一种485MPa不锈钢复合管及其制造方法与流程

本发明属于不锈钢复合管的生产，涉及一种485mpa不锈钢复合管及其制造方法。

背景技术：

1、双金属复合管由两种不同金属材料构成，以碳素钢管或合金钢管为基管，在其内表面覆衬一定厚度的不锈钢、镍基合金等耐蚀合金的复合管，管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合，从而使两种材料结合成一体，制成一种新型金属复合管材。双金属复合管的一般设计原则是基材满足管道设计许用应力，复层耐腐蚀或磨损。双金属复合管兼有基层和复层的所有优点，相对于整体合金管能有效降低成本，针对整体合金管具有应力腐蚀开裂敏感性的氯化物或酸性环境，复合管可以提高安全性和可靠性。随着工业技术的发展，环境介质的复杂化以及国际竞争的加剧，许多行业对金属管材综合性能的要求越来越高，因而双金属复合管及其生产技术得到迅速发展，在石油、化工、核电、轻工和机械工程等行业有着广阔的应用前景。

2、双金属复合管生产的工艺方法主要包括热轧复合方法、热挤压复合法、铸造复合方法、爆炸焊接复合方法、组合式、激光包覆法等。但现有复合管的生产技术存在轧制复合的不良率高、剪切强度不足以及钢管焊接工艺不成熟等不足之处。

3、中国专利cn111559134a公开了“一种复合管及其制备方法”，其采用基材为mn-b，强度低，未提及制管工艺与焊接工艺。中国专利cn111361235a公开了“一种高耐蚀船用复合钢板及其制造方法”，该发明采用基材的是船舶用碳钢，该工艺下满足不了管线钢特殊要求的落锤性能指标，同时低温冲击韧性才120j，该发明也未提及复合管的制管与焊接工艺。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种485mpa不锈钢复合管及其制造方法，采用真空轧制复合+去应力回火+多层堆埋弧焊工艺，获得剪切强度优良的不锈钢钢管。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种485mpa不锈钢复合管的制造方法，其基材的化学成分质量百分含量为c=0.04%~0.06%、si=0.10%~0.25%、mn=1.5%~1.6%、p≤0.015%%、s≤0.005%、alt=0.025%~0.035%、nb=0.050%~0.060%、ti=0.010%~0.020%、mo=0.10%~0.15%、cu=0.10%~0.15%、cr=0.15%~20%，余量为fe和不可避免的杂质；复材的化学成分质量百分含量为c≤0.03%、si=0.45%~0.50%、mn=1.25%~1.35%、p≤0.030%、s≤0.004%、cr=16.2%~17.2%、mo=2.05%~2.40%、ni=10.1%~12%，余量为fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：

4、（1）复合坯准备：“基材+复材+复材+基材”双面对称复合焊，两复材之间添加隔离剂，隔离剂厚度0.1~0.5mm，四周埋弧焊堆焊厚度40~50mm，焊后抽真空，真空度≤-1帕；

5、（2）加热：一加炉膛加热速率3~6min/cm，二加炉膛、三加炉膛及均热段加热速率控制6~10 min/cm，炉膛温度控制1100~1290℃, 出钢心部温度1220~1250℃；

6、（3）轧制与冷却：粗轧高温大压下，终轧温度≥1020 ℃，累积压下率≥70%；精轧开轧温度960~980℃，末三道次轧制速度3~4m/s，累积压下率≥60%，开冷温度700~730℃，冷速20~30℃/s，返红温度600-630℃；

7、（4）去应力回火：回火温度500~600℃，保温时间40-60min；

8、（5）制管与焊接：包括铣边、jco成型、预焊、内焊、外焊、扩径，复合管采用x型坡口，基材四丝埋弧自动焊的焊接速度v＝120~140cm/min，线能量为45~60kj/cm。

9、进一步的方案，所述步骤（5）中，复材采用e347t1-1焊丝，焊接电流185~210a、电压33~38 v，焊接速度18~22 cm/min。

10、发明原理：在成分设计上，微量的mo，不但可以细化晶粒，而且能提高淬透性和热强性，比普通管线钢具有更好的冷成型性。关于步骤（2），加热过程确保合金充分固溶，晶粒完全奥氏体化并未出现粗化长大的现象，铸坯吸热充分，温度均匀。高的烧钢温度，有利于铸坯心部的不锈钢充分吸热，缩小基材与复材延展差异。关于步骤（3），采用降低精轧轧制速度的方法，低的轧制速度更利于破碎原始奥氏体晶粒尺寸，同时大幅度提升基材与复材的结合度，合理的成分设计配合大冷速高终冷下亦能得到针状铁素体+多边形铁素体，使材料的强韧性得到良好的匹配，尤其是减少低碳贝氏体钢的冷后残余应力，保证复合管开张后的平直度。

11、与现有生产技术相比，本发明的有益效果：合金设计成本低，成分设计更利于保证复合管轧成率与平直度，保证了复合管优良的剪切强度。

技术特征：

1.一种485mpa不锈钢复合管的制造方法，其特征在于：基材的化学成分质量百分含量为c=0.04%~0.06%、si=0.10%~0.25%、mn=1.5%~1.6%、p≤0.015%%、s≤0.005%、alt=0.025%~0.035%、nb=0.050%~0.060%、ti=0.010%~0.020%、mo=0.10%~0.15%、cu=0.10%~0.15%、cr=0.15%~20%，余量为fe和不可避免的杂质；复材的化学成分质量百分含量为c≤0.03%、si=0.45%~0.50%、mn=1.25%~1.35%、p≤0.030%、s≤0.004%、cr=16.2%~17.2%、mo=2.05%~2.40%、ni=10.1%~12%，余量为fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：

2.根据权利要求1所述的一种485mpa不锈钢复合管的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）中，复材采用e347t1-1焊丝，焊接电流185~210a、电压33~38 v，焊接速度18~22 cm/min。

技术总结
一种485MPa不锈钢复合管及其制造方法，基材的化学成分质量百分含量为C=0.04%~0.06%、Si=0.10%~0.25%、Mn=1.5%~1.6%、P≤0.015%%、S≤0.005%、Alt=0.025%~0.035%、Nb=0.050%~0.060%、Ti=0.010%~0.020%、Mo=0.10%~0.15%、Cu=0.10%~0.15%、Cr=0.15%~20%，余量为Fe和不可避免的杂质；复材的化学成分质量百分含量为C≤0.03%、Si=0.45%~0.50%、Mn=1.25%~1.35%、P≤0.030%、S≤0.004%、Cr=16.2%~17.2%、Mo=2.05%~2.40%、Ni=10.1%~12%，余量为Fe和不可避免的杂质。与现有生产技术相比，本发明生产的合金设计成本低，成分设计更利于保证复合管轧成率与平直度，保证了复合管优良的剪切强度。

技术研发人员：李中平,高擎,王洋,代志健,马仲新,熊祥江,史术华,马鑫,肖甜,范明
受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14