钢净化压实淬透ppt课件.ppt

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1、井口锻件钢净化、压实、淬透和低温冲击2014.11.18（兼谈4130、410钢的热加工）一、API6A井口装置和采油树设备规范有关参数最高额定工作压力138MPa额定温度（℃）材料选择大多数订货低温冲击要求超规范二、经常碰到的材料质量问题——4130、410等等CrMo钢、半马氏体钢的低温冲击不达标；——工艺重复性差，性能不均匀、有时冲击值大跳跃；——淬裂；——探伤不合格；——锻件表面质量差、缺少加工余量。三、分析成分未得到针对性优化；钢坯存在原始冶金缺陷；晶粒大或不均匀；未压实锻透；未冲去心部夹杂；终锻温度过高；锻裂、折叠；锻造附具

2、不匹配；未淬透、热处理组织不均或出现大量块状铁素体甚至魏氏组织（或δ铁素体、网状组织过多）、以及各种导致淬裂的其它因素；利用率过高。操作不严谨。1，成分通析C、Mo偏析或T/2处的“A”偏析影响所有性能.4130的淬深有限，厚200以上环形大件T/4的深50mm处很难达到≥80%贝氏体，并确保-29℃的KV2≥27J。S、P量及Sb、As、Sn高，P+Cu或P+Sn高致脆。有严苛低温冲击考核的CrMo钢应要求P≤0.006、S≤0.003、As和Sn各≤0.010、Sb≤0.003。欧标都要求Al终脱氧钢的全铝在0.015~0.035%

3、。410也可加Al。4130C（0.30）靠中限，Cr（0.95/1.10）、Mn（0.50/0.60）、Mo(0.20/0.30)、Ni(0.40/0.50)均靠中上限为好。410的C中上限，Cr中下限。Ni最大可加到0.6，Ni达到1.5后能有效能抑制铁素体产生。Mo是铁素体形成元素，超2%后快速促进δ铁素体析出，但它的抗回火脆性、热稳定性很好，取中限为好。Ti、V、Nb慎处。Si控低限（Si、P易结合致脆).Mn控中上限。CrMo钢气体含量要低，防止氧化物、氮化物化合物过多而影响低温冲击，要认真复查气体含量。410可增氮，但锻造时

4、易裂。充分利用API6A中成分允差。API6A产品规范级别PSL2~4成分偏差率低合金钢不锈钢C0.080.08Mn0.400.40Si0.300.35Ni0.501.00Cr0.50—Mo0.200.20V0.100.102，工序对策（1）炼钢成分优化要结合攻关主要目标和以后的热工艺开展，注意积累归纳本司数据确定。纯净性。大幅减少夹杂很重要。纯净钢能改善常规力学性能与抗腐蚀等性能，尤其使低温冲击值和持久性能大幅提高。因连铸坯的固有缺陷应慎用。均匀性。尤其是C、Mo偏析。致密性。——偏析小、缩孔小、沉积锥小是提高锻件利用率的基础。达到“

5、三性”的主要手段：——精炼、冶炼和浇铸真空化（或采用ESR锭）——原、敷料要好（生铁、废钢、矿石、合金、脱气剂、脱硫剂等等）——注意清洁度和干燥度——溶化时多次造渣、抓好除磷，氧化和还原时抓好除硫，精炼时抓好除气（喷钙使夹杂改质）——浇注前抓好耐材质量和浇注系统装配、清洁、预热到位，浇注时抓好注温、注速和氩保护系统完善——及时脱模、热送或退火、精整——纯净钢易粗晶，锻造和热处理时应考虑到这点。钢锭结构及缺陷“T”肩激冷细晶层柱状晶区倾斜树枝晶区粗大等轴晶区沉积锥（负偏析区）缩孔和碳等元素的严重正偏析区V形偏析和严重疏松区A形偏析区或称倒

6、“V”偏析区碳含量的零偏析点，约30％～40％锭身高度处电渣重熔LF炉加热LF炉真空最主要最常用的手段——精炼和电渣重熔炼钢时的场景电炉出钢炉外精炼真空浇注120t三工位精炼炉照片中外面是真空工位，真空盖悬着，里面是加热喂料工位，正在开盖，准备将座包在轨道上移动到真空工位脱气。座包底始终通氩搅拌。（2）锻造把追求成形改成追求“提质”。细晶密实、控制夹杂和均质同化是重点改进工艺，对自由端、死区进行局部变形控制变形（类似控轧），加热-锻造参数匹配，降低终锻温度，做好锻后处理提高利用率应在保证通过验收前提下实施晶粒约3-5级晶粒度约0-2级晶

7、粒度▲促使奥氏体晶粒长大的因素，主要是加热温度。▲一般含碳量增加，晶粒长大，晶粒长大倾向性增大。▲凡是能形成稳定碳化物的元素如W、Ti、V、Mo、Nb等，都能够抑制奥氏体晶粒的长大，而锰和磷会促使奥氏体晶粒的长大，所以锰钢加热时特别要注意防止晶粒的长大。Al含量很重要，形成AlN起到阻止晶粒长大作用。AlN和Al2O3在950℃后逐渐融入晶内，失去机械阻碍物作用，晶粒开始长大。▲当变形温度高于再结晶温度100℃以上、总变形量≤35%时，锻前加热和中途回炉加热的温度尽量低、保温时间的晶粒严重长大。▲对高合金钢来说锻造速率低些，使动态再结晶

8、完善，晶粒细小、均匀晶粒大小对CrMo钢强度的影响晶粒大小对CrMo钢脆性转变温度的影响晶粒度▲细晶、细碳化物组织比细晶、粗碳化物组织和粗晶、粗碳化物组织韧脆转变温度低,▲晶粒尺寸对韧脆转变温度和断裂韧度值