含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法

本發(fā)明公開的含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法，包括以下步驟：11)將管坯制作成荒管，在制作荒管的過程中，對荒管進行擠壓的擠壓比為6-12，擠壓速度為130-180mm/s；12)對荒管進行第一道次冷軋，第一道次冷軋的道次變形量為40-60％；13)對經(jīng)過第一道次冷軋的荒管實施中間退火處理，退火溫度為1120-1200℃，以及保溫30-60min；14)對經(jīng)過中間退火處理的荒管實施第二道次冷軋，第二道次冷軋的道次變形量控制在35-50％；15)對經(jīng)過第二道次冷軋的荒管進行熱處理，熱處理的溫度為1150-1250℃，以及保溫30-60min。本發(fā)明公開的制造方法能解決目前制造含鎢奧氏體不銹鋼無縫管存在的產(chǎn)品質(zhì)量較差的問題。

1.含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

11)將管坯制作成荒管，在制作所述荒管的過程中，對所述荒管進行擠壓的擠壓比為6-

12，擠壓速度為130-180mm/s；

12)對所述荒管進行第一道次冷軋，所述第一道次冷軋的道次變形量為40-60％；

13)對經(jīng)過所述第一道次冷軋的所述荒管實施中間退火處理，退火溫度為1120-1200℃，以及保溫30-60min；

14)對經(jīng)過中間退火處理的所述荒管實施第二道次冷軋，所述第二道次冷軋的道次變形量控制在35-50％；

15)對經(jīng)過所述第二道次冷軋的所述荒管進行熱處理，熱處理的溫度為1150-1250℃，以及保溫30-60min。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟11)包括：

21)對所述管坯實施表面預處理；

22)將所述管坯放入環(huán)形爐進行預加熱，入爐溫度不大于600℃，加熱總時間為120-240分鐘，出爐溫度為950-1000℃。

23)對所述管坯進行初次感應加熱及擴孔操作，得到所述荒管；

24)對所述荒管進行再次感應加熱、擠壓操作和水冷卻；

25)對所述荒管實施精整操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，步驟21)包括：對所述管坯表面的裂紋、凹坑和油污實施清理。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，步驟25)包括：對所述荒管依次進行矯直、酸洗和修磨。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的制造方法，其特征在于，步驟12)包括：所述第一道次冷軋中，所述荒管的減壁量與減徑量的比值控制在0.8-1.2之間，冷軋單次送進量控制在3-5mm，軋制速度控制在25-40次/分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，步驟14)包括：所述第二道次冷軋中，所述荒管的道次減壁量和減徑量為15-40％，所述荒管的減壁量與減徑量的比值為0.8-1.2，冷軋單次送進量控制在4-6mm，軋制速度控制在30-60次/分鐘。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及鋼管制造技術(shù)領域，尤其涉及含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法。

背景技術(shù)

奧氏體耐熱鋼由于具有優(yōu)良的耐腐蝕、抗氧化及良好的機械性能而較多地應用于能源、化工等領域。由于含鎢(W)奧氏體耐熱鋼具有較高的韌性、持久性強度、抗氧化性和高溫組織穩(wěn)定性，因此由含鎢奧氏體耐熱鋼制成的無縫管可用于650℃-700℃超超臨界火電機組鍋爐的過熱器和再熱器。含鎢奧氏體耐熱鋼的主要成分為0.03％-0.08％C、小于0.5％Si、小于0.5％Mn、18％～25％Cr、21.5％～31％Ni、2～4％Cu、0.10～0.35％N、0.30～0.65％Nb、1.0～5.0％W、0.1～0.4％Mo、1.0～4.0％Co、0.003～0.009％B、余量Fe。該合金添加的W元素是材料固溶強化和析出相強化的重要元素，可大幅提高材料的高溫持久強度。

上述合金中的鎢元素能大幅度提高鋼的熱變形激活能，從而增加變形抗力、降低熱塑性，從而使得合金熱加工較困難，含鎢的不銹鋼的析出強化作用是其室溫屈服強度和抗拉強度較高，冷加工硬化傾向嚴重，鋼管冷軋容易出現(xiàn)脆性開裂，難度較大；同時，由于熱處理對析出相影響規(guī)律也較復雜，晶粒不均勻，組織性能的調(diào)控較為困難。因此，采用含鎢奧氏體不銹鋼制成的無縫管的工藝難度較大，特別是小口徑厚壁的無縫管的工藝難度極大，目前沒有較好的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明公開含鎢奧氏體耐熱鋼管坯的鍛造方法，以解決的目前制造含鎢奧氏體不銹鋼無縫管存在的產(chǎn)品質(zhì)量較差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開如下技術(shù)方案：

含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法，包括以下步驟：

11)將管坯制作成荒管，在制作所述荒管的過程中，對所述荒管進行擠壓的擠壓比為6-12，擠壓速度為130-180mm/s；

12)對所述荒管進行第一道次冷軋，所述第一道次冷軋的道次變形量為40-60％；

13)對經(jīng)過所述第一道次冷軋的所述荒管實施中間退火處理，退火溫度為1120-1200℃，以及保溫30-60min；

14)對經(jīng)過中間退火處理的所述荒管實施第二道次冷軋，所述第二道次冷軋的道次變形量控制在35-50％；

15)對經(jīng)過所述第二道次冷軋的所述荒管進行熱處理，熱處理的溫度為1150-1250℃，以及保溫30-60min。

優(yōu)選的，上述制造方法中，步驟11)包括：

21)對所述管坯實施表面預處理；

22)將所述管坯放入環(huán)形爐進行預加熱，入爐溫度不大于600℃，加熱總時間為120-240分鐘，出爐溫度為950-1000℃。

23)對所述管坯進行初次感應加熱及擴孔操作，得到所述荒管；

24)對所述荒管進行再次感應加熱、擠壓操作和水冷卻；

25)對所述荒管實施精整操作。

優(yōu)選的，上述制造方法中，步驟21)包括：對所述管坯表面的裂紋、凹坑和油污實施清理。

優(yōu)選的，上述制造方法中，步驟25)包括：

對所述荒管依次進行矯直、酸洗和修磨。

優(yōu)選的，上述制造方法中，步驟12)包括：

所述第一道次冷軋中，所述荒管的減壁量與減徑量的比值控制在0.8-1.2之間，冷軋單次送進量控制在3-5mm，軋制速度控制在25-40次/分鐘。

優(yōu)選的，上述制造方法中，步驟14)包括：

所述第二道次冷軋中，所述荒管的道次減壁量和減徑量為15-40％，所述荒管的減壁量與減徑量的比值為0.8-1.2，冷軋單次送進量控制在4-6mm，軋制速度控制在30-60次/分鐘。

本發(fā)明公開的含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法的有益效果如下：

本發(fā)明公開的制造方法能避免無縫管熱加工、冷加工過程出現(xiàn)的開裂及有效控制第二相析出，在制造的過程中能提高無縫管的晶粒均勻度，本方法生產(chǎn)的無縫鋼管，能滿足完全滿足相關(guān)標準要求，具有良好的常溫性能、高溫持久性能及高溫抗蒸汽腐蝕性能，特別適用于650-700℃參數(shù)的超超臨界電站機組鍋爐關(guān)鍵部件。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或背景技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或背景技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例公開的含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例公開含鎢奧氏體不銹鋼無縫管的制造方法，所公開的制造方法包括如下步驟：

S100、將管坯制作成荒管。

本步驟將管坯制作成荒管，在制作荒管的過程中，設計擠壓比為6-12，擠壓速度為130-180mm/s。

本發(fā)明實施例公開一種具體將管坯制作成荒管的方法，該方法包括如下步驟：

步驟A1、對管坯實施表面預處理。

例如選用Φ210～290mm的管坯，采用深孔鉆在中心打Φ30～80mm通孔，可以在其中一個端面平頭可以設置倒角，并加工成30～45°喇叭口。具體的，可以對管坯表面的裂紋、凹坑和油污實施清理。

步驟A2、將管坯放入環(huán)形爐進行預加熱。

將管坯放入環(huán)形爐進行預加熱，入爐溫度不大于600℃，加熱總時間為120-240分鐘，出爐溫度為950-1000℃，以確保管坯的析出相全部回溶，避免鋼管出現(xiàn)條帶狀的第二相，同時能防止保溫時間過長管坯的表面氧化嚴重的問題。

步驟A3、對管坯進行初次感應及擴孔操作，得到荒管。

在經(jīng)過環(huán)形爐加熱后將管坯出爐進入感應線爐加熱至1120-1180℃，加熱功率可以保持600-800KW，到溫后可以保持75-150KW的功率繼續(xù)保溫1-2分鐘，以保證對管坯整體加熱均勻，避免管坯受熱不均引起的開裂。從感應線爐出爐之后對管坯進行擴孔，得到荒管，擴孔操作的擴延系數(shù)(坯料截面積/擴孔后截面積)可以控制在1.1-1.3，擴孔速率控制為180-220mm/s。在擴孔之前，可以在管坯的內(nèi)外孔涂抹玻璃粉潤滑劑，以便于擴孔操作。

步驟A4、對荒管進行再次感應加熱、擠壓操作和水冷卻。[0043]經(jīng)過步驟A3擴孔之后，荒管被再次加熱至1180℃-1230℃，加工功率可以保持在600-800KW，溫度達到之后可以直接出爐，以防止荒管的內(nèi)表面由于“集膚效應”、保溫效應和后續(xù)的擠壓溫升三重作用引起表面過燒開裂。坯料出爐后涂抹玻璃粉潤滑劑，進入臥室擠壓機進行擠壓，設計擠壓比為6～12，擠壓速度為130～180mm/s，以保證擠壓順利進行，擠壓結(jié)束后荒管立即入水冷卻。

步驟A5、對荒管實施精整操作。

本實施例中，精整操作可以為依次進行的矯直、酸洗、修磨等精整處理。經(jīng)過步驟A4處理后的荒管的外徑尺寸為Φ80～140mm，壁厚為15～25mm。

S200、對荒管進行第一道次冷軋。

經(jīng)過精整處理的荒管利用周期軋輥冷軋機組進行第一道次冷軋，第一道次冷軋后的鋼管外徑尺寸為Φ50～90mm，壁厚為10-18mm。由于擠壓后的荒管晶粒均勻度較差，使后續(xù)晶粒均勻便于控制，第一道次冷軋采用大變形量冷軋將晶粒完全破碎，同時要考慮到冷加工硬化因素，道次變形量控制在40～60％，同時為了防止軋制開裂并且使變形組織均勻，道次減壁量和減徑量均控制在20～40％，且減壁量/減徑量比值控制在0.8～1.2之間。冷軋單次送進量控制在3-5mm，軋制速度控制在25-40次分鐘，以防止軋制悶車及表面缺陷產(chǎn)生。

S300、對荒管實施中間退火處理。

冷軋后的鋼管經(jīng)過脫脂處理后進行退火處理，退火溫度為1120～1200℃，保溫時間30-60min，退火后水冷，主要目的是消除冷加工硬化，調(diào)整晶粒尺寸，熔解有害析出相。鋼管退火后經(jīng)過矯直、鋸切、酸洗等精整處理后得到半成品。

S300、對荒管進行第二道次冷軋。

經(jīng)過精整處理的半成品利用冷軋機組進行第二道次冷軋，第二道次冷軋后的荒管即為成品尺寸，外徑為Φ30～60mm，壁厚為6-13mm。由于成品無縫管的晶粒度要求控制在4-7級，因此第二道此應采用適中的變形量，防止成品晶粒過細或混晶，同時要考慮到冷加工硬化因素，道次變形量控制在35～50％，同時為了防止軋制開裂并且使變形組織均勻，道次減壁量和減徑量均控制在15～40％，且減壁量/減徑量比值控制在0.8～1.2之間。冷軋單次送進量控制在4-6mm，軋制速度控制在30-60次分鐘，以防止軋制悶車及表面缺陷產(chǎn)生。

S400、對荒管進行熱處理。

冷軋后的鋼管經(jīng)過脫脂處理后進行成品熱處理，加熱溫度為1150～1250℃，保溫時間為30-60min，熱處理后水冷，主要目的是消除冷加工硬化，熔解有害析出相，使晶粒度調(diào)整到標準要求的4-7級。

熱處理后的鋼管經(jīng)過矯直、鋸切、酸洗、表面檢驗、無損探傷等工序后得到成品。

以管坯為Φ219/50mm為例，其主要工藝流程規(guī)格設計為：

Φ219/50mm→(擠壓)Ф108×18mm→(第一道冷軋)Ф76×13mm→(第二道冷軋)Ф57×10mm。

具體步驟如下：

步驟一、將管坯制作成荒管。

子步驟B1、管坯準備。

采用Φ219mm管坯，深孔鉆在中心打Φ50mm通孔，在其中一個端面平頭倒角并加工成40°喇叭口，同時對管坯進行表面處理。

子步驟B2、環(huán)形爐預加熱。

將管坯放入環(huán)形爐內(nèi)預加熱，入爐溫度550℃，加熱總時間180分鐘，出爐溫度980℃。

子步驟B3、初次感應加熱及擴孔。

管坯從環(huán)形爐出爐后進入感應線爐加熱至1150℃，加熱功率680KW，保溫功率90KW，保溫時間1.5分鐘。出爐后內(nèi)外孔涂抹玻璃粉潤滑劑后進行擴孔，擴延系數(shù)(坯料截面積/擴孔后截面積)為1.18，擴孔速率控制為195mm/s。

子步驟B4、再次感應加熱及擠壓。

擴孔后的管坯進入感應爐加熱至1190℃，加熱功率650KW，坯料出爐后涂抹玻璃粉潤滑劑，進入臥室擠壓機進行擠壓至Ф108×18mm，擠壓比為7.9，擠壓速度為150mm/s，擠壓結(jié)束后荒管立即入水冷卻。

子步驟B5、精整。

對荒管依次進行矯直、酸洗、修磨等精整處理。

步驟二、第一道次冷軋。

將Ф108×18mm的荒管冷軋至Ф76×13mm，道次變形量為49％，減壁量28％，減徑量30％，減壁量/減徑量比值為0.93。冷軋單次送進量4mm，軋制速度控制在30次分鐘。

步驟三、中間退火處理。

鋼管經(jīng)過脫脂處理后進行退火，退火溫度1150℃，保溫時間45min，退火后水冷，經(jīng)過矯直、鋸切、酸洗等精整處理后得到半成品。

步驟四、第二道次冷軋。

將Ф76×13mm的荒管冷軋至Ф57×10mm，道次變形量43％，減壁量23％，減徑量25％，減壁量/減徑量比值為0.92。冷軋單次送進量5mm，軋制速度50次分鐘。

步驟五、成品熱處理。

鋼管脫脂處理后進行成品熱處理，溫度為1220℃，保溫時間為45min，熱處理后水冷，經(jīng)過矯直、鋸切、酸洗、表面檢驗、無損探傷等工序后得到成品。

本實施例制造的無縫管各項性能均滿足ASME SA213標準要求，可以用于650-700℃超超臨界鍋爐用關(guān)鍵部件，具體性能參數(shù)如下：

本發(fā)明公開的制造方法能避免無縫管熱加工、冷加工過程出現(xiàn)的開裂及有效控制第二相析出，在制造的過程中能提高無縫管的晶粒均勻度，本方法生產(chǎn)的無縫鋼管，能滿足完全滿足相關(guān)標準要求，具有良好的常溫性能、高溫持久性能及高溫抗蒸汽腐蝕性能，特別適用于650-700℃參數(shù)的超超臨界電站機組鍋爐關(guān)鍵部件。

本文中，各個優(yōu)選方案僅僅重點描述的是與其它方案的不同，各個優(yōu)選方案只要不沖突，都可以任意組合，組合后所形成的實施例也在本說明書所公開的范疇之內(nèi)，考慮到文本簡潔，本文就不再對組合所形成的實施例進行單獨描述。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。