CN103103329A - 一种超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法，其特征是：所述的第一道次冷轧的送进量为4±1mm；轧制速度 15±5次/min；减壁率 50±5%；所述第一次热处理是将半成品钢管加热到1020±10℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：保温时间6±1min；热处理后的半成品钢管用水冷却；所述的第二道次冷轧的送进量为3±1mm；轧制速度 60±10次/min；减壁率 33±3%；所述第二次热处理是将半成品钢管加热到1020±10℃，采用阶梯升温分段加热：保温时间4±1min；热处理后的半成品钢管用水冷却。本超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法避免钢管在冷加工过程中开裂及无缝管热处理金属间析出相，同时满足了标准要求的性能检验。
Description
技术领域
本发明涉及一种超级双相不锈钢无缝管的加工方法，具体讲是GB/T 21833-2008 022Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢无缝管的加工方法。
背景技术
双相不锈钢系不锈钢是既有奥氏体又有铁素体组织结构且两相独立存在并含量较大的一类不锈钢。α+γ组织的双相不锈钢比单一奥氏体组织的不锈钢具有更好的耐晶间腐蚀性能、综合力学性能。习惯的把双相不锈钢分为第一代、第二代、第三代双相不锈钢。第三代双相不锈钢又称为超级双相不锈钢PRE【Cr%+3.3×(Mo+0.5W)%+16×N%】≥40。
超级双相不锈钢屈服强度高，冷加工变形抗力高，该钢种室温为两相组织，奥氏体相和铁素体相变形和应力分布不均匀。超级双向不锈钢钢管冷加工最主要的问题是轧制时在变形区发生脆性开裂。因为超级双相不锈钢容易发生加工硬化，而冷轧变形量一般在20%以上，在两道次冷加工之间需要进行热处理，超级双相不锈钢钢管冷却过程中金属间相析出容易导致材料脆性。超级双相不锈钢无缝管在国内属于新材料，超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法缺乏可行的工艺参数，冷加工存在脆性开裂的问题。
发明内容
为了克服现有的超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法的上述不足，本发明提供一种避免钢管在冷加工过程中开裂及无缝管热处理金属间析出相的超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法。
本超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法包括依次的准备荒管、锯切、矫直、酸洗、修磨、第一道次冷轧、脱脂、第一次热处理、矫直、锯切、酸洗、修磨、 第二道次冷轧、脱脂、第二次热处理、矫直、锯切、酸洗、水压与检验，其特征是：
所述的第一道次冷轧的送进量为4±1mm；
变形区轧制速度 15±5 次/min；
减壁率 50±5%； 减径率 35±5%；
所述第一次热处理是将半成品钢管加热到1020±10℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±10℃； 二段温度 1040±10℃； 三段温度1060±10℃；
四段温度 1080±10℃； 保温温度 1100±10℃；
从1020±10℃到1100±10℃的升温时间是18±2min；保温时间6±1min；
热处理后的半成品钢管用水冷却；
所述的第二道次冷轧的送进量为3±1mm；
变形区轧制速度 60±10 次/min；
减壁率 33±3%； 减径率 43±5%；
所述第二次热处理是将半成品钢管加热到1020±10℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±10℃； 二段温度 1030±10℃； 三段温度1040±10℃；
四段温度 1050±10℃； 保温温度 1060±10℃；
从1020±10℃到1060±10℃的升温时间是10±3min；保温时间4±1min；
热处理后的半成品钢管用水冷却。
上述的超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法，其特征是：
所述第一次热处理是将半成品钢管加热到1020±6℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±6℃； 二段温度 1040±6℃； 三段温度1060±6℃；
四段温度 1080±6℃； 保温温度 1100±6℃；
从1020±6℃到1100±6℃的升温时间是18±2min；保温时间6±1min；
所述第二次热处理是将半成品钢管加热到1020±6℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±6℃； 二段温度 1030±6℃； 三段温度1040±6℃；
四段温度 1050±6℃； 保温温度 1060±6℃；
从1020±6℃到1060±6℃的升温时间是10±3min；保温时间4±1min。
本发明的技术方案是通过研究超级双相钢不锈钢无缝管不同变形量、不同轧制速度、送进量下的轧制情况，研究不同热处理温度、时间、冷却速度下的综合力学性能和加工性能，进一步选择合理的轧制变形量、轧制速度和送进量，并采用合理的热处理工艺，选择合理的热处理温度、时间和冷却方式，最终解决了超级双相不锈钢无缝管冷加工系列化生产，产品通过了国家钢铁产品质量监督检验中心认证，产品范围覆盖外径25~426mm，标准覆盖GB/T21832-2008、ASME SA-789/SA-789M(2011)、ASME SA-790/SA-790M(2011)。
本超级双相不锈钢S32750(022Cr25Ni7Mo4N)的化学成分为：（GB/T21832-2008、ASME SA-789/SA-789M(2011)、ASME SA-790/SA-790M(2011)成分范围相同）
本发明结合超级双相不锈钢的钢种特性，针对无缝钢管成品规格分配了各道次变形量并制定设备参数，使了奥氏体相和铁素体相协调变形，解决了超级双相不锈钢无缝管在轧制变形区开裂的问题。针对超级双相不锈钢的冷加工硬化作用，在变形量超过20%制定热处理工艺，解决了超级双相不锈钢钢无缝管热处理金属间析出导致材料脆性。针对不同无缝钢管规格采用了不同的热处理工艺，避免了金属间相析出，同时满足了GB/T 21832-2008、ASME SA-789/SA-789M(2011)、ASME SA-790/SA-790M(2011)各标准要求的性能检验，最终实现超级双相不锈钢无缝管的系列化生产，增加了效益。
本发明适用于外直径25—426mm的双相不锈钢无缝管。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例
本发明的超级双相不锈钢的具体化学成分为：
C 0.0223； Si 0.0537； Mn 1.028； P 0.0285； S 0.001； Ni 7.147； Cr 24.94； Mo 3.925； N 0.275；
其余为Fe与不可避免的杂质。
本实施例冷轧的是S32750(022Cr25Ni7Mo4N)成品为Φ32×2 mm超级双相不锈钢无缝管。
本实施例的包括下述依次的步骤：
一 准备荒管
荒管直径Φ89 mm，壁厚6 mm，长3000 mm；6根；
二 锯切
端部锯切，钢管端部与轴线垂直；
三 矫直
将荒管矫直到直线度2.0mm/m;
四 酸洗
在酸洗池中洗去荒管的油污；
五 修磨
清除钢管表面缺陷；
六 第一道次冷轧
将Φ89×6的荒管，用90轧机，冷轧至Φ57×3：（单位mm）
送进量 4mm； 变形区轧制速度 15 次/min；
减壁率 50%； 减径率 35%；
七 脱脂
清除轧制过程中钢管内孔与外表的油脂。
除油脂钢管轧制过程中采用油脂润滑，需清除油脂后才能热处理，避免表面渗碳影响晶间腐蚀性能。
八 第一次热处理
冷轧后规格Φ57×3的半成品钢管经热处理消除加工硬化才能进行第二道次的冷轧。
将半成品钢管放入辊底炉，加热到1020℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020℃； 二段温度 1040℃； 三段温度1060℃；
四段温度 1080℃； 保温温度 1100℃；
从1020℃到1100℃的升温时间是18min；保温时间6min；
通过该热处理工艺，可避免超级双相不锈钢热处理过程中析出有害相σ相。
热处理后的半成品钢管用水冷却；
九 矫直
将变形后的半成品钢管矫直，直线度1.5mm/m;
十 锯切
端部锯切，钢管端部与轴线垂直
十一 酸洗
在酸洗池中洗去荒管的油污；
十二 修磨
清除钢管表面缺陷
十三 第二道次冷轧
将Φ57×3的半成品钢管冷轧至成品规格Φ32×2；（单位mm）
送进量 3mm； 变形区轧制速度 60 次/min；
减壁率 33%； 减径率 43%；
十四 脱脂
清除轧制过程中钢管内孔与外表的油脂。
十五 第二次热处理
将钢管放入辊底炉，加热到1020℃，再分段加热：
一段温度 1020℃； 二段温度 1030℃； 三段温度1040℃；
四段温度 1050℃； 五段温度 1060℃； 六段温度1060℃；
七段温度1060℃；
从1020到1060℃的升温时间是10min；保温时间1060℃，保温时间4min；
通过该热处理工艺，可避免超级双相不锈钢热处理过程中析出有害相σ相。
热处理后的半成品钢管用水冷却；
十六 矫直
将变形后的钢管矫直，直线度1.5mm/m;
十七 锯切
端部锯切，钢管端部与轴线垂直
十八 酸洗
在酸洗池中洗去荒管的油污；
十九 水压（无损探伤）
成品规格32×2水压试验压力14MPa，保压时间6s。
二十 检验
性能检验结果
| 硬度 HRC | 屈服强度 Mp | 抗拉强度 Mp | 延伸率 % | 相比例 % |
| 24.5/25.3/24.8 | 688 | 893 | 28.9 | 43.66 |
| 23.8/25.9/23.8 | 687 | 868 | 26.8 | 49.31 |
性能检验结果满足GB/T21832-2008、ASME SA-789/SA-789M(2011)、ASME SA-790/SA-790M(2011)要求。
由上述的性能检验结果，充分说明本实施例的双相无缝管没有金属间析出相。
Claims (2)
1.一种超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法，它包括依次的准备荒管、锯切、矫直、酸洗、修磨、第一道次冷轧、脱脂、第一次热处理、矫直、锯切、酸洗、修磨、 第二道次冷轧、脱脂、第二次热处理、矫直、锯切、酸洗、水压与检验，其特征是：
所述的第一道次冷轧的送进量为4±1mm；
变形区轧制速度 15±5 次/min；
减壁率 50±5%； 减径率 35±5%；
所述第一次热处理是将半成品钢管加热到1020±10℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±10℃； 二段温度 1040±10℃； 三段温度1060±10℃；
四段温度 1080±10℃； 保温温度 1100±10℃；
从1020±10℃到1100±10℃的升温时间是18±2min；保温时间6±1min；
热处理后的半成品钢管用水冷却；
所述的第二道次冷轧的送进量为3±1mm；
变形区轧制速度 60±10 次/min；
减壁率 33±3%； 减径率 43±5%；
所述第二次热处理是将半成品钢管加热到1020±10℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±10℃； 二段温度 1030±10℃； 三段温度1040±10℃；
四段温度 1050±10℃； 保温温度 1060±10℃；
从1020±10℃到1060±10℃的升温时间是10±3min；保温时间4±1min；
热处理后的半成品钢管用水冷却。
2.根据权利要求1所述的超级双相不锈钢无缝管的冷加工方法，其特征是：
所述第一次热处理是将半成品钢管加热到1020±6℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±6℃； 二段温度 1040±6℃； 三段温度1060±6℃；
四段温度 1080±6℃； 保温温度 1100±6℃；
从1020±6℃到1100±6℃的升温时间是18±2min；保温时间6±1min；
所述第二次热处理是将半成品钢管加热到1020±6℃，为保证加热的均匀性，采用阶梯升温分段加热：
一段温度 1020±6℃； 二段温度 1030±6℃； 三段温度1040±6℃；
四段温度 1050±6℃； 保温温度 1060±6℃；
从1020±6℃到1060±6℃的升温时间是10±3min；保温时间4±1min。
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