CN114535345A - 一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法 - Google Patents
一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，属于不锈钢管加工技术领域，该抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法包括以下制备工序：制造双相不锈钢的锭料或坯料‑锻造锭料或坯料‑制造管坯‑热处理‑矫直‑检验‑包装入库，所述制造双相不锈钢的锭料或坯料工序：将金属铁放置于电弧炉内，融化后得到高炉铁水，将合金放入中频炉内，得到合金溶液，本发明能够有效的提高不锈钢管的抗氧化性，从而可充分延长不锈钢管的使用寿命，大大降低了用户的使用成本，且能够提高不锈钢管的强度和韧度，不仅避免了不锈钢管的使用限制，还扩大了不锈钢管的应用范围，从而利于不锈钢管的销售和推广。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢管加工技术领域，尤其涉及一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法。
背景技术
双相不锈钢管具有良好的焊接性能，与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比，它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区，由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢那样，对焊接热裂纹比较敏感，因此广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线和造纸机械领域，具有很好的发展前景。
经检索，中国专利号CN201810788186.X公开了双相不锈钢管及其制造方法，虽然实现目标屈服强度，并改善总制造效率，但是抗氧化的程度较低，因此缩短了不锈钢管的使用寿命，且一般的不锈钢管的强度较低，使得不锈钢管的使用途径受限，因而缩小了不锈钢管的应用范围，为该不锈钢管的销售和推广带来阻力，带来了制作方法缺陷的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，该抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法包括以下制备工序：制造双相不锈钢的锭料或坯料-锻造锭料或坯料-制造管坯-热处理-矫直-检验-包装入库；
所述制造双相不锈钢的锭料或坯料工序：将金属铁放置于电弧炉内，融化后得到高炉铁水，将合金放入中频炉内，得到合金溶液，再将高炉铁水和合金溶液经钢包注入AOD炉内冶炼，得到钢水，并对钢水脱碳，同时调整合金成分，并分批加入硫化锰，升温精炼，再取样分析，当各个合金成分达到国标要求后，将AOD炉重新加热至1500-1600℃，再加入硅钙合金进行预脱氧以及加入铝进行终脱氧，随后将含钇的稀土硅铁合金组成的复合变质孕育剂放入钢水包底部，最后采用包内冲入法对钢水进行变质孕育处理，即得到双相不锈钢的锭料或坯料；
所述锻造锭料或坯料工序：将锭料或坯料放入预热后的锻造炉内，并加热至1200℃，再采用十字方向反复镦粗拔长，最后空放冷却至室温；
所述制造管坯工序：将所述双相不锈钢的锭料或坯料放入热挤压机内，经过热挤压机的加工成型形成管柱，出坯时定尺切割，空冷堆放，即得管坯；
所述热处理工序：将管坯退火后再加热，并进行淬火处理，淬火后再进行回火处理，即完成管坯的热处理；
所述矫直工序：对热处理过后的管坯进行打磨处理，再放入矫直机中进行矫直；
所述检验工序：包括表面及尺寸检验和NDT无损检测，检验合格后的产品，即为抗氧化高强度双相不锈钢管。
进一步地，该抗氧化高强度双相不锈钢管的化学成分及质量百分比为：C：0.03-0.06％，Mn：1.7-2.0％，Si：0.6-0.9％，P：0.01-0.03％，S：0.022-0.030％，Cr：16.0-23.0％，Ni：4.0-7.0％，Mo：3.0-5.0％，N：0.1-0.14％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
进一步地，制造双相不锈钢的锭料或坯料工序中所述电弧炉的炉内温度为1600-1800℃，所述中频炉的炉内温度为1600-1750℃，所述AOD炉在冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体。
进一步地，锻造锭料或坯料工序中所述始锻温度控制在1100-1200℃，终锻温度控制在900℃以上，所述镦粗拔长次数不低于4次，且拉速为1.0-1.2m/min。
进一步地，热处理工序中所述再加热温度为1100-1200℃，保持1-2h，所述淬火温度为900-1000℃，所述回火温度为500-600℃，回火时间为1.5-2h。
进一步地，热处理工序中所述回火处理的具体操作为：将管坯放入台车式电炉，其加热制度为：随炉升温，升温到500-600℃，升温时间为1-2h；且达到500-600℃时，保温1.5-2h，再随炉冷却至200℃以下，最后空冷。
进一步地，矫直工序中所述矫直机的挤压率范围为6.0-15.0％，所述打磨处理主要是打磨毛刺和不规则凸起。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过加入复合变质孕育剂可明显提高不锈钢管的抗氧化强度，因此该制作方法可有效的提高不锈钢管的抗氧化性，从而可充分延长不锈钢管的使用寿命，大大降低了用户的使用成本。
2、本发明通过锻造锭料或坯料工序可有效的提高锭料或坯料的材料韧性，同时锭料或坯料的生产过程及热处理过程可优化其强度，提高了不锈钢管的强度和韧度，不仅避免了不锈钢管的使用限制，还扩大了不锈钢管的应用范围，从而利于不锈钢管的销售和推广。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，该抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法包括以下制备工序：制造双相不锈钢的锭料或坯料-锻造锭料或坯料-制造管坯-热处理-矫直-检验-包装入库，该抗氧化高强度双相不锈钢管的化学成分及质量百分比为：C：0.03％，Mn：1.7％，Si：0.6％，P：0.01％，S：0.022％，Cr：16.0％，Ni：4.0％，Mo：3.0％，N：0.1％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
制造双相不锈钢的锭料或坯料工序：将金属铁放置于电弧炉内，融化后得到高炉铁水，将合金放入中频炉内，得到合金溶液，再将高炉铁水和合金溶液经钢包注入AOD炉内冶炼，得到钢水，并对钢水脱碳，同时调整合金成分，并分批加入硫化锰，升温精炼，再取样分析，当各个合金成分达到国标要求后，将AOD炉重新加热至1500℃，再加入硅钙合金进行预脱氧以及加入铝进行终脱氧，随后将含钇的稀土硅铁合金组成的复合变质孕育剂放入钢水包底部，最后采用包内冲入法对钢水进行变质孕育处理，即得到双相不锈钢的锭料或坯料，制造双相不锈钢的锭料或坯料工序中电弧炉的炉内温度为1600℃，中频炉的炉内温度为1600℃，AOD炉在冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体；
锻造锭料或坯料工序：将锭料或坯料放入预热后的锻造炉内，并加热至1200℃，再采用十字方向反复镦粗拔长，最后空放冷却至室温，锻造锭料或坯料工序中始锻温度控制在1100℃，终锻温度控制在900℃，镦粗拔长次数为4次，且拉速为1.0m/min；
制造管坯工序：将双相不锈钢的锭料或坯料放入热挤压机内，经过热挤压机的加工成型形成管柱，出坯时定尺切割，空冷堆放，即得管坯；
热处理工序：将管坯退火后再加热，并进行淬火处理，淬火后再进行回火处理，即完成管坯的热处理，热处理工序中再加热温度为1100℃，保持1h，淬火温度为900℃，回火温度为500℃，回火时间为1.5h，热处理工序中回火处理的具体操作为：将管坯放入台车式电炉，其加热制度为：随炉升温，升温到500℃，升温时间为1h；且达到500℃时，保温1.5h，再随炉冷却至200℃，最后空冷；
矫直工序：对热处理过后的管坯进行打磨处理，再放入矫直机中进行矫直，矫直工序中矫直机的最大挤压率为6.0％，打磨处理主要是打磨毛刺和不规则凸起；
检验工序：包括表面及尺寸检验和NDT无损检测，检验合格后的产品，即为抗氧化高强度双相不锈钢管。
实施例2：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，该抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法包括以下制备工序：制造双相不锈钢的锭料或坯料-锻造锭料或坯料-制造管坯-热处理-矫直-检验-包装入库，该抗氧化高强度双相不锈钢管的化学成分及质量百分比为：C：0.04％，Mn：1.8％，Si：0.8％，P：0.02％，S：0.026％，Cr：19.0％，Ni：5.0％，Mo：4.0％，N：0.12％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
制造双相不锈钢的锭料或坯料工序：将金属铁放置于电弧炉内，融化后得到高炉铁水，将合金放入中频炉内，得到合金溶液，再将高炉铁水和合金溶液经钢包注入AOD炉内冶炼，得到钢水，并对钢水脱碳，同时调整合金成分，并分批加入硫化锰，升温精炼，再取样分析，当各个合金成分达到国标要求后，将AOD炉重新加热至1550℃，再加入硅钙合金进行预脱氧以及加入铝进行终脱氧，随后将含钇的稀土硅铁合金组成的复合变质孕育剂放入钢水包底部，最后采用包内冲入法对钢水进行变质孕育处理，即得到双相不锈钢的锭料或坯料，制造双相不锈钢的锭料或坯料工序中电弧炉的炉内温度为1700℃，中频炉的炉内温度为1700℃，AOD炉在冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体；
锻造锭料或坯料工序：将锭料或坯料放入预热后的锻造炉内，并加热至1200℃，再采用十字方向反复镦粗拔长，最后空放冷却至室温，锻造锭料或坯料工序中始锻温度控制在1150℃，终锻温度控制在1000℃，镦粗拔长次数为5次，且拉速为1.1m/min；
制造管坯工序：将双相不锈钢的锭料或坯料放入热挤压机内，经过热挤压机的加工成型形成管柱，出坯时定尺切割，空冷堆放，即得管坯；
热处理工序：将管坯退火后再加热，并进行淬火处理，淬火后再进行回火处理，即完成管坯的热处理，热处理工序中再加热温度为1150℃，保持1.5h，淬火温度为950℃，回火温度为550℃，回火时间为1.7h，热处理工序中回火处理的具体操作为：将管坯放入台车式电炉，其加热制度为：随炉升温，升温到550℃，升温时间为1.5h；且达到550℃时，保温1.7h，再随炉冷却至200℃，最后空冷；
矫直工序：对热处理过后的管坯进行打磨处理，再放入矫直机中进行矫直，矫直工序中矫直机的最大挤压率为9.0％，打磨处理主要是打磨毛刺和不规则凸起；
检验工序：包括表面及尺寸检验和NDT无损检测，检验合格后的产品，即为抗氧化高强度双相不锈钢管。
实施例3：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，该抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法包括以下制备工序：制造双相不锈钢的锭料或坯料-锻造锭料或坯料-制造管坯-热处理-矫直-检验-包装入库，该抗氧化高强度双相不锈钢管的化学成分及质量百分比为：C：0.06％，Mn：2.0％，Si：0.9％，P：0.03％，S：0.030％，Cr：23.0％，Ni：7.0％，Mo：5.0％，N：0.14％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
制造双相不锈钢的锭料或坯料工序：将金属铁放置于电弧炉内，融化后得到高炉铁水，将合金放入中频炉内，得到合金溶液，再将高炉铁水和合金溶液经钢包注入AOD炉内冶炼，得到钢水，并对钢水脱碳，同时调整合金成分，并分批加入硫化锰，升温精炼，再取样分析，当各个合金成分达到国标要求后，将AOD炉重新加热至1600℃，再加入硅钙合金进行预脱氧以及加入铝进行终脱氧，随后将含钇的稀土硅铁合金组成的复合变质孕育剂放入钢水包底部，最后采用包内冲入法对钢水进行变质孕育处理，即得到双相不锈钢的锭料或坯料，制造双相不锈钢的锭料或坯料工序中电弧炉的炉内温度为1800℃，中频炉的炉内温度为1750℃，AOD炉在冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体；
锻造锭料或坯料工序：将锭料或坯料放入预热后的锻造炉内，并加热至1200℃，再采用十字方向反复镦粗拔长，最后空放冷却至室温，锻造锭料或坯料工序中始锻温度控制在1200℃，终锻温度控制在1050℃，镦粗拔长次数为6次，且拉速为1.2m/min；
制造管坯工序：将双相不锈钢的锭料或坯料放入热挤压机内，经过热挤压机的加工成型形成管柱，出坯时定尺切割，空冷堆放，即得管坯；
热处理工序：将管坯退火后再加热，并进行淬火处理，淬火后再进行回火处理，即完成管坯的热处理，热处理工序中再加热温度为1200℃，保持2h，淬火温度为1000℃，回火温度为600℃，回火时间为2h，热处理工序中回火处理的具体操作为：将管坯放入台车式电炉，其加热制度为：随炉升温，升温到600℃，升温时间为2h；且达到600℃时，保温2h，再随炉冷却至100℃，最后空冷；
矫直工序：对热处理过后的管坯进行打磨处理，再放入矫直机中进行矫直，矫直工序中矫直机的最大挤压率为15.0％，打磨处理主要是打磨毛刺和不规则凸起；
检验工序：包括表面及尺寸检验和NDT无损检测，检验合格后的产品，即为抗氧化高强度双相不锈钢管。
对比例1：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，该制造双相不锈钢的锭料或坯料工序中不加入复合变质孕育剂，其它方案同实施例1。
对比可知，实施例1、2和3制作不锈钢管的效率低于对比例1，主要是加入复合变质孕育剂延误了不锈钢管的制作，但是实施例1、2和3制作的不锈钢管的抗氧化强度明显优于对比例1制作的钢管，因此该制作方法可有效的提高不锈钢管的抗氧化性，从而可充分延长不锈钢管的使用寿命，大大降低了用户的使用成本，且该制作方法中的锻造锭料或坯料工序可有效的提高锭料或坯料的材料韧性，同时锭料或坯料的生产过程及热处理过程可优化其强度，提高了不锈钢管的强度和韧度，不仅避免了不锈钢管的使用限制，还扩大了不锈钢管的应用范围，从而利于不锈钢管的销售和推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，该不锈钢管制作方法包括以下制备工序：制造双相不锈钢的锭料或坯料-锻造锭料或坯料-制造管坯-热处理-矫直-检验-包装入库；
其中，所述制造双相不锈钢的锭料或坯料工序：将金属铁放置于电弧炉内，融化后得到高炉铁水，将合金放入中频炉内，得到合金溶液，再将高炉铁水和合金溶液经钢包注入AOD炉内冶炼，得到钢水，并对钢水脱碳，同时调整合金成分，并分批加入硫化锰，升温精炼，再取样分析，当各个合金成分达到国标要求后，将AOD炉重新加热至1500-1600℃，再加入硅钙合金进行预脱氧以及加入铝进行终脱氧，随后将含钇的稀土硅铁合金组成的复合变质孕育剂放入钢水包底部，最后采用包内冲入法对钢水进行变质孕育处理，即得到双相不锈钢的锭料或坯料；
所述锻造锭料或坯料工序：将锭料或坯料放入预热后的锻造炉内，并加热至1200℃，再采用十字方向反复镦粗拔长，最后空放冷却至室温；
所述制造管坯工序：将所述双相不锈钢的锭料或坯料放入热挤压机内，经过热挤压机的加工成型形成管柱，出坯时定尺切割，空冷堆放，即得管坯；
所述热处理工序：将管坯退火后再加热，并进行淬火处理，淬火后再进行回火处理，即完成管坯的热处理；
所述矫直工序：对热处理过后的管坯进行打磨处理，再放入矫直机中进行矫直；
所述检验工序：包括表面及尺寸检验和NDT无损检测，检验合格后的产品，即为抗氧化高强度双相不锈钢管。
2.根据权利要求1所述的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，该抗氧化高强度双相不锈钢管的化学成分及质量百分比为：C：0.03-0.06％，Mn：1.7-2.0％，Si：0.6-0.9％，P：0.01-0.03％，S：0.022-0.030％，Cr：16.0-23.0％，Ni：4.0-7.0％，Mo：3.0-5.0％，N：0.1-0.14％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，制造双相不锈钢的锭料或坯料工序中所述电弧炉的炉内温度为1600-1800℃，所述中频炉的炉内温度为1600-1750℃，所述AOD炉在冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体。
4.根据权利要求1所述的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，锻造锭料或坯料工序中所述始锻温度控制在1100-1200℃，终锻温度控制在900℃以上，所述镦粗拔长次数不低于4次，且拉速为1.0-1.2m/min。
5.根据权利要求1所述的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，热处理工序中所述再加热温度为1100-1200℃，保持1-2h，所述淬火温度为900-1000℃，所述回火温度为500-600℃，回火时间为1.5-2h。
6.根据权利要求1所述的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，热处理工序中所述回火处理的具体操作为：将管坯放入台车式电炉，其加热制度为：随炉升温，升温到500-600℃，升温时间为1-2h；且达到500-600℃时，保温1.5-2h，再随炉冷却至200℃以下，最后空冷。
7.根据权利要求1所述的一种抗氧化高强度双相不锈钢管制作方法，其特征在于，矫直工序中所述矫直机的挤压率范围为6.0-15.0％，所述打磨处理主要是打磨毛刺和不规则凸起。
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