CN104018067A - 一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及在线制备方法，其化学组成按质量百分比为C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％，S≤0.005％，余量为Fe及其它不可避免的杂质。本发明利用薄壁钢管的中频感应热处理装置并辅以钒微合金化成分设计，生产出具有良好综合力学性能的双相钢无缝管，将双相钢所具有的低屈强比、高加工硬化率、良好的强度和延伸率配合的优点成功地应用到钢管的生产领域，有效地实现以空心构件代替实心构件达到汽车的轻量化，同时促进内高压成形技术的进一步发展，具有广阔的应用前景。

Description

一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及其制备方法

技术领域

本发明属于钢管的制备领域，具体涉及一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及在线制备方法。 

背景技术

随着全球环境和能源危机的日益加剧，节能、减排已成为汽车制造业面临的首要问题，在保证整车性能的前提下实现轻量化技术依然是汽车行业的发展潮流，其中通过使用空心部件代替实心部件的应用是目前实现汽车轻量化的最为有效途径之一。随着管材内高压生产技术的成熟，高强度空心构件的工业生产已经成为可能，而实现该方案需要有高强度和高塑性的空心件作为载体。双相钢以其低屈强比、高加工硬化率、良好的强度和延伸率配合的优点，可解决普通碳素钢无缝管由于存在强度与塑性之间的矛盾、而在内高压成形领域的实际应用中一直受到限制的问题。 

目前，内高压加工领域使用较为成熟的材料仍然以低强度钢管、钛管、铝管以及镁管等为主，这些材料可用于制备T型三通管、Y型三通管、方管、波纹管等具有复杂截面形状的零件，但是这些材料的强度普遍较低。近年来，不锈钢被试用为内高压加工的材料，得到满意的试验结果，但是由于不锈钢较高的成本，其应用受到了限制。 

目前，对于钢管的热处理方式仍以燃气加热和电阻加热为主，该热处理方式多数是将钢管整体放入加热炉内进行加热，这样所加工的钢管长度受到加热炉炉体大小的限制，不能生产大规格和长度较大的钢管，从而限制了钢管的产品规格；此外，采用这种装置在加热过程中升温较慢，钢管表面的氧化层严重，而且工作效率也不高；再者，炉体内的托辊道无法保证钢管在加热炉内的匀速转动，其加热不均，可能导致钢管的弯曲。 

发明内容

针对现有技术存在的诸多问题，本发明提供了一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及在线制备方法。 

本发明提供的高强塑性钒微合金化双相钢无缝管按质量百分比包括：C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％， S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

优选的，所述无缝管的制备过程包括如下热处理步骤：将冷拔无缝钢管以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理后缓冷至640～690℃；然后冷却到240～300℃，后等温处理60～300s；最后冷却(空冷﹑水冷或自然)至室温。 

更优选的，所述冷拔无缝钢管通过中频加热感应线圈加热。 

更优选的，两相区退火处理后采用空气冷却或自然冷却的方式，对所述无缝冷拔钢管以2～6℃/s的速率缓冷至640～690℃。 

更优选的，采用压缩空气对所述无缝冷拔钢管进行冷却，以使缓冷至640～690℃的无缝冷拔钢管以至少50℃/s的速率冷却到240～300℃。 

优选的，所述无缝管的制备过程包括：将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，得到无缝冷拔钢管，其中，所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次。 

优选的，所述无缝冷拔钢管的尺寸为：壁厚≤20mm，外径≤1000mm。 

优选的，无缝管中微观组织由(74.5～85.0％)铁素体和(15.0～25.5％)马氏体两相组成，铁素体平均晶粒尺寸为2.5～4.5μm，基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子。 

本发明还提供了一种无缝管的制备方法，其包括冶炼、锻棒、车削、加热、穿孔、冷拔以及热处理步骤，所述无缝管按质量百分比包括：C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

优选的，所述热处理步骤为将冷拔无缝钢管以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理后缓冷至640～690℃；然后冷却到240～300℃，后等温处理60～300s；最后冷却至室温。 

优选的，所述方法还包括无缝冷拔钢管的步骤： 

将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，得到无缝冷拔钢管；所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次。 

更优选的，所述冷拔无缝钢管通过中频加热感应线圈加热。 

更优选的，所述两相区退火处理后采用空气冷却或自然冷却的方式，将所述无缝冷拔钢管以2～6℃/s的速率缓冷至640～690℃。 

更优选的，采用压缩空气对所述缓冷至640～690℃的无缝冷拔钢管以至少50℃/s的速率冷却到240～300℃。 

本发明的无缝管中的抗拉强度905～1054MPa，屈强比0.43～0.59，延伸率23.0～30.2％，加工硬化指数0.23～0.31。 

本发明利用薄壁钢管的中频感应热处理装置并辅以钒微合金化成分设计，通过增加氮含量至0.01～0.03％，充分发挥了V的析出强化作用，生产出具有良好综合力学性能的双相钢无缝管，将双相钢所具有的低屈强比、高加工硬化率、良好的强度和延伸率配合的优点成功地应用到钢管的生产领域，有效地实现以空心构件代替实心构件达到汽车的轻量化，同时促进内高压成形技术的进一步发展，不仅能生产出高强度、大变形量和形状复杂的内高压成形件，还大大降低了生产成本，具有广阔的应用前景。 

与现有技术相比较，本发明具有如下的有益效果： 

1.本发明解决了传统热处理工艺(淬火+回火)生产的高强无缝钢管在内高压成形过程中，由于不能同时兼备良好的强塑性匹配而使得加工难度系数增大且成品率低的难题，成功地将双相钢的低屈强比、高加工硬化率、良好的强度和延伸率配合的优点应用到钢管的制备领域，可解决普通碳素钢无缝管由于存在强度与塑性之间的矛盾而在内高压成形领域的实际应用中一直受到的限制。 

2.本发明解决了采用目前较为成熟的材料(低强度钢管、钛管、铝管以及镁管)作为内高压加工材料时强度普遍较低，尝试用不锈钢作为内高压加工的材料时虽然试验性能优良然而成本较高，因而生产仍然受到限制的难题。采用本发明的材料及在线制备方法，可生产出成本相对较低的高强塑性钒微合金化双相钢无缝管。 

3.本发明的生产工艺在工业生产中较易实现，通过调整热处理工艺参数，可以控制双相钢无缝管的微观组织中的两相比例，进而得到不同力学性能的双相钢无缝管，适合不同化学成分、不同尺寸的双相钢无缝管的生产。利用本发明的方法，不仅得到高强度、大变形量和形状复杂的内高压成形件，还大大降低了生产成本，工艺相对稳定，达到节能环保的效果。 

4.本发明制备过程中使用的薄壁钢管的中频感应热处理装置，具有加热速度稳定、节能环保、自动化程度高、加热过程易于控制以及制造成本低的特点，实现了无缝管在热处理过程中的连续化、自动化及热处理后钢管表面质量良好且无严重氧化铁皮，同时实现了高强度、高成形性能的双相钢无缝管的在线连续制造。 

5.本发明采用钒微合金化成分设计，添加0.16～0.20％的V，并通过增加氮含量至0.01～0.03％，使钢中固溶状态的V更多的转变为析出状态，起到了更多的沉淀强 化作用；而且N的增加还会促进碳(氮)化钒在奥氏体和铁素体界面的析出，有效阻止铁素体晶粒的长大，起到了细化铁素体晶粒的作用。本发明中铁素体平均晶粒尺寸为2.5～4.5μm，基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子，根据有关的方法进行估算其对材料强度的贡献＞200MPa，本发明的双相钢无缝管的抗拉强度≥900MPa。 

6.本发明利用薄壁钢管的中频感应热处理装置，制备得到的双相钢无缝管产品具有优异的强塑性匹配，达到24242MPa.％以上，在拉伸过程中不存在屈服点或屈服平台，具有高的加工硬化指数(n≥0.23)和≤0.59的低屈强比，其成形性能优良，可以作为冷弯异型管的原材料；同时满足内高压成形对管材强度和塑性的双重要求，因而也可以应用于汽车防撞梁等变形量大和形状复杂的薄壁内高压成形管件。 

附图说明

图1、本发明所使用的热处理装置示意简图； 

其中：1为中频加热感应线圈，2为冷却装置； 

图2、本发明实施例工艺1-Ⅵ制备得到的双相钢无缝管经Lepera试剂(1％Na₂S₂O₅水溶液与4％的苦味酸酒精溶液按1:1比例混合)腐蚀后的金相组织图，白色组织为马氏体。 

图3a和图3b为本发明实施例工艺制备得到的双相钢无缝管在透射电镜下的形貌组织图；其中F为铁素体，M为马氏体。 

图4a为本发明实施例工艺1-Ⅵ制备得到的双相钢无缝管基体组织中析出相的TEM像，图4b为区域A的EDS分析结果EDS分析结果。 

图5a和图5b为本发明实施例工艺1-Ⅵ制备得到的双相钢无缝管在透射电镜下基体中的高密度位错。 

图6为本发明本发明实施例1-Ⅵ、2-Ⅴ、3-II、4-Ⅴ、5-Ⅳ和6-III制备得到的双相钢无缝管的拉伸曲线。 

具体实施方式

本发明实施例中所选用的钢材原材料的化学组成按质量百分比为C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，并限制P≤0.006％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

下述实施例将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，从而得到无缝冷拔钢管，其中，所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次，即得到满足尺寸壁厚≤20mm、外径≤1000mm的无缝冷拔钢管。 

下述实施例将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理10～40s后采用空气冷却的方式，以2～6℃/s的速率缓冷至640～690℃；然后采用压缩空气以至少50℃/s的速率冷却到240～300℃等温处理60～300s；最后空冷﹑水冷或自然冷却至室温，即得到本发明的双相钢无缝管。 

下述实施例从制备得到的双相钢无缝管的中部线切割出金相试样在LEICADMIRM多功能光学显微镜下进行显微组织分析，金相试样经研磨﹑抛光后采用Lepera试剂(1％Na₂S₂O₅水溶液与4％的苦味酸酒精溶液按1:1比例混合)进行侵蚀后的金相组织图中，白色组织为马氏体。 

下述实施例沿制备得到的双相钢无缝管上取样进行透射分析，利用H-800型透射电镜分别观察组织形貌、钒的碳氮化物析出以及位错。 

下述实施例沿制备得到的双相钢无缝管的管壁分别取样进行分析马氏体体积分数和铁素体组织的晶粒尺寸，取5张组织图进行分析计算，然后取平均值；马氏体体积分数应用Leica图像分析软件进行计算；晶粒尺寸采用割线法来测定。 

下述实施例从制备得到的双相钢无缝管上取样按标准制成拉伸试样，在SANA万能实验机上进行力学性能测试，有效标距为50×15mm，拉伸速度5mm/min。 

下述实施例双相钢无缝管的屈服强度、抗拉强度、屈强比、延伸率等力学性能的测定方法采用中华人民共和国国家标准GB/T228-2002。 

下述实施例的加工硬化指数由真应力应变关系定义，指金属薄板成形时真应力S一真应变ε关系式中的幂指数n，关系式如下： 

S＝Kεⁿ，式中K为强度系数。 

本发明实施例中的强塑积是钢管的抗拉强度与总伸长率的乘积。 

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 

实施例1 

本实施例所选用的钢材化学组成按质量百分比为C：0.10％，Si：0.42％，Mn：1.32％，V：0.16％，N：0.01％，P：0.004％，S：0.003％，余量为Fe和不可避免的 

杂质。 

将冶炼后的铸锭锻造成棒材，棒材经过车削除去外表面褶皱和缺陷形成管坯，将管坯加热到1200℃并保温2小时后进行穿孔，然后冷却至室温，将冷却后的管坯进行5道次冷拔，即得到壁厚1.5mm、外径46mm的无缝冷拔钢管。 

将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以约10℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理20～40s后采用自然冷却的方式，以约3℃/s的速率缓冷至650～690℃(表中简称此温度为快冷始温)；然后采用压缩空气以约50℃/s的速率冷却到240～260℃(表中称此温度为过时效温度)等温处理60～180s(表中称此时间为过时效时间)；最后空冷至室温，即得到本发明的双相钢无缝管。 

本实施例共包括6个具体的工艺方法，其具体工艺参数参见表1，以工艺1-Ⅵ为例，说明本发明制备的高强塑性钒微合金化双相钢无缝管的微观组织形貌特征。图2给出了实施例1-Ⅵ工艺制备的双相钢无缝管经过Lepera试剂进行腐蚀后观察到的金相组织图，经过此腐蚀方法可以区分图2中弥散分布的亮白色组织为马氏体，经测定，显微组织中马氏体体积分数为19.1％，通过透射电镜也证实了该双相钢无缝管是由铁素体和马氏体组成，如图3所示。经测定，本实施例的显微组织中马氏体体积分数在15.0～19.1％范围内，见表1。 

表1实施例1的热处理工艺参数和力学性能 

图4为本发明实施例工艺1-Ⅵ制备的双相钢无缝管在透射电镜下观察到的析出相的形貌及其EDS分析结果，可以观察到基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子，根据有关的方法进行估算其对材料强度的贡献＞200MPa。0.01％N的加入使钢中固溶状态的V更多的转变为析出状态，起到了更多的沉淀强化作用；而且N的增加还会促进碳(氮)化钒在奥氏体和铁素体界面的析出，有效阻止铁素体晶粒的长大，起到了细化铁素体晶粒的作用，本实施例所有工艺中铁素体平 均晶粒尺寸为3.5±0.5μm。当钢中N含量增多时，V析出强化和细晶强化的作用逐渐增大，其对屈强比降低的作用也进一步增强，本实施例工艺中屈强比0.43～0.46。V在钢中沉淀强化的效果取决于析出相的数量和弥散度，质点越多、越细小弥散，沉淀强化的效果越大，工艺1-Ⅵ条件下，抗拉强度达到944MPa。此外，在透射电镜下所观察到基体中存在的高密度位错，也对强度的提高有重要贡献，如图5所示。 

对制备得到的双相钢无缝管在拉伸试验机上进行力学性能测试，测试结果见表1。工艺1-Ⅵ在室温时的拉伸曲线如图6所示，拉伸曲线呈连续屈服状态，没有出现屈服平台或上、下屈服点。在本实施例1-I至1-Ⅵ工艺条件下各生产了30根无缝钢管，其成品的抗拉强度均≥905MPa，屈强比均≤0.46，延伸率均≥29.4％，加工硬化指数均(n)≥0.28，强塑积均≥26969MPa.％，采用本实施例工艺生产的无缝钢管成品率达到100％。 

实施例2 

本实施例所选用的钢材化学组成按质量百分比为C：0.13％，Si：0.10％，Mn：1.60％，V：0.17％，N：0.019％，P：0.006％，S：0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

将冶炼后的铸锭锻造成棒材，棒材经过车削除去外表面褶皱和缺陷形成管坯，将管坯加热到1150℃并保温2小时后进行穿孔，然后冷却至室温，将冷却后的管坯进行4道次冷拔，即得到壁厚2.0mm、外径55mm的无缝冷拔钢管。 

将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以约20℃/s的速率加热至两相区790～820℃，退火处理20～40s后采用空气冷却的方式，以约5℃/s的速率缓冷至640～690℃；然后采用压缩空气以约60℃/s的速率冷却到260～280℃等温处理60～120s；最后空冷至室温，即得到本发明的双相钢无缝管，本实施例共包括6个具体的工艺方法，其具体工艺参数参见表2，显微组织中铁素体平均晶粒尺寸为3.5±0.5μm，在透射电镜下可以观察到基体中弥散地分布着直径为4～6nm的细小V(C，N)析出粒子，马氏体体积分数在18.6～22.3％范围内。 

表2实施例2的热处理工艺参数和力学性能 

对制备得到的双相钢无缝管在拉伸试验机上进行力学性能测试，测试结果见表2。工艺2-Ⅴ在室温时的拉伸曲线如图6所示，拉伸曲线呈连续屈服状态，没有出现屈服平台或上、下屈服点。在本实施例2-I至2-Ⅵ工艺条件下各生产了30根无缝钢管，其成品的抗拉强度均≥932MPa，屈强比均≤0.47，延伸率均≥28.0％，加工硬化指数均(n)≥0.27，强塑积均≥27216MPa.％，采用本实施例工艺生产的无缝钢管成品率达到100％。 

实施例3 

本实施例所选用的钢材化学组成按质量百分比为C：0.15％，Si：0.60％，Mn：1.10％，V：0.17％，N：0.021％，P：0.004％，S：0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

将冶炼后的铸锭锻造成棒材，棒材经过车削除去外表面褶皱和缺陷形成管坯，将管坯加热到1250℃并保温3小时后进行穿孔，然后冷却至室温，将冷却后的管坯进行4道次冷拔，即得到壁厚1.20mm、外径41mm的无缝冷拔钢管。 

将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以约10℃/s的速率加热至两相区780～810℃，退火处理10～20s后采用空气冷却的方式，以约4℃/s的速率缓冷至640～680℃；然后采用压缩空气以约50℃/s的速率冷却到250～270℃等温处理100～160s；最后自然冷却至室温，即得到本发明的双相钢无缝管，本实施例共包括4个具体的工艺方法，其具体工艺参数参见表3，显微组织中铁素体平均晶粒尺寸为3.0±0.5μm，在透射电镜下可以观察到基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子，马氏体体积分数在18.4～22.0％范围内。 

对制备得到的双相钢无缝管在拉伸试验机上进行力学性能测试，测试结果见表3。工艺3-II在室温时的拉伸曲线如图6所示，拉伸曲线呈连续屈服状态，没有出现屈服平台或上、下屈服点。在本实施例3-I至3-Ⅳ工艺条件下各生产了20根无缝钢管，其成品的抗拉强度均≥930MPa，屈强比均≤0.47，延伸率均≥27.7％，加工硬化指数均(n)≥0.27，强塑积均≥26731MPa.％，采用本实施例工艺生产的无缝钢管成品率达到100％。 

表3实施例3的热处理工艺参数和力学性能 

实施例4 

本实施例所选用的钢材化学组成按质量百分比为C：0.18％，Si：0.28％，Mn：1.27％，V：0.20％，N：0.03％，P：0.005％，S：0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

将冶炼后的铸锭锻造成棒材，棒材经过车削除去外表面褶皱和缺陷形成管坯，将管坯加热到1200℃并保温2小时后进行穿孔，然后冷却至室温，将冷却后的管坯进行7道次冷拔，即得到壁厚0.84mm、外径100mm的无缝冷拔钢管。 

将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理20～30s后采用空气冷却的方式，以约6℃/s的速率缓冷至650～690℃；然后采用压缩空气以约60℃/s的速率冷却到260～300℃等温处理60～300s；最后空冷至室温，即得到本发明的双相钢无缝管，本实施例共包括6个具体的工艺方法，其具体工艺参数参见表4，显微组织中铁素体平均晶粒尺寸为3.0±0.5μm，在透射电镜下可以观察到基体中弥散地分布着直径为2～5nm的细小V(C，N)析出粒子，马氏体体积分数在19.7～25.5％范围内。 

对制备得到的双相钢无缝管在拉伸试验机上进行力学性能测试，测试结果见表4。工艺4-Ⅴ在室温时的拉伸曲线如图6所示，拉伸曲线呈连续屈服状态，没有出现屈服平台或上、下屈服点。在本实施例4-I至4-Ⅵ工艺条件下各生产了30根无缝钢管，其成品的抗拉强度均≥955MPa，屈强比均≤0.51，延伸率均≥24.6％，加工硬化指数均(n)≥0.26，强塑积均≥25486MPa.％，采用本实施例工艺生产的无缝钢管成品率达到100％。 

表4实施例4的热处理工艺参数和力学性能 

实施例5 

本实施例所选用的钢材化学成分同实施例4。 

将冶炼后的铸锭锻造成棒材，棒材经过车削除去外表面褶皱和缺陷形成管坯，将管坯加热到1200℃并保温2小时后进行穿孔，然后冷却至室温，将冷却后的管坯进行4道次冷拔，即得到壁厚5.2mm、外径1000mm的无缝冷拔钢管。 

将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以20℃/s的速率加热至两相区800～820℃，退火处理20～30s后采用空气冷却的方式，以约6℃/s的速率缓冷至650～690℃；然后采用压缩空气以约50℃/s的速率冷却到270～290℃等温处理90～120s；最后水冷至室温，即得到本发明的双相钢无缝管，本实施例共包括4个具体的工艺方法，其具体工艺参数参见表5，显微组织中铁素体平均晶粒尺寸为3.5±0.5μm，在透射电镜下可以观察到基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子，马氏体体积分数在20.6～24.7％范围内。 

对制备得到的双相钢无缝管在拉伸试验机上进行力学性能测试，测试结果见表5。工艺5-Ⅳ在室温时的拉伸曲线如图6所示，拉伸曲线呈连续屈服状态，没有出现屈服平台或上、下屈服点。在本实施例5-I至5-Ⅳ工艺条件下各生产了10根无缝钢管，其成品的抗拉强度均≥965MPa，屈强比均≤0.51，延伸率均≥24.2％，加工硬化指数均(n)≥0.25，强塑积均≥24974MPa.％，采用本实施例工艺生产的无缝钢管成品率达到100％。 

表5实施例5的热处理工艺参数和力学性能 

实施例6 

本实施例所选用的钢材化学成分同实施例4。 

将冶炼后的铸锭锻造成棒材，棒材经过车削除去外表面褶皱和缺陷形成管坯，将管坯加热到1200℃并保温2小时后进行穿孔，然后冷却至室温，将冷却后的管坯进行3道次冷拔，即得到壁厚20mm、外径32mm的无缝冷拔钢管。 

将冷拔无缝钢管采用中频加热感应线圈以10℃/s的速率加热至两相区800～820℃，退火处理20～30s后采用空气冷却的方式，以约2℃/s的速率缓冷至660～690℃；然后采用压缩空气以约60℃/s的速率冷却到280～290℃等温处理200～300s；最后水冷至室温，即得到本发明的双相钢无缝管，本实施例共包括3个具体的工艺方法，其具体工艺参数参见表6，显微组织中铁素体平均晶粒尺寸为4.0±0.5μm，在透射电镜下可以观察到基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子，马氏体体积分数在22.6～25.1％范围内。 

表6实施例6的热处理工艺参数和力学性能 

对制备得到的双相钢无缝管在拉伸试验机上进行力学性能测试，测试结果见表6。工艺6-III在室温时的拉伸曲线如图6所示，拉伸曲线呈连续屈服状态，没有出现屈服平台或上、下屈服点。在本实施例6-I至6-III工艺条件下各生产了20根无缝钢管，其成品的抗拉强度均≥1011MPa，屈强比均≤0.59，延伸率均≥23.0％，加工硬化指数均(n)≥0.23，强塑积均≥24242MPa.％，采用本实施例工艺生产的无缝钢管成品率达到100％。 

Claims (10)

1.一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管，其特征在于，所述无缝管按质量百分比包括：C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的无缝管，其特征在于，所述无缝管的制备过程包括如下热处理步骤：将冷拔无缝钢管以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理后缓冷至640～690℃；然后冷却到240～300℃，后等温处理60～300s；最后冷却至室温。

3.根据权利要求2所述的无缝管，其特征在于，所述两相区退火处理后采用空气冷却或自然冷却的方式，将所述无缝冷拔钢管以2～6℃/s的速率缓冷至640～690℃。

4.根据权利要求2所述的无缝管，其特征在于，采用压缩空气对所述缓冷至640～690℃的无缝冷拔钢管进行冷却，并以至少50℃/s的速率冷却到240～300℃。

5.根据权利要求1所述的无缝管，其特征在于，所述无缝管的制备过程包括：将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，得到无缝冷拔钢管；所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次。

6.一种无缝管的制备方法，包括：

将冷拔无缝钢管以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理后缓冷至640～690℃；然后冷却到240～300℃，后等温处理60～300s；最后冷却至室温；

所述无缝管按质量百分比包括：C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括制备无缝冷拔钢管的步骤：

将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，得到无缝冷拔钢管；所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述冷拔无缝钢管通过中频加热感应线圈加热。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述两相区退火处理后采用空气冷却或自然冷却的方式，将所述无缝冷拔钢管以2～6℃/s的速率缓冷至640～690℃。

10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，采用压缩空气对所述缓冷至640～690℃的无缝冷拔钢管以至少50℃/s的速率冷却到240～300℃。