CN108486479A - 一种核电设备用无缝钢管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核电设备用无缝钢管及其制备方法，该无缝钢管以质量份计含有以下成分：C：1.5～3.3份、Si：1.9～4.2份、Mn：4.5～8.5份、Pb：0.1～0.2份、Bi：0.1～0.2份、Nb：0.2～0.4份、Re：6～12份、P：0.06～0.15份、Fe：950～1100份。本发明提供的无缝钢管能够满足第三代核电站机组用无缝钢管的技术要求，并且其性能高于常规无缝钢管的性能，在低温、高温以及常温下都具有优异的屈服强度、抗拉性能、韧性、冲击性能，并且具有很好的耐磨性能，钢管使用寿命长。

Description

一种核电设备用无缝钢管及其制备方法
技术领域
本发明涉及无缝钢管技术领域，尤其涉及一种核电设备用无缝钢管及其制备方法。
背景技术
核电设备是核电站的组成设备，主要分为三类：核岛设备、常规岛设备、辅助系统。组成这些设备必不可少的是无缝钢管。核电设备对无缝钢管的要求很高，要求无缝钢管具有优异的强度、韧性、以及在常温下具有良好的力学性能、冲击性能和在高温下具有良好的拉伸性能。
目前市面上现有的核电设备用无缝钢管虽然能够满足上述常规要求，但是其性能还有待提高，并且不能很好的同时应对高低温状态下的正常使用。例如中国发明专利(专利号2012103594638，申请日2012/09/25)公开了核电用低温无缝钢管及其生产方法，所述方法包括步骤：a、冶炼管坯，所述管坯的化学成分按重量百分比计为：C：0.07～0.10％，Si：0.19～0.35％，Mn：1.0～1.25％，V：0.02～0.05％，Ti：0.01～0.03％以及余量的Fe和不可避免的杂质；b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的出加热炉的温度为1210℃～1250℃；c、对无缝钢管采用在线正火热处理工艺，先将轧制后的无缝钢管冷却到650℃以下，再将其加热至870～910℃。本发明的核电用低温无缝钢管的力学性能和-45℃冲击性能完全满足第三代核电站机组用低温无缝钢管的技术要求。该专利中无缝钢管虽然能够满足第三代核电站机组用低温无缝钢管的技术要求，但是其低温下的性能仍可提高，并且其在高温下的性能一般。
发明内容
解决的技术问题：针对现有的核电设备用无缝钢管存在的高温下性能一般以及性能有待提高等缺点，本发明提供一种核电设备用无缝钢管及其制备方法，该无缝钢管在高低温以及常温下都具有很好的力学性能，能够更好地满足核电设备的使用。
技术方案：一种核电设备用无缝钢管，以质量份计含有以下成分：C：1.5～3.3份、Si：1.9～4.2份、Mn：4.5～8.5份、Pb：0.1～0.2份、Bi：0.1～0.2份、Nb：0.2～0.4份、Re：6～12份、P：0.06～0.15份、Fe：950～1100份。
上述所述的一种核电设备用无缝钢管，以质量份计含有以下成分：C：1.8～2.8份、Si：2.3～3.8份、Mn：6～7份、Pb：0.12～0.17份、Bi：0.13～0.18份、Nb：0.23～0.37份、Re：8～11份、P：0.09～0.13份、Fe：980～1060份。
上述所述的一种核电设备用无缝钢管，以质量份计含有以下成分：C：2.4份、Si：3.1份、Mn：6.5份、Pb：0.15份、Bi：0.15份、Nb：0.3份、Re：9份、P：0.11份、Fe：1030份。
上述所述的一种核电设备用无缝钢管的制备方法，该方法的制备步骤如下：
第一步：制成圆柱形管坯，管坯由C、Si、Mn、Pb、Bi、Nb、Re、P、Fe这些成分组成；
第二步：将管坯放入环形炉进行加热，环形加热炉的温度为1280～1300℃，开轧温度为1200～1130℃，终轧温度为960～980℃，张力减径的温度为970℃；
第三步：进行低温回火处理，在温度为250～300℃下保温2～3h，然后自然冷却，即得核电设备用无缝钢管。
上述所述的第二步中环形加热炉的温度为1290℃，开轧温度为1215℃，终轧温度为970℃。
上述所述的第三步中低温回火条件为在温度为270℃下保温2.5h。
有益效果：本发明提供的一种核电设备用无缝钢管及其制备方法，具有以下有益效果：
1.本发明的无缝钢管能够满足第三代核电站机组用无缝钢管的技术要求，并且其性能高于常规无缝钢管的性能，在低温、高温以及常温下都具有优异的屈服强度、抗拉性能、韧性、冲击性能，并且具有很好的耐磨性能，钢管使用寿命长；
2.本发明的制备方法简单方便，无复杂步骤，生产周期短，节约人力及成本。
具体实施方式
以下所有实施例中制备的管坯外直径为304.8mm、厚度为56mm，制备得到的汽车前防撞梁用无缝钢管符合GB/T17395-2008的规定。
实施例1
一种核电设备用无缝钢管的制备方法，该方法的制备步骤如下：
第一步：制成圆柱形管坯，管坯由C：1.5份、Si：1.9份、Mn：4.5份、Pb：0.1份、Bi：0.1份、Nb：0.2份、Re：6份、P：0.06份、Fe：950份这些成分组成；
第二步：将管坯放入环形炉进行加热，环形加热炉的温度为1280℃，开轧温度为1200℃，终轧温度为960℃，张力减径的温度为970℃；
第三步：进行低温回火处理，在温度为250℃下保温2h，然后自然冷却，即得核电设备用无缝钢管。
实施例2
一种核电设备用无缝钢管的制备方法，该方法的制备步骤如下：
第一步：制成圆柱形管坯，管坯由C：3.3份、Si：4.2份、Mn：8.5份、Pb：0.2份、Bi：0.2份、Nb：0.4份、Re：12份、P：0.15份、Fe：1100份这些成分组成；
第二步：将管坯放入环形炉进行加热，环形加热炉的温度为1300℃，开轧温度为1130℃，终轧温度为980℃，张力减径的温度为970℃；
第三步：进行低温回火处理，在温度为300℃下保温3h，然后自然冷却，即得核电设备用无缝钢管。
实施例3
一种核电设备用无缝钢管的制备方法，该方法的制备步骤如下：
第一步：制成圆柱形管坯，管坯由C：1.8份、Si：2.3份、Mn：6份、Pb：0.12份、Bi：0.13份、Nb：0.23份、Re：8份、P：0.09份、Fe：980份这些成分组成；
第二步：将管坯放入环形炉进行加热，环形加热炉的温度为1290℃，开轧温度为1215℃，终轧温度为970℃，张力减径的温度为970℃；
第三步：进行低温回火处理，在温度为270℃下保温2.5h，然后自然冷却，即得核电设备用无缝钢管。
实施例4
一种核电设备用无缝钢管的制备方法，该方法的制备步骤如下：
第一步：制成圆柱形管坯，管坯由C：2.4份、Si：3.1份、Mn：6.5份、Pb：0.15份、Bi：0.15份、Nb：0.3份、Re：9份、P：0.11份、Fe：1030份这些成分组成；
第二步：将管坯放入环形炉进行加热，环形加热炉的温度为1290℃，开轧温度为1215℃，终轧温度为970℃，张力减径的温度为970℃；
第三步：进行低温回火处理，在温度为270℃下保温2.5h，然后自然冷却，即得核电设备用无缝钢管。
对比例1
发明专利申请号为2012103594638的专利的核电用低温无缝钢管的生产方法包括步骤：a、冶炼管坯，所述管坯的化学成分按重量百分比计为：C：0.1％、Si：0.26％、Mn：1.15％、V：0.02％、Ti：0.03％、P：0.010％、S：0.002％以及余量的Fe和不可避免的杂质；b、将管坯轧制成无缝钢管，轧制前管坯的出加热炉的温度为1210℃～1250℃；c、对无缝钢管采用在线正火热处理工艺，先将轧制后的无缝钢管冷却到650℃以下，再将其加热至870～910℃。
上述实施例1～实施例4以及对比例1的无缝钢管在常温下的技术性能指标，其检测结果如下表1所示：
表1
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
屈服强度/MPa 580 603 594 608 380
抗拉强度/MPa 712 723 735 738 510
延伸率/％ 48 49 52 52 45
冲击功/J 302 309 307 312
上述实施例1～实施例4的无缝钢管的在350℃下的技术性能指标，其检测结果如下表2所示：
表2
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
屈服强度/MPa 310 315 319 321
抗拉强度/MPa 556 568 578 584
延伸率/％ 34 35 31 36
冲击功/J 279 284 296 295
上述实施例1～实施例4以及对比例1的无缝钢管在-45℃下的技术性能指标，其检测结果如下表3所示：
表3
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
冲击功/J 286 295 293 302 242
以上对本发明实施例进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种核电设备用无缝钢管，其特征在于以质量份计含有以下成分：C：1.5～3.3份、Si：1.9～4.2份、Mn：4.5～8.5份、Pb：0.1～0.2份、Bi：0.1～0.2份、Nb：0.2～0.4份、Re：6～12份、P：0.06～0.15份、Fe：950～1100份。
2.根据权利要求1所述的一种核电设备用无缝钢管，其特征在于以质量份计含有以下成分：C：1.8～2.8份、Si：2.3～3.8份、Mn：6～7份、Pb：0.12～0.17份、Bi：0.13～0.18份、Nb：0.23～0.37份、Re：8～11份、P：0.09～0.13份、Fe：980～1060份。
3.根据权利要求1所述的一种核电设备用无缝钢管，其特征在于以质量份计含有以下成分：C：2.4份、Si：3.1份、Mn：6.5份、Pb：0.15份、Bi：0.15份、Nb：0.3份、Re：9份、P：0.11份、Fe：1030份。
4.如权利要求1所述的一种核电设备用无缝钢管的制备方法，其特征在于该方法的制备步骤如下：
第一步：制成圆柱形管坯，管坯由C、Si、Mn、Pb、Bi、Nb、Re、P、Fe这些成分组成；
第二步：将管坯放入环形炉进行加热，环形加热炉的温度为1280～1300℃，开轧温度为1200～1130℃，终轧温度为960～980℃，张力减径的温度为970℃；
第三步：进行低温回火处理，在温度为250～300℃下保温2～3h，然后自然冷却，即得核电设备用无缝钢管。
5.根据权利要求4所述的一种核电设备用无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述第二步中环形加热炉的温度为1290℃，开轧温度为1215℃，终轧温度为970℃。
6.根据权利要求4所述的一种核电设备用无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述第三步中低温回火条件为在温度为270℃下保温2.5h。
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