專利名稱：：馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及冶金類馬氏體無縫鋼管的制造方法，特別屬于馬氏體沉淀硬化不銹鋼從管坯到成品管的加工工藝。
背景技術：
：馬氏體沉淀硬化不銹鋼具有較高的強度，較好的耐腐蝕、抗氧化和可焊性。適用于制造40(TC以下工作的高強度耐蝕零件，如飛機、導彈的緊固件、發(fā)動機渦輪機匣的前后安裝邊、渦輪葉片、閥門和結構套管等部件。此類不銹鋼主要牌號有0Crl7M4Cu4Nb、0Crl7M7Al、0Crl5Ni5Cu2Ti等。其中典型牌號0Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼標準化學成分重量百分配比為C:0.07，Si:《1,00，Mm《1.00，S:《0.030,P:《0,035，Cr:15,5017.50，Cu:3.005.00，Ni:3.005.00，Nb:0.150.45，Mo，Ti，W，As，Al。0Crl7Ni4Cu4Nb沉淀硬化馬氏體不銹鋼，強度高，硬度大，制作無縫管在熱穿孔、冷加工、酸洗和熱處理等工藝上均有較大的難度，而與0Crl7M4Cu4Nb小規(guī)格無縫管生產(chǎn)工藝相關的專利還未見公開報道。以前曾試制過幾支0Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼無縫管，加工時工模具損耗嚴重，多次發(fā)生模子破裂和鋼管表面縱向開裂的情況，無法進行后續(xù)加工。且成品合格率很低，約為20%，由于種種原因，最終沒有生產(chǎn)出符合成品要求的產(chǎn)品，未能形成批量供貨。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，該方法消除工藝上的難度，能夠解決馬氏體不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)問題，降低加工成本，提高加工質(zhì)量。為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，包括如下步驟1.馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的化學成分重量百分配比為C:《0,07，Si:《1.00，Mn:《1.00，S"O.030，P《0,035，Cr:15,5017.50，Ciu3,005.00，Ni:3.005.00，Nb:0.150.45;2.管坯剝皮落料后加熱加熱溫度110(TC115(TC;3.熱穿孔管坯熱穿孔加熱溫度一般控制在1100150(TC;保溫時間大于30分鐘；熱軋管坯固溶態(tài)顯微組織為馬氏體+少量S鐵素體晶粒+部分動態(tài)再結晶晶粒。采用兩輥斜軋穿孔工藝。由于該鋼種需在奧氏體組織狀態(tài)、且s-鐵素體不超過10%的情況下才具有較好的熱塑性，這使得其熱穿孔溫度范圍較窄。4.冷卻熱穿孔后空冷；熱穿孔后采用堆放的方式進行空冷；由于熱穿孔后殘余應力和組織內(nèi)應力較大，易導致荒管變形和開裂，故熱穿孔后采用堆放的方式進行空冷，以降低冷卻速度，減少大量熱變形后荒管內(nèi)的殘余應力?？绽浜蠡墓茱@微組織為馬氏體+少量s鐵素體。5.荒管表面處理；精整、酸洗、潤滑，酸液溫度5060°C,酸洗時間510分鐘；6.循環(huán)處理冷軋在室溫下其固溶態(tài)組織為板條狀馬氏體及少量s鐵素體和殘留奧氏體，采用小變形全冷軋工藝，具體變形工藝根據(jù)成品規(guī)格確定，冷軋單道次相對變形量不超過50%，開坯軋制時變形量控制在40%50%，成品軋制和成品規(guī)格前一個道次變形量控制在20%左右；脫脂冷軋后用有機溶劑脫脂；熱處理每道次冷加工后均進行中間退火，中間退火采用輥底爐，退火溫度為10301080°C，前進速度根據(jù)不同的壁厚確定，速度范圍0.20.8m/min，保溫后堆冷；退火后酸洗去除氧化皮，拋光后進行下一步冷軋；7.固溶處理在H2爐保護氣氛中進行成品固溶處理，溫度10301060°C，網(wǎng)帶速度0.20.8m/min，堆冷；8.時效處理成品管時效處理在真空爐中進行，真空度10，a;9.包裝入庫成品經(jīng)矯直、切管、酸洗、清洗、檢驗后入庫。優(yōu)選地，所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，化學成分重量百分配比為C:0,030.06，Si:0,40.8，Mn:0,40,8，S《0.010，P《0.032，Cr:15.5016.50，Cu:3,203,80，Ni:4,104.50，Nb:0.250.35，Mo:《0.40，Ti:《0.10，W:《0.20，As:《0.04，Al:《0.10;所述步驟3)中對于①80管坯，其熱穿孔加熱溫度1100115(TC，采用堆放的方式進行冷卻。所述步驟5)酸洗的酸洗液配方HF58%，HN031015%，其余為水，酸洗時不脫鉤。所述步驟5)酸洗后用清水沖洗，然后在在H2S04槽中清洗，H,S04酸洗液配方H2S041015%，其余為水，溫度為室溫，時間為13分鐘，酸洗后用高壓水沖洗干凈。所述步驟6)循環(huán)處理為潤滑、冷軋、脫脂、熱處理、矯直、切管、酸洗，循環(huán)次數(shù)根據(jù)管坯尺寸和成品管尺寸決定。所述步驟8)時效處理其處理工藝為在真空爐中從常溫20'C開始加熱，升溫40分鐘至20(TC;繼續(xù)升溫150分鐘至35(TC;繼續(xù)升溫150分鐘至400。C;接著在40(TC保溫30分鐘；然后繼續(xù)升溫120分鐘至450°C;繼續(xù)升溫60分鐘至50(TC;然后在500'C保溫120分鐘；隨后降溫60分鐘至400°C;最后通入氬氣(Ar)進行冷卻，降溫180分鐘至室溫。本發(fā)明由于采用了以上方法，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和積極效果熱穿孔后荒管采用堆冷，取消荒管空冷后的重新加熱，從而減少工序，降低成本。中間熱處理采用固溶處理，堆冷，以替代長時間高溫回火處理，在不影響冷加工的情況下，使在制品酸洗后表面質(zhì)量得到改善。同時固溶處理時間(1040分鐘)比高溫回火處理時間(4小時)要短很多，生產(chǎn)效率大大提高。管材冷加工全部采用冷軋工藝，以改善管材加工應力狀態(tài)和管材表面質(zhì)量，減少了工模具的損耗，提高了成材率。成品管熱處理采用H2保護固溶處理和真空時效處理相結合，使成品管綜合力學性能有較大提高，表面質(zhì)量得到很大改善。由于制定合理的冷加工和熱處理工藝，成品檢驗合格率達到95%,從管坯到成品的成材率達到51.31%。通過深加工，使該鋼種的附加值大大增加。以下將結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖l是本發(fā)明實施例l、2的管坯加熱工藝示意圖。圖2是本發(fā)明實施例3的管坯加熱工藝示意圖。具體實施例方式實施例1、2本實施例采用0Crl7M4Cu4Nb不銹鋼，其化學成分重量百分配比為C:0,05，Si:0.53，Mn:0.43，S:0.002，P:0.022，Cr:16.12，Cu:3.28，Ni:4.37，Nb:0.26，Mo:0,09，Ti:0.01，W:0.04，As:0.01，Al:0.01。管坯剝皮落料后加熱OS0管坯通過機加工剝皮至①75，根據(jù)成品規(guī)格確定管坯規(guī)格，成品外徑小于60imi，則可選用080管坯；成品外徑大于60mm，則管坯規(guī)格必須大于O80;加熱溫度1100°C-1150°C;熱穿孔管坯加熱工藝如圖l所示，荒管尺寸O80X7mm，熱穿孔控制加熱溫度為1120°C，保溫時間大于30分鐘；冷卻熱穿孔后荒管采用堆放的方式進行空冷；荒管表面處理包括精整、酸洗、潤滑，荒管平頭后進行酸洗，酸洗液配方是HF58。/。，HN031015%，其余為水，酸液溫度5060。C，酸洗時不脫鉤，時間5分鐘，酸洗后用清水沖洗，然后可以在H2S04槽中清洗，酸洗液配方H2S041015%，其余為水，溫度為室溫，時間約2分鐘，酸洗后用高壓水沖洗干凈；冷軋采用全冷軋工藝，本例成品規(guī)格分別為054X4和028X3，具體冷軋工藝如農(nóng)1和農(nóng)2所示；表1規(guī)格054X4成品冷軋工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>控制外徑公差+O.30+0.80腿，壁厚公差0+0.60腿。表2規(guī)格028X3成品冷軋工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>控制外徑公差+O.30+0.70mm，壁厚公差0~h0.60mm;脫脂冷軋后用有機溶劑脫脂，熱處理不同的制品規(guī)格中間熱處理工藝如表3所示。表3不同在制品規(guī)格中間熱處理工藝<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>383包裝入庫成品經(jīng)矯直、切管、酸洗、清洗、檢驗后入庫。通過該技術方案成功試制出0Crl7M4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管824kg。成品管各項力學性能和成材率較現(xiàn)有提高。實施例3本實施例采用0Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼，其化學成分重量百分配比為C:0.05，Si:0.53,Mn:0,43，S:0.002，P:0.022，Cr:16,12，Cu:3.28，Ni-'4,37，Nb:0.26，Mo:0.09，Ti:0.01，W:0.04，As:0.01，Al:0.01。管坯剝皮落料后加熱090管坯通過機加工剝皮至cD85，剝皮后的管坯進斜底爐加熱，加熱溫度范圍113CTC-1150°C;熱穿孔管坯加熱工藝如圖2所示，荒管尺寸O)90X8mm，熱穿孔控制加熱溫度為113CTC，保溫時間大于30分鐘；冷卻熱穿孔后荒管采用堆放的方式進行空冷；荒管表面處理包括精整、酸洗、潤滑，荒管平頭后進行酸洗，酸洗液配方是HF58。/。，HN031015%，其余為水，酸液溫度5060。C，酸洗時不脫鉤，時間5分鐘，酸洗后用清水沖洗，然后可以在H2S04槽中清洗，酸洗液配方；H2S041015%，其余為水，溫度為室溫，時間約2分鐘，酸洗后用高壓水沖洗干凈；冷軋采用全冷軋工藝，本例成品規(guī)格分別為。54X3，具體冷軋工藝如下表5所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>成品熱處理成品在H2爐保護氣氛中進行固溶處理，溫度106(TC，網(wǎng)帶速度0.4m/min，堆冷。成品真空時效處理真空度10"Pa。成品管時效處理后的力學性能如表7所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權利要求1.一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的化學成分重量百分配比為C≤0.07，Si≤1.00，Mn≤1.00，S≤≤0.030，P≤0.035，Cr15.50～17.50，Cu3.00～5.00，Ni3.00～5.00，Nb0.15～0.45；2)管坯剝皮落料后加熱加熱溫度1100℃～1150℃；3)熱穿孔管坯熱穿孔加熱溫度控制在1100～1500℃；保溫時間大于30分鐘；4)冷卻熱穿孔后空冷；5)荒管表面處理；精整、酸洗、潤滑，酸液溫度50～60℃，酸洗時間5～10分鐘；6)循環(huán)處理冷軋采用小變形全冷軋工藝，具體變形工藝根據(jù)成品規(guī)格確定，冷軋單道次相對變形量不超過50％，開坯軋制時變形量控制在40％～50％，成品軋制和成品規(guī)格前一個道次變形量控制在20％左右；脫脂冷軋后用有機溶劑脫脂；熱處理每道次冷加工后均進行中間退火，中間退火采用輥底爐，退火溫度為1030～1080℃，前進速度根據(jù)不同的壁厚確定，速度范圍0.2～0.8m/min，保溫后堆冷；退火后酸洗去除氧化皮，拋光后進行下一步冷軋；7)固溶處理在H2爐保護氣氛中進行成品固溶處理，溫度1030～1060℃，網(wǎng)帶速度0.2～0.8m/min，堆冷；8)時效處理成品管時效處理在真空爐中進行，真空度10-3Pa；9)包裝入庫成品經(jīng)矯直、切管、酸洗、清洗、檢驗后入庫。2.如權利要求1所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于C:0.030,06，Si:0.40,8，Mn:0.40.8，S《0,010，P《0.035，Cr:15.5016.50,Cu:3,203.80，Ni:4.104.50，Nb:0.250,35，Mo:《0。40，Ti:《0,10，W:《0'20，As:《0.04，Al:《0,10。3.如權利要求2所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于；所述步驟3)中對于O)80管坯，其熱穿孔加熱溫度1100115(TC，采用堆放的方式進行冷卻。4.如權利要求3所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于所述步驟5)酸洗的酸洗液配方HF58%，HN031015%，其余為水，酸洗時不脫鉤。5.如權利要求4所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于所述步驟5)酸洗后用清水沖洗，然后在在H2S04槽中清洗，H2S04酸洗液配方H2S041015%，其余為水，溫度為室溫，時間為13分鐘，酸洗后用高壓水沖洗干凈。6.如權利要求5所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于所述步驟6)循環(huán)處理為潤滑、冷軋、脫脂、熱處理、矯直、切管、酸洗，循環(huán)次數(shù)根據(jù)管坯尺寸和成品管尺寸決定。7.如權利要求6所述的馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，其特征在于所述步驟8)時效處理其處理工藝為在真空爐中從常溫20'C開始加熱，升溫40分鐘至200'C;繼續(xù)升溫150分鐘至35(TC;繼續(xù)升溫150分鐘至40(TC;接著在400。C保溫30分鐘；然后繼續(xù)升溫120分鐘至45CTC;繼續(xù)升溫60分鐘至500。C;然后在500。C保溫120分鐘；隨后降溫60分鐘至40(TC;最后通入氬氣Ar進行冷卻，降溫180分鐘至室溫。全文摘要本發(fā)明公開了一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼無縫鋼管的制備方法，包括如下步驟管坯→剝皮→落料→加熱→熱穿孔→冷卻→精整→酸洗→潤滑→冷軋→脫脂→熱處理→矯直→切管→酸洗→檢驗→包裝入庫。與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點熱穿孔后荒管采用堆冷，減少工序，降低成本。中間熱處理采用固溶處理，時間短效率高，改善表面質(zhì)量。管材全部冷軋工藝，提高了成材率。用真空時效處理，提高綜合力學性能，成品檢驗合格率達到95％，從管坯到成品的成材率達到51.31％。文檔編號B23P15/00GK101612700SQ20081003937公開日2009年12月30日申請日期2008年6月23日優(yōu)先權日2008年6月23日發(fā)明者孫紀濤,方靜賢,蔡志剛,袁衛(wèi)昌,邵衛(wèi)東申請人:寶山鋼鐵股份有限公司