[發明專利]一種超高強度無縫鋼管的制造方法

有效

• 申請號: 202210213981.2
• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114635030B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 王伯文;聶慧強;呂茹;侯楠;李樹偉;鄭文杰
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C21D9/08
• 分類號: C21D9/08;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/34;B21C37/06;B23P15/00;C21D1/00;C21D1/26;C21D6/00;C21D8/10
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 耿聯軍

本發明涉及超高強度無縫鋼管制備領域。一種超高強度無縫鋼管的制造方法，圓鋼坯經過鍛機鍛造成長圓鋼，長圓鋼經剝皮、鋸切后再中心深空鉆鉆出通孔形成管坯，管坯經過熱擠壓、熱處理、矯直、機加工后形成成品；熱擠壓過程包括環形爐加熱、第一次感應加熱、擴孔、第二次感應加熱、玻璃粉潤滑，進入臥式擠壓機進行熱擠壓，環形爐加熱溫度750±20℃，加熱時間3小時，一次感應加熱溫度1180±15℃，加熱時間5min，擴孔擴延系數1.10，二次感應加熱溫度1180±15℃，加熱時間5min，擠壓比8~9，擠壓速度14~16%，擠壓完成后空冷至室溫。

技術領域

本發明涉及超高強度無縫鋼管制備領域。

背景技術

超高強度合金鋼合金元素含量少（5%），經濟性好，強度高，屈強比低，此類鋼是通過淬火和低溫回火處理獲得較高的強度和韌性，鋼的強度主要取決于鋼中馬氏體的固溶碳濃度。一般含碳量在0.30~0.45%。鋼中合金元素總量約在5%左右，Cr、Ni和Mn在鋼中的主要作用是提高鋼的淬透性，以保證較大的零件在適當的冷卻條件下獲得馬氏體組織，Mo，W和V的主要作用是提高鋼的抗回火能力和細化晶粒等。

美國從20世紀40年代中期開始研究低合金超高強度鋼，通過降低回火溫度，使鋼的抗拉強度達到1600~1900MPa，用于高壓內燃機噴油管、飛機起落架及滑軌、管道等。低合金超高強度鋼具有高強度，但它們的斷裂韌性和抗應力腐蝕能力都比較差，因而其應用受到了一定的限制。我國于1980年研制出成功406鋼，通過降低碳含量和采用VIM+VAR冶煉技術，在406鋼的基礎上開發了D406A鋼（30Si2MnCrMoVE），D406A鋼的強度稍有下降，但提高了韌性（σb＞1620MPa，KIC＞87MPa?m1/2）。

由于超高強度合金鋼材料熱加工性能差，30Si2MnCrMoVE超高強度無縫鋼管無法采用傳統的熱穿孔工藝生產，現有技術采用鍛造/旋壓加機加工工藝。采用此類工藝生產時，由于材料壓力加工變形比小，其晶粒度指標很難一次達到技術要求，往往要重復進行二三次處理后才能使晶粒度滿足要求。產品對尺寸精度要求高，同時由于材料熱加工性能較差容易開裂，必須采用機加工工藝得到最終產品尺寸，機加工量很大。?發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何提高超高強度合金鋼材料（30Si2MnCrMoVE）鋼管的性能。

本發明所采用的技術方案是：一種超高強度無縫鋼管的制造方法，圓鋼坯經過鍛機鍛造成長圓鋼，長圓鋼經剝皮、鋸切后再中心深空鉆鉆出通孔形成管坯，管坯經過熱擠壓、熱處理、矯直、機加工后形成成品；熱擠壓過程包括環形爐加熱、第一次感應加熱、擴孔、第二次感應加熱、玻璃粉潤滑，進入臥式擠壓機進行熱擠壓，環形爐加熱溫度750±20℃，加熱時間3小時，一次感應加熱溫度1180±15℃，加熱時間5min，擴孔擴延系數1.10，二次感應加熱溫度1180±15℃，加熱時間5min，擠壓比8~9，擠壓速度14~16%，擠壓完成后空冷至室溫。

熱處理過程為，采用退火加回火熱處理，退火溫度910~930℃，保溫40min，爐冷至500℃以下；回火溫度280~300℃，保溫90min，爐冷至室溫。

鍛機鍛造比為7.5。

圓鋼坯鋼號為30Si2MnCrMoVE，化學成分按重量百分比計C?0.28~0.32%，Si?1.45~1.65%，Mn0.90~1.20%，Cr?1.00~1.30%，Mo?0.35~0.45%，V0.10~0.21%，S0.010%，P0.020%。

本發明的有益效果是：利用熱擠壓過程中材料變形量大、三向壓應力的變形特點，結合退火加回火熱處理，得到高強度、高韌性、組織均勻、晶粒細小的無縫管體，避免了鍛造加旋壓的傳統工藝對材料組織性能的不利影響。此鋼種（30Si2MnCrMoVE）熱擠壓方法制造的管體尺寸精度高，表面質量好，顯著減少了機加工工作量，實現材料性能和制造經濟性的大幅提高。

具體實施方式