[發明專利]一種貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管及其制備方法

有效

• 申請號: 201410125913.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103866191A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 侯曉英;王業勤;許榮昌
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/12;C22C38/04;C21D8/10;C21D1/20;C21D1/26
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;榮紅穎

技術領域

本發明屬于鋼管的制備領域，具體涉及一種貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管及其制備方法。

背景技術

為了應對能源的日益緊張、二氧化碳排放對人類生存環境造成的重大影響以及節能減排的要求與壓力，在保證整車性能的前提下實現輕量化技術已成為當前汽車行業的發展潮流，得到廣泛關注，其中通過使用空心部件代替實心部件的應用是目前實現汽車輕量化的有效途徑之一。隨著管材內高壓生產技術的成熟，高強度空心構件的工業生產已經成為可能，而實現該方案需要有高強度和高塑性的空心件作為載體。其中相變誘發塑性鋼利用組織中存在的殘余奧氏體在塑性變形作用下誘發馬氏體生核和形成，并產生局部硬化，繼而變形不再集中在局部，使相變均勻擴散到整個材料以同時提高材料的強度和塑性，具有極大的應用前景。

目前，鋼管的熱處理方式仍以燃氣加熱和電阻加熱為主，多數是將鋼管整體放入加熱爐內進行加熱，這樣所加工的鋼管長度受到加熱爐爐體大小的限制，不能生產大規格和長度較大的鋼管，從而限制了鋼管的產品規格；此外，采用這種裝置在加熱過程中升溫較慢，鋼管表面的氧化層嚴重，而且工作效率也不高；再者，爐體內的托輥道無法保證鋼管在加熱爐內的勻速轉動，其加熱不均，可導致鋼管的彎曲。

發明內容

針對現有技術存在的諸多問題，本發明的目的在于提供一種貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管及其制備方法。

本發明的制備方法利用普通低碳鋼的化學成分生產出具有良好綜合力學性能的貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管，同時促進內高壓成形技術的進一步發展，將相變誘發塑性鋼所具有的高強度高塑性的雙重優點成功地應用到鋼管的制備領域，不僅能生產出高強度、大變形量和形狀復雜的內高壓成形件，還大大降低了生產成本，具有廣闊的應用前景。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管的制備方法，依次包括冶煉、鍛棒、車削、加熱、穿孔、冷拔以及熱處理步驟，其中所述熱處理步驟為：

首先，將冷拔后得到的無縫冷拔鋼管以35-50℃/s的速率加熱到奧氏體化溫度區910～950℃，退火處理60～90s；然后，將退火處理后的無縫冷拔鋼管以40～80℃/s的速率冷卻到貝氏體區380～430℃，等溫處理30～100s；最后，將等溫處理后的無縫冷拔鋼管冷卻至室溫，從而獲得所述貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管；

所述貝氏體基體相變誘發塑性鋼無縫管按質量百分比由以下成分組成：C：0.10%～0.25%，Si：1.0%～2.0%，Mn：1.0%～2.0%，Nb≤0.10%，Ti≤0.10%，P≤0.006%，S≤0.007%，余量為Fe和不可避免的雜質。

在上述制備方法中，在所述熱處理步驟中，所述無縫冷拔鋼管加熱到奧氏體化溫度區的速率可以是35℃/s、38℃/s、40℃/s、42℃/s、45℃/s、48℃/s或49℃/s；所述奧氏體化溫度區可以是910℃、920℃、930℃、940℃或950℃；所述退火處理的時間可以是65s、70s、80s或85s；所述無縫冷拔鋼管冷卻至貝氏體區的速率可以是42℃/s、48℃/s、55℃/s、60℃/s、65℃/s、75℃/s或80℃/s；所述貝氏體區的溫度可以是380℃、400℃、410℃、420℃或425℃；所述等溫處理時間可以為35s、40s、45s、55s、64s、70s、80s、90s或98s。

在上述制備方法中，作為一種優選實施方式，所述鍛棒、車削、加熱、穿孔以及冷拔步驟具體為：將冶煉后得到的鑄錠鍛造成棒材，車削棒材除去外表面褶皺和缺陷后形成管坯，再將管坯加熱處理后進行穿孔，然后冷卻至室溫進行冷拔處理，從而得到無縫冷拔鋼管，其中，所述加熱處理是將所述管坯加熱到1100～1250℃并保溫2-4小時，所述冷拔處理的道次為3～7道次。例如所述加熱處理時的加熱溫度為1110℃、1150℃、1180℃、1220℃或1245℃；所述冷拔的道次為3道次、4道次、5道次、6道次或7道次。

在上述制備方法中，作為一種優選實施方式，在所述熱處理步驟中，采用中頻加熱感應線圈對所述無縫冷拔鋼管進行加熱以使所述無縫冷拔鋼管以35-50℃/s的速率加熱到奧氏體化溫度區910～950℃。中頻感應加熱處理使產品質量良好、控制精度高、設備投資小、生產成本低、勞動條件好、節能環保、設備維護簡單。

在上述制備方法中，作為一種優選實施方式，在所述熱處理步驟中，采用壓縮空氣對所述無縫冷拔鋼管進行冷卻以使所述無縫冷拔鋼管以40～80℃/s的速率冷卻到貝氏體區380～430℃。