一種哈氏合金C276無縫管高屈強比控制方法與流程

本發明涉及哈氏合金c276無縫管生產技術領域，具體涉及一種哈氏合金c276無縫管高屈強比控制方法。

背景技術：

哈氏合金c276是一種改進的、超低碳型ni-cr-mo系鎳基耐蝕合金。它為了降低合金晶間腐蝕傾向，控制合金中c、si含量，降低c含量可以減少合金中碳化物的析出數量，降低si含量可減少合金中金屬間相的沉淀數量，從而達到提高合金耐晶間腐蝕的目的。該合金對于氧化性和中等還原性介質都具有優異的耐蝕性，特別是在含f－、cl－的氧化性酸中，在氧化性酸和還原性酸的混合介質中以及含氯的水溶液中，均具有其它耐蝕合金無法比擬的獨特耐蝕性。

因哈氏合金c276優越的綜合性能，油氣領域的相關設備常采用其制備的無縫管材，以抵抗油氣井極其惡劣的高溫高壓強腐蝕環境：使用外壓≥138mpa，溫度≥175℃，且環境中h2s、co2、cl－濃度很高。如此苛刻的條件不僅對其耐蝕性能要求高，而且對c276合金無縫管材的強度提出了很高的要求：室溫屈服強度需在1050mpa以上，甚至1100mpa以上，且要求高屈強比。目前國內尚未發現關于c276合金無縫管高屈強比、高鋼級精確控制的專利報道。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種哈氏合金c276無縫管高屈強比控制方法，本發明經多道次“冷軋-熱處理”工藝后實現了c276合金無縫管材高屈強比、高鋼級的要求。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種哈氏合金c276無縫管高屈強比控制方法，包括對哈氏合金c276的坯料依次通過冷軋工藝、熱處理工藝將所述坯料在室溫下屈服強度加工至1050mpa以上；

所述的冷軋工藝中至少對所述坯料進行兩次冷軋，并使得所述坯料的最終形變量為35%~55%以得到屈服強度為1050~1350mpa的中間管材；

所述的熱處理工藝中通過改變熱處理溫度來控制所述管材的晶粒度處于4~9級，從而得到屈強比均值約為0.91~0.95的成品管材。

作為本發明的優選，所述的冷軋工藝包括一次開坯冷軋及一次最終冷軋，所述冷軋工藝中送進量為1~4mm，軋制速度為10~160n/min。

作為本發明的優選，所述的冷軋工藝包括多次成型冷軋，所述冷軋工藝中送進量為1~3.4mm，軋制速度為10~100n/min。

作為本發明的優選，所述冷軋工藝中冷軋芯棒桿外側設置塑料護套，芯棒桿連接處進行圓滑過渡處理，冷軋過程中始終保持所述冷軋芯棒桿的內外表面潤滑充分。

作為本發明的優選，所述的熱處理工藝的固溶條件為保護氣氛光亮熱處理和空氣氣氛熱處理。

作為本發明的優選，所述的熱處理工藝中控制熱處理溫度范圍1100~1200℃。

作為本發明的優選，所述的冷軋工藝中設置冷軋變形量范圍35%~55%，延伸系數范圍1.5~2.3。

作為本發明的優選，所述的熱處理工藝中通過改變熱處理溫度來控制所述管材的晶粒度處于6~7級。

作為本發明的優選，所述的開坯冷軋中將所述坯料的形變量由37.9%冷軋增加到46.7%，所述的最終冷軋中將所述坯料的形變量由46.7%冷軋增加到52.6%。

作為本發明的優選，所述的成型冷軋中將所述坯料的形變量由18.7%冷軋增加到48.2%。

綜上所述，本發明具有如下有益效果：

本發明具有成品管材尺寸精度高，表面質量好，力學性能指標均滿足室溫屈服強度需在1050mpa以上的技術條件要求的優點。

附圖說明

圖1是兩輥軋制變形量對冷態c276合金管材室溫拉伸屈服強度的影響；

圖2是多輥軋制變形量對冷態c276合金管材室溫拉伸屈服強度的影響

圖3是晶粒度對c276合金管材冷軋變形后室溫屈強比的影響。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例一

本發明實施例包括對哈氏合金c276的坯料依次通過冷軋工藝、熱處理工藝將所述坯料在室溫下屈服強度加工至1050mpa以上；所述的冷軋工藝中至少對所述坯料進行兩次冷軋，并使得所述坯料的最終形變量為35%~55%以得到屈服強度為1050~1350mpa的中間管材；所述的熱處理工藝中通過改變熱處理溫度，同時還可以根據具體規格來制定保溫時間來控制所述管材的晶粒度處于4~9級，從而得到屈強比均值約為0.91~0.95的成品管材。所述的冷軋工藝中設置冷軋變形量范圍35%~55%，延伸系數范圍1.5~2.3。

所述的冷軋工藝為兩輥軋制冷軋，具體包括一次開坯冷軋及一次最終冷軋，所述冷軋工藝中送進量為1~4mm，軋制速度為10~160n/min。圖1為該工藝下變形量對冷態管材室溫拉伸屈服強度（rp0.2）的影響。如圖1所示，變形量從37.9%增加到52.6%的過程中，c276管材的屈服強度從1145mpa逐漸遞增至1319mpa，且變形量在37.9%增加到46.7%時，rp0.2變化不大，變形量從46.7%增加到52.6%過程中，rp0.2增量明顯。若采用兩輥高速軋機，則可設置冷軋變形量范圍35%~55%，延伸系數范圍1.5~2.3，以得到1050~1350mpa區間內所需的屈服強度值，即控制c276合金管材的高鋼級特性。故本發明實施例的所述的開坯冷軋中將所述坯料的形變量由37.9%逐漸冷軋增加到46.7%，所述的最終冷軋中將所述坯料的形變量由46.7%逐漸冷軋增加到52.6%。所述冷軋工藝中冷軋芯棒桿外側設置塑料護套，芯棒桿連接處進行圓滑過渡處理，冷軋過程中始終保持所述冷軋芯棒桿的內外表面潤滑充分。軋后管材內外表面粗糙度≤3.2μm。

晶粒度會對軋后管材的屈強比產生影響，因此可以通過改變熱處理溫度和保溫時間來控制c276管材的晶粒度，以達到軋后管材抗拉強度比屈服強度高50mpa、100mpa以上等技術要求。圖3為不同晶粒度的管子冷軋后管材室溫下屈強比的數據。如圖3所示晶粒度為5.0級時，屈強比最小，約為0.89。晶粒度6到7級時，屈強比均值約為0.93。故本發明實施例的所述的熱處理工藝中控制熱處理溫度范圍1100~1200℃，保溫時間視中間品、成規格而定，控制c276合金管坯晶粒度4~9級，進一步控制在晶粒度處于6~7級，高屈強比特征控制范圍0.88~0.95。所述的熱處理工藝的固溶條件為保護氣氛光亮熱處理和空氣氣氛熱處理。

實施例二

本發明實施例本發明實施例包括對哈氏合金c276的坯料依次通過冷軋工藝、熱處理工藝將所述坯料在室溫下屈服強度加工至1050mpa以上；所述的冷軋工藝中至少對所述坯料進行兩次冷軋，并使得所述坯料的最終形變量為35%~55%以得到屈服強度為1050~1350mpa的中間管材；所述的熱處理工藝中通過改變熱處理溫度，同時還可以根據具體規格來制定保溫時間來控制所述管材的晶粒度處于4~9級，從而得到屈強比均值約為0.91~0.95的成品管材。所述的冷軋工藝中設置冷軋變形量范圍35%~55%，延伸系數范圍1.5~2.3。

本發明實施例的所述的冷軋工藝為多輥軋制冷軋，具體包括多次成型冷軋，所述冷軋工藝中送進量為1~3.4mm，軋制速度為10~100n/min。多輥軋機軋速相對較慢，與高速軋制相比，同等屈服強度所需的變形量更大，但此冷軋方式有利于管材內外表面質量的控制，尤其是內表質量控制，且利于管材尺寸精度控制。圖2為多輥冷軋工藝變形量對冷態管材室溫拉伸屈服強度的影響。如圖2所示，變形量從18.7%增加到48.2%的過程中，c276管材的屈服強度從954mpa逐漸遞增至1150mpa，且增量較為均勻。若采用多輥軋機，可設置冷軋變形量范圍15%~50%，延伸系數范圍1.1~2.0，以得到900~1250mpa區間內所需的屈服強度值，即控制c276合金管材的高鋼級特性。故本發明實施例所述的成型冷軋中將所述坯料的形變量由18.7%逐漸冷軋增加到48.2%。所述冷軋工藝中冷軋芯棒桿外側設置塑料護套，芯棒桿連接處進行圓滑過渡處理，冷軋過程中始終保持所述冷軋芯棒桿的內外表面潤滑充分。

晶粒度會對軋后管材的屈強比產生影響，因此可以通過改變熱處理溫度和保溫時間來控制c276管材的晶粒度，以達到軋后管材抗拉強度比屈服強度高50mpa、100mpa以上等技術要求。圖3為不同晶粒度的管子冷軋后管材室溫下屈強比的數據。如圖3所示晶粒度為5.0級時，屈強比最小，約為0.89。晶粒度6到7級時，屈強比均值約為0.93。故本發明實施例的所述的熱處理工藝中控制熱處理溫度范圍1100~1200℃，保溫時間視中間品、成規格而定，控制c276合金管坯晶粒度4~9級，進一步控制在晶粒度處于6~7級，高屈強比特征控制范圍0.88~0.95。所述的熱處理工藝的固溶條件為保護氣氛光亮熱處理和空氣氣氛熱處理。

本發明實施例一、二中，以φ120*12mm的坯料為例，坯料經多道次“冷軋-熱處理”工藝后，φ120*12mm的c276合金坯料軋到φ21×2.6mm，經1110~1120℃光亮熱處理后晶粒度控制在6~7級，采用多輥軋機軋制φ16.74×1.52mm，軋制送進量1~2.2mm，軋制速度20~40n/min。成品管材室溫下的抗拉強度為1280mpa，屈服強度1150mpa。

對于φ16.74×1.52mm的管材按iso10893-10標準進行全長100%橫縱向超聲波探傷，等級u3+a。檢測總合格率超過90%。

根據astmb622，嚴格按照操作規程對φ16.74×1.52mm的成品管材進行了水壓試驗。試驗條件為：內水壓6.9mpa，保持時間≥5s。檢測總合格率100%。

成品管材經目視檢查結果顯示內外表光滑平整，無軋傷、壓坑等缺陷分布，內外表面粗糙度小于0.4μm。經尺寸測量結果顯示內徑滿足13.7~13.85mm要求，壁厚滿足1.52~1.67mm要求，直線度滿足≤0.3mm/m的要求。

本發明實施例通過控制變形量和晶粒度，生產出了屈服強度達到160鋼級，屈強比超過0.9的合格的c276合金無縫管材。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。