[发明专利]一种深海采油装备用钢及其锻件的制造方法

权利要求书

1.一种深海采油装备用钢，其特征在于，所述钢各成分及其质量百分比含量为：

碳0.30~0.40；

硅0.17~0.37；

锰0.50~0.80；

硫≤0.020；

磷≤0.025；

铬1.10~1.70；

镍2.75~3.25；

钼0.25~0.40；

钛1.00~1.30；

锆0.50~0.80；

铁余量。

2.一种深海采油装备用钢锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）锻前处理：以深海采油装备用钢为坯料，所述钢各成分及其质量百分比含量为：

碳0.30~0.40；

硅0.17~0.37；

锰0.50~0.80；

硫≤0.020；

磷≤0.025；

铬1.10~1.70；

镍2.75~3.25；

钼0.25~0.40；

钛1.00~1.30；

锆0.50~0.80；

铁余量，

在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然后再利用自由锻对所述坯料进行热锻，得到阀座一次锻造坯；

（2）锻造：

①采用自由锻进行初次锻造得到一次锻造坯，锻造始锻温度为1200℃，终锻温度为800℃，锻造比大于3.5:1；

②然后采用自由束缚锻再次进行锻造，得到二次锻造坯，锻造始锻温度为1150℃，终锻温度为950℃，锻造比大于3:1；

（3）锻后热处理：对步骤（2）得到的二次锻造坯进行正火处理；

（4）性能热处理：

①对步骤（3）得到的二次锻造坯采用缓-急-缓梯度升温方式升到1150~1200℃，然后采用水冷-空冷三次循环交替方式淬火；

②对淬火后的二次锻造坯采用回火-水冷-再回火-再水冷的二次回火处理，即得到所述深海采油装备用钢锻件。

3.如权利要求2所述的一种深海采油装备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：

SiO₂ 55%；

Al₂O₃5% ；

黏土10%；

水玻璃30%。

4.如权利要求2所述的一种深海采油装备用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（2）中，步骤①的具体锻造步骤为：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装备用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（2）中，步骤②的具体锻造步骤为：将坯料在束缚作用下沿轴向镦粗→将镦粗的坯料在束缚作用下沿直径方向镦拔→在束缚作用下二次镦粗→在束缚作用下二次镦拔→在束缚作用下三次镦粗→在束缚作用下三次镦拔→在束缚作用下四次镦粗→在束缚作用下四次镦拔。

6.如权利要求2所述的一种深海采油装备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）得到的二次锻造坯加热至1000±20℃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装备用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（4）中，步骤①缓-急-缓梯度升温方式的具体步骤为：以不高于60℃/h的速度缓慢升温到600~650℃，然后保温3-5h；然后以不低于200℃/h的温度快速升温到900~950℃后保温3~5h；然后再以不高于50℃/h 慢速升温到1150~1200℃，并保温2~3h。

8.如权利要求2所述的一种深海采油装备用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（4）中，步骤①水冷-空冷三次循环交替间歇淬火工艺中入水冷却时间t按照经验公式t=K×D来估算，式中，钢铁材料系数K为3~5s/mm，D为锻件的直径，单位为mm；空气冷却时间为入水冷却时间的5.0~10.0倍，开始时淬火的水温低于20℃，结束时淬火的水温低于50℃。

9.如权利要求2所述的一种深海采油装备用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（4）中，步骤①采用水冷-空冷三次循环交替方式淬火的过程中，水冷时对水进行搅拌处理，其中，水的搅拌流速不小于0. 5 m/s。