CN109680209A - 一种n80钢级非调质油管钢及其制备油管的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非调质油管生产工艺领域，尤其涉及一种N80钢级非调质油管钢及其制备油管的方法。质量百分比计算，包括如下组分：C：0.28‑0.35％、Si：0.17‑0.37％、Mn：1.40‑1.80％、V：0.10‑0.14％、Al：0.02‑0.04％、N：0.012‑0.020％。这样，采用该新钢种设计的化学成分，在1000℃以上轧管条件下完全动态再结晶，不会出现混晶现象；材料中含有C、V、N、Al等合金元素，在高温轧制下析出大龄V、N的碳氮化物，起到钉轧晶界位错、细化晶粒的作用；因此，可不必冷却到Ac1下再加热重新相变细化晶粒组织，可以直接进行张减机轧制，最终得到的晶粒组织大小和均匀度即可满足工艺性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及非调质油管生产工艺领域，尤其涉及一种N80钢级非调质油管钢及其制备油管的方法。
背景技术
目前，传统的生产N80钢级非调质油管，一般选用36Mn2V、38Mn2V、42MnMo7等。主要工艺过程是：管坯在1240-1280℃加热，穿孔毛管温度控制在1150-1200℃、950-1150℃连轧，脱棒后荒管冷却至600℃以下(Ac1相变点以下)，再进入再加热炉880-960℃奥氏体化处理，出炉后进过张减机空冷至室温；
这种工艺选择高碳高合金钢种，生产成本高。经过了再加热炉二次加热，生产节奏慢，再加热钢管存在划伤等质量缺陷隐患，进一步增加制造成本。虽然经历二次再加热，改善了材料韧性，但强度降低明显，生产工艺稳定性不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种N80钢级非调质油管钢及其制备油管的方法，解决如何简化生产工艺流程，提高生产效率，降低了制造成本的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.28-0.35％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.40-1.80％、V：0.10-0.14％、Al：0.02-0.04％、N：0.012-0.020％。
进一步，质量百分比计算，包括如下组分：C：0.30-0.33％、Si：0.22-0.31％、Mn：1.53-1.72％、V：0.10-0.12％、Al：0.028-0.038％、N：0.014-0.018％。
进一步，质量百分比计算，包括如下组分：C：0.31％、Si：0.26％、Mn：1.6％、V：0.11％、Al：0.033％、N：0.016％。
一种N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，包括由所述N80钢级非调质油管钢制备而成的管坯；具体操作步骤如下：
S1：将管坯加热至1240-1280℃；
S2：对加热后的管坯进行穿孔处理，穿孔处理过程温度保持在1150-1200℃，得到毛管；
S3：毛管通过张减机组进行定径处理：
S4：在750-850℃环境下轧制成形钢管；
S5：最后将成形钢管冷却。
进一步，所述步骤5中，将成形钢管冷却温度至600-650℃。
进一步，所述步骤5中，冷却采用高压水环进行水冷。
进一步，所述高压水环出水压力大于10MPa。
本发明提供一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.28-0.35％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.40-1.80％、V：0.10-0.14％、Al：0.02-0.04％、N：0.012-0.020％。
这样，采用该新钢种设计的化学成分，在1000℃以上轧管条件下完全动态再结晶，不会出现混晶现象；材料中含有C、V、N、Al等合金元素，在高温轧制下析出大龄V、N的碳氮化物，起到钉轧晶界位错、细化晶粒的作用；因此，可不必冷却到Ac1下再加热重新相变细化晶粒组织，可以直接进行张减机轧制，最终得到的晶粒组织大小和均匀度即可满足工艺性能要求。
一种N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，包括由所述N80钢级非调质油管钢制备而成的管坯；具体操作步骤如下：
将管坯加热至1240-1280℃；对加热后的管坯进行穿孔处理，穿孔处理过程温度保持在1150-1200℃，得到毛管；毛管通过张减机组进行定径处理：：在750-850℃环境下轧制成形钢管；最后将成形钢管冷却。
这样，利用合理的成分设计和终轧后快冷得到合理配比的珠光体和贝氏体组织，不经过离线调质热处理和在线过在加热炉就可以生产出高性能的油管；保证高温轧制后钢管不经过再加热炉重新奥氏体化，而直接进入张减机轧制，然后在线快冷，大大简化生产工艺流程，提高生产效率，降低了制造成本。相对于现有技术而言具有的优点是：大大简化生产工艺流程，提高生产效率，降低了制造成本。
附图说明
图1为本发明一种N80钢级非调质油管钢制备油管的方法的生产流程示意图；
图2为本发明传统钢种和经过再加热炉，其轧制钢管显微组织结构示意图；
图3为本发明技术方案直接轧制在线快冷，其轧制钢管显微组织结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
对比例1：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.38％、Si：0.28％、Mn：1.42％、V：0.14％、Al：0.010％、N：0.008％，余量为Fe。
对比例2：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.37％、Si：0.27％、Mn：1.40％、V：0.16％、Al：0.012％、N：0.008％，余量为Fe。
对比例3：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.39％、Si：0.28％、Mn：1.38％、V：0.15％、Al：0.015％、N：0.007％，余量为Fe。
对比例4：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.37％、Si：0.27％、Mn：1.39％、V：0.14％、Al：0.012％、N：0.006％，余量为Fe。
对比例5：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.38％、Si：0.30％、Mn：1.40％、V：0.16％、Al：0.016％、N：0.007％，余量为Fe。
对比例6：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.38％、Si：0.27％、Mn：1.36％、V：0.16％、Al：0.014％、N：0.006％，余量为Fe。
对比例7：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.39％、Si：0.29％、Mn：1.42％、V：0.17％、Al：0.012％、N：0.008％，余量为Fe。
实施例1：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.28％、Si：0.17％、Mn：1.40％、V：0.10％、Al：0.02％、N：0.012％，余量为Fe。
实施例2：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.30％、Si：0.22％、Mn：1.53％、V：0.10％、Al：0.028％、N：0.014％，余量为Fe。
实施例3：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.31％、Si：0.26％、Mn：1.60％、V：0.11％、Al：0.033％、N：0.016％，余量为Fe。
实施例4：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.32％、Si：0.26％、Mn：1.72％、V：0.10％、Al：0.035％、N：0.016％，余量为Fe。
实施例5：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.30％、Si：0.28％、Mn：1.70％、V：0.10％、Al：0.035％、N：0.014％，余量为Fe。
实施例6：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.32％、Si：0.26％、Mn：1.73％、V：0.12％、Al：0.032％、N：0.016％，余量为Fe。
实施例7：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.31％、Si：0.26％、Mn：1.65％、V：0.10％、Al：0.033％、N：0.017％，余量为Fe。
实施例8：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.30％、Si：0.28％、Mn：1.70％、V：0.10％、Al：0.035％、N：0.016％，余量为Fe。
实施例9：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.32％、Si：0.29％、Mn：1.65％、V：0.11％、Al：0.034％、N：0.016％，余量为Fe。
实施例10：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.31％、Si：0.26％、Mn：1.60％、V：0.10％、Al：0.032％、N：0.015％，余量为Fe。
实施例11：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.33％、Si：0.31％、Mn：1.72％、V：0.12％、Al：0.038％、N：0.018％，余量为Fe。
实施例12：
一种N80钢级非调质油管钢，质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.35％、Si：0.37％、Mn：1.80％、V：0.14％、Al：0.04％、N：0.020％，余量为Fe。
对比例与实施例组分含量对比参照表，详见表1：
表1
传统工艺与本申请技术方案力学性能效果对照表
表2
由表2可见，采用传统钢种工艺，轧制钢管的抗拉强度大于760Mpa，屈服强度在545-650MPa之间，波动大于100MPa，冲击功在25-45J之间，屈服强度存在不合格现象。而采用新钢种新工艺，轧制钢管的抗拉强度大于800MPa，屈服强度在600-650之间，波动只有50MPa，冲击功25-35J，性能稳定均满足API标准N80-1钢级油管性能要求。
如图1-图3所示，本发明提供一种N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，包括由所述N80钢级非调质油管钢制备而成的管坯；具体操作步骤如下：
将管坯加热至1240-1280℃；对加热后的管坯进行穿孔处理，穿孔处理过程温度保持在1150-1200℃，得到毛管；毛管通过张减机组进行定径处理：：在750-850℃环境下轧制成形钢管；最后将成形钢管冷却。
这样，利用合理的成分设计和终轧后快冷得到合理配比的珠光体和贝氏体组织，不经过离线调质热处理和在线过在加热炉就可以生产出高性能的油管；保证高温轧制后钢管不经过再加热炉重新奥氏体化，而直接进入张减机轧制，然后在线快冷，大大简化生产工艺流程，提高生产效率，降低了制造成本。相对于现有技术而言具有的优点是：大大简化生产工艺流程，提高生产效率，降低了制造成本。
本发明的N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，如图1-图3所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤5中，将成形钢管冷却温度至600-650℃。这样，本技术方案在750-850℃之间张减机终轧温度控制，终轧后瞬间冷却(冷却速度≥100℃/s)至600-650℃温度区间，可以形成晶粒细小的珠光体和少量贝氏体组织，满足N80高强高韧技术要求。
本发明的N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，如图1-图3所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤5中，冷却采用高压水环进行水冷。进一步优选的技术方案是：所述高压水环出水压力大于10MPa。在张减机最后成品机架靠近前端安装3-5各高压水环，压力大于10MPa。当钢管从张减机最后成品机架出来，瞬间从高温冷却至600-650℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种N80钢级非调质油管钢，其特征在于：质量百分比计算，包括如下组分：
C：0.28-0.35％、Si：0.17-0.37％、Mn：1.40-1.80％、V：0.10-0.14％、Al：0.02-0.04％、N：0.012-0.020％。
2.根据权利要求1所述的N80钢级非调质油管钢，其特征在于：质量百分比计算，包括如下组分：C：0.30-0.33％、Si：0.22-0.31％、Mn：1.53-1.72％、V：0.10-0.12％、Al：0.028-0.038％、N：0.014-0.018％。
3.根据权利要求2所述的N80钢级非调质油管钢，其特征在于：质量百分比计算，包括如下组分：C：0.31％、Si：0.26％、Mn：1.6％、V：0.11％、Al：0.033％、N：0.016％。
4.一种N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，其特征在于：包括由权利要求1-3任意一项所述N80钢级非调质油管钢制备而成的管坯；具体操作步骤如下：
S1：将管坯加热至1240-1280℃；
S2：对加热后的管坯进行穿孔处理，穿孔处理过程温度保持在1150-1200℃，得到毛管；
S3：毛管通过张减机组进行定径处理：
S4：在750-850℃环境下轧制成形钢管；
S5：最后将成形钢管冷却。
5.根据权利要求4所述的N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，其特征在于：所述步骤5中，将成形钢管冷却温度至600-650℃。
6.根据权利要求4所述的N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，其特征在于：所述步骤5中，冷却采用高压水环进行水冷。
7.根据权利要求6所述的N80钢级非调质油管钢制备油管的方法，其特征在于：所述高压水环出水压力大于10MPa。
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