一種耐低溫鋼管材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐低溫鋼管材料及其制備方法，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C0.05-0.15、Si0.1-0.3、Ni2.2-2.8、Cr1.5-2.0、Mn0.8-1.2、Al0.3-0.6、Mo0.2-0.4、Nb0.1-0.2、Ti0.05-0.15、Nd0.03-0.05、Er0.02-0.04、N0.004-0.008、V0.002-0.005、S≤0.01、P≤0.02，余量為Fe。本發(fā)明鋼管材料具有很好的低溫沖擊韌性，能夠在-196℃以下的極低溫區(qū)長期使用，組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，具有良好的焊接性和加工成型性，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，且生產(chǎn)工藝簡單易操作，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種耐低溫鋼管材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐低溫鋼管材料及其制備方法，屬于冶金材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的圓形，方形，矩形鋼材。無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件。近年來，隨著低溫設(shè)備用鋼管需求不斷加大，低溫用鋼管材料的生產(chǎn)及性能的控制成為人們關(guān)注的問題。然而現(xiàn)有的鋼管材料在低溫下沖擊韌性低，容易發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低溫沖擊韌性好的耐低溫鋼管材料及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種耐低溫鋼管材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C 0.05-0.15、Si 0.1-0.3, Ni
2.2-2.8、Cr 1.5-2.0、Mn 0.8-1.2、Al 0.3-0.6、Mo 0.2-0.4、Nb 0.1-0.2、Ti0.05-0.15、Nd 0.03-0.05、Er 0.02-0.04、N 0.004-0.008、V 0.002-0.005、S ≤ 0.01、P ≤ 0.02，余量
為Fe。
[0005]一種耐低溫鋼管材料的制備方法，包括以下步驟:
(O按化學(xué)成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1540-1560°c，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1580-1620°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫30-40min,扒渣，然后調(diào)整溫度至1600-1650°C，加入適量的錳鐵和鈦鐵脫氧10_15min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1620-1660°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1530_1550°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1180-1240°C，利用穿孔機(jī)對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以180-240 V /h 升溫至 360-420 °C，保溫 5_8h，再以 120-160 V /h 升溫至 650-700 °C，保溫4-6h，再以100-150°C /h升溫至850-880°C，保溫2_3h ;然后以150_200°C /h降溫至280-3200C，保溫 6-9h，再以 80-120°C /h 升溫至 520_550°C，保溫 4_6h，再以 100_150°C /h升溫至780-820°C，保溫3-4h ;然后以200_250°C /h降溫至260_280°C，保溫8_14h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1120-1160°C，終軋溫度為880-940°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為920-960°C ；
(3)將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以150-200°C/h升溫至320-380°C，保溫3_5h，再以 120-180°C /h 升溫至 680-720°C，保溫 2-4h，然后以 100-150°C /h 降溫至 380_440°C，保溫4-8h，再以50-100°C /h降溫至220-240°C，保溫4_8h ;然后以150-200°C /h升溫至640-680°C，保溫 3-4h，再以 80-120°C /h 升溫至 780_840°C，保溫 2_3h，然后以 200_250°C /h降溫至280-320°C，保溫4-6h，放入0_5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以50_60°C /h升溫至105-115 °C,保溫2-3h，再以40-50 V /h升溫至180-200 °C，保溫l_2h，再以50-600C /h降溫至80-90°C，保溫3_4h，空冷至室溫，再以90-110°C /h升溫至195_205°C，保溫1-2h，空冷至室溫；
(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識、包裝等后序工藝，即得成品。
[0006]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土 10-15、鉀長石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8_12、莫來砂3_6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和招帆土混合均勻，濕法球磨12_24h,烘干,850-880 °C煅燒30-40min,冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒l_2h，水淬，濕法球磨12_24h，過100-150目篩，烘干即得。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明鋼管材料具有很好的低溫沖擊韌性，能夠在_196°C以下的極低溫區(qū)長期使用，組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，具有良好的焊接性和加工成型性，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，且生產(chǎn)工藝簡單易操作，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008](I)按化學(xué)成分滿足如下質(zhì)量百分比為:C 0.05-0.15、Si 0.1-0.3、Ni 2.2-2.8、Cr 1.5-2.0, Mn 0.8-1.2, Al 0.3-0.6, Mo 0.2-0.4, Nb 0.1-0.2、Ti0.05-0.15、Nd
0.03-0.05,Er 0.02-0.04,N 0.004-0.008,V 0.002-0.005,S ( 0.0UP ( 0.02，余量為 Fe進(jìn)行配料，將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1550°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1580°C，加入18kg/t鋼的造渣劑，保溫35min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1620°C，加入適量的錳鐵和鈦鐵脫氧15min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1640°C即可出鋼，在出爐2min前往鋼水中插入1.2kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧；
(2 )鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜4min后澆注，澆注溫度為1540 V，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1220°C，利用穿孔機(jī)對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以220°C /h升溫至380°C，保溫6h，再以140°C /h升溫至680°C，保溫5h，再以120°C /h升溫至860°C，保溫3h ;然后以1800C /h降溫至300°C，保溫7h，再以100°C /h升溫至540°C，保溫5h，再以120°C /h升溫至810°C，保溫3h ;然后以250°C /h降溫至270°C，保溫12h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1140°C，終軋溫度為920°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為940°C ；
(3)將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以180°C/h升溫至360°C，保溫4h，再以160°C /h升溫至710°C，保溫3h，然后以120°C /h降溫至420°C，保溫6h，再以80°C /h降溫至230°C，保溫6h ;然后以180°C /h升溫至660°C，保溫3h，再以100°C /h升溫至820°C，保溫2h，然后以250°C /h降溫至280°C，保溫5h，放入2°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以60°C /h升溫至110°C，保溫2h，再以50°C /h升溫至190°C，保溫2h，再以50°C /h降溫至90°C，保溫3h，空冷至室溫，再以105°C /h升溫至205°C，保溫lh，空冷至室溫；
(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識、包裝等后序工藝，即得成品。
[0009]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:石灰石18、白云石8、高嶺土 12、鉀長石8、菱鎂石6、鐵礦渣10、莫來砂4 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻,濕法球磨24h，烘干，860°C煅燒30min，冷卻至室溫，再放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220°C煅燒2h，水淬，濕法球磨24h，過150目篩，烘干即得。
[0010]經(jīng)檢驗(yàn)，成品化學(xué)成分為:C 0.089%、Si 0.14%、Ni 2.48%、Cr 1.72%、Mn 0.96%、Al 0.47%、Mo 0.33%、Nb 0.18%、Ti0.085%、Nd 0.046%、Er 0.034%、N 0.0068%、V 0.0037%、S 0.0041%、P0.013%，余量為Fe ;力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度516Mpa，屈服強(qiáng)度408Mpa，伸長率34.8%, -100°C沖擊 功 32J。
【權(quán)利要求】
1.一種耐低溫鋼管材料，其特征在于，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:c 0.05-0.15、Si0.1-0.3、Ni 2.2-2.8、Cr 1.5-2.0、Mn 0.8-1.2、Al 0.3-0.6、Mo 0.2-0.4、Nb 0.1-0.2、Ti0.05-0.15、Nd 0.03-0.05、Er 0.02-0.04、N 0.004-0.008、V 0.002-0.005、S ≤0.01、P≤0.02，余量為Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的耐低溫鋼管材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 按化學(xué)成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1540-1560°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1580-1620°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫30_40min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1600-1650°C，加入適量的錳鐵和鈦鐵脫氧10-15min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1620-1660°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧； 鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1530_1550°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1180-1240°C，利用穿孔機(jī)對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以180-240°C /h升溫至360-420 V，保溫5-8h，再以120-160 V /h升溫至650-700 V，保溫4_6h，再以100-150°C /h 升溫至 850-880°C，保溫 2_3h ;然后以 150_200°C /h 降溫至 280_320°C，保溫6-9h，再以 80-120°C /h 升溫至 520_550°C，保溫4_6h，再以 100_150°C /h 升溫至 780_820°C，保溫3-4h ;然后以200-250°C /h降溫至260_280°C，保溫8_14h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1120-1160°C，終軋溫度為880-940°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為920-960°C ； 將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以150-200°C /h升溫至320-380°C，保溫3_5h，再以 120-180°C /h 升溫至 680-720°C，保溫 2_4h，然后以 100-150°C /h 降溫至 380_440°C，保溫4-8h，再以50-100°C /h降溫至220-240°C，保溫4_8h ;然后以150-200°C /h升溫至640-6800C，保溫 3-4h，再以 80_120°C /h 升溫至 780_840°C，保溫 2_3h，然后以 200_250°C /h降溫至280-320°C，保溫4-6h，放入0_5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以50_60°C /h升溫至105-115 °C,保溫2-3h，再以40-50 V /h升溫至180-200 °C，保溫l_2h，再以50-600C /h降溫至80-90°C，保溫3_4h，空冷至室溫，再以90-110°C /h升溫至195-205°C，保溫1-2h，空冷至室溫； 將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識、包裝等后序工藝，即得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫鋼管材料的制備方法，其特征在于，所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土 10-15、鉀長石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8-12、莫來砂3-6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨12-24h，烘干，850-880°C煅燒30_40min，冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒l_2h，水淬，濕法球磨12-24h，過100-150目篩，烘干即得。
【文檔編號】C22C38/50GK103741055SQ201310715230
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】王德志, 王宗義, 朱先玉, 王德泉, 盧秉林 申請人:馬鞍山市盈天鋼業(yè)有限公司