[发明专利]一种耐低温钢管材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐低温钢管材料及其制备方法，属于冶金材料领域。

背景技术

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的圆形，方形，矩形钢材。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件。近年来，随着低温设备用钢管需求不断加大，低温用钢管材料的生产及性能的控制成为人们关注的问题。然而现有的钢管材料在低温下冲击韧性低，容易发生低应力脆性破坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低温冲击韧性好的耐低温钢管材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

    一种耐低温钢管材料，其化学成分的质量百分比为：C 0.05-0.15、Si 0.1-0.3、Ni 2.2-2.8、Cr 1.5-2.0、Mn 0.8-1.2、Al 0.3-0.6、Mo 0.2-0.4、Nb 0.1-0.2、Ti0.05-0.15、Nd 0.03-0.05、Er 0.02-0.04、N 0.004-0.008、V 0.002-0.005、S≤0.01、P≤0.02，余量为Fe。

    一种耐低温钢管材料的制备方法，包括以下步骤：

    （1）按化学成分要求将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1540-1560℃，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1580-1620℃，加入15-20kg/t钢的造渣剂，保温30-40min，扒渣，然后调整温度至1600-1650℃，加入适量的锰铁和钛铁脱氧10-15min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1620-1660℃即可出钢，在出炉2-3min前往钢水中插入1-1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧；

    （2）钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1530-1550℃，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1180-1240℃，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以180-240℃/h升温至360-420℃，保温5-8h，再以120-160℃/h升温至650-700℃，保温4-6h，再以100-150℃/h升温至850-880℃，保温2-3h；然后以150-200℃/h降温至280-320℃,保温6-9h，再以80-120℃/h升温至520-550℃，保温4-6h，再以100-150℃/h升温至780-820℃，保温3-4h；然后以200-250℃/h降温至260-280℃，保温8-14h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1120-1160℃，终轧温度为880-940℃，然后张力减径，张力减径的温度为920-960℃；

    （3）将上述制得的管材进行热处理：以150-200℃/h升温至320-380℃，保温3-5h，再以120-180℃/h升温至680-720℃，保温2-4h，然后以100-150℃/h降温至380-440℃，保温4-8h，再以50-100℃/h降温至220-240℃，保温4-8h；然后以150-200℃/h升温至640-680℃，保温3-4h，再以80-120℃/h升温至780-840℃，保温2-3h，然后以200-250℃/h降温至280-320℃，保温4-6h，放入0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下，取出管材以50-60℃/h升温至105-115℃，保温2-3h，再以40-50℃/h升温至180-200℃，保温1-2h，再以50-60℃/h降温至80-90℃，保温3-4h，空冷至室温，再以90-110℃/h升温至195-205℃，保温1-2h，空冷至室温；

    （4）将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。

所述的造渣剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：石灰石15-20、白云石5-10、高岭土10-15、钾长石5-10、菱镁石4-8、铁矿渣8-12、莫来砂3-6；b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨12-24h，烘干，850-880℃煅烧30-40min，冷却至室温，再放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡1-2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220-1240℃煅烧1-2h，水淬，湿法球磨12-24h，过100-150目筛，烘干即得。

本发明的有益效果：