【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金，具体的，涉及一种耐压焊管用钢及其制备方法和焊管。
技术介绍
1、钢是一种由铁、碳及其他元素（如锰）组成的合金，不仅具有高强度、高硬度、良好的耐磨性、出色的抗腐蚀性等特点，还具有资源丰富、生产规模大、易于加工、性能多样等优点，是结构材料中用途最广、用量最大的一类金属材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业等众多领域。
2、焊管是用钢板或带钢经过卷曲成形后焊接制成的钢管，具有精度高、主体设备简单、占地小、生产上可以连续化作业、生产灵活的特点，有巨大的发展前景。目前，普遍使用的是不锈钢焊管，不仅具有不锈钢的耐腐蚀、美观等特性，还结合了焊管的制作工艺优势，使其具备良好的强度和韧性。在医疗器械、装饰装修等对材料要求极高的领域，不锈钢焊管凭借其安全可靠、经久耐用的品质，成为众多企业和设计师的首选材料。
3、在焊管的使用过程中，对不锈钢的耐压程度的要求最高，当不锈钢的耐压程度不足时，会难以承受正常工作压力，加速管道的疲劳和损坏。因此，提供一种耐压焊管用钢具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种耐压焊管及其制备方法，解决了相关技术中的耐压焊管用钢的耐压程度不足的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种耐压焊管用钢，包括质量比为100:1~4的不锈钢基体和增强相；所述不锈钢基体由以下质量百分比组分组成：cr：15%~19%、ni：1.7%~3.2%、c：≤0.015%、s：≤0.01%、p：≤0.02%、s
4、本专利技术中，cr：属于决定钢性能的一种元素，铬的加入提高铁基固溶体的电极电位，同时吸收铁的电子，使铁钝化，促进钝化膜生成和稳定，提高耐腐蚀性；在高温环境下，铬能提高钢的抗氧化性和抗蠕变性能，铬形成的氧化膜在高温下更加稳定，能阻止进一步的氧化；同时，铬与其他元素（如钼、镍等）协同，可提高钢在高温下的强度和持久性。
5、ni：镍自身是优良的耐腐蚀材料，将其与铬配合使用，可以促进钢表面形成更稳定、致密的钝化膜，有效阻止腐蚀介质与钢基体的接触，从而提高钢在多种腐蚀环境下的耐蚀性能。此外，镍还能改善钢的韧性，尤其是在低温环境下，含镍的钢仍能保持良好的韧性，降低冷脆的倾向。
6、c：碳是钢中必然存在的元素，影响钢的组织、力学性能、耐腐蚀性能，同时能形成碳化物，碳和铬的亲和力大，能与铬形成一系列的碳化物，将含量控制在0.015%以下，保证钢的强度，含碳量＞0.015%时，形成的碳化铬变多，耗铬量变大，使钢的耐腐蚀性降低。
7、s、p：通过控制硫、磷含量能在一定程度上改善钢的切削性，磷改善钢的切削性能类似于硫改善切削性能的效果，但相对硫来说，其改善切削性能的作用较弱；此外，磷能产生强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度显著提高。
8、si：添加硅元素促进钢表面形成更致密、稳定的氧化膜；在高温环境下，硅与氧结合形成二氧化硅，阻止氧气进一步向钢基体的内部扩散，从而提高钢的抗氧化性能。同时硅是一种有效的脱氧剂，能与钢液中的氧结合生成二氧化硅等氧化物，从而降低钢液中的含氧量，减少钢中氧化物夹杂的形成，提高钢的纯净度，有助于改善钢的质量和性能，减少因氧化物夹杂而导致的缺陷，如气孔、裂纹等。
9、mn：锰可以部分替代镍，降低钢的成本，还可以保持其良好的塑性、韧性和耐蚀性等特性。
10、n：氮能提高在含有氯离子介质中的耐点（孔）腐蚀性和耐缝隙腐蚀性，当含量超出0.1%~0.15%范围后，会使钢产生气孔等缺陷，影响钢的各项性能。
11、mo：增加钢的钝化作用，提高耐腐蚀性；同时钼可以通过影响钢的再结晶过程，抑制晶粒在高温下的长大，在热加工和热处理过程中，钼能阻碍晶界的迁移，使晶粒保持细小均匀的状态，从而提高钢的强度、韧性和疲劳性能。
12、bi：加入含量为0.01%~0.03%的铋元素，可生成适量的夹杂物并弥散分布在钢中，提高切削性，还能提高钢的耐腐蚀性；当超过0.01%~0.03%的范围后，易偏析于晶间、相间，导致钢的脆性大，抗应力腐蚀破裂的能力下降。
13、cu：提高钢在硫酸中的耐腐蚀性，将其与钼一同加入效果更为显著；同时铜在钢中可以形成固溶体，通过固溶强化机制提高钢的强度和硬度。此外，铜还可以改善钢的热加工性能，降低其热加工温度范围，使钢在热加工过程中更易于成型，减少热加工过程中的开裂倾向。
14、sn：加入含量为0.001%~0.01%的锡元素，促进钝化膜生长，形成更密实的钝化膜，从而提高耐点蚀性能；同时锡作为铅的同族元素，在切削过程中作用机理与铅相似，能在切削过程中变为熔融状态改善切削性能，可降低切削力，使钢的加工更容易，提高加工效率和质量，降低加工成本。
15、nb：铌能与碳优先结合形成稳定的碳化铌，在钢固溶或稳定化处理后，可防止在低温回火时出现晶界贫铬区，避免晶间腐蚀；同时铌元素可以参与钢表面钝化膜的形成，使钝化膜更加稳定和致密，从而在一定程度上提高钢在各种腐蚀环境下的耐腐蚀性。此外，铌在钢中形成固溶体，由于其原子尺寸与基体原子尺寸有差异，会引起晶格畸变，产生晶格应力场，阻碍位错运动，从而提高钢的强度和硬度。
16、作为进一步的技术方案，以质量百分比计，2≤5bi/(1.5cu+3sn-0.2nb)≤2.4。
17、本专利技术中，通过优化bi、cu、sn和nb的元素含量，进一步提高了焊管用钢的耐压程度，当5bi/(1.5cu+3sn-0.2nb)在2~2.4范围内，制得的钢耐压程度最好，当超出该范围时，钢的耐压程度均有不同程度的下降。
18、作为进一步的技术方案，所述氧化铝为碳化物复合氧化铝，所述碳化物复合氧化铝的原料包括质量比为2~7:100的碳化物和氧化铝。
19、本专利技术中，通过碳化物复合氧化铝提高了基体与增强相之间的润湿性和相容性，改善了材料的综合性能，尤其是抗拉强度。碳化物可以为碳化钒、碳化钨中的一种或两种，优选为质量比1:3~4的碳化钒和碳化钨。当采用其余碳化物时，如碳化钛、碳化硅、碳化锆、碳化铬、碳化钼、碳化铪、碳化钽、碳化硼、碳化钨钴、碳化铌等，材料的强度均降低。
20、本专利技术中，氧化铝可以为本领域任意一种常规的氧化铝，例如可以是介孔氧化铝、无孔氧化铝中的一种或两种，优选为质量比1:9~19的无孔氧化铝和介孔氧化铝。
21、氧化铝采用质量比1:9~19的无孔氧化铝和介孔氧化铝时，材料的强度最高。推测原因可能在于：基体与增强相的结合主要是机械铰钉和物理吸附，介孔氧化铝属于多孔材料，有助于提高机械结合界面的结合强度；但同时界面的凹凸不平，使界面处易形成缺陷；而无孔氧化铝呈现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐压焊管用钢，其特征在于，包括质量比为100:1~4的不锈钢基体和增强相；所述不锈钢基体由以下质量百分比组分组成：Cr：15%~19%、Ni：1.7%~3.2%、C：≤0.015%、S：≤0.01%、P：≤0.02%、Si：0.2%~0.4%、Mn：2.3%~4.5%、N：0.1%~0.15%、Mo：0.7%~1.3%、Bi：0.01%~0.03%、Cu：0.015%~0.08%、Sn：0.001%~0.01%、Nb：0.1%~0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质；所述增强相包括氧化铝。
2.根据权利要求1所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，以质量百分比计，2≤5Bi/(1.5Cu+3Sn-0.2Nb)≤2.4。
3.根据权利要求1所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述氧化铝为碳化物复合氧化铝，所述碳化物复合氧化铝的原料包括质量比为2~7:100的碳化物和氧化铝。
4.根据权利要求3所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述碳化物包括碳化钒、碳化钨中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述
6.根据权利要求1所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述氧化铝包括介孔氧化铝、无孔氧化铝中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述氧化铝包括质量比为1:9~19的无孔氧化铝和介孔氧化铝。
8.根据权利要求3所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述碳化物复合氧化铝的制备方法包括以下步骤：将碳化物和氧化铝混合后，进行研磨，得到所述碳化物复合氧化铝。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种耐压焊管用钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种焊管，其特征在于，由权利要求1~8任意一项所述的一种耐压焊管用钢或权利要求9所述的制备方法制备得到的耐压焊管用钢制造而成。
...【技术特征摘要】
1.一种耐压焊管用钢，其特征在于，包括质量比为100:1~4的不锈钢基体和增强相；所述不锈钢基体由以下质量百分比组分组成：cr：15%~19%、ni：1.7%~3.2%、c：≤0.015%、s：≤0.01%、p：≤0.02%、si：0.2%~0.4%、mn：2.3%~4.5%、n：0.1%~0.15%、mo：0.7%~1.3%、bi：0.01%~0.03%、cu：0.015%~0.08%、sn：0.001%~0.01%、nb：0.1%~0.25%，其余为fe和不可避免的杂质；所述增强相包括氧化铝。
2.根据权利要求1所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，以质量百分比计，2≤5bi/(1.5cu+3sn-0.2nb)≤2.4。
3.根据权利要求1所述的一种耐压焊管用钢，其特征在于，所述氧化铝为碳化物复合氧化铝，所述碳化物复合氧化铝的原料包括质量比为2~7:100的碳化物和氧化铝。
4.根据权利要求3所述的一种耐压...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉宇，朱现辉，胡宗良，
申请(专利权)人：上海宇洋特种金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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