一种高强耐疲劳钢管材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强耐疲劳钢管材料及其制备方法，其化学成分的质量百分比为：C0.06-0.12、Si0.1-0.3、Mn1.0-1.5、Cr0.8-1.2、Mo0.4-0.8、V0.25-0.45、Al0.03-0.06、Nb0.02-0.04、Ti0.015-0.025、Po0.01-0.02、N0.005-0.01、La0.03-0.05、Nd0.02-0.03、Lu0.015-0.025、P≤0.025、S≤0.01，余量为Fe。本发明制得的钢管材料高耐疲劳，强度高，冲击韧性好，成型性和焊接性优良，可以用于制造各种无缝钢管，应用范围广。本发明生产工艺简单易操作，成本低，经济效益好，适合大规模工业化生产。
【专利说明】一种高强耐疲劳钢管材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强耐疲劳钢管材料及其制备方法，属于冶金材料领域。
【背景技术】
[0002]无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的圆形，方形，矩形钢材。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件。抗疲劳性能是无缝钢管材料重要的性能指标之一，直接影响钢管的使用寿命。因此开发一种高强耐疲劳钢管材料具有重要的经济效益。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种高强耐疲劳钢管材料及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下: 一种高强耐疲劳钢管材料，其化学成分的质量百分比为:c 0.06-0.12、Si 0.1-0.3、Mn 1.0-1.5, Cr 0.8-1.2, Mo 0.4-0.8、V 0.25-0.45、A10.03-0.06、Nb 0.02-0.04,Ti 0.015-0.025、Po 0.01-0.02, N 0.005-0.01、La 0.03-0.05, Nd 0.02-0.03, Lu
0.015-0.025, P ≤0.025、S ≤0.01，余量为 Fe。
[0005]一种高强耐疲劳钢管材料的制备方法，包括以下步骤:
(O按化学成分要求将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1580-1620°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1600-1640°C，加入15_20kg/t钢的造渣剂，保温35-45min,扒渣，然后调整温度至1620_166(TC，加入适量的硅铁和硅锰脱氧15_20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1650-1680°C即可出钢，在出炉2-3min前往钢水中插入l_1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧；钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1560-1610°C，并连铸成圆坯，
(2)将制得的圆坯加热至1320-1360°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以 140-180 V /h 升温至 320-360 V，保温 4_8h，再以 100-150 V /h 升温至 580-620 V，保温3-5h，再以80-120 V /h升温至780-820 °C，保温l_2h，然后以150-200 V /h降温至440-480°C，保温 4-6h，再以 50-80°C /h 降温至 310_350°C，保温 4_8h，然后以 100-150°C /h升温至610-640°C，保温3-4h，再以80-120°C /h升温至830_860°C，保温l_2h，然后以140-1800C /h 降温至 450-480°C，保温 4_6h，再以 100_150°C /h 降温至 180_220°C，保温5-10h,空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1220-1260°C，终轧温度为930-950°C，然后张力减径，张力减径的温度为945-965°C ；
(3)将上述制得的管材进行热处理:以180-240°C/h升温至440-480°C，保温3_6h，再以 120-160°C /h 升温至 760-790°C，保温 2-3h，然后以 100_150°C /h 降温至 430_460°C，保温4-6h，再以80-120°C /h降温至210-240°C，保温5_8h，然后以150_200°C /h升温至620-660°C，保温 3-4h，再以 100_150°C /h 升温至 820_850°C，保温 l_2h，然后以 120_160°C /h降温至530-560°C，保温3-5h，强风风冷至240_28(TC，保温4_8h，然后放入0_5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以40-50°C /h升温至90-100°C，保温2_3h，再以50_60°C /h升温至205-215°C，保温1-2h，再以45-55°C /h降温至85-95°C，保温3_4h，空冷至室温后以再以 80-90°C /h 升温至 175-195°C，保温 l_2h，再以 40_50°C /h 降温 80_90°C，保温 3_4h，至空冷至室温； (4)将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。
[0006]所述的造渣剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高岭土 10-15、钾长石5-10、菱镁石4-8、铁矿渣8_12、莫来砂3_6 ;b、取菱镁石、硅灰石和招帆土混合均匀，湿法球磨12_24h,烘干,850-880°C煅烧30-40min,冷却至室温，再放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220-1240°C煅烧l_2h，水淬，湿法球磨12_24h，过100-150目筛，烘干即得。
[0007]本发明的有益效果:
本发明制得的钢管材料高耐疲劳，强度高，冲击韧性好，成型性和焊接性优良，可以用于制造各种无缝钢管，应用范围广。本发明生产工艺简单易操作，成本低，经济效益好，适合大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0008](I)按化学成分满足如下质量百分比为:C 0.06-0.12、Si 0.1-0.3、Mn 1.0-1.5、Cr 0.8-1.2, Mo 0.4-0.8、V 0.25-0.45、A10.03-0.06、Nb 0.02-0.04, Ti 0.015-0.025、Po0.01-0.02、N 0.005-0.0U La 0.03-0.05, Nd 0.02-0.03, Lu 0.015-0.025、P ≤ 0.025、S^0.01，余量为Fe进行配料，将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1620°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1640°C，加入15kg/t钢的造渣剂，保温35min，扒渣，然后调整温度至1660°C，加入适量的硅铁和硅锰脱氧15min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1680°C即可出钢，在出炉2min前往钢水中插入1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧；
(2)钢水在钢水包内镇静4min后浇注，浇注温度为1580°C，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1340°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以160°C /h升温至340°C，保温6h，再以120°C /h升温至610°C，保温4h，再以100°C /h升温至790°C，保温2h，然后以1800C /h降温至460°C，保温5h，再以70°C /h降温至330°C，保温6h，然后以120°C /h升温至630°C，保温3h，再以100°C /h升温至840°C，保温lh，然后以160°C /h降温至460°C，保温5h，再以120°C /h降温至200°C，保温8h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1240°C，终轧温度为940°C，然后张力减径，张力减径的温度为955°C ；
(3)将上述制得的管材进行热处理:以220°C/h升温至460°C，保温4h，再以140°C /h升温至770°C，保温2h，然后以120°C /h降温至450°C，保温5h，再以100°C /h降温至220°C，保温6h，然后以180°C /h升温至640°C，保温3h，再以150°C /h升温至830°C，保温lh，然后以140°C /h降温至550°C，保温4h，强风风冷至250°C，保温6h，然后放入I°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以50°C /h升温至95°C，保温2h，再以60°C /h升温至215°C，保温lh，再以50°C /h降温至90°C，保温3h，空冷至室温后以再以85°C /h升温至190°C，保温2h，再以50°C /h降温90°C，保温3h，至空冷至室温；(4)将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。
[0009]所述的造渣剂的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:石灰石16、白云石8、高岭土 12、钾长石8、菱镁石6、铁矿渣12、莫来砂4 ;b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨18h，烘干，850°C煅烧40min，冷却至室温，再放入浓度为15%的盐酸溶液中浸泡2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220°C煅烧2h，水淬，湿法球磨18h，过100目筛，烘干即得。
[0010]经检验，成品化学成分为:C0.096%、Si 0.22%、Mn 1.27%、Cr 1.04%、Mo 0.68%、V
0.36%, A10.045%,Nb 0.033%,Ti 0.018%,Po 0.013%,N 0.0079%、La 0.042%、Nd 0.025%、Lu
0.021%、P 0.018%、S 0.087%，余量为Fe ;力学性能为:抗拉强度652Mpa，屈服强度525Mpa，伸长率35.2%，0°C冲击功218J。
【权利要求】
1.一种高强耐疲劳钢管材料，其特征在于，其化学成分的质量百分比为:C 0.06-0.12, Si 0.1-0.3, Mn 1.0-1.5, Cr 0.8-1.2, Mo 0.4-0.8、V 0.25-0.45,A10.03-0.06、Nb 0.02-0.04, Ti 0.015-0.025、Po 0.01-0.02, N 0.005-0.01, La0.03-0.05、Nd 0.02-0.03、Lu 0.015-0.025、P ≤ 0.025、S ≤ 0.01，余量为 Fe。
2.如权利要求1所述的高强耐疲劳钢管材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 按化学成分要求将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1580-1620°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1600-1640°C，加入15_20kg/t钢的造渣剂，保温35_45min，扒渣，然后调 整温度至1620-1660°C，加入适量的硅铁和硅锰脱氧15-20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1650-1680°C即可出钢，在出炉2-3min前往钢水中插入1-1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧； 钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1560_1610°C，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1320-1360°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以140-180°C /h 升温至 320-360 °C,保温 4-8h，再以 100-150 V /h 升温至 580-620 °C，保温 3_5h，再以 80-120°C /h 升温至 780-820°C，保温 l_2h，然后以 150_200°C /h 降温至 440_480°C，保温4-6h，再以50-80°C /h降温至310-350°C，保温4_8h，然后以100_150°C /h升温至610-6400C，保温 3-4h，再以 80_120°C /h 升温至 830_860°C，保温 l_2h，然后以 140_180°C /h降温至450-480°C，保温4-6h，再以100-150°C /h降温至180-220°C，保温5_10h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1220-1260°C，终轧温度为930-950°C，然后张力减径，张力减径的温度为945-965? ； 将上述制得的管材进行热处理:以180-240°C /h升温至440-480°C，保温3_6h，再以 120-160°C /h 升温至 760-790°C，保温 2_3h，然后以 100-150°C /h 降温至 430_460°C，保温4-6h，再以80-120°C /h降温至210-240°C，保温5-8h，然后以150-200°C /h升温至620-6600C，保温 3-4h，再以 100_150°C /h 升温至 820_850°C，保温 l_2h，然后以 120_160°C /h降温至530-560°C，保温3-5h，强风风冷至240_28(TC，保温4_8h，然后放入0_5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以40-50°C /h升温至90-100°C，保温2_3h，再以50-60°C /h升温至205-215°C，保温1-2h，再以45-55°C /h降温至85-95°C，保温3_4h，空冷至室温后以再以 80-90°C /h 升温至 175-195°C，保温 l_2h，再以 40_50°C /h 降温 80_90°C，保温 3_4h，至空冷至室温； 将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。
3.根据权利要求1所述的高强耐疲劳钢管材料的制备方法，其特征在于，所述的造渣剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高岭土 10-15、钾长石5-10、菱镁石4-8、铁矿渣8-12、莫来砂3-6 ;b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨12-24h，烘干，850-880°C煅烧30_40min，冷却至室温，再放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220-1240°C煅烧l_2h，水淬，湿法球磨12-24h，过100-150目筛，烘干即得。
【文档编号】C21D8/10GK103741037SQ201310715236
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】王德志, 王宗义, 朱先玉, 王德泉, 卢秉林 申请人:马鞍山市盈天钢业有限公司