一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征在于，钢坯包括下述重量百分比的化学元素：C0.17-0.21％，Si0.2-0.8％，Mn0.4-0.9％，Cr12.3-13.9％，S≤0.003％，P≤0.002％，Al0.025-0.05％，Cu1.0-2.0％，Nb0.3-0.5％，N0.06-0.1％，i0.08-0.12％，余量为铁和不可避免的杂质。通过电炉炼钢、连铸、铸坯加热、穿孔轧制以及调制热处理得到一种高强度、良好韧性的马氏体不锈钢无缝钢管，该钢管可用于深海石油开采。

【技术实现步骤摘要】
一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法
本专利技术涉及一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，更具体涉及一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法。
技术介绍
如以往被熟知的那样，包含约0.2％的C、约13％的Cr的13Cr钢(以下，简称为″13Cr钢“时即指该13Cr钢)由于耐浸湿二氧化碳气体腐蚀性优异、并比C含量少的超级13Cr钢或双相不锈钢廉价，因此被广泛用作油井管。该13Cr钢的无缝钢管通过热加工从钢坯制成管坯后，进行淬火-退火，从而制成成品。近年来，为了应对原油价格的上涨和在不远的将来所预想的石油资源的枯竭，油井管的下井深度越来越深，钢级强度越来越高。在很多复杂工况条件下服役的油井管，要求钢管有较高的强度、韧性，还要有较好的耐腐蚀、耐低温、抗挤毁等各种苛刻条件，这样对钢管的综合性能提出了更高的要求。当今高强高韧性钢管主流发展方向，普遍采用以下几点工艺技术控制要点：(超)高纯净钢冶炼，尽量控制低的S、P、五害、气体、夹杂物等含量；低碳低合金化设计，严格控制合金成分精度范围；控制轧制与控制冷却，优化轧制工艺，细化轧态钢管的组织和晶粒度；热处理采用淬火+回火的调质热处理工艺，改进淬火、回火设备，提高淬火冷却效果，改善管材回火组织均匀性，优化热处理工艺。对于高强度高韧性无缝钢管，普遍采用调质热处理工艺，来提高钢管的强度和韧性。但在调质处理过程中常常遇到这样的问题，为了提高材料的强度，必须降低回火温度或者缩短回火保温时间，这样材料的韧性就会下降。而如果为了或者更好的韧性，必须提高回火温度或者延长回火时间，这样钢材的强度就会降低。通过淬火固溶来提高强度，通过回火析出来改善韧性，由于强度和韧性的矛盾关系，改善调质钢的强韧性匹配，是高强高韧性钢管开发过程中要面对的主要难题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供高强度、高韧性的马氏体不锈钢无缝钢管的制备方法，通过该方法制备的钢管可用于深海石油开采。本专利技术所制备一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤：一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其包括如下步骤：(1)在真空感应炉或电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素：C0.17-0.21％，Si0.2-0.8％，Mn0.4-0.9％，Cr12.3-13.9％，S≤0.003％，P≤0.002％，Al0.025-0.05％，Cu1.0-2.0％，Nb0.3-0.5％，N0.06-0.1％，Ti0.08-0.12％，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1100-1250℃；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1100℃，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为660-680℃，保温时间为10-60min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上10-20℃，奥氏体化保温时间为15-30分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为570-640℃，保温时间为60-90min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能：屈服强度1068-1200MPa，抗拉强度1132-1300MPa，夏比V型0℃横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级；所述化学元素的含量进一步为C0.18-0.20％，Si0.3-0.7％，Mn0.4-0.8％。步骤(3)中使用非石墨系润滑剂，芯棒的延伸轧制对精轧用荒管进行轧制后，用再加热炉加热，通过定径轧制加以精轧。Cr的含量进一步为12.5-13.5％。具体实施方式实施例一一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤：(1)在真空感应炉中冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素：C0.21％，Si0.8％，Mn0.9％，Cr13.5％，S≤0.002％，P≤0.001％，Al0.05％，Cu1.0％，Nb0.5％，N0.1％，Ti0.12％，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1150-1250℃；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1150℃，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为665-680℃，保温时间为30min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上10-20℃，奥氏体化保温时间为15分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为580-630℃，保温时间为60min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能：屈服强度1068-1200MPa，抗拉强度1132-1300MPa，夏比V型0℃横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级。实施例二一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤：(1)电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素：C0.20％，Si0.6％，Mn0.4％，Cr13.0％，S≤0.0015％，P≤0.001％，Al0.025％，Cu1.5％，Nb0.5％，N0.1％，Ti0.08％，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1150-1200℃；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1170℃，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为660-670℃，保温时间为40min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上15-20℃，奥氏体化保温时间为30分钟，出炉后水冷淬火；(6)淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为600-640℃，保温时间为75min，然后出炉空冷至室温；(7)经热处理步骤(6)后最终钢管达到性能：屈服强度1100-1200MPa，抗拉强度1200-1300MPa，夏比V型0℃横向冲击功100-150焦耳，纵向冲击功150-200焦耳，平均晶粒度9-10级。实施例三一种马氏体不锈钢钢管的制造方法，包括有以下步骤：(1)电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素：C0.19％，Si0.6％，Mn0.4％，Cr12.8％，S≤0.002％，P≤0.002％，Al0.03％，Cu1.5％，Nb0.4％，N0.08％，Ti0.1％，余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1200-1250℃；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1200℃，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为670-68本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其包括如下步骤：（１）在真空感应炉或电炉－ＡＯＤ双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素：Ｃ０．１７－０．２１％，Ｓｉ０．２－０．８％，Ｍｎ０．４－０．９％，Ｃｒ１２．３－１３．９％，Ｓ≤０．００３％，Ｐ≤０．００２％，Ａｌ０．０２５－０．０５％，Ｃｕ１．０－２．０％，Ｎｂ０．３－０．５％，Ｎ０．０６－０．１％，Ｔｉ０．０８－０．１２％，余量为铁和不可避免的杂质；（２）使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至１１００－１２５０℃；（３）然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于１１００℃，然后以空冷以上的速度冷却至室温；（４）接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为６６０－６８０℃，保温时间为１０－６０ｍｉｎ，预处理完成以后空冷至室温；（５）回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ａｃ３以上１０－２０℃，奥氏体化保温时间为１５－３０分钟，出炉后水冷淬火；（６）淬火后的钢管再入回火炉保温处理，回火温度为５７０－６４０℃，保温时间为６０－９０ｍｉｎ，然后出炉空冷至室温；（７）经热处理步骤（６）后最终钢管达到性能：屈服强度１０６８－１２００ＭＰａ，抗拉强度１１３２－１３００ＭＰａ，夏比Ｖ型０℃横向冲击功１００－１５０焦耳，纵向冲击功１５０－２００焦耳，平均晶粒度９－１０级。...

【技术特征摘要】
1.一种马氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其包括如下步骤：(1)在真空感应炉或电炉-AOD双联冶炼，采用连续铸造方法制的钢坯，钢坯包括下述重量百分比的化学元素:C0.17-0.21％,Si0.2-0.8％,Mn0.4-0.9％,Cr12.3-13.9％,S≤0.003％,P≤0.002％,Al0.025-0.05％,Cu1.0-1.5％,Nb0.3-0.5％,N0.06-0.1％,Ti0.08-0.12％,余量为铁和不可避免的杂质；(2)使用回转炉床式加热炉将钢坯加热至1100-1250℃；(3)然后进行穿孔轧制，采用以曼内斯曼穿孔机为代表的斜辊穿孔轧制，将圆钢坯成形为中空的空心管坯，热轧温度大于1100℃，然后以空冷以上的速度冷却至室温；(4)接着对热轧态钢管进行高温回火预处理，预处理保温温度为660-680℃，保温时间为10-60min，预处理完成以后空冷至室温；(5)回火预处理完成后，将钢管加热至完全奥氏体化温度Ac3以上1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘群联，
申请(专利权)人：刘群联，
类型：发明
国别省市：32