【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料，特别是涉及一种冷作硬化态管材及其制备方法。
技术介绍
1、航空产品除了满足技术标准以外，对材料性能批次稳定性要求高。只有当材料在不同批次中都能保持一致的性能时，才能确保航空器的整体性能和质量不受影响。
2、不锈钢固溶态管材的性能是由其化学成分、热处理工艺等因素共同作用的结果，在化学成分相近的情况下，不同批次的产品可通过热处理工艺将成品性能调整至相当的水平，较易控制不同批次间的稳定性。
3、不锈钢冷作硬化态管材的性能是由其化学成分、冷加工程度等因素决定的，在化学成分和冷加工程度相近的情况下，成品的力学性能还受到成品前一道中间管性能的影响。虽然成品的性能可通过冷加工程度的调整可满足技术标准要求，但是其不同批次间的稳定性会受到较大的影响。
4、中国专利文献上公开了“一种提高铁镍基耐蚀合金油井管抗应力腐蚀性能的方法”，其公开号为cn 109234500a，该专利在不改变国际标准和设计规范要求的铁镍基耐蚀合金油井管应有的冷塑性变形光学显微组织和相应强度级别的基础上，可以显著提高其在h2s介质环境中的抗应力腐蚀开裂性能，用较经济的低成本铁镍基耐蚀合金油井管替代更昂贵的镍基耐蚀合金油井管，从而降低高酸性油气资源的开发成本。但是，该专利的工艺不适用于冷作硬化态管材的生产，无法保证冷作硬化态管材不同批次间的稳定性。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种冷作硬化态管材及其制备方法，用于解决现有冷作硬化态管
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种冷作硬化态管材的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)将奥氏体不锈钢钢棒制成荒管，所述奥氏体不锈钢钢棒含有n和nb，其中，n在奥氏体不锈钢钢棒中的占比为0.25～0.36wt％；
4、(2)将荒管采用一道或多道次冷轧或冷拔处理，得到中间管；控制最后一道冷轧或冷拔处理得到的中间管的变形量为20～40％；
5、(3)将中间管冷拔或冷轧至需要规格的成品管材，得到冷作硬化态管材。
6、不锈钢在冷加工过程中，形成大量的位错和晶格畸变，从而显著提高其强度。随着冷变形量的增加，不锈钢的强度会相应提高，这是因为变形诱发马氏体相变和位错的增加导致了材料硬度的增加。固溶热处理可以改善冷加工过程中产生的内应力和位错，但是不能完全消除其位错和晶格畸变，而且这些位错和晶格畸变会随着材料的塑性变形而累积，进而影响材料的力学性能。
7、现有技术中的奥氏体不锈钢钢棒配方中含有n，但是不含有nb，且n的占比一般为0.15～0.40％，存在成品强度波动大，甚至不满足标准要求的问题，本申请申请人意外发现n在奥氏体不锈钢中可以起到固溶强化和稳定结构的重要作用，nb在奥氏体不锈钢中可以起到细化晶粒的作用。本申请创造性地在奥氏体不锈钢中加入了nb元素，nb元素在奥氏体不锈钢中可以形成碳化物或氮化物，这些化合物在加热过程中阻止晶粒长大，从而细化晶粒。此外，nb通过溶质拖曳机制对位错的攀移运动起到限制作用，抑制了形变奥氏体的回复和再结晶，增加了相变驱动力，导致铁素体形核率增加，最终组织细化。奥氏体不锈钢管的晶粒度大小对超声波探伤有显著影响，晶粒粗大会导致衰减增加、草状回波增多，从而降低探伤的可探性和准确性，可以改善超声波底波。
8、申请人研究发现，当n的含量低于0.25％时，对于提升强度和延展性效果不明显；当n的含量高于0.36％，则流变应力对于获得高效的热可加工性能是不利的。但是，仅仅增加nb并限定奥氏体不锈钢钢棒中n的含量为0.25～0.36％，根本不能够解决现有冷作硬化态管材不同批次间的稳定性难以控制的问题，本申请通过对工艺改进，控制最后一道冷轧或冷拔处理得到的中间管的变形量为20～40％，使其处于小变形量区间，从工艺上减少位错和畸变的形成，尽可能减少成品前道次位错和晶格畸变累积带来的影响，使得成品管材的力学性能在一定的冷变形量范围内保持稳定，工艺改进与配方改进协同解决了现有冷作硬化态管材不同批次间的稳定性难以控制的问题。
9、优选地，步骤(1)中，所述奥氏体不锈钢钢棒由以下重量百分比的组分组成：c≤0.04％，mn：8.00～10.00％，si≤1.00％，p≤0.030％，s≤0.030％，cr：19.00～21.50％，ni：5.50～7.50％，n：0.25～0.36％，mo≤0.75％，cu≤0.75％，nb：0.02～0.10％，余量为fe。
10、优选地，步骤(1)中，所述奥氏体不锈钢钢棒按照上述配方配料后，采用真空感应和电渣重熔工艺进行冶炼后经过锻造制得。
11、优选地，步骤(1)中，将奥氏体不锈钢钢棒制成荒管之前，还包括奥氏体不锈钢钢棒锻造前的热处理工序，热处理温度为1180～1220℃，热处理时间≥4h。
12、优选地，步骤(1)中，所述荒管的外径为68～108mm，壁厚7～15mm，且壁厚不均匀度不大于10％。
13、优选地，步骤(2)中，控制除最后一道冷轧或冷拔处理得到的中间管的变形量为20～70％。
14、优选地，步骤(3)中，将中间管冷轧至需要规格的成品管材的冷变形量为15～30％。
15、优选地，步骤(2)中，每一道冷轧或冷拔处理后还包括去油、热处理、矫直和精整工序。
16、更优选地，去油工序包括：采用硝酸和氢氟酸混合溶液或碱性脱脂液去除中间管表面的润滑油。
17、优选地，步骤(2)中，热处理时间为3～10min。
18、优选地，步骤(2)中，控制最后一道冷轧或冷拔处理后的热处理温度为1000～1100℃，控制除最后一道冷轧或冷拔处理以外的其它冷轧或冷拔处理步骤后的热处理温度为1040～1160℃。
19、在本申请的上述技术方案中，通过降低最后一道冷轧或冷拔处理后的热处理温度，以控制最终成品管材的晶粒度，起到细化晶粒的作用。
20、本专利技术还提供了一种采用上述制备方法制得的冷作硬化态管材。
21、优选地，所述冷作硬化态管材由以下重量百分比的组分组成：c≤0.04％，mn：8.00～10.00％，si≤1.00％，p≤0.030％，s≤0.030％，cr：19.00～21.50％，ni：5.50～7.50％，n：0.25～0.36％，mo≤0.75％，cu≤0.75％，nb：0.02～0.10％，余量为fe。
22、优选地，所述冷作硬化态管材的抗拉强度为979～1117mpa，屈服强度≥827mpa，断后伸长率≥20％，晶粒度为7～9级，超声波检测底波≤25％。
23、如上所述，本专利技术的冷作硬化态管材及其制备方法具有以下有益效果：
24、(1)通过增加nb元素在奥氏体不锈钢中可以形成碳化物或氮化物，在加热过程中阻止晶粒长大，细化晶粒；nb通过溶质拖曳机制对位错的攀移运动起到限制作用，抑制了形变奥氏体的回本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冷作硬化态管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述奥氏体不锈钢钢棒由以下重量百分比的组分组成：C≤0.04％，Mn：8.00～10.00％，Si≤1.00％，P≤0.030％，S≤0.030％，Cr：19.00～21.50％，Ni：5.50～7.50％，N：0.25～0.36％，Mo≤0.75％，Cu≤0.75％，Nb：0.02～0.10％，余量为Fe。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述奥氏体不锈钢钢棒按照上述配方配料后，采用真空感应和电渣重熔工艺进行冶炼后经过锻造制得。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，采用热挤压或热穿孔的方式将奥氏体不锈钢钢棒制成荒管。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，将奥氏体不锈钢钢棒制成荒管之前，还包括奥氏体不锈钢钢棒锻造前的热处理工序，热处理温度为1180～1220℃，热处理时间≥4h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，控制除最后一道冷轧或冷拔处理得到的中间管的变形量为20～70％；步骤(3)中，将中间管冷轧至需要规格的成品管材的冷变形量为15～30％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，每一道冷轧或冷拔处理后还包括去油、热处理、矫直和精整工序；控制最后一道冷轧或冷拔处理后的热处理温度为1000～1100℃，控制除最后一道冷轧或冷拔处理以外的其它冷轧或冷拔处理步骤后的热处理温度为1040～1160℃。
9.一种由权利要求1～8任意所述的制备方法制得的冷作硬化态管材。
10.根据权利要求9所述的冷作硬化态管材，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种冷作硬化态管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述奥氏体不锈钢钢棒由以下重量百分比的组分组成：c≤0.04％，mn：8.00～10.00％，si≤1.00％，p≤0.030％，s≤0.030％，cr：19.00～21.50％，ni：5.50～7.50％，n：0.25～0.36％，mo≤0.75％，cu≤0.75％，nb：0.02～0.10％，余量为fe。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述奥氏体不锈钢钢棒按照上述配方配料后，采用真空感应和电渣重熔工艺进行冶炼后经过锻造制得。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，采用热挤压或热穿孔的方式将奥氏体不锈钢钢棒制成荒管。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，将奥氏体不锈钢钢棒制成荒管之前，还包括奥氏体不锈钢钢棒锻造前...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈红英，权宣通，杨晨，张新全，徐利苹，江华，张燕燕，孙文强，董洪卫，陆宏峰，
申请(专利权)人：浙江久立特材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。