专利名称：：马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法
技术领域：
：本发明涉及冶金类马氏体无缝钢管的制造方法，特别属于马氏体沉淀硬化不锈钢从管坯到成品管的加工工艺。
背景技术：
：马氏体沉淀硬化不锈钢具有较高的强度，较好的耐腐蚀、抗氧化和可焊性。适用于制造40(TC以下工作的高强度耐蚀零件，如飞机、导弹的紧固件、发动机涡轮机匣的前后安装边、涡轮叶片、阀门和结构套管等部件。此类不锈钢主要牌号有0Crl7M4Cu4Nb、0Crl7M7Al、0Crl5Ni5Cu2Ti等。其中典型牌号0Crl7Ni4Cu4Nb不锈钢标准化学成分重量百分配比为C:0.07，Si:《1,00，Mm《1.00，S:《0.030,P:《0,035，Cr:15,5017.50，Cu:3.005.00，Ni:3.005.00，Nb:0.150.45，Mo，Ti，W，As，Al。0Crl7Ni4Cu4Nb沉淀硬化马氏体不锈钢，强度高，硬度大，制作无缝管在热穿孔、冷加工、酸洗和热处理等工艺上均有较大的难度，而与0Crl7M4Cu4Nb小规格无缝管生产工艺相关的专利还未见公开报道。以前曾试制过几支0Crl7Ni4Cu4Nb不锈钢无缝管，加工时工模具损耗严重，多次发生模子破裂和钢管表面纵向开裂的情况，无法进行后续加工。且成品合格率很低，约为20%，由于种种原因，最终没有生产出符合成品要求的产品，未能形成批量供货。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，该方法消除工艺上的难度，能够解决马氏体不锈钢无缝钢管生产问题，降低加工成本，提高加工质量。为解决上述技术问题，本发明的一种马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，包括如下步骤1.马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的化学成分重量百分配比为C:《0,07，Si:《1.00，Mn:《1.00，S"O.030，P《0,035，Cr:15,5017.50，Ciu3,005.00，Ni:3.005.00，Nb:0.150.45;2.管坯剥皮落料后加热加热温度110(TC115(TC;3.热穿孔管坯热穿孔加热温度一般控制在1100150(TC;保温时间大于30分钟；热轧管坯固溶态显微组织为马氏体+少量S铁素体晶粒+部分动态再结晶晶粒。采用两辊斜轧穿孔工艺。由于该钢种需在奥氏体组织状态、且s-铁素体不超过10%的情况下才具有较好的热塑性，这使得其热穿孔温度范围较窄。4.冷却热穿孔后空冷；热穿孔后采用堆放的方式进行空冷；由于热穿孔后残余应力和组织内应力较大，易导致荒管变形和开裂，故热穿孔后采用堆放的方式进行空冷，以降低冷却速度，减少大量热变形后荒管内的残余应力。空冷后荒管显微组织为马氏体+少量s铁素体。5.荒管表面处理；精整、酸洗、润滑，酸液温度5060°C,酸洗时间510分钟；6.循环处理冷轧在室温下其固溶态组织为板条状马氏体及少量s铁素体和残留奥氏体，采用小变形全冷轧工艺，具体变形工艺根据成品规格确定，冷轧单道次相对变形量不超过50%，开坯轧制时变形量控制在40%50%，成品轧制和成品规格前一个道次变形量控制在20%左右；脱脂冷轧后用有机溶剂脱脂；热处理每道次冷加工后均进行中间退火，中间退火采用辊底炉，退火温度为10301080°C，前进速度根据不同的壁厚确定，速度范围0.20.8m/min，保温后堆冷；退火后酸洗去除氧化皮，抛光后进行下一步冷轧；7.固溶处理在H2炉保护气氛中进行成品固溶处理，温度10301060°C，网带速度0.20.8m/min，堆冷；8.时效处理成品管时效处理在真空炉中进行，真空度10，a;9.包装入库成品经矫直、切管、酸洗、清洗、检验后入库。优选地，所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，化学成分重量百分配比为C:0,030.06，Si:0,40.8，Mn:0,40,8，S《0.010，P《0.032，Cr:15.5016.50，Cu:3,203,80，Ni:4,104.50，Nb:0.250.35，Mo:《0.40，Ti:《0.10，W:《0.20，As:《0.04，Al:《0.10;所述步骤3)中对于①80管坯，其热穿孔加热温度1100115(TC，采用堆放的方式进行冷却。所述步骤5)酸洗的酸洗液配方HF58%，HN031015%，其余为水，酸洗时不脱钩。所述步骤5)酸洗后用清水冲洗，然后在在H2S04槽中清洗，H,S04酸洗液配方H2S041015%，其余为水，温度为室温，时间为13分钟，酸洗后用高压水冲洗干净。所述步骤6)循环处理为润滑、冷轧、脱脂、热处理、矫直、切管、酸洗，循环次数根据管坯尺寸和成品管尺寸决定。所述步骤8)时效处理其处理工艺为在真空炉中从常温20'C开始加热，升温40分钟至20(TC;继续升温150分钟至35(TC;继续升温150分钟至400。C;接着在40(TC保温30分钟；然后继续升温120分钟至450°C;继续升温60分钟至50(TC;然后在500'C保温120分钟；随后降温60分钟至400°C;最后通入氩气(Ar)进行冷却，降温180分钟至室温。本发明由于采用了以上方法，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果热穿孔后荒管采用堆冷，取消荒管空冷后的重新加热，从而减少工序，降低成本。中间热处理采用固溶处理，堆冷，以替代长时间高温回火处理，在不影响冷加工的情况下，使在制品酸洗后表面质量得到改善。同时固溶处理时间(1040分钟)比高温回火处理时间(4小时)要短很多，生产效率大大提高。管材冷加工全部采用冷轧工艺，以改善管材加工应力状态和管材表面质量，减少了工模具的损耗，提高了成材率。成品管热处理采用H2保护固溶处理和真空时效处理相结合，使成品管综合力学性能有较大提高，表面质量得到很大改善。由于制定合理的冷加工和热处理工艺，成品检验合格率达到95%,从管坯到成品的成材率达到51.31%。通过深加工，使该钢种的附加值大大增加。以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图l是本发明实施例l、2的管坯加热工艺示意图。图2是本发明实施例3的管坯加热工艺示意图。具体实施例方式实施例1、2本实施例采用0Crl7M4Cu4Nb不锈钢，其化学成分重量百分配比为C:0,05，Si:0.53，Mn:0.43，S:0.002，P:0.022，Cr:16.12，Cu:3.28，Ni:4.37，Nb:0.26，Mo:0,09，Ti:0.01，W:0.04，As:0.01，Al:0.01。管坯剥皮落料后加热OS0管坯通过机加工剥皮至①75，根据成品规格确定管坯规格，成品外径小于60imi，则可选用080管坯；成品外径大于60mm，则管坯规格必须大于O80;加热温度1100°C-1150°C;热穿孔管坯加热工艺如图l所示，荒管尺寸O80X7mm，热穿孔控制加热温度为1120°C，保温时间大于30分钟；冷却热穿孔后荒管采用堆放的方式进行空冷；荒管表面处理包括精整、酸洗、润滑，荒管平头后进行酸洗，酸洗液配方是HF58。/。，HN031015%，其余为水，酸液温度5060。C，酸洗时不脱钩，时间5分钟，酸洗后用清水冲洗，然后可以在H2S04槽中清洗，酸洗液配方H2S041015%，其余为水，温度为室温，时间约2分钟，酸洗后用高压水冲洗干净；冷轧采用全冷轧工艺，本例成品规格分别为054X4和028X3，具体冷轧工艺如农1和农2所示；表1规格054X4成品冷轧工艺<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>控制外径公差+O.30+0.80腿，壁厚公差0+0.60腿。表2规格028X3成品冷轧工艺<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>控制外径公差+O.30+0.70mm，壁厚公差0~h0.60mm;脱脂冷轧后用有机溶剂脱脂，热处理不同的制品规格中间热处理工艺如表3所示。表3不同在制品规格中间热处理工艺<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>383包装入库成品经矫直、切管、酸洗、清洗、检验后入库。通过该技术方案成功试制出0Crl7M4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管824kg。成品管各项力学性能和成材率较现有提高。实施例3本实施例采用0Crl7Ni4Cu4Nb不锈钢，其化学成分重量百分配比为C:0.05，Si:0.53,Mn:0,43，S:0.002，P:0.022，Cr:16,12，Cu:3.28，Ni-'4,37，Nb:0.26，Mo:0.09，Ti:0.01，W:0.04，As:0.01，Al:0.01。管坯剥皮落料后加热090管坯通过机加工剥皮至cD85，剥皮后的管坯进斜底炉加热，加热温度范围113CTC-1150°C;热穿孔管坯加热工艺如图2所示，荒管尺寸O)90X8mm，热穿孔控制加热温度为113CTC，保温时间大于30分钟；冷却热穿孔后荒管采用堆放的方式进行空冷；荒管表面处理包括精整、酸洗、润滑，荒管平头后进行酸洗，酸洗液配方是HF58。/。，HN031015%，其余为水，酸液温度5060。C，酸洗时不脱钩，时间5分钟，酸洗后用清水冲洗，然后可以在H2S04槽中清洗，酸洗液配方；H2S041015%，其余为水，温度为室温，时间约2分钟，酸洗后用高压水冲洗干净；冷轧采用全冷轧工艺，本例成品规格分别为。54X3，具体冷轧工艺如下表5所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>成品热处理成品在H2炉保护气氛中进行固溶处理，温度106(TC，网带速度0.4m/min，堆冷。成品真空时效处理真空度10"Pa。成品管时效处理后的力学性能如表7所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求1.一种马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的化学成分重量百分配比为C≤0.07，Si≤1.00，Mn≤1.00，S≤≤0.030，P≤0.035，Cr15.50～17.50，Cu3.00～5.00，Ni3.00～5.00，Nb0.15～0.45；2)管坯剥皮落料后加热加热温度1100℃～1150℃；3)热穿孔管坯热穿孔加热温度控制在1100～1500℃；保温时间大于30分钟；4)冷却热穿孔后空冷；5)荒管表面处理；精整、酸洗、润滑，酸液温度50～60℃，酸洗时间5～10分钟；6)循环处理冷轧采用小变形全冷轧工艺，具体变形工艺根据成品规格确定，冷轧单道次相对变形量不超过50％，开坯轧制时变形量控制在40％～50％，成品轧制和成品规格前一个道次变形量控制在20％左右；脱脂冷轧后用有机溶剂脱脂；热处理每道次冷加工后均进行中间退火，中间退火采用辊底炉，退火温度为1030～1080℃，前进速度根据不同的壁厚确定，速度范围0.2～0.8m/min，保温后堆冷；退火后酸洗去除氧化皮，抛光后进行下一步冷轧；7)固溶处理在H2炉保护气氛中进行成品固溶处理，温度1030～1060℃，网带速度0.2～0.8m/min，堆冷；8)时效处理成品管时效处理在真空炉中进行，真空度10-3Pa；9)包装入库成品经矫直、切管、酸洗、清洗、检验后入库。2.如权利要求1所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于C:0.030,06，Si:0.40,8，Mn:0.40.8，S《0,010，P《0.035，Cr:15.5016.50,Cu:3,203.80，Ni:4.104.50，Nb:0.250,35，Mo:《0。40，Ti:《0,10，W:《0'20，As:《0.04，Al:《0,10。3.如权利要求2所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于；所述步骤3)中对于O)80管坯，其热穿孔加热温度1100115(TC，采用堆放的方式进行冷却。4.如权利要求3所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于所述步骤5)酸洗的酸洗液配方HF58%，HN031015%，其余为水，酸洗时不脱钩。5.如权利要求4所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于所述步骤5)酸洗后用清水冲洗，然后在在H2S04槽中清洗，H2S04酸洗液配方H2S041015%，其余为水，温度为室温，时间为13分钟，酸洗后用高压水冲洗干净。6.如权利要求5所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于所述步骤6)循环处理为润滑、冷轧、脱脂、热处理、矫直、切管、酸洗，循环次数根据管坯尺寸和成品管尺寸决定。7.如权利要求6所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，其特征在于所述步骤8)时效处理其处理工艺为在真空炉中从常温20'C开始加热，升温40分钟至200'C;继续升温150分钟至35(TC;继续升温150分钟至40(TC;接着在400。C保温30分钟；然后继续升温120分钟至45CTC;继续升温60分钟至500。C;然后在500。C保温120分钟；随后降温60分钟至40(TC;最后通入氩气Ar进行冷却，降温180分钟至室温。全文摘要本发明公开了一种马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，包括如下步骤管坯→剥皮→落料→加热→热穿孔→冷却→精整→酸洗→润滑→冷轧→脱脂→热处理→矫直→切管→酸洗→检验→包装入库。与现有技术相比，具有以下优点热穿孔后荒管采用堆冷，减少工序，降低成本。中间热处理采用固溶处理，时间短效率高，改善表面质量。管材全部冷轧工艺，提高了成材率。用真空时效处理，提高综合力学性能，成品检验合格率达到95％，从管坯到成品的成材率达到51.31％。文档编号B23P15/00GK101612700SQ20081003937公开日2009年12月30日申请日期2008年6月23日优先权日2008年6月23日发明者孙纪涛,方静贤,蔡志刚,袁卫昌,邵卫东申请人:宝山钢铁股份有限公司