一種耐磨無縫鋼管材料及其制備方法
【專利摘要】一種耐磨無縫鋼管材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：C0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mn1.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P≤0.015、S≤0.006、余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明鋼管材料強度高、韌性好，焊接和加工性能好，通過添加Zr、Y等元素，使得合金的耐磨性好；通過合理控制熱處理溫度，提高了鋼管材料的綜合力學性能，提高了安全系數(shù)；本發(fā)明精煉劑能與鋼液進行充分物化反應，達到脫氧、脫硫、脫磷、改善夾雜物形態(tài)目的，提高鋼的純凈度，金屬收得率和鋼管成材率得到提高。
【專利說明】一種耐磨無縫鋼管材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料領域，尤其涉及一種耐磨無縫鋼管材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鋼管不僅用于輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機械零件和容器，它還是一種經(jīng)濟鋼材。從人們的日常用具、家具、供排水、供氣、通風和采暖設施到各種農(nóng)機用具的制造、地下資源的開發(fā)、國防和航天所用槍炮、子彈、導彈、火箭等都離不開鋼管。
[0003]隨著生產(chǎn)技術不斷進步，人民生活水平的提高，對鋼管的質(zhì)量要求越來越高，不但要求有更高的強度、硬度、耐腐蝕性、耐磨性、耐高溫、彈性好、抗彎曲、耐沖擊、好的韌性、不易發(fā)生裂紋，提高安全性能，而且還需要有良好的加工性，降低經(jīng)濟成本，提高產(chǎn)品的競爭力，還需要進一步提高鋼管的質(zhì)量，尤其是針對不同用途研發(fā)不同性能的鋼管材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨無縫鋼管材料及其制備方法，該鋼管材料強度高、韌性好，焊接和加工性能好，耐磨性好。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種耐磨無縫鋼管材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:C 0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mnl.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P ( 0.015、S ( 0.006、余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]所述的耐磨無縫鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將生鐵送入爐中加精煉劑進行一次精煉、添加合金成分、加精煉劑進行二次精煉、測并調(diào)整化學元素成分含量至合格，真空脫氣、連鑄圓管坯，再進行退火處理，制得坯料；
(2)合金化過程中首先將合金與生鐵鑄成合金塊，再分批投放；合金塊的成分和投放順序為(I) S1、Cu、Fe ; (2) N1、Y、Fe ; (3) Zr、Hf、Fe ; (4)其他合金元素和Fe ;投放間隔的時間為24-26分鐘,投放后吹IS攪拌均勻；
(3)加熱穿孔，將所述坯料加熱至1175-1185°C下穿孔，得到管坯，并且控制穿孔偏心率小于7% ；
(4)熱處理。
[0007]所述的熱處理是:將管坯以25_26°C /s速度加熱到800_820°C，保溫30-40分鐘，再以27-290C /s速度加熱到1010-1020 °C，保溫8-10分鐘，再以240-260°C /小時速度降溫到50-900C ;再以23-250C /s速度加熱到630-640°C，保溫30-40分鐘，再以23-25°C /s速度加熱到930-940°C，保溫1-1.5小時，再以240-250°C /s速度噴淋降溫到300-310。。，再以190-200°C /s速度噴淋降溫到60-90°C;再以21_23°C /s速度加熱到550_560°C，保溫
2-3小時，取出空冷即得。
[0008]所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:廢鐵粉末20-24、納米二氧化鈦0.5-1、納米云母粉0.5-1、獨居石3-5、氧化鋇2-4、氧化鈣6-8、三氧化二鉻2_4、膨脹石墨4_6 ;制備方法是將獨居石粉碎，與廢鐵粉末加熱至熔融狀態(tài)，加入獨居石、氧化鋇、氧化鈣、三氧化二鉻、膨脹石墨攪拌均勻，在真空中脫氣；將所得粉末在0.7-lKpa下壓制成坯，然后，在1210-1240°C下煅燒1-2小時，冷卻后，再粉碎成100-200目粉末，與其他剩余成分混合均勻，即得。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明鋼管材料強度高、韌性好，焊接和加工性能好，通過添加Zr、Y等元素，使得合金的耐磨性好；通過合理控制熱處理溫度，提高了鋼管材料的綜合力學性能，提高了安全系數(shù)；本發(fā)明精煉劑能與鋼液進行充分物化反應，達到脫氧、脫硫、脫磷、改善夾雜物形態(tài)目的，提高鋼的純凈度，金屬收得率和鋼管成材率得到提高。
【具體實施方式】
[0010]一種耐磨無縫鋼管材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:C
0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mnl.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P ( 0.015、S ( 0.006、余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0011]所述的耐磨無縫鋼管材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
(1)將生鐵送入爐中加精煉劑進行一次精煉、添加合金成分、加精煉劑進行二次精煉、測并調(diào)整化學元素成分含量至合格，真空脫氣、連鑄圓管坯，再進行退火處理，制得坯料；
(2)合金化過程中首先將合金與生鐵鑄成合金塊，再分批投放；合金塊的成分和投放順序為(I) S1、Cu、Fe ; (2) N1、Y、Fe ; (3) Zr、Hf、Fe ; (4)其他合金元素和Fe ;投放間隔的時間為25分鐘,投放后吹IS攪拌均勻；
(3)加熱穿孔，將所述坯料加熱至1180°C下穿孔，得到管坯，并且控制穿孔偏心率小于
7% ；
(4)熱處理。
[0012]所述的熱處理是:將管坯以25°C /s速度加熱到810°C，保溫35分鐘，再以28°C /s速度加熱到1015 °C，保溫9分鐘，再以250°C /小時速度降溫到70°C;再以24°C /s速度加熱到635°C，保溫35分鐘，再以24°C /s速度加熱到935°C，保溫1.3小時，再以245°C /s速度噴淋降溫到305°C，再以195°C /s速度噴淋降溫到70°C;再以22°C /s速度加熱到555°C，保溫2.5小時，取出空冷即得。
[0013]所述的精煉劑由下列重量份(公斤)的原料制成:廢鐵粉末22、納米二氧化鈦0.7、納米云母粉0.8、獨居石4、氧化鋇3、氧化鈣7、三氧化二鉻3、膨脹石墨5 ;制備方法是將獨居石粉碎，與廢鐵粉末加熱至熔融狀態(tài)，加入獨居石、氧化鋇、氧化鈣、三氧化二鉻、膨脹石墨攪拌均勻，在真空中脫氣；將所得粉末在0.SKpa下壓制成坯，然后，在1230°C下煅燒1.5小時，冷卻后，再粉碎成150目粉末，與其他剩余成分混合均勻，即得。
[0014]采用本實施例的耐磨無縫鋼管材料制成壁厚為4.2mm的鋼管，可以承受19Mpa以上的壓力而不爆管，屈服強度798MPa，抗拉強度在856MPa，硬度(HV)238，沖擊吸收功48J，沖擊韌性59J/cm2，延伸率15.6%。
【權利要求】
1.一種耐磨無縫鋼管材料，其特征在于:其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為:C 0.06-0.10、Si0.3-0.5、Mnl.7-2.0、Cu0.2-0.4、Zr0.1-0.3、Ni0.5-0.8、Hf0.1-0.3、Y0.02-0.04、Sr0.02-0.03、P ( 0.015、S ( 0.006、余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權利要求1所述的耐磨無縫鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將生鐵送入爐中加精煉劑進行一次精煉、添加合金成分、加精煉劑進行二次精煉、測并調(diào)整化學元素成分含量至合格，真空脫氣、連鑄圓管坯，再進行退火處理，制得坯料； (2)合金化過程中首先將合金與生鐵鑄成合金塊，再分批投放；合金塊的成分和投放順序為(I) S1、Cu、Fe ; (2) N1、Y、Fe ; (3) Zr、Hf、Fe ; (4)其他合金元素和Fe ;投放間隔的時間為24-26分鐘,投放后吹IS攪拌均勻； (3)加熱穿孔，將所述坯料加熱至1175-1185°C下穿孔，得到管坯，并且控制穿孔偏心率小于7% ； (4)熱處理。
3.根據(jù)權利要求2所述的耐磨無縫鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的熱處理是:將管坯以25-26°C /s速度加熱到800-820°C，保溫30-40分鐘，再以27-29°C /s速度加熱到1010-1020 °C ，保溫8-10分鐘，再以240-260°C/小時速度降溫到50-90°C ；再以23-25 °C /s速度加熱到630-640°C，保溫30-40分鐘，再以23-25 °C /s速度加熱到930-940 V，保溫1-1.5小時，再以240-250 °C /s速度噴淋降溫到300-310 °C，再以190-2000C /s速度噴淋降溫到60-90°C ;再以21_23°C /s速度加熱到550-560°C，保溫2-3小時，取出空冷即得。
4.根據(jù)權利要求2所述的耐磨無縫鋼管材料的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的精煉劑由下列重量份的原料制成:廢鐵粉末20-24、納米二氧化鈦0.5-1、納米云母粉0.5-1、獨居石3-5、氧化鋇2-4、氧化鈣6-8、三氧化二鉻2-4、膨脹石墨4_6 ;制備方法是將獨居石粉碎，與廢鐵粉末加熱至熔融狀態(tài)，加入獨居石、氧化鋇、氧化鈣、三氧化二鉻、膨脹石墨攪拌均勻，在真空中脫氣；將所得粉末在0.7-lKpa下壓制成坯，然后，在1210-1240°C下煅燒1_2小時，冷卻后，再粉碎成100-200目粉末，與其他剩余成分混合均勻，即得。
【文檔編號】C22C38/16GK103789629SQ201410018588
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權日:2014年1月16日
【發(fā)明者】楊五和 申請人:安徽省楊氏恒泰鋼管扣件加工有限公司