一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管及其制造方法技术

本发明专利技术属于无缝钢管生产技术领域，尤其涉及一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管及其制造方法，其特征在于，其化学成分按重量百分比组成成为：C0.48％～0.60％，Si0.79％～1.20％，Mn0.20％～0.80％，Cr0.15～0.50％，Ti0.05～0.20％，P≤0.025％、S≤0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质。钢管组织为钢管内表面淬硬层组织屈氏体+贝氏体+马氏体混合组织，其中屈氏体+贝氏体组织含量＞55％。屈服强度＞500MPa；抗拉强度＞800MPa；断后伸长率＞16％；20℃纵向冲击功＞20J；淬硬组织厚度达到3.0

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管及其制造方法


[0001]本专利技术属于无缝钢管生产
，尤其涉及一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管及其制造方法。

技术介绍

[0002]泵送混凝土是指在混凝土泵的压力推动下沿输送管道进行运输并在管道出口处直接浇筑的预拌混凝土，混凝土泵车的输送管道是输送混凝土的重要工具，我国近十年研制、生产和使用的输送混凝土用管品种很多，核心思想主要是外层的钢管或钢管外壁具有一定的强度和韧性，来承担输送混凝土的工作压力；钢管内层则通过很多手段来增加其耐磨性能，例如：1)单层耐磨管是通过淬火工艺使钢管内壁在一定厚度范围内发生组织转变，利用淬硬层增加耐磨性；2)双金属复合耐磨管一般是钢管内复合具有耐磨性的内管，内管一般也是硬度高、塑性较差的钢管；3)在钢管内壁进行不同材质的堆焊或复合其他非金属耐磨材料等，提高钢管内壁耐磨性。使用最广泛的还是单层耐磨管，其优势是成本低、工艺可操作性强、耐磨性能符合工程要求。
[0003]单层耐磨管存在的主要问题是：1)单层耐磨管使用钢种一般为中高碳钢，内壁的高硬度和外壁的韧性要求是一对矛盾体；2)内壁淬硬后韧性较差，在服役过程中易出现开裂脱落现象，造成钢管局部磨漏；3)钢管基体碳含量较高，韧性较差，在内壁淬火加工时，淬硬层厚度不够，耐磨层较薄，导致钢管不耐磨。
[0004]专利技术一种硬度不降低，韧性增加的钢管，为基体提供良好的韧性，增加钢管内壁淬硬层厚度，增加耐磨性能是行业内永无止境的不懈追求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管及其制造方法，克服现有技术的不足，通过合理的热处理工艺，在硬度不降低的情况下，使钢管的韧性提高，为钢管内表面淬硬组织提供良好的母材，使钢管淬硬层硬度大于HRC60，厚度达到3.0mm
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4.0mm，同时减少钢管内表面裂纹，保证淬硬组织厚度为3.0mm
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4.0mm，满足水泥泵车长距离输送水泥。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]技术方案之一：一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管，其特征在于，其化学成分按重量百分比组成成为：C 0.48％～0.60％，Si 0.79％～1.20％，Mn 0.20％～0.80％，Cr 0.15～0.50％，Ti 0.05～0.20％，P≤0.025％、S≤0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0008]钢管组织为钢管内表面淬硬层组织屈氏体+贝氏体+马氏体混合组织，屈服强度＞500MPa；抗拉强度＞800MPa；断后伸长率＞16％；20℃纵向冲击功＞20J；淬硬组织厚度达到3.0
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4.0mm，淬硬层硬度值：HRC60
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65。
[0009]技术方案之二：一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于，具体制造过程为：钢水经转炉冶炼、炉外精炼、真空处理、连铸连轧得到管坯，管坯经过环形炉加热，加热温度为1200℃～1240℃，加热后穿孔、轧管机、定径机轧制成型，得到混凝土泵车用
耐磨无缝钢管。轧制成型的钢管进行正火处理，正火温度为820℃～860℃。正火后的钢管进行淬火热处理，淬火温度为830℃～880℃，冷却方式为水冷，水冷后后可选择200～300℃回火。
[0010]本专利技术成分设计原理如下：
[0011]C是提高耐磨钢的硬度最经济最有效的元素来。耐磨钢管一般都是在淬火/淬火+回火状态下使用，C含量低于0.48％，会使淬火后硬度较低，C含量高于0.60％，随着碳含量的增加，钢材的塑性韧性指标迅速下降，焊接性能也下降，本专利技术设计的C含量为0.48％～0.60％。
[0012]Si的淬透性不如C、Mn、Cr，但Si能显著提高钢的强度和硬度，耐磨性更好。Si有效增加碳在奥氏体中的活度，抑制碳化物在奥氏体中析出，从而减少裂纹的萌生和扩展。当Si在一定范围时，并不降低塑性。当Si大于1.5％时，钢的韧性大大降低。因此，选择0.79％～1.20％作为Si的合金含量范围。
[0013]Mn主要是强化元素和淬透性元素，强化基体，提高钢的淬透性，但Mn含量过高，会出现大量网状铁素体，增加钢的回火脆性。Mn含量0.20％～0.80％。
[0014]Ti处理可以细化奥氏体晶粒，Ti 0.05～0.20％％。
[0015]Cr可以提高淬透性，还可以形成一定的碳化物来进一步提高钢的硬度和耐磨性。
[0016]最终正火+淬火热处理后形成屈氏体+贝氏体+马氏体混合组织，其韧性好于单纯的马氏体或马氏体+屈氏体组织。本专利技术所述的淬硬层组织中，以屈氏体+贝氏体为主，马氏体含量较少，裂纹的形成和扩展相对较慢，表现出更优良的耐磨性。
[0017]S为钢种有害元素，过高则会影响钢的韧性。
[0018]本专利技术的创新特征之一是，采用在低合金钢中，控制C、Mn含量，提高Si含量，添加适量的Ti、Cr合金化技术路线。钢管达到强度硬度要求，匹配良好的韧性。
[0019]本专利技术的创新特征之二是，钢管通过正火+淬火热处理达到所需的力学性能，正火提高钢管基体组织的韧性。
[0020]本专利技术的创新特征之三是，根据以上热处理工艺，钢管内表面淬硬层厚度达到3.0
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4.0mm，淬硬组织厚度能够达到钢管全壁厚的60％
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80％。
[0021]本专利技术的创新特征之四是，钢管内表面淬硬层组织屈氏体+贝氏体+马氏体混合组织，混合组织以屈氏体+贝氏体为主，屈氏体+贝氏体组织＞55％。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1)本专利技术耐磨无缝钢管屈服强度达到＞500MPa；抗拉强度＞800MPa；断后伸长率＞16％；20℃纵向冲击功大于20J；淬硬层硬度值HRC60
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65；钢管组织为钢管内表面淬硬层组织屈氏体+贝氏体+马氏体混合组织，可为混凝土泵车用耐磨钢管提供具有韧性的钢管外层基体，为钢管内层提供具有硬度和优异组织的耐磨层。
[0024]2)与CN111020370A的中国专利相比，本专利技术在相同硬度下，减少马氏体组织含量，增加贝氏体组织，使钢管淬硬层具有更优的耐磨性能。
具体实施方式
[0025]下面将结合具体实施例对本专利技术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。
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的具体实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的具体实施例是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些具体实施例获得其他的具体实施例。
[0027]通常在此处具体实施例中描述和显示出的本专利技术实施例的组件可以以无数种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在具体实施例中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管，其特征在于，其化学成分按重量百分比组成成为：C0.48％～0.60％，Si0.79％～1.20％，Mn0.20％～0.80％，Cr0.15～0.50％，Ti0.05～0.20％，P≤0.025％、S≤0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管，其特征在于，钢管组织为钢管内表面淬硬层组织屈氏体+贝氏体+马氏体混合组织，其中屈氏体+贝氏体组织含量＞55％；屈服强度＞500MPa；抗拉强度＞800MPa；断后伸长率＞16％；20℃纵向冲击功：＞20J；淬硬组织...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁琴，王善宝，赵波，张尧，刘祥，廖德勇，解德刚，洪汛，吴红，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：