本发明涉及钢管制造领域,具体涉及一种超细晶粒不锈钢管及其制造方法。
背景技术:
1、超级不锈钢管属于高压锅炉管,是制造超超临界机组锅炉的过热器和再热器等核心部件的关键材料,从而要求用作过热器管、再热器管的材料的不锈钢管耐热钢具有更优异的高温强度。高压锅炉管服役过程中承受高温高压水蒸气氧化,一旦钢管内壁氧化皮剥落将严重影响整个机组的运行安全。因此,要求高压锅炉管具有良好的抗高温蒸汽氧化性能。如何提高超超临界高压锅炉管抗高温蒸汽氧化性能一直是国内外相关研究者不断探索的热点课题。论文《喷完处理对不锈锅炉管抗蒸汽氧化性能的影响》[j]提出了一种内壁喷丸处理来提高不锈钢管抗蒸汽氧化的方法,该方法并未从根本上解决锅炉管内壁易发生氧化的问题,改善效果不具有持久性。论文《国产不锈钢管蒸汽氧化层特征》[j]研究表明,提高不锈钢管晶粒度等级和内壁喷丸处理有利于改善钢管的抗蒸汽氧化性能,但并未提出提高不锈钢管晶粒度等级的方法。相比现有的不锈钢不锈钢管产品,晶粒度达到8~10级的超级不锈钢管的高温强度、抗蒸汽氧化和耐腐蚀性能更加优异。为了解决现有不锈钢管晶粒度等级低,无法满足用户使用要求的问题,本发明提供了一种超细晶粒不锈钢管的制造方法,本发明专利涉及的超细晶粒不锈钢管晶粒度达到8~10级,具有较高的高温强度,抗蒸汽氧化和耐腐蚀性能优异,组织稳定性好,同时具有较好的加工性和可焊性。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷,提供一种超细晶粒不锈钢管及其制造方法。
2、实现本发明目的的技术方案是提供一种超细晶粒不锈钢管,以质量%计含有c:0.04-0.18%、si:1.5%以下、mn:2.0%以下、cr:20-23%、ni:10-12%、ti:0.005-0.1%,剩余部分由fe和微量杂质构成。
3、进一步的,以质量%计含有c:0.04-0.18%、si:1.5%以下、mn:2.0%以下、cr:20-23%、ni:10-12%、ti:0.005-0.1%,剩余部分由fe和微量杂质构成的不锈钢管按照以下步骤进行处理,
4、s1.穿孔:根据工艺要求,将圆钢热轧穿孔制得不锈钢管荒管;
5、s2.循环快速加热淬火:对穿孔制得的不锈毛管进行2次循环快速加热淬火处理;
6、s3.荒管高温软化:对穿孔制得的不锈钢管荒管进行高温软化处理,降低荒管硬度,便于轧制并避免轧制过程中产生开裂;
7、s4.荒管酸洗:荒管高温软化后进行酸洗,去除荒管表面氧化皮,避免轧制过程中在冷轧管表面形成麻坑缺陷;
8、s5.荒管冷轧:酸洗后的荒管进行冷轧工艺处理制得冷轧管;
9、s6.冷轧管固溶:对冷轧管进行固溶处理,固溶处理采取三段式加热;
10、s7.低温再结晶退火:对固溶处理后的不锈钢管进行一次低温再结晶退火处理,进一步细化晶粒;
11、s8.再结晶退火处理后的不锈钢管经二次酸洗、矫直、探伤、精整制成不锈钢管成品。
12、进一步的s2中所述淬火温度为1120℃,淬火保温时间为5~10min。
13、进一步的,s2采用循环冷却水作为淬火介质,冷却水温度≤30℃。
14、进一步的,s5中轧制工艺参数控制为:轧制变形量控制为0.61~0.65,轧制q值控制为1.5~1.9。
15、进一步的,s6中固溶处理采取三段式加热,其中第一段加热温度设定为950℃,第二段加热温度设置为990℃~1080℃,第三段加热温度设置为1120℃~1150℃,第三段保温时间设置为:20~25min。
16、进一步的,s7中低温再结晶退火温度设置为840℃,退火保温时间设置为25~30min。
17、采用上述技术方案后,本发明具有以下积极的效果:
18、(1)本发明特定组分的不锈钢具有高强度,且在高温环境下使用的过程中焊接部上具有优异的耐脆化裂纹性,因此能够用作发电用锅炉等在高温环境中被长时间使用的设备的原材料。
19、(2)制备的不锈钢管晶粒度等级达到8~10级,钢管组织均匀,无混晶产生,产品经检测和用户使用评定,满足高压锅炉管使用技术要求。
20、(3)本发明所制备的超细晶粒不锈钢管的晶粒度等级高、抗蒸汽氧化和耐腐蚀性能优异。
21、(4)本发明制备的超细晶粒不锈钢管用于高压锅炉管,在高温、高压服役条件下,各项性能指标稳定,使用寿命明显提升,降低了火力发电厂的运行维护成本。
1.一种超细晶粒不锈钢管,其特征在于:以质量%计含有c:0.04-0.18%、si:1.5%以下、mn:2.0%以下、cr:20-23%、ni:10-12%、ti:0.005-0.1%,剩余部分由fe和微量杂质构成。
2.一种如权利要求1所述的超细晶粒不锈钢管的制造方法,其特征在于:以质量%计含有c:0.04-0.18%、si:1.5%以下、mn:2.0%以下、cr:20-23%、ni:10-12%、ti:0.005-0.1%,剩余部分由fe和微量杂质构成的不锈钢管按照以下步骤进行处理,
3.根据权利要求2所述的超细晶粒不锈钢管的制造方法,其特征在于:s2中所述淬火温度为1120℃,淬火保温时间为5~10min。
4.根据权利要求2所述的超细晶粒不锈钢管的制造方法,其特征在于:s2采用循环冷却水作为淬火介质,冷却水温度≤30℃。
5.根据权利要求2所述的超细晶粒不锈钢管的制造方法,其特征在于:s5中轧制工艺参数控制为:轧制变形量控制为0.61~0.65,轧制q值控制为1.5~1.9。
6.根据权利要求2所述的超细晶粒不锈钢管的制造方法,其特征在于:s6中固溶处理采取三段式加热,其中第一段加热温度设定为950℃,第二段加热温度设置为990℃~1080℃,第三段加热温度设置为1120℃~1150℃,第三段保温时间设置为:20~25min。
7.根据权利要求2所述的超细晶粒不锈钢管的制造方法,其特征在于:s7中低温再结晶退火温度设置为840℃,退火保温时间设置为25~30min。
