低合金高强度大口径厚壁无缝钢管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，特别设及一种低合金高强度大口径厚壁无缝钢管及其 制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，低合金高强度无缝钢管在工程机械、网架结构等行业都得到了广泛的使用， 尤其在海洋工程装备和港口机械设备领域，对大口径厚壁无缝钢管的需求在不断增加。
[0003] 对于低合金高强度无缝钢管产品，根据不同的强度级别要求及规格的不同，其制 造方法也有很大的区别。对于大口径厚壁无缝钢管来说，一般的制造方法是在选定一定的 成分下，经过热加工后，再通过调质热处理工艺达到所要求的强度级别要求，其综合性能指 标可达到较好的水平。但此热处理工艺相对复杂、泽火处理比较难控制、成本较高；而且厚 壁钢管在泽火过程中内壁出现泽火裂纹的几率较大，容易造成产品报废。
【发明内容】
[0004] 【要解决的技术问题】
[0005] 本发明的目的是提供一种低合金高强度大口径厚壁无缝钢管及其制造方法，W解 决目前的低合金高强度大口径厚壁无缝钢管在制造时的热处理工艺较复杂W及废品率较 高的问题。
[0006] 【技术方案】
[0007] 本发明是通过W下技术方案实现的。
[000引本发明首先设及一种低合金高强度大口径厚壁无缝钢管的制造方法，包括步骤：
[0009] A、炼钢:通过冶炼和精炼得到目标钢水，将目标钢水铸锭得到模铸钢锭；
[0010] B、锻制管巧:将模铸钢锭经锻造、退火制成管巧；
[0011] C、社管:将管巧在环形炉内W1230°C~1270°C的溫度进行加热，加热后穿孔并通 过社管机社制成型；
[0012] D、正火热处理:对社制成型的钢管进行正火热处理，所述正火热处理过程中，正火 出炉管溫为920°C~940°C，冷却方式为风冷或风冷加喷雾冷却。
[0013] 作为一种优选的实施方式，所述目标钢水碳当量为0.47%~0.51%。
[0014] 作为另一种优选的实施方式，所述目标钢水的化学成分按重量百分比计为：
[0015] C:0.17%~0.21% ;Si :0.30%~0.50% ;Mn: 1.40%~1.55% ;P< 0.015% ;S< 0.010%;Ni <0.30% ;Cu< 0.20%;Ti < 0.008% ;Mo< 0.10% ;A1:0.020%~0.050% ;B< 0.0005% ;Cr:0.15%~0.25% ;Nb:0.03%~0.05%;V:0.05%~0.10%;余量为化。
[0016] 作为另一种优选的实施方式，所述步骤C中通过社管机社制成型后，将钢管通过风 冷加喷雾冷却的方式冷却至200°CW下。
[0017] 作为另一种优选的实施方式，所述步骤C将管巧在环形炉内W1230°C~1270°C的 溫度进行加热时，均热段加热溫度为1220°C~1260°C。
[0018] 作为另一种优选的实施方式，所述步骤D中，如果冷却方式为风冷加喷雾冷却，贝U 使雾冷区钢管内孔的溫度为500°C~600°C。
[0019] 本发明还设及一种低合金高强度大口径厚壁无缝钢管，其按照W上任一所述的制 造方法制造而成。
[0020] 作为一种优选的实施方式，所述无缝钢管具有W下特性:屈服强度^ 355MPa，抗拉 强度为510MPa~680MPa，伸长率> 22%，-20°C切口冲击功> 27J。
[0021 ]下面对本发明进行详细说明。
[0022] 本发明提供了一种低合金高强度大口径厚壁无缝钢管及其制造方法，该制造方法 包括W下步骤：
[0023] 步骤A、炼钢:通过冶炼和精炼得到目标钢水，将目标钢水铸锭得到模铸钢锭。该步 骤用于炼制目标钢水，优选地，目标钢水碳当量为0.47%~0.51%，在该碳当量值下，通过 采用正火热处理工艺，并在正火后采用"风冷+喷雾冷却"或"风冷"加强冷却生产大口径厚 壁管，可避免传统工艺下厚壁钢管在泽火过程中内壁出现泽火裂纹的情况，降低了热处理 过程的难度，可提高生产效率，降低生产成本。
[0024] 步骤B、锻制管巧:将模铸钢锭经锻造、退火制成管巧。采用此工序的目的是增大变 形量，保证特厚壁钢管具有足够的变形量，使钢管最终的晶粒细小，保证大口径厚壁管经正 火处理后的力学性能满足要求。
[0025] 步骤C、社管:将管巧在环形炉内W1230°C~1270°C的溫度进行加热，加热后穿孔 并通过社管机社制成型。优选地，管巧在社制后将钢管快速送至冷床，采用风冷+喷雾冷却 方法将钢管冷却至200°C W下，W防止钢管晶粒度长大，并避免出现混晶，W使钢管在正火 处理后的力学性能满足要求。
[00%] 步骤D、正火热处理:对社制成型的钢管进行正火热处理，所述正火热处理过程中， 正火出炉管溫为920°C~940°C，冷却方式为风冷或风冷加喷雾冷却。对于特厚壁无缝钢管 的生产，如正火处理后采用空冷方式冷却，钢管的冷却效果较差。为保证钢管的性能满足要 求，且整个截面的性能均匀，必须采用合理的正火工艺，即钢管的加热溫度、保溫时间W及 正火后的冷却方式是热处理工艺的关键参数。综合考虑，本发明正火热处理中的正火出炉 管溫为930±10°C，保溫时间根据不同壁厚进行调整，冷却方式采用"风冷+喷雾冷却'或"风 冷"，具体地，根据壁厚选择不同的冷却方式。通过采取上述正火热处理工艺才能保证厚壁 钢管纵向和横向形成均匀的铁素体+珠光体+少量粒状贝氏体组织，满足高强度、高低溫初 性的要求。
[0027] 【有益效果】
[0028] 本发明提出的技术方案具有W下有益效果：
[0029] (1)通过采用锻制巧料作为管巧，保证了特厚壁钢管具备足够的变形量，使钢管最 终的晶粒细小均匀，能够保证大口径厚壁管经正火处理后的力学性能指标达到要求。
[0030] (2)管巧在社制后采用风冷+雾冷冷却至200°CW下，W防止钢管晶粒长大，并避免 出现混晶，为产品后序正火处理后力学性能满足要求打好基础。
[0031] (3)在选用碳当量CEV为0.47%~0.51 %的成分时，采用正火热处理工艺，并在正 火后采用"风冷+喷雾"或"风冷"加强冷却生产大口径厚壁管，可避免传统工艺下厚壁钢管 在泽火过程中内壁出现泽火裂纹的情况，降低了热处理过程的难度，可提高生产效率，降低 生产成本。
[0032] (4)本发明采用正火热处理工艺生产，钢管的屈强比较低，一般在0.75W下，使钢 管具有更好的使用安全性。
【附图说明】
[0033] 图1为采用本发明的实施例一中方法所生产的〇298.5X70mm规格特厚壁钢管内 壁附近的金相组织图（100X)。
[0034] 图2为采用本发明的实施例一中方法所生产的Φ 298.5 X 70mm规格特厚壁钢管壁 厚中部的金相组织图（100 X )。
[0035] 图3为采用本发明的实施例一中方法所生产的Φ 298.5 X 70mm规格特厚壁钢管外 壁附近的金相组织图（100X)。
【具体实施方式】
[0036] 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。
[0037] 实施例一
[0038] 实施例一用于生产规格为Φ 298.5 X 70mm，钢级为S355J2H的钢管。
[0039] 生产工艺流程为：电炉冶炼一