專利名稱：：一種石油鉆機游吊系統用鑄鋼及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及一種石油鉆機游吊系統用鑄鋼及其制造方法。技術背景隨著石油鉆采設備市場國際化，對石油鉆機性能提出了更高的要求，鉆采設備性能必須符合SpecAPI8C的要求。鉆機游吊系統的主要提升設備大鉤、水龍頭是鉆機受負荷的關鍵部件，因其材料及力學性能要求極其嚴格，己成為鉆機生產的"瓶頸"問題，嚴重阻礙了的石油鉆采機械設備快速發展。
發明內容本發明解決的技術問題提供一種石油鉆機游吊系統用鑄鋼及其制造方法，具有鑄造性能好、低溫沖擊韌性高、淬透性和焊接性能良好的特性，完全滿足了石油鉆機游吊系統主要提升設備大鉤、水龍頭的使用要求。本發明按照石油鉆機游吊系統主要提升設備大鉤、水龍頭的力學性能和實際使用要求，通過加入鎳、鉬、袼、釩、硼和適量稀土硅等，設計成一種新鋼種材料。C元素是強化鋼材的最有效元素，但考慮到鑄件可能出現的焊接失效問題，故把C含量控制在0.309&以下；Ni的加入是為了提高鋼的強韌性能，也考慮到Ni對低溫韌性的良好作用；Mn、Cr元素雖主要起固溶強化作用，但從資源條件和成本節約方面我們提出了高Mn低Cr的思想；Mo的加入是為了提高鋼的淬透性；為了控制鋼中夾雜物的含量，減少鑄鋼件的"冷脆性"和"熱脆性"，P、S元素均要求控制在0.025%以下，這一切都為實現新鋼種具有良好的力學性能提供了必要條件。本發明由下述wt。/o的成份組成CO.24—0.30，Ni1.35—1.65，Mo0.20—0.30，Cr0.55—0.85，Mn0.60—1.00，Si0.20—0.40，S≤0.025，P≤0.025，余量為Fe。本發明制造方法①在電爐精煉末期加0.1—0.15%的釩鐵細化晶粒，力Q0.003—0.006%的硼鐵提高鋼的淬透性，加0.05_0.15%的稀土硅對夾雜的形態進行變質改性處理。②澆注時采用吹氣式滑動水口吹入惰性氣體均勻成分和溫度，凈化鋼水，并引流澆注鋼水成型。③澆注成形后的毛坯在900。C士1(TC保溫正火4一5小時，冷卻至300°C士10。C時熱切冒口，冒口熱切完后，立即加熱至62(TC66(TC保溫25—48小時后空冷，進行高溫去氫處理。④鑄件打磨完后進行二次正火處理，在90(TC士1(TC保溫正火3—4小時后空冷。⑤對鑄件進行熱處理，對二次正火后的鑄件先加熱至880士1(TC保溫4一5小時后淬水；然后再加熱至680±l(TC保溫8—9小時后空冷。(D可在二次正火處理前對鑄件缺陷進行預熱補焊，預熱溫度為300°C±l(TC，鑄件補焊完后，加熱至35(TC土10。C保溫2—3小時進行消氫處理。本發明具有的優點和有益效果1、本發明具有鑄造性能好、低溫沖擊韌性高、淬透性和焊接性能良好的特性，完全滿足了石油鉆機游吊系統主要提升設備大鉤、水龍頭的使用要求。2、本發明經雙基爾試塊和8個規格的等效圓試塊取樣進行力學性能測試表明，其力學性能指標遠遠高于SpecAPI8C的要求。具體實施方式冶煉工藝根據設計的化學成分，精選爐料，在電孤爐內冶煉，氧化溫度》158(TC。在煉鋼的還原期保持白渣精煉的同時，在出鋼前5—10分鐘調整化學成分至規格范圍內，先加Si-Fe后，再加O.l—O.15%的釩鐵細化晶粒，加0.003—0.006%的硼鐵提高鋼的淬透性，推渣攪拌均勻。出鋼前5分鐘左右，加0.05—0.15%的稀土硅對夾雜的形態進行變質改性處理，確保化學成分在控制范圍內。出鋼溫度1610°C1630°C。澆注工藝:采用吹氣式滑動水口吹入惰性氣體氬氣，均勻成分和鋼水溫度，去除氣體和夾雜，并引流澆注成形。砂型澆注后保溫72小時脫模去砂。清切工藝鑄件打箱落砂后，毛坯直接進窯正火，在90(TC保溫5小時后空冷。在正火之前不許進行噴砂、切割冒口等工作。正火結束后，在30(TC左右熱切冒口。冒口熱切完后，立即趁熱進電窯加熱至62(TC—66(rC保溫36小時以上空冷，進行高溫去氫處理。然后清除鑄件上的粘砂、夾雜物、澆冒口殘留等缺陷，并對鑄件非加工面打磨。必要時可對鑄件缺陷預熱補焊，預熱溫度為30(TC，鑄件補焊完后，加熱至35(TC保溫2小時進行消氫處理。鑄件打磨完成后進行二次正火處理，加熱90(TC保溫3小時后空冷，二次正火后的鑄件應進行噴丸處理，除凈氧化皮。熱處理工藝對二次正火后的鑄件先加熱至880土1(TC保溫4一5小時后淬水；然后再加熱至680土1(TC保溫8—9小時后空冷。按照以上工藝過程生產的石油鉆機游吊系統用鑄鋼件的化學成份如下(W"/o):爐號07-436:C0.24，Ni1.43，MoO.21，Cr0.69，Mn0.64，Si0.25,P0.018，S0.008。爐號07-456:CO.27，Ni1.50，Mo0.22，Cr0.62，Mn0.72，Si0.27，P0.018，S0.009。爐號07—683:CO.30，Ni1.60，Mo0.23，CrO.62，Mn0,72，Si0.38，P0.016，S0.005。按照以上工藝過程生產的石油鉆機游吊系統用鑄鋼件力學性能指標為(對雙基爾試塊和8個規格的等效圓試塊取樣進行力學性能測試)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權利要求1、一種石油鉆機游吊系統用鑄鋼，其特征是所述鑄鋼由下述wt。/。的成份組成C0.24—0.30，Ni1.35—1.65，Mo0.20—0.30，Cr0.55—0.85，Mn0.60—1.00，Si0.20—0.40，S《0.05，P《0.025，余量為Fe。2、一種權利要求1所述的石油鉆機游吊系統用鑄鋼制造方法，其特征是:①在電爐精煉末期加0.l—O.15%的釩鐵細化晶粒，加0.003—0.006%的硼鐵提高鋼的淬透性，加0.05—0.15%的稀土硅對夾雜的形態進行變質改性處理。②澆注時采用吹氣式滑動水口吹入惰性氣體均勻成分和溫度，凈化鋼水，并引流澆注鋼水成型。③澆注成形后的毛坯在900°C±l(TC保溫正火4一5小時空冷，冷卻至300。C士1(TC時熱切冒口，冒口熱切完后，立即加熱至62(TC66(TC保溫25—48小時后空冷，進行高溫去氫處理。鑄件打磨完后進行二次正火處理，在900。C士1(TC保溫正火3—4小時后空冷。⑤對鑄件進行熱處理，對二次正火后的鑄件先加熱至880士1(TC保溫4一5小時后淬水；然后再加熱至680土1(TC保溫8_9小時后空冷。3、根據權利要求2所述的石油鉆機游吊系統用鑄鋼制造方法，其特征是:可在二次正火處理前對鑄件缺陷進行預熱補焊，預熱、溫度為300°C±10°C，鑄件補焊完后，加熱至35(TC士1(TC保溫2—3小時進行消氫處理。全文摘要一種石油鉆機游吊系統用鑄鋼，由下述Wt％的成份組成C0.24-0.30，Ni1.35-1.65，Mo0.20-0.30，Cr0.55-0.85，Mn0.60-1.00，Si0.20-0.40，S≤0.025，P≤0.025，余量為Fe。本發明具有鑄造性能好、低溫沖擊韌性高、淬透性和焊接性能良好的特性，完全滿足了石油鉆機游吊系統主要提升設備大鉤、水龍頭的使用要求。本發明經雙基爾試塊和8個規格的等效圓試塊取樣進行力學性能測試表明，其力學性能指標遠遠高于SpecAPI8C的要求。文檔編號C21D3/06GK101121994SQ20071001844公開日2008年2月13日申請日期2007年7月25日優先權日2007年7月25日發明者武占學,王高社申請人:寶雞石油機械有限責任公司