不同熱處理工藝下的2Cr13組織和性能
時(shí)間：2019-06-13
作者：無(wú)錫不銹鋼板
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L80-13Cr是一種相當(dāng)于2Cr13的馬氏體無(wú)錫不銹鋼，具有優(yōu)良的耐腐蝕性，又能通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，常用于塑性要求較高及承受較高應(yīng)力的結(jié)構(gòu)件，特別在抗CO2腐蝕的油井管上有著重要的應(yīng)用。石油行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)為深井及超深井，管材的工作條件較為惡劣，普通材質(zhì)的管材性能難以滿足使用要求，從經(jīng)濟(jì)效益考慮，13Cr馬氏體不銹鋼油井管在腐蝕環(huán)境下比碳鋼油井管涂上阻化劑后使用壽命更長(zhǎng)，價(jià)格相對(duì)較為便宜，使得13Cr系列耐腐蝕油井管有很好的發(fā)展前景。為此，本實(shí)驗(yàn)探討回火溫度對(duì)其組織、沖擊、拉伸和硬度的影響，確定合適的熱處理制度，使其滿足API5CT中L80級(jí)的要求。
采用Φ220mm×2000mm鍛坯作為坯料，在環(huán)形爐中進(jìn)行加熱，待坯料溫度達(dá)到1220～1230℃，送入斜軋機(jī)組。經(jīng)過(guò)穿孔、軋管、定徑后，生產(chǎn)出Φ177.8mm×10.36mm的管子，變形比為6.7。從軋出的管子中任意選擇一支，進(jìn)行取樣，成分見表1。
表1 2Cr13的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Cr
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Ni
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Mo
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實(shí)驗(yàn)管
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0.184
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0.347
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0.419
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0.015
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0.002
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13.18
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0.081
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0.006
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L80級(jí)
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0.15～0.22
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≤1.00
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0.25～1.00
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≤0.02
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≤0.01
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12.0～14.0
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≤0.50
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在箱式電阻爐中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，淬火冷卻采用風(fēng)冷，回火保溫后空冷。淬火工藝為加熱到650℃保溫50min℃，然后加熱到960～990℃保溫1h。回火溫度分別為680、700和720℃，保溫時(shí)間均為3h。
依據(jù)GB/T228-2002對(duì)試樣進(jìn)行拉伸性能檢測(cè)；依據(jù)GB/T229-2007對(duì)試樣在0℃進(jìn)行沖擊試驗(yàn)；依據(jù)GB/T230.2-2002對(duì)試樣進(jìn)行洛氏硬度檢測(cè)。將拋光好的試樣用配制的王水腐蝕，腐蝕時(shí)間控制在1～3s，用GX51倒置式系統(tǒng)金相顯微鏡進(jìn)行組織照相觀測(cè)。結(jié)果表明：
（1）采用960～990℃保溫1h的淬火工藝+720℃保溫3h的回火工藝，2Cr13性能滿足API5CT中L80級(jí)的要求。
（2）2Cr13淬火后，在相同的保溫時(shí)間下，隨回火溫度的升高，硬度、強(qiáng)度總體上趨于下降，沖擊功、伸長(zhǎng)率趨于升高。