CN116219268A - 一种含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法,通过优化合金成分,增加能吸收中子的硼元素,采用熔炼→锻造→穿管→固溶热处理→冷轧的工艺,最终获得强度高、耐腐蚀性强的含硼超级双相不锈钢无缝管,该含硼超级双相不锈钢无缝管能够在核电领域的设备上运用。
Description
技术领域
本发明属于双相不锈钢领域,尤其涉及一种含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法。
背景技术
双相不锈钢具有优异的高温力学性能、低膨胀性、耐腐蚀性和抗辐照损伤性能,是核电站冷却回路管道的关键材料;目前核电领域的反应堆堆内构件、反应堆冷却剂管道、反应堆冷却剂泵泵壳、阀门的阀体、阀盖、阀盘等、乏燃料水池、安全壳内换料水箱、非能动安全壳冷却系统储存箱非承压C级设备等方面应用的双相不锈钢有00Cr25Ni6Ti、00Cr26Ni7Mo2Ti、UNS S32101和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。
目前涉及核电领域的双相不锈钢的相关技术如下:中国专利CN201410499469.4就核电硼酸废水池使用的安全模块材料提出了一种低镍双相不锈钢,主要成分是C0.01-0.06%、Si0.20-0.50%、Mn3.0-3.8%、Cr21.0-22.0%、Ni1.0-1.5%、N0.15-0.20%、Mo0.40-0.60%、Cu2.0-3.0%等,且利用控制轧制和冷却获得合适的铁素体/奥氏体相比例,并抑制有害相的析出。中国专利CN201510822153.9则针对核电用A24032101双相不锈钢提出了一种熔化极气体保护焊工艺。中国专利CN201410409828.2公开了一种针对三代核电模块用S32101的双相不锈钢电焊条及制备方法。中国专利CN201510939796.1提出了CAP1400主设备核级双相不锈钢焊条。上述技术虽然也是针对双目不锈钢,但是并没有涉及到耐腐蚀性能更优异的核电用超级双相不锈钢方面的钢种。
在超级双相不锈钢方面所涉及的专利比较多,如美国专利US5298093和欧洲专利EP0545753所提的超级双相不锈钢的成分是:C≤0.03%、Si≤1.0%、Mn≤1.5%、P≤0.040%、S≤0.008%、酸溶Al≤0.040%、Ni:5.0-9.0%、Cr:23.0-27.0%、Mo:2.0-4.0%、N:0.24-0.32%、W:1.5-5.0%、Cu:0.2-2.0%、V:0.05-1.5%、Ca≤0.02%、Mg≤0.02%、B≤0.02%、RE≤0.2%。美国专利US5849111和欧洲专利EP0757112针对焊接裂纹敏感性和可焊性公开的超级双相不锈钢的成分是:Si≤2.0%、Mn≤2.0%、Cr:22.0-24.0%、Ni:4.5-6.5%、Mo:4.0-4.8%、Al:0.001-0.15%、N:0.25-0.35%、C≤0.03%、P≤0.05%、S≤0.005%等。美国专利US2017327923公开的超级双相不锈钢的成分是Cr:24-26%、Ni:6.0-8.0%、Mo:3.5-5.0%、N:0.24-0.32%。这些钢种虽然具有优异的力学性能和抗腐蚀性能等,但是由于未针对核电领域所特有的核电辐照需要屏蔽和吸收中子等特点,在核电领域的运用还是有疑虑的。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明的目的是提供一种含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法,通过优化合金成分,增加能吸收中子的硼元素,采用熔炼→锻造→穿管→固溶热处理→冷轧的工艺,最终获得强度高、耐腐蚀性强的含硼超级双相不锈钢无缝管。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明第一方面提供了一种含硼超级双相不锈钢,包括按重量百分比的如下成分:C:0.014~0.020%、Si:0.25~0.35%、Mn:0.25~0.35%、P≤0.020%、S≤0.007%、Al≤0.020%、Cu≤0.10%、N:0.26~0.32%、Cr:25.5~26.5%、Ni:6.8~7.2%、Mo:3.8~4.2%、B:0.020~0.035%、Ti:0.010~0.020%、Mg:0.002~0.005%、Ca:0.001~0.005%、Ce=5×S,余量为Ni和不可避免地杂质;
其中Ce以Fe-Ce合金的形式存在,所述Ce的含量占所述Fe-Ce合金的20.0~30.0wt%。
本发明的第二方面提供了一种基于本发明第一方面所述的含硼超级双相不锈钢制备的含硼超级双相不锈钢无缝管,所述含硼超级双相不锈钢无缝管的铁素体含量为40~60%,室温抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥550MPa,延伸率≥30%,临界点蚀温度CPT≥75%。
本发明第三方面提供了一种含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,包括以下步骤:
S1,熔炼,按照本发明第一方面所述的含硼超级双相不锈钢的成分配比原料,所述原料经感应熔炼或电炉熔炼得到铸锭;
S2,锻造,将所述铸锭进行加热处理后,进行多火次锻造得到棒材;所述多火次锻造过程中,控制第一火次的变形量≤5%;
S3,穿管,将车削后的棒材进行表面处理,然后再进行加热处理,随后进行热轧穿管得到荒管;
S4,固溶热处理,将所述荒管进行固溶热处理后,水冷;
S5,冷轧,将所述荒管进行切管、酸洗,然后进行多道次冷轧获得含硼超级双相不锈钢无缝管。
优选地,所述步骤S1中:
所述感应熔炼过程中,钢水在氮气氛下浇注,所述浇注温度为1600~1650℃;和/或
所述电炉熔炼过程中,采用氮气搅拌,钢水出钢时采用氩气保护浇注,所述氩气的流量为2~5Nm3/h,所述浇铸温度为1600~1650℃。
优选地,所述步骤S2中:
所述加热处理过程中,加热温度为1220~1250℃,保温时间为(110~130min)×铸锭厚度mm/100mm;和/或
所述多火次锻造过程中,开锻温度≥1100℃,停锻温度≥1000℃;和/或
所述多火次锻造过程中,通过回炉加热使所述铸锭表面的温度≥1000℃。
优选地,所述步骤S2中,所述回炉加热温度为1220~1250℃,保温时间为40~60℃。
优选地,所述步骤S3中:
所述表面处理中,将所述棒材进行车削、表面探伤和表面磨削处理,除去所述棒材缺陷;和/或
所述加热处理中,加热温度为1100~1150℃;和/或
所述热轧穿管过程中,穿管顶头的温度为850~900℃;和/或
所述荒管的椭圆度为1.12~1.20。
优选地,所述步骤S4中,所述固溶热处理中,固溶温度为1080~1150℃,处理时间为20~40min。
优选地,所述步骤S5中,所述冷轧过程中,每道次冷轧后进行去油脂、固溶退火热处理和校直。
优选地,所述含硼超级双相不锈钢无缝管的铁素体含量为40~60%,室温抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥550MPa,延伸率≥30%,临界点蚀温度CPT≥75%。
本发明的含硼超级双相不锈钢的成分设计的原理如下:
C:强烈奥氏体形成元素,对奥氏体组织起稳定性作用,它的增加可以提高钢的力学性能,但含量过高时,会与钢中的Cr元素结合形成M23C6型碳化物,造成周围基体贫铬,造成耐晶间腐蚀性能降低。在本发明中碳含量限定在0.014~0.020wt%范围内。
Si:铁素体形成元素,一方面是冶炼过程中脱氧剂,另一方面可以作为铁素体相含量调整的一种合金;硅含量过高会促进双相不锈钢中金属间化合物的析出,以致性能降低;因此本发明中硅含量限定在0.25~0.35wt%范围内。
Mn:奥氏体形成和稳定的元素,也是冶炼过程中的脱氧剂;另外,它与氮的亲和力比较强,其添加会显著提高钢的氮溶解度;不过,过量的锰会降低双相不锈钢的耐酸腐蚀性能,导致腐蚀加速。在本发明中锰含量限定在0.25~0.35wt%范围内。
Cr:铁素体相形成元素,也是使双相不锈钢获得耐腐蚀性能的最重要元素,显著提高钢的耐点蚀性能和耐晶间腐蚀性能;它与氮的亲和力比较强,也是双相不锈钢氮溶解度提高的重要元素。因此通过它的添加可以调整双相不锈钢的铁素体含量,改善钢的耐腐蚀性能。不过,它也是钢中Sigma相和金属间化合物形成的关键元素,因此本发明中铬含量限定在25.5~26.5wt%范围内。
Ni:奥氏体形成和稳定元素,提高不锈钢的耐酸腐蚀性能;但由于其含量决定了该钢种的成本和价格,需要控制其含量。本发明中镍含量限定在6.8~7.2wt%范围内。
Mo:铁素体形成元素,与氮一起可以显著提高钢的耐腐蚀性能,并促进钢中铬的耐腐蚀作用;不过钼也是钢中Sigma相和金属间化合物形成的关键元素,且价格昂贵,过高会增加合金的成本。本发明中钼含量限定在3.8~4.2wt%范围内。
B:作为能吸收中子的重要元素,在双相不锈钢中因容易在晶界上容易形成低熔点相,以致高温可热加工性恶化。本发明中硼含量限定在0.020~0.035wt%范围内。
N:是双相不锈钢的重要元素之一,它与碳一样是强奥氏体形成元素,可以与锰一起取代镍的奥氏体化作用;氮元素与钼元素一起协同,可以显著地改善双相不锈钢在氯离子环境中耐点腐蚀性能和耐缝隙腐蚀性能;它也可以提高双相不锈钢的强度而不降低韧性。不过,氮含量过高时,冶炼时会以氮气孔形式从钢液中析出,造成产品报废,也会提高热加工时的变形抗力,导致热加工困难。本发明中氮含量限定在0.26~0.32wt%范围内。
Ti、Mg、Ca和稀土Ce:双相不锈钢中加入Ti、Mg、Ca和稀土Ce主要目的是改善钢的热塑性,提高热加工性。
P、S:P、S是本发明合金的有害元素,过高的含量会恶化合金的热加工性能,并容易导致显微偏析,其含量越低越好,综合考虑到合金的制造成本,将其控制在P:≤0.020wt%、S:≤0.007wt%范围内。
本发明所提供的含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法的有益效果:
本发明所提供的含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法,通过优化合金成分,增加能吸收中子的硼元素,采用感应熔炼或电炉熔炼→锻造开坯→穿管→热处理→钢管冷轧→热处理的工艺,最终获得强度高、耐腐蚀性强的含硼超级双相不锈钢无缝管。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案,下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明所提供的含硼超级双相不锈钢,包括按重量百分比的如下成分:C:0.014~0.020%、Si:0.25~0.35%、Mn:0.25~0.35%、P≤0.020%、S≤0.007%、Al≤0.020%、Cu≤0.10%、N:0.26~0.32%、Cr:25.5~26.5%、Ni:6.8~7.2%、Mo:3.8~4.2%、B:0.020~0.035%、Ti:0.010~0.020%、Mg:0.002~0.005%、Ca:0.001~0.005%、Ce=5×S,余量为Ni和不可避免地杂质;其中Ce以Fe-Ce合金的形式存在,所述Ce的含量占所述Fe-Ce合金的20.0~30.0wt%。
基于上述的含硼超级双相不锈钢可制成含硼超级双相不锈钢无缝管,该含硼超级双相不锈钢无缝管的铁素体含量为40~60%,室温抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥550MPa,延伸率≥30%,PREN=Cr+3.3×Mo+16×N,PREN≥42%,临界点蚀温度CPT≥75%。
上述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,包括以下步骤:
S1,熔炼,按照上述的含硼超级双相不锈钢的成分配比原料,所述原料经感应熔炼或电炉熔炼得到铸锭;
具体过程为:原料按照含硼超级双相不锈钢的成分进行配比,其中原料采用低磷、低铜的清洁废钢等,再将配比好的原料放入500kg的感应炉或≥6吨的电炉中进行熔炼,得到铸锭;其中,采用感应熔炼时,钢水在氮气氛下进行浇注出钢,浇注温度控制在1600~1650℃;采用电炉熔炼时,采用氮气搅拌,钢水出钢时使用氩气保护浇注,氩气流量控制在2~5Nm3/h,浇注温度为1600~1650℃。
S2,锻造,将所述铸锭进行加热处理后,进行多火次锻造得到棒材;所述多火次锻造过程中,控制第一火次的变形量≤5%;
具体过程为:将铸锭进行加热处理,其中加热温度和保温时间要进行控制,当加热温度过高、保温时间过长会出现超量铁素体,使双目不锈钢在钢性能上的优势丧失殆尽,并将出现高温δ相,因此加热温度控制在1220~1250℃,尽可能地往上限控制,最好达到1250℃,开锻前铸锭的温度要均匀,保温时间遵循110~130min/100mm(钢锭厚度),即保温时间为(110~130min)×铸锭厚度mm/100mm。然后将加热处理后的钢锭进行多火次锻造,由于该钢铸态热塑性较差,因此第一火次锻造采用轻锤快打,控制变形量≤5%,以破碎铸态组织为目的,之后火次可适当增大变形量,锻造过程中要注意均匀变形以防止表面裂纹,在锻造过程中铸锭表面温度应≥1000℃,当铸锭表面温度接近1000℃时,要立刻进行回炉加热,回炉加热温度为1220~1250℃,保温时间为40~60min,锻中、锻后清理表面缺陷,防止尖端裂缝沿晶发展开裂,尤其是一些与打击方向一致的(和变形方向垂直的细长裂纹)表面缺陷应立即停锻清理,碳刨后马上打磨或直接打磨。其中,多火次锻造中,开锻温度≥1100℃,停锻温度≥1000℃,
S3,穿管,将车削后的棒材进行表面处理,然后再进行加热处理,随后进行热轧穿管得到荒管;
具体过程为:先将棒材车削成常规尺寸为Φ75mm×750mm或者最小尺寸为Φ73mm×530mm的棒材,然后进行表面处理,通过表面着色探伤显示棒材表面的锻造裂纹,之后采用表面磨削方法将棒材表面的微细裂纹去除,以免影响穿管的顺利进行和质量;将上述表面处理后的棒材进行加热处理,控制加热温度为1100~1150℃,温度过高,则容易粘钢,为保证后续制备的荒管的表面质量,必须勤清理穿管顶头的粘钢,勤换导板;将加热处理后的棒材进行热轧穿管,控制穿管顶头的温度为850~900℃,调节热轧穿孔两个辊子之间的间距和上下导板之间间距,使得荒管的椭圆度控制在1.12~1.20。
S4,固溶热处理,将所述荒管进行固溶热处理后,水冷;
具体过程为:将荒管进行固溶热处理,固溶热处理温度为1080~1150℃,固溶时间为20~40min,之后水冷至室温。
S5,冷轧,将所述荒管进行切管、酸洗,然后进行多道次冷轧获得含硼超级双相不锈钢无缝管。
具体过程为:将荒管进行切管、酸洗,然后根据荒管尺寸以及最终成品尺寸进行多道次冷轧获得含硼超级双相不锈钢无缝管,比如4~5次冷轧;其中每道次冷轧后都需进行去油脂处理、固溶退火热处理和校直,其中固溶退火热处理中,固溶温度为1080~1150℃,处理时间为20~40min。
该含硼超级双相不锈钢无缝管的铁素体含量为40~60%,室温抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥550MPa,延伸率≥30%,PREN=Cr+3.3×Mo+16×N,PREN≥42%,临界点蚀温度CPT≥75%。
下面结合具体的例子对本发明的含硼超级双相不锈钢及无缝管制备方法作进一步介绍。
实施例1
1)感应熔炼
采用500kg感应炉熔炼工艺,根据含硼超级双相不锈钢的成分配比原料,熔炼出化学成分(重量百分比)如下的铸锭:
C:0.016、Si:0.30、Mn:0.30、P:0.018、S:0.003、Al:0.012、Cu:0.08、N:0.28、Cr:26.0、Ni:7.0、Mo:4.0、B:0.030、Ti:0.015、Mg:0.003、Ca:0.003,并加入铈铁合金(Fe-Ce合金中Ce含量为23.5wt%),铈铁合金按Ce的加入量为0.015wt%加入,其余为镍和不可避免的杂质。
原料采用原则是:低磷、低铜的清洁废钢等作为原料,感应熔炼在氮气氛下进行浇注,浇注温度为1630℃。
2)锻造
加热温度和保温时间的选择:
加热温度选择1240℃;开锻前铸锭温度要均匀,保温时间遵循120min/100mm(铸锭厚度),即保温时间为120min×铸锭厚度mm/100mm。
锻造过程:
开锻温度:1120℃,停锻温度:1030℃。锻造过程中回炉(回室式炉)加热温度1220℃,保温60分钟。
锻中、锻后清理表面缺陷,防止尖端裂缝沿晶发展开裂,尤其是一些与打击方向一致的(和变形方向垂直的细长裂纹)表面缺陷应立即停锻清理,碳刨后马上打磨或直接打磨。
3)穿管
准备工作:
将热锻后的棒材车削成常规尺寸为Φ75mm×750mm的棒材,并进行表面着色探伤,显示棒材表面的锻造裂纹;然后采用表面磨削方法将棒材表面的微细裂纹去除,否则会影响穿管的顺利进行和质量;
穿管:
将上述的棒材加热温度1140℃,为保证荒管表面质量,必须勤清理顶头上的粘钢,勤换导板。穿管顶头温度范围控制为870℃,调节热轧穿孔两个辊子之间的间距和上下导板之间间距,使得荒管的椭圆度控制在1.15。荒管尺寸为Φ80×8~8.5mm。
4)固溶热处理
将荒管进行固溶热处理:1130℃×30min,水冷。
5)钢管冷轧
将荒管进行切管和酸洗;然后根据荒管尺寸和最终成品尺寸进行5道次冷轧得到尺寸为Φ38×4mm的含硼超级双相不锈钢无缝管;其中每道次冷轧后进行去油脂、固溶退火热处理(1080℃×30min)和校直;对该含硼超级双相不锈钢无缝管进行性能检测,结果参见表1所示。
实施例2
1)感应熔炼
采用500kg感应炉熔炼工艺,根据含硼超级双相不锈钢的成分配比原料,熔炼出化学成分(重量百分比)如下的铸锭:
C:0.020、Si:0.35、Mn:0.35、P:0.015、S:0.007、Al:0.019、Cu:0.10、N:0.32、Cr:26.5、Ni:7.2、Mo:4.2、B:0.035、Ti:0.020、Mg:0.005、Ca:0.005,并加入铈铁合金(Fe-Ce合金中Ce含量为23.5wt%),铈铁合金按Ce的加入量为0.035wt%加入,其余为镍和不可避免的杂质。
原料采用原则是:低磷、低铜的清洁废钢等作为原料,感应熔炼在氮气氛下进行浇注,浇注温度为1610℃。
2)锻造
加热温度和保温时间的选择:
加热温度选择1230℃;开锻前铸锭温度要均匀,保温时间遵循120min/100mm(铸锭厚度),即保温时间为120min×铸锭厚度mm/100mm。
锻造过程:
开锻温度:1130℃,停锻温度:1040℃。锻造过程中回炉(回室式炉)加热温度1240℃,保温60分钟。
锻中、锻后清理表面缺陷,防止尖端裂缝沿晶发展开裂,尤其是一些与打击方向一致的(和变形方向垂直的细长裂纹)表面缺陷应立即停锻清理,碳刨后马上打磨或直接打磨。
3)穿管
准备工作:
将热锻后的棒材车削成常规尺寸为Φ75mm×750mm的棒材,并进行表面着色探伤,显示棒材表面的锻造裂纹;然后采用表面磨削方法将棒材表面的微细裂纹去除,否则会影响穿管的顺利进行和质量;
穿管:
将上述的棒材加热温度1140℃,为保证荒管表面质量,必须勤清理顶头上的粘钢,勤换导板。穿管顶头温度范围控制为850℃,调节热轧穿孔两个辊子之间的间距和上下导板之间间距,使得荒管的椭圆度控制在1.15。荒管尺寸为Φ80×8~8.5mm。
4)固溶热处理
将荒管进行固溶热处理:1100℃×30min,水冷。
5)钢管冷轧
将荒管进行切管和酸洗;然后根据荒管尺寸和最终成品尺寸进行5道次冷轧得到尺寸为Φ57×5.7mm的含硼超级双相不锈钢无缝管;其中每道次冷轧后进行去油脂、固溶退火热处理(1080℃×40min)和校直;对该含硼超级双相不锈钢无缝管进行性能检测,结果参见表1所示。
实施例3
1)感应熔炼
采用500kg感应炉熔炼工艺,根据含硼超级双相不锈钢的成分配比原料,熔炼出化学成分(重量百分比)如下的铸锭:
C:0.014、Si:0.25、Mn:0.25、P:0.016、S:0.004、Al:0.010、Cu:0.06、N:0.26、Cr:25.5、Ni:6.8、Mo:3.8、B:0.020、Ti:0.010、Mg:0.002、Ca:0.001,并加入铈铁合金(Fe-Ce合金中Ce含量为23.5wt%),铈铁合金按Ce的加入量为0.020wt%加入,其余为镍和不可避免的杂质。
原料采用原则是:低磷、低铜的清洁废钢等作为原料,感应熔炼在氮气氛下进行浇注,浇注温度为1650℃。
2)锻造
加热温度和保温时间的选择:
加热温度选择1240℃;开锻前铸锭温度要均匀,保温时间遵循120min/100mm(铸锭厚度),即保温时间为120min×铸锭厚度mm/100mm。
锻造过程:
开锻温度:1130℃,停锻温度:1020℃。锻造过程中回炉(回室式炉)加热温度1220℃,保温60分钟。
锻中、锻后清理表面缺陷,防止尖端裂缝沿晶发展开裂,尤其是一些与打击方向一致的(和变形方向垂直的细长裂纹)表面缺陷应立即停锻清理,碳刨后马上打磨或直接打磨。
3)穿管
准备工作:
将热锻后的棒材车削成常规尺寸为Φ75mm×750mm的棒材,并进行表面着色探伤,显示棒材表面的锻造裂纹;然后采用表面磨削方法将棒材表面的微细裂纹去除,否则会影响穿管的顺利进行和质量;
穿管:
将上述的棒材加热温度1120℃,为保证荒管表面质量,必须勤清理顶头上的粘钢,勤换导板。穿管顶头温度范围控制为870℃,调节热轧穿孔两个辊子之间的间距和上下导板之间间距,使得荒管的椭圆度控制在1.15。荒管尺寸为Φ80×8~8.5mm。
4)固溶热处理
将荒管进行固溶热处理:1120℃×30min,水冷。
5)钢管冷轧
将荒管进行切管和酸洗;然后根据荒管尺寸和最终成品尺寸进行5道次冷轧得到尺寸为Φ38×4mm的含硼超级双相不锈钢无缝管;其中每道次冷轧后进行去油脂、固溶退火热处理(1150℃×20min)和校直;对该含硼超级双相不锈钢无缝管进行性能检测,结果参见表1所示。
表1含硼超级双相不锈钢无缝管的性能
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (10)
1.一种含硼超级双相不锈钢,其特征在于,包括按重量百分比的如下成分:C:0.014~0.020%、Si:0.25~0.35%、Mn:0.25~0.35%、P≤0.020%、S≤0.007%、Al≤0.020%、Cu≤0.10%、N:0.26~0.32%、Cr:25.5~26.5%、Ni:6.8~7.2%、Mo:3.8~4.2%、B:0.020~0.035%、Ti:0.010~0.020%、Mg:0.002~0.005%、Ca:0.001~0.005%、Ce=5×S,余量为Ni和不可避免地杂质;
其中Ce以Fe-Ce合金的形式存在,所述Ce的含量占所述Fe-Ce合金的20.0~30.0wt%。
2.一种基于权利要求1所述的含硼超级双相不锈钢制备的含硼超级双相不锈钢无缝管,其特征在于,所述含硼超级双相不锈钢无缝管的铁素体含量为40~60%,室温抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥550MPa,延伸率≥30%,临界点蚀温度CPT≥75%。
3.一种含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,熔炼,按照权利要求1所述的含硼超级双相不锈钢的成分配比原料,所述原料经感应熔炼或电炉熔炼得到铸锭;
S2,锻造,将所述铸锭进行加热处理后,进行多火次锻造得到棒材;所述多火次锻造过程中,控制第一火次的变形量≤5%;
S3,穿管,将车削后的棒材进行表面处理,然后再进行加热处理,随后进行热轧穿管得到荒管;
S4,固溶热处理,将所述荒管进行固溶热处理后,水冷;
S5,冷轧,将所述荒管进行切管、酸洗,然后进行多道次冷轧获得含硼超级双相不锈钢无缝管。
4.根据权利要求3所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中:
所述感应熔炼过程中,钢水在氮气氛下浇注,所述浇注温度为1600~1650℃;和/或
所述电炉熔炼过程中,采用氮气搅拌,钢水出钢时采用氩气保护浇注,所述氩气的流量为2~5Nm3/h,所述浇铸温度为1600~1650℃。
5.根据权利要求3所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中:
所述加热处理过程中,加热温度为1220~1250℃,保温时间为(110~130min)×铸锭厚度mm/100mm;和/或
所述多火次锻造过程中,开锻温度≥1100℃,停锻温度≥1000℃;和/或
所述多火次锻造过程中,通过回炉加热使所述铸锭表面的温度≥1000℃。
6.根据权利要求5所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述回炉加热温度为1220~1250℃,保温时间为40~60℃。
7.根据权利要求3所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中:
所述表面处理中,将所述棒材进行车削、表面探伤和表面磨削处理,除去所述棒材缺陷;和/或
所述加热处理中,加热温度为1100~1150℃;和/或
所述热轧穿管过程中,穿管顶头的温度为850~900℃;和/或
所述荒管的椭圆度为1.12~1.20。
8.根据权利要求3所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述步骤S4中,所述固溶热处理中,固溶温度为1080~1150℃,处理时间为20~40min。
9.根据权利要求3所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述步骤S5中,所述冷轧过程中,每道次冷轧后进行去油脂、固溶退火热处理和校直。
10.根据权利要求3所述的含硼超级双相不锈钢无缝管的制备方法,其特征在于,所述含硼超级双相不锈钢无缝管的铁素体含量为40~60%,室温抗拉强度≥750MPa,屈服强度≥550MPa,延伸率≥30%,临界点蚀温度CPT≥75%。
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