[发明专利]一种高强度NS1402镍基合金无缝管及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种高强度NS1402镍基合金无缝管的制备工艺，所述制备工艺包括：将毛管坯热处理后进行三道次连续减壁缩径冷拔；所述热处理方法为：将管坯1050‑1080℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8‑2.1min/mm×管坯壁厚。本发明的有益效果为：该制备工艺具使用的设备简单，变形成本相对较低，产品表面质量可控性好的，产品表面光洁平滑、强度、硬度都显著增加，塑性较好。

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢领域，特别是一种高强度NS1402镍基合金无缝管及其制备工艺。

背景技术

NS1402(美标ASME SB423 UNS N08825)镍基合金属于奥氏体组织，该类固溶热处理状态组织具有塑性好、韧性强，易于冷加工成型，但强度与硬度较低，只有通过冷加工变形使其强度与硬度提高。由图1NS1402镍基耐蚀合金冷加工变形量与强度之间的关系图，该合金冷加工强化性能低于18-8系奥氏体不锈钢，高于碳钢。

在ISO13680标准中，NS1402(UNS N08825)属于材料第4组21-42-3类别，有两个等级，即110KSI与125KSI，110级别Rp_0.2最小为758MPa,最大为965MPa，Rm最小为793MPa,断后延伸率≥11％；而125级别，级别Rp_0.2最小为862MPa,最大为1034MPa，Rm最小为896MPa,断后延伸率≥10％。该21-42-3合金110强度级别和125强度级别的传统的冷变形工艺，一般适用于直径168mm以下，壁厚10mm以下，都是采用一次冷轧成型(采用120#轧机)，变形量为50-60％。如要更大口径更大壁厚，需要更昂贵的大型冷轧设备，如150#、180#、200#。

而合金的冷加工具有以下主要缺点：

冷轧对深冷加工管径范围小，加工设备昂贵。只限于小管冷轧一次成型(直径168mm以下)，而大于此规格，需要更昂贵的(千万元以上)大型冷轧设备。而对表面质量与精度更好的冷拔工艺，一道次工艺最多只能限于20％以下的冷变形，远远达不到110KISI力学级别所需要的冷变形量，冷拔变形量超过20％，会造成管子内外表面粗糙，内外直道，甚至拉断。

钢管冷轧工艺的特点是“变形过程的周期性”，其一次变形量较大，是冷拔变形量的3-4倍，且轧管长度不受轧机床身长度的限制，但在冷轧后的钢管表面上会产生“波浪形”的缺陷，导致钢管纵向周期性的壁厚不均，这种缺陷有时目测不清，但有手感。另外，一次冷轧较大的变形量，产生较大加工硬化的对设备和模具产生较大磨损同时，对管子表面质量造成潜在影响，使得管子表面粗糙，容易出现折叠、凹坑甚至微裂纹，严重影响管子工艺性能、力学性能和防腐蚀性能。

发明内容

鉴于背景技术所提出的问题，发明人提供了一种具有较强的塑性，使用的设备简单，变形成本相对较低，产品表面质量可控性好的，产品表面光洁平滑、强度、硬度都显著增加的钢管冷轧工艺及其由该工艺生产的110KISI力学级别高强度镍基合金无缝管。

为此，发明人本发明的第一方面提供了一种高强度NS1402镍基合金无缝管的制备工艺，所述制备工艺包括：将毛管坯热处理后进行三道次连续减壁缩径冷拔；所述热处理方法为：将管坯1050-1080℃保温后进行水急冷，保温时间为：1.8-2.1min/mm×管坯壁厚。

本发明的第二方面提供了一种高强度NS1402镍基合金无缝管，所述高强度NS1402铁-镍基合金无缝管由本发明第一方面所述制备工艺进行制备。

区别于现有技术，上述技术方案至少包括如下所述的有益效果：

1、对NS1402材质110KSI强度级别的大口径无缝管，采用毛管坯经过充分固溶之后再连续三次冷拔变形强化工艺，工艺可靠性好，工艺过程控制性强，可以对于每个阶段的冷变形进行实时控制，阶段工艺具有可逆性，如出现偏差，可在下道次冷变形工序进行纠正。