15CrNiMo油井牙掌用钢试制小结.ppt

15CrNiMo钻头牙掌用钢的研制开发 宝钢集团上海五钢有限公司 2001年6月 一、前言 15CrNiMo的美国牌号为EX30，是EX30钢的国产化牌号，该钢用于制造三牙轮钻头的牙掌部件。如下图所示： 一、前言 江钻公司是目前亚洲最大的钻头生产企业。1998年，江钻公司开始与五钢接触，商谈钻头用钢试制供货问题，1999年双方签定协上五新17-1999（牙轮钻头用15CrNiMo钢试制技术协议）。 二、主要技术难点 1.钢材要按锭盘及钢锭的头、中、尾管理检验，大大增加了生产管理和试样检验的难度。 2.淬透性考核点特殊（J6.4，J12.7）。 3.夹杂物级别要求很严，而且用户检验特别仔细认真，只要某个视场出现超标就提出异议。 二、主要技术难点 4.超声波探伤要求高。钢材100%按GB/T4162A级（Φ2平底孔）探伤，对大规格钢材来说，难度较大。 5.表面质量要求严格，均需扒皮处理。 6.各种规格的钢材长度范围较窄，在钢锭开坯时须预先精心计算。 四、实物质量水平 四、实物质量水平 氧含量 四、实物质量水平 非金属夹杂物 四、实物质量水平 组织 A. 热轧态 B. 淬火+低温回火状态 四、实物质量水平 低倍：钢材低倍组织致密，无宏观低倍缺陷，一般疏松，中心疏松，及偏析均≤2.0级。 晶粒度：钢材按GB6394做晶粒度检测，均细于6级。 末端淬透性：钢材实物淬透性均能达到标准范围。 机械性能：平均值如下表所示。 五、工艺研究与创新 降低钢中氧化物夹杂的研究： 我公司在钢的初期试制阶段，采用初炼炉加Al脱氧，精炼和出钢时终脱氧喂Al丝的脱氧工艺。结果，材中氧化物夹杂时有超标现象，后来通过增加脱气时间，将脱氧工艺改为脱气前加大用Al量，使脱氧产物在脱气期间充分上浮，而脱气后尽量少喂Al丝，以避免Al2O3夹杂来不及上浮等措施，取得一定成效。 成品钢材堆冷与缓冷的研究： 为降低生产成本，我们将15CrNiMo原成品钢材缓冷改为堆冷试验，下面为堆冷炉号与缓冷的成品材主要技术指标的比较情况。 五、工艺研究与创新 机械性能与淬透性： 五、工艺研究与创新 超声波探伤： 该批成品料超声波探伤均合格，未出现白点现象。 晶粒度： 该批成品料晶粒度均在6级以上。 从上述分析比较可以看出，堆冷工艺可以代替缓冷，钢材质量没有明显差别。 五、工艺研究与创新 随着15CrNiMo钢需求量日趋增加，采用100t大电炉炼钢工艺成为可行，目前正在着手这方面的工作。 六、生产供货情况 七、经济效益 八、结论 15CrNiMo是美国休斯公司EX30钢的国产化牌号，两年时间的试制情况表明，五钢生产的15CrNiMo各项技术质量指标均能达到江钻企标和美国休斯公司企标的严要求，有能力批量生产供货。 试制的15CrNiMo化学成份稳定，低倍组织致密，纯洁度高，淬透性带窄，晶粒细小均匀，力学性能优良，氧含量平均15ppm，成品材（Φ75~Φ130mm）按GB/T4162-91A级探伤标准探伤合格后，再扒皮处理交货，因此，不论是钢的内在质量还是表面质量均能得到充分保证，用户使用满意。 八、结论 对钢材要求分锭盘并按钢锭头、中、尾管理，取样，检验，考核是本试制生产管理中的最大特色和难点。通过15CrNiMo的试制，不仅促进了公司的技术操作水平，也大大提高了生产技术管理水平。 15CrNiMo钢的成品材从试制初期的轧后坑冷改为轧后堆冷后，没有出现白点、裂纹等冶金缺陷，机械性能无明显影响，因此轧后堆冷的工艺是可行的。 八、结论 由于钢材质量稳定，需求量日益增加，2001上半年合同量已达1000吨，从99年下半年试制至今已累计供货1041吨，新增产值600多万元，经济效益显著。 目前江钻公司的产品市场占有率在国内已达70%，而且部分产品还远销到美国，加拿大，中亚、东南亚等国家。据用户反映，用我公司钢材制成的三牙轮钻头使用情况良好，没有因钢材质量问题出现过事故。15CrNiMo的试制成功为我国石油工业的钢材国产化作出了积极贡献。 谢谢 鉴定报告 * 鉴定报告 牙掌 三、生产工艺流程 EF+LFV精炼 下注2.3t锭 初轧开180方 180×205 坯料分锭盘 及头中尾管理 超声波探伤 锭节号管理 轧制成材 扒皮 超声波探伤 检验测试 合格入库出厂 坑冷 坑冷或堆冷 扒皮 矫直 化学成份： 自1999年开始冶炼的76炉15CrNiMo钢熔炼成份统计表： 0.0031 0.0035 0.019 0.0055 0.010 0.010 0.017 0.020 0.013 0.007 方差 0.009 0.016 0.081 0.032 0.542 0.556