ZG1CR13 es una fundición de válvula de alta presión con requisitos técnicos muy estrictos, utilizada principalmente para equipos de cabeza de pozo en pozos de petróleo y gas. Composición Química Requisitos Técnicos Editar
Válvula de alta presión, la estructura de su cuerpo se muestra en la Figura 1. Requisitos técnicos: Las fundiciones no tendrán defectos de fundición como inclusiones; durante la prueba de presión de agua de 70 MPa, no se permite fuga alguna; las superficies no mecanizadas se someterán a una prueba de líquidos penetrantes fluorescentes, y no se permitirá la existencia de grietas; las superficies mecanizadas se someterán a una prueba de partículas magnéticas húmedas, y no se permitirá la existencia de inclusiones, porosidades o grietas. El material es ZG1Cr13.
ZG1CR13Comparación de procesos
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Una cierta empresa se ha dedicado a la producción de cuerpos de fundición para válvulas de alta presión durante muchos años y ha adoptado sucesivamente los siguientes tres esquemas de proceso para experimentos de producción.
(1) Se utiliza arena de cuarzo silicato de sodio. Dado que la arena de cuarzo no ha sido muy adecuada para recubrimientos hasta la fecha, a menudo se producen inclusiones de arena durante el procesamiento de la cavidad del cuerpo de la válvula, lo que resulta en una mala calidad de la superficie y la detección frecuente de microfisuras durante las pruebas no destructivas.
(2) Usando un núcleo de arena de cuarzo en un vaso de agua, se aísla el punto caliente en el área del asiento de la válvula de la fundición, lo que requiere el método de colocar un mazarota en la parte superior (como se muestra en la Figura 2). Sin embargo, debido al gran tamaño de la mazarota, es difícil de retirar, lo que resulta en un rendimiento del proceso de fundición de solo el 50%. Limpiar la arena del núcleo de arena es difícil y muy poco económico.
Diagrama de Estructura del Cuerpo de Válvula de Alta Presión Dos
(3) Usando arena de resina furánica como arena de núcleo, y empleando el proceso de usar mazarotas aislantes tanto en el borde de la brida como en la parte superior del asiento de la válvula (como se muestra en la Figura 3). Debido a que la arena de resina furánica tiene baja conductividad térmica, el efecto aislante de las mazarotas aislantes no es obvio. Por lo tanto, el tamaño de la mazarota es relativamente grande. Además, la arena de núcleo en el área del asiento de la válvula, debido al efecto térmico de la mazarota superior, genera una gran cantidad de gas, causando a menudo porosidad por contracción de gas en esta área, lo que lleva a desperdicio.
Diagrama de Estructura del Cuerpo de Válvula de Alta Presión Tres
ZG1CR13Áreas de aplicación
En respuesta a la situación anterior, utilizamos mazarotas exotérmicas para las fundiciones del cuerpo de la válvula de alta presión ZG1Cr13. Los machos se fabricaron todos con arena de resina furánica. Se colocaron mazarotas ciegas exotérmicas en la parte superior de la brida intermedia y en la brida lateral. El área del asiento de la válvula se enfrió utilizando hierro frío, y el extremo de la cola también se enfrió utilizando hierro frío externo (como se muestra en la Figura 4). Esto produjo con éxito las fundiciones de la válvula de alta presión ZG1Cr13. Mediante disección e inspección por color del cuerpo de la fundición, se encontró que la estructura de la fundición era densa. Ahora se han producido casi 000 piezas, con un rendimiento del proceso de fundición del 78% al 80% y una tasa de calificación superior al 96%.
Diagrama Estructural del Cuerpo de Válvula de Alta Presión Cuatro
ZG1CR13Características
La superficie de las piezas fundidas producidas con arena de resina es lisa, y las dimensiones, pero debido a su baja conductividad térmica, si se utilizan mazarotas de tipo fibra convencionales, su efecto aislante no es muy obvio. Para fundiciones de acero de alta aleación como ZG1Cr13 que requieren una estructura densa (Figura 4), el uso de mazarotas exotérmicas proporciona un rendimiento de aislamiento significativamente mejor. Esto permite una reducción notable del tamaño de la mazarota, mejora el rendimiento de la fundición y reduce la carga de trabajo de los procesos posteriores, como el corte por gas y el desbaste por gas. Al mismo tiempo, el pequeño tamaño de la mazarota minimiza el impacto térmico en el corazón de arena, reduciendo en gran medida la probabilidad de porosidad por contracción, aumentando significativamente el rendimiento de la fundición y resultando en beneficios económicos significativos.
Carbono C: 0.10~0.15
Silicio Si: ≤1,00
ManganesoMn: ≤1,00
Azufre S: ≤0,025
Fósforo P: ≤0,030
Cromo Cr: 11.50~13.50
Ni: ≤0,60
Cobre Cu: ≤0.30
Propiedades mecánicas
Propiedades mecánicas:
Resistencia a la tracción σb (MPa): temple y revenido, ≥540
Resistencia a la fluencia condicional σ0,2 (MPa): temple y revenido, ≥345
Alargamiento δ5 (%): temple y revenido, ≥25
Contracción seccional ψ (%): temple y revenido, ≥55
Energía de impacto Akv (J): temple y revenido, ≥78
Dureza: Recocido, ≤200HB; Temple y revenido, ≥159HB
●1Cr13 Temperatura de Calentamiento para Temple: 1000-1050 grados, mantenimiento durante 1 a 3 horas, enfriamiento al aire, la dureza varía según la temperatura de revenido.
Revenido a 580-650 grados, refrigeración por agua, dureza HBS es 254-302
Revenido a 560-620 grados, refrigeración por agua, dureza HBS 285-341
Revenido a 550-580 grados, refrigeración por agua, dureza HBS 254-362
Revenido a 520-560 grados, refrigeración por agua, dureza HBS 341-388
Revenido por debajo de 300 grados, enfriamiento por aire, dureza HBS mayor a 388
Proceso de tratamiento térmico
●Especificaciones del tratamiento térmico y estructura metalográfica:
Especificaciones de tratamiento térmico: 1) Recocido, enfriamiento lento a 800-900℃ o enfriamiento rápido a unos 750℃; 2) Temple, enfriamiento en aceite a 950-1000℃; 3) Revenido, enfriamiento rápido a 700-750℃.
Estructura metalográfica: Las características organizativas son martensiticas.
●Estado de entrega: Generalmente, la mercancía se entrega en estado tratado térmicamente, y el tipo de tratamiento térmico se especifica en el contrato. Si no se especifica, la mercancía se entrega en estado sin tratar térmicamente.
●Aplicaciones: Piezas que resisten medios débilmente corrosivos y soportan cargas, como álabes de turbina, válvulas de prensa hidráulica, pernos, tuercas, etc. Se utiliza principalmente para componentes que requieren mayor tenacidad, cierta resistencia a la corrosión y capacidad para soportar cargas de impacto, como herramientas de corte, cuchillas, sujetadores, válvulas de prensa hidráulica, equipos resistentes a la corrosión por azufre para agrietamiento en caliente, etc. También se puede utilizar para fabricar equipos y componentes que resisten medios débilmente corrosivos a temperatura ambiente.