410马氏体不锈钢阀体的模锻工艺及优化

文／游和清·南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司

410马氏体不锈钢阀体的模锻工艺及优化

文／游和清·南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司

借助锻造模拟软件对410马氏体不锈钢阀体模锻成形过程进行了模拟分析，优化了模锻成形工艺。并具体从材料的准备，加热控制、锻造成形几个方面介绍了410马氏体不锈钢阀体的锻造工艺。采用220MN电动螺旋压力机对模拟结果进行了工艺验证。结果表明，锻造工艺与模拟结果基本相符。

随着石油工业技术的迅速发展，油井开发向深井、超深井、大位移井等方向发展，对阀体等石油套管连接件用钢提出了更高的要求，410马氏体不锈钢因具有良好的力学性能和中等程度的耐蚀性等特点已成为石油套管连接件常用钢种。410马氏体不锈钢相当于国内牌号1Cr13，在常温下是铁素体和马氏体的混合组织，属于半马氏体不锈钢。与碳钢和合金钢相比，410马氏体不锈钢具有塑性低、高温下的变形抗力大、锻造温度范围小、导热率低等特点，锻造时极易开裂。

图1为某公司阀体锻件的三维模型，模锻件重418kg。以往该公司采用快锻机自由锻造成形，材料利用率低，锻造过程中经常出现开裂情况，开裂往往在钢锭拔长阶段就已出现，随着锻造的进行，裂纹迅速扩展。采取退火后清理及机床加工去除裂纹再重新加热锻造的生产工艺路线，但裂纹废品时有发生，严重影响了产品的生产周期和制造成本。后改由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司引进的220MN电动螺旋压力机上模锻，打击能量及行程可程序控制，锻件一火成形，无裂纹、表面质量优良。……