一种奥氏体不锈钢无缝钢管及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种奥氏体不锈钢无缝钢管及其制备工艺，奥氏体不锈钢无缝钢管包括如下质量百分比的组分C4.5～5％，S0.01～0.03％，Al4～5％，Si0.4～0.6％，Mn2.5～3.8％，Cu1.5～2.0％，Nb2.5～4％，Ni8～12％，稀土元素0.1～0.14％，其中稀土元素由Nd和Sc组成，Nd和Sc的在稀土元素中的质量比例为1：1；以及制备方法包括如下步骤钢板预处理、成型、焊接、酸洗、水洗、热处理、钝态处理、气冷处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；所制得奥氏体不锈钢无缝钢管不仅具有稳定的奥氏体组织，具有高韧性和塑性，良好的易切削性，和全面而良好的综合性能。

An austenitic stainless steel seamless steel tube and its preparation process

The invention provides an austenitic stainless steel seamless steel tube and its preparation process. The austenitic stainless steel seamless steel pipe includes the following mass percentage of components C4.5 to 5%, S0.01 to 0.03%, Al4 to 5%, Si0.4 to 0.6%, Mn2.5 to 3.8%, Cu1.5 2%, Nb2.5 to 4%, Ni8 to 12%, and rare earth elements 0.1 to 0.14%, The rare-earth elements are composed of Nd and Sc, and the mass ratio of Nd and Sc in the rare earth elements is 1:1; and the preparation methods include the following steps of steel plate pretreatment, molding, welding, acid washing, washing, heat treatment, blunt treatment, gas cooling, plastic, acid washing, washing, inspection, acid washing, packaging, and austenitic stainless steel. Seamless steel pipe not only has stable austenite structure, but also has high toughness and plasticity, good machinability and comprehensive properties.

【技术实现步骤摘要】
一种奥氏体不锈钢无缝钢管及其制备工艺
本专利技术涉及金属材料领域，尤其涉及一种奥氏体不锈钢无缝钢管及其制备工艺。
技术介绍
随着国民经济的高速发展和科学技术进步，不锈钢管的应用范围日益广泛，对不锈钢管的要求也越来越高，为了使不锈钢管在数量和质量上满足各个领域的使用要求，国内外在新钢种的开发方面有了快速发展；我国不锈钢在工艺技术、装备水平、产品质量等方面同国际先进水平尚有较大的差距，需要进行不断研发、技术改造和提高，以适应国民经济发展的要求；目前不锈钢管已广泛应用于各个领域：车辆工业、水工业、环保工业、工业设施、家电工业，用量比较大的主要是奥氏体不锈钢，随着技术的进步和生产的的需要、从原料资源和材料成本和达到理化及力学性能要求的角度都需要不断的研发出新型不锈钢。常用的不锈钢表面有一层极薄的氧化铬薄膜，称作钝化膜。该薄膜能阻止金属继续氧化，故不锈钢有很强的耐腐蚀性能。但是，不锈钢表面的钝化膜由于钢中存在的缺陷、杂质和溶质的不均匀性，使钝化膜在这些地方较为脆弱，在特定的腐蚀性溶液中容易被破坏，破坏的部分便成为活化的阳极，周围区域为阴极区，阳极的面积非常小时，阳极的电流密度很大，活性溶解加速，遂成为许多针状小孔，成为“孔蚀”。含有CO2、Cl2的油气，孔蚀点附近会发生较强烈的Cl-吸附和金属的较快溶解，当金属表面上有O2吸附的点被Cl-取代时孔蚀即会发展。由于O2和Cl-的可逆竞相吸附产生Cl-的络合离子而破坏钝化膜，此络合物水解以后又生成络合离子和Cl-。在酸性油气中，蚀孔内pH值降低，也引起金属离子的加速溶解。申请号CN200910074491.3公开了“一种奥氏体不锈钢及其钢管和钢管的制造方法”，奥氏体不锈钢与不锈钢管的成分质量百分配比为：C0.060％-0.14％；0＜Si≤0.50％；0＜Mn≤1.00％；P＜0.040％；S＜0.015％；Cr17.00％-20.00％；Ni8.00％-11.00％；Cu2.50-4.00％；Nb0.30-0.60％；Mo0.15-0.50％；Co0.15-0.50％；N0.05-0.14％；B0.001％-0.01％，其余为Fe及不可避免的杂质。钢管的制造方法包括冶炼、浇注成钢锭或连铸坯、棒材加工、制备毛管与钢管深加工，棒材加工的加热温度为1250-1270℃，制备毛管的加热温度为1100-1220℃，成品固溶温度1120-1190℃。申请号CN200710044273.6公开了“一种奥氏体不锈钢无缝钢管”，由含有以下组份及重量百分含量的不锈钢材料制造而成：铬22％-24％、镍5％-7％、钼3-4％、氮0.15％-0.25％、碳≤0.03％、锰1-2％，其余为铁。上述不锈钢管的制造工艺，特点是，在热穿孔工序中，将热穿孔温度控制在1150-1200℃，顶头前压缩量控制在5％，辊腰压下量控制在12％，椭圆度控制在1.08-1.11。在冷拔/冷轧工序中，将冷变形量控制在50％以下。在热处理工序中，将制品固溶温度控制在1080℃-1100℃，成品固溶温度控制在1050℃-1100℃。这些奥氏体不锈钢在拉伸应力作用下，位错沿着滑移面运动至金属表面，容易使表面钝化膜产生局部破坏，韧性和塑性上都较为薄弱。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种奥氏体不锈钢无缝钢管及其制备工艺，一种奥氏体不锈钢无缝钢管不仅具有稳定的奥氏体组织，具有高韧性和塑性，良好的易切削性，和全面而良好的综合性能。本专利技术还提供了一种奥氏体不锈钢无缝钢管的制备工艺，针对特有的组分进行了制备工艺的优化与改善，使得反应更加充分，而且制备过程绿色环保。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种奥氏体不锈钢无缝钢管，包括如下质量百分比的组分：C：4.5～5％，S：0.01～0.03％，Al：4-5％，Si：0.4～0.6％，Mn：2.5～3.8％，Cu：1.5-2.0％，Nb：2.5～4％，Ni：8～12％，稀土元素：0.1-0.14％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中：稀土元素由Nd和Sc组成，所述Nd和Sc的在稀土元素中的质量比例为1：1。本专利技术还提供一种奥氏体不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：钢板预处理、成型、焊接、酸洗、水洗、热处理、钝态处理、气冷处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；所述钢板预处理的方法为用有机溶剂清洗钢板待焊接部位5～8次；所述成型在卷管成型机上进行，卷管成型后的焊接宽度为2～3mm；在焊接步骤中，采用电阻焊(ERW)方式，焊后去毛刺并矫直；焊机采用高频焊接，感应加热模式；所述酸洗步骤是将上述焊接后的钢管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；所述探伤方法为超声波探伤；所述热处理方法为固溶处理，固溶处理温度控制在1050℃～1100℃；热处理步骤，保持在1030～1200℃的固溶处理热处理温度中；钝态处理步骤，其在所述热处理步骤之后在20～40℃下进行5分钟；气冷步骤，在所述钝态处理后用空气对管件外部进行冷却。作为优选的，所述有机溶剂为丙酮或无水乙醇。作为优选的，所述酸洗液包括12wt％硝酸，盐酸8wt％，氢氟酸12wt％，十二烷基磺酸钠0.1wt％，余量为水。作为优选的，所述酸洗步骤中的清洗槽从上到下依次包括喷淋腔、旋转腔和漏斗状的回收腔，喷淋腔上方等距设置有三个进液口，回收腔底部设置有出液口，酸液、水液和Na2CO3溶液依次按照喷淋顺序分别从进液口进入到喷淋腔内，等距的三个进液口的设置使得液体能够全方位的进入喷淋腔内，也即，当进行酸液清洗时，三个进液口同时进酸液，当进行水洗时，三个进液口同时进水，当进行Na2CO3溶液清洗时，三个进液口同时进Na2CO3溶液，然后液体流在通过喷淋腔下方设置的喷淋板上，并进一步流入喷淋板上设置的多个喷嘴内，液体通过喷嘴进行喷洒，这里需要说明的是，喷嘴可以是花洒式，以使得液体喷洒更加的均匀和广泛，喷洒的液体穿过表面设置有多个漏孔的旋转腔将液体喷洒至旋转筒内的中间管表面，旋转动力机构通过连接轴带动旋转筒旋转，同时带动中间管的转动，使得喷洒的液体能够循环清洗到中间管的全部表面，旋转动力机构可以是气缸，也可以是电机，只要能够通过连接轴带动旋转筒旋转即可，清洗后的液体通过旋转腔上的漏孔再次流入漏斗状的回收腔内进行回收，并从出液口排出，采用旋转式腔体和喷淋的组合设计，实现对旋转式腔体内不锈钢无缝钢管的酸洗冲刷，使得清洗液在槽内能够全面的对钢管表面进行柔和的冲刷，由单一的冲刷或浸泡酸洗设置为动态的旋转式喷淋酸洗，提高酸洗工序的质量的同时，进一步缩短酸洗工序的时间。采用本专利技术的技术方案，稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，因此在钢水中加入稀土，可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能。其中，钪Sc常用于制造合金，以改善合金的强度、硬度和耐热和性能。在铁水中加入少量的钪Sc，可显著改善铸铁的性能，少量的钪加入铝中，可改善其强度和耐热性，在铝合金中添加一定量的钕Nd，可提高合金的高性能、气密性和耐腐蚀性，本专利技术经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种奥氏体不锈钢无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：C：4.5～5％，S：0.01～0.03％，Al：4～5％，Si：0.4～0.6％，Mn：2.5～3.8％，Cu：1.5～2.0％，Nb：2.5～4％，Ni：8～12％，稀土元素：0.1～0.14％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中：稀土元素由Nd和Sc组成，所述Nd和Sc的在稀土元素中的质量比例为1：1。

【技术特征摘要】
1.一种奥氏体不锈钢无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：C：4.5～5％，S：0.01～0.03％，Al：4～5％，Si：0.4～0.6％，Mn：2.5～3.8％，Cu：1.5～2.0％，Nb：2.5～4％，Ni：8～12％，稀土元素：0.1～0.14％，余量为Fe和不可避免的杂质元素；其中：稀土元素由Nd和Sc组成，所述Nd和Sc的在稀土元素中的质量比例为1：1。2.一种奥氏体不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：钢板预处理、成型、焊接、酸洗、水洗、热处理、钝态处理、气冷处理、整形、酸洗、水洗、探伤、酸洗、包装；所述钢板预处理的方法为用有机溶剂清洗钢板待焊接部位5～8次；所述成型在卷管成型机上进行，卷管成型后的焊接宽度为2～3mm；在焊接步骤中，采用电阻焊(ERW)方式，焊后去毛刺并矫直；焊机采用高频焊接，感应加热模式；所述酸洗步骤是将上述焊接后的钢管在清洗槽内先通过酸洗液进行酸洗1小时，酸洗后进行水洗30min，水洗后再用2wt％的Na2CO3溶液洗涤5min，再水洗5min；所述探伤方法为超声波探伤；所述热处理方法为固溶处理，固溶处理温度控制在1050℃～1100℃；热处理步骤，保持在1030～1200℃的固溶处理热处理温度中；钝态处理步骤，其在所述热处理步骤之后在20～40℃下进行5分钟；气冷步骤，在所述钝态处理后用空气对管件外部进行冷却。3.根据权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮或无水乙醇。4.根据权利要求2所述的一种奥氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂建，王勤良，王飞，王兵兵，林宝法，林栋，
申请(专利权)人：浙江益宏不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33