Effect of Forging and Heat Treatment Processes on Properties of 40CrNi2Mo Subsea Valve Stem Forgings

Shang Hejun; Niu Yubing; Zhang Xin; Zang Chao

doi:10.20057/j.1003-8620.N260065

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Effect of Forging and Heat Treatment Processes on Properties of 40CrNi2Mo Subsea Valve Stem Forgings

Product Research and Development | 更新时间：2026-06-30

- Effect of Forging and Heat Treatment Processes on Properties of 40CrNi2Mo Subsea Valve Stem Forgings
- Special Steel Pages: 1-6(2026)
- 作者机构：
  
  伊莱特能源装备股份有限公司，章丘 250217
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260065
  CLC： TG156.6
- Received：05 May 2026，
  
  Revised：2026-05-27，
  
  Accepted：01 June 2026，
  
  Online First：11 June 2026，
- 稿件说明：
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尚贺军,牛余兵,张鑫等.锻造和热处理工艺对40CrNi2Mo水下阀杆锻件性能的影响[J].特殊钢,

Shang Hejun,Niu Yubing,Zhang Xin,et al.Effect of Forging and Heat Treatment Processes on Properties of 40CrNi2Mo Subsea Valve Stem Forgings[J].Special Steel,
尚贺军,牛余兵,张鑫等.锻造和热处理工艺对40CrNi2Mo水下阀杆锻件性能的影响[J].特殊钢, DOI：.

Shang Hejun,Niu Yubing,Zhang Xin,et al.Effect of Forging and Heat Treatment Processes on Properties of 40CrNi2Mo Subsea Valve Stem Forgings[J].Special Steel, DOI：.

摘要

水下油气装备的力学性能和可靠性要求极为严苛。本研究以40CrNi2Mo水下阀杆锻件为对象，系统分析了各主要合金元素的作用，研究了化学成分、锻造比及热处理工艺对钢的力学性能的影响。通过鉴定试块（QTC）的制作和检测，最终确定在拔长锻比为4.5∶1的情况下，水下阀杆锻件经910 ℃完全退火+（890～900）℃双介质淬火+（620～630）℃高温回火后，其性能优异。批量生产的阀杆锻件，本体取样检测的屈服强度为950 MPa，抗拉强度为1 080 MPa，伸长率为19.5%，断面收缩率为62.0%，-29 ℃冲击吸收功均值为71.8 J，产品表面硬度331HBW，完全满足技术要求。

Abstract

The requirements for mechanical properties and reliability of subsea oil and gas equipment are extremely stringent. This research focuses on 40CrNi2Mo subsea valve stem forgings， systematically analyzes the roles of major alloying elements， and investigates the effects of chemical composition， forging ratio， and heat treatment processes on mechanical properties. Through the preparation and testing of qualification test coupons （QTCs）， it was ultimately determined that under a drawing forging ratio of 4.5∶1， the subsea valve stem forgings exhibit excellent performance after 910 ℃ full annealing + （890-900） ℃ dual-medium quenching +（620-630 ） ℃ high temperature tempering. For batch-produced valve stem forgings， the mechanical properties obtained from specimens taken from the body itself are as follows： yield strength of 950 MPa， tensile strength of 1 080 MPa， elongation of 19.5%， reduction of area of 62.0%， average impact absorbed energy of 71.8 J at -29 ℃， and a product surface hardness of 331 HBW， fully meeting the technical requirements.

关键词

Keywords

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