一種淬硬性鋼管材料及其制備方法
【專利摘要】一種淬硬性鋼管材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為：C0.16-0.19、Si0.7-0.8、Mn1.3-1.55、Mg0.4-0.6、Zn0.03-0.05、La0.007-0.009、Al0.07-0.09、As0.003-0.005、P≤0.012、S≤0.007、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明鋼管材料配方合理，添加了La、Al等元素，使得材料組織致密，晶粒細(xì)致，提高強(qiáng)度和耐磨性，而且淬硬性好，得到的鋼管的精度高和機(jī)械性能優(yōu)良；通過(guò)合理控制熱處理溫度，提高了鋼管材料的綜合力學(xué)性能，提高了安全系數(shù)，可以作為鍋爐、石油等管線使用。
【專利說(shuō)明】一種淬硬性鋼管材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種淬硬性鋼管材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管不僅用于輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機(jī)械零件和容器，它還是一種經(jīng)濟(jì)鋼材。從人們的日常用具、家具、供排水、供氣、通風(fēng)和采暖設(shè)施到各種農(nóng)機(jī)用具的制造、地下資源的開(kāi)發(fā)、國(guó)防和航天所用槍炮、子彈、導(dǎo)彈、火箭等都離不開(kāi)鋼管。
[0003]隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，人民生活水平的提高，對(duì)鋼管的質(zhì)量要求越來(lái)越高，不但要求有更高的強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性、耐磨性、耐高溫、彈性好、抗彎曲、耐沖擊、好的韌性、不易發(fā)生裂紋，提高安全性能，而且還需要有良好的加工性，降低經(jīng)濟(jì)成本，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，還需要進(jìn)一步提高鋼管的質(zhì)量，尤其是針對(duì)不同用途研發(fā)不同性能的鋼管材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種淬硬性鋼管材料及其制備方法，該鋼管材料具有高強(qiáng)度、耐磨、淬硬性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種淬硬性鋼管材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:C 0.16-0.19、Si0.7-0.8、Mnl.3-1.55、Mg0.4-0.6、Zn0.03-0.05、La0.007-0.009、A10.07-0.09、As0.003-0.005、P ≤ 0.012、S ≤ 0.007、余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]所述的淬硬性鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將生鐵送入爐中加精煉劑進(jìn)行一次精煉、添加合金成分、加精煉劑進(jìn)行二次精煉、測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格，真空脫氣、連鑄圓管坯，再進(jìn)行退火處理，制得坯料；
(2)合金化過(guò)程中首先將合金與生鐵鑄成合金塊，再分批投放；合金塊的成分和投放順序?yàn)?1)3i、zn;fe、(2)mg、la;fe(3)其他合金元素和Fe ;投放間隔的時(shí)間為25-28分鐘，投放后吹氬攪拌均勻；
(3)加熱穿孔，將所述坯料加熱至1190-1200°C下穿孔，得到管坯，并且控制穿孔偏心率小于7% ；
(4)熱處理。
[0007]所述的熱處理是:將管坯以24_25°C /s速度加熱到820_830°C，保溫10_15分鐘，再以24-25°C /s速度加熱到1010-1020°C，保溫6_8分鐘，再以240_260°C /小時(shí)速度降溫到50-800C ;再以23-250C /s速度加熱到600_62(TC，保溫10-15分鐘，再以24-25°C /s速度加熱到920-930°C，保溫1-1.5小時(shí)，再以240_250°C /s速度噴淋降溫到300-310°C，再以230-2400C /s速度噴淋降溫到60-80°C ;再以21_23°C /s速度加熱到570_580°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:廢鐵粉末20-24、納米二氧化鈦0.5-1、納米云母粉0.5-1、獨(dú)居石3-5、氧化鋇2-4、氧化鈣6-8、三氧化二鉻2_4、膨脹石墨4_6 ;制備方法是將獨(dú)居石粉碎，與廢鐵粉末加熱至熔融狀態(tài)，加入獨(dú)居石、氧化鋇、氧化鈣、三氧化二鉻、膨脹石墨攪拌均勻，在真空中脫氣；將所得粉末在0.7-lKpa下壓制成坯，然后，在1210-1240°C下煅燒1-2小時(shí)，冷卻后，再粉碎成100-200目粉末，與其他剩余成分混合均勻，即得。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明鋼管材料配方合理，添加了 La、Al等元素，使得材料組織致密，晶粒細(xì)致，提高強(qiáng)度和耐磨性，而且淬硬性好，得到的鋼管的精度高和機(jī)械性能優(yōu)良；通過(guò)合理控制熱處理溫度，提高了鋼管材料的綜合力學(xué)性能，提高了安全系數(shù)，可以作為鍋爐、石油等管線使用；本發(fā)明精煉劑能與鋼液進(jìn)行充分物化反應(yīng)，達(dá)到脫氧、脫硫、脫磷、改善夾雜物形態(tài)目的，提高鋼的純凈度，金屬收得率和鋼管成材率得到提高。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種淬硬性鋼管材料，其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:C 0.16-0.19、Si0.7-0.8、Mnl.3-1.55、Mg0.4-0.6、Zn0.03-0.05、La0.007-0.009、A10.07-0.09、As0.003-0.005、P≤0.012、S≤0.007、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0011]所述的淬硬性鋼管材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
(1)將生鐵送入爐中加精煉劑進(jìn)行一次精煉、添加合金成分、加精煉劑進(jìn)行二次精煉、測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格，真空脫氣、連鑄圓管坯，再進(jìn)行退火處理，制得坯料；
(2)合金化過(guò)程中 首先將合金與生鐵鑄成合金塊，再分批投放；合金塊的成分和投放順序?yàn)?1)3丨、211、？6;(2)1%、1&、？6;(3)其他合金元素和Fe ;投放間隔的時(shí)間為26分鐘，投放后吹氬攪拌均勻；
(3)加熱穿孔，將所述坯料加熱至1195°C下穿孔，得到管坯，并且控制穿孔偏心率小于
7% ；
(4)熱處理。
[0012]所述的熱處理是:將管坯以24°C /s速度加熱到825°C，保溫13分鐘，再以24°C /s速度加熱到1015°C，保溫7分鐘，再以245°C /小時(shí)速度降溫到70V ;再以24°C /s速度加熱到610°C，保溫12分鐘，再以25°C /s速度加熱到925°C，保溫1.3小時(shí)，再以245°C /s速度噴淋降溫到305°C，再以235°C /s速度噴淋降溫到70°C;再以22°C /s速度加熱到575°C，保溫2.5小時(shí)，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:廢鐵粉末22、納米二氧化鈦0.7、納米云母粉0.8、獨(dú)居石4、氧化鋇3、氧化鈣7、三氧化二鉻3、膨脹石墨5 ;制備方法是將獨(dú)居石粉碎，與廢鐵粉末加熱至熔融狀態(tài)，加入獨(dú)居石、氧化鋇、氧化鈣、三氧化二鉻、膨脹石墨攪拌均勻，在真空中脫氣；將所得粉末在0.SKpa下壓制成坯，然后，在1230°C下煅燒1.5小時(shí)，冷卻后，再粉碎成150目粉末，與其他剩余成分混合均勻，即得。
[0014]采用本實(shí)施例的淬硬性鋼管材料制成壁厚為4.2mm的鋼管，可以承受19Mpa以上的壓力而不爆管，屈服強(qiáng)度802MPa，抗拉強(qiáng)度在858MPa，硬度(HV)243，沖擊吸收功47J，沖擊韌性58J/cm2，延伸率15%。
【權(quán)利要求】
1.一種淬硬性鋼管材料，其特征在于:其含有的化學(xué)元素成分及其質(zhì)量百分比為:C 0.16-0.19、Si0.7-0.8、Mnl.3-1.55、Mg0.4-0.6、Zn0.03-0.05、La0.007-0.009、A10.07-0.09、As0.003-0.005、P≤ 0.012、S ≤0.007、余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬硬性鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將生鐵送入爐中加精煉劑進(jìn)行一次精煉、添加合金成分、加精煉劑進(jìn)行二次精煉、測(cè)并調(diào)整化學(xué)元素成分含量至合格，真空脫氣、連鑄圓管坯，再進(jìn)行退火處理，制得坯料； (2)合金化過(guò)程中首先將合金與生鐵鑄成合金塊，再分批投放；合金塊的成分和投放順序?yàn)?I) S1、Zn、Fe ; (2) Mg、la、Fe ; (3)其他合金元素和Fe ;投放間隔的時(shí)間為25-28分鐘，投放后吹氬攪拌均勻； (3)加熱穿孔，將所述坯料加熱至1190-1200°C下穿孔，得到管坯，并且控制穿孔偏心率小于7% ； (4)熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淬硬性鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的熱處理是:將管坯以24-25°C /s速度加熱到820-830°C，保溫10-15分鐘，再以24-25°C /s速度加熱到1010-1020°C，保溫6-8分鐘，再以240_260°C /小時(shí)速度降溫到50_80°C;再以23-25°C /s速度加熱到600-620°C，保溫10-15分鐘，再以24-25°C /s速度加熱到920-930O，保溫1-1.5小時(shí)，再以240-250°C /s速度噴淋降溫到300-310°C，再以230_240°C /s速度噴淋降溫到60-80°C ;再以21-23°C /s速度加熱到570_580°C，保溫2-3小時(shí)，取出空冷即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淬硬性鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:廢鐵粉末20-24、納米二氧化鈦0.5-1、納米云母粉0.5-1、獨(dú)居石3-5、氧化鋇2-4、氧化鈣6-8、三氧化二鉻2-4、膨脹石墨4_6 ;制備方法是將獨(dú)居石粉碎，與廢鐵粉末加熱至熔融狀態(tài)，加入獨(dú)居石、氧化鋇、氧化鈣、三氧化二鉻、膨脹石墨攪拌均勻，在真空中脫氣；將所得粉末在0.7-lKpa下壓制成坯，然后，在1210-1240°C下煅燒1_2小時(shí)，冷卻后，再粉碎成100-200目粉末，與其他剩余成分混合均勻，即得。
【文檔編號(hào)】C22C33/04GK103789607SQ201410018613
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】楊五和 申請(qǐng)人:安徽省楊氏恒泰鋼管扣件加工有限公司