CN102373381A - 一种制造优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，包含如下步骤：1)按造上述元素配比进行熔化，将铁水灌入规定的模具当中，冷却后得到圆柱形钢锭；2)在1045℃温度附近对圆柱形钢锭进行低温穿孔形成管坯；3)对管坯进行第一次酸洗；4)用连轧管机对酸洗过的管坯进行轧制；5)用16机架减径机对轧制后的毛管减径；6)然后对减径后的钢管进行回火处理，之后空冷至室温，接下来对钢管在加热，出炉后水冷淬火；7)将上述成品管进行酸洗。经检测，钢管的屈服强度达1245MPa，抗拉强度达1340MPa。目的之二，夏比V型0℃横向冲击功163焦耳，纵向冲击功234焦耳，平均晶粒度9.6级。本发明解决了现有技术的缺陷，使深海油管及耐高压锅炉得以更为安全的被使用着，且使用寿命会有可观的延长，减少维修费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造不锈钢无缝钢管的方法，尤其是涉及一种制造优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的方法。
背景技术
随着石油工业的发展，油井管的下井深度越来越深，钢级强度越来越高。在很多复杂工况条件下服役的油井管，要求钢管有较高的强度、韧性，还要有较好的耐腐蚀、耐低温、抗挤毁等各种苛刻条件，这样对钢管的综合性能提出了更高的要求。
当今高强高韧性钢管主流发展方向，普遍采用以下几点工艺技术控制要点：(超)高纯净钢冶炼，尽量控制低的S，P、五害、气体、夹杂物等含量；低碳低合金化设计，严格控制合金成分精度范围；控制轧制与控制冷却，优化轧制工艺，细化轧态钢管的组织和晶粒度；热处理采用淬火+回火的调质热处理工艺，改进淬火、回火设备，提高淬火冷却效果，改善管材回火组织均匀性，优化热处理工艺。
对于高强度高韧性无缝钢管，普遍采用调质热处理工艺，来提高钢管的强度和韧性。但在调质处理过程中常常遇到这样的问题，为了提高材料的强度，必须降低回火温度或者缩短回火保温时间，这样材料的韧性就会下降。而如果为了或者更好的韧性，必须提高回火温度或者延长回火时间，这样钢材的强度就会降低。通过淬火固溶来提高强度，通过回火析出来改善韧性，由于强度和韧性的矛盾关系，改善调质钢的强韧性匹配，是高强高韧性钢管开发过程中要面对的主要难题。
在调质钢的热处理过程中还要面对的另外一个问题，就是晶粒度的控制，为了提高钢材的强度，必须保证奥氏体化后合金元素充分的固溶，这样的途径有两种：延长奥氏体化时间或者提高奥氏体化温度，但这容易造成晶粒度的长大。如果为了获得细小的晶粒改善韧性，降低奥氏体化温度或者缩短奥氏体化时间，但是可能造成合金元素固溶不充分而降低材料强度。在热处理过程中，为了获得较好的强度和韧性，希望即要合金元素充分的固溶，又不能造成晶粒过于长大。以便于通过后续回火处理以后得到较好的强度和韧性。如亚临界机组上使用的1Cr18Ni9和超临界机组上广泛使用的1Cr 19Ni 11Nb不锈钢及其钢管，由于其高温强度低，钢管成品晶粒粗大(一般在4-7级)，耐高温蒸汽腐蚀性能差等缺点，不能满足超临界锅炉对材料的使用要求。因此，发明一种耐高温、耐高压、耐蒸汽腐蚀奥氏体不锈钢及其制品的制造方法对于我国发展超临界发电技术也是非常必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种制造优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的方法。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种无缝钢管的制造方法，
用于制优良的造奥氏体不锈钢无缝钢管，以利于达到目的之一，使钢管的屈服强度达1075-1248MPa，抗拉强度达1140-1350MPa。目的之二，夏比V型0℃横向冲击功110-165焦耳，纵向冲击功170-235焦耳，平均晶粒度9-10级。
一种优良的奥氏体不锈钢无缝钢管，该钢管的化学成分重量百分比为：C：0.05-0.10％，Si：0.22-0.45％，Mn：0.43-0.98％，Cr：18.8-19.6％，Ni：9.3-10.8％，Nb：0.42-0.58％，P＜0.022％，S＜0.004％余量为Fe及不可比免杂质。
一种用于制造优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的方法，包含如下步骤：
1)按造上述元素配比进行熔化，将铁水灌入规定的模具当中，冷却后得到圆柱形钢锭；
2)在1045℃温度附近对圆柱形钢锭进行低温穿孔形成管坯；
3)对管坯进行第一次酸洗；
4)用连轧管机对酸洗过的管坯进行轧制；
5)用16机架减径机对轧制后的毛管减径；
6)然后对减径后的钢管进行回火处理(温度在700-760℃，并保温45-55分钟)，之后空冷至室温，接下来对钢管在加热(温度在720-785℃，并保温15-30分钟)，出炉后水冷淬火；
7)将上述成品管进行酸洗。
所述钢管的化学成分重量百分比为：还包括Al：0.0008-0.028％，N：0.08-0.13％，Cu：2.6-3.7％，Co：0.07-0.12％。
其中步骤3或7的酸洗液为：硫酸20-35g/L，甲酸5-10g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸10-45g/L。
还需注意的是权利要求二中的6)步骤需重复2-3次。
本发明提供出一种耐高温、耐高压、耐蒸汽腐蚀奥氏体不锈钢及其钢管与钢管的制造方法，本方法生产出的无缝钢管，具有良好的抗高温蠕变性能、优异的耐高温蒸汽腐蚀性能、好的抗热疲劳性能以及抗高温氧化性能等，适用于制作长期在高温、高压及腐蚀环境中使用的承压部件或者抗氧化部件，特别适合于高参数、大容量的超超临界火力发电锅炉中过热器、再热器及深海石油管。
具体实施方式
实施例一
本发明制造的钢管的化学成分重量百分比为：C：0.96％，Si：0.44％，Mn：0.93％，Cr：19.2％，Ni：10.5％，Nb：0.56％，P 0.021％，S 0.0042％余量为Fe及不可避免杂质。
上述奥氏体的制造工艺：
1)按造上述元素配比进行熔化，将铁水灌入规定的模具当中，冷却后得到圆柱形钢锭；
2)在1150℃温度附近对圆柱形钢锭进行低温穿孔形成管坯；
3)对管坯进行第一次酸洗；
4)用连轧管机对酸洗过的管坯进行轧制；
5)用16机架减径机对轧制后的毛管减径；
6)然后对减径后的钢管进行回火处理(温度在705-770℃，并保温35-58分钟)，之后空冷至室温，接下来对钢管在加热(温度在735-775℃，并保温17-36分钟)，出炉后水冷淬火；
7)将上述成品管进行酸洗。
其中步骤3或7的酸洗液为：硫酸23-33g/L，甲酸6-9g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸14-41g/L。
还需注意的是权利要求二中的6)步骤需重复2次。
实施例二
本发明制造的钢管的化学成分重量百分比为：C：0.07％，Si：0.27％，Mn：0.55％，Cr：18.6％，Ni：9.1％，Nb：0.48％，P 0.019％，S 0.0035％余量为Fe及不可避免杂质。
上述奥氏体的制造工艺：
1)按造上述元素配比进行熔化，将铁水灌入规定的模具当中，冷却后得到圆柱形钢锭；
2)在1190℃温度附近对圆柱形钢锭进行低温穿孔形成管坯；
3)对管坯进行第一次酸洗；
4)用连轧管机对酸洗过的管坯进行轧制；
5)用18机架减径机对轧制后的毛管减径；
6)然后对减径后的钢管进行回火处理(温度在710-780℃，并保温40-60分钟)，之后空冷至室温，接下来对钢管在加热(温度在735-790℃，并保温12-24分钟)，出炉后水冷淬火；
7)将上述成品管进行酸洗。
其中步骤3或7的酸洗液为：硫酸25-30g/L，甲酸5-8g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸17-40g/L。
还需注意的是权利要求二中的6)步骤需重复2次。
实施例三
本发明制造的钢管的化学成分重量百分比为：C：0.32％，Si：0.37％，Mn：0.67％，Cr：18.7％，Ni：10.1％，Nb：0.52％，P 0.013％，S 0.003％余量为Fe及不可比免杂质。
上述奥氏体的制造工艺：
1)按造上述元素配比进行熔化，将铁水灌入规定的模具当中，冷却后得到圆柱形钢锭；
2)在1200℃温度附近对圆柱形钢锭进行低温穿孔形成管坯；
3)对管坯进行第一次酸洗；
4)用连轧管机对酸洗过的管坯进行轧制；
5)用16机架减径机对轧制后的毛管减径；
6)然后对减径后的钢管进行回火处理(温度在760℃，并保温62分钟)，之后空冷至室温，接下来对钢管在加热(温度在759℃，并保温18分钟)，出炉后水冷淬火；
7)将上述成品管进行酸洗。
其中步骤3或7的酸洗液为：硫酸28g/L，甲酸7g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸24g/L。
经检测，该较优的性能：钢管的屈服强度达1245MPa，抗拉强度达1340MPa。目的之二，夏比V型0℃横向冲击功163焦耳，纵向冲击功234焦耳，平均晶粒度9.6级。。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (4)
1.一种优良的奥氏体不锈钢无缝钢管，其特征在于含有一下组分，其百分含量为：C：0.05-0.10％，Si：0.22-0.45％，Mn：0.43-0.98％，Cr：18.8-19.6％，Ni：9.3-10.8％，Nb：0.42-0.58％，P＜0.022％，S＜0.004％余量为Fe及不可避免杂质。
2.一种用于制造权利要求1的优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的方法，包含如下步骤：
1)按造上述元素配比进行熔化，将钢水灌入规定的模具当中，冷却后得到圆柱形钢锭；
2)在1045℃温度附近对圆柱形钢锭进行低温穿孔形成管坯；
3)对管坯进行第一次酸洗；
4)用连轧管机对酸洗过的管坯进行轧制；
5)用16机架减径机对轧制后的毛管减径；
6)然后对减径后的钢管进行回火处理，温度在700-760℃，并保温45-55分钟，之后空冷至室温，接下来对钢管在加热，温度在720-785℃，并保温15-30分钟，出炉后水冷淬火；
7)将上述成品管进行酸洗。
3.根据权利要求2所述优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于：还包括Al：0.0008～0.028％，N：0.08～0.13％，Cu：2.6～3.7％，Co：0.07～0.12％。
4.根据权利要求2或3所述优良的奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于：步骤3或7的酸洗液为：硫酸20-35g/L，甲酸5-10g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸10-45g/L。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103300707A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-18 | 常熟金浩机械有限公司 | 一种防倾斜炒锅的制造方法 |
| CN109536856A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-29 | 无锡鑫常钢管有限责任公司 | 一种小直径无缝高压不锈钢油管 |
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2011
- 2011-10-10 CN CN2011103072722A patent/CN102373381A/zh active Pending
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