CN103789707A - 一种耐腐蚀无缝钢管材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐腐蚀无缝钢管材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C0.2-0.34、硅0.3-0.5、锰0.9-1.2、铬7-9、锑0.1-0.23、Bi0.3-0.4、钒0.4-0.6、P≤0.002、S≤0.015、余量为Fe及不可避免的杂质。本发明钢管材料添加了锑、钒等元素,使得材料组织致密,晶粒细,提高强度和韧性;通过添加铬和Bi,增加了耐腐蚀性和强度;通过合理控制热处理温度,提高了钢管材料的综合力学性能,提高了安全系数;本发明精炼剂能与钢液进行充分物化反应,达到脱氧、脱硫、脱磷、改善夹杂物形态目的,提高钢的纯净度,金属收得率和钢管成材率得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料领域,尤其涉及一种耐腐蚀无缝钢管材料及其制备方法。
背景技术
钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器,它还是一种经济钢材。从人们的日常用具、家具、供排水、供气、通风和采暖设施到各种农机用具的制造、地下资源的开发、国防和航天所用枪炮、子弹、导弹、火箭等都离不开钢管。
随着生产技术不断进步,人民生活水平的提高,对钢管的质量要求越来越高,不但要求有更高的强度、硬度、耐腐蚀性、耐磨性、耐高温、弹性好、抗弯曲、耐冲击、好的韧性、不易发生裂纹,提高安全性能,而且还需要有良好的加工性,降低经济成本,提高产品的竞争力,还需要进一步提高钢管的质量,尤其是针对不同用途研发不同性能的钢管材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀无缝钢管材料及其制备方法,该钢管材料强度高、耐冲击、耐腐蚀、耐磨性好。
本发明的技术方案如下:
一种耐腐蚀无缝钢管材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C 0.2-0.34、硅0.3-0.5、锰0.9-1.2、铬7-9、锑0.1-0.23、 Bi 0.3-0.4、钒0.4-0.6、P ≤ 0.002、S ≤ 0.015、余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的耐腐蚀无缝钢管材料的生产方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将生铁送入炉中加精炼剂进行一次精炼、添加合金成分、加精炼剂进行二次精炼、测并调整化学元素成分含量至合格,真空脱气、连铸圆管坯,再进行退火处理,制得坯料;
(2)合金化过程中首先将合金与生铁铸成合金块,再分批投放;合金块的成分和投放顺序为(1)硅、铬、Fe;(2)Bi、锑、Fe;(3)其他合金元素和Fe;投放间隔的时间为25-28分钟,投放后吹氩搅拌均匀;
(3)加热穿孔,将所述坯料加热至1195-1205℃下穿孔,得到管坯,并且控制穿孔偏心率小于7%;
(4)热处理。
所述的热处理是:将管坯以23-25℃/s速度加热到800-830℃,保温30-40分钟,再以26-28℃/s速度加热到1020 -1040 ℃,保温7-10分钟,再以240-260℃/小时速度降温到50-90℃;再以23-25℃/s速度加热到600-620℃,保温30-40分钟,再以23-25℃/s速度加热到930-940℃,保温1-1.5小时,再以220-240℃/s速度喷淋降温到320-330℃,再以180-190℃/s速度喷淋降温到80-100℃;再以21-23℃/s速度加热到580-600℃,保温2-3小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:废铁粉末20-24、纳米二氧化钛0.5-1、纳米云母粉0.5-1、独居石3-5、氧化钡2-4、氧化钙6-8、三氧化二铬2-4、膨胀石墨4-6;制备方法是将独居石粉碎,与废铁粉末加热至熔融状态,加入独居石、氧化钡、氧化钙、三氧化二铬、膨胀石墨搅拌均匀,在真空中脱气;将所得粉末在0.7-1Kpa下压制成坯,然后,在1210-1240℃下煅烧1-2小时,冷却后,再粉碎成100-200目粉末,与其他剩余成分混合均匀,即得。
本发明的有益效果
本发明钢管材料添加了锑、钒等元素,使得材料组织致密,晶粒细,提高强度和韧性;通过添加铬和Bi,增加了耐腐蚀性和强度;通过合理控制热处理温度,提高了钢管材料的综合力学性能,提高了安全系数;本发明精炼剂能与钢液进行充分物化反应,达到脱氧、脱硫、脱磷、改善夹杂物形态目的,提高钢的纯净度,金属收得率和钢管成材率得到提高。
具体实施方式
一种耐腐蚀无缝钢管材料,其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C 0.2-0.34、硅0.3-0.5、锰0.9-1.2、铬7-9、锑0.1-0.23、 Bi 0.3-0.4、钒0.4-0.6、P ≤ 0.002、S ≤ 0.015、余量为Fe及不可避免的杂质。
所述的耐腐蚀无缝钢管材料的生产方法,包括以下步骤:
(1)将生铁送入炉中加精炼剂进行一次精炼、添加合金成分、加精炼剂进行二次精炼、测并调整化学元素成分含量至合格,真空脱气、连铸圆管坯,再进行退火处理,制得坯料;
(2)合金化过程中首先将合金与生铁铸成合金块,再分批投放;合金块的成分和投放顺序为(1)硅、铬、Fe;(2)Bi、锑、Fe;(3)其他合金元素和Fe;投放间隔的时间为27分钟,投放后吹氩搅拌均匀;
(3)加热穿孔,将所述坯料加热至1200℃下穿孔,得到管坯,并且控制穿孔偏心率小于7%;
(4)热处理。
所述的热处理是:将管坯以24℃/s速度加热到820℃,保温35分钟,再以27℃/s速度加热到1030 ℃,保温8分钟,再以250℃/小时速度降温到70℃; 再以24℃/s速度加热到610℃,保温35分钟,再以24℃/s速度加热到935℃,保温1.3小时,再以230℃/s速度喷淋降温到325℃,再以185℃/s速度喷淋降温到90℃;再以22℃/s速度加热到590℃,保温2.5小时,取出空冷即得。
所述的精炼剂由下列重量份(公斤)的原料制成:废铁粉末22、纳米二氧化钛0.7、纳米云母粉0.8、独居石4、氧化钡3、氧化钙7、三氧化二铬3、膨胀石墨5;制备方法是将独居石粉碎,与废铁粉末加热至熔融状态,加入独居石、氧化钡、氧化钙、三氧化二铬、膨胀石墨搅拌均匀,在真空中脱气;将所得粉末在0.8Kpa下压制成坯,然后,在1230℃下煅烧1.5小时,冷却后,再粉碎成150目粉末,与其他剩余成分混合均匀,即得。
采用本实施例的耐腐蚀无缝钢管材料制成壁厚为4.2mm的钢管,可以承受19Mpa 以上的压力而不爆管,屈服强度845MPa,抗拉强度在957MPa ,硬度(HV)234,冲击吸收功55J,冲击韧性62J/cm2,延伸率16.5%。
Claims (4)
1.一种耐腐蚀无缝钢管材料,其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比为:C 0.2-0.34、硅0.3-0.5、锰0.9-1.2、铬7-9、锑0.1-0.23、 Bi 0.3-0.4、钒0.4-0.6、P ≤ 0.002、S ≤ 0.015、余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀无缝钢管材料的生产方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将生铁送入炉中加精炼剂进行一次精炼、添加合金成分、加精炼剂进行二次精炼、测并调整化学元素成分含量至合格,真空脱气、连铸圆管坯,再进行退火处理,制得坯料;
(2)合金化过程中首先将合金与生铁铸成合金块,再分批投放;合金块的成分和投放顺序为(1)硅、铬、Fe;(2)Bi、锑、Fe;(3)其他合金元素和Fe;投放间隔的时间为25-28分钟,投放后吹氩搅拌均匀;
(3)加热穿孔,将所述坯料加热至1195-1205℃下穿孔,得到管坯,并且控制穿孔偏心率小于7%;
(4)热处理。
3.根据权利要求2所述的耐腐蚀无缝钢管材料的生产方法,其特征在于:所述的热处理是:将管坯以23-25℃/s速度加热到800-830℃,保温30-40分钟,再以26-28℃/s速度加热到1020 -1040 ℃,保温7-10分钟,再以240-260℃/小时速度降温到50-90℃;再以23-25℃/s速度加热到600-620℃,保温30-40分钟,再以23-25℃/s速度加热到930-940℃,保温1-1.5小时,再以220-240℃/s速度喷淋降温到320-330℃,再以180-190℃/s速度喷淋降温到80-100℃;再以21-23℃/s速度加热到580-600℃,保温2-3小时,取出空冷即得。
4.根据权利要求2所述的耐腐蚀无缝钢管材料的生产方法,其特征在于:所述的精炼剂由下列重量份的原料制成:废铁粉末20-24、纳米二氧化钛0.5-1、纳米云母粉0.5-1、独居石3-5、氧化钡2-4、氧化钙6-8、三氧化二铬2-4、膨胀石墨4-6;制备方法是将独居石粉碎,与废铁粉末加热至熔融状态,加入独居石、氧化钡、氧化钙、三氧化二铬、膨胀石墨搅拌均匀,在真空中脱气;将所得粉末在0.7-1Kpa下压制成坯,然后,在1210-1240℃下煅烧1-2小时,冷却后,再粉碎成100-200目粉末,与其他剩余成分混合均匀,即得。
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