专利名称：一种高强度和超高强度钢管的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑用钢材，特别是一种高强度和超高强度钢管的加 工方法。
背景技术：
目前，国内生产的钢管的生产工艺主要为热轧、冷轧、冷拔、挤压等方 法生产，其中热轧钢管强度较低，而其他工艺生产的钢管强度虽稍有提高，但钢管表面经加 工后硬化延性较差，主要集中在Q235、Q345、Q460级别，不能满足地质钻井、流体输送、车辆 制造等特殊行业的需求，如用于上述场合，需增加钢管厚度或规格，浪费了钢材资源；国外 采用轧制后热处理的生产工艺生产出的高强度钢管，屈服强度达到690MPa，仍存在超高强 度不够的问题，而且加工时需添加不少稀有金属，价格昂贵。发明内容本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新的加工方便的高强 度和超高强度钢管的加工方法，替代现有普通钢管，满足国内外市场需求。本发明目的是这样实现的由钢厂按如下化学成份C :0. 05 0. 5%、Si 0. 1 1. 8%、Mn :0. 1 1. 9%、选择以下一种或几种微量合金元素Cr :0. 1 0. 6%、Ni 0. 1 0. 5%,Nb 0. 02 0. 5%,Ti 0. 02 0. 6%禾口 V :0· 01 0. 1 %及余下为Fe冶炼好钢坯，并 加热轧制成钢管，高强度钢管也可采用普通无缝钢管和焊管，经过牵引装置牵引传动依次 送入预热中频和超音频加热炉内加热到850 1100°C，然后经筒形淬火装置进行为时10 120秒钟快速淬火，经过回火中频加热炉加热到370 720°C回火，最后经冷却装置进行冷 却处理，从而生产出超高强度钢管；上述筒形淬火装置由内外壁组成，筒端密封，内外壁之 间中空为蓄水腔，其内壁纵横向分别设置喷孔，外壁上设有高压喷管接头，可通过高压喷管 连接到高压泵，进行高压喷淋淬火。本发明的有益效果是(1)本发明利用预热中频和超音频加热炉的感应加热线圈 的“集肤效应”将轧制好的钢管进行分段式加热，可将其加热温度提升到850 1100°C， 具有连续生产性能、可满足不同规格尺寸的钢管的加热；(2)本发明的屈服强度> 600 1670MPa,强度很高，比传统的普通钢管的屈服强度234,345和460Mpa高出1 3倍；(3) 本发明的内部组织为回火屈氏体或索氏体，晶粒度可达9级以上，具有良好的抗低温冲击 性的优点；(4)本发明采用的筒形淬火装置，内外壁中空，在内壁上纵横向设置喷孔，外壁 上有高压喷管接头，可连接高压泵，打开高压泵进行淬火具有淬火水压大、淬火速度快、淬 火均勻的优点；(5)应用时，可直接将超高强度钢管按使用要求进行制作安装，应用简单方 便。(6)产品加工成本价仅为原来普通钢管的1. 1倍，但由于强度高，钢管用量可减少50% 以上，在大量节省钢材的同时，可取代高强度钢管的进口，同时可以出口创汇，满足国内外 市场的需求，经济效益和社会效益十分显著；(7)采用普通无缝钢管和焊管进行热处理加 工方便可行，屈服强度可增加1倍以上。
附图1是本发明的后续加工生产线流程示意图，图2是本发明的筒形 淬火装置结构示意图。图中1代表传动支架、2代表预热中频加热炉、3代表超音频加热炉、4代表筒形淬 火装置、5代表回火中频加热炉、6代表冷却装置、7代表牵引装置、8代表钢管、9代表外壁、 10代表内壁、11代表蓄水腔、12代表喷孔、13代表高压喷管接头、14代表筒端
具体实施方式
下面结合附图1 2举3个实施例对本发明作进一步的描述。例1 如图2所示，先加工好内壁10和外壁9之间中空，筒端14密封，内壁10上 纵横向设置喷孔12和外壳上带有高压喷管接头13的筒形淬火装置4，然后如图1所示，根 据后续加工方法要求，准备好后续加工生产线，筒形淬火装置4接通高压泵，牵引装置7、预 热中频加热炉2、超音频加热炉3、回火中频加热炉5、冷却装置6接通电源；同时，钢厂按化 学成份为C 0. 09%, Si 0. 15%, Mn 0. 35%、选择以下二种微量合金元素Cr 0. 15%, Ni 0. 15 %和余下为Fe冶炼好钢坯并加热轧制好钢管8，再将钢管8运输到后续加工场所，将钢 管8通过牵引装置7牵引，由传动支架1作为托架传动，依次送入预热中频加热炉2和超音 频加热炉3进行分段式加热，加热到890°C，然后通过筒形淬火装置4进行为时100秒钟快 速淬火，接着经过回火中频加热炉5加热到590°C回火，最后通过冷却装置6冷却处理到常 温，这样便生产出屈服强度为710MPa的超高强度钢管8，其内部金相组织为晶粒度达9级的 索氏体。例2 先按例1所述方法加工好筒形淬火装置4，然后如图1所示，根据后续加工方 法要求，准备好后续加工生产线，同时，钢厂按化学成份为C 0. 2%,Si 0. 55%,Mn 1. 9%, 选择以下三种微量合金元素Cr :0. 3%、Ni 0. 25%,Ti 0. 1 %和余下为Fe冶炼好钢坯并加 热轧制好钢管8，再将钢管8运输到后续加工场所，将钢管8经过牵引装置7牵引，由传动支 架1作为托架传动，依次送入预热中频加热炉2和超音频加热炉3进行分段式加热，加热到 9300C，然后通过筒形淬火装置4进行为时60秒钟快速淬火，接着经过回火中频加热炉5加 热到500°C回火，最后通过冷却装置6冷却处理到常温，这样便生产出屈服强度为IOOOMPa 的超高强度钢管8，其内部金相组织为晶粒度达9级的索氏体。例3 先按例1所述方法加工好筒形淬火装置4，然后如图1所示，根据后续加工方 法要求，准备好后续加工生产线，同时，钢厂按化学成份为C 0. 5%, Si 1. 8%, Mn 0. 8%, 选择以下四种微量合金元素CrO. 6%,Ni 0. 5%,Ti 0. 4%,V :005%和余下为Fe由钢厂按 化学成份冶炼好钢坯并加热轧制好钢管8，再将钢管8运输到后续加工场所，将钢管8经过 牵引装置7牵引，由传动支架1作为托架传动，依次送入预热中频加热炉2和超音频加热炉 3进行分段式加热，加热到960°C，然后通过筒形淬火装置4进行为时20秒钟快速淬火，接 着经过回火中频加热炉5加热到420°C回火，最后通过冷却装置6冷却处理到常温，这样便 生产出屈服强度为1560MPa超高强度钢管8，其内部金相组织为晶粒度达9级的索氏体。例4 先按例1所述方法加工好筒形淬火装置4，然后如图1所示，根据后续加工方 法要求，准备好后续加工生产线，同时，将普通无缝钢管(8)或焊接钢管(8)冶炼好钢坯并 加热轧制好，将其经过牵引装置7牵引，由传动支架1作为托架传动，依次送入预热中频加 热炉2和超音频加热炉3进行分段式加热，加热到910°C，然后通过筒形淬火装置4进行为 时20秒钟快速淬火，接着经过回火中频加热炉5加热到470°C回火，最后通过冷却装置6冷 却处理到常温，这样便生产出屈服强度为830MPa高强度钢管8，其内部金相组织为晶粒度 达9级的索氏体。
权利要求
一种高强度和超高强度钢管的加工方法，其特征在于，按化学成份C0.05～0.5％、Si0.1～1.8％、Mn0.1～1.9％、选择以下一种或几种微量合金元素Cr0.1～0.6％、Ni0.1～0.5％、Nb0.02～0.5％、Ti0.02～0.6％、V0.01～0.1％及余下为Fe冶炼成钢坯，并加热轧制成钢管(8)，高强度钢管也可采用普通无缝钢管(8)和焊接钢管(8)，使用牵引装置(7)传动，依次送入预热中频加热炉(2)和超音频加热炉(3)加热到890～960℃，接着经过筒形淬火装置(4)进行10～120秒钟的快速淬火，再经过回火中频加热炉(5)加热到400～600℃回火，最后经冷却装置(6)冷却处理到常温加工而成。
2.根据权利要求1所述一种高强度和超高强度钢管的加工方法，其特征在于，所述使 用的筒形淬火装置(4)由内壁(10)和外壁(9)组成，筒端(14)密封，内壁(10)和外壁(9) 两者之间中空为蓄水腔(11)，内壁(10)上纵横向分别距离1 5cm设有喷孔(12)，外壁 (9)上设有高压喷管接头(13)。
3.根据权利要求1所述一种高强度和超高强度钢管的加工方法，其特征在于，本使用 化学成份配方冶炼钢坯热轧的钢管所加工的产品屈服强度> 700 1570MPa，使用普通无 缝钢管及焊管加工的产品屈服强度彡600 850MPa，金相组织为回火屈氏体或索氏体，晶 粒度均达9级以上。
全文摘要
一种高强度和超高强度钢管其加工方法为，按C0.05～0.5％、Si0.1～1.8％、Mn0.1～1.9％、选择以下一种或几种微量合金元素Cr0.1～0.6％、Ni0.1～0.5％、Nb0.02～0.5％、Ti0.02～0.6％、V0.01～0.1％及余下为Fe的化学成份冶炼好钢坯，加热轧制成钢管，高强度钢管也可采用普通无缝钢管和焊管，通过牵引送入中频和超音频加热炉分段加热、筒形淬火装置快速淬火、回火中频加热炉回火、冷却装置冷却至常温加工而成，其屈服强度≥600～1670MPa，比普通钢管高1～6倍，回火金相组织为屈氏体或索氏体，晶粒度达到9级以上，具有良好的抗低温冲击性的优点，性价比优越，可广泛用于地质钻井、流体输送、车辆制造等特殊行业，更可用于一般工程。
文档编号C22C38/58GK101942615SQ20101026343
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者姚圣法 申请人:姚圣法