，水的搅拌流速不小 于0· 5 m/s〇
【专利摘要】本发明公开了一种深海采油设备阀座用钢及其锻件的制造方法，包括以下步骤：以一种专用钢材为坯料，在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然后再采用自由锻加模具锻的复合锻造方式对坯料进行锻造，得到阀座的二次锻坯；对阀座锻坯进行正火，并采用冰水冷却—空气冷却—沸水冷却—普通水冷四段间歇淬火工艺对阀座锻坯进行淬火热处理；将经过淬火热处理后的阀座锻件加热至675~690℃并保温至少10小时，出炉空冷至室温，即得到深海采油设备阀座用钢锻件。本发明的锻造工艺与热处理工艺的组合有效地防止了形状复杂的大锻件淬火开裂，而且制造的深海采油设备阀座用钢锻件的综合力学性能尤其是低温韧性大幅度提高，能很好地适用于深海低温工况环境。
【IPC分类】C21D1/25, C22C38/16, C22C38/04, C22C38/02, B21J5/00, C22C38/12, B21K1/24, C22C38/18, C22C38/08
【公开号】CN105671431
【申请号】CN201610054743
【发明人】巨佳, 王章忠, 张保森, 巴志新, 毛向阳, 杨柳
【申请人】南京工程学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月27日