高强韧性液压支柱无缝钢管制造技术

本发明专利技术为一种高强韧性液压支柱无缝钢管，解决已有的液压支柱无缝钢管不是成本高，就是强度和韧性低，不具备经济和安全综合性能的问题。按重量％，含有Ｃ：０．１５％－０．３５％、Ｓｉ：０．１０％－０．６０％、Ｍｎ：１．００％－２．００％、Ｎｂ：０．０２％－０．０７％、Ａｌ：０．０１％－０．０６％、Ｔｉ：０．０２％－０．１２％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０２５％以下、Ｏ：０．００３５％以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于煤炭、机械等综合机械化领域的液压支柱无缝 钢管，具体涉及一种经济的高强度高韧性并且具有优良焊接性能的液压 支柱无缝钢管
技术介绍
液压支柱管是煤炭、机械等综合机械化开采的单体液压支柱和矿用 支架主要部件(缸体或柱塞)所用的重要材料。液压支柱管的使用，要 求具有良好的安全性及可靠性、焊接性、机加工性等。① 安全性及可靠性液压支柱的工作压力高，当缸体或柱塞一旦受 压而遭到破坏时不得裂成碎块，以防伤人。为了保证使用的安全和可靠， 液压支柱管必须具有高强度和韧性良好。② 良好的焊接性液压支柱、液压支架支柱缸体、柱塞和其他部件 均用焊接法连接，因此要求使用的钢管必须具有良好的焊接性。③ 良好的机加工性制作液压支柱时，钢管内、外表面均需要精加 工，因此要求钢管必须具有良好的切削和研磨性。液压支柱管用钢除少数为碳素钢外，大多数为高强度合金钢。国外同类产品多用CrMo系钢制造，如德国(DIN1629/DIN17200中25CrMo4 钢)、日本(JISG3441中的STKSI钢，相当于我国30CrMo钢)、美国等 国家采用CrMo钢，俄罗斯、波兰等国家采用Cr钢(40Cr)、 CrMnSi 钢(30CrMnSi)等。如日本住友金属工业株式会社专利技术一种采用UOE 制管法，保持轧制状态不进行热处理来制造低屈服比的圆型支柱用钢管 的方(%) C: 01——0.18, Si: 0.05——0.55， P: <0.030， S: <0.015， Mn:1.00—1.60 (CN1924060);日本SUMITOMO METALIND专利技术了一种高 抗拉强度、焊接性优良且抗应力消除裂纹的钢种用于制造压力容器和液 压钢管，成分(％) C: 0,03—0.20， Si: Sl.O， Mn: 0.3—2.0， P: ^0.02， S: $0.001， Cr: 0.3—3.0， Mo: 0.2—2.0， V: $0.5， Al: 0.003—0.10， B: 0.0003—0.006及余量Fe，除此之外，还有Cu: ^2.0或Ni:兰5.0， 抗拉强度为270kg/mm2 (JP5051696);日本SUMITOMO METAL IND发 明了一种机加工性能优良的电焊钢管可用于液压缸，成分。/。)C: $0.25， Mn: $1.60， Nb: 0.010—0.050，余量为Fe (JP3028322);意大利AGAZZI GIANMARIO等专利技术了一种精密钢管用于低温使用的液压缸，成分(％) C: 0.06—0.15， Mn: 0.30—2.5，Si: 0.10_0.60 (WO2008000300); Manton.RB专利技术了一种含铌的高强度低合金可焊无缝钢管，成分(％) C: 0.24—0.28， Mn: 1.30—1.50， Si: 0.15—0.35， S:才O.Ol， P: >0.03， Cu>0.20， Cr: 0.13—0.20， Mo: 0.15—0.60， Al: 0.007—0.005， N>0.02， Ti: 0.02—0.04， B: 0.0007—0.0025; Nb: 0.02—0.10，余量为Fe (US4784704)。国内液压支柱用管的主要钢种是27SiMn钢，煤炭科学 研究总院研制了一种用于单体液压支柱新管材一准贝氏体钢管，其 BZ—11G型准贝氏体钢，主加元素为极普通的合金元素，属低合金钢， 抗拉强度〉1090MPa，屈服限大于850MPa; 首钢专利技术了一种强韧性低 合金结构钢及其生产方法，其可用于煤矿液压支架等领域，成分(％) C: 0.05—0.60， Si: 0.05—0.70， Mn: 0.5—2.5， P: $0.04， S: $0.04， Cr: 0—0.70， Ni: 0—0.70， Mo: 0—0.60， Cm 0—0.20， V: 0.01—0.30， Al: 0—0.1， Nb: 0.001—0.10， N: 0.004_0.02，铁余量。综上所述，目前液压支柱无缝钢管钢为SiMn钢和CrMo钢，SiMn 虽生产成本低，但不具有高强度和高韧性，难以满足煤炭、机械等综合 机械化领域生产安全性的更高要求；CrMo虽具有高强度和高韧性，但 生产成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种经济的(和CrMo相比较)、高强度(屈服强度750-800 N/mm2)、高韧性(夏比冲击功一2(TC 50 60J)和具有优良焊接性能的液压支柱无缝钢管钢。可广泛地应用于煤炭、机械等 综合机械化生产安全性要求高的领域。本专利技术是这样实现的本专利技术一种高强韧性液压支柱无缝钢管，按重量％，含有C: 0.15% —0. 35%、 Si : 0. 10%—0. 60%、 Mn: 1. 0096—2. 00%、 Nb: 0. 02%—0. 07%、 Al: 0. 01%—0. 06%、 Ti: 0.02%—0.12%、 P: 0. 025%以下、S: 0. 025%以 下、0: 0. 0035%以下。按重量％由下列成分组成C: 0.20%—0.28%、 Si: 0.25% 0.45%、 Mn: 1.55%—丄.70%、 Nb: 0. 03%—0. 05%、 Al: 0.01—0.05%、 Ti: G. 02% 一0.06%、 P: 0.02%以下、S: 0.02%以下、0: 0.0035%以下，余量由Fe及杂质构成。将部分Fe按重量％置换成B: 0. 0005%—0. 002%。将部分Fe按重量％置换成N: 0. 0050%—0. 01%。将Fe的一部分按重量。/。用从B: 0. 0008%—0. 0015%、 N: 0.0060%— 0. 0080%中选择的.1种或2种取代。该钢的碳当量Ceq. (%)为0. 32% 0. 68%， Ceq. =C+Mn/6。碳量Ceg: (%)为0. 44%—0. 56%、 Ceq二C+Mn/6。制管工序中精轧温度为122(TC—126(TC，无缝钢管经过热处理，其 热处理工艺为920。C保温90min，水淬，530。C保温120min，水冷。本专利技术为了获得一种高强韧性液压支柱无缝钢管，以下措施是有效的。①C和Mn是钢成分设计中最基本的元素。C是传统的最经济的强 化元素，钢的强度几乎是随CM的增加呈直线增加，但它对钢的塑性、 韧性十分有害，因此，对钢中的C含量要加以适量控制，既满足屈服强 度的要求，又满足冲击韧性的要求。减少钢中C导致的屈服强度降低可以采用增加Mn予以补偿。Mn 是弱碳化物形成元素，室温下固溶于铁素体之中，Mn起固溶强化作用， 同时还能扩大铁的Y区域的合金元素；增加钢中Mn的含量，使其珠光体团变得细小，可有效改善钢的韧性。从确保最佳强度和韧性匹配角度考虑，优选c含量控制在0.20% 0.28%的范围；优选Mn含量控制在1.45%~1.70%的范围。② Si具有熔炼时脱氧同时提高强度的作用。从确保最佳强度和韧性匹配角度考虑，优选Si含量控制在 0.25% 0.45%的范围。③ Nb、 Ti是目前应用最广泛的微合金化元素，它们在钢中能够影响 的显微组织参数是晶粒尺寸和形状；各种尺寸的析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强韧性液压支柱无缝钢管，其特征在于按重量％，含有Ｃ：０．１５％－０．３５％、Ｓｉ：０．１０％－０．６０％、Ｍｎ：１．００％－２．００％、Ｎｂ：０．０２％－０．０７％、Ａｌ：０．０１％－０．０６％、Ｔｉ：０．０２％－０．１２％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０２５％以下、Ｏ：０．００３５％以下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坤，边华川，张命林，尹人洁，徐宗林，滕建明，易良刚，
申请(专利权)人：攀钢集团成都钢铁有限责任公司，郑州煤矿机械集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]