深海采油设备液压缸用钢锻件性能热处理工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102251084A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102251084A(43)申请公布日2011.11.23(21)申请号201110185290.8(22)申请日2011.07.04(71)申请人南京迪威尔重型锻造股份有限公司地址210048江苏省南京市六合区沿江工业开发区中山科技园(72)发明人张利徐元生(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人程化铭(51)Int.Cl.C21D1/78(2006.01)C21D1/18(2006.01)C22C38/48(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称深海采油设备液压缸用钢锻件性能热处理工艺(57)摘要一种深海采油设备液压缸用钢锻件性能热处理工艺，步骤①：以马氏体沉淀硬化型不锈钢为15-5PH液压缸钢锻件材料，马氏体沉淀硬化型不锈钢包括碳、硅、锰、铬、镍、铜、铌、磷及硫，其质量百分比为，碳0.04%～0.07%、硅0.001%～0.60%、锰0.80%～1.00%、铬14.00%～14.50%、镍5.00%～5.50%、铜2.50%～4.00%、铌0.15%～0.25%，磷≤0.035%、硫≤0.025%，并且，铬当量为14.08%～15.52%，镍当量为6.60%～8.10%，步骤②：将锻件加热至1060±5℃，保温180分钟，出炉油冷至32℃以下，步骤③：再将锻件加热至620±5℃，保温360分钟，出炉空冷至室温，步骤④：将步骤③处理的液压缸锻件加热至1040±5℃，保温140分钟，出炉油冷至32℃以下，步骤⑤：将锻件加热至580±5℃，保温360分钟，出炉空冷至室温。CN102584ACCNN110225108402251087A权利要求书1/1页1.一种深海采油设备液压缸用钢锻件性能热处理工艺，其特征在于，步骤①：以马氏体沉淀硬化型不锈钢为15-5PH液压缸钢锻件材料，所述的马氏体沉淀硬化型不锈钢包括碳、硅、锰、铬、镍、铜、铌、磷及硫，其质量百分比为，碳0.04%～0.07%、硅0.001%～0.60%、锰0.80%～1.00%、铬14.00%～14.50%、镍5.00%～5.50%、铜2.50%～4.00%、铌0.15%～0.25%，磷≤0.035%、硫≤0.025%，并且，铬当量为14.08%～15.52%，镍当量为6.60%～8.10%，步骤②：将经机械粗加工的15-5PH液压缸锻件置入井式电阻加热炉中加热至1060±5℃，并在此温度范围保温180分钟，出炉油冷至32℃以下，步骤③：将步骤②经固溶处理的液压缸锻件置入井式电阻回火炉中加热至620±5℃，并在此温度范围保温360分钟，出炉空冷至室温，步骤④：步骤③经时效处理的液压缸锻件置入井式电阻加热炉中加热至1040±5℃，并在此温度范围保温140分钟，出炉油冷至32℃以下，步骤⑤：将步骤④经固溶处理的液压缸锻件置入井式电阻回火炉中加热至580±5℃，并在此温度范围保温360分钟，出炉空冷至室温。2CCNN110225108402251087A说明书1/5页深海采油设备液压缸用钢锻件性能热处理工艺[0001]技术领域：本发明属于深海采油设备液压缸用钢锻件的生产技术领域，特别涉及一种马氏体沉淀硬化不锈钢15-5PH锻件的性能热处理工艺。[0002]背景技术：液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸也广泛应用于海洋油气开采系统，如海上采油平台液压抽油机、海洋石油平台水下夹桩器、液压缸深海取芯钻机、井下液压增压器、防喷器的液控系统、修井水龙头拆卸器等。[0003]由于深海采油设备液压缸的特殊工作环境，液压缸的材质规定为沉淀硬化型马氏体不锈钢15-5PH。15-5PH的合金元素Cr、Ni含量高，锻造温度范围窄，锻件组织中含有易产生锻造裂纹的高温相δ铁素体等，增加了锻件的锻造成型难度。发明专利“深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺”针对上述问题，采用15-5PH钢的化学成分优化与改变常规锻造工艺的组合，成功地锻造出压实锻透的液压缸锻件锻坯。但是该专利因15-5PH的锻造特性，防止终锻温度偏低出现锻造裂纹，终锻温度仍引用常规锻造工艺中980℃的较高终锻温度。终锻温度高，锻坯的显微组织会出现不同程度的粗晶、混晶。此外，针对大截面锻件（540×378×152mm）在实际成型条件下，内部变形分布极不均匀，在一定的应变速率和温度条件下，一部分满足发生动态再结晶的变形区域可以在变形过程中发生动态再结晶，其它区域则由于变形量小，不满足发生动态再结晶条件而不能发生动态再结晶。由此