[发明专利]一种高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢的铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于合金材料制备领域，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的制备。

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的铸造方法。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种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。

采用前述铸造方法的高强高硬耐海洋腐蚀无磁钢，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：0.30%，Si：0.80%，Mn：0.85%，Cr：18.00%，Ni：12.00%，Mo：2.00%，V：0.50%，Nb：0.15%，Ti：0.15%，RE：0.15%，Fe：65.1%。

作为选择，各组分及其重量百分比为：

C：0.28%，Si：0.83%，Mn：1.20%，Cr：18.8%，Ni：11.5%，Mo：2.25%，V：0.53%，Nb：0.13%，Ti：0.14%，RE：0.16%，Fe：64.18%。

作为选择，各组分及其重量百分比为：

C：0.34%，Si：0.90%，Mn：1.45%，Cr：17.4%，Ni：12.8%，Mo：2.45%，V：0.48%，Nb：0.12%，Ti：0.17%，RE：0.18%，Fe：63.71。