CN103789629A

CN103789629A - 一种耐磨无缝钢管材料及其制备方法

Info

Publication number: CN103789629A
Application number: CN201410018588.3A
Authority: CN
Inventors: 杨五和
Original assignee: ANHUI YANGSHI HENGTAI STEEL PIPE FASTENER PROCESSING Co Ltd
Current assignee: ANHUI YANGSHI HENGTAI STEEL PIPE FASTENER PROCESSING Co Ltd
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2014-05-14

Abstract

一种耐磨无缝钢管材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mn1.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P≤0.015、S≤0.006、余量为Fe及不可避免的杂质。本发明钢管材料强度高、韧性好，焊接和加工性能好，通过添加Zr、Y等元素，使得合金的耐磨性好；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

一种耐磨无缝钢管材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种耐磨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磨无缝钢管材料及其制备方法，该钢管材料强度高、韧性好，焊接和加工性能好，耐磨性好。

本发明的技术方案如下：

一种耐磨无缝钢管材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C 0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mn1.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P ≤ 0.015、S ≤ 0.006、余量为Fe及不可避免的杂质。

所述的耐磨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）Si、Cu、Fe；（2）Ni、Y、Fe；（3）Zr、Hf、Fe；（4）其他合金元素和Fe；投放间隔的时间为24-26分钟，投放后吹氩搅拌均匀；

（3）加热穿孔，将所述坯料加热至1175-1185℃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25-26℃/s速度加热到800-820℃，保温30-40分钟，再以27-29℃/s速度加热到1010-1020 ℃，保温8-10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630-640℃，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240-250℃/s速度喷淋降温到300-310℃，再以190-200℃/s速度喷淋降温到60-90℃；再以21-23℃/s速度加热到550-560℃，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

本发明钢管材料强度高、韧性好，焊接和加工性能好，通过添加Zr、Y等元素，使得合金的耐磨性好；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

一种耐磨无缝钢管材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C 0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mn1.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P ≤ 0.015、S ≤ 0.006、余量为Fe及不可避免的杂质。

所述的耐磨无缝钢管材料的生产方法，包括以下步骤：

（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）Si、Cu、Fe；（2）Ni、Y、Fe；（3）Zr、Hf、Fe；（4）其他合金元素和Fe；投放间隔的时间为25分钟，投放后吹氩搅拌均匀；

（3）加热穿孔，将所述坯料加热至1180℃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25℃/s速度加热到810℃，保温35分钟，再以28℃/s速度加热到1015 ℃，保温9分钟，再以250℃/小时速度降温到70℃；再以24℃/s速度加热到635℃，保温35分钟，再以24℃/s速度加热到935℃，保温1.3小时，再以245℃/s速度喷淋降温到305℃，再以195℃/s速度喷淋降温到70℃；再以22℃/s速度加热到555℃，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。

采用本实施例的耐磨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798MPa，抗拉强度在856MPa ，硬度（HV）238，冲击吸收功48J，冲击韧性59J/cm2，延伸率15.6％。

Claims

1.一种耐磨无缝钢管材料，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：C 0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mn1.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P ≤ 0.015、S ≤ 0.006、余量为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的耐磨无缝钢管材料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

（4）热处理。

3.根据权利要求2所述的耐磨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25-26℃/s速度加热到800-820℃，保温30-40分钟，再以27-29℃/s速度加热到1010-1020 ℃，保温8-10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630-640℃，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240-250℃/s速度喷淋降温到300-310℃，再以190-200℃/s速度喷淋降温到60-90℃；再以21-23℃/s速度加热到550-560℃，保温2-3小时，取出空冷即得。

4.根据权利要求2所述的耐磨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。