不同热处理工艺下的2Cr13组织和性能
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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L80-13Cr是一种相当于2Cr13的马氏体无锡不锈钢，具有优良的耐腐蚀性，又能通过热处理进行强化，常用于塑性要求较高及承受较高应力的结构件，特别在抗CO2腐蚀的油井管上有着重要的应用。石油行业发展的趋势为深井及超深井，管材的工作条件较为恶劣，普通材质的管材性能难以满足使用要求，从经济效益考虑，13Cr马氏体不锈钢油井管在腐蚀环境下比碳钢油井管涂上阻化剂后使用寿命更长，价格相对较为便宜，使得13Cr系列耐腐蚀油井管有很好的发展前景。为此，本实验探讨回火温度对其组织、冲击、拉伸和硬度的影响，确定合适的热处理制度，使其满足API5CT中L80级的要求。
采用Φ220mm×2000mm锻坯作为坯料，在环形炉中进行加热，待坯料温度达到1220～1230℃，送入斜轧机组。经过穿孔、轧管、定径后，生产出Φ177.8mm×10.36mm的管子，变形比为6.7。从轧出的管子中任意选择一支，进行取样，成分见表1。
表1 2Cr13的化学成分（质量分数，%）
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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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实验管
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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级
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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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在箱式电阻炉中进行实验，淬火冷却采用风冷，回火保温后空冷。淬火工艺为加热到650℃保温50min℃，然后加热到960～990℃保温1h。回火温度分别为680、700和720℃，保温时间均为3h。
依据GB/T228-2002对试样进行拉伸性能检测；依据GB/T229-2007对试样在0℃进行冲击试验；依据GB/T230.2-2002对试样进行洛氏硬度检测。将抛光好的试样用配制的王水腐蚀，腐蚀时间控制在1～3s，用GX51倒置式系统金相显微镜进行组织照相观测。结果表明：
（1）采用960～990℃保温1h的淬火工艺+720℃保温3h的回火工艺，2Cr13性能满足API5CT中L80级的要求。
（2）2Cr13淬火后，在相同的保温时间下，随回火温度的升高，硬度、强度总体上趋于下降，冲击功、伸长率趋于升高。