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1、2019/11/10,15CrNiMo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,鉴定报告,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：,牙掌,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）。,一、前言,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
2、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,二、主要技术难点,4.超声波探伤要求高。钢材100%按GB/T4162A级（2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。,三、生产工艺流程,四、实物质量水平,化学成份： 自1999年开始冶炼的76炉15CrNiMo钢熔炼成份统计表：,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
3、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
4、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
5、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（75130mm）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,
