超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其生产方法

文档序号:10645648阅读:467来源:国知局
超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及无缝钢管技术领域,提供一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其生产方法,该无缝钢管的化学成分以重量百分比计为:C 0.13~0.18%、Si 0.20~0.50%、Mn 1.20~1.70%、Cr 0.20~0.60%、Mo 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%,余量为Fe、残余元素和不可避免的杂质。本发明提出的技术方案通过调整无缝钢管的坯料成分,并采用调质处理作为热处理工艺,因此生产出的无缝钢管具有良好的力学性能。
【专利说明】
超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明属于无缝钢管技术领域,特别设及一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管 及其生产方法。
【背景技术】
[0002] 旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械,主要适于砂±、粘性 ±、粉质±等±层施工,在灌注粧、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。 旋挖钻机W其高效率、低污染等特性,目前己成为国内铁路及高速公路桥梁粧基础施工的 主要施工设备,而随着国家基础建设投资的加人,旋挖钻机的需求量激增。
[0003] 旋挖钻机钻杆是旋挖钻机的关键部件,旋挖钻机钻杆由数节钻杆组合而成,每节 钻杆由无缝钢管及焊接在其上的内外驱动键组成。
[0004] 目前的旋挖钻机钻杆用无缝钢管,在钢种成分设计上一般都采用C、Mn钢,钻杆的 强度低,不能很好的满足施工要求。

【发明内容】

[0005] 【要解决的技术问题】
[0006] 本发明的目的是提供一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其生产方法,W生 产一种强度高、初性好、焊接性能优良的旋挖钻机钻杆用无缝钢管。
[0007] 【技术方案】
[000引本发明是通过W下技术方案实现的。
[0009] 本发明首先设及一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管,所述无缝钢管的化学成 分^重量百分比计为:(:0.13~0.18%、510.20~0.50%、]\1111.20~1.70%、灯0.20~ 0.60%、M〇 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%,余量为 Fe、残余元素和不可避免的杂质。
[0010] 作为一种优选的实施方式,所述残余元素中:Cu《0.20%、Nb《0.01%、Ti《 0.035%、B《0.0005%。
[0011] 作为另一种优选的实施方式,所述不可避免的杂质中:P《0.025%、S《0.015%。 [001 ^ 作为另一种优选的实施方式,所述碳当量CEiiw《0.60%,其中CEiiw=C+Mn/6+(Cr+ Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。影响钢管焊接性能的主要因素是管体材料的化学成分,其中化学成 分中含碳量对齐焊接性能的影响最为明显,通常把钢中合金元素对其焊接性能的影响,按 其作用换算成碳元素的相当含量,即用碳当量法评价金属材料的焊接性能,碳当量越低,其 焊接性能越好,碳当量越高其焊接性能越差,但是,碳当量降低的同时,钢管的力学强度指 标也迅速降低,因此,要在保证无缝钢管力学强度性能指标的前提下,尽可能降低碳当量, 提高焊接性能。本发明通过优选合金元素的含量,保证无缝钢管具有较高的强度的前提下, 其焊接性能同样优良。
[0013]本发明还设及一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,包括步骤:
[0014] A、制巧:经过电炉冶炼、LF精炼炉精炼、VD真空处理和连铸机诱注得到连铸巧,步 骤A中控制连铸巧成分满足W上任一实施方式所述的成分要求;
[0015] B、巧料管社制:将连铸巧经环形炉加热、穿孔、终社制管;
[0016] C、热处理:对步骤B社制后的巧料管采用调质处理,其中泽火溫度910~950°C,回 火溫度为660~700 °C。
[0017] 为使无缝钢管具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和 各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的,为了增强无缝钢管的强度,本发明选择调 质处理作为热处理工艺,即先泽火,泽火溫度为910~950°C,然后回火,其中回火溫度为660 ~70(TC。
[0018] 作为一种优选的实施方式,所述步骤A中,VD真空处理的出钢溫度为1590~1605 Γ。
[0019] 作为另一种优选的实施方式,所述步骤A中,连铸机诱注的中间包溫度:1530~ 1555Γ。
[0020] 作为另一种优选的实施方式,所述步骤B中,终社溫度为850~950°C。
[0021] 作为另一种优选的实施方式,所述步骤B中,连铸巧出环形炉溫度为1220~1250 Γ。
[0022] 作为另一种优选的实施方式,所述步骤C的调质处理中,泽火采用的冷却剂为水, 回火采用的冷却方式为空冷。
[0023] 【有益效果】
[0024] 本发明提出的技术方案具有W下有益效果:
[0025] 本发明方法通过调整无缝钢管的巧料成分,并采用调质处理作为热处理工艺,因 此生产出的无缝钢管具有良好的力学性能,其屈服强度>770Mpa;抗拉强度为820~ lOOOMpa;延伸率> 16% ;夏比U型冲击初性:常溫纵向全尺寸夏比冲击功> 100J,此外,在保 证其具有较高的强度的前提下,其焊接性能同样优良。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的【具体实施方式】 进行清楚、完整的描述。
[0027] 实施例1
[0028] 实施例1提供一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,用于生产Φ 339.7 X 11mm无缝钢管,该方法包括W下步骤:
[0029] (1 )、制巧:经过电炉冶炼、LF精炼炉精炼、VD真空处理和连铸机诱注得到连铸巧, 连铸巧直径Φ 350mm,其中VD真空处理的出钢溫度为1590°C,连铸机诱注的中间包溫度: 1530°C。步骤(1)中需要控制连铸巧成分的重量百分比满足表1。
[0030] (2)、巧料管社制:将合格定尺〇350mm连铸巧经环形炉加热,经过穿孔后在放入再 加热炉加热,最后社制、定径、精整和包装,连铸巧出环形炉溫度为1220°C,终社溫度为850 Γ。
[0031] (3)、热处理:对步骤(2巧L制后的巧料管采用调质处理,其中泽火溫度910°C,泽火 采用的冷却剂为水,回火溫度为660°C,回火采用的冷却方式为空冷。本实施例选择调质处 理作为热处理工艺,即先泽火,泽火溫度为910°C,然后回火,其中回火溫度为660°C,通过调 质处理,可W增强产品的强度。
[0032] 实施例1中的方法生产出的产品的力学性能参见表2。
[0033] 实施例2
[0034] 实施例2提供一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,用于生产Φ 339.7 X 11mm无缝钢管,该方法包括W下步骤:
[0035] (1 )、制巧:经过电炉冶炼、LF精炼炉精炼、VD真空处理和连铸机诱注得到连铸巧, 连铸巧直径Φ 350mm,其中VD真空处理的出钢溫度为1605 °C,连铸机诱注的中间包溫度: 1555Γ。步骤(1)中需要控制连铸巧成分的重量百分比满足表1。
[0036] (2)、巧料管社制:将合格定尺〇350mm连铸巧经环形炉加热,经过穿孔后在放入再 加热炉加热,最后社制、定径、精整和包装,连铸巧出环形炉溫度为1250°C,终社溫度为950 Γ。
[0037] (3)、热处理:对步骤(2巧L制后的巧料管采用调质处理,其中泽火溫度950°C,泽火 采用的冷却剂为水,回火溫度为660~700°C,回火采用的冷却方式为空冷。本实施例选择调 质处理作为热处理工艺,即先泽火,泽火溫度为950°C,然后回火,其中回火溫度为700°C,通 过调质处理,可W增强产品的强度。
[003引实施例3
[0039] 实施例3提供一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,用于生产Φ 339.7 X 11mm无缝钢管,该方法包括W下步骤:
[0040] (1 )、制巧:经过电炉冶炼、LF精炼炉精炼、VD真空处理和连铸机诱注得到连铸巧, 连铸巧直径Φ 350mm,其中VD真空处理的出钢溫度为1600°C,连铸机诱注的中间包溫度: 1550°C。步骤(1)中需要控制连铸巧成分的重量百分比满足表1。
[0041 ] (2)、巧料管社制:将合格定尺〇350mm连铸巧经环形炉加热,经过穿孔后在放入再 加热炉加热,最后社制、定径、精整和包装,连铸巧出环形炉溫度为1230°C,终社溫度为900 Γ。
[0042] (3)、热处理:对步骤(2巧L制后的巧料管采用调质处理,其中泽火溫度930°C,泽火 采用的冷却剂为水,回火溫度为680°C,回火采用的冷却方式为空冷。本实施例选择调质处 理作为热处理工艺,即先泽火,泽火溫度为930°C,然后回火,其中回火溫度为680°C,通过调 质处理,可W增强产品的强度。
[0043] 实施例4
[0044] 实施例4提供一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,用于生产Φ 339.7 X 11mm无缝钢管,该方法包括W下步骤:
[0045] (1 )、制巧:经过电炉冶炼、LF精炼炉精炼、VD真空处理和连铸机诱注得到连铸巧, 连铸巧直径Φ 350mm,其中VD真空处理的出钢溫度为1605 °C,连铸机诱注的中间包溫度: 1555Γ。步骤(1)中需要控制连铸巧成分的重量百分比满足表1。
[0046] (2)、巧料管社制:将合格定尺〇350mm连铸巧经环形炉加热,经过穿孔后在放入再 加热炉加热,最后社制、定径、精整和包装,连铸巧出环形炉溫度为1250°C,终社溫度为950 Γ。
[0047] (3)、热处理:对步骤(2巧L制后的巧料管采用调质处理,其中泽火溫度950°C,泽火 采用的冷却剂为水,回火溫度为700°C,回火采用的冷却方式为空冷。本实施例选择调质处 理作为热处理工艺,即先泽火,泽火溫度为950°C,然后回火,其中回火溫度为700°C,通过调 质处理,可W增强产品的强度。
[004引表1为各个实施例中连铸巧的化学成分的重量百分比,其中CEV = C+Mn/6+(化+M0+ V)/5+(Ni+Cu)/15。
[0049]表1各个实施例中连铸巧的化学成分%
[(K)加 ]
[0051]~表2为实施例1至实施例4中的方法生产出的产品的力学性能。
[0化2] 表2巫315 X 15mm产品力学性能
[0化3]
[0054] 从表2可W看出,各个实施例生产出的无缝钢管均具有良好的力学性能,其屈服强 度>770Mpa;抗拉强度为820~lOOOMpa;延伸率> 16 % ;夏比U型冲击初性:常溫纵向全尺寸 夏比冲击功>l〇〇J,此外,在保证其具有较高的强度的前提下,其焊接性能同样优良。
[0055] 需要说明,上述描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,也不 是对本发明的限制。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管,其特征在于所述无缝钢管的化学成分以重 量百分比计为:C 0.13~0.18%、Si 0.20~0·50%、Μη 1.20~1.70%、Cr 0.20~0.60%、 Mo 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%,余量为Fe、残余元 素和不可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管,其特征在于所述残余元 素中:Cu彡0.20%、Nb彡0·01%、?Κ0·035%、Β<0·0005%。3. 根据权利要求1或2所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管,其特征在于所述不可 避免的杂质中:Ρ彡0.025%、S彡0.015%。4. 根据权利要求2所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管,其特征在于所述碳当量 CEii?< 0 · 60 %,其中 CEiiw=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15 〇5. -种超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,其特征在于包括步骤: A、 制坯:经过电炉冶炼、LF精炼炉精炼、VD真空处理和连铸机浇注得到连铸坯,步骤A中 控制连铸坯成分满足权利要求1至4中任一所述的成分要求; B、 坯料管乳制:将连铸坯经环形炉加热、穿孔、终乳制管; C、 热处理:对步骤B乳制后的坯料管采用调质处理,其中淬火温度910~950°C,回火温 度为660~700°C。6. 根据权利要求5所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,其特征在于 所述步骤A中,VD真空处理的出钢温度为1590~1605 °C。7. 根据权利要求5所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,其特征在于 所述步骤A中,连铸机浇注的中间包温度:1530~1555 °C。8. 根据权利要求5所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,其特征在于 所述步骤B中,终乳温度为850~950°C。9. 根据权利要求5所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,其特征在于 所述步骤B中,连铸坯出环形炉温度为1220~1250 °C。10. 根据权利要求5所述的超高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管的生产方法,其特征在于 所述调质处理中,淬火采用的冷却剂为水,回火采用的冷却方式为空冷。
【文档编号】C22C38/12GK106011651SQ201610639912
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月5日
【发明人】王婀娜, 尹人洁, 童宗圣, 鄢勇, 张涛
【申请人】攀钢集团成都钢钒有限公司
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