一种高耐磨无缝钢管材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高耐磨无缝钢管材料及其制备方法，其化学成分的质量百分比为：C0.25-0.35、Mn1.2-1.6、Si0.6-1.2、Cr1.8-2.4、Mo0.4-0.8、Cu0.2-0.5、W0.05-0.15、Ti0.04-0.08、B0.035-0.045、Y0.02-0.03、Tb0.01-0.02、P≤0.03、S≤0.03，余量为Fe。本发明钢管在较大的冲击载荷及单位压力磨料磨损条件下，能够显示出优异的耐磨性，满足目前耐磨钢管的使用条件，同时具有优良的力学性能、耐疲劳性、焊接性和加工成型性，且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】一种高耐磨无缝钢管材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高耐磨无缝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。其中耐磨钢管是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料，广泛应用于冶金、矿山、建材等领域中。近年来，随着耐磨钢管的工作环境越来越恶劣，对钢管的耐磨性要求也越来越高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐磨性能优异的无缝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:
一种高耐磨无缝钢管材料，其化学成分的质量百分比为:c 0.25-0.35、Mn 1.2-1.6、Si 0.6-1.2, Cr 1.8-2.4, Mo 0.4-0.8, Cu 0.2-0.5、W 0.05-0.15, Ti 0.04-0.08, B0.035-0.045、Y 0.02-0.03、Tb 0.01-0.02、P ≤0.03、S ≤0.03，余量为 Fe。
[0005]一种高耐磨无缝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1520-1560°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1550-1600°C，加入15_20kg/t钢的造渣剂，保温35-45min,扒渣，然后调整温度至1580_162(TC，加入适量的碳化硅和锰铁脱氧15_20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1600-1650°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；
(2)钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1500-1550°C，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1240-1280°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以150-200 V /h 升温至 340-380 °C，保温 5_8h，再以 140-180 V /h 升温至 640-680 °C，保温3-5h，然后以100-150 V /h降温至320-360 °C，保温5_8h，再以50-80 V /h降温至210-2400C，保温 6-12h，然后以 150_200°C /h 升温至 600_650°C，保温 3_5h，再以 80_120°C /h升温至820-840°C，保温l_2h，然后以100_150°C /h降温至520_550°C，保温3_5h，再以 50-80°C /h 降温至 440-460°C，保温 4_6h，然后以 140_180°C /h 升温至 760_790°C，保温2-3h，再以200-250°C /h降温至240_280°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1120-1150°C，终轧温度为910-940°C，然后张力减径，张力减径的温度为 920-950 0C ；
(3)将上述制得的管材进行热处理:以200-250°C/h升温至450-500°C，保温4_6h，再以 100-150°C /h 降温至 180-220°C，保温 5_10h，然后以 150-200°C /h 升温至 550_580°C，保温3-5h，再以100-150°C /h升温至820-850°C，保温l_2h，强风风冷至300-350°C，保温4-8h，然后以80-120°C /h升温至510-540°C，保温3_6h，再以100-150°C /h升温至750-780°C，保温 2-3h，然后以 150-200°C /h 降温至 350_380°C，保温 4_8h，再以 70_90°C /h降温至180-220°C，保温5-10h，放入0_5 °C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以95-105°C /h 升温至 190-210°C，保温 l_2h，再以 40_50°C /h 降温至 90_110°C，保温 3_5h，空冷至室温后以50-60°C /h升温至85-95°C，保温4_6h，再以30_40°C /h升温至170_190°C，保温2-3h，再以40-50°C /h降温至80-90°C，保温4_8h，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:
本发明钢管在较大的冲击载荷及单位压力磨料磨损条件下，能够显示出优异的耐磨性，满足目前耐磨钢管的使用条件，同时具有优良的力学性能、耐疲劳性、焊接性和加工成型性，且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]1)按化学成分满足如下质量百分比为:C 0.25-0.35、Mn 1.2-1.6、Si 0.6-1.2、Cr 1.8-2.4、Mo 0.4-0.8、Cu 0.2-0.5、W 0.05-0.15、Ti 0.04-0.08、B 0.035-0.045、Y
0.02-0.03、Tb 0.01-0.02、P≤0.03、S ≤ 0.03，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1540°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1580°C，加入16kg/t钢的造渣剂，保温40min，扒渣，然后调整温度至1600°C，加入适量的碳化硅和锰铁脱氧18min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1620°C即可出钢，在出炉3min前往钢水中插入lkg/t钢的铝饼进行终脱氧；
(2 )钢水在钢水包内镇静5min后浇注，浇注温度为1540 V，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1260°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以180°C /h升温至350°C，保温7h，再以150°C /h升温至640°C，保温5h，然后以120°C /h降温至330°C，保温6h，再以700C /h降温至220°C，保温8h，然后以180°C /h升温至620°C，保温4h，再以100°C /h升温至830°C，保温Ih，然后以150°C /h降温至520°C，保温4h，再以80°C /h降温至440°C，保温5h，然后以160°C /h升温至770°C，保温3h，再以220°C /h降温至260°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1140°C，终轧温度为920°C，然后张力减径，张力减径的温度为940°C ；
(3)将上述制得的管材进行热处理:以250°C /h升温至480°C，保温5h，再以120°C /h降温至200°C，保温8h，然后以180°C /h升温至560°C，保温4h，再以150°C /h升温至840°C，保温Ih，强风风冷至320°C，保温6h，然后以100°C /h升温至520°C，保温4h，再以150°C /h升温至760V，保温3h，然后以180°C /h降温至370°C，保温6h，再以80°C /h降温至190°C，保温8h，放入2 V冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以95°C /h升温至200 V，保温Ih，再以50°C /h降温至105°C，保温4h，空冷至室温后以50°C /h升温至90°C，保温5h，再以35°C /h升温至180°C，保温3h，再以50°C /h降温至80°C，保温6h，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20、白云石7、高岭土 12、钾长石8、菱镁石6、铁矿渣10、莫来砂4 ;b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨24h，烘干，880°C煅烧30min，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，1240°C煅烧lh，水淬，湿法球磨24h，过100目筛，烘干即得。
[0010]经检验，成品化学成分为:C0.29%、Mn 1.36%、Si 0.88%、Cr 2.12%、Mo 0.64%、Cu
0.35%, W 0.093%、Ti 0.057%、B 0.039%, Y 0.022%、Tb 0.016%, P 0.015%, S 0.022%，余量为Fe ;力学性能为:抗拉强度564Mp`a，屈服强度481Mpa，伸长率36.7%。
【权利要求】
1.一种高耐磨无缝钢管材料，其特征在于，其化学成分的质量百分比为:C0.25-0.35,Mn 1.2-1.6,Si 0.6-1.2,Cr 1.8-2.4,Mo 0.4-0.8,Cu 0.2-0.5、W 0.05-0.15、Ti 0.04-0.08、B 0.035-0.045、Y 0.02-0.03、Tb 0.01-0.02、P ≤ 0.03、S ≤ 0.03，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的高耐磨无缝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1520-1560°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1550-1600°C，加入15_20kg/t钢的造渣剂，保温35_45min，扒渣，然后调整温度至1580-162(TC，加入适量的碳化硅和锰铁脱氧15-20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1600-1650°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1500_1550°C，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1240-1280°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以150-200°C /h升温至340-380°C，保温5-8h，再以140_180°C /h升温至640_680°C，保温3_5h，然后以100-150°C /h 降温至 320-360°C，保温 5_8h，再以 50_80°C /h 降温至 210_240°C，保温6_12h，然后以 150-200°C /h 升温至 600-650°C，保温 3-5h，再以 80-120°C /h 升温至 820-840°C，保温l_2h，然后以100-150°C /h降温至520-550°C，保温3_5h，再以50_80°C /h降温至440-4600C，保温4-6h，然后以 140_180°C /h 升温至 760_790°C，保温 2_3h，再以 200-250°C /h降温至240-280°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1120-1150°C，终轧温度为910-940°C，然后张力减径，张力减径的温度为920_950°C ； 将上述制得的管材进行热处理:以200-250°C /h升温至450-500°C，保温4-6h，再以100-150°C /h 降温至 180-220°C，保温 5_10h，然后以 150_200°C /h 升温至 550_580°C，保温3-5h，再以 100-150°C /h 升温至 820-850°C，保温 l_2h，强风风冷至 300-350°C，保温 4_8h，然后以 80-120°C /h 升温至 510-540°C，保温 3_6h，再以 100-150°C /h 升温至 750_780°C，保温2-3h，然后以150-200 V /h降温至350-380 V，保温4_8h，再以70-90 V /h降温至180-220°C，保温5-10h，放入0-5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以95_105°C /h升温至190-210°C，保温l_2h，再以40-50°C /h降温至90_110°C，保温3_5h，空冷至室温后以50-600C /h 升温至 85-95°C，保温 4_6h，再以 30_40°C /h 升温至 170_190°C，保温 2_3h，再以40-500C /h降温至80-90°C，保温4_8h，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所述的高耐磨无缝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】C22C33/04GK103741046SQ201310715254
【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