[发明专利]一种高强度耐磨耐蚀防磁不锈钢

说明书

技术领域

本发明属于合金材料领域，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。

背景技术

目前，国内外石油工业测井车、测井拖撬等设备滚筒均用ZG3Mn19Cr4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。

发明内容

本发明的目的在于：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。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种高强度耐磨耐蚀防磁不锈钢，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：0.25%，Si：0.70%，Mn：0.50%，Cr：17.00%，Ni：11.00%，Mo：2.00%，V：0.45%，Nb：0.10%，Ti:0.13%，RE：0.13%，Fe：67.74%。

作为选择，各组分及其重量百分比为：

C：0.35%，Si：1.00%，Mn：1.50%，Cr：19.00%，Ni：13%，Mo：2.5%，V：0.55%，Nb：0.15%， Ti:0.18%，RE：0.18%，Fe：61.59%。

作为选择，各组分及其重量百分比为：

C：:0.32%，Si：0.85%，Mn：1.20%，Cr：18.50%，Ni：12.00%，Mo：2.32%，V：0.50%，Nb：0.13%，Ti：0.15%，RE：0.16%，Fe：63.87%。

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1450℃-1550℃，充分融化后向熔炼炉中依次加入原料镍、锰铁、铬铁、钼铁、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℃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、钼铁、钒铁和铌铁，料块直径50－80mm。

作为选择，所述加入的钛铁直径3-5mm。

作为选择，所述加入的稀土硅铁合金直径2-5mm。

作为选择，所述脱氧剂采用铝丝、Si-Ca合金或SiC。

前述高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢进一步的热处理方法，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。

本申请发明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。本发明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、钼，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。