无磁钢技术重大突破
高锰钢简介
锰锰最重要的用途就是制造合金----锰钢锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2.5—3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样,一敲就碎。
然而,如果加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。
高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工。
另外,它没有磁性,不会被磁铁所吸引。
现在,人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件,以及铁锰锰轨、桥梁等。
高锰钢高锰钢(high manganese steel)是指含锰量在10%以上的合金钢。
高锰钢的铸态组织通常是由奥氏体、碳化物和珠光体所组成,有时还含有少量的磷共晶。
奥氏体组织的高锰钢受到冲击载荷时,金属表面发生塑性变形。
形变强化的结果,在变形层内有明显的加工硬化现象,表层硬度大幅度提高。
低冲击载荷时,可以达到HB300~400,高冲击载荷时,可以达到HB500~800。
随冲击载荷的不同,表面硬化层深度可达10~20mm。
高硬度的硬化层可以抵抗冲击磨料磨损。
高锰钢在强冲击磨料磨损条件下,有优异的抗磨性能,故常用于矿山、建材、火电等机械设备中,制作耐磨件。
在低冲击工况条件下,因加工硬化效果不明显,高锰钢不能发挥材料的特性。
高锰钢极易加工硬化,因而很难加工,绝大多数是铸件,极少量用锻压方法加工。
高锰钢的铸造性能较好。
钢的熔点低(约为14()()℃),钢的液、固相线温度间隔较小,(约为50℃),钢的导热性低,因此钢水流动性好,易于浇注成型。
高锰钢的线膨胀系数为纯铁的1.5倍,为碳素钢的2倍,故铸造时体积收缩和线收缩率均较大,容易出现应力和裂纹。
为提高高锰钢的性能进行过很多合金化、微合金化、碳锰含量调整和沉淀强化处理等方面的研究,并在生产实践中得到应用。
介稳奥氏体锰钢的出现则可较局gao大幅度降低钢中碳、锰含量并使钢的形变强化速度提高,可适用于高和中低冲击载荷的工况条件,这是高锰钢的新发展。
高锰钢按照国家标准分为5个牌号,主要区别是碳的含量,其范围是0.75%-1.45%。
无磁钢
无磁钢机械性能
型 号 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(δ5%) 冷弯 (180°d=2a) 磁导率(高/奥)
20Mn23AlV的成分、性能和组织
20Mn23AlV化学成分见表l。力学性能要求见表2。
无磁钢20Mn23Al简介
无磁钢[1]属Fe—Mn—Al—C系列奥氏体金属材料,化学成份决定电磁性能(磁导率),组织稳定,力学性能优良,磁导率低而电阻率高,在磁场中的涡流损耗极小,加工制造中切割、焊接、钻孔、弯曲等与普通钢材同样容易,与不锈钢相比,不但降低材料成本、提高产品性能,还可节省加工费用。
(1.5mm~12mm)×1m上×2m上
(6mm~40mm)×1.8m上×6m上
无磁钢的用途
(1)、高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中
的结构件;
(2)、起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选矿设备等;
(3)、特殊冶炼电炉内衬、炉盖,电极夹板、夹头、横臂、密封圈及电磁搅拌装置结构件。
20Mn23Al ≥530 ≥300 30 合格 ≤1.05
45Mn17Al3 ≥530 ≥300 25 合格 ≤1.05
常见规格
无磁钢
20mn23alv、45mn17al3(917)、30mn20al3、40mn18cr3、40mn18cr4v、50mn18cr4v等各种无磁钢,广泛应用于大中型变压器、电磁铁、等无磁结构材料。
我们常用无磁钢性能介绍
几种常用无磁钢性能介绍无磁钢属fe—mn—al—c系列奥氏体,化学成份决定电磁性能,组织稳定,力学性能优良,磁导率低而电阻率高,在磁场中的涡流损耗极小。
在磁场强度为16000a/m(200奥斯特)时,无磁钢的磁导率μ≤1.319×10-6h/m(1.05高/奥)不锈钢的磁导率μ=1.339×10-6h/m(1.1高/奥)。
奥氏体不锈钢经冷加工后具有轻度磁性。
下面就简单介绍几种无磁钢,让大家有个更为深刻的印象。
20Mn23AlV无磁钢现已广泛使用于许多电气产品中:大中型变压器油箱内磁屏蔽、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓等漏磁场的结构件;起重电磁铁吸盘、磁选设备简体、选箱以及除铁器;特殊冶炼电炉内衬、炉盖、电极夹板及电子搅拌装置结构件。
30Mn20Al3无磁钢已在全国变压器、电炉制造行业得到非常广泛的应用。
变压器行业专用于铁芯拉杆、夹件、油箱壁、法兰等要求无磁的部件。
电炉行业主要用于电炉、矿冶炉、电石冶炼炉、镍铁冶炼炉、硅铁冶炼炉、电解锰冶炼等设备制造。
有效地提高了设备性能,降低了制造成本,使产品具有更强的竞争力。
30Mn20Al3无磁钢现已广泛使用于许多电气产品中:大中型变压器油箱内磁屏蔽、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓等漏磁场的结构件;大中型发电机定子线圈绑环、护环、齿压件等结构件;大电压、大电流输送线路的高压套管零部件及邻近钢结构架;特殊冶炼电炉内衬、炉盖、电极夹板及电子搅拌装置结构件;磁选设备筒体、选箱以及除铁器、起重电磁铁;航海罗盘及电工仪器仪表等行业。
45Mn17Al3低磁钢系高合金单相奥氏体锰钢。
具有塑性好、韧性高、加工硬化倾向大、受热膨胀系数大、电阻率大、热导率低和磁性低等物理特性。
在无磁建筑、无磁机械、选矿探矿设备及军事等领域有着广泛的应用。
无磁钢现已广泛使用于许多电气产品中:大中型变压器油箱内磁屏蔽、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓等漏磁场的结构件;起重电磁铁吸盘、磁选设备简体、选箱以及除铁器;特殊冶炼电炉内衬、炉盖、电极夹板及电子搅拌装置结构件。
无磁钢20mn23aiv现行标准
标题:无磁钢20Mn23Aiv现行标准解析一、介绍在当今材料科学领域,无磁钢20Mn23Aiv作为一种重要的结构钢,其性能和应用受到了广泛关注。
本文将深入探讨20Mn23Aiv无磁钢的现行标准,并对其性能特点、应用范围以及未来发展方向进行全面评估。
二、20Mn23Aiv无磁钢的现行标准解析20Mn23Aiv无磁钢是一种低磁性结构钢,主要用于制造电动机、变压器、电磁铁等对磁性要求严格的工业设备。
根据现行标准,该钢材的化学成分、机械性能、磁性能等方面都有严格的要求。
其中,化学成分包括C、Si、Mn、S、P、Al、V等元素的含量控制;机械性能主要包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击韧性等指标的要求;磁性能则关乎磁感应强度和磁导率等关键参数。
这些严格的要求保证了20Mn23Aiv无磁钢在实际应用中具有稳定的性能和可靠的品质。
三、20Mn23Aiv无磁钢的性能特点1. 优异的低磁性能:20Mn23Aiv无磁钢具有优秀的低磁性能,能够满足各种对磁性要求苛刻的场合,例如电机制造、电磁设备制造等。
2. 良好的机械性能:该钢材在满足低磁性能的前提下,保持了较高的屈服强度和抗拉强度,具有良好的可加工性和焊接性。
3. 稳定的化学成分:20Mn23Aiv无磁钢在生产过程中能够保持化学成分的稳定性,有利于保证产品的一致性和稳定性。
四、20Mn23Aiv无磁钢的应用范围目前,20Mn23Aiv无磁钢广泛应用于各种电磁设备、电机、变压器、传感器等领域。
其稳定的低磁性能和良好的机械性能使其成为这些领域的理想材料,为相关设备的性能和可靠性提供了重要保障。
五、20Mn23Aiv无磁钢的发展方向随着现代工业技术的不断发展,对20Mn23Aiv无磁钢的性能和品质要求也在不断提高。
未来,该钢材在低磁性能、机械性能、化学成分稳定性等方面仍将面临更高的挑战和需求。
相关生产企业需要在材料研发、生产工艺等方面不断创新,以适应市场的需求变化,并提高产品的竞争力。
40Mn18Cr4V无磁钢
40Mn18Cr4V无磁钢
40Mn18Cr4V无磁钢是无磁钢的一种,按照材质可分20mn23alv、45mn17al3(917)、30mn20al3、40Mn18Cr4V无磁钢、40Mn18Cr4V 无磁钢、50mn18cr4v等各种无磁钢,广泛应用于大中型变压器、电磁铁、等无磁结构材料。
无磁钢属7fe—mn—al—c系列奥氏体,化学成份决定电磁性能,组织稳定,力学性能优良,磁导率低而电阻率高,在磁8场中的涡流损耗极小。
在磁场强度为16000a/m(200奥斯特)时,无磁钢的磁导率μ≤319×10-6 h/m (05高/奥8),不锈钢的磁导率μ=339×10-6h/m(1高/奥)。
奥氏体不锈钢经冷加工后具有轻度磁性.
40Mn18Cr4V无磁钢热处理规范及金相组织:
1150℃固溶,空冷;590℃×3h时效,沉淀硬化处理。
特性及适用范围:
电机专用低磁材料。
40Mn18Cr4V无磁钢具有强度高(1200MPa以上)、足够的韧性以及低的磁性(相对磁导率μ≤02)等特点。
水轮电机用钢。
40Mn18Cr4V产品应用大中型变压器、电磁选机铁、电磁铁、选矿车等军民无磁钢结构材料。
40Mn18Cr4V具有强度高(Rm可以达到1200MPa以上)和足够的韧性以及低的磁性(相对磁导率μ≤1.02)等特点。
高锰钢的这些特点,是通过合理控制各元素的化学成分,并通过沉淀强化热处理来实现的。
沉淀强化的热处理方法,可以使高锰钢的均匀的奥氏体固溶体中析出弥散分布的第二相,这种第二相质点对钢的基体起强化作用。
无磁高强度钢的性能及在模具中的应用
无磁高强度钢的性能及在模具中的应用【摘要】本文介绍了几种无磁高强度钢的性能。
结合实例,说明了它们在不同类型模具中的应用范围。
【关键词】无磁高强度钢模具性能应用一、引言磁性元件是在磁场中用模具压制而成。
这一生产过程要求模具必须在磁场中呈无磁状态。
因此,生产磁性元件的模具,除要求有较高的耐磨性,还要求模具的磁导率必须与无磁材料相同。
用钢铁材料制造无磁模具时,钢必须以奥氏体组织存在才能满足无磁的要求,但奥氏体组织的硬度极低,不耐磨,这是个十分矛盾的性能要求。
长时间未能解决为了生产,大部分磁性元件生产厂只好采用奥氏体钢作模具,致使模具的使用寿命低,成为困扰生产的重要因素。
为了解决这一问题,国内外发展了用硬质合金制作无磁模具,效果很好,但价格昂贵,且不能制成形状复杂的无磁模具。
因此,寻找一种工艺简单易行,价格适宜,提高无磁模具使用寿命的新方法,一直是人们探索的内容。
二、无磁高强度钢的性能及应用随着电子工业和磁性材料工业的迅速发展,对高强度无磁钢需求日益增加。
在电机上可作电机护环。
在轴承上可用于高耐磨无磁轴承,还可在各种精密仪器上用作无磁零件。
在磁性材料的生产中,通常是用奥氏体不锈钢制造模具,因为奥氏体不锈钢硬度和强度低,模具使用周期很短,因此急需开发一种高强度和高硬度无磁钢制造模具。
下面介绍几种近年来开发的无磁高强度模具钢的性能及应用。
1、7mn15cr2al3v2wmo(7mn15)钢电子工业中的部分磁性元件需用无磁性的模具生产,7mn15钢是一种无磁冷作模具钢,是一种高mo-v系无磁钢,在各种状态下都保持稳定的奥氏体组织,具有非常低的导磁系数,高的硬度、强度,较好的耐磨性。
由于高锰钢的冷作硬化现象导致切削加工比较困难。
采用高温退火工艺,可以改变碳化物的颗粒大小与分布状态,从而明显地改善钢的切削加工性能。
采用气体软氮化工艺,可以进一步提高钢的表面硬度,增加耐磨性,显著地提高零件的使用寿命。
7mn15钢适于制造无磁模具、无磁轴承及其他要求在强磁场中不产生磁感应的结构零件。
20mn23alv无磁钢标准
20mn23alv是一种无磁钢材料,是一种低合金高强度钢,具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
它主要用于制造高强度、耐磨、耐热、耐蚀的零部件,适用于航空航天、船舶制造、石油化工、机械制造等领域。
以下是关于20mn23alv无磁钢标准的相关内容:一、20mn23alv无磁钢的化学成分和机械性能标准1. 化学成分标准:20mn23alv无磁钢的化学成分应符合国家标准或行业标准的要求,其中主要包括碳含量、硅含量、锰含量、磷含量、硫含量、铬含量、镍含量等元素的百分比范围和允许偏差。
2. 机械性能标准:20mn23alv无磁钢的机械性能应符合国家标准或行业标准的要求,其中主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功、硬度等指标的要求。
二、20mn23alv无磁钢的加工性能和热处理工艺要求1. 加工性能:20mn23alv无磁钢在热轧、锻造、热处理等加工过程中,应具有良好的塑性、可加工性和热加工性,以保证制造零部件时的成形性能和加工性能。
2. 热处理工艺:20mn23alv无磁钢在热处理过程中应具有合理的热处理工艺要求,包括加热温度、保温时间、冷却方式等参数的控制,以达到理想的组织结构和性能要求。
三、20mn23alv无磁钢的表面质量和检测要求1. 表面质量:20mn23alv无磁钢在生产加工过程中应具有良好的表面质量,包括表面光洁度、无裂纹、无气孔、无夹杂物等要求,以保证零部件的外观和使用性能。
2. 检测要求:20mn23alv无磁钢在生产出厂之前,应进行严格的质量检测,包括化学成分分析、机械性能测试、表面质量检查、尺寸偏差检验等,以确保产品符合标准要求。
结论20mn23alv无磁钢作为一种重要的结构材料,具有广泛的应用前景和市场需求。
通过严格执行相关的国家标准和行业标准,不断提高产品质量,将有助于推动20mn23alv无磁钢在航空航天、船舶制造、石油化工、机械制造等领域的应用,为我国相关产业的发展做出积极贡献。
无磁钢轴承套圈的磨加工工艺
无磁钢轴承套圈主要由不锈钢材料制成,工艺上需要考虑其加工难度较大、加工精度要求高等因素。
以下是一种可能的无磁钢轴承套圈的磨加工工艺流程:
1. 坯料备料:将原材料的不锈钢板切割成坯料,根据产品设计要求决定其形状和尺寸。
2. 等粗磨:采用外圆磨削工艺,对坯料进行外径和内径初步加工,达到预定的大小和粗度。
3. 粗磨:使用磨轮等工具对已经加工好的套圈进行进一步加工,使其表面更加平整光滑,大小和形状更加精确。
4. 修磨:采用砂轮的修磨工艺进行套圈表面的仔细磨削,使其表面光洁度更高、精度更高。
5. 清洗:将套圈用油清洗去除可能残留的切屑、油脂和灰尘等杂质,确保其表面整洁。
6. 检验:使用高精度的检测设备对套圈进行检测,确保其尺寸、圆度、平面度等满足设计要求。
7. 抛光:对检验合格的套圈进行抛光处理,提高其光洁度和表面质量。
8. 包装:将套圈整齐地堆叠或贴上保护塑料纸,装配上行标或贴上标签,放入合适的盒子或袋子中进行包装。
以上是基本的无磁钢轴承套圈的磨加工工艺流程。
需要注意的是,在实际加工过程中,应根据具体要求和材料特性,结合先进的加工工艺设备和技术,合理控制各道工序的加工精度和表面质量,以保证所制套圈具有优异的性能和品质。
此外,在加工过程中也需要注重安全生产,保护工人的身体健康和生命安全。
无磁钢焊接及工艺流程
无磁钢焊接及工艺流程英文回答:Welding without magnetic steel is a common challenge in the field of welding. Magnetic steel refers to steel that has a high magnetic permeability, which can cause various issues during the welding process. These issues include arc blow, distortion, and poor weld quality. However, with the right techniques and processes, it is possible to successfully weld non-magnetic steel.One of the key considerations when welding non-magnetic steel is to minimize the effects of arc blow. Arc blow is the deflection of the welding arc due to the magnetic field created by the steel. This can result in an unstable arc and poor weld quality. To mitigate arc blow, several methods can be employed. One approach is to use a welding machine with low magnetic fields, such as an AC welding machine. Another method is to use magnetic field control devices, such as magnetic shunts or magnetic fluxconcentrators, to redirect the magnetic field away from the welding arc.Another challenge when welding non-magnetic steel is distortion. Distortion occurs when the welding process causes the metal to shrink or expand, leading to changes in shape or dimensions. To minimize distortion, preheating and post-weld heat treatment can be applied. Preheatinginvolves heating the base metal before welding to reducethe temperature gradient and minimize distortion. Post-weld heat treatment involves heating the welded structure to relieve residual stresses and reduce distortion.In terms of the welding process, there are several techniques that can be used when welding non-magnetic steel. One common method is shielded metal arc welding (SMAW),also known as stick welding. SMAW involves using a consumable electrode coated in flux to create an arc and deposit filler metal. This process can be used for both magnetic and non-magnetic steels.Another technique is gas metal arc welding (GMAW), alsoknown as MIG welding. GMAW uses a wire electrode and a shielding gas to protect the weld pool from atmospheric contamination. This method is commonly used for non-magnetic steel due to its versatility and ease of use.A third technique is tungsten inert gas welding (TIG welding). TIG welding uses a non-consumable tungsten electrode and a shielding gas to protect the weld pool. This method is known for its high-quality welds and precise control, making it suitable for welding non-magnetic steel.In conclusion, welding without magnetic steel requires careful consideration of arc blow, distortion, and the selection of appropriate welding techniques. By employing methods to mitigate arc blow, minimizing distortion through preheating and post-weld heat treatment, and utilizing suitable welding processes such as SMAW, GMAW, or TIG welding, successful welds can be achieved on non-magnetic steel.中文回答:无磁钢焊接是焊接领域中常见的挑战。
无磁钢技术重大突破
无磁钢技术重大突破本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March国内无磁钢概况无磁不锈钢是石油随钻领域最重要也是最常用的材料之一,通常是用来生产:--无磁钻铤(Non-Magnetic Drill Collars);--随钻测量/随钻测井仪器的护套(MWD/LWD Collar);--旋转导向钻探工具(Rotary Steerable Drilling);--稳定器(Stabilizer)。
国内无磁钢现有的问题主要有两个:一、由于种种原因,耐腐蚀性能一直是国产无磁不锈钢钻铤的软肋。
现代石油钻探环境越来越恶劣(高温高压高腐蚀性等),国产无磁不锈钢就逐渐暴露出应用中的不足。
通过我们对用户的调查,国内的无磁钢在加工和使用过程中,经常会出现材料不均匀,粘扣,不耐磨的问题。
二、国内用户对高强度无磁钢(屈服强度140ksi)的需要越来越急切,但是国内的高档无磁钢由于技术的限制,往往无法通过所有的性能指标(如腐蚀性能,疲劳检测等)。
所以,国内市场的高档无磁钢全部高价从国外采购,如Carpenter的15-15LC和Bleckmann的P550。
技术突破、工艺改进在山西羽佳恒实业有限公司不懈的努力下,我公司突破以上的技术难点,我们对无磁钢的生产工艺进行了如下的改进:1.炼钢严格控制材料的化学成分,尤其C、Cr、Mn、N等元素的配比,既保证材料的高机械性能,同时保证低的磁性能。
采用电炉熔炼,然后AOD炉精炼的方法。
2.锻造,设备采用1800T径锻机,采用先热锻再温锻的加工工艺,严格控制锻造温度和变形量,保证材料的性能和抗腐蚀能力。
材料性能特点我公司生产的无磁钢,有两三个牌号,DWNM101(相当于国外的P530)和DWNM102(相当于国外的P550和15-15HS), DWNM103(相当于国外的P580)。
我们的材料不但能满足所有的性能指标(见表一,表二,表三),还具有以下的优势。
无磁钢焊接工艺
无磁钢焊接工艺
无磁钢的焊接工艺包括打底、层间填充和盖面等步骤,具体操作如下:1.打底:氩弧焊打底应由下向上施焊。
焊前需要预热的焊口,应提前通知热处理人员做好预热焊口的准备工作,达到预热温度后,方可施焊。
施焊时应将焊口周围用帆布挡好,以防刮风影响焊缝质量。
点焊起点和收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜坡,以利于焊缝有良好的熔合与过渡。
整个根层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿,使根部形成焊肉下榻、顶部内陷等缺陷。
并对打底焊缝的质量进行及时的检查,同时进行次层焊缝的焊接,进而避免产生裂纹。
2.层间填充:底部焊完后,检查无缺陷应马上进行次层焊接。
大径厚壁管焊接时,为确保未焊透,应适当增加焊接层次。
各层间温度保持在150~170℃之间,以利于熔合,可使焊接接头性能与金相组织达到最佳。
3.盖面:为使焊缝外表美观,一般选用直径φ3.2的焊条操作,该层焊缝表面应完整均匀,与消磁钢管圆滑过渡,焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm,加强高度为1~3mm,焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、飞溅物等,不得有大于0.5mm深度,总长度大于该焊缝总长10%的咬边。
以上就是无磁钢焊接工艺的主要步骤和操作要点。
请注意,焊接工艺需要根据具体的材料和设备进行调整和优化。
如果您需要更详细的信息或建议,请咨询专业的焊接工程师或相关领域的专家。
无磁钢执行标准
无磁钢执行标准一、化学成分无磁钢的化学成分应符合相关标准和规定的要求。
通常,无磁钢的碳含量较低,以控制其磁性能。
此外,还应控制其他合金元素的含量,以确保无磁钢具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。
二、机械性能无磁钢应具有良好的机械性能,包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度等。
这些性能应符合相关标准和规定的要求。
在制造过程中,需要进行相应的热处理和加工工艺,以保证无磁钢的机械性能。
三、磁性能无磁钢应具有较低的磁导率和矫顽力,以确保其具有良好的非磁性性能。
在制造过程中,应进行相应的热处理和加工工艺,以控制无磁钢的磁性能。
四、无损检测无磁钢应进行无损检测,以确保其内部质量和表面质量符合要求。
常用的无损检测方法包括超声波检测、射线检测、涡流检测等。
在检测过程中,应按照相关标准和规定的要求进行操作,以保证检测结果的准确性和可靠性。
五、尺寸偏差无磁钢的尺寸偏差应符合相关标准和规定的要求。
在制造过程中,应进行精确的加工和测量,以确保无磁钢的尺寸精度和一致性。
六、试验方法无磁钢的各项性能指标应按照相关标准和规定的要求进行试验和检测。
在试验过程中,应按照规定的程序和步骤进行操作,以确保试验结果的准确性和可靠性。
七、检验规则无磁钢的检验规则应符合相关标准和规定的要求。
在制造过程中,应对每一批次的原材料、半成品和成品进行质量检验,以确保产品质量符合要求。
八、包装、标志、运输和贮存无磁钢的包装、标志、运输和贮存应符合相关标准和规定的要求。
在包装过程中,应采取适当的措施保护无磁钢不受损伤和污染。
标志应清晰明了,注明产品名称、规格型号、生产日期等基本信息。
运输过程中应避免剧烈震动和碰撞,确保产品安全到达目的地。
贮存场所应干燥、通风良好,避免产品受潮、锈蚀等现象发生。
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国内无磁钢概况
无磁不锈钢是石油随钻领域最重要也是最常用的材料之一,通常是用来生产:
--无磁钻铤(Non-Magnetic Drill Collars);
--随钻测量/随钻测井仪器的护套(MWD/LWD Collar);
--旋转导向钻探工具(Rotary Steerable Drilling);
--稳定器(Stabilizer)。
国内无磁钢现有的问题主要有两个:
一、由于种种原因,耐腐蚀性能一直是国产无磁不锈钢钻铤的软肋。
现代石油钻探环境越来越恶劣(高温高压高腐蚀性等),国产无磁不锈钢就逐渐暴露出应用中的不足。
通过我们对用户的调查,国内的无磁钢在加工和使用过程中,经常会出现材料不均匀,粘扣,不耐磨的问题。
二、国内用户对高强度无磁钢(屈服强度140ksi)的需要越来越急切,但是国内的高档无磁钢由于技术的限制,往往无法通过所有的性能指标(如腐蚀性能,疲劳检测等)。
所以,国内市场的高档无磁钢全部高价从国外采购,如Carpenter 的15-15LC和Bleckmann的P550。
技术突破、工艺改进
在山西羽佳恒实业有限公司不懈的努力下,我公司突破以上的技术难点,我们对无磁钢的生产工艺进行了如下的改进:
1.炼钢严格控制材料的化学成分,尤其C、Cr、Mn、N等元素的配比,既保证材料的高机械性能,同时保证低的磁性能。
采用电炉熔炼,然后AOD炉精炼的方法。
2.锻造,设备采用1800T径锻机,采用先热锻再温锻的加工工艺,严格控制锻造温度和变形量,保证材料的性能和抗腐蚀能力。
材料性能特点
我公司生产的无磁钢,有两三个牌号,DWNM101(相当于国外的P530)和DWNM102(相当于国外的P550和15-15HS), DWNM103(相当于国外的P580)。
我们的材料不但能满足所有的性能指标(见表一,表二,表三),还具有以下的优势。
1. 低磁导率,材料的磁导率都能在1.003以下,超过1.005的国际标准。
2. 抗腐蚀性能,100%通过抗腐蚀性能检验。
如果材料抗腐蚀性能不好,会在使用过程中出现粘扣和不耐磨的情况,影响使用寿命。
3. 疲劳测试
--DWNM101在65KSI下标准为10万次,一般超过30万次;
--DWNM102在80KSI下标准为10万次,一般能达到30万次,在60KSI下超过1000万次,试样不断;
--DWNM103在60KSI下超过1000万次,试样不断。
4. 材料均匀,表面无裂纹,单边扒皮2mm后,材料无任何裂纹。
表一
相对磁导率μr<1.005
磁场梯度ΔB≤0.04μT
耐腐蚀检验
执行ASTM A262 E法,通过检验。
执行ASTM A262 A法,通过检验。
疲劳强度
10万转(至少)+/-65KSI
实测值超过30万次
表二
相对磁导率μr<1.005
磁场梯度ΔB≤0.04μT
耐腐蚀检验
执行ASTM A262 E法,通过检验。
执行ASTM A262 A法,通过检验。
对海水中的氯离子有很好的抗腐蚀能力。
疲劳强度
10万转(至少)+/-80KSI
实测值为30万次以上,最高达到47万次
表三
DWNM103无磁钢性能指标
磁性能
相对磁导率μr<1.002
磁场梯度ΔB≤0.04μT
耐腐蚀检验
执行ASTM A262 E法,通过检验。
执行ASTM A262 A法,通过检验。
材料点腐蚀当量超过30,增强了材料对晶内腐蚀开裂和点蚀的抵抗能力。
对海水中的氯离子有很好的抗腐蚀能力。
通过氯化镁应力腐蚀检验,超过1000小时,试样不断裂。
疲劳强度
1000万转(未断)+/-60KSI。