不同熱處理工藝下的2Cr13組織和性能
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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L80-13Cr是一種相當于2Cr13的馬氏體無錫不銹鋼，具有優良的耐腐蝕性，又能通過熱處理進行強化，常用于塑性要求較高及承受較高應力的結構件，特別在抗CO2腐蝕的油井管上有著重要的應用。石油行業發展的趨勢為深井及超深井，管材的工作條件較為惡劣，普通材質的管材性能難以滿足使用要求，從經濟效益考慮，13Cr馬氏體不銹鋼油井管在腐蝕環境下比碳鋼油井管涂上阻化劑后使用壽命更長，價格相對較為便宜，使得13Cr系列耐腐蝕油井管有很好的發展前景。為此，本實驗探討回火溫度對其組織、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級的要求。
采用Φ220mm×2000mm鍛坯作為坯料，在環形爐中進行加熱，待坯料溫度達到1220～1230℃，送入斜軋機組。經過穿孔、軋管、定徑后，生產出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，進行取樣，成分見表1。
表1 2Cr13的化學成分（質量分數，%）
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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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實驗管
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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
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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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-
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在箱式電阻爐中進行實驗，淬火冷卻采用風冷，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℃，保溫時間均為3h。
依據GB/T228-2002對試樣進行拉伸性能檢測；依據GB/T229-2007對試樣在0℃進行沖擊試驗；依據GB/T230.2-2002對試樣進行洛氏硬度檢測。將拋光好的試樣用配制的王水腐蝕，腐蝕時間控制在1～3s，用GX51倒置式系統金相顯微鏡進行組織照相觀測。結果表明：
（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級的要求。
（2）2Cr13淬火后，在相同的保溫時間下，隨回火溫度的升高，硬度、強度總體上趨于下降，沖擊功、伸長率趨于升高。