CN104789871A

CN104789871A - 一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管及制备方法

Info

Publication number: CN104789871A
Application number: CN201510159559.3A
Authority: CN
Inventors: 张行刚; 刘金; 王金龙; 石晓霞; 马爱清; 姚晓乐; 孙文秀; 张学颖
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd; Inner Mongolia Baotou Steel Union Co Ltd
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2015-07-22

Abstract

本发明公开一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管，其化学成分的质量百分含量为：C 0.26％～0.31％、Si 1.20～1.40％、Mn 1.20～1.40％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.20～0.30％、Al 0.015～0.04％，其余为Fe，质量分数共计100％，本发明还公开了一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，通过本方法制造的用无缝钢管具有很好的综合力学性能能够满足壁厚≥20mm用冷拔液压缸筒的性能。

Description

一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管及制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管及制备方法。

背景技术

27SiMn是一种液压支柱用无缝钢管材料，多用于煤矿的开采液压支架、汽车起重机的液压缸、活塞、大型机械等专用设备，近年来很多企业通过将27SiMn无缝钢管冷拔后用于液压支架，普通27SiMn淬透性差，在生产厚壁管的时由于淬不透使得材料的综合力学性能差，在冷拔过程中易发生脆断，拉伤等问题，而且冷拔过程中需要钢管具有良好的尺寸偏差平直度，因此开发内外表面质量好同时具有良好的综合力学性能的厚壁用27SiMn无缝钢管有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管。

为达以上目的，本发明一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管，其化学成分质量百分数为：C 0.26～0.31％、Si 1.20～1.40％、Mn 1.20～1.40％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.20～0.30％、Al 0.015～0.04％，其余为Fe，质量分数共计100％。通过适量Cr元素的加入来提高钢的淬透性，在热处理后材料具有良好的综合力学性能。

进一步：所述厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管材料的化学成分质量百分含量为：C 0.26％、Si 0.1.20％、Mn 1.20％、Cr 0.20％、Al 0.015％、P 0.02％、S 0.010％，其余为Fe，质量分数共计100％；或者，C 0.28％、Si 1.25％、Mn 1.25％、Cr 0.22％、Al 0.020％、P 0.015％、S 0.008％其余为Fe，，质量分数共计为100％；或者，C 0.29％、Si 1.30％、Mn 1.30％、Cr 0.25％、Al 0.030％、P 0.013％、S 0.007％、其余为Fe，质量分数共计为100％；或者，C 0.30％、Si 1.35％、Mn1.35％、Cr 0.27％、Al 0.035％、P 0.013％、S 0.006％其余为Fe，质量分数共计为100％；或者，C 0.31％、Si 1.40％、Mn 1.40％、Cr 0.30％、Al 0.04％、P 0.02％、S 0.010％其余为Fe，质量分数共计为100％。

本发明解决的另一技术问题是提供一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，同时通过Φ460mmPQF机组轧制使得钢管具有良好的尺寸精度和内外表面质量。

本发明的技术方案如下：

一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，包括：炼钢生产过程、钢的轧制过程和热处理过程。得到的27SiMn无缝钢管材料化学成分的质量百分含量为C 0.26～0.31％、Si 1.20～1.40％、Mn 1.20～1.40％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.20～0.30％、Al 0.015～0.04％，其余为Fe，质量分数共计100％。

进一步，所述炼钢生产过程包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气和圆坯连铸。

进一步：转炉冶炼采用脱硫铁水，预脱硫铁水中S含量控制在120ppm以下，转炉终点的碳含量要≥0.06％以降低钢中氧的活度，按照转炉的出钢成分LF精炼中对成分进行微调。VD真空脱气中，真空度≤0.1KPa，采用较强的底部吹氩气模式，VD真空后喂入150m的硅钙线然后保持软吹时间≥13min，以保证夹杂物充分上浮。连铸过程中保持低的过热度，过热度控制在30℃以内，同时采用恒定拉速控制，速度控制在1～1.2m/min。

进一步，所述钢的轧制过程包括：圆坯→锯切→加热→穿孔→轧管→脱管→定径→冷却→切头尾。管坯加热温度为1240～1290℃；圆坯穿孔温度为1220～1250℃；轧管温度为1100～1220℃；保证终轧温度≥880℃。

进一步，所述轧态钢热处理过程包括：淬火加回火；淬火温度为920±15℃，保温60～70分钟；回火温度为610±10℃，保温80～90分钟。

本发明的技术效果如下：

本发明的厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管通过原有的普通27SiMn的基础上加入适量的能提高淬透性元素Cr，从而提高钢的淬透性，使得在生产厚壁无缝钢管的时候热处理能够淬透，通过回火使得钢具有良好的综合力学性能，然后利用Φ460PQF机组轧制使得钢管具有良好的内外表面质量和尺寸精度，保证在后续的冷拔提供良好性能的钢管。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

炼钢生产过程为：预脱硫铁水→转炉冶炼→VD真空脱气→LF精炼→圆坯连铸。转炉冶炼采用脱硫铁水，硅锰、锰铁和铬铁脱氧合金化，通过转炉进行冶炼。采用单渣冶炼工艺，终渣碱度控制在3.0，转炉终点的碳含量要≥0.06％以降低钢中氧的活度，根据转炉出钢成分在LF精炼中对成分进行微调，VD真空脱气中，真空度≤0.1KPa，采用较强的底部吹氩气模式，深真空后按照每100吨钢水喂入150m硅钙线，VD真空后软吹时间保持≥13min。控制钢水的过热度≤30℃，采用恒定拉速控制工艺，速度控制在1～1.2m/min。

钢的轧制过程包括：圆坯→锯切→加热→穿孔→轧管→脱管→定径→冷却→切头尾。管坯加热温度为1240～1290℃，既要保证管坯加热均匀控制晶粒度大小又要防止脱碳。其圆坯穿孔时温度为1220～1250℃，保证穿孔时管坯有良好的变形能力；轧管时温度为1100～1220℃，该钢在此温度下塑性最好，轧制时变形抗力小，能够有效的保证荒管内外表面的质量；保证终轧温度≥880℃，终轧温度高相当于钢管进行一次正火，可以细化晶粒，消除应力，减轻带状组织为最终热处理提供合适的组织状态。

轧态钢热处理过程包括：淬火+回火。淬火温度为920±15℃，保温60～70分钟，该温度可以保证材料全部奥氏体化又不会使晶粒粗大；回火温度为610±10℃，保温80～90分钟，以保证材料具有良好的综合力学性能。回火后快速进矫直机以保证钢管具有良好的平直度，又能降低钢的应力。

上述过程生产的厚壁管用冷拔液压缸筒27SiMn无缝钢管质量百分含量为：C 0.26～0.31％、Si 1.20～1.40％、Mn 1.20～1.40％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.20～0.30％、Al 0.015～0.04％，其余为Fe，质量分数共计100％。在常规27SiMn的基础上加入适量的Cr元素来提高钢的淬透性，使在生产厚壁管时材料具有良好的综合力学性能。

对各实例的化学成分进行检测，化学成分如表1所示：

表1各示例化学成分(％)

实施例

C

Si

Mn

P

S

Cr

Al

实施例1	0.26	1.20	1.20	0.020	0.01	0.20	0.015
								实施例2	0.28	1.25	1.25	0.015	0.008	0.22	0.020
实施例3	0.29	1.30	1.30	0.013	0.007	0.25	0.030
								实施例4	0.30	1.35	1.35	0.013	0.006	0.27	0.035
实施例5	0.31	1.40	1.40	0.010	0.02	0.31	0.040

各实施例化学力学性能测试结果如表2所示。

表2各实施例的力学性能测试结果

从表2可以看出，本发明的无缝钢管材料具有良好的力学性能，特别是材料具有很高的韧性，在后续的冷拔过程中，不会发生脆断、拉伤等问题。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管，其特征在于：所述钢管化学成分质量百分比为：C 0.26～0.31％、Si 1.20～1.40％、Mn 1.20～1.40％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 0.20～0.30％、Al 0.015～0.04％，其余为Fe。

2.一种制备如权利要求1所述厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的方法，其特征在于：生产过程包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸、管坯加热、连轧和热处理。

3.如权利要求2所述的厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述转炉冶炼采用脱硫铁水，转炉终点的碳含量≥0.06％。

4.如权利要求2所述的厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述VD真空脱气中，真空度≤0.1KPa，采用底部吹氩气模式，深真空结束后按每100吨钢水喂入150m硅钙线，VD真空后软吹时间保持≥13min。

5.如权利要求2所述的厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述圆坯连铸过程中过热度≤30℃，拉速为1～1.2m/min。

6.如权利要求2所述的厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述管坯加热温度为1240～1290℃；圆坯穿孔温度为1220～1250℃；轧管温度为1100～1220℃；终轧温度≥880℃。

7.如权利要求2所述厚壁冷拔液压缸筒用27SiMn无缝钢管的制备方法，其特征在于：所述热处理过程包括：淬火加回火，淬火温度为920±15℃，保温60～70分钟；回火温度为610±10℃，保温80～90分钟。