專利|一種提高TC4鈦合金強(qiáng)度水平的微合金化方法

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一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼專利目的

《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》的目的在于提供一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼，在保證轉(zhuǎn)換接頭產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可取消退火或正火工序，從而可節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本。

一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼技術(shù)方案

《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》提供的一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼，含有以下重量百分比的化學(xué)成分：C0.35-0.42%、Si0.15-0.35%、Mn0.70-1.00%、P≤0.030%、S≤0.025%、Cr0.85-1.20%、Ni0.08-0.15%、Mo0.25-0.40%，V0.01-0.040%，N0.0045-0.0100%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。優(yōu)選的，所述釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼，含有以下重量百分比的化學(xué)成分：C0.35-0.40%、Si0.15-0.35%、Mn0.75-0.95%、P≤0.025%、S≤0.020%、Cr0.95-1.15%、Ni0.08-0.15%、Mo0.28-0.35%，V0.02-0.035%，N0.0050-0.0080%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。優(yōu)選的，所述釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼，含有以下重量百分比的化學(xué)成分：C0.35-0.40%、Si0.15-0.35%、Mn0.75-0.95%、P≤0.025%、S≤0.020%、Cr0.98-1.10%、Ni0.08-0.15%、Mo0.28-0.33%，V0.02-0.030%，N0.0055-0.0075%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。所述的釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼在熱處理過程中無需退火或正火工序。《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》中，各元素的含量及作用如下：碳是鋼中提高淬透性和淬透硬性的重要元素，《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》控制碳含量范圍是0.35-0.42%，過低則會降低強(qiáng)度和硬度，過高則會降低塑性和韌性，增加工件淬火開裂傾向。硅在鋼中主要以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，能提高鋼的強(qiáng)度，也是煉鋼的脫氧元素，但含量不宜過高，以免降低鋼的韌性。故控制在0.15-0.35%。錳、鉻、鉬、鎳也都是提高淬透性的重要元素，《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》控制錳含量范圍是0.70-1.00%，控制鉻含量范圍是0.85-1.20%，控制鉬含量范圍是0.25-0.40%，控制鎳含量范圍是0.08-0.15%。硫、磷是鋼中形成夾雜物的有害元素，所以應(yīng)加以控制，該技術(shù)方案最低要求P≤0.030%、S≤0.025%。同時(shí)《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》中加入釩、氮是為了在軋制或鍛造時(shí)控制鋼的組織均勻性、防止混晶現(xiàn)象，從而可以省去退火或正火工序。在鋼中釩作為微合金化元素可通過形成碳、氮化物阻礙高溫變形時(shí)的奧氏體的再結(jié)晶和限制晶粒長大，使得軋材或鍛材得到均勻且細(xì)小的晶粒。釩和氮共同加入鋼中比單獨(dú)加入釩進(jìn)行微合金化具有更好的效果，這是由于釩的氮化物比釩的碳化物具有更高的穩(wěn)定性，析出相更細(xì)小彌散，且高溫奧氏體再結(jié)晶區(qū)就有析出，其改善晶粒均勻性的效果明顯提高。另外，固溶在鋼的釩可提高鋼的淬透性，在調(diào)質(zhì)處理時(shí)有提高淬透性的的作用。

一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼改善效果

《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》提供的釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼，在保證轉(zhuǎn)換接頭產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可取消2016年10月以前鉆柱轉(zhuǎn)換接頭熱處理所必須的退火或正火工序，從而可節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本。

類型：α β型鈦合金

●TC4 熱膨脹系數(shù)：

TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強(qiáng)度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫(yī)藥等部門都得到成功的應(yīng)用。

●TC4鈦合金力學(xué)性能：

規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σr0.2/MPa≥825,伸長率δ5(%)≥10,

●TC4鈦合金密度:

4.5（g/cm3）

●TC4鈦合金化學(xué)成分:

TC4含鈦(Ti) 余量,鐵(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氫(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,鋁(Al)5.5～6.8,釩(V)3.5～4.5

●TC4鈦合金密度:

4.5（g/cm3）工作溫度-100～550（℃）

2021年8月16日，《一種釩氮微合金化石油鉆柱轉(zhuǎn)換接頭用鋼》獲得安徽省第八屆專利獎優(yōu)秀獎。