一种高压无缝储气钢瓶及制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高压无缝储气钢瓶及制造工艺，以38CrNi3MoVA作为原材料，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质。本发明专利技术还提供了制造上述高压无缝储气钢瓶的制造工艺，通过采用正火、淬火和回火的热处理工艺，提高储气钢瓶的机械性能及抗腐蚀能力，同时改善了储气钢瓶的低温韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种高压无缝储气钢瓶及制造工艺
本专利技术属于钢瓶制造
，具体涉及一种高压无缝储气钢瓶及制造工艺。
技术介绍
储气钢瓶可以用于重复充装空气、氮气或其他气体，主要运用在水面舰船压缩空气、液压系统、打捞救生系统、岸基空气系统。国内原24.5MPa级空气系统的高压空气瓶采用焊接结构，制造工艺是筒体采用钢板卷板焊接，封头采用冲压成型或拼板焊接，筒体与封头焊接后进行局部或整体热处理。由于921A、980钢是舰船用钢，其防腐蚀性能较好，故921A、980钢被用来研制410L/40MPa空气瓶。但由于采用焊接式形成的储气钢瓶，能够承受的额定工作压力一般不超过30MPa，为了提高储气钢瓶的受压能力，储气钢瓶应使用无缝结构，采用921A、980钢则不再适用于无缝结构的储气钢瓶。专利号为201410707760.6的中国专利技术专利10CrNi3MoVA高压无缝钢瓶及其制造工艺，以10CrNi3MoVA作为原材料，并通过热旋压制造钢瓶两端的封头，最后通过高温淬火、亚温淬火和高温回火对钢瓶进行热处理。具体实施例中记载，利用该材料及工艺生产出的无缝钢瓶，其拉伸强度约为850MPa，屈服强度约为770MPa，延伸率约为18％，断裂韧性约为450MPa，冲击功约为250J。上述现有技术虽然在改善储气钢瓶的低温韧性方面有了一些提高，但是对于使用在潜艇上的高压空气系统的中的储气钢瓶，上述以10CrNi3MoVA作为原材料的储气钢瓶，其腐蚀速率平均值在0.7g/m2·h左右，因此其耐腐蚀性能还不够高；由于采用高温淬火、亚温淬火和高温回火的热处理工艺，虽然能提高储气钢瓶的各力学性能，但是对于40Mpa级的储气钢瓶来讲，其力学性能明显还不够高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种高压无缝储气钢瓶及制造工艺，首次利用38CrNi3MoVA作为生产储气钢瓶的原材料，制造出抗压能力优于现有技术的无缝储气钢瓶。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高压无缝储气钢瓶，以38CrNi3MoVA作为原材料，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质。作为优选方案，所述杂质的成分为：砷≤0.030，锡≤0.010，铅≤0.010，锑≤0.010，铋≤0.010，氢≤0.0001，氧≤0.0025，氮≤0.0080。本专利技术还提供一种高压无缝储气钢瓶的制造工艺，包括以下步骤:步骤一，以38CrNi3MoVA作为原材料制造无缝钢管，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质；步骤二，无缝钢管的两端热旋压收口成形，形成瓶体；步骤三，对瓶体依次进行正火、淬火和回火热处理，具体地，将瓶体加热到845～865℃，保温时间为110～120min，对瓶体进行正火处理；正火后将瓶体加热到745～775℃，保温时间为110～120min，对瓶体进行淬火处理；淬火后将瓶体加热到640～660℃，保温时间为120～160min，对瓶体进行回火处理。作为优选，所述杂质的成分为：砷≤0.030，锡≤0.010，铅≤0.010，锑≤0.010，铋≤0.010，氢≤0.0001，氧≤0.0025，氮≤0.0080。作为优选，还包括步骤四，对瓶体内表面进行化学镀，镀层采用NI-P合金，NI-P合金的含磷量在8％wt以上，镀层厚度不小于30μm；瓶体外表面涂ATO超陶防腐料AM-C。作为优选，步骤一中，以38CrNi3MoVA作为原材料，通过浇铸、闭式墩粗、冲孔制坯和垂直挤压成型制成无缝钢管。作为优选，步骤三中，对瓶体进行正火、淬火和回火热处理，其中，正火温度为850℃，保温时间为120min；淬火温度为750℃，保温时间为120min；回火温度为650℃，保温时间为140min。由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的储气钢瓶在生产原材料方面，在满足化学成分设计的条件下，严格控制有害杂质元素、痕量元素、气体的含量，以38CrNi3MoVA作为原材料，与现有技术中以10CrNi3MoVA作为原材料的储气钢瓶相比，具有更优良的强度、韧性、低温冲击性能、耐腐蚀性能等综合性能。(2)本专利技术的储气钢瓶在制作工艺方面，通过正火热处理，使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，再通过淬火热处理，使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合回火热处理，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及低温韧性等，使钢瓶具有良好的强韧性匹配。(3)在以38CrNi3MoVA作为原材料基础上，并通过正火、淬火和回火的热处理工艺，产品的抗拉强度能达到1130～1280Mpa，屈服强度不小于980Mpa，断面收缩率Z不小于45％，断后延伸率A不小于16％，-20℃时的冲击功不小于70J，-50℃时的冲击功不小于65J，冷弯时无裂纹，各项产品性能均优于以10CrNi3MoVA作为原材料，并利用高温淬火、亚温淬火和高温回火生产出的储气钢瓶。(4)38CrNi3MoVA具有良好的抗腐蚀能力，进一步在瓶体内部增加镀层，外部涂漆处理，储气钢瓶的腐蚀速率平均值可下降到0.5～0.6g/m2·h，有效增加储气钢瓶的抗腐蚀能力，减小其抗腐蚀速率。具体实施方式本专利技术的一种高压无缝储气钢瓶，以38CrNi3MoVA作为原材料，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质。为提高储气钢瓶热处理后力学性能、应力腐蚀能力、断裂韧性，以及降低海水腐蚀速率，对有害杂质元素、痕量元素、气体的含量进行特别规定：砷≤0.030，锡≤0.010，铅≤0.010，锑≤0.010，铋≤0.010，氢≤0.0001，氧≤0.0025，氮≤0.0080。本专利技术还提供一种高压无缝储气钢瓶的制造工艺，包括以下步骤:步骤一，以38CrNi3MoVA作为原材料制造无缝钢管，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质，杂质的成分为：砷≤0.030，锡≤0.010，铅≤0.010，锑≤0.010，铋≤0.010，氢≤0.0001，氧≤0.0025，氮≤0.0080；通过浇铸、闭式墩粗、冲孔制坯和垂直挤压成型制成无缝钢管。步骤二，无缝钢管的两端热旋压收口成形，形成瓶体。步骤三，对瓶体依次进行正火、淬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压无缝储气钢瓶，其特征在于，以38CrNi3MoVA作为原材料，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高压无缝储气钢瓶的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤:步骤一，以38CrNi3MoVA作为原材料制造无缝钢管，38CrNi3MoVA的成分以质量百分比计为：碳0.33～0.40，猛0.27～0.47，硅0.17～0.37，铬1.20～1.45，镍3.00～3.50，钼0.35～0.45，钒0.10～0.15，铜≤0.20，钨≤0.20，硫≤0.008，磷≤0.010，其余为铁及杂质；所述杂质的成分为：砷≤0.030，锡≤0.010，铅≤0.010，锑≤0.010，铋≤0.010，氢≤0.0001，氧≤0.0025，氮≤0.0080；步骤二，无缝钢管的两端热旋压收口成形，形成瓶体；步骤三，对瓶体依次进行正火、淬火和回火热处理，具体地，将瓶体加热到845～865℃，保温时间为110～120min，对瓶体进行正火处理；正火后将瓶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：范俊明，周启雄，李世楷，刘大云，陈刘斌，黄瑛，
申请(专利权)人：成都格瑞特高压容器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51