锻造和热处理工艺对40CrNi2Mo水下阀杆锻件性能的影响

尚贺军; 牛余兵; 张鑫; 臧超

doi:10.20057/j.1003-8620.N260065

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

锻造和热处理工艺对40CrNi2Mo水下阀杆锻件性能的影响

产品研发 | 更新时间：2026-06-30

- 锻造和热处理工艺对40CrNi2Mo水下阀杆锻件性能的影响
- Effect of Forging and Heat Treatment Processes on Properties of 40CrNi2Mo Subsea Valve Stem Forgings
- 特殊钢 2026年页码：1-6
- 作者机构：
  
  伊莱特能源装备股份有限公司，章丘 250217
- 作者简介：
  
  尚贺军（1980—），男，本科，高级工程师；E-mail: shjpeach@163.com
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260065
  中图分类号： TG156.6
- 收稿：2026-05-05，
  
  修回：2026-05-27，
  
  录用：2026-06-01，
  
  网络首发：2026-06-11，
- 稿件说明：
移动端阅览
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

references

王小龙 . 海洋油气开采用深水球阀关键技术研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工程大学， 2018 .

石磊，琚选择，张飞，等 . 水下阀门研制及工程应用［J］. 阀门， 2019 （ 1 ）： 24 - 27 .

王成林，王勇澎，牛志强，等 . 回火温度对40CrNi2Mo钢力学性能和干摩擦性能的影响［J］. 材料热处理学报， 2020 ， 41 （ 4 ）： 75 - 82 .

穆蕾雅，陈炜，王思倩，等 . 40CrNi2Mo钢阶梯轴残余应力的数值模拟［J］. 热处理， 2019 ， 34 （ 6 ）： 21 - 24 .

曹国珍，郑泽花，周水波 . 热处理工艺对40CrNi2Mo钢性能的影响［J］. 热加工工艺， 2013 ， 42 （ 22 ）： 170 - 172+175 .

廖庚峰，李丰，胡立嵩，等 . 4340钢与40CrNiMo钢的热处理特点［J］. 热处理技术与装备， 2023 ， 44 （ 5 ）： 5 - 9 .

G.Y.Lai ， W.E.Wood ，马柏生 . 4340钢的奥氏体化温度对其淬火态显微组织与机械性能的影响［J］. 兵器材料与力学， 1981 ， 4 （ S1 ）： 62 - 71 .

潘权文，颜莹，李小武，等 . 热处理对双真空冶炼AISI 4340钢显微组织和拉伸性能的影响［J］. 材料热处理学报， 2021 ， 42 （ 4 ）： 87 - 95 .

赵洪壮， Young-kook LEE ，刘相华，等 . AISI 4340钢马氏体相变的研究［J］. 东北大学学报（自然科学版）， 2006 ， 27 （ 6 ）： 650 - 653 .

马涛，张肖飞，华晓春，等 . AISI4340高强钢在含氧和/或Cl-高温水中的应力腐蚀行为［J］. 机械工程材料， 2021 ， 45 （ 2 ）： 15 - 19+60 .

张世英 . 40CrNi2Mo钢低温力学性能的研究［D］. 阜新：辽宁工程技术大学， 2009 .

尚贺军，臧超，张鑫，等 . 高质量低合金高强度板类钢锻件及其制备方法： CN115595506B ［P］. 2024-04-09 .

李科元 . 合金结构钢（40CrNiMo）热变形行为及热处理工艺研究［D］. 西安：西安建筑科技大学， 2018 .

浏览量

下载量

CSCD

CNKI被引量

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

热处理工艺对锻造430F铁素体不锈钢组织和性能的影响

21Cr12MoV马氏体耐热钢热处理工艺对力学性能的影响

奥氏体化温度对2 200 MPa级超高强度钢组织和性能的影响

高能电脉冲处理对GCr15轴承钢组织和性能的影响

高温回火对高氮马氏体不锈轴承钢微观组织与力学性能的影响