【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁热处理，具体涉及一种20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管及其热处理方法。
技术介绍
1、20cr3mowva合金钢是一种高性能的低合金钢，通过添加铬(cr)、钼(mo)、钨(w)和钒(v)等元素以及适量的铝(al)来提高其整体性能。这种合金钢因具有优异的强度、韧性、耐热性和良好的耐腐蚀性能，而广泛应用于航空、汽车、能源和重工业等领域的关键部件制造。用户对该合金结构用无缝钢管的力学性能要求较为严格，既要满足强度要求，又要控制钢管硬度上限，热处理后的钢管强度要求不低于下限值，但因硬度的控制范围，其强度又不能太高。故需选择合适的热处理工艺以满足用户的技术要求。
2、另外，对于小口径无缝钢管，由于钢管的直径小，在热处理过程中，钢管在空气环境中极易被氧化，从而内、外表面产生过多的氧化铁皮，在后续精加工的过程中，去除钢管内壁的氧化铁皮通常只能采用喷砂的方式去除，但由于钢管有一定长度，钢管中间位置的氧化铁皮较难去除，从而影响钢管的交货质量。
3、鉴于此，现有技术有待改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种满足用户对20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管力学性能的技术需求的无缝钢管及其热处理方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其包括以下步骤：
4、将无缝钢管放入第一连续式气氛保护炉中，在保护气
5、将正火处理后的无缝钢管出炉空冷后，放入第二连续式气氛保护炉中，在保护气氛下进行回火处理，得到回火处理后的无缝钢管，控制回火温度为660℃～700℃，保温时间设置为90min～120min；
6、将回火处理后的无缝钢管放入气氛保护炉中进行空冷。
7、根据本专利技术的一个实施例，所述无缝钢管的化学成分按重量百分比计为：c：0.15％～0.23％，mn：0.25％～0.50％，si：0.17％～0.37％，cr：2.8％～3.3％，mo：0.35％～0.55％，v：0.60％～0.85％，w：0.30％～0.50％，cu≤0.20％，ni≤0.30％，余量为fe和不可避免的杂质，所述不可避免的杂质包括p和s，其中，按重量百分比计，p≤0.025％，s≤0.015％。
8、根据本专利技术的一个实施例，所述无缝钢管在所述第一连续式气氛保护炉和所述第二连续式气氛保护炉中采用平铺架空方式布料。
9、根据本专利技术的一个实施例，所述第一连续式气氛保护炉中，保护气氛为氮气和氢气保护气氛，氮气流量不低于100m3/h；所述第二连续式气氛保护炉中，保护气氛为氮气保护气氛，氮气流量不低于60m3/h。
10、根据本专利技术的一个实施例，在正火处理过程中，炉辊传动速度设置为50mm/min～3000mm/min。
11、根据本专利技术的一个实施例，在正火处理过程中，加热段的加热速率设置为30℃/min～50℃/min。
12、根据本专利技术的一个实施例，在回火处理过程中，加热速率设置为35℃/h～50℃/h。
13、根据本专利技术的一个实施例，所述第一连续式气氛保护炉包括位于底部的输送辊道以及设置在所述输送辊道两侧炉壁上的烧嘴，一侧炉壁上的烧嘴设置高度高于另一侧炉壁上的烧嘴设置高度，其中，所述预热段、所述加热段以及所述均热段的温度通过控制烧嘴开关数量和/或烧嘴火焰大小来控制。
14、根据本专利技术的一个实施例，所述热处理方法适用于对外径为15mm～50mm的无缝钢管进行热处理。
15、本专利技术第二方面提供了一种20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管，其采用本专利技术第一方面所述的热处理方法制备而成。
16、采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下有益效果：
17、本专利技术提供的热处理方法，通过在连续式气氛保护炉中在保护气氛下对20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管进行正火处理和回火处理，能够有效防止无缝钢管与空气中的氧接触而产生大量的氧化铁皮，从而节省了因喷砂去除无缝钢管内表面氧化铁皮产生的成本，同时提升了无缝钢管的表面质量，进而提升了无缝钢管的经济效益；通过在正火处理过程中设置预热段、加热段、均热段，既能保证无缝钢管达到充分奥氏体化，又能使无缝钢管内只产生少量的δ铁素体，从而保证钢的性能，同时，可防止无缝钢管在加热过程中因加热速度过快而发生开裂的现象；通过控制无缝钢管的正火温度为1020℃～1060℃，有助于加速奥氏体化，同时使碳化物充分溶解，正火温度过高，会使无缝钢管表面产生淬火裂纹，影响无缝钢管质量；通过将无缝钢管冷却至300℃以下再进行回火处理，既可以防止无缝钢管在空气中冷却过程中内表面产生氧化铁皮，又可以防止无缝钢管因冷却速率过大而产生开裂或细小裂纹等缺陷，另外，将无缝钢管冷却至300℃以下再进行回火处理，可以节省冷却至室温的时间，从而提高产品生产效率；通过控制回火温度为660℃～700℃，低于ac1，防止因回火温度高于ac1导致材料的硬度高但韧性偏低。
18、由于采用了上述热处理方法，使得本专利技术提供的20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管在热处理过程中不会发生开裂现象，且无缝钢管内表面无氧化铁皮，表面质量好。热处理后的无缝钢管力学性能为：屈服强度(rp0.2)：≥500mpa，抗张强度(rm)：≥790mpa，延伸率(a)≥15％，布氏硬度(hbw)：245～290。热处理后的无缝钢管综合力学性能较好，能够满足20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管工况使用条件。
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1.一种20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述无缝钢管的化学成分按重量百分比计为：C：0.15％～0.23％，Mn：0.25％～0.50％，Si：0.17％～0.37％，Cr：2.8％～3.3％，Mo：0.35％～0.55％，V：0.60％～0.85％，W：0.30％～0.50％，Cu≤0.20％，Ni≤0.30％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述不可避免的杂质包括P和S，其中，按重量百分比计，P≤0.025％，S≤0.015％。
3.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述无缝钢管在所述第一连续式气氛保护炉和所述第二连续式气氛保护炉中采用平铺架空方式布料。
4.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述第一连续式气氛保护炉中，保护气氛为氮气和氢气保护气氛，氮气流量不低于100m3/h；所述第二连续式气氛保护炉中
5.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，在正火处理过程中，炉辊传动速度设置为50mm/min～3000mm/min。
6.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，在正火处理过程中，加热段的加热速率设置为30℃/min～50℃/min。
7.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，在回火处理过程中，加热速率设置为35℃/h～50℃/h。
8.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述第一连续式气氛保护炉包括位于底部的输送辊道以及设置在所述输送辊道两侧炉壁上的烧嘴，一侧炉壁上的烧嘴设置高度高于另一侧炉壁上的烧嘴设置高度，其中，所述预热段、所述加热段以及所述均热段的温度通过控制烧嘴开关数量和/或烧嘴火焰大小来控制。
9.根据权利要求1所述的20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法适用于对外径为15mm～50mm的无缝钢管进行热处理。
10.一种20Cr3MoWVA合金结构钢用无缝钢管，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的热处理方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述无缝钢管的化学成分按重量百分比计为：c：0.15％～0.23％，mn：0.25％～0.50％，si：0.17％～0.37％，cr：2.8％～3.3％，mo：0.35％～0.55％，v：0.60％～0.85％，w：0.30％～0.50％，cu≤0.20％，ni≤0.30％，余量为fe和不可避免的杂质，所述不可避免的杂质包括p和s，其中，按重量百分比计，p≤0.025％，s≤0.015％。
3.根据权利要求1所述的20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述无缝钢管在所述第一连续式气氛保护炉和所述第二连续式气氛保护炉中采用平铺架空方式布料。
4.根据权利要求1所述的20cr3mowva合金结构钢用无缝钢管的热处理方法，其特征在于，所述第一连续式气氛保护炉中，保护气氛为氮气和氢气保护气氛，氮气流量不低于100m3/h；所述第二连续式气氛保护炉中，保护气氛为氮气保护气氛，氮气流量不低于60m3/h。
5.根据权利要求1所述的20cr3mowv...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂露寒，孙立东，王伟，赵中清，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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