一种油服阀体用钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种油服阀体用钢及其制备方法，以质量百分含量计，所述油服阀体用钢包括：C 0.3

【技术实现步骤摘要】
一种油服阀体用钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于冶金
，涉及一种油服阀体用钢，具体涉及一种油服阀体用钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]油服阀体是一种广泛应用于石油开采领域的关键设备部件，作为流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、分流或溢流泄压等功能。油服阀体服役环境恶劣，通常需要满足高压或低温的工况，这就要求油服阀体在低温下具有较高的强度、韧性以及良好的致密性。
[0003]CN 110438390A公开了一种Φ650mm连铸大圆坯轧制Φ280mm圆棒工艺的石油管道阀体用钢及其生产方法，公开了化学成分C 0.30
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0.33％，Si 0.20
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0.35％，Mn 0.65
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0.70％，Cr 1.00
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1.10％，Ni 0.20
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0.25％，Mo 0.20
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0.25％，V≤0.02％，P≤0.020％，S≤0.015％，Alt≤0.040，H≤1.5ppm，O≤20ppm，N≤100ppm；其余为Fe及其他不可避免杂质，制得的圆钢能够满足
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46℃条件下冲击功≥27J，其低温冲击性能较差，在更低温度下显然性能会进一步下降。
[0004]CN 109207862A公开了一种耐磨型特种钢制深海石油阀体及其制造方法。该阀体具有下列重量百分比的化学成分：C 0.10
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0.15wt％、Mn 0.40
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0.60wt％、P≤0.025wt％、S≤0.025wt％、Si 0.30
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0.50wt％、Cr 11.50
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13.50wt％、Mo≤0.60wt％、Ni 0.40
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0.50wt％、H≤l.5ppm、O≤15ppm、N≤50ppm，其余为Fe及不可避免的不纯物，该阀体通过新工艺和新配方，可以提升阀体的耐腐蚀性和机械性能。但该阀体的低温冲击仅达到API6A标准P级，
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60℃的冲击功基本控制在30
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50J，难以满足当前油服阀体的性能需求。
[0005]CN 112522604A公开了一种石油阀体用钢及其制备方法，包括锰钢，所述锰钢的化学参数配比如下：Al 0.25
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0.75％、C 0.25％、Si 0.25％、Mn 1.66％、Cr 0.25％、Nb 0.016％、V 0.107％、S≤0.030％、P≤0.025％、O≤0.0070％、N 0.0284％，其余为Fe，该阀体使锰钢在低氧环境下快速修复耐磨层，提高锰钢的耐磨性能。但该阀体用钢的低温强度、韧性及致密性仍有待进一步提升。
[0006]针对现有技术的不足，需要提供一种具有较高的强度、低温冲击性能以及良好致密性的油服阀体用钢。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种油服阀体用钢及其制备方法，通过优化组分含量，并引入Ni、V、Nb、Al等元素进行复合强化，将气体含量控制在最低值，有效提高低温冲击韧性；同时通过调整连铸工序参数，改善钢体横截面偏析，显著提高了油服阀体的低温冲击功，延长了使用寿命。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种油服阀体用钢，以质量百分含量计，所述油服阀体用
钢包括：C 0.3
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0.33wt％，Si 0.28
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0.35wt％，Mn 0.72
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0.8wt％，Cr 1.12
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1.2wt％，Mo 0.2
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0.35wt％，Ni 0.4
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0.5wt％，Nb 0.01
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0.02wt％，V 0.01
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0.02wt％，Al 0.015
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0.05wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述油服阀体用钢中Ni+Nb+V的总质量百分含量为0.44
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0.52wt％。
[0010]本专利技术提供的油服阀体用钢，通过适当提高C、Mn、Cr与Mo的元素含量，结合Ni+Nb+V+Al复合强化的原理，控制杂质含量降到最低，有效提高了钢体的强度以及低温冲击韧性，延长了油服阀体的使用寿命。
[0011]本专利技术所述油服阀体用钢中C的质量百分含量为0.3
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0.33wt％，例如可以是0.3wt％、0.305wt％、0.31wt％、0.315wt％、0.32wt％、0.325wt％或0.33wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.305
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0.32wt％。
[0012]本专利技术对C含量进行优化设计并与Mn、Cr和Mo配合，可以有效提高钢体的强度和低温冲击韧性，C含量过高或过低，对钢体性能存在不利影响。
[0013]本专利技术所述油服阀体用钢中Si的质量百分含量为0.28
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0.35wt％，例如可以是0.28wt％、0.29wt％、0.3wt％、0.31wt％、0.32wt％、0.33wt％、0.34wt％或0.35wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.28
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0.32wt％。
[0014]钢体中适量的Si元素可以提高抗拉强度和屈服强度，但Si过高，会导致面缩率下降，冲击韧性显著降低，因此本专利技术将Si含量控制在0.28
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0.35wt％。
[0015]本专利技术所述油服阀体用钢中Mn的质量百分含量为0.72
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0.8wt％，例如可以是0.72wt％、0.73wt％、0.74wt％、0.75wt％、0.76wt％、0.77wt％、0.78wt％、0.79wt％或0.8wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.76
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0.79wt％。
[0016]适量提高Mn元素的含量对提高钢体的韧性、强度和耐磨性；同时可以提高Si和Al的脱氧效果，也可以和S形成MnS，消除S的不利影响，本专利技术将Mn控制在0.72
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0.8wt％。
[0017]本专利技术所述油服阀体用钢中Cr的质量百分含量为1.12
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1.2wt％，例如可以是1.12wt％、1.13wt％、1.14wt％、1.15wt％、1.16wt％、1.17wt％、1.18wt％、1.19wt％或1.2wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]Cr元素的引入可以使油服阀体用钢兼具良好的淬透性、耐腐蚀稳定性以及抗氧化性，适量提高Cr元素含量，对钢体的强度和韧性产生正面作用，因此将Cr控制在1.12
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1.2wt％。
[0019]本专利技术所述油服阀体用钢中Mo的质量百分含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油服阀体用钢，其特征在于，以质量百分含量计，所述油服阀体用钢包括：C 0.3
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0.33wt％，Si 0.28
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0.35wt％，Mn 0.72
‑
0.8wt％，Cr 1.12
‑
1.2wt％，Mo 0.2
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0.35wt％，Ni 0.4
‑
0.5wt％，Nb 0.01
‑
0.02wt％，V 0.01
‑
0.02wt％，Al0.015
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0.05wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述油服阀体用钢中Ni+Nb+V的总质量百分含量为0.44
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0.52wt％。2.根据权利要求1所述的油服阀体用钢，其特征在于，所述油服阀体用钢包括：C 0.305
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0.32wt％，Si 0.28
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0.32wt％，Mn 0.76
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0.79wt％，Cr 1.12
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1.2wt％，Mo 0.22
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0.24wt％，Ni 0.43
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0.46wt％，Nb 0.012
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0.018wt％，V 0.011
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0.017wt％，Al 0.036
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0.039wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质；优选地，所述油服阀体用钢中Ni+Nb+V的总质量百分含量为0.46
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0.49wt％。3.根据权利要求1或2所述的油服阀体用钢，其特征在于，所述油服阀体用钢中Nb+V的总质量百分含量为0.024
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0.034wt％；优选地，所述油服阀体用钢中Mo+Ni的总质量百分含量为0.66
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0.69wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的油服阀体用钢，其特征在于，以质量百分含量计，所述不可避免的杂质中：P≤0.012wt％，S≤0.005wt％，O≤0.0015wt％，N≤0.01wt％，H≤0.0002wt％；优选地，以质量百分含量计，所述不可避免的杂质中：P≤0.01wt％，S≤0.003wt％，O≤0.001wt％，N≤0.008wt％，H≤0.00015wt％。5.一种如权利要求1
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4任一项所述的油服阀体用钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：配方量高炉铁水依次经KR脱硫、转炉冶炼、LF精炼、VD真空、连铸以及入坑缓冷得到所述油服阀体用钢；所述油服阀体用钢的直径为φ380
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420mm时，拉速为0.45
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0.47m/min；所述油服阀体用钢的直径为φ480
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520mm时，拉速为0.31
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0.33m/min；所述油服阀体用钢的直径为φ580
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620mm时，拉速为0.21
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0.23m/min。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述KR脱硫的搅拌速度为60
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70r/min；优选地，所述KR脱硫的时间为10
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15min。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼的终点温度为1610
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1640℃；优选地，所述转炉冶炼的出钢过程中进行预脱氧以及成分调整；优选地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪原，李军龙，尹修刚，任立坤，马小亮，李刚，杨磊，
申请(专利权)人：承德建龙特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：