[发明专利]一种石油阀体用连铸坯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石油阀体用连铸坯及其制备方法，以质量百分含量计，所述石油阀体用连铸坯包括：C为0.28‑0.33wt％，Si为0.2‑0.35wt％，Mn为0.5‑0.8wt％，Cr为1‑1.1wt％，Mo为0.15‑0.3wt％，Ni为0.2‑0.5wt％，Nb为0.01‑0.02wt％，V为0.01‑0.02wt％，余量为Fe以及不可避免的杂质。所述制备方法得到的石油阀体用连铸圆坯满足新API标准取样测试时的性能要求，在200mm方的1/4T位置取样时，满足Rm≥700MPa，Rp_0.2≥550MPa，‑60℃的冲击功≥65J的要求。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种连铸坯，尤其涉及一种石油阀体用连铸坯及其制备方法。

背景技术

经济发展促进着石油需求量的增加，石油开采的区域逐渐扩大，石油开采呈现开采深度增加、由陆地转向海洋、由浅海向深海、由赤道向两级过渡的趋势，开采设备的使用工况越来越恶劣，且对开采设备的要求越来越高。

石油阀体作为开采设备的关键部件，需要满足高压、低温等越来越苛刻的工况，对其所用钢材提出了更高的要求。阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。目前的石油阀体用钢主要为碳铬钼钢，其抗拉强度Rel为600-650MPa、屈服强度Rm为430-470MPa、伸长率为26-30％，断面收缩率为26-30％，-60℃下的冲击功为9-40J，因此普通碳铬钼钢的强度、耐冲击性能均较低，使用寿命较短，不能满足对石油阀体越来越严格的要求。

CN 109207862A公开了一种耐磨性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组成：C 0.1-0.15wt％、Mn 0.4-0.6wt％、P≤0.025wt％、S≤0.025wt％、Si 0.3-0.5wt％、Cr 11.5-13.5wt％、Mo≤0.6wt％、Ni 0.4-0.5wt％、H≤1.5ppm、O≤15ppm、N≤50ppm，其余为Fe及不可避免的不纯物，该阀体的组织主相是马氏体，第二相是容积比为8％以上且12％以内的奥氏体，且内含容积比为0％以上且3％以内的珠光体。其提高了所得阀体的耐腐蚀性与机械性能。

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包括：Al 0.25-0.75wt％、C 0.25wt％、Si 0.25wt％、Mn 1.66wt％、Cr0.25wt％、Nb 0.016wt％、V 0.107wt％、S≤0.03wt％、P≤0.025wt％、O为0.007wt％、N为0.0284wt％，余量为Fe。其通过添加一定比例的Al，使Al及其氧化物在高温条件下形成聚合铝，成型后在三次高温条件下进行锻造，使钢材成型后，强度不降低的前提下，使钢材在含氧量较低的工作环境中，具有表面可快速氧化的特点，提高了钢材在油脂环境下的耐磨性。

CN 110512134A公开了一种石油机械阀体4130钢的冶炼工艺，所述冶炼工艺包括冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序。所述LF精炼工序，精炼到位时钢水铝成分为0.02-0.04％，精炼白渣保持时间为25-40min；所述VD处理工序，VD真空处理过程加入7-10kg/t稀土，VD真空处理真空度≤30Pa，真空保持时间为10-15min，破空后软吹氩，吹氩流量为20-60L/min，软吹氩时间为15-25min。所得钢材中D类夹杂物数量水平指标为：≥13μm占比1-3％、≥7μm占比为42-45％、≤4μm占比为47-51％，提高了钢的纯净度。

但上述方法制备得到的石油阀体钢测试时的取样标准为旧标准。以石油阀体钢4130为例，其对产品的性能要求为抗拉强度≥655MPa，屈服强度≥520MPa，-60℃的冲击功≥30J。在100×100mm方坯的1/4T位置取样时，所得结构可达到抗拉强度≥680MPa，屈服强度≥550MPa，-60℃的冲击功≥50J的要求。