[发明专利]一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管及其制备方法，一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管按重量百分比计，组成为：C0.06‑0.12，Mn1.2‑2.0，Ni9.0‑11.0，Cr17.5‑20.0，P≤0.015，S＜0.005，V≤0.02，B＜0.002，Al＜0.08，Si＜1.0，Co＜0.2，Nb0.15‑0.25，N＜0.06，O＜30ppm，H＜5ppm，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素；制备方法：真空冶炼→电渣重熔→加热保温→锻造→轧制→固溶→机加工→探伤→检测→清洗→入库。本发明显著提高奥氏体不锈钢耐高温和力学性能，提高不锈钢表面质量，能使不锈钢延伸率A≥40％。

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体为一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管及其制备方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有力学性能好、耐腐蚀性强和生产工艺性能良好等特点在电力、化工和核工业等领域得到广泛地应用。其中核工业领域对奥氏体材料要求较高，尤其是空间核动力装置的最核心最关键组件-堆芯本体中的发电元件，目前使用的是在321基础上改良的耐高温321H材质，但是此种材质一方面无法很好地满足发电元件对耐高温性和力学性能的要求；另一方面由于321H中添加Ti，会产生TiO2和TiN等夹杂物，含量高且分布不均，会降低钢的纯净度，使得铸锭表面质量差。

由于堆芯本体温度较高且奥氏体不锈钢精密无缝钢管壁厚仅有0.3mm，故要求奥氏体不锈钢材料有较好的高温强度的同时又还要保持较好的热态塑性，此种材料的制造难度较高，主要包括以下几个方面：1)冶炼纯度的要求高：包括S≤0.005、P≤0.01的控制，五害元素(As+Sb+Bi+Sn+Pb)≤0.015的控制；2)晶粒度的要求：对于锻件及棒材，由于截面尺寸较大，其热加工过程中，在整个截面的变形均匀度控制难度大，晶粒度控制在2个级差很困难；3)力学性能控制：321H在700℃左右是碳化物其析出区间，此温度下提高延伸率有相当大的难度，技术条件要求延伸率A≥40％。因此亟需一种新的技术方案，解决以上问题

发明内容

本发明提供了一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管及其制备方法解决了现有不锈钢材料无法满足满足核动力发电元件的耐高温和力学性能的要求、纯净度低、表面质量差、延伸率小于40％的技术难题。

为实现上述目的，本发明提供了一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管，按重量百分比计，组成为：C0.06-0.12，Mn1.2-2.0，Ni9.0-11.0，Cr17.5-20.0，P≤0.015，S＜0.005，V≤0.02，B＜0.002，Al＜0.08，Si＜1.0，Co＜0.2，Nb0.15-0.25，N＜0.06，O＜30ppm，H＜5ppm，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素。

前述的奥氏体不锈钢精密无缝钢管，所述奥氏体不锈钢精密无缝钢管的延伸率A≥40％。

本发明还提供了一种奥氏体不锈钢精密无缝钢管的制备方法，包括以下步骤：

S1)真空冶炼：将纯铁、镍板、低磷铬铁、锰、硅铁在真空电炉中冶炼后经AOD、LF炉和VD炉精炼，铸成钢锭；

S2)电渣重熔：采用氩气保护对钢锭进行电渣重熔铸成电渣锭，并对电渣锭进行退火处理；

S3)加热保温：将电渣锭在加热炉中加热至1200℃，并保温6个小时；

S4)锻造：将电渣锭经过快锻机锻造为圆钢坯，快锻机锻造的开锻温度不低于1200℃，终锻温度不低于850℃，回炉加热保温时间不小于90分钟；

S5)轧制：对圆钢坯进行轧制，加热温度为1050℃，保温时间为3小时；

S6)固溶：对圆钢坯进行固溶热处理，将圆钢坯加热至1050～1150℃，加热保温时间为1.2min/mm，冷却方式为水冷；

S7)机加工：按图纸对圆钢坯进行机加工，制成无缝钢管；