CN112410842A - 一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法 - Google Patents

一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112410842A
CN112410842A CN202010985554.7A CN202010985554A CN112410842A CN 112410842 A CN112410842 A CN 112410842A CN 202010985554 A CN202010985554 A CN 202010985554A CN 112410842 A CN112410842 A CN 112410842A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
temperature oxidation
preparing
resistant
steel pipe
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.)
Pending
Application number
CN202010985554.7A
Other languages
English (en)
Inventor
赵志江
缪德伟
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.)
Ningbo Huatao Stainless Steel Pipe Co ltd
Original Assignee
Ningbo Huatao Stainless Steel Pipe 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 Ningbo Huatao Stainless Steel Pipe Co ltd filed Critical Ningbo Huatao Stainless Steel Pipe Co ltd
Priority to CN202010985554.7A priority Critical patent/CN112410842A/zh
Publication of CN112410842A publication Critical patent/CN112410842A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
    • C25D9/04—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/36—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/04—Tubes; Rings; Hollow bodies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，属于不锈钢管制造领域。本发明利用电沉积镀膜在不锈钢表面镀一层复合膜层，再通过对不锈钢成分含量的优化，使得不锈钢保持原有优良物理性能的同时，大大提高了不锈钢管抗高温氧化的能力。

Description

一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法
发明领域
本发明涉及一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，属于不锈钢管制造领域。
背景技术
不锈钢表面有致密的氧化铬保护膜，在饮用水中具有很好的耐腐蚀性，如有划口，在空气存在下即可形成新的氧化保护膜，而且能够承受高流速的冲击。
其中以300系不锈钢应用最广、用量最大。300系不锈钢是以奥氏体扩大元素Ni进行合金化的奥氏体不锈钢，相对于马氏体不锈钢和铁素体不锈钢，具有更好的耐腐蚀性和耐酸碱性，同时具有良好的综合力学性能和优越的加工、焊接性，属于耐热、耐蚀无磁不锈钢。但是现有的300系不锈钢生产工艺存在组合设备较多，建设成本费用较高，投资大，为了应对不锈钢产品市场价格的不断下降，各传统不锈钢生产企业长期坚持降低工艺成本和生产成本来获得利润。
再者，材料在使用过程中，经常被腐蚀，最常见的就是高温氧化，不仅使得材料被损耗，还对工业生产设备的安全性造成不良的影响，不能使不锈钢发挥最大优势。在工业生产中为了提高效率，提高工作时的温度，高温氧化问题成为了阻碍不锈钢延长使用时间和开拓应用的重要因素。
发明内容
针对上述不锈钢管存在的现有问题，本发明提供一种抗高温氧化不锈钢管的加工方法，优化不锈钢管的加工步骤，通过镀膜处理提高现有不锈钢水管的抗高温氧化能力。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种耐腐蚀不锈钢管的加工方法，所述方法包括如下步骤：
将不锈钢材先热扎、扒皮穿孔，然后三辊精轧得管坯；
接着先对管坯进行表面处理，然后电沉积镀膜处理形成膜层；
在膜层表面吹干冰，最后加热处理得抗高温氧化的不锈钢水管。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述管坯表面处理为用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声8-15min。沉积前需要保证不锈钢水管表面的干净程度，才能使得到的沉积膜光亮、平滑、结合力和抗高温氧化能力强。当不锈钢水管表面处理不当时，会出现膜层脱落、鼓胀、起皱等现象。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述不锈钢材化学成分质量百分比为：C：0.03-0.05％、Mn：0.5-1％、P：0.01-0.04％、Si：0.1-0.4％、Cr：18-19％、Ni：8-8.5％，余量为Fe及不可避免的微量元素。
碳在不锈钢中具有两面性，因为碳的存在能显著扩大奥氏体组织并提高钢的枪度，而另一方面钢中碳含量增多会与铬形成碳化物，即碳化铬，使固溶体中含铬量相对减少，大量微电池的存在会降低钢的耐蚀性，尤其是降低抗晶间腐蚀能力，易使钢产生晶间腐蚀。镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。但是镍与铬同时存在时，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能得到改善。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述管坯表面处理为用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声8-15min。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述电沉积镀膜处理中沉积电压为22-28V。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述电沉积镀膜处理中电沉积溶液为硝酸铬和硝酸铝的乙醇混合溶液，混合溶液浓度为0.10-0.15mol/L。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述电沉积溶液中硝酸铬和硝酸铝质量比为(1.5-2.5):1。
硝酸铬和硝酸铝含量和比例会影响膜层的抗高温氧化效果，使得生成的氧化膜层不致密，不能有效地降低不锈钢表面氧分压，从而导致沉积在不锈钢表面的膜层抗氧性能变差。
在上述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法中，所述加热处理温度为300-320℃，时间为45-60min。
薄膜在高温氧化过程中不仅有化学反应，还有物理扩散。在进行高温氧化之前沉积的Cr2O3薄膜覆盖在不锈钢表面，使得O2在氧化膜中扩散速度慢，加上不锈钢本身具备的Cr也会产生Cr2O3，从而有效阻挡了O2向合金内部扩散的趋势。在沉积的Cr2O3氧化膜中还含有一定量的Al2O3,可以减轻氧化初期的挥发，从而起到较好的保护作用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明利用电沉积镀膜在不锈钢表面镀一层复合膜层，再通过对不锈钢成分含量的优化，使得不锈钢保持原有优良物理性能的同时，大大提高了不锈钢管抗高温氧化的能力。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：
准备不锈钢材，钢材化学成分质量百分比为：C：0.049％、Mn：0.94％、P：0.034％、Si：0.50％、Cr：18.25％、Ni：8.09％，余量为Fe及不可避免的微量元素的。将不锈钢材加热至1250℃后中心穿孔，将钢材进行退火处理：45min升温至680℃，保温6h，然后自然冷却至300℃，再经酸洗、磷化、皂化后利用连轧机组冷轧得管坯，用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声10min，进行沉积电压为25V的电沉积镀膜处理，用蒸馏水冲洗3次，干燥后在膜层表面吹干冰，最后进行300℃加热60min得到抗高温氧化的不锈钢水管。电沉积镀膜过程中电沉积溶液为硝酸铬和硝酸铝的乙醇混合溶液，混合溶液浓度为0.10mol/L；硝酸铬和硝酸铝质量比为1.5:1。
实施例2：
准备不锈钢材，钢材化学成分质量百分比为：C：0.049％、Mn：0.94％、P：0.034％、Si：0.50％、Cr：18.25％、Ni：8.09％，余量为Fe及不可避免的微量元素的。将不锈钢材加热至1250℃后中心穿孔，将钢材进行退火处理：45min升温至680℃，保温6h，然后自然冷却至300℃，再经酸洗、磷化、皂化后利用连轧机组冷轧得管坯，用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声8min，进行沉积电压为22V的电沉积镀膜处理，用蒸馏水冲洗3次，干燥后在膜层表面吹干冰，最后进行320℃加热50min得到抗高温氧化的不锈钢水管。电沉积镀膜过程中电沉积溶液为硝酸铬和硝酸铝的乙醇混合溶液，混合溶液浓度为0.10mol/L；硝酸铬和硝酸铝质量比为1.5:1。
实施例3：
准备不锈钢材，钢材化学成分质量百分比为：C：0.049％、Mn：0.94％、P：0.034％、Si：0.50％、Cr：18.25％、Ni：8.09％，余量为Fe及不可避免的微量元素的。将不锈钢材加热至1250℃后中心穿孔，将钢材进行退火处理：45min升温至680℃，保温6h，然后自然冷却至300℃，再经酸洗、磷化、皂化后利用连轧机组冷轧得管坯，用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声10min，进行沉积电压为25V的电沉积镀膜处理，用蒸馏水冲洗3次，干燥后在膜层表面吹干冰，最后进行300℃加热60min得到抗高温氧化的不锈钢水管。电沉积镀膜过程中电沉积溶液为硝酸铬和硝酸铝的乙醇混合溶液，混合溶液浓度为0.20mol/L；硝酸铬和硝酸铝质量比为1.2:1。
实施例4：
准备不锈钢材，钢材化学成分质量百分比为：C：0.049％、Mn：0.94％、P：0.034％、Si：0.50％、Cr：18.25％、Ni：8.09％，余量为Fe及不可避免的微量元素的。将不锈钢材加热至1250℃后中心穿孔，将钢材进行退火处理：45min升温至680℃，保温6h，然后自然冷却至300℃，再经酸洗、磷化、皂化后利用连轧机组冷轧得管坯，用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声10min，进行沉积电压为25V的电沉积镀膜处理，用蒸馏水冲洗3次，干燥后在膜层表面吹干冰，最后进行300℃加热60min得到抗高温氧化的不锈钢水管。电沉积镀膜过程中电沉积溶液为硝酸铬和硝酸铝的乙醇混合溶液，混合溶液浓度为0.08mol/L；硝酸铬和硝酸铝质量比为1.5:1。
表1：不锈钢性能测试结果
Figure BDA0002689131810000061
从上述结果，可以看出，本发明通过用电沉积镀膜在不锈钢表面镀一层复合膜层，再通过对不锈钢成分含量的优化，使得不锈钢保持原有优良物理性能的同时，大大提高了不锈钢管抗高温氧化的能力
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (7)

1.一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将不锈钢材先热扎、扒皮穿孔，然后三辊精轧得管坯；
接着先对管坯进行表面处理，然后电沉积镀膜处理形成膜层；
在膜层表面吹干冰，最后加热处理得抗高温氧化的不锈钢水管。
2.根据权利要求1所述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述不锈钢材化学成分质量百分比为：C：0.03-0.05％、Mn：0.5-1％、P：0.01-0.04％、Si：0.1-0.4％、Cr：18-19％、Ni：8-8.5％，余量为Fe及不可避免的微量元素。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述管坯表面处理为用砂纸将管坯表面打磨光滑，然后分别在去离子水和乙醇中超声8-15min。
4.根据权利要求1所述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述电沉积镀膜处理中，沉积电压为22-28V。
5.根据权利要求1所述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述电沉积镀膜处理中电沉积溶液为硝酸铬和硝酸铝的乙醇混合溶液，混合溶液浓度为0.10-0.15mol/L。
6.根据权利要求5所述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述电沉积溶液中硝酸铬和硝酸铝质量比为(1.5-2.5):1。
7.根据权利要求1所述的一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述加热处理温度为300-320℃，时间为45-60min。
CN202010985554.7A 2020-09-18 2020-09-18 一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法 Pending CN112410842A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010985554.7A CN112410842A (zh) 2020-09-18 2020-09-18 一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010985554.7A CN112410842A (zh) 2020-09-18 2020-09-18 一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112410842A true CN112410842A (zh) 2021-02-26

Family

ID=74854911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010985554.7A Pending CN112410842A (zh) 2020-09-18 2020-09-18 一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112410842A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103225058A (zh) * 2012-12-20 2013-07-31 桂林电子科技大学 一种抗高温氧化奥氏体不锈钢及其制备方法
CN105483761A (zh) * 2015-12-09 2016-04-13 上海大学 提高316不锈钢抗晶间腐蚀能力的工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103225058A (zh) * 2012-12-20 2013-07-31 桂林电子科技大学 一种抗高温氧化奥氏体不锈钢及其制备方法
CN105483761A (zh) * 2015-12-09 2016-04-13 上海大学 提高316不锈钢抗晶间腐蚀能力的工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈亚: "《现代实用电镀技术》", 31 January 2003, 北京：国防工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104419867A (zh) 1250MPa级超高强锌铝镁镀层钢板及其生产方法
CN113528953B (zh) 一种耐液态铅/铅铋腐蚀的马氏体耐热钢
JP6376218B2 (ja) 拡散接合し難いオーステナイト系ステンレス鋼板
CN102021500A (zh) 一种新型超级奥氏体6Mo型不锈钢
JP2017150016A (ja) フェライト系ステンレス鋼およびその製造方法
JP2018172709A (ja) オーステナイト系ステンレス鋼、ろう付け構造体、ろう付け構造部品および排気ガス熱交換部品
CN103060714A (zh) 一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板及其生产方法
JP2016153140A (ja) クラッド鋼の製造方法
CN103966523A (zh) 一种特级双相不锈铸钢qpq处理方法
CN111020381B (zh) 一种奥氏体不锈钢及其制备方法
CN101413091A (zh) 新型易切削不锈钢303b及其制造方法
CN109055692A (zh) 一种压力容器用免退火双相钢盘条及其生产方法
CN105772984A (zh) 一种具有优异低温韧性的控Cr低合金钢钨极氩弧焊丝
CN113755751B (zh) 一种235MPa级海洋大气环境涂装用低合金耐蚀钢及其制造工艺
CN108179360B (zh) 一种锡铜协同作用的超纯铁素体不锈钢及其制备方法
CN112410842A (zh) 一种抗高温氧化不锈钢管的制备方法
CN113462968B (zh) 一种节镍型奥氏体不锈钢制造工艺
CN100535167C (zh) 一种高韧性无镍铁素体不锈钢的制造方法
CN110551947A (zh) 耐候钢及其制备方法
CN108950417A (zh) 一种水龙头专用不锈钢材料的加工工艺
CN112899568B (zh) 一种抗高温氧化奥氏体不锈钢
JP7233482B2 (ja) ５４０ＭＰａグレードの高ケイ素高クロム耐候性鋼およびその製造方法
CN112935623B (zh) 一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝
JP2002285236A (ja) フェライト系耐熱鋼の加工方法および耐水蒸気酸化性に優れたフェライト系耐熱鋼
CN112095052A (zh) 耐腐蚀钢材及其制备方法和应用、耐腐蚀钢板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210226