CN110732566B - 一种大口径s31254超级奥氏体不锈钢无缝管及其制备工艺 - Google Patents

一种大口径s31254超级奥氏体不锈钢无缝管及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管的制备工艺，所述制备工艺包括：将毛管坯热处理后进行三道次减壁缩径冷拔；所述热处理方法为：将管坯1180℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8‑2.1min/mm×管坯壁厚。本发明的有益效果为：产品表面质量可控性好的，表面光洁平滑、内外不产生裂纹，强度、硬度都显著增加，塑性较好。

Description

一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管及其制备工艺
技术领域
本发明涉及奥氏体不锈钢领域，特别是一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管及其制备工艺。
背景技术
材质为S31254(简称254SMo，国标牌号为022Cr20Ni18Mo6CuN)是一种超级奥氏体不锈钢，针对卤化物和酸的环境而开发，广泛用于高浓度氯离子介质、海水等苛刻工况环境。在酸性介质的各种工业场合，特别是在含卤化物的酸中，254SMO要远远优于其它不锈钢，某些情况下可以和哈氏合金以及钛相媲美。较低的含碳量和高钼含量，使其具有较好的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能、优秀的耐晶间腐蚀能力，是一种高性价比不锈钢，在国内外化工、脱硫环保等领域广泛使用。
由于S31254材料特殊性，高Cr及含氮，其冷加工硬化明显，冷变形抗力较大，加工难度较大，尤其是大管加工难度较大，热处理冷却时在800-1000℃温区容易析出碳化物和金属间化合物，即便在1050℃也会有σ有害相析出，因此该合金冷拔大口径无缝管生产加工尤其是扩拔时，内外壁容易生出横裂纹导致整管报废。
S31254冷加工无缝管一般采用轧制工艺，规格在Φ168mm以下，Φ168mm以上大口径管一般采用焊管。目前现有工艺的缺点如下：
1：S31254小口径冷轧无缝管，极大的限制了其使用范围，一则在苛刻的腐蚀环境中，只能采用小口径无缝管，而在需要大口径无缝管时，只能采用同等规格的焊管替代，从而又严重限制了该合金优异耐腐蚀性能的发挥。
2：采用焊管，由于有焊缝，使得耐压能力较之无缝管大大降低；并由于成型几焊接过程造成的残余应力，也能降低焊管的承压能力，并严重影响焊管的质量及服役可靠性；同时，焊缝的耐腐蚀性能也不及无缝管，并且容易产生疲劳破坏。因此焊管无论是承压能力，还是可靠性以及使用寿命大大低于无缝管。
发明内容
鉴于背景技术所提出的问题，发明人提供了一种具有优异的力学性能，强度高并且塑性良好，使用稳定可靠，经济性强的一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管的制备工艺。
为此，本发明的第一方面提供了一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管的制备工艺，所述制备工艺步骤包括：将毛管坯热处理后先进行1-3次拔扩变形，再进行2-3次减壁缩径冷拔，得到成品大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管；
每次拔扩变形方法为：先进行1次减壁缩径冷拔，再进行2-3次扩径冷拔；
每次冷拔后对管坯进行热处理，所述热处理方法为：将管坯1180℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8-2.1min/mm×管坯壁厚。
本发明的第二方面提供了一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管，所述大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管由本发明第一方面所述制备工艺进行制备。
区别于现有技术，上述技术方案至少包括如下所述的有益效果：
1、UNS S31254(022Cr20Ni18Mo6CuN)超级奥氏体大口径无缝管，极大地扩大了其使用范围，其优异的力学性能，强度高并且塑性良好，使用稳定可靠，使得在其比焊管跟能胜任高压高强度环境中使用；
2、UNS S31254超级奥氏体大口径无缝管具有优异的耐腐蚀性能，通过各种试验，其耐点腐蚀、均匀腐蚀性能都很优异，使其在苛刻的酸性环境中发挥重要作用，甚至部分可以替代昂贵的UNS N10276(NS3304)和UNSN06625(GH3625)材料，而相对于这两者，S31254可以说是经济适用。
3、工艺简单可靠，设备简单。设备可采用常规的冷拔机，不需要另行添购或改进设备，经济适用而且普遍，具有推广意义。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
首先说明本发明第一方面的一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管的制备工艺，所述制备工艺包括：所述制备工艺步骤包括：将毛管坯热处理后，先进行1-3次拔扩变形，再进行2-3次减壁缩径冷拔，得到成品大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管；
每次拔扩变形方法为：先进行1次减壁缩径冷拔，再进行2-3道次扩径冷拔；
每次冷拔后对管坯进行热处理，所述热处理方法为：将管坯1180℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8-2.1min/mm×管坯壁厚。
毛坯管(荒管)在1180℃温度下进行热处理，使得材料内部组织均匀化，碳化物充分固溶，内外壁晶粒度均匀化。
冷变形后采用热处理，该步骤运用轴向塑性变形方式打乱管坯热穿孔时斜轧径向塑性变形方向，通过挤压拉拔方式使得内部金属产生滑移畸变，再通过热处理使得晶粒度均匀化，有利于后续变形工艺。
优选的，每道次扩径量为14-20mm。
优选的，每道次减壁缩径冷拔缩径6-10mm,减壁1.5-2.0mm。
优选的，所述热处理方法为：将管坯1180℃保温后进行水急冷。
优选的，所述制备工艺包括以下步骤：将毛管坯热处理后先进行2次拔扩变形，再进行3次减壁缩径冷拔，得到成品大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管；
每次拔扩变形方法为：先进行1次减壁缩径冷拔，再进行3次扩径冷拔。
优选的，所述制备工艺还包括酸洗和润滑步骤，每次热处理后依次进行酸洗、润滑步骤。
优选的，所述酸洗方法为：将管坯在40-50℃酸洗液中浸泡10-12h；
优选的，所述润滑方法为：用润滑浆料均匀涂抹管坯的内外壁，再进行烘干。
优选的：所述酸洗液由98wt％的氢氟酸、98wt％的硝酸和水按照体积比1:2:10进行配制。
优选的，所述润滑浆料采用生石灰与3#工业脂混合后加水配制，所述生石灰与3#工业脂的质量比为10:1.2-1.5。
其次，说明本发明第二方面所提供的一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管，所述大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管由本发明第一方面所述制备工艺进行制备。
具体实施方式中，由于S31254超级奥氏体合金化程度远超一般奥氏体不锈钢，并且含N，冷变形抗力也远大于一般奥氏体不锈钢，扩径量在20mm/道次以下为宜，远少于一般奥氏体不锈钢管30-40mm，因而尽量采用与成品管接近的管坯，以减少扩拔道次降低风险。如成品325mm，可采用240mm圆钢，成品406mm，可采用300mm规格圆钢。另外，本实施方式所涉及钢管直径均为外径。
实施例1制备φ325×17mm S31254超级奥氏体不锈钢成品管
圆管坯外径φ240mm，经过热穿孔之后荒管为φ270×27mm，先进行热处理，使得材料内部组织均匀化，碳化物充分固溶，内外壁晶粒度趋于均匀化；先进行第一次拔扩变形(1次减壁缩径冷拔、连续3次扩径冷拔)，第二拔扩变形(1次减壁缩径冷拔、连续3次扩径冷拔)、再进行连续3道次减壁缩径冷拔和热处理，得到成品大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管；
每次冷拔后对管坯进行热处理，每次热处理后依次进行酸洗、润滑；
热处理采用方法为：将管坯1180℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8-2.1min/mm×管坯壁厚。
酸洗采用方法为：将管坯在40-50℃酸洗液中浸泡10-12h；酸洗液由98wt％的氢氟酸、98wt％的硝酸和水按照体积比1:2:10进行配制。
润滑采用方法为：用润滑浆料均匀涂抹管坯的内外壁，再进行鼓风烘干。润滑浆料选用优质生石灰经40-50目筛子筛选，用水沉淀，待干至八成，和3#工业脂拌匀成胶体态(石灰：3#工业脂＝10：1.2-1.5)然后加水稀释至浆状。
最后经过连续三次减壁缩径冷变形后的成品管内部组织，纵向晶粒度发生畸变和位错，呈扁平状态，而强度与硬度显著增加，而仍保留较强的塑性。
工艺过程控制性强，可以对于每个道次的冷变形(扩径和减壁缩径冷拔)进行实时控制，阶段工艺具有可逆性，如出现偏差，可在下道次冷变形(扩径和减壁缩径冷拔)工序进行纠正。
实施例1的工艺参数以及检测数据见下表1：
其中，检验方法是每次热处理后，在同一支在制品管坯切割2-3mm圆环做晶粒度检验。
表1实施例1工艺参数以及检测数据表
Figure GDA0002303532590000051
Figure GDA0002303532590000061
最后得到φ325×17mm的S31254超级奥氏体不锈钢成品管，产品表面光洁平滑、无裂纹。
实施例1所制备的成品φ325×17mm的S31254超级奥氏体不锈钢成品管，随机在同一批次两支管子各取一组试样进行各类试验，各项测试数据皆符合标准要求，具体数据如下表2所述：
表2实施例1成品管的测试数据
Figure GDA0002303532590000062
UNS S31254(022Cr20Ni 18Mo6CuN)超级奥氏体大口径无缝管，极大地扩大了其使用范围，其优异的力学性能，强度高并且塑性良好，使用稳定可靠，使得在其比焊管跟能胜任高压高强度环境中使用。UNS S31254超级奥氏体大口径无缝管具有优异的耐腐蚀性能，通过各种试验，其耐点腐蚀、均匀腐蚀性能都很优异，使其在苛刻的酸性环境中发挥重要作用，甚至部分可以替代昂贵的UNS N10276(NS3304)和UNS N06625(GH3625)材料，而相对于这两者，S31254经济适用，可大量的替代，节约成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺步骤包括：将经过热穿孔之后的毛管坯热处理后先进行1-3次拔扩变形，再进行2-3次减壁缩径冷拔，得到成品大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管；
每次拔扩变形方法为：先进行1次减壁缩径冷拔，再进行2-3次扩径冷拔；
每次冷拔后对管坯进行热处理，所述热处理方法为：将管坯1150-1200℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8-2.1min/mm×管坯壁厚。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，每道次扩径量为14-20mm。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，每道次减壁缩径冷拔缩径6-10mm,减壁1.5-2.0mm。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述热处理方法为：将管坯1180℃保温后进行水急冷。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下步骤：将毛管坯热处理后先进行2次拔扩变形，再进行3次减壁缩径冷拔得到成品大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管；
每次拔扩变形方法为：先进行1次减壁缩径冷拔，再进行3次扩径冷拔。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺还包括酸洗和润滑步骤，每次热处理后依次进行酸洗、润滑步骤。
7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述酸洗步骤为：将管坯在40-50℃酸洗液中浸泡10-12h；所述润滑步骤为：用润滑浆料均匀涂抹管坯的内外壁，再进行烘干。
8.一种大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管，其特征在于，所述大口径S31254超级奥氏体不锈钢无缝管由权利要求1-7任一所述制备工艺进行制备。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007125588A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Shinko Metal Products Kk シームレス鋼管およびその製造方法
CN101070931A (zh) * 2007-04-23 2007-11-14 中铝洛阳铜业有限公司 一种大直径白铜管的制作工艺方法
CN104826890A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种超级奥氏体不锈钢无缝管的制造方法
CN105312353A (zh) * 2015-09-18 2016-02-10 北京科技大学 一种大直径薄壁白铜管材短流程生产方法
CN107803411A (zh) * 2017-09-19 2018-03-16 扬州诚德钢管有限公司 一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝钢管的制造方法
CN109821927A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 北京科技大学 一种大直径白铜管的生产方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007125588A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Shinko Metal Products Kk シームレス鋼管およびその製造方法
CN101070931A (zh) * 2007-04-23 2007-11-14 中铝洛阳铜业有限公司 一种大直径白铜管的制作工艺方法
CN104826890A (zh) * 2015-05-09 2015-08-12 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种超级奥氏体不锈钢无缝管的制造方法
CN105312353A (zh) * 2015-09-18 2016-02-10 北京科技大学 一种大直径薄壁白铜管材短流程生产方法
CN107803411A (zh) * 2017-09-19 2018-03-16 扬州诚德钢管有限公司 一种超级奥氏体不锈钢大直径无缝钢管的制造方法
CN109821927A (zh) * 2019-03-28 2019-05-31 北京科技大学 一种大直径白铜管的生产方法

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