專利名稱：一種制造優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的方法
技術領域：
本發明涉及一種制造不銹鋼無縫鋼管的方法，尤其是涉及一種制造優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的方法。
背景技術：
隨著石油工業的發展，油井管的下井深度越來越深，鋼級強度越來越高。在很多復雜工況條件下服役的油井管，要求鋼管有較高的強度、韌性，還要有較好的耐腐蝕、耐低溫、 抗擠毀等各種苛刻條件，這樣對鋼管的綜合性能提出了更高的要求。當今高強高韌性鋼管主流發展方向，普遍采用以下幾點工藝技術控制要點(超) 高純凈鋼冶煉，盡量控制低的S, P、五害、氣體、夾雜物等含量；低碳低合金化設計，嚴格控制合金成分精度范圍；控制軋制與控制冷卻，優化軋制工藝，細化軋態鋼管的組織和晶粒度；熱處理采用淬火+回火的調質熱處理工藝，改進淬火、回火設備，提高淬火冷卻效果，改善管材回火組織均勻性，優化熱處理工藝。對于高強度高韌性無縫鋼管，普遍采用調質熱處理工藝，來提高鋼管的強度和韌性。但在調質處理過程中常常遇到這樣的問題，為了提高材料的強度，必須降低回火溫度或者縮短回火保溫時間，這樣材料的韌性就會下降。而如果為了或者更好的韌性，必須提高回火溫度或者延長回火時間，這樣鋼材的強度就會降低。通過淬火固溶來提高強度，通過回火析出來改善韌性，由于強度和韌性的矛盾關系，改善調質鋼的強韌性匹配，是高強高韌性鋼管開發過程中要面對的主要難題。在調質鋼的熱處理過程中還要面對的另外一個問題，就是晶粒度的控制，為了提高鋼材的強度，必須保證奧氏體化后合金元素充分的固溶，這樣的途徑有兩種延長奧氏體化時間或者提高奧氏體化溫度，但這容易造成晶粒度的長大。如果為了獲得細小的晶粒改善韌性，降低奧氏體化溫度或者縮短奧氏體化時間，但是可能造成合金元素固溶不充分而降低材料強度。在熱處理過程中，為了獲得較好的強度和韌性，希望即要合金元素充分的固溶，又不能造成晶粒過于長大。以便于通過后續回火處理以后得到較好的強度和韌性。如亞臨界機組上使用的lCrl8Ni9和超臨界機組上廣泛使用的ICr 19Ni IlNb不銹鋼及其鋼管，由于其高溫強度低，鋼管成品晶粒粗大(一般在4-7級)，耐高溫蒸汽腐蝕性能差等缺點，不能滿足超臨界鍋爐對材料的使用要求。因此，發明一種耐高溫、耐高壓、耐蒸汽腐蝕奧氏體不銹鋼及其制品的制造方法對于我國發展超臨界發電技術也是非常必要的。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種制造優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的方法。為了達到以上目的，本發明采用的技術方案是一種無縫鋼管的制造方法，用于制優良的造奧氏體不銹鋼無縫鋼管，以利于達到目的之一，使鋼管的屈服強度達1075-1248MPa，抗拉強度達1140_1350MPa。目的之二，夏比V型0°C橫向沖擊功110-165焦耳，縱向沖擊功170-235焦耳，平均晶粒度9_10級。一種優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管，該鋼管的化學成分重量百分比為C: 0. 05-0. 10%, Si :0. 22-0. 45%, Mn :0. 43-0. 98%, Cr :18. 8-19. 6%, Ni :9. 3-10. 8%, Nb 0. 42-0. 58%, P < 0. 022%, S < 0. 004%余量為 Fe 及不可比免雜質。一種用于制造優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的方法，包含如下步驟1)按造上述元素配比進行熔化，將鐵水灌入規定的模具當中，冷卻后得到圓柱形鋼錠；2)在1045°C溫度附近對圓柱形鋼錠進行低溫穿孔形成管坯；3)對管坯進行第一次酸洗；4)用連軋管機對酸洗過的管坯進行軋制；5)用16機架減徑機對軋制后的毛管減徑；6)然后對減徑后的鋼管進行回火處理(溫度在700-760°C，并保溫45-55分鐘)， 之后空冷至室溫，接下來對鋼管在加熱(溫度在720-785°C，并保溫15-30分鐘)，出爐后水冷淬火；7)將上述成品管進行酸洗。所述鋼管的化學成分重量百分比為還包括Al 0. 0008-0. 028 %, N 0. 08-0. 13%, Cu 2. 6-3. 7%，Co :0. 07-0. 12%。其中步驟3或7的酸洗液為硫酸20_35g/L，甲酸5_10g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸 10-45g/L。還需注意的是權利要求二中的6)步驟需重復2-3次。本發明提供出一種耐高溫、耐高壓、耐蒸汽腐蝕奧氏體不銹鋼及其鋼管與鋼管的制造方法，本方法生產出的無縫鋼管，具有良好的抗高溫蠕變性能、優異的耐高溫蒸汽腐蝕性能、好的抗熱疲勞性能以及抗高溫氧化性能等，適用于制作長期在高溫、高壓及腐蝕環境中使用的承壓部件或者抗氧化部件，特別適合于高參數、大容量的超超臨界火力發電鍋爐中過熱器、再熱器及深海石油管。
具體實施例方式實施例一本發明制造的鋼管的化學成分重量百分比為:C :0. 96%, Si :0. 44%, Mn 0. 93%, Cr 19. 2%, Ni :10. 5%, Nb :0. 56%, P 0. 021%, S 0. 0042%余量為 Fe 及不可避免雜質。上述奧氏體的制造工藝1)按造上述元素配比進行熔化，將鐵水灌入規定的模具當中，冷卻后得到圓柱形鋼錠；2)在1150°C溫度附近對圓柱形鋼錠進行低溫穿孔形成管坯；3)對管坯進行第一次酸洗；4)用連軋管機對酸洗過的管坯進行軋制；5)用16機架減徑機對軋制后的毛管減徑；6)然后對減徑后的鋼管進行回火處理(溫度在705-770°C，并保溫35_58分鐘)， 之后空冷至室溫，接下來對鋼管在加熱(溫度在735-775 ，并保溫17-36分鐘)，出爐后水冷淬火；7)將上述成品管進行酸洗。其中步驟3或7的酸洗液為硫酸23_33g/L，甲酸6_9g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸 14-41g/L。還需注意的是權利要求二中的6)步驟需重復2次。實施例二本發明制造的鋼管的化學成分重量百分比為=C 0. 07%, Si 0. 27%, Mn 0. 55%, Cr 18. 6%, Ni :9. 1%, Nb :0. 48%, P 0. 019%, S 0. 0035%余量為 Fe 及不可避免雜質。上述奧氏體的制造工藝1)按造上述元素配比進行熔化，將鐵水灌入規定的模具當中，冷卻后得到圓柱形鋼錠；2)在1190°C溫度附近對圓柱形鋼錠進行低溫穿孔形成管坯；3)對管坯進行第一次酸洗；4)用連軋管機對酸洗過的管坯進行軋制；5)用18機架減徑機對軋制后的毛管減徑；6)然后對減徑后的鋼管進行回火處理(溫度在710-780°C，并保溫40-60分鐘)， 之后空冷至室溫，接下來對鋼管在加熱(溫度在735-790°C，并保溫12-M分鐘)，出爐后水冷淬火；7)將上述成品管進行酸洗。其中步驟3或7的酸洗液為硫酸25_30g/L，甲酸5_8g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸 17-40g/L。還需注意的是權利要求二中的6)步驟需重復2次。實施例三本發明制造的鋼管的化學成分重量百分比為:C:0. 32%, Si :0. 37%, Μη:0. 67%, Cr :18. 7%, Ni :10. 1%, Nb :0. 52%, P 0. 013%, S 0. 003%余量為 Fe 及不可比免雜質。上述奧氏體的制造工藝1)按造上述元素配比進行熔化，將鐵水灌入規定的模具當中，冷卻后得到圓柱形鋼錠；2)在1200°C溫度附近對圓柱形鋼錠進行低溫穿孔形成管坯；3)對管坯進行第一次酸洗；4)用連軋管機對酸洗過的管坯進行軋制；5)用16機架減徑機對軋制后的毛管減徑；6)然后對減徑后的鋼管進行回火處理(溫度在760°C，并保溫62分鐘)，之后空冷至室溫，接下來對鋼管在加熱(溫度在759°C，并保溫18分鐘)，出爐后水冷淬火；7)將上述成品管進行酸洗。其中步驟3或7的酸洗液為硫酸^g/L，甲酸7g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸Mg/ L0經檢測，該較優的性能鋼管的屈服強度達1245MPa，抗拉強度達1340MPa。目的之二，夏比V型0°C橫向沖擊功163焦耳，縱向沖擊功234焦耳，平均晶粒度9. 6級。。
申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管，其特征在于含有一下組分，其百分含量為C: 0. 05-0. 10%, Si :0. 22-0. 45%, Mn :0. 43-0. 98%, Cr :18. 8-19. 6%, Ni :9. 3-10. 8%, Nb 0. 42-0. 58%, P < 0. 022%, S < 0. 004%余量為 Fe 及不可避免雜質。
2.一種用于制造權利要求1的優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的方法，包含如下步驟1)按造上述元素配比進行熔化，將鋼水灌入規定的模具當中，冷卻后得到圓柱形鋼錠；2)在1045°C溫度附近對圓柱形鋼錠進行低溫穿孔形成管坯；3)對管坯進行第一次酸洗；4)用連軋管機對酸洗過的管坯進行軋制；5)用16機架減徑機對軋制后的毛管減徑；6)然后對減徑后的鋼管進行回火處理，溫度在700-760°C，并保溫45-55分鐘，之后空冷至室溫，接下來對鋼管在加熱，溫度在720-785°C，并保溫15-30分鐘，出爐后水冷淬火；7)將上述成品管進行酸洗。
3 根據權利要求2所述優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的制造方法，其特征在于還包括 Al 0. 0008 0. 028%, N 0. 08 0. 13%, Cu 2. 6 3. 7%，Co 0. 07 0. 12%。
4.根據權利要求2或3所述優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的制造方法，其特征在于 步驟3或7的酸洗液為硫酸20-35g/L，甲酸5-10g/L，二乙烯三胺五甲叉磷酸10_45g/L。
全文摘要
本發明公開了一種優良的奧氏體不銹鋼無縫鋼管的制造方法，包含如下步驟1)按造上述元素配比進行熔化，將鐵水灌入規定的模具當中，冷卻后得到圓柱形鋼錠；2)在1045℃溫度附近對圓柱形鋼錠進行低溫穿孔形成管坯；3)對管坯進行第一次酸洗；4)用連軋管機對酸洗過的管坯進行軋制；5)用16機架減徑機對軋制后的毛管減徑；6)然后對減徑后的鋼管進行回火處理，之后空冷至室溫，接下來對鋼管在加熱，出爐后水冷淬火；7)將上述成品管進行酸洗。經檢測，鋼管的屈服強度達1245MPa，抗拉強度達1340MPa。目的之二，夏比V型0℃橫向沖擊功163焦耳，縱向沖擊功234焦耳，平均晶粒度9.6級。本發明解決了現有技術的缺陷，使深海油管及耐高壓鍋爐得以更為安全的被使用著，且使用壽命會有可觀的延長，減少維修費用。
文檔編號C21D8/10GK102373381SQ20111030727
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者辛培興 申請人:辛培興