微合金高韧性非调质起重机臂架用管及生产方法技术

本发明专利技术涉及冶金行业无缝钢管的生产，具体涉及一种微合金高韧性非调质起重机臂架用管及生产方法。微合金高韧性非调质起重机臂架用管的成分以质量％计，具体有：Ｃ：０．１６～０．２２、Ｓｉ：０．１０～０．５０、Ｍｎ：１．３０～１．５０、Ｐ：０．０３０≤、Ｓ：０．０２０≤、Ｖ：０．０８～０．１８、Ａｌ：０．０１～０．０６，其余部分为Ｆｅ及不可避免的杂质。具体的生产工艺为钢坯冶炼和制管，钢坯冶炼包括：电炉冶炼＋炉外精炼＋真空脱气＋水平或弧形连铸。制管工艺包括：坯料检验修磨→管坯锯断→环形炉加热→二辊锥形穿孔→三辊轧管→脱棒→步进炉再加热→微张力减径→矫直→取样检测理化性能→人工检验→涡流探伤→复检→喷印→称重→包装入库。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金行业无缝钢管的生产，具体涉及一种微合金高韧性非调质起重机臂架用管及生产方法。
技术介绍
臂架作为液压履带式起重机一个重要部件的组合，是其承载和输送物体的关键部 位。臂架由3m 12m长的无缝钢管焊接好一节节组合而成，最大吊重能力达350 1200t， 吊重高度可达226m，最大工作半径为164m。因此对臂架用钢管的要求非常高，需要有高强 度及高韧性。 现有的液压履带式起重机臂架用管采用的是传统的微合金非调质钢。其中，铁素 体_珠光体型非调质钢是早期发展起来的微合金非调质钢，其强化的方法是在钢中加入微 合金化元素，产生沉淀强化并加以晶粒细化，通过控制珠光体的含量来获得所需要的强度 和硬度，但是这样得到钢的韧性往往不高，低温冲击韧性更差。为进一步改善非调质钢的 韧性，出现了贝氏体型非调质钢、马氏体型非调质钢等，如日本生产的0. 25% C， 1. 50% Mn， 0. 35% Cr，O. 15% V贝氏体型非调质钢，室温V型缺口冲击值达到50J以上，但是这些钢种 也都没有保证低温冲击性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服传统的非调质钢管韧性较差的问题，提供一种新型的微合金 高韧性非调质起重机臂架用管及生产方法，通过微合金化及控冷控轧等工艺手段，使起重 机臂架用管具有足够的强度，提高起重机臂架用管的冲击韧性和抗低温性能(-2(TC )，使 其接近或达到调质钢管的性能。 本专利技术的技术方案是微合金高韧性非调质起重机臂架用管，成分以质量％计， 具体有:C :0. 16 0. 22、 Si :0. 10 0. 50、 Mn :1. 30 1. 50、 P :0. 030《、S :0. 020《、V : 0. 08 0. 18、 Al :0. 01 0. 06，其余部分为Fe及不可避免的杂质。 微合金高韧性非调质钢化学成分设计 C:C元素作为钢中最有效的强化元素之一，也是最廉价的元素。C含量的增加，钢 的强度增大，塑性减低，冲击韧性变差。C含量过低，钢的强度降低，冲击韧性提高。因此必 须有合适的C含量。 Mn :Mn元素在钢中主要起强化作用，是扩大Y区的合金元素。增加Mn含量可以降低A — F+P的相变温度，减缓奥氏体向珠光体的转变速度，细化铁素体晶粒，减小珠光体团尺寸，縮小珠光体中的片间距，还使珠光体中渗碳体片的厚度减薄，这些均可有效地提高钢的韧性。但Mn含量升高会增加珠光体的体积分数而降低钢的韧性，当Mn超过一定的含量时，会促进钢的A-B相变发生，这样也会降低P+F类非调质钢管的韧性。因此在本专利技术中通过增加钢中Mn的含量，降低钢中C的含量，达到提高钢管韧性的目的。 Si :Si元素是常用的脱氧元素，有固溶强化作用。Si是促进铁素体生成的元素，能增加铁素体的体积分数并使其晶粒变细，对室温冲击值没有多大影响，但恶化低温冲击性 能，因此在非调质钢中有一定的Si含量。 V :V元素对室温冲击值没有多大影响，但对低温冲击性能存在不良影响，比Si尤 甚。但V和其他微合金化元素搭配，可以显著提高非调质钢管的强度，起弥散强化作用。 Al :A1元素作为合金化元素引入，在钢中有3种不同的结合状态，即A1203、A1N和 固溶A1，其中对细化晶粒起主要作用的是难熔的六方点阵结构的A1N，由于其在晶界上弥 散析出而阻碍了晶界移动，防止了晶粒的长大。 本专利技术还提供了一种微合金高韧性非调质起重机臂架用管生产工艺，它包括钢坯 冶炼和制管，具体生产方法如下 A、钢坯冶炼工艺流程 电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+水平或者弧形连铸。 钢坯冶炼采用60 75 %优质铁水+15 30 %管切头+10 %优质废钢，在冶炼过程 添加铝丝和碳粉以去钢水中杂质，并进行真空脱气，在浇注时吹氩保护，提高钢的纯净度。 优质铁水的添加量为630 750kg/t钢、铝丝的添加量为2. 00 3. 00kg/t钢、V 的添加量为2. 00 3. 30kg/t钢、碳粉的添加量为0 1. Okg/t钢。 B、制管工艺流程 坯料检验修磨一管坯锯断一环形炉加热一二辊锥形穿孔一三辊轧管一脱棒一步 进炉再加热一微张力减径一矫直一取样检测理化性能一人工检验一涡流探伤一复检一喷 印一称重一包装入库。 钢坯在环形炉内进行加热，分预热、加热、均热三个过程，总加热时间控制在80 100min，并合理分配各段的时间，以防止加热不均及出现加热缺陷。其中随炉温预热20 30min、1280士20。C加热40 50min、 1260士20。C均热20 30min。 轧管采用锥形辊穿孔、多机架纵轧方式，小径管增加冷拔工序，各工序根据不同规格合理分配变形量，有效地避免了裂纹等缺陷。 本专利技术与现有技术相比具有如下特点 1、化学成分中碳含量较低，合金含量低，易轧制，不额外增加设备。 2、生产容易，钢管不需进行调质便具有足够的强度和高的低温韧性。 3、在生产过程中减少了调质工艺，即减少了一次再加热过程，为企业降低生产成本、节约能源、减少污染提供了最有利可行的技术手段。 以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步描述。具体实施例方式实施例、微合金高韧性非调质起重机臂架用管，成分以质量％计，具体有C: 0. 16 0. 22、Si :0. 10 0. 50、Mn :1. 30 1. 50、P :0. 030《、S :0. 020《、V :0. 08 0. 18、 Al :0. 01 0. 06，其余部分为Fe及不可避免的杂质。 微合金高韧性非调质起重机臂架用管生产工艺，它包括钢坯冶炼和制管，具体生 产方法如下 A、钢坯冶炼工艺流程 电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+水平或者弧形连铸。 钢坯冶炼采用60 75 %优质铁水+15 30 %管切头+10 %优质废钢，在冶炼过程 添加铝丝和碳粉以去钢水中杂质，并进行真空脱气，在浇注时吹氩保护，提高钢的纯净度。 优质铁水的添加量为630 750kg/t钢、铝丝的添加量为2. 00 3. 00kg/t钢、V 的添加量为2. 00 3. 30kg/t钢、碳粉的添加量为0 1. Okg/t钢。 B、制管工艺流程 坯料检验修磨一管坯锯断一环形炉加热一二辊锥形穿孔一三辊轧管一脱棒一步 进炉再加热一微张力减径一矫直一取样检测理化性能一人工检验一涡流探伤一复检一喷 印一称重一包装入库。 钢坯在环形炉内进行加热，分预热、加热、均热三个过程，总加热时间控制在80 100min，并合理分配各段的时间，以防止加热不均及出现加热缺陷。其中随炉温预热20 30min、1280士20。C加热40 50min、 1260士20。C均热20 30min。 轧管采用锥形辊穿孔、多机架纵轧方式，小径管增加冷拔工序，各工序根据不同规 格合理分配变形量，有效地避免了裂纹等缺陷。 根据本专利技术所设计的化学成分在衡阳华菱钢管有限公司炼钢分厂30T电炉生产微合金高韧性非调质钢，并在衡阳华菱钢管有限公司# 219分厂进行了轧制，随机取样进行分析，结果如下 1.化学成分 表1实物化学成分<table>table see original document page 5</column></row><table> 2.尺寸及力学性能 表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微合金高韧性非调质起重机臂架用管，其特征是：成分以质量％计，具体有：Ｃ：０．１６～０．２２、Ｓｉ：０．１０～０．５０、Ｍｎ：１．３０～１．５０、Ｐ：０．０３０≤、Ｓ：０．０２０≤、Ｖ：０．０８～０．１８、Ａｌ：０．０１～０．０６，其余部分为Ｆｅ及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙功名，张戟，
申请(专利权)人：衡阳华菱钢管有限公司，衡阳华菱连轧管有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]