專利名稱：一種n80－1外加厚油管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及外加厚油管產(chǎn)品制造。
背景技術(shù)：
N80-1外加厚油管是美國石油學(xué)會API SPEC 5CT標準中規(guī)定的鋼級和產(chǎn)品，其化學(xué)成份只對硫、磷含量有規(guī)定，其它成份由生產(chǎn)廠家確定，機械性能要求見表1。
表1N80-1油管機械性能要求

油管有不加厚油管和外加厚油管二種，其區(qū)別在于管子兩端是否加厚。
傳統(tǒng)的N80-1外加厚油管生產(chǎn)工藝為管坯加熱→穿孔→連軋鋼管→再加熱→張力減徑→風(fēng)冷→管子兩端加厚→調(diào)質(zhì)熱處理或正火處理→管子兩端車螺紋→一端擰上接箍→內(nèi)外螺紋上保護環(huán)。其生產(chǎn)工藝參數(shù)為常規(guī)的通用的工藝參數(shù)。
N80-1不加厚油管和外加厚油管在同一廠家采用相同材質(zhì)，N80-1油管的材質(zhì)一般采用二種類型，一種是碳錳結(jié)構(gòu)鋼，不加厚油管和外加厚油管均采用水淬調(diào)質(zhì)熱處理，外加厚油管在加厚后進行水淬調(diào)質(zhì)處理；另一種是錳鉬合金結(jié)構(gòu)鋼，不加厚油管和外加厚油管均采用正火處理，外加厚油管在加厚后進行全長正火處理。國內(nèi)外N80-1油管生產(chǎn)廠家的化學(xué)成份見下表2。
表2N80-1外加厚油管生產(chǎn)廠家的化學(xué)成份

由于N80-1不加厚油管必須采用水淬調(diào)質(zhì)熱處理或正火處理，才能滿足N80-1鋼級的要求，因此，對N80-1外加厚油管來說，采用水淬調(diào)質(zhì)熱處理或正火處理也屬正常。如果N80-1不加厚油管采用微合金非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)，管體熱軋態(tài)性能達到N80-1鋼級規(guī)定，那么，只要控制好加厚端的性能，N80-1外加厚油管就有可能不經(jīng)任何熱處理達到N80-1鋼級的規(guī)定。這正是現(xiàn)有工藝不足和需要改進的地方。
專利檢索表明尚未有N80-1油管管端加厚后不進行正火處理的專利報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種N80-1外加厚油管及其制造方法，其管體采用微合金非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)，熱軋態(tài)性能達到N80-1鋼級規(guī)定，通過嚴格控制加厚工藝，降低加厚溫度，縮短加熱時間，以此改善加厚端性能，從而省去加厚后的全長正火處理，達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、增加經(jīng)濟效益、提高產(chǎn)品競爭力的目的。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種N80-1外加厚油管，其化學(xué)成份質(zhì)量百分比為C 0.32～0.42Si0.20～0.70Mn1.20～1.65V 0.05～0.20N 0.010～0.025其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
C0.32～0.42％，C決定鐵素體與珠光體的比例，因此，決定產(chǎn)品強韌性的總體水平，隨著含C量的增加，鋼的強度提高，韌性下降。
Mn1.20～1.65％，Mn增加珠光體含量，降低珠光體形成溫度，細化珠光體片間距，因此Mn能同時提高鋼的強度和韌性，當(dāng)Mn超過1.60％時，容易產(chǎn)生貝氏體組織，反而會降低韌性，因此，對Mn的上限有一定限制。由于N80-1鐵素體+珠光體型非調(diào)質(zhì)鋼的不足之處是韌性較低，因此，C和Mn的合理搭配非常重要，原則應(yīng)是Mn在不產(chǎn)生貝氏體的前提下盡量高，C在強度足夠的前提下盡量壓低。
Si0.20～0.70％，固溶于鐵素體，能強化鐵素體，當(dāng)含量在0.15～0.70％時，并不降低鋼的韌性，為提高強度，適當(dāng)提高Si的含量是必要的。
V0.05～0.20％，V在鋼中形成碳氮釩化合物，加熱時阻礙奧氏體晶粒長大，冷卻時，形成彌散狀細小的碳氮釩化合物顆粒析出，起到析出強化的作用。V在奧氏體中固溶溫度較低，在1100℃時V可以完全固溶于奧氏體，因此，V只在1100℃以下加熱時起細化晶粒的作用。但是，只有那些已固溶的V在熱加工和隨后的冷卻過程中，脫溶析出的碳氮釩化合物才能對已變形的奧氏體晶界、亞晶界、形變帶起釘扎作用，從而推遲奧氏體晶粒再結(jié)晶和隨后長大。由于V可以完全固溶于奧氏體，并在隨后的冷卻過程中析出，因此V的沉淀強化作用非常明顯。
N0.010～0.025％，N在鋼中形成氮化物和碳氮化物，并以細小質(zhì)點存在，阻止奧氏體晶粒長大，細化晶粒，同時產(chǎn)生彌散強化效果，含V鋼中添加N，其沉淀強化作用明顯提高。但含量太低時效果不明顯，太高時會形成較大氮化物夾雜。
本發(fā)明的N80-1外加厚油管制造方法，包括如下步驟a)管坯加熱、穿孔、連軋鋼管；b)再加熱、張力減徑，再加熱溫度960～990℃，張力減徑后管子溫度應(yīng)≥850℃；c)冷卻，冷卻方式風(fēng)冷，冷卻速度30～100℃/min；d)管子兩端加厚，加熱溫度950～1170℃；加熱時間≤20秒，加熱采用中頻感應(yīng)線圈裝置加熱；空冷；還包括步驟e，管子兩端車螺紋、一端擰上接箍、內(nèi)外螺紋上保護環(huán)等后續(xù)工序。
其它各工序的工藝技術(shù)要求與常規(guī)通用的技術(shù)要求相同。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同點1.化學(xué)成分設(shè)計不同現(xiàn)有技術(shù)化學(xué)成分設(shè)計為碳錳結(jié)構(gòu)鋼或錳鉬合金結(jié)構(gòu)鋼；本發(fā)明采用的是微合金非調(diào)質(zhì)鋼，在中碳錳鋼的基礎(chǔ)上添加了微合金元素V0.05～0.20％，N0.010～0.025％。
2.生產(chǎn)工藝不同現(xiàn)有技術(shù)熱軋態(tài)的機械性能達不到N80-1鋼級規(guī)定，管端加厚后必須進行全長正火處理或水淬調(diào)質(zhì)處理；本發(fā)明熱軋態(tài)的機械性能已經(jīng)達到N80-1鋼級規(guī)定，管端加厚后不進行正火處理。
3.管端加厚加熱溫度不同現(xiàn)有技術(shù)管端最高加熱溫度可達到1200-1280℃；本發(fā)明管端最高加熱溫度≤1170℃，以防止奧氏體晶粒在高溫下粗化。
4.管端加厚加熱時間不同現(xiàn)有技術(shù)管端加熱時間視加熱設(shè)備確定，變化范圍大；本發(fā)明管端加熱時間≤20秒，以防止奧氏體晶粒在高溫下長大。
5.管端加熱設(shè)備不同現(xiàn)有技術(shù)管端加熱設(shè)備可以是用煤氣加熱的縫式加熱爐，或者電加熱的中頻感應(yīng)線圈加熱爐；
本發(fā)明必需采用中頻感應(yīng)線圈加熱爐，這樣才能縮短加熱時間，實現(xiàn)快速加熱。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明工藝可省去加厚后的全長正火處理，達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、增加經(jīng)濟效益、提高產(chǎn)品競爭力效果。另外，對沒有正火熱處理設(shè)備或正火熱處理設(shè)備生產(chǎn)能力不夠的油管生產(chǎn)廠家提供了生產(chǎn)外加厚油管的可能性。
具體實施例方式
現(xiàn)以73.02×5.51 N80-1外加厚油管舉例說明，參見表3。機械性能參見表4。
表3

表4機械性能、晶粒度、沖擊功


權(quán)利要求
1.一種N80-1外加厚油管，其化學(xué)成份質(zhì)量百分比為C 0.32～0.42Si0.20～0.70Mn1.20～1.65V 0.05～0.20N 0.010～0.025其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的N80-1外加厚油管的制造方法，包括如下步驟a)管坯加熱、穿孔、連軋鋼管；b)再加熱、張力減徑，再加熱溫度960～990℃，張力減徑后管子溫度應(yīng)≥850℃；c)冷卻，冷卻方式風(fēng)冷，冷卻速度30～100℃/min；d)管子兩端加厚，加熱溫度950～1170℃；加熱時間≤20秒，加熱采用中頻感應(yīng)線圈裝置加熱；空冷。
3.如權(quán)利要求1所述的N80-1外加厚油管的制造方法，其特征是，還包括步驟e，管子兩端車螺紋等后續(xù)工序。
全文摘要
一種N80－1外加厚油管，其化學(xué)成份質(zhì)量百分比為C 0.32～0.42、Si 0.20～0.70、Mn 1.20～1.65、V 0.05－0.20、N 0.010～0.025、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其制造方法包括如下步驟a)管坯加熱、穿孔、連軋鋼管；b)再加熱、張力減徑；再加熱溫度960～990℃，張力減徑后管子溫度應(yīng)≥850℃；c)冷卻風(fēng)冷，冷卻速度30～100℃/min；d)管子兩端加厚，加熱溫度950～1170℃；加熱時間≤20秒，加熱采用中頻感應(yīng)線圈裝置加熱；空冷；e)管子兩端車螺紋。本發(fā)明采用微合金非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)，熱軋態(tài)性能達到N80－1鋼級規(guī)定，通過嚴格控制加厚工藝，降低加厚溫度，縮短加熱時間，以此改善加厚端性能，從而省去加厚后的全長正火處理，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C22C38/04GK1940368SQ20051003029
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者唐豪清, 黃子陽, 張建偉 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司