专利名称：一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，更具体涉及一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法。
背景技术：
如以往被熟知的那样，包含约0. 2 %的C、约13 %的Cr的13Cr钢(以下，简称为"13Cr钢“时即指该13Cr钢)由于耐浸湿二氧化碳气体腐蚀性优异、并比C含量少的超级13Cr钢或双相不锈钢廉价，因此被广泛用作油井管。该13Cr钢的无缝钢管通过热加工从钢坯制成管坯后，进行淬火-退火，从而制成成品。近年来，为了应对原油价格的上涨和在不远的将来所预想的石油资源的枯竭，油井管的下井深度越来越深，钢级强度越来越高。在很多复杂工况条件下服役的油井管，要求钢管有较高的强度、韧性，还要有较好的耐腐蚀、耐低温、抗挤毁等各种苛刻条件，这样对钢管的综合性能提出了更高的要求。当今高强高韧性钢管主流发展方向，普遍采用以下几点工艺技术控制要点(超) 高纯净钢冶炼，尽量控制低的S、P、五害、气体、夹杂物等含量；低碳低合金化设计，严格控制合金成分精度范围；控制轧制与控制冷却，优化轧制工艺，细化轧态钢管的组织和晶粒度；热处理采用淬火+回火的调质热处理工艺，改进淬火、回火设备，提高淬火冷却效果，改善管材回火组织均勻性，优化热处理工艺。对于高强度高韧性无缝钢管，普遍采用调质热处理工艺，来提高钢管的强度和韧性。但在调质处理过程中常常遇到这样的问题，为了提高材料的强度，必须降低回火温度或者缩短回火保温时间，这样材料的韧性就会下降。而如果为了或者更好的韧性，必须提高回火温度或者延长回火时间，这样钢材的强度就会降低。通过淬火固溶来提高强度，通过回火析出来改善韧性，由于强度和韧性的矛盾关系，改善调质钢的强韧性匹配，是高强高韧性钢管开发过程中要面对的主要难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供高强度、高韧性的马氏体不锈钢无缝钢管的制备方法，通过该方法制备的钢管可用于深海石油开采。本发明所制备一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其包括如下步骤(1)在真空感应炉或电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素C0. 17-0. 21%, SiO. 2-0. 8%, MnO. 4-0. 9%, Cr 12. 3-13. 9%, S^O. 003%, P^O. 002%, A10. 025-0. 05%, Cul. 0-2. 0%, NbO. 3-0. 5%, NO. 06-0. 1%, TiO. 08-0. 12%，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1100_1250°C ；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1100°c，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为660-680°C，保温时间为10-60min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上10-20°C，奥氏体化保温时间为15-30分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为570-640°C，保温时间为 60-90min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能屈服强度1068_1200MPa，抗拉强度 1132-1300MPa，夏比V型0°C横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级；所述化学元素的含量进一步为C 0. 18-0. 20%, SiO. 3-0. 7%, MnO. 4-0. 8% 步骤(3)中使用非石墨系润滑剂，芯棒的延伸轧制对精轧用荒管进行轧制后，用再加热炉加热，通过定径轧制加以精轧。Cr 的含量进一步为 12. 5-13. 5%。
具体实施例方式实施例一一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤(1)在真空感应炉中冶炼， 采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素CO. 21%，SiO.8%, MnO. 9 %，Cr 13. 5%, S ^ 0. 002 %, P ^ 0. 001 %, A10. 05 %，Cul. 0 %，NbO. 5 %, NO. 1 %, TiO. 12%，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1150-1250°C ；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1150°C，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为665-680°C，保温时间为30min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上10-20°C，奥氏体化保温时间为15分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为580_630°C，保温时间为 60min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能屈服强度1068_1200MPa，抗拉强度 1132-1300MPa，夏比V型0°C横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级。实施例二—种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤(1)电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素C0. 20 %，SiO. 6 %，MnO. 4 %，Cr 13. 0 %, S ^ 0. 0015 %, P ^ 0. 001 %, A10. 025%, Cul. 5%, NbO. 5%, NO. 1%, TiO. 08%，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1150-1200°C ；
(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1170°C，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为660-670°C，保温时间为40min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上15-20°C，奥氏体化保温时间为30分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为600-640°C，保温时间为 75min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能屈服强度1100_1200MPa，抗拉强度 1200-1300MPa，夏比V型0°C横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级。实施例三一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤(1)电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素:C0. 19%,SiO. 6%,MnO. 4%,Crl2. 8%,S ( 0. 002%,P ^ 0. 002%,A10. 03%, Cul. 5%, NbO. 4%, NO. 08%, TiO. 1 %，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1200_1250°C ；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1200°C，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为670-680°C，保温时间为60min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上10-20°C，奥氏体化保温时间为20分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为600-630°C，保温时间为 90min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能屈服强度1120_1200MPa，抗拉强度 1200-1250MPa，夏比V型0°C横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其包括如下步骤(1)在真空感应炉或电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素:C0. 17-0. 21%, SiO. 2-0. 8%, MnO. 4-0. 9 %, Cr 12. 3-13. 9%, S^O. 003%, P^O. 002%, A10. 025-0. 05%, Cul. 0-2. 0%, NbO. 3-0. 5%, NO. 06-0. 1%, TiO. 08-0. 12%，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1100-1250°C；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1100°C，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为660-680°C，保温时间为10-60min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上10-20°C，奥氏体化保温时间为15-30分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为570-640°C，保温时间为 60-90min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能屈服强度1068-1200MPa，抗拉强度 1132-1300MPa，夏比V型0°C横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级。
2.根据权利要求1所述的一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述化学元素的含量进一步为 C 0. 18-0. 20%, Si 0. 3-0. 7%, MnO. 4-0. 8% 0
3.根据权利要求2所述的一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，步骤 (3)中使用非石墨系润滑剂，芯棒的延伸轧制对精轧用荒管进行轧制后，用再加热炉加热， 通过定径轧制加以精轧。
4.根据权利要求3所述的一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，Cr的含量进一步为12. 5-13. 5%。
全文摘要
本发明公开了一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，钢坯包括下述重量百分比的化学元素C0.17-0.21％，Si0.2-0.8％，Mn0.4-0.9％，Cr12.3-13.9％，S≤0.003％，P≤0.002％，Al0.025-0.05％，Cu1.0-2.0％，Nb0.3-0.5％，N0.06-0.1％，i0.08-0.12％，余量为铁和不可避免的杂质。通过电炉炼钢、连铸、铸坯加热、穿孔轧制以及调制热处理得到一种高强度、良好韧性的马氏体不锈钢无缝钢管，该钢管可用于深海石油开采。
文档编号C21D8/10GK102367553SQ20111030632
公开日2012年3月7日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者刘群联 申请人:刘群联