一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法，包括：常规固溶处理、在线淬火处理、粒子粗化加热处理、空冷处理、室温冷轧变形处理、高温短时固溶处理、低温长时固溶处理、在线淬火处理等8个连续步骤。采用该方法制造的小口径含Ti奥氏体不锈钢无缝管材，在不降低耐蚀性前提下，能够获得更高的弯曲性能，以适应更加复杂的流体通道管线设计；此外，该方法工艺简单，适合大规模工业生产。适合大规模工业生产。适合大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法


[0001]本专利技术涉及不锈钢加工
，具体涉及一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法。

技术介绍

[0002]奥氏体不锈钢拥有十分优良的晶界腐蚀抗力、塑性以及较高的强度，在各行各业中获得广泛应用，主要牌号包括304、310、321、316等。作为典型应用之一，奥氏体不锈钢加工成小口径无缝管，然后弯曲变形成不同形状的管路系统，以承担着气体和液体等流体输送通道的功能。有时，为了适应更为复杂的流体管路系统设计，管材在弯曲变形时需承受更大的弯曲角度或更小的弯曲半径，这对不锈钢管弯曲性能提出了更高要求。需要指出的是，提高奥氏体不锈钢弯曲性能，必须以不降低其耐蚀性为前提。
[0003]为了提高金属材料弯曲性能，一个相对简单的途径是降低屈强比，也就是使其具有较低的屈服强度和/或较高的抗拉强度，从而保证材料在弯曲变形时拥有较长的均匀塑性变形阶段。然而，对于化学成分和处理状态已经确定的金属材料来说，抗拉强度基本保持不变，那么，要获得较小的屈强比，只有通过降低屈服强度来实现。一般来说，奥氏体不锈钢强化机制主要包括固溶强化和晶界强化2种，那么，要降低屈服强度，必须拥有较低的溶质浓度和较大的晶粒尺寸。此外，还需注意的是，晶粒尺寸应该分布均匀，以避免不同大小的晶粒变形不均匀带来过早的局部失稳。
[0004]一般来说，奥氏体不锈钢具有高的晶间腐蚀抗力，是因为固溶在基体中Cr元素的强烈钝化作用。然而，当奥氏体不锈钢在一定温度区间(敏化温度)内降温速度过慢或停留时间过长时，晶界附近C、Cr原子偏聚于晶界并以Cr
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C6粒子形式析出，导致晶界附近Cr浓度降低，形成沿晶界的钝化能力较低的贫Cr区，从而造成奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性。为了提高奥氏体不锈钢的晶间腐蚀抗力，一是尽可能降低钢中C含量，从而抑制Cr
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C6相的形成，保留Cr元素处于固溶状态，这对不锈钢冶炼工艺提出高要求；二是添加Ti元素。与中等碳化物形成元素Cr相比，强碳化物形成元素Ti能够优先夺取C形成TiC粒子，从而抑制Cr
23
C6相的形成，使得Cr元素只能处于固溶状态，由此减轻晶间腐蚀敏感性，这也是一些碳含量较高的奥氏体不锈钢中常添加Ti这类强碳化物形成元素的主要原因。
[0005]根据TiC的溶解度曲线可知，常规固溶处理(1000
‑
1100℃)过程中，奥氏体不锈钢中Ti元素，一部分以固溶体存在，另一部分以TiC粒子存在。此时，TiC粒子数量较少，并且，常沿着固溶处理前变形方向呈现链状分布。在TiC粒子阻碍晶界迁移作用下，固溶处理后钢中平均晶粒尺寸较小，能够获得较高的晶界强化效果，但晶粒尺寸分布不均匀，沿着变形方向尺寸较大，而垂直于变形方向尺寸较小；此外，固溶状态C、Ti元素又造成较高的固溶强化效果。因此，常规固溶处理的含Ti奥氏体不锈钢屈服强度较高、屈强比较大以及晶粒尺寸分布不均匀，由此造成管材弯曲性能难以进一步提升。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案是：一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法，具有以下步骤：
[0008]S1，常规固溶处理，将管材在气氛保护加热炉中在1000
‑
1100℃进行加热并保温30
‑
60min；
[0009]S2，在线淬火处理，在气氛保护加热炉门出口处对管材喷吹低温保护气，使之快速冷却至室温，形成过饱和固溶体；
[0010]S3，粒子粗化加热处理，将经过在线淬火处理的管材在气氛保护加热炉中于较低温度下进行加热和保温，使钢中均匀析出第二相粒子并粗化至一定程度；
[0011]S4，空冷处理，将经过粒子粗化加热处理的管材从加热炉中移出，在空气中自然冷却至室温；
[0012]S5，冷轧变形处理，采用轧管机在室温条件下对空冷处理后的管材进行冷轧变形；
[0013]S6，高温短时固溶处理，将冷轧变形处理后的管材在气氛保护加热炉中在加热温度1150
‑
1250℃条件下进行固溶处理并保温10
‑
30min；
[0014]S7，低温长时固溶处理，将高温短时固溶处理后的管材直接转移至850
‑
950℃的温度下继续加热处理并保温2
‑
4h；
[0015]S8，在线淬火处理，将低温长时固溶处理后的管材在移出加热炉时，喷吹低温保护气，快速冷却至室温，形成过饱和固溶体。
[0016]上述技术方案S3，粒子粗化加热处理中，所述加热的温度为650
‑
750℃，保温时间为4
‑
8h。
[0017]上述技术方案S5中，冷轧变形的变形量控制在50％以上。
[0018]采用上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：
[0019]本专利技术提供的一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法，能够在不降低耐蚀性前提下，进一步获得更高的弯曲性能，适用于更加复杂的流体通道管线设计；此外，该方法工艺简单，适合大规模工业生产。
附图说明
[0020]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中
[0021]图1为本专利技术的技术路线示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0023]本专利技术提供一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法，具有以下步
骤：
[0024]S1，常规固溶处理，将管材在气氛保护加热炉中在1000
‑
1100℃进行加热并保温30
‑
60min；这里的常规固溶处理用以获得晶粒尺寸较小的高温固溶体。
[0025]S2，在线淬火处理，在气氛保护加热炉门出口处对管材喷吹低温保护气，使之快速冷却至室温，形成过饱和固溶体；
[0026]S3，粒子粗化加热处理，将经过在线淬火处理的管材在气氛保护加热炉中于较低温度下进行加热和保温，使钢中均匀析出第二相粒子并粗化至一定程度；
[0027]S4，空冷处理，将经过粒子粗化加热处理的管材从加热炉中移出，在空气中自然冷却至室温；
[0028]S5，冷轧变形处理，采用轧管机在室温条件下对空冷处理后的管材进行冷轧变形；使用轧管机在室温条件下进行冷轧变形，一方面，管材直径、壁厚达到尺寸要求；另一方面，钢中晶粒组织发生严重变形，并在粗化的第二相粒子周围形成严重畸变区。冷轧变形的变形量一般控制在50％以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善小口径含Ti奥氏体不锈钢管弯曲性能的方法，其特征在于，具有以下步骤：S1，常规固溶处理，将管材在气氛保护加热炉中在1000
‑
1100℃进行加热并保温30
‑
60min；S2，在线淬火处理，在气氛保护加热炉门出口处对管材喷吹低温保护气，使之快速冷却至室温，形成过饱和固溶体；S3，粒子粗化加热处理，将经过在线淬火处理的管材在气氛保护加热炉中于较低温度下进行加热和保温，使钢中均匀析出第二相粒子并粗化至一定程度；S4，空冷处理，将经过粒子粗化加热处理的管材从加热炉中移出，在空气中自然冷却至室温；S5，冷轧变形处理，采用轧管机在室温条件下对空冷处理后的管材进行冷轧变形；S6，高温短时固溶处理，将冷轧变形处理后的管材在气氛保护加热炉中在加热温度1150
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广宇，贾健，李海，徐朱莉，陈丽敏，谢苗，
申请(专利权)人：常州市联谊特种不锈钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：