耐候无缝钢管钢种及无缝钢管制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐候无缝钢管的钢种，制造方法为：步骤一炼钢，根据耐候等级和钢级要求加入P铁、V铁、Cr铁、Ni和Cu铁；VD或RH真空除气，真空除气高真空时间不少于10分钟；真空除气后Ca处理，氩气弱搅拌时间不少于2分钟；连铸过程使用末端电磁搅拌；步骤二轧管，钢级Q235NH‑Q415NH和Q265GNH‑Q355GNH，交货状态为轧态；步骤三热处理，钢级Q460NH‑Q550NH，交货状态为调质态。本发明专利技术有益效果是：1)能够针对不同耐候和钢级要求灵活调整各个元素的配比；2)不同钢级可以采用不同的交货状态。

【技术实现步骤摘要】
耐候无缝钢管钢种及无缝钢管制造方法
本专利技术涉及冶金工业的无缝钢管制造
，特别涉及一种耐候无缝钢管钢种及无缝钢管制造方法。
技术介绍
耐候钢是介于普通碳钢和不锈钢之间的耐大气腐蚀低合金钢，它通过在普通碳钢基础上添加少量铜、铬、磷、镍、钼、铌、钒、钛等耐腐蚀元素而成。在海洋大气和工业大气等环境中耐候钢腐蚀率显著低于碳钢，其抗大气腐蚀性能是普通碳素钢的2～8倍，具有成本增加少、增加基础设备寿命需求、无需涂装、节约资源和劳力的特点，充分体现出耐候钢的优越性。目前，耐候钢产品主要是耐候钢板，无缝钢管产品很少，主要用于钢轨桥梁、船舶、锅炉、建筑等领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种强度范围广、冲击韧性高、组织均匀的耐候无缝钢管在更广范围领域应用，满足市场对的需求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种耐候无缝钢管钢种，所述钢种成分的重量配比为：C：0.04～0.12％，Si：0.10～0.40％，Mn：0.30～1.10％，P：0.001～0.15％，S：≤0.020％，Cu：0.20～0.55％，Cr：0.30～1.25％，Ni：0.12～0.65％，V：0.02～0.12％，Nb：≤0.06％，Ti：≤0.10％，Al：≤0.06％，Mo：≤0.30％，其余为铁，杂质元素微量。一种耐候无缝钢管的制造方法，包括如下步骤：步骤一，炼钢：经电炉或转炉、LF精炼、VD或RH真空除气、连铸，配料按照权利要求1所述配比，根据耐候等级和钢级要求加入P铁、V铁、Cr铁、Ni和Cu铁；VD或RH真空除气，真空除气高真空时间不少于10分钟；真空除气后Ca处理，氩气弱搅拌时间不少于2分钟；连铸过程使用末端电磁搅拌；步骤二，轧管：环形炉加热、穿孔、连轧、定径、锯切、矫直、探伤、入库，钢级为Q235NH-Q415NH和Q265GNH-Q355GNH，交货状态为轧态。一种耐候无缝钢管的制造方法，包括如下步骤：步骤一，炼钢：经电炉或转炉、LF精炼、VD或RH真空除气、连铸，配料按照权利要求1所述配比，根据耐候等级和钢级要求加入P铁、V铁、Cr铁、Ni和Cu铁；VD或RH真空除气，真空除气高真空时间不少于10分钟；真空除气后Ca处理，氩气弱搅拌时间不少于2分钟；连铸过程使用末端电磁搅拌；步骤二，轧管：环形炉加热、穿孔、连轧、定径、锯切、矫直、探伤、入库；步骤三，热处理：调质热处理、探伤、喷标、入库，淬火温度890～950℃，回火温度600～700℃，钢级为Q460NH-Q550NH，交货状态为调质态。轧态交货钢管的终轧温度控制在830～950℃。所述步骤一，高耐候要求钢中磷含量控制在0.07％～0.15％，普通耐候要求钢中磷含量控制在0.001～0.07％。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供耐候无缝钢管钢种适合制造不同的耐候等级和强度等级要求的无缝钢管，具有强度范围广，冲击韧性高，组织均匀的特点；采用以碳锰钢为基础，添加P、Cu、Cr、Ni、V等的钢种设计，能够针对不同耐候和钢级要求灵活调整各个元素的配比；不同钢级可以采用不同的交货状态，钢级Q235NH-Q415NH和Q265GNH-Q355GNH交货状态为轧态钢级Q460NH-Q550NH交货状态为调质态。附图说明图1是Φ273×12.7mmQ355GNH结构管100X金相照片；图2是Φ355.6×12.7mmQ550NH结构管100X金相照片。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：本专利技术适合生产钢级Q265GNH～Q355GNH、Q235NH～Q550NH耐候无缝钢管。如图1、图2所示，一种耐候无缝钢管的钢种，钢种成分的重量配比为：C：0.04～0.12％，Si：0.10～0.40％，Mn：0.30～1.10％，P：0.001～0.15％，S：≤0.020％，Cu：0.20～0.55％，Cr：0.30～1.25％，Ni：0.12～0.65％，V：0.02～0.12％，Nb：≤0.06％，Ti：≤0.10％，Al：≤0.06％，Mo：≤0.30％，其余为铁，杂质元素微量；耐候无缝钢管的制造方法，是通过以下步骤进行的：炼钢，包括有电炉或转炉→LF精炼→VD或RH真空除气→连铸；轧管，包括有环形炉加热→穿孔→连轧→定径→锯切→矫直→探伤→入库；热处理，调质热处理→探伤→喷标→入库，其中：1)按照上述耐候无缝钢管的钢种成分重量百分比进行配料。2)炼钢：按所述钢种成分的重量配比配料为炼钢原料，根据耐候等级和钢级要求加入不同量的P铁、V铁、Cr铁、Ni和Cu，VD或RH真空除气，真空除气高真空时间不少于10分钟；真空除气后Ca处理，氩气弱搅拌时间不少于2分钟；连铸过程使用末端电磁搅拌。3)轧管：对于轧态交货钢管采用控制轧制技术，确保终轧温度控制在830～950℃。4)热处理：调质热处理，淬火温度890～950℃，回火温度600～700℃。5)各个钢级的性能要求如下表：针对不同耐候和钢级要求调能够整各个元素的配比，且不同钢级采用不同的交货状态。高耐候要求钢中磷含量控制在0.07％～0.15％，普通耐候要求钢中磷含量控制在0.001～0.07％。钢级Q235NH-Q415NH和Q265GNH-Q355GNH交货状态为轧态钢级Q460NH-Q550NH交货状态为调质态。对主要组成成分选取理由如下：碳：钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化的作用对提高钢的强度有明显的作用，具有成本低、调控敏感性好的优点。此外碳和钢的强度匹配关系也尤为重要，因含碳量的高低与钢的强度成正比关系，但钢的冲击韧性和焊接性能则会降低。为了兼顾强度、韧性、焊接性，把碳含量控制在0.04～0.12％之间。锰：显著提高奥氏体的稳定性，促进贝氏体转变，从而显著提高钢的强度，结合降碳可显著提高韧性和焊接性。本钢种把锰含量控制在0.30～1.10％之间。磷：是提高钢的耐大气腐蚀性能最有效的合金之一，通常磷元素与铜元素配合，它们可以促使钢的均匀溶解，加快加速Fe2+向Fe3+的转化，使钢形成致密的锈层。在耐候钢中，高耐候要求钢中磷含量控制在0.07％～0.15％，普通耐候要求钢中磷含量控制在0.001～0.07％，综合二者要求将磷的含量一般控制在0.001～0.15％，当磷含量过高时，易偏析导致成分不均匀，导致机械性能降低和焊接性能下降。铜：是耐大气腐蚀低合金钢中最有效的合金元素，适用于各种腐蚀环境，对于铜的耐蚀机理，有两种观点：一种观点认为Cu可以促使低合金钢阳极钝化，降低腐蚀速率；另一种观点认为，Cu在锈层表面富集，改善锈层的保护性。同时，由于合金元素Cu与S可以生成难溶的硫化物，因此铜可以抵消钢中硫的有害作用。本钢种把铜含量控制在0.20～0.55％之间。铬：是提高耐大气耐蚀性的重要元素，Cr起到的作用主要有两点：第一，可使γ-FeOOH、α-FeOOH向非晶态转化，形成稳定化锈层；第二，Cr与Cu、P、Si等元素有良好的匹配作用，比单加入Cr的钢耐蚀性有明显提高。本钢种把铬含量控制在0.30～1.25％之间。镍：是提高钢耐大气腐蚀的有效元素，加入镍能使钢的自腐蚀电位向正方向变化，主要以NiFe2O4存在于尖晶石型氧化物中，促进了尖晶石向较细、致密结构的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐候无缝钢管钢种，其特征是：所述钢种成分的重量配比为：C：0.04～0.12％，Si：0.10～0.40％，Mn：0.30～1.10％，P：0.001～0.15％，S：≤0.020％，Cu：0.20～0.55％，Cr：0.30～1.25％，Ni：0.12～0.65％，V：0.02～0.12％，Nb：≤0.06％，Ti：≤0.10％，Al：≤0.06％，Mo：≤0.30％，其余为铁，杂质元素微量。

【技术特征摘要】
1.一种耐候无缝钢管钢种，其特征是：所述钢种成分的重量配比为：C：0.04～0.12％，Si：0.10～0.40％，Mn：0.30～1.10％，P：0.001～0.15％，S：≤0.020％，Cu：0.20～0.55％，Cr：0.30～1.25％，Ni：0.12～0.65％，V：0.02～0.12％，Nb：≤0.06％，Ti：≤0.10％，Al：≤0.06％，Mo：≤0.30％，其余为铁，杂质元素微量。2.根据权利要求1所述钢种的一种耐候无缝钢管的制造方法，包括如下步骤：步骤一，炼钢：经电炉或转炉、LF精炼、VD或RH真空除气、连铸，配料按照权利要求1所述配比，根据耐候等级和钢级要求加入P铁、V铁、Cr铁、Ni和Cu铁；VD或RH真空除气，真空除气高真空时间不少于10分钟；真空除气后Ca处理，氩气弱搅拌时间不少于2分钟；连铸过程使用末端电磁搅拌；步骤二，轧管：环形炉加热、穿孔、连轧、定径、锯切、矫直、探伤、入库，钢级为Q235NH-Q415NH和Q265GNH-Q35...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓锋，张传友，孙宇，王亚男，边令喜，
申请(专利权)人：天津钢管集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12