CN102658361A - 一种耐热蚀复合金属管的制备方法 - Google Patents

一种耐热蚀复合金属管的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102658361A
CN102658361A CN2012101688861A CN201210168886A CN102658361A CN 102658361 A CN102658361 A CN 102658361A CN 2012101688861 A CN2012101688861 A CN 2012101688861A CN 201210168886 A CN201210168886 A CN 201210168886A CN 102658361 A CN102658361 A CN 102658361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal pipe
pipe
composite metal
alloy
cast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101688861A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102658361B (zh
Inventor
谢飞鸣
王艳林
解国良
章庆
孙天翔
韩静涛
刘靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fangda Special Steel Technology Co Ltd
Original Assignee
Fangda Special Steel Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fangda Special Steel Technology Co Ltd filed Critical Fangda Special Steel Technology Co Ltd
Priority to CN 201210168886 priority Critical patent/CN102658361B/zh
Publication of CN102658361A publication Critical patent/CN102658361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102658361B publication Critical patent/CN102658361B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

一种耐热蚀复合金属管的制备方法，以25Cr3Mo3NiNbZr或32Cr2Mo1VA金属钢管的管坯为基体，通过立式离心浇注工艺，在其内壁浇注一层GH605或GH4169合金层，浇注的合金层的高度为金属管的管坯高度的1/2-1/5，将局部复合金属管坯料进行快锻或者热挤压成形。本发明的制备方法，与传统制备工艺相比，其不同材料间的界面接合性优良，内部组织致密，工艺操作性强，由该工艺制备的耐热蚀复合金属管，既可以利用高温合金的耐热蚀特点，提高使用寿命，又可以利用金属管所用钢材料的高强度保证金属管的高力学性能，可用于高速热蚀环境中，在高温下抗氧化、抗腐蚀和高温强度等方面具有很大的优势。

Description

一种耐热蚀复合金属管的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐热蚀复合金属管的制备方法。
背景技术
为了提高金属管的力学性能，特别是火炮炮管，人们开发了一系列的高强度、韧性钢铁材料，如：20世纪40年代的铬钢，50年代的中碳铬镍钼钢，60、70年代的铬镍钼钒钢等。近年来，铌也作为微量元素添加到金属管中，以提高其性能。制约金属管发展的主要问题是，金属管膛在使用过程中的热烧蚀和磨损引起其寿命偏低和不稳定。这种热烧蚀过程是化学反应、高温氧化、机械磨损等多种因素共同作用的结果。目前常用的中碳合金钢管材料在抗热烧蚀方面能力较差。同时，从使用过程来看，金属管膛的热烧蚀程度在整个使用长度范围内是不同的，在尾部约三分之一长度的一段，为其烧蚀最严重的部分，也是制约金属管使用寿命的主要位置。因此，如果能够提高金属管这一部分的抗热烧蚀能力，就能大大延长金属管的使用寿命。
复合材料是由不同成分、性能的两种或者多种组元材料构成，其性能也是各种组元材料的综合表现。金属复合管作为一种重要的金属复合材料，可以实现两种或者多种性能的统一，例如耐腐蚀性能和力学性能、耐磨性和韧性等。金属复合管已经被广泛应用于石油、化工、海水淡化、制盐、核工业、食品行业、水利设施建设等行业。国内外已见报道的复合管生产技术较多，主要涉及的制备方法有：焊接复合、轧制复合、电镀复合、粉末冶金法和浇铸复合法等。
另一方面，与现有的金属管所用钢材料相比，高温合金材料在高温下抗氧化、抗腐蚀和高温强度等方面具有很大的优势，在高温磨损环境下具有很高的使用寿命。将高温合金材料与金属管所用钢材料相结合，构成高温合金/金属管所用钢材局部复合管，既可以利用高温合金的耐热蚀特点，提高使用寿命，又可以利用金属管所用钢材料的高强度保证金属管的高力学性能。
发明内容
本发明的目的就是提供一种耐热蚀复合金属管的制备方法，用该方法制备的耐热蚀复合金属管在高温下抗氧化、抗磨损、抗腐蚀能力强，使用寿命长。
本发明的耐热蚀复合金属管的制备方法，以25Cr3Mo3NiNbZr或32Cr2Mo1VA金属钢管的管坯为基体，通过立式离心浇注工艺，在其内壁浇注一层GH605或GH4169合金层，浇注的合金层的高度为金属管的管坯高度的1/2-1/5，制成局部复合金属管坯料，将局部复合金属管坯料进行快锻或者热挤压成形，最终形成局部复合耐热蚀金属管。
本发明的耐热蚀复合金属管的制备方法，与传统的焊接复合、轧制复合和浇铸复合法等制备工艺相比，其不同材料间的界面接合性优良，内部组织致密，工艺操作性强，由该工艺制备的耐热蚀复合金属管，既可以利用高温合金的耐热蚀特点，提高使用寿命，又可以利用金属管所用钢材料的高强度保证金属管的高力学性能，可用于高速热蚀环境中，在高温下抗氧化、抗腐蚀和高温强度等方面具有很大的优势。
附图说明
图1为本发明的浇铸工艺后的半成品结构图；
图2为本发明的产品结构图。
具体实施方式
一种耐热蚀复合金属管的制备方法，包括以下步骤：
1、采用立式离心浇铸工艺，以25Cr3Mo3NiNbZr或32Cr2Mo1VA钢管作为外层金属管坯，管坯外径Do=350mm，内径Di=136mm，将其加热到200℃ （具体温度可以由内层金属的熔点和过热度进行计算），作为立式离心浇注时的管模，随离心机旋转，离心机转速为n。将合金GH605或GH4169熔化，在1400-1460℃浇注到外层金属管坯内。在离心力的作用下，浇注的合金将以近似于抛物线的截面形成一个环形浇注合金内层，浇注合金内层的高度h为外层管体的1/2-1/5。
根据浇注合金层的高度h，外层管的内径D i ，按照下式确定浇注时离心机的转速n：
Figure 66198DEST_PATH_IMAGE001
 ，                     
其中g为9.8 N/kg。
外层金属管坯内层浇注上的合金质量m，按照下式计算： 
 ，                     
Figure 461407DEST_PATH_IMAGE003
为浇注合金材料的密度，ω为浇注时离心机的角速度。
浇注时，离心机的转速一直维持在所确定的n值，直至合金冷却到500℃，之后关闭离心机，脱模之后将局部复合金属管坯料空冷至室温。
为了防止液态高温合金在浇注过程中发生氧化，浇注过程在氩气保护下进行。
将冷却至室温后的局部复合金属管坯料内壁上的氧化物进行切削打磨去除，以防止其在热变形过程中发生开裂。
2、热变形
局部复合金属管坯料可以通过快锻或热挤压变形，实现最终尺寸规格的成形，对于这两种成形过程详细叙述如下：
（1）、快锻，将局部复合金属管坯料加热到1200℃，保温3h，然后采用高速快锻机一次加热锻造成形；
（2）、热挤压，将局部复合金属管坯料加热到1200℃，保温3h，然后采用卧式挤压机一次挤压成形，挤压变形时，应以局部复合金属管坯料无浇注合金层的一端作为挤压变形的前端，另一端作为尾端。
通过快锻或者热挤压成形，制成Ф150×20mm（长度按照体积不变计算）规格的局部复合耐热蚀金属管。
3、热处理，复合管的热处理分成淬火和回火工艺：
（1）淬火工艺：将局部复合金属管加热到950-1180℃，保温1h，水冷至室温；
（2）回火工艺：将淬火后的局部复合金属管加热到620±5℃，保温4h，空冷至室温。

Claims (3)

1.一种耐热蚀复合金属管的制备方法，其特征在于：以25Cr3Mo3NiNbZr或32Cr2Mo1VA金属钢管的管坯为基体，通过立式离心浇注工艺，在其内壁浇注一层GH605或GH4169合金层，浇注的合金层的高度为金属管的管坯高度的1/2-1/5，制成局部复合金属管坯料，将局部复合金属管坯料进行快锻或者热挤压成形，最终形成局部复合耐热蚀金属管。
2.根据权利要求1所述的耐热蚀复合金属管的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）、采用立式离心浇铸工艺，将金属钢管的管坯为基体加热到200℃，作为立式离心浇注时的管模，随离心机旋转，离心机转速为n，将合金GH605或GH4169熔化，在1400-1460℃浇注到外层金属管坯内，在离心力的作用下，浇注的合金形成一个环形浇注合金内层，浇注合金内层的高度h为外层管体的1/2-1/5；
根据浇注合金内层的高度h，金属管坯的内径D i ，按照下式确定浇注时离心机的转速n：
Figure 866268DEST_PATH_IMAGE001
 ，                     
其中g为9.8 N/kg；
外层金属管坯内层浇注上的合金质量m，按照下式计算： 
Figure 2012101688861100001DEST_PATH_IMAGE002
 ，                     
Figure 658775DEST_PATH_IMAGE003
为浇注合金材料的密度，ω为浇注时离心机的角速度；
浇注时，离心机的转速一直维持在所确定的n值，直至合金冷却到500℃，之后关闭离心机，脱模之后将局部复合金属管坯料空冷至室温，将冷却至室温后的局部复合金属管坯料内壁上的氧化物进行切削打磨去除； 
（2）、热变形：将局部复合金属管坯料加热到1200℃，保温3h，然后采用锻机一次加热锻造成形至所需规格尺寸，或采用卧式挤压机一次挤压成形至所需规格尺寸，挤压变形时，应以局部复合金属管坯料无浇注合金层的一端作为挤压变形的前端，另一端作为尾端；
（3）、将上述成形的局部复合金属管加热到950-1180℃，保温1h，水冷至室温；再将淬火后的局部复合金属管加热到620±5℃，保温4h，空冷至室温，即可。
3.根据权利要求2所述的耐热蚀复合金属管的制备方法，其特征在于：所述立式离心浇铸过程是在氩气保护下进行。
CN 201210168886 2012-05-29 2012-05-29 一种耐热蚀复合金属管的制备方法 Active CN102658361B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210168886 CN102658361B (zh) 2012-05-29 2012-05-29 一种耐热蚀复合金属管的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210168886 CN102658361B (zh) 2012-05-29 2012-05-29 一种耐热蚀复合金属管的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102658361A true CN102658361A (zh) 2012-09-12
CN102658361B CN102658361B (zh) 2013-09-04

Family

ID=46768015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210168886 Active CN102658361B (zh) 2012-05-29 2012-05-29 一种耐热蚀复合金属管的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102658361B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103691904A (zh) * 2013-11-28 2014-04-02 张效明 离心浇铸38铬钼铝氮化钢耐磨管及其制作方法
CN112496289A (zh) * 2020-10-27 2021-03-16 株洲三联富润机械有限公司 一种固液双金属耐磨防蚀泵送管道及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55126346A (en) * 1979-03-20 1980-09-30 Japan Steel Works Ltd:The Production of composite steel ingot by insert
JPS5890363A (ja) * 1981-11-20 1983-05-30 Kawasaki Steel Corp 高合金鋳鉄複合ロ−ルの製造方法
JPS5961523A (ja) * 1982-09-30 1984-04-07 Kubota Ltd 耐熱鋳鋼管の製造方法
JPS5983753A (ja) * 1982-11-01 1984-05-15 Hitachi Metals Ltd プラスチツク成形用複合シリンダの製造法
JP2005248321A (ja) * 2004-02-02 2005-09-15 Dai Ichi High Frequency Co Ltd クラッドパイプ
CN101008460A (zh) * 2006-09-30 2007-08-01 姜福臣 内孔表面附有耐磨材料的金属复合管材及制造方法
CN101417387A (zh) * 2008-12-05 2009-04-29 韩静涛 一种多层金属复合板的短流程制备方法
CN101648802A (zh) * 2009-09-14 2010-02-17 浦杰 耐热合金离心铸管用复合涂料
CN101716666A (zh) * 2009-12-30 2010-06-02 安阳钢铁股份有限公司 一种锥形球墨铸铁管的拉制工艺
CN102389963A (zh) * 2011-11-17 2012-03-28 铜陵市大成轧辊有限责任公司 一种超强耐磨离心复合轧辊的生产方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55126346A (en) * 1979-03-20 1980-09-30 Japan Steel Works Ltd:The Production of composite steel ingot by insert
JPS5890363A (ja) * 1981-11-20 1983-05-30 Kawasaki Steel Corp 高合金鋳鉄複合ロ−ルの製造方法
JPS5961523A (ja) * 1982-09-30 1984-04-07 Kubota Ltd 耐熱鋳鋼管の製造方法
JPS5983753A (ja) * 1982-11-01 1984-05-15 Hitachi Metals Ltd プラスチツク成形用複合シリンダの製造法
JP2005248321A (ja) * 2004-02-02 2005-09-15 Dai Ichi High Frequency Co Ltd クラッドパイプ
CN101008460A (zh) * 2006-09-30 2007-08-01 姜福臣 内孔表面附有耐磨材料的金属复合管材及制造方法
CN101417387A (zh) * 2008-12-05 2009-04-29 韩静涛 一种多层金属复合板的短流程制备方法
CN101648802A (zh) * 2009-09-14 2010-02-17 浦杰 耐热合金离心铸管用复合涂料
CN101716666A (zh) * 2009-12-30 2010-06-02 安阳钢铁股份有限公司 一种锥形球墨铸铁管的拉制工艺
CN102389963A (zh) * 2011-11-17 2012-03-28 铜陵市大成轧辊有限责任公司 一种超强耐磨离心复合轧辊的生产方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103691904A (zh) * 2013-11-28 2014-04-02 张效明 离心浇铸38铬钼铝氮化钢耐磨管及其制作方法
CN112496289A (zh) * 2020-10-27 2021-03-16 株洲三联富润机械有限公司 一种固液双金属耐磨防蚀泵送管道及其制备方法
CN112496289B (zh) * 2020-10-27 2022-08-16 株洲三联富润机械有限公司 一种固液双金属耐磨防蚀泵送管道及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102658361B (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106583491B (zh) 一种Cr-Ni-Mo-Nb镍基合金无缝管的制造方法
CN104826890A (zh) 一种超级奥氏体不锈钢无缝管的制造方法
CN103451551B (zh) 一种耐高温磨蚀铸钢穿孔机顶头的制备方法
CN101101077B (zh) 不锈钢双金属复合管及其制造方法
CN102962425B (zh) 一种倾斜油缸缸体的制备方法
CN103231209A (zh) 真空镶套冶金复合双金属无缝管生产方法
CN103350204A (zh) 密封环复合离心铸造的方法
CN102000954A (zh) 一种连轧管机限动芯棒的制造方法
CN106112391A (zh) 一种冶金复合双金属管坯的生产工艺
CN105033227A (zh) 高钒高速钢复合轧辊的制造方法
CN107747027A (zh) 高电阻率、高磁导率1Cr12Mo马氏体不锈钢转轴锻件制造方法
CN101623922B (zh) 整体内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺
CN113305166B (zh) 一种双金属合金钢复合管扩径热挤压工艺
CN110306120A (zh) 一种X80钢级D1422mm无缝弯管及其制造方法
CN102658361B (zh) 一种耐热蚀复合金属管的制备方法
CN108456825A (zh) 一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板及其制造方法
CN107282854B (zh) 一种核电用护环的成形方法
CN108044315A (zh) 一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法
CN106498226A (zh) 一种光电倍增管倍增极用高铍铜合金制备方法
CN113857283A (zh) 一种高速工具钢棒料的成型方法
CN102240897A (zh) 水冷型双金属管模的制造方法
CN104325259A (zh) 一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法
CN104087834B (zh) 一种耐沟槽腐蚀膨胀管用钢及焊接膨胀套管制备方法
CN110004363A (zh) 一种耐磨无缝钢管及其制造方法
CN104874761A (zh) 油气田管线钢管的冶金复合制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant