[發明專利]一種高強高韌性結構用無縫鋼管及其制造方法

有效

• 申請號: 201210214597.0
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102747300A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 邊華川;易良剛;吳紅;王西江;林發駒;滕建明
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/48;C22C38/46;C21D1/25;C21D9/08
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 譚昌馳

技術領域

本發明涉及無縫鋼管生產技術領域，更具體地講，涉及一種能夠作為液壓履帶式起重機的組合臂架用管、液壓油缸用管、橋梁結構用管、海洋平臺結構用管的具有高強度、高韌性和良好的焊接性能的結構用無縫鋼管及制造方法。

背景技術

隨著我國經濟的高速發展，國家基本建設的規模越來越大，對高強高韌性結構用無縫鋼管的性能要求也越來越高。

履帶起重機臂架、液壓油缸、橋梁和海洋平臺等行業用無縫鋼管不但需要高強度（屈服強度高于890MPa）、高低溫韌性（－20℃沖擊功高于55J）、同時還必須有良好的焊接性能。例如，具體來講，目前國內外液壓履帶式起重機的組合臂架用管要求－20℃AKV沖擊功高于55J，在低于－20℃的低溫環境下作業時用戶對其低溫沖擊提出更高的要求；現橋梁用結構鋼（GB/T714-2008）最高鋼級屈服要求大于650MPa，且低溫沖擊要求－40℃AKV大于47J；對于屈服大于890MPa的高強度橋梁用結構鋼，采用通常材料和熱處理工藝生產的鋼管其低溫沖擊韌性難以滿足－20℃AKV大于55J的要求。

此外，對于通常的調質鋼如30CrMo而言，盡管其強度和韌性可以基本滿足上述要求，但是其焊接性能差，難以滿足材料對于焊接性能較好的要求。

高強高韌性結構用無縫鋼管在惡劣的低溫環境作業時其低溫沖擊韌性要求很高，并承載著巨大壓力。因此，為了保證結構管在使用過程中的安全，必須要求高強高韌性結構用無縫鋼管的鋼質純凈度高、強度高、韌性優異、幾何尺寸精度高，表面質量好，且具有良好的焊接性能，因而生產難度大。

目前液壓履帶式起重機的組合臂架用管、液壓油缸用管、橋梁結構用管、海洋平臺結構用管對低溫沖擊功絕大部分要求－20℃AKV沖擊功高于55J，在低于－20℃的低溫惡劣環境下作業一般鋼管的低溫沖擊性能難以滿足安全性的要求。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題之一，本發明的目的之一在于提供一種能夠作為液壓履帶式起重機的組合臂架用管、液壓油缸用管、橋梁結構用管或海洋平臺結構用管的具有高強度、高韌性和良好的焊接性能的結構用無縫鋼管及制造方法。

本發明的一方面提供了一種高強高韌性結構用無縫鋼管的制造方法。所述制造方法包括鋼水冶煉、連鑄、軋管機組軋制的步驟，其中，所述鋼水冶煉步驟得到目標鋼水，且所述目標鋼水的成分按重量百分比計由C：0.14～0.18%、Si：0.20～0.50%、Mn：0.90～1.30%、P≤0.020%、S≤0.010%、Cr：0.20～1.00%、Mo：0.20～0.80%、Ni：0.90～1.50%、V：0.02～0.10%、Nb≤0.05%、Al：0.015～0.050%、Cu≤0.35%、N≤0.020%、Ti≤0.05%以及余量的鐵和不可避免的雜質組成；所述制造方法還包括調質熱處理步驟，所述調質熱處理步驟在所述軋管機組軋制步驟后對鋼管順序進行淬火和回火處理，其中，淬火溫度為920～960℃，回火溫度為610～660℃。

在本發明的制造方法的一個示例性實施例中，所述淬火的冷卻速度能夠保證在從850℃至500℃的淬火過程中的平均冷卻速度是10℃/秒以上。

本發明的另一方面提供了一種高強高韌性結構用無縫鋼管。所述無縫鋼管采用如上所述的制造方法得到。本發明的高強高韌性結構用無縫鋼管的屈服強度不低于890MPa、抗張強度不低于960MPa、延伸率不低于14%、－20℃縱向沖擊功不低于120J、－40℃縱向沖擊功不低于75J，并且所述無縫鋼管的焊接區域的－20℃縱向沖擊功不低于55J、－40℃縱向沖擊功不低于47J。

本發明的高強高韌性結構用無縫鋼管具有均勻、單一的回火索氏體組織。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：提供了一種能夠作為液壓履帶式起重機的組合臂架用管、液壓油缸用管、橋梁結構用管或海洋平臺結構用管的具有高強度、高韌性和良好的焊接性能的結構用無縫鋼管及制造方法；得到的結構用無縫鋼管的屈服強度不低于890MPa、抗張強度不低于960MPa、延伸率不低于14%、-20℃縱向沖擊功不低于約120J、-40℃縱向沖擊功不低于約75J，并且所述無縫鋼管的焊接區域的-20℃縱向沖擊功不低于約55J、-40℃縱向沖擊功不低于約47J。

附圖說明

圖1示出了本發明示例性實施例的高強高韌性結構用無縫鋼管的金相組織圖。

圖2示出了本發明一個示例的樣管拉繩斷裂后的試樣照片。

圖3A示出了本發明一個示例的樣管在側彎試驗后的試樣照片。