钢坯的变形方法技术

本发明专利技术涉及钢坯的变形方法，特别涉及包含捏炼以获得具有良好机械性能的钢坯的变形方法。所得产品尤其可用于制造压力设备元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钢坯，特别是用于制造至少 一 个压力设备元件的坯的 变形方法。现有技术用于制造能承受4,000-10,000巴压力的压力设备元件，尤其包括 用于构成压力设备元件的后膛螺锁、套筒或管的超高性能钢已经研发 了很多年。这些钢应满足具有定义非常严格的组分质量及很好的机械 性能，特别是在低温下，具有非常高的屈服点和优良的屈服点/韧性比。获得很低的硅和锰含量，但相对高的铬、钼和镍含量是非常必要的。现有技术中提出了不同的组分以得到满足这些机械性能的钢，但 这些钢的机械性能应该进一步提高。专利DE 195 31 260 C2对这些钢 进行了特别描述。因此，应当改善钢的组成及其机械性能，特别是低 温下的屈服点和屈服点/韧性比。当希望用这样的钢制得具有非常高的屈服点和/或良好的低温屈 服点/韧性比的管时，通常的变形方法不可能得到最优机械性能，特别 是在承受4,000-10,000巴压力的压力设备领域内。另一方面，通常所知的方法具有与重要的工业活动不一致的持续 期。专利DE 195 31 260中描述的方法就是很明显的例子，该方法包 括奥氏体化步骤及随后进行的100-200小时的珠光体退火步骤。专利技术目的本专利技术的目的在于解决上述技术问题，特别是要提供适于制造压 力设备元件且具有一定机械性能，特别是低温下的屈服点和最优屈服 点/韧性比折衷的钢组分。本专利技术的主要目的在于解决上述技术问题，特别是提供具有上述4组分及良好机械性能，特别是包括很高屈服点和良好延展性的钢管的 变形方法。本专利技术的目的尤其在于，根据成本效益和生产时间通过工业实施 方法，在制造压力设备元件范围内解决此技术问题。专利技术的描述具体地，本专利技术涉及钢组分，其主要包括碳0.35-0.43，锰<0.20，珪<0.20，镍3.00-400铬1.30-1.80，钼0.70-1.00钒0.20-0.35,其余是铁。以总组分及控制在较低水平、不可避免的杂质的重量百分比计， 杂质尤其包括通常主要由原材料引入的铜(优选<0.100);铝(优选 <0.015);疏(优选O.00;磷(优选O.010);锡(优选<0.008);砷(优选 O.OIO);锑(优选<0.0015)和通常主要在制造工艺中引入的钙(优选 <0.004)，分子氧(优选O.004);分子氢(优选O.0002)和分子氮(优选 <0.007)。这种钢能够满足承受4,000-10,000巴压力的压力设备元件特 别是诸如压力装置上的后膛螺锁、套筒或管如炮管所需的机械性能。令人惊奇地发现，解决上述技术问题，尤其是获得具有非常高的 屈服点及良好的低温屈服点/韧性比的上述钢组分是可能的。在钢元件 的最大截面，尤其是管状或圆柱形上，其捏合率小于或等于5，优选 为约4.5。因此，本专利技术描述了基本上呈管状或圓柱状的， 该钢坯主要包括如下成分 碳0.35-0.43， 锰<0.20，珪<0.20， 镍3.00-4.00, 铬1.30-1.80， 钼0.70-1.00 钒0,20-0.35, 其余是铁。以总组分及不可避免的杂质的重量百分比计，杂质包括分子氮(优 选N2<70ppm)，分子氧(优选02〈30ppm)和分子氢(优选H2<2ppm)，所述方法包括通过捏炼变形坯的步骤，以保证基本上呈管状或圓 柱状的最厚截面的捏合率小于或等于5,优选小于或等于4.5。令人感兴趣的是，通过锻造实现上述钢的变形包括升温足够时间 以减少钢内偏析。在锻造前保持铸锭温度不仅保证了化学均一性，还 可以提高机械性能。可以在可避免裂缝的温度下进行至少 一次加热操作以便造管，并 可以得到捏合率小于或等于5,优选小于或等于4.5。基本上呈圆柱形的坯是指例如具有多边形或平滑圓柱体的坯。优 选地，管可以在捏炼后通过钻孔获得。因此，可制得至少80mm内径的管。例如，可制得用作炮管且内 径为105mm、 120mm、 140mm和155mm,并具有良好机械性能的管。 其厚度通常大于100mm，外径高达400mm。优选地，为改良钢的结构，所述方法包括捏炼后退火。优选地，为改良钢的结构，退火操作包括正火步骤，尤其是通过 保持温度不低于900°C,如50mm厚的钢管至少需要1小时，然后空 气冷却到约400°C。在锻造和/或正火步骤后，控制冷却速率有利于提高材料的机械性台匕优选地，当分子氢含量需要这样的处理时，退火包括抗剥落退火 步骤，该步骤包括保持温度约650°C。优选地，所述方法至少包括随炉冷却，以避免冷却时尤其是在正 火或抗剥落退火过程中的裂化危险。优选地，捏炼结束时对所得钢筒或管进行热处理，以获得具有基 本完全马氏体结构，优选完全马氏体结构的钢筒或管。热处理优选包 括在具有适宜冷却能力的液体(如油)中淬火，以得到基本完全马氏体 结构并降低裂化危险。热处理优选包括回火以基本达到钢的最高硬度。 热处理优选包括至少 一次回火操作，以基本上使得沿钢筒或管的机械 性能均一。即使油淬时，超高机械性能(高屈服点、良好的低温韧性)也能得 到保证，这是因为籍此降低了淬火操作中的裂化危险，这是相当有利 的。根据具体实施例，基本上呈管状或圆柱状的钢坯可通过包括电渣重熔(ESR)或真空弧重熔(VAR)在内的钢坯加工方法获得，为优化结 构，优选通过减少杂质，并且釆用变形后得到的具有优良机械性能的 坯。本专利技术涉及在上述方法的任何步骤中得到的用于制造压力设备元 件的钢坯。在阅读解释性描述后，本专利技术的其它目的、特征和优势将清晰地 展现于技术专家面前，该解释性描述参考仅以说明性方式给出的实施 例，且并不限制本专利技术的范围。实施例是本专利技术的主要部分，在包括实施例在内的作为 一个整体 的描述中，任何相对于现有技术看起来很新颖的特征，其功能和通用 性是本专利技术的主要部分。因此，每个实施例具有一个通用范围。另一方面，在实施例中，除有另外说明，全部百分比均以重量记， 除有另外说明，温度以摄氏度给出，并且除有另外说明，压力均是大 气压力。实施例实施例1:变形锻造一种(或多种)基本上呈管状或圓柱状的钢坯主要包括下列成分 碳0.37-0.42锰<0.15 硅O.IOO 镍3.50-3.80 铬1.50-1.70 钼0.70-1.00 钒0.25-0.30,以总组分及不可避免的杂质的重量百分比计，杂质包括分子氧(优 选<0.004),分子氢(优选<0.002)和分子氮(优选<0,007),将钢坯变形以获得可用于武器装备中的管，如具有超高屈服点和 低温下良好屈服点/韧性比的炮管。使用气体分析仪在制造过程中和铸造铸锭时对钢的气体含量(02, N2, H2)进行计量。在加工过程中，使用电化学装置氧气电池、Hydriss 探针对氧气活度和氢分压进行测量。钢坯经历了如下变形步骤1 锻造前铸4定加热加热铸锭可减少产品的偏析(例如，对8-10吨的铸锭，温度高达 约1200。C加热至少IO个小时)；2 锻造所得铸锭(例如，为制得120mm内径的管)包括至少一次 加热操作，以避免裂缝并得到横截面尤其是最大截面的捏合率小于5，优选小于4.5。锻造尤其可包括如下步骤-第一次加热后，在一定温度如约1200-1230°C下重烧例如至少4本文档来自技高网...

【技术保护点】
将钢坯变形为管状或圆柱状的方法，所述钢坯主要包括如下组分，以总组分及不可避免的杂质的重量百分比计，所述杂质通常是分子氮、分子氧和分子氢：　碳：０．３５－０．４３，　锰：＜０．２０，　硅：＜０．２０，　镍：３．００－４ ．００，　铬：１．３０－１．８０，　钼：０．７０－１．００，　钒：０．２５－０．３５，　其余是铁，　所述方法包括通过捏炼将所述坯变形的步骤，以保证基本上呈管状或圆柱状的最厚截面的捏合率小于或等于５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2006-8-3 06532731.将钢坯变形为管状或圆柱状的方法，所述钢坯主要包括如下组分，以总组分及不可避免的杂质的重量百分比计，所述杂质通常是分子氮、分子氧和分子氢碳0.35-0.43，锰＜0.20，硅＜0.20，镍3.00-4.00，铬1.30-1.80，钼0.70-1.00，钒0.25-0.35，其余是铁，所述方法包括通过捏炼将所述坯变形的步骤，以保证基本上呈管状或圆柱状的最厚截面的捏合率小于或等于5。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于其包括捏炼后退火， 以改良所述钢的结构。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述退火包括 正火步骤，以改良所述钢的结构。4. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于 所述退火包括抗剥落退火步骤，所述步骤包括保持温度约650°C。5. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于 其至少包括随炉冷却，以避免冷却时，尤其是在抗剥落退火或正火步 骤中的裂化危险。6. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于对前述权利要求中任一权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：格瑞德盖伊，布鲁诺盖亚尔德阿莱曼德，多米尼克斯尔瑞，
申请(专利权)人：奥贝尔杜瓦尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]