CN114293104A - 一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管及其制造方法，成分:C：0.09％～0.11％、Si：0.05％～0.15％、Mn：1.50％～1.70％、P≤0.010％、S≤0.0050％、Cr：0.10％～0.20％、Als：0.025％～0.045％、Nb：0.035％～0.045％、Ti：0.010～0.030、N：≤0.0050％、H：≤0.0002％，其余为Fe和不可避免杂质。生产中，ERW焊管时增加在线焊缝热处理的方式降低焊缝冷却速度，并采取整管退火工艺降低管坯残余应力，使得焊缝位置与母材位置组织、性能基本一致，获得屈服强度550MPa级液压油缸缸筒。

Description

一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管及其制造 方法

技术领域

本发明专利涉及金属材料领域，一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管及其制造方法，主要应用于制造微型挖机液压油缸缸体。

背景技术

随着经济持续健康快速发展，各种重大基础设施的建设进入新的发展高潮，工程机械需求量大幅度增长。液压油缸产品作为主机的重要配件发展前景十分广阔，仅挖掘机国内年需求量将达到万余台。

目前国内液压油缸缸筒材料主要为无缝钢管，其典型牌号主要包含Q345B、20#、20MnTiB及27SiMn等，主要将棒材通过加热(一般温度1150℃～1350℃)→穿孔→毛管→轧制→荒管→轧制(减径)→光管→冷却→锯切→正火→矫直(探伤)→冷拔(先酸洗皂化去除氧化铁皮，在减径减壁厚冷拔，一般为了提高钢管尺寸精度及表面质量，多采用多道次冷拔)→去应力回火→探伤→成品。由于液压油缸需要承受较高的压力往复运动，因此缸筒需要具有较高的强度和韧性的同时，还需要具有较高的尺寸精度和表面质量。很多企业对油缸缸筒用钢管以及制备工艺等申请了专利保护，如：

2018年3月2日公开的公开号为CN107746916A的发明公开了一种油缸用无缝钢管的制造方法，包括以下步骤：设计无缝钢管钢种并采用所述钢种制备实心管坯；轧制：加热所述管坯；将所述管坯穿孔成毛管；将所述毛管轧制成荒管；将所述荒管减径成光管；冷却，锯切；正火；冷拔；内表面防氧化去应力回火：将冷拔后的钢管管端内孔封堵耐高温材料后，进行460℃-530℃回火去应力处理，并消除钢管表面皂化剂，随后进行300℃-450℃带温矫直，最后空冷至室温，探伤。获得的无缝钢管在具备高强度高韧性的同时，尺寸精度高，表面质量好，可节省无缝钢管内孔机械加工工序，并明显提高了油缸用无缝钢管的强韧性和焊接性能。

2020年6月19日公开的公开号为CN 111304529 A的专利公开了一种多级油缸用无缝钢管及其制造方法，其通过采用一种化学成分包括0.24～0.30％C、1.20～1.40％Si、1.20～1.40％Mn、≤0.015％P、≤0.010％S、0.025～0.055％Al、≤0.15％Mo、≤0.15％Cr、≤0.15％Ni、≤0.20％Cu，余量成分为Fe的连铸钢坯，经过穿孔和轧制得到的一种薄壁热轧调质热轧无缝钢管，抗拉强度750～830MPa，屈服强度650～730MPa，断后伸长率≥18％，夏比V型试样-20℃冲击吸收能≥39J，钢管表面硬度210～260HBW。生产中能够满足壁薄且保证其他性能优越的需求，从而达到车辆减负的效果；耐磨且密封性能好，避免了频繁使用带来的渗漏液压油的问题；具有很好的低温性能，即保证在低温条件下仍具有很好的性能，不会出现涨缸爆缸等情况。

2020年12月18日公开的公开号为CN 112095049 A的专利中通过适当降低C、Si含量，将油缸用无缝钢管材料碳当量维持在0.40～0.45％之间，很大程度上降低了材料的焊接性热敏感性裂纹倾向，提高了油缸产品的安全使用寿命，通过C含量的降低及Mn含量的适当提高，为材料热处理后的冲击韧性提供了保证，通过对热处理工艺的优化，热处理后硬度保证在235～255HB，-20℃冲击韧性超过70J，提高了油缸用管的车削性能的同时延长了恶劣环境下的耐疲劳寿命。

2019年11月8日公开的公开号为CN 110421317 A的专利中通过在钢管内内嵌不锈钢管的方法来提升液压油缸寿命进行研究，通过在待修复的液压油缸钢管内嵌一个较薄的不锈钢管，再进行冷拔至需要的尺寸后对内壁进行珩磨加工，可明显增加油缸耐蚀性及使用寿命。

2012年7月4日公开的公开号为CN 102527767A和2015年5月27日公开的公开号为CN 104646449 A中涉及液压油缸钢管相比传统的无缝管有所优化，但制造流程中均包括了冷拔工序。冷拔工序前、后会增加相应的热处理工序和酸洗等工序，使得加工成本增加。

2019年7月26日公开的公开号为CN 110052792 A的专利公开ERW焊管在液压油缸中的应用，工序中增加了焊管的调质处理(淬火+回火)，高温加热会使焊管表面氧化及脱碳，同时会增加热处理的成本。

可见，目前市场上普遍使用的液压油缸缸筒材料主要为无缝钢管，液压油缸缸筒用钢管材质较多，且针对每一种材质其生产、加工及生产工序也存在一些差异。很显然，现有的液压油缸缸筒生产方法存在以下问题：(1)生产工艺流程复杂，导致成本高、供货期较长；(2)生产过程涉及到多次(2次及以上)加热及保温，不够节能；(3)冷(轧)拔前需要需要经过酸洗，不够环保等。该生产工艺在目前行业的激烈的竞争中很难具备较高的国际竞争力。因此，为提高液压油缸的国际竞争力，亟需一种短周期的、更为经济生产制造工艺来降低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管及其制造方法，提供一种新的制造方法，ERW焊管时增加在线焊缝热处理的方式降低焊缝冷却速度，并采取整管退火工艺降低管坯残余应力，使得焊缝位置与母材位置组织、性能基本一致，产品性能优异。

本发明具体技术方案如下：

一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，包括以下质量百分比成分：

C：0.09％～0.11％、Si：0.05％～0.15％、Mn：1.50％～1.70％、P≤0.010％、S≤0.0050％、Cr：0.10％～0.20％、Als：0.025％～0.045％、Nb：0.035％～0.045％、Ti：0.010～0.030、N：≤0.0050％、H：≤0.0002％，其余为Fe和不可避免杂质。

所述经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的组织为：铁素体和珠光体，珠光体面积占比50％～90％，晶粒度≥9.0级。

所述经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的成分满足以下条件：

2.9％≤10(C+Nb+Ti)+Mn≤3.4％；

P+10(S+N)+100H≤0.13％；

Ti/N≥2.4。

本发明中为了得到一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，采用C-Si-Mn+Nb-Ti+Cr的成分体系。在合金元素的具体设计中，为了保证材料高强度和高韧性，同时考虑合金成本、冷弯性能和焊接性能，C含量控制在0.09％～0.11％；为获得较高的表面质量及使得产品表面具有一定的抗氧化性，减少产品因加热过程表面产生大量氧化铁粉，钢中采用低Si(0.05％～0.15％)，并添加适量的Cr；Mn元素可通过固溶强化提高钢的强度，同时可促进碳氮化物析出相在加热时候的溶解，抑制析出相在轧制时候的析出，有利于保持较多的析出元素于轧后的冷却过程中在铁素体中析出，加强了析出强化，此外Mn还可扩大奥氏体相区，降低过冷奥氏体相的转变温度，有利于相变组织的细化；Nb、Ti、微合金化的主要作用是在钢中形成碳氮化合物，利用在不同条件下产生的溶解和析出机理起到细化晶粒和析出强化作用，同时也可以改善材料的焊接性能；Als是钢中的脱氧元素，可减少钢中的氧化物夹杂，且可以细化晶粒，但过高时这种细化作用反而减弱、生产时浇铸困难，且会使钢中硫化物夹杂增多，对成品稳定杆疲劳性能不利；为了降低钢中夹杂物含量，以保证材料的焊接性能和成品良好的疲劳性能，严格控制P、S、N及H等元素的含量。此外，其成分满足2.9％≤10(C+Nb+Ti)+Mn≤3.4％；钢中主要强化元素，保证钢的强度；但是高于此范围，强度较高，不利于ERW焊接加工及焊缝质量控制。P+10(S+N)+100H≤0.13％，保证钢水洁净度，提高板坯及热卷质量及焊接性能；Ti/N≥2.4，以Ti固定N，保证Nb、Ti合金析出强化效果。

本发明提供的一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的制造方法，包括以下工艺流程：

铁水预处理→转炉冶炼→合金微调站→LF→RH→连铸→铸坯热装→热连轧→层流冷却→卷取→分条→高频电阻焊→矫直→探伤→锯切→成品。

优选的，所述制造方法还包括退火，所述退火在锯切之后进行。

本发明通过铁水预处理，要求前扒渣和后扒渣，铁水脱硫后目标[S]≤0.005％、转炉冶炼和LF+RH双联精炼工艺及Ca处理工艺；LF注意低吹搅拌模式及加热次数，减少LF过程增氮，并在LF终点进行[Ca]处理，目标[Ca]含量15～30ppm，喂钙线前、后弱搅时间不低于10min；RH工序调整成分至目标值，并采用深处理模式，保证深脱气时间，破空前[H]目标含量≤1.5ppm，在实现上述C、Si、Mn、Nb、Ti、Cr等化学成分控制的基础上控制P、S、H、N元素低含量，控制钢夹杂物含量和形态，以保证成品的高强度、高塑性及高疲劳性能。

连铸工艺中，采用结晶器钢液面波动控制±3mm以内的稳定速度浇注方法和均匀冷却工艺，投用动态轻压下，并利用电磁辊搅拌使得杂质上浮以获得好的铸坯内部质量。

所述铸坯热装，为进一步保证铸坯质量，减少铸坯裂纹，同时节约能耗，采用铸坯热装方式进行组产。铸坯在加热炉中加热2.0～3.5小时，出炉温度控制在1200℃～1250℃，有效降低轧制变形抗力，同时降低铸坯及钢板表面脱碳层及氧化层厚度。

所述热连轧，包括精轧和粗轧。

所述粗轧，采用3+5道次轧制，除鳞水全开；

所述精轧，在2250mm热连轧机上进行精轧，精轧入口温度为1010～1050℃；为了保证热轧产品的表面质量，该产品在精轧前需进行更换轧辊，并且该产品须安排在一个轧制周期的前1/2周期内进行轧制，同时为了获得细小均匀的组织，并减少氧化铁皮的产生，终轧温度控制在820℃～860℃。

精轧后采用层流冷却方式为：以前段冷却模式进行快速冷却。

所述卷取，卷取温度是获得目标钢板性能的关键工艺参数之一，当卷取温度高于620℃时，由于碳化物的析出和粗化，降低了铁素体的强度，使产品强度降低，同时由于钢板高温停留时间较长，影响产品的表面质量，使得带钢表面产生晶间氧化及脱碳层；另一方面当卷取温度低于520℃时，Nb、Ti微合金元素的析出效果会大大降低，造成合金成本浪费。另外由于冷却速度增加钢板易形成B组织，使后续ERW焊管成型抗力增加，不易于焊管加工；为了确保钢板原材料的组织性能和表面质量，卷取温度控制在520～620℃，优选560～600℃。

经过上述方法生产制造的钢板经过分条→高频电阻焊(ERW)→矫直→探伤→锯切→成品。为保证焊缝位置与母材位置组织、性能差异，ERW焊管时增加在线高频感应加热方式对焊缝进行加热，降低焊缝焊后冷却速度，使焊缝位置获得与母材同样的F+P组织。焊缝位置加热温度为500～650℃。

所述退火具体为：随炉加热至520～580℃，保温0.5～4.5h后随炉冷却至室温。为降低能耗及节约生产时间，优选550℃，保温0.5h后随炉冷却。通过以上退火，降低由于辊压成型及焊接导致的ERW焊管残余应力，ERW焊管后对整管进行退火，使得焊缝位置与母材位置性能基本一致，完全满足液压油缸缸筒用钢管需求。

本发明上述方法获得的一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，按照本发明方法生产未经退火处理的，满足屈服强度≥550MPa，成品管经过压扁、扩口检测均满足要求，-40℃条件下5mm×10mm×55mm规格V型冲击试样吸收功≥80J。按照本发明方法生产且经过退火处理后，产品还能满足焊缝位置及非焊缝位置残余应力≤35MPa的要求，性能更优。

附图说明

图1为实施例2焊缝宏观照片；

图2为实施例2热处理前焊缝100X金相(外壁)；

图3为实施例2热处理前焊缝100X金相(中心)；

图4为实施例2热处理前焊缝100X金相(内壁)；

图5为实施例2成品管母材500X金相；

图6为实施例2成品管焊缝500X金相(外壁)；

图7为实施例2成品管焊缝500X金相(中心)；

图8为实施例2成品管焊缝500X金相(内壁)；

图9为对比例4挤压力不足导致焊缝未熔合；

图10为实施例2原板力学性能曲线；

图11为实施例2ERW焊管力学性能曲线；

图12为实施例3成品管力学性能；

图13为实施例3压扁检测试样；

图14为实施例3扩口检测试样；

图15为实施例3母材组织照片(左100X，右500X)；

图16力学性能取样(采取先切割方式加工带肩试样，平行段宽度15mm，长度100mm)，分别取焊缝位置和焊缝对面母管位置力学试样。

具体实施方式

本发明通过新的制备工艺选择并根据生产设备能力及液压油缸要求开展缸筒材料成分、性能等方面上的创新设计，来获得一种经济型屈服强度550MPa级的高强韧性的液压油缸缸筒用钢管，其中：

1)为解决现有生产工序(棒材→加热、穿孔→毛管→轧制→荒管→轧制(减径)→光管→冷却→锯切→正火→矫直(探伤)→冷拔(先酸洗皂化去除氧化铁皮，在减径减壁厚冷拔，一般为了提高钢管尺寸精度及表面质量，多采用多道次冷拔)→回火或退火(去应力)→探伤→成品)流程长、费用高等不利因素，本发明打破现有国内液压油缸缸筒用钢管常规生产设计思路，采用焊管替代传统无缝钢管的思路，即采取钢板→分条→高频电阻焊(ERW)→矫直→探伤→锯切→退火→成品。新工艺避免了高温加热、穿孔、冷轧(拔)及酸洗等工序，大大缩短了生产流程，降低了生产成本并提高了生产效率。

2)为了解决新工艺下焊缝位置与母材位置组织、性能差异，本发明在研究中发现采取ERW焊管时增加在线焊缝热处理的方式降低焊缝冷却速度，并采取整管退火工艺降低管坯残余应力，使得焊缝位置与母材位置组织、性能基本一致，完全满足液压油缸缸筒用钢管需求。

3)本发明在研究中还发现，当原材料(钢板)强度过高，设备能力不足或辊压后管坯残余应力较大(回弹)导致焊缝挤压力不足时，易产生焊缝未熔合缺陷(如图9)，影响生产效率及成品率，使生产成本增加。为解决该现象，研究发现成型(钢板辊压成管坯)过程会使材料强度略微提升，屈服强度提升可达40～100MPa(如图10～图12)，这种强度提升对生产线辊压成型设备要求及原材料设计(降低合金成本及提高焊接性等)均有利。因此，本发明设计时适当降低原板强度，采取原材料强度500MPa～550MPa的钢板原料，且碳当量(Ceq≤0.44％)较低的易于焊接的钢种。此外，采取LF+RH双联及钙处理工艺降低S、H、N等元素含量及夹杂物尺寸、类型，提高成品疲劳寿命。

本发明具体实施例如下：

实施例1-实施例6

一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，包括以下质量百分比成分：如表1所示，表1中没有显示的余量为Fe和不可避免杂质。

对比例1-对比例4

一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，包括以下质量百分比成分：如表1所示，表1中没有显示的余量为Fe和不可避免杂质。

实施例2-实施例4、实施例6与对比例1-对比例3钢管的成分相同。

表1各实施例和对比例的钢管成分

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Als	Nb	Ti	N	H
												实施例1	0.092	0.14	1.68	0.010	0.0050	0.12	0.045	0.044	0.014	0.0035	0.0001
实施例2	0.101	0.10	1.58	0.009	0.0048	0.15	0.038	0.040	0.019	0.0040	0.0001
												实施例3	0.101	0.10	1.58	0.009	0.0048	0.15	0.038	0.040	0.019	0.0040	0.0001
实施例4	0.101	0.10	1.58	0.009	0.0048	0.15	0.038	0.040	0.019	0.0040	0.0001
												实施例5	0.108	0.07	1.51	0.008	0.0040	0.19	0.025	0.037	0.028	0.0042	0.0002
实施例6	0.101	0.10	1.58	0.009	0.0048	0.15	0.038	0.040	0.019	0.0040	0.0001
												对比例1	0.101	0.10	1.58	0.009	0.0048	0.15	0.038	0.040	0.019	0.0040	0.0001
对比例2	0.101	0.10	1.58	0.009	0.0048	0.15	0.038	0.040	0.019	0.0040	0.0001
												对比例3	0.065	0.10	1.70	0.010	0.0035	/	0.040	0.050	0.100	0.0037	0.0001
对比例4	0.109	0.15	1.69	0.010	0.0035	0.20	0.039	0.044	0.030	0.0038	0.0001

上述各实施例和对比例的经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的制造方法，包括以下工艺流程：

铁水预处理→转炉冶炼→合金微调站→LF→RH→连铸→铸坯热装→热连轧→层流冷却→卷取(钢卷)→分条→高频电阻焊(ERW)→矫直→探伤→锯切→成品。

所述铁水预处理，要求前扒渣和后扒渣，铁水脱硫后目标[S]≤0.005％、转炉冶炼和LF+RH双联精炼工艺及Ca处理工艺；LF注意低吹搅拌模式及加热次数，减少LF过程增氮，并在LF终点进行[Ca]处理，目标[Ca]含量15～30ppm，喂钙线前、后弱搅时间不低于10min；RH工序调整成分至目标值，并采用深处理模式，保证深脱气时间，破空前[H]目标含量≤1.5ppm，在实现上述C、Si、Mn、Nb、Ti、Cr等化学成分控制的基础上控制P、S、H、N元素低含量，控制钢夹杂物含量和形态，以保证成品的高强度、高塑性及高疲劳性能。

连铸工艺中，采用结晶器钢液面波动控制±3mm以内的稳定速度浇注方法和均匀冷却工艺，投用动态轻压下，并利用电磁辊搅拌使得杂质上浮以获得好的铸坯内部质量。

所述铸坯热装，为进一步保证铸坯质量，减少铸坯裂纹，同时节约能耗，采用铸坯热装方式进行组产。铸坯在加热炉中加热2.0～3.5小时，出炉温度控制在1200℃～1250℃，有效降低轧制变形抗力，同时降低铸坯及钢板表面脱碳层及氧化层厚度。

所述热连轧，包括精轧和粗轧。

所述粗轧，采用3+5道次轧制，除鳞水全开；

所述精轧，在2250mm热连轧机上进行精轧，精轧入口温度为1010～1050℃；为了保证热轧产品的表面质量，该产品在精轧前需进行更换轧辊，并且该产品须安排在一个轧制周期的前1/2周期内进行轧制，同时为了获得细小均匀的组织，并减少氧化铁皮的产生，终轧温度控制在820℃～860℃。

精轧后采用层流冷却方式为：以前段冷却模式进行快速冷却。

所述卷取，温度控制在520～620℃，优选560～600℃。

经过上述方法生产制造的钢板经过分条→高频电阻焊(ERW)→矫直→探伤→锯切→成品。为保证焊缝位置与母材位置组织、性能差异，ERW焊管时增加在线高频感应加热方式对焊缝进行加热，降低焊缝焊后冷却速度，使焊缝位置获得与母材同样的F+P组织。焊后焊缝位置加热温度为500～650℃。

优选的，所述制造方法还包括退火，所述退火在锯切之后进行。

所述退火具体为：随炉加热至520～580℃，保温0.5～4.5h后随炉冷却至室温。通过以上退火，降低由于辊压成型及焊接导致的ERW焊管残余应力，ERW焊管后对整管进行退火，使得焊缝位置与母材位置性能基本一致，完全满足液压油缸缸筒用钢管需求。

以上实施例和对比例都按照上述工艺进行生产，生产过程中，具体工艺参数如表2所示。

表2各实施例和对比例的生产工艺参数

实施例2-实施例4、实施例6是相同的成分相同条件下生产的钢。

上述各实施例和对比例的经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢经过ERW焊接成φ70mm×8mm规格的管坯，并经过如表3所示的工艺处理，其性能如表3所示。(按照图16取样方法取样进行测试)；对比例1因为卷取温度低导致B组织产生，材料的强度明显提高。对比例1、对比例3和对比例4原板强度偏高，对焊接设备能力要求更高，针对厚壁小管径的液压油缸焊管容易产生焊缝位置夹杂及未熔合缺陷。虽然对比例4成分满足本发明要求，但是成分不满足2.9％≤10(C+Nb+Ti)+Mn≤3.4％，对比例4成分10(C+Nb+Ti)+Mn较高，强度较高，不利于ERW焊接加工及焊缝质量控制。

表3各实施例和对比例的生产工艺参数

表3中，本发明焊缝位置与母材位置性能基本一致，强度差≤30MPa。通过对比实施例6和实施例2-4的性能可以得到，未经焊接后未经退火处理的产品满足屈服强度≥550MPa，成品管经过压扁、扩口检测均满足要求；-40℃条件下5mm×10mm×55mm规格V型冲击试样吸收功≥80J；经过退火处理后，产品不仅满足以上要求，而且焊缝位置及非焊缝位置残余应力≤35MPa，性能更优。

图1为实施例2焊缝宏观照片，可以看出焊接接头呈现对称的哑铃型，焊接质量良好。由于在线高频感应热处理的主要从焊缝外侧对焊缝加热，其热影响区相对明显。

图2-图4是实施例2热处理前焊缝外壁、中心、内壁的100X金相，可以看出焊接后焊缝位置焊接质量较好，内、外壁较平整圆滑，焊缝未出现虚焊或夹杂现象，且焊接过程在线感应加热未造成钢管外壁脱碳；

图5-图8可以看出实施例2成品管母材500X金相及成品管焊缝外壁、中心、内壁的500X金相；可以看出焊接后整管经过退火处理后，其焊缝与非焊缝位置组织均为F+P，组织一致性及均匀性较好；

图9为对比例4挤压力不足导致焊缝未熔合；由于材料强度高、厚度大，其成品管管径小，综合对ERW焊接设备能力要求相对更高。当原材料强度过高时，焊接时变形抗力较大，焊缝位置容易因挤压不足产生夹杂或未熔合缺陷。

图10为实施例2原板力学性能曲线；实施例2制备的钢，取2个试样，试样一和试样二进行检测，从原板纵向力学性能检测结果来看，力学性能一致性较好，其屈服强度为513MPa，小于成品要求的550MPa，对焊接过程有利；

图11为实施例2ERW焊管力学性能曲线；取3组试样，为试样一、试样二和试样三，分别对每个试样母材、焊缝进行检测，对焊接后未退火处理的焊管取3组力学性能试样进行力学性能检测，可以看出由于焊接过程中材料发生了变形，产生了包辛格效应，材料屈服平台消失，强度提升，塑性降低，抗拉强度在650MPa左右；

图12为实施例3成品管力学性能；取3组试样，为试样一、试样二和试样三，分别对每个试样母材、焊缝进行检测，对焊接后经退火处理的成品管取3组力学性能试样进行力学性能检测，可以看出经过退火处理后材料屈服平台再次出现，屈服强度≥550MPa，延伸率提高；

图13为实施例3压扁检测试样；成品管焊缝分别位于0°和90°位置压扁至1/2D无开裂，压扁性能良好；

图14为实施例3扩口检测试样；成品管焊缝位置强度及塑性良好。

本发明通过选取新的(钢板→分条→高频电阻焊(ERW)→矫直→探伤→锯切→退火→成品)生产工序获得的ERW焊管，替代传统无缝钢管的方式有效降低生产周期及降低成本，并起到节能环保的作用。另外，通过增加ERW焊管时增加在线焊缝热处理的方式降低焊缝冷却速度，并采取整管退火工艺降低管坯残余应力，使得焊缝位置与母材位置组织、性能基本一致，成品管满足屈服强度≥550MPa，成品管经过压扁、扩口检测均满足要求，焊缝位置及非焊缝位置残余应力≤35MPa，-40℃条件下5mm×10mm×55mm规格V型冲击试样吸收功≥80J。广泛应用于生产一种屈服强度550MPa级液压油缸缸筒。

Claims (9)

1.一种经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，其特征在于，所述钢管包括以下质量百分比成分：

C：0.09％～0.11％、Si：0.05％～0.15％、Mn：1.50％～1.70％、P≤0.010％、S≤0.0050％、Cr：0.10％～0.20％、Als：0.025％～0.045％、Nb：0.035％～0.045％、Ti：0.010～0.030、N：≤0.0050％、H：≤0.0002％，其余为Fe和不可避免杂质。

2.根据权利要求1或2所述的经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，其特征在于，所述经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的成分满足以下条件：

2.9％≤10(C+Nb+Ti)+Mn≤3.4％；

P+10(S+N)+100H≤0.13％；

Ti/N≥2.4。

3.根据权利要求1或2所述的经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管，其特征在于，所述经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的组织为：铁素体和珠光体，珠光体面积占比50％～90％，晶粒度≥9.0级。

4.一种权利要求1-3任一项所述的经济型屈服强度550MPa级液压油缸缸筒用钢管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下工艺流程：

铁水预处理→转炉冶炼→合金微调站→LF→RH→连铸→铸坯热装→热连轧→层流冷却→卷取→分条→高频电阻焊→矫直→探伤→锯切→成品。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述铸坯热装，铸坯在加热炉中加热2.0～3.5小时，出炉温度控制在1200℃～1250℃。

6.根据权利要求4或5所述的制造方法，其特征在于，所述热连轧，包括精轧和粗轧；所述精轧，精轧入口温度为1010～1050℃；终轧温度控制在820℃～860℃。

7.根据权利要求4或5所述的制造方法，其特征在于，所述卷取，卷取温度控制在520～620℃。

8.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述高频电阻焊，焊缝位置加热温度为500～650℃。

9.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括退火，所述退火在锯切之后进行,所述退火具体为：随炉加热至520～580℃，保温0.5～4.5h后随炉冷却至室温。

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