连轧管机芯棒用钢及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高导热连轧管机芯棒用钢及其制备工艺。其合金成分主要以下列元素组成（以质量百分含量计）：C：0.20-0.40%；Si≤0.6%；Mn：0.7-1.3%；Cr：2.8-3.8%；Mo：0.30-0.60%；V：0.20-0.50；Nb：0.01-0.07%；其余为Fe和不可避免的杂质元素，杂质元素中S≤0.015%；P≤0.015%；O≤30ppm。该材料经过电炉熔炼→电渣重熔→退火→锻造→退火后，具有良好的机加工性能；经过热处理（淬火→高温回火）后，材料具有良好的热强度、热硬度，并具有较大的导热系数，其导热系数≥34W/（M·K）（20-400℃），较H13钢高40%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型高导热连轧管机芯棒材料。目前市场上的用钢为H13和Hll 等高合金热作模具钢，而本专利技术涉及的钢为一种中低合金钢。其特点是在具备一般芯棒例如H13钢所具有的硬度、韧性的基础上，具有较高的导热能力，可以获得较低的表面温度， 增加抗热疲劳性能。
技术介绍
世界上第一套大口径MPM连轧管机于1978年在意大利达尔明钢管厂建成投产。 MPM的出现将连轧管工艺技术发展到了一个全新的水平，由于MPM在技术、产品质量和生产效率等方面的诸多优势，一经问世便在全世界得到迅速推广和应用。尤其是上世纪八十年代以来，受石油产业对油井管需求旺盛的影响，促使了 MPM技术的飞速发展。近年来我国引进多条MPM生产线，其主要耗材芯棒基本依赖进口，大直径芯棒技术含量高、制造难度大，目前只有法国、意大利、德国等少数几个国家具有生产能力。我国目前的芯棒制造能力与国外差距很大，尤其是大直径芯棒，尺寸在O^SOmm规格以上的芯棒制造还是空白，全部依赖进口，进口芯棒不仅价格昂贵，而且供货周期长，供需矛盾十分突出ο大口径连轧管机芯棒制造技术难点存在两个方面一是缺乏高质量大直径芯棒坯的制造技术和设备；二是缺乏芯棒热处理的组织控制、长杆件机械加工的精度控制以及表面镀硬铬的相关技术和装备。首先，大直径芯棒坯的制造需要高质量的大型热作模具钢钢锭，由于尺寸效应，钢锭越大，其冶金质量、碳化物、偏析控制难度将大幅度提高。优质芯棒坯的制造，不仅需要真空精炼、电渣重熔等先进的冶金质量控制设备作为基本条件，还需要高温均质、多向锻造、 组织超细化等最先进的技术和装备作保证。其次，根据国外经验，对于芯棒这类细长类的大型模具钢产品需要专业的带双操作机的大吨位快锻机进行生产，国内几乎没有这类专业设备。而且，只有系统地掌握从大型钢锭冶金质量与组织控制、锻后组织控制、芯棒坯组织控制，到芯棒的淬火热处理、回火热处理系列成套微观组织控制技术，才能充分发挥模具钢中合金元素的强韧化作用，制造出兼有优良高温强度又有优良高温高韧性的大直径芯棒，满足实际使用的需求。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术提供一种新型低成本连轧管机用高导热芯棒用钢材料及其制备工艺。1.合金成分该新型连轧管机空心芯棒用钢的合金成分为(质量百分比) C 0. 2(Γθ. 40%Si<=0.6%Mn0. 7-1. 3%Cr2.8 3]^ %Mo0.30-0.60%V0.20 0·50%Nb0.οΓο.07%Fe涂；量不可避免的杂质元素，杂质元素中S ^ 0. 03% ；P ^ 0. 03% ；0 30ppm。2.制备工艺及热处理工艺A.熔炼合金按上述成分设计后，进行电炉熔炼，将上述配方中的配合料放置于电炉中，在1500°C以上的温度进行熔炼，浇注Φ 200mm-Φ 800mm电极棒；B.电渣重熔电渣重熔后可降低气体和夹杂物的含量，并获得成分均勻、组织致密、质量高的钢锭，化渣电压56-62V，电流3000-5000A、电制度电压57-59V，电流11000-12000A、 封顶电压57-59V，填充比为0. 8 ；C.退火于700°C保温8小时后随炉冷却；D.锻造钢锭加热至1200 1230°C，进行多向锻造，终锻温度1000°C，锻造比大于6；E.锻后退火于700°C退火8小时，随炉冷却；F.热处理900-940°C淬火，600-630°C回火两小时；目前市场上的用钢为H13和Hll等高合金热作模具钢，而本专利技术涉及的钢为一种中低合金钢。其特点是在具备一般芯棒例如H13钢所具有的硬度、韧性的基础上，具有较高的导热能力，可以获得较低的表面温度，增加芯棒的抗热疲劳性能。附图说明图1专利技术钢与H13钢的导热率比较。 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明 实施例一本实施例生产了一种钢，其具体成分如下C0.30%,Si0. 35%,Mn1.0%,Cr3. 2%,Mo0.5%,V0. 35%,Nb0.04%P<0. 015%,S<0.015%,0^ 30ppmFe余量具体步骤如下A.熔炼合金按上述成分设计后，进行电炉熔炼，将上述配方中的配合料放置于电炉中，在1500°C以上的温度进行熔炼，浇注Φ450mm电极棒；B.电渣重熔电渣重熔后可降低气体和夹杂物的含量，并获得成分均勻、组织致密、质量高的钢锭，化渣电压58V，电流3000-5000A、电制度电压57V，电流11500A、封顶电压58V， 填充比为0.8;C.退火于700°C保温8小时后随炉冷却；D.锻造钢锭加热至1200 1230°C，进行多向锻造，终锻温度1000°C，锻造比大于6；E.锻后退火于700°C退火8小时，随炉冷却；F.热处理920°C淬火，620°C回火两小时；G.实际没得该生产钢的导热率为:50°C:35ff/m · K, 200°C :36. 3 ff/m ‘ K ；400°C :37. 8 ff/m · K。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．连轧管机芯棒用钢，其特征在于该钢的成分以质量百分含量计为：Ｃ：０．２０－０．４０％；Ｓｉ：≤０．６％；Ｍｎ：０．７－１．３％；Ｃｒ：２．８－３．８％；Ｍｏ：０．３０－０．６０％；Ｖ：０．２０－０．５０％；Ｎｂ：０．０１－０．０７％；其余为Ｆｅ和不可避免的杂质元素，杂质元素中Ｓ：≤０．０３％；Ｐ：≤０．０３％；Ｏ：≤３０ｐｐｍ。

【技术特征摘要】
1.连轧管机芯棒用钢，其特征在于该钢的成分以质量百分含量计为C:0. 20-0. 40% ； Si ^ 0. 6% ；Mn 0. 7-1. 3% ；Cr 2. 8-3. 8% ；Mo 0. 30-0. 60% ；V 0. 20-0. 50% ；Nb 0. 01-0. 07% ；其余为!^e和不可避免的杂质元素，杂质元素中S 彡0. 03% ；P ^ 0. 03% ；0 ^ 30ppmo2.连轧管机芯棒用钢的制备工艺，其特征在于该制备工艺采用如下步骤进行A.熔炼将合金按权利要求1的配方配料后放置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓春，陈华银，闵永安，许珞萍，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31