[发明专利]一种改进的铸造不锈钢管的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种铸造不锈钢材料的生产方法，特别是一种具有高耐热性的铸造不锈钢管的制备方法。 

背景技术

304不锈钢作为一种用途广泛的钢材，属于奥氏体不锈钢的一种。奥氏体不锈钢是常温下具有奥氏体组织的不锈钢。当钢中含Cr约18％、Ni 8％-10％、C约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织。由于奥氏体不锈钢含有较高的铬，可形成致密的氧化膜，所以具有良好的耐蚀性。镍是稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素，为了获得单一的奥氏体组织，当钢中含有0．1％碳和18％铬时所需的最低镍含量约为8％，这便是最著名18-8铬镍奥氏体不锈钢的基本成分，奥氏体不锈钢中，随着镍含量的增加，残余的铁素体可完全消除，并显著降低。相形成的倾向；同时马氏体转变温度降低，甚至可不出现λ-M相变，但是镍含量的增加会降低碳在奥氏体不锈钢中的溶解度，从而使碳化物析出倾向增强。奥氏体铬镍不锈钢包括18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如果加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢耐氧化性酸介质腐蚀，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0．03％或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢对浓硝酸具有良好的耐蚀性。奥氏体型不锈钢密度略高于碳钢，具有较大的伸长率和断面收缩率，硬度较低。奥氏体不锈钢板通常通过加工硬化来提高硬度，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15～800C范围内增长是较为均匀的，更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度，所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。

奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：

(1)高的电阻率，约为碳钢的5倍；

(2)大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高；

(3)低的热导率，约为碳钢的1／3。

基于上述特点，奥氏体不锈钢在制管焊接过程中存在一系列问题，如下：

(1)粗晶奥氏体不锈钢热导率低，采用传统电弧焊容易造成焊缝和近缝区晶粒粗大，影响焊接接头性能；

(2)热应力奥氏体不锈钢导热率大约只有碳钢的一半，而线膨胀系数却大得多，所以焊后在接头中会产生很大的内应力；

(3)气孔液体金属的粘度及表面张力较大，易产生气孔；焊缝金属润湿性差，焊缝两侧易产生咬边；

(4)热裂纹奥氏体钢的结晶凝固区间大，结晶时间长，且奥氏体结晶方向性强，

所以杂质偏析较严重，易产生热裂纹。

 

发明内容

本发明提供一种改进的铸造不锈钢管的生产方法，能够在保证刚性和强度的前提下，显著改善不锈钢耐高温性能的效果。

本发明的改进的铸造不锈钢管，具体化学组分的重量百分比为，

C：0.11～0.19%，

Si：0.20～0.90%，

Mn：1.3~1.8%，

Cr：17.1～18.9%，

Ni：8.5～10.8%，

W: 1.6～2.4%, 

Nb: 1.0～1.9%, 

Mo: 2.1～2.9%, 

S：≤0.03%，

P：≤0.035%，

余量为Fe和不可避免的微量杂质元素。

本发明所述的改进的铸造不锈钢管的生产方法如下： 

1）原料准备：按照如下成分要求以及冶炼总重量，配备合适重量的C、Si、Mn、Cr、Ni、 W、Nb、Mo料和增碳剂；使产品的化学成分含量为，

C：0.11～0.19%，

Si：0.20～0.90%，

Mn：1.3~1.8%，

Cr：17.1～18.9%，

Ni：8.5～10.8%，

W: 1.6～2.4%, 

Nb: 1.0～1.9%, 

Mo: 2.1～2.9%, 

S：≤0.03%，

P：≤0.035%，