一種s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法

　　技術領域

　　1.本發(fā)明涉及一種不銹鋼無縫管的制造，具體涉及一種s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，屬于材料加工技術領域。

　　背景技術：

　　2.s32760是美標中的超級雙相不銹鋼，從成分來看，它的cr、mo和n的含量均要高于普通雙相鋼，且在普通雙相鋼的基礎上添加了少量的wu和cu元素，所以它的抗點蝕當量pren也較高，一般在40-45。s32760超級雙相鋼對比普通雙相鋼，它的耐孔蝕耐縫隙腐蝕和耐晶間腐蝕的性能也要更優(yōu)秀，主要應用在石油、天然氣、化學加工、核能等腐蝕環(huán)境嚴峻的領域。

　　3.相比奧氏體不銹鋼，uns s32760超級雙相鋼無縫鋼管的熱加工塑性差，冷加工變形抗力大。基于此，研發(fā)一種能克服上述缺陷的s32760超級雙相鋼無縫鋼管的生產工藝，研制出化學成分、力學性能、金相組織、耐腐蝕性能等均能滿足技術要求的s32760成品管成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

　　技術實現(xiàn)要素：

　　4.本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，該方法通過對工藝優(yōu)化進行嚴格限定，解決了s32760熱加工塑性差，冷加工變形抗力大所導致的成品質量不佳、成材率低等問題，該方法生產的產品尺寸精度高、表面質量好、組織性能穩(wěn)定、實用性強，利于批量性生產。

　　5.為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，具體包括以下步驟：

　　6.(一)將對應圓鋼進行剝皮、切斷、定芯，將圓鋼采用穿孔機進行穿孔；

　　7.穿孔溫度為1150-1200℃，加熱時間為4-6小時，保溫時間10-15min；

　　8.(二)將步驟(一)所得的毛管酸洗去除氧化皮；

　　9.(三)將步驟(二)所得的鋼管進行變形工藝的冷軋，再熱處理至成品規(guī)格，具體為：

　　10.將鋼管在冷軋機組上進行兩道次冷軋，每個道次冷軋后均進行去油、熱處理、矯直、切管、酸洗、修磨，然后再進行超聲、水壓、取樣、理化檢驗、終切，得到成品管；

　　11.軋制時冷軋變形量40-50％，延伸系數(shù)＜2，軋制速度控制在60-110次/min，送進量為1-3mm/次，q值＞1.2；

　　12.第一道次冷軋后外徑偏差控制在

　　±

　　0.25mm，壁厚偏差控制在

　　±

　　0.25mm；

　　13.第二道次冷軋后外徑偏差控制在

　　±

　　0.55mm，壁厚偏差控制在

　　±

　　0.30mm；

　　14.熱處理時控制熱處理溫度為1080～1120℃，保溫時間為壁厚

　　×

　　1～3min；

　　15.(四)將步驟(三)所得的成品管進行目視、滲透、尺寸檢驗、清潔、噴標及精整工序，最后進行包裝入庫。

　　16.本發(fā)明進一步限定的技術方案是：

　　17.進一步的，前述s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法中，步驟(一)中將對應圓鋼進行剝皮，單邊剝皮＞1.5mm，剝皮結束的鋼坯切棒，并在棒料一端鉆φ(24

　　±

　　2)mm臺階狀的定心孔，隨后將定心結束的棒料送入斜底爐中加熱穿孔，穿孔結束后，管子滾入冷卻池中進行冷卻，然后至檢驗臺上進行檢驗。

　　18.前述s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法中，穿孔采用鉬頂頭穿孔。

　　19.前述s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法中，步驟(三)熱處理時鋼管均放在輥底爐內進行，爐內氣氛為氧化性。

　　20.前述s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法中，該無縫管室溫拉伸性能為：屈服強度控制在621-724mpa，抗拉強度≥793mpa，斷后延伸率≥20％，hrc硬度≤30。

　　21.前述s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法中，制造出的無縫管其奧氏體-鐵素體組織控制為：鐵素體含量占比35-55％。

　　22.本發(fā)明的有益效果是：

　　23.本發(fā)明該方法通過對穿孔機參數(shù)、穿孔溫度、中間品變形工藝、鋼管過程熱處理、成品變形工藝、成品熱處理進行規(guī)定；解決了s32760熱加工塑性差，冷加工變形抗力大所導致的成品質量不佳、成材率低等問題。

　　24.采用本發(fā)明的方法制備出的無縫管室溫拉伸性能：屈服強度控制在621～724mpa，抗拉強度≥793mpa，斷后延伸率≥20％，hrc硬度≤30。該方法生產的產品尺寸精度高、表面質量好、組織性能穩(wěn)定、實用性強，利于批量性生產。

　　附圖說明

　　25.圖1為本發(fā)明s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法中冷加工流程圖；

　　26.圖2為對穿孔后毛管進行取樣分析后有害相析出圖；

　　27.圖3為對穿孔后毛管進行取樣分析后鐵素體的含量圖；

　　28.圖4為不同變形量冷軋后雙相鋼材料的微觀組織形貌圖；

　　29.圖5為使用本發(fā)明s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法制造出的s32760管成品100倍金相組織圖。

　　具體實施方式

　　30.實施例1

　　31.本實施例提供的一種s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，具體包括以下步驟：

　　32.(一)將φ130mm圓鋼進行剝皮、切斷、定芯，將圓鋼采用穿孔機進行穿孔，具體為：

　　33.將φ130mm圓鋼進行剝皮，單邊剝皮2mm，剝皮結束的鋼坯切棒，并在棒料一端鉆φ(24

　　±

　　2)mm臺階狀的定心孔，隨后將定心結束的棒料送入斜底爐中加熱穿孔，穿孔溫度為1170℃，加熱時間為4小時，保溫時間10～15min，穿孔結束后，管子滾入冷卻池中進行冷卻，然后至檢驗臺上進行檢驗；

　　34.穿孔全程采用鉬頂頭穿孔，穿孔機根據(jù)圓鋼規(guī)格及成品規(guī)格不同采用不同設定參數(shù),本實施例穿孔機設定參數(shù)如下表1所示：

　　35.表1穿孔機設定參數(shù)

　　[0036][0037]

　　本實施例穿孔溫度為1170℃時，穿出來的一批s32760毛管內外表面較好，無明顯裂紋缺陷，外表面輕微導板印，局部粘鋼，內壁局部輕微頂頭印；

　　[0038]

　　對穿孔后毛管進行取樣分析，如圖2-3所示，圖2為有害相析出，圖3為鐵素體的含量，有圖可見金相組織無明顯夾雜和析出，鐵素體質量分數(shù)為50％，毛管平均硬度約為28hrc；

　　[0039]

　　(二)將步驟(一)所得的毛管酸洗去除氧化皮；

　　[0040]

　　(三)將步驟(二)所得的鋼管進行特定變形工藝的冷軋，特定制度下的熱處理至成品規(guī)格，流程如圖1所示，具體為：

　　[0041]

　　穿孔后φ128

　　×

　　14mm的s32760合格荒管在lg110冷軋機組上進行兩道次軋制，兩次軋制尺寸分別為φ108

　　×

　　9mm和φ88.9

　　×

　　5.49mm，每個道次冷軋后均進行去油、熱處理、矯直、切管、酸洗、修磨，然后再進行超聲、水壓、取樣、理化檢驗、終切，得到成品管；

　　[0042]

　　s32760材料冷加工比普通奧氏體不銹鋼的屈服強度高，冷加工變形抗力大，延伸系數(shù)較普通奧氏體鋼也要小；因此，我們采用兩道次冷軋時需要合理的分配變形量，本實施例嚴格選取延伸系數(shù)＜2，變形量40-50％的冷軋工藝參數(shù)的同時，選用合理的軋制速度60-110次/min和相對較小的送進量1-3mm/次確保其內外表面質量，通過q值＞1.2來確保壁厚方向上的組織均勻性，從而提高尺寸精度和改善內壁質量，具體冷軋參數(shù)見下表2，技術要求尺寸精度和實際尺寸見表3，實際測量尺寸滿足技術要求。

　　[0043]

　　表2冷軋參數(shù)

　　[0044][0045]

　　表3技術要求尺寸精度和實際測量尺寸

　　[0046][0047]

　　s32760φ108

　　×

　　9mm中間品管和φ88.9

　　×

　　5.49mm成品管熱處理均放在輥底爐內進行，爐內氣氛為氧化性(鋼管熱處理分為三種，還原性氣氛、氧化性氣氛、真空氣氛，本發(fā)明采用氧化性氣氛熱處理，表面會生成氧化皮，酸洗后表面形成鈍化膜，可以避免表面銹蝕)，φ108

　　×

　　9mm中間品管加熱溫度1100℃，保溫時間20min，快速冷卻，φ88.9

　　×

　　5.49mm成品管加熱溫度1080℃，保溫時間8min，快速冷卻。

　　[0048]

　　圖4為雙相鋼經不同變形量(5％、10％、15％、20％、30％、40％、60％、80％)冷軋后管材的透射電鏡(tem)照片，從中可以看到，隨著變形量的增加，達到15％以上的變形量時，

　　變形的晶粒內部出現(xiàn)明顯的滑移帶和孿晶帶，且具一定的方向性；當變形量超過40％時，晶粒得到充分“粉碎”，晶界附近出現(xiàn)了高密度位錯，且隨著變形進一步增大，位錯密度進一步提高。這些高密度位錯的形成使晶粒產生了嚴重的晶格畸變，不僅在晶粒內部積累了大量的內能，同時使材料的強度、硬度急劇升高，即產生了所謂的“冷作硬化”；可見本發(fā)明變形量40-50％既能充分粉碎晶粒，又不使鋼管冷作硬化過高導致加工塑性差的情況出現(xiàn)。

　　[0049]

　　在變形工藝確定的基礎上，熱處理是決定材料組織及性能的主要因素，s32760熱處理工藝的選擇必須建立在保證其金相兩相比和力學性能的基礎上，本實施例在φ88.9

　　×

　　5.49mm成品管熱處理嚴格控制熱處理溫度為1080～1120℃，保溫時間為壁厚乘以1～3(min)，得到的無縫管其室溫性能、高溫性能、腐蝕性能、兩相組織比例等均符合技術要求，具體如下表4-5所示；

　　[0050]

　　試驗方法：astm a370-20：

　　[0051]

　　表4拉伸試驗結果

　　[0052][0053]

　　試驗方法：astm e18-20：

　　[0054]

　　表5硬度試驗結果

　　[0055][0056]

　　試驗方法：astm e407-07(2015)εl astm e562-19εl；

　　[0057]

　　試驗過程：試樣經磨制光腐蝕后按照astm e562-19εl在400x下的金相顯微鏡下檢驗10個視場鐵素體面積百分含量，鐵素體含量原始結果與統(tǒng)計分析結果見下面6-7，鐵素體形貌見圖3所示；

　　[0058]

　　表6鐵素體含量原始結果

　　[0059]

　　[0060]

　　表7鐵素體含量統(tǒng)計分析結果鐵素體含量統(tǒng)計分析結果

　　[0061][0062]

　　試驗方法：astm e407-07(2015)

　　εl

　　[0063]

　　試驗過程：試樣經磨制拋光后在金相顯微鏡下檢驗氮化物和碳氮化物，重新拋光腐蝕后檢驗晶間析出相、金屬間相和σ相，檢驗結果見下表8，金相照片見圖5；

　　[0064]

　　表8金相檢驗結果

　　[0065][0066]

　　(四)將步驟(三)所得的成品管進行目視、滲透、尺寸檢驗、清潔、噴標及精整工序，最后進行包裝入庫。

　　[0067]

　　在本實施例中，該無縫管室溫拉伸性能為：屈服強度控制在645mpa，抗拉強度控制在840mpa，斷后延伸率為34％，hrc硬度平均為22.2。

　　[0068]

　　制造的s32760樣管顯微組織為奧氏體-鐵素體兩相組織，鐵素體儀測出鐵素體質量分數(shù)為50％，滿足鐵素體含量35％～55％的技術條件要求，有害相σ相析出為0.2％，滿足技術條件要求的≤0.5％，本發(fā)明該方法通過對穿孔機參數(shù)、穿孔溫度、中間品變形工藝、鋼管過程熱處理、成品變形工藝、成品熱處理進行規(guī)定；

　　[0069]

　　解決了s32760熱加工塑性差，冷加工變形抗力大所導致的成品質量不佳、成材率低等問題，該方法生產的產品尺寸精度高、表面質量好、組織性能穩(wěn)定、實用性強，利于批量性生產。

　　[0070]

　　通過成品力學性能中延伸率達到30％以上,hrc硬度平均值僅為22.2，證明通過此工藝生產的s32760無縫鋼管提高了熱加工塑性，降低冷加工變形抗力。

　　[0071]

　　除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。

　　技術特征：

　　1.一種s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于，具體包括以下步驟：（一）將對應圓鋼進行剝皮、切斷、定芯，將圓鋼采用穿孔機進行穿孔；穿孔溫度為1150~1200℃，加熱時間為4-6小時，保溫時間10~15min；（二）將步驟（一）所得的毛管酸洗去除氧化皮；（三）將步驟（二）所得的鋼管進行變形工藝的冷軋，再熱處理至成品規(guī)格，具體為：將鋼管在冷軋機組上進行兩道次冷軋，每個道次冷軋后均進行去油、熱處理、矯直、切管、酸洗、修磨，然后再進行超聲、水壓、取樣、理化檢驗、終切，得到成品管；軋制時冷軋變形量40-50%，延伸系數(shù)＜2，軋制速度控制在60-110次/min，送進量為1-3mm/次，q值＞1.2；第一道次冷軋后外徑偏差控制在

　　±

　　0.25mm，壁厚偏差控制在

　　±

　　0.25mm；第二道次冷軋后外徑偏差控制在

　　±

　　0.55mm，壁厚偏差控制在

　　±

　　0.30mm；熱處理時控制熱處理溫度為1080~1120℃，保溫時間為壁厚

　　×

　　1~3min；（四）將步驟（三）所得的成品管進行目視、滲透、尺寸檢驗、清潔、噴標及精整工序，最后進行包裝入庫。2.根據(jù)權利要求1所述的s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于：所述步驟（一）中將對應圓鋼進行剝皮，單邊剝皮＞1.5mm，剝皮結束的鋼坯切棒，并在棒料一端鉆φ（24

　　±

　　2）mm臺階狀的定心孔，隨后將定心結束的棒料送入斜底爐中加熱穿孔，穿孔結束后，管子滾入冷卻池中進行冷卻，然后至檢驗臺上進行檢驗。3.根據(jù)權利要求2所述的s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于：穿孔采用鉬頂頭穿孔。4.根據(jù)權利要求1所述的s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于：所述步驟（三）熱處理時鋼管均放在輥底爐內進行，爐內氣氛為氧化性。5.根據(jù)權利要求1所述的s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于：該無縫管室溫拉伸性能為：屈服強度控制在621-724mpa，抗拉強度≥793mpa，斷后延伸率≥20%，hrc硬度≤30。6.根據(jù)權利要求1所述的s32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于：制造出的無縫管其奧氏體-鐵素體組織控制為：鐵素體含量占比35-55%。

　　技術總結

　　本發(fā)明公開了一種S32760超級雙相不銹鋼無縫管的制造方法，具體：（一）將對應圓鋼進行剝皮、切斷、定芯，將圓鋼采用穿孔機進行穿孔；穿孔溫度為1150-1200℃，加熱時間為4-6小時，保溫時間10-15min；（二）將步驟（一）所得的毛管酸洗去除氧化皮；（三）將步驟（二）所得的鋼管進行變形工藝的兩道次冷軋，再熱處理至成品規(guī)格；（四）將步驟（三）所得的成品管進行目視、滲透、尺寸檢驗、清潔、噴標及精整工序，最后進行包裝入庫；該方法通過對工藝優(yōu)化進行嚴格限定，解決了S32760熱加工塑性差，冷加工變形抗力大所導致的成品質量不佳、成材率低等問題，該方法生產的產品尺寸精度高、表面質量好、組織性能穩(wěn)定、實用性強，利于批量性生產。利于批量性生產。利于批量性生產。

　　技術研發(fā)人員：叢生達 陳虛懷 高佩 王鋒 周斌

　　受保護的技術使用者：寶銀特種鋼管有限公司

　　技術研發(fā)日：2021.12.31

　　技術公布日：2022/4/8