一種13Cr1Mo1V耐熱無縫鋼管及無縫制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種13CrIMolV耐熱無縫鋼管及無縫制備方 法
【背景技術(shù)】
[0002] 電力裝備的發(fā)展，特別是火力發(fā)電機(jī)組對耐熱鋼的需求越來越多，而且對鋼材的 性能要求也越來越嚴(yán)格，特別是隨著超臨界，超臨界火電機(jī)組的發(fā)展，對鋼管材料和鋼管的 制造技術(shù)都提出了更高的要求。耐熱鋼主要應(yīng)用于電站鍋爐、汽輪機(jī)、電機(jī)等發(fā)電設(shè)備的制 造和電站的建設(shè)、維修，由于需要長期在高溫高壓且有腐蝕介質(zhì)的條件下運(yùn)行，對性能有特 殊的要求，而13CrlMolV則是應(yīng)用于其中的一個鋼種，需在高溫和應(yīng)力下長期使用，要求其 具有一系列的優(yōu)良性能，特別是在高溫下具有較高的高溫強(qiáng)度、高溫塑性、持久強(qiáng)度、蠕變 強(qiáng)度等，還需有一定的抗氧化和抗腐蝕性，因此開發(fā)具有良好高溫性能的13CrIMolV具有 特別重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種13CrlMolV耐熱無縫鋼管。
[0004] 為達(dá)以上目的，本發(fā)明一種13CrIMolV耐熱無縫鋼管，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為： C 0· 11%~0· 15%、Si 0· 17 ~0· 35%、Mn 0· 45 ~0· 60%、P 彡 0· 020%、S 彡 0· 010%、Cr L 15 ~L 35%、Mo (λ 95 ~L 10%、V (λ 20 ~(λ 25%，其余為 Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計 100%。 [0005] 進(jìn)一步：所述13CrlMolV耐熱無縫鋼管材料的化學(xué)成分質(zhì)量百分含量為： CO. 11%,Si 0. 17%,Mn 0. 45%,Cr 1. 15%,Mo 0. 95%,V 0. 20%,P 0. 013%,S 0. 005%, 其余為 Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計 100 %;或者，C 0.12%、Si 0.23%、Mn 0.48%、Cr L 20%、 Mo 0.98%、V 0.21%、P 0.015%、S 0.007%其余為 Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計為 100%;或者，C 0.13%,Si 0.28%,Mn 0.53%,Cr 1.25%,Mo 1.03%,V 0.23%,P 0.016%,S 0.008%, 其余為 Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計為 100 %;或者，C (λ 14%、Si (λ 32%、MnO. 57%、Cr L 30%、 Mo I. 07%、V 0.24%、P 0. 018%、S 0.009%其余為 Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計為 100%;或者，C 0. 15%,Si 0.35%,Mn 0.60%,Cr 1.35%,Mo 1. 10%,V 0.25%,P 0.020%,S 0.010% 其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計為100%。
[0006] 本發(fā)明解決的另一技術(shù)問題是提供一種13CrlMolV耐熱鋼管的無縫制備方法。通 過本方法制備的13CrlMolV具有較高的高溫強(qiáng)度、高溫塑性、持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度，還具有 一定的抗氧化和抗腐蝕性能。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種13CrIMolV耐熱鋼管的無縫制備方法，包括：管坯加熱、穿孔、熱連軋、定徑、 矯直、渦流探傷、熱處理、超聲波探傷。
[0009] 進(jìn)一步，所述管坯加熱，在直徑為38m的環(huán)形爐中分段加熱，預(yù)熱段溫度控制在 800°C -1150°C，加熱段溫度控制在1210°C -1290°C，均熱段溫度控制在1240°C -1290°C。
[0010] 進(jìn)一步，所述穿孔工藝，穿孔溫度控制在1200°C -1240°C，將管坯穿成毛管。
[0011] 進(jìn)一步，所述熱連軋工藝，采用目前世界上最先進(jìn)的5機(jī)架Φ 460mmPQF連軋機(jī)，實 現(xiàn)鋼管的精軋
[0012] 進(jìn)一步，所述定徑工藝，采用12機(jī)架三輥定徑機(jī)將荒管軋制成成品鋼管，定徑后 溫度彡880 °C。
[0013] 進(jìn)一步，所述軋態(tài)鋼熱處理過程，在具有惰性氣體保護(hù)氣氛的輥底式光亮熱處理 爐中，正火溫度為980 ± 10°C，保溫70min，然后空冷；回火溫度為750 ± 10°C，保溫I lh，然后 隨爐冷至500 °C，然后空冷。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)效果如下：
[0015] 本發(fā)明的13CrIMolV耐熱無縫鋼管及其無縫制備方法，其制造的13CrIMolV高溫 下具有較高的高溫強(qiáng)度、高溫塑性、持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度，還需有一定的抗氧化和抗腐蝕性， 具有很好的尚溫性能。
【具體實施方式】
[0016] 以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0017] 采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行冶煉、連鑄，具體工藝流程為：鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精 煉一VD脫氣一圓坯連鑄。上述工藝流程的具體工藝參數(shù)如下：轉(zhuǎn)爐冶煉采用預(yù)脫硫鐵水， 按照預(yù)脫硫鐵水和廢鋼的質(zhì)量比為9:1的比例加入，采用單渣冶煉工藝，終渣堿度控制為 3.0。LF精煉全過程正常吹氬氣。根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫同時對成分進(jìn)行 微調(diào)。VD脫氣的深真空彡0. lOKPa，深真空時間彡18分鐘，過冷度ΛΤ彡30°C，VD脫氣結(jié) 束后按每IOOt脫氣后的鋼水喂200米硅鈣線。喂線后保證軟吹時間彡15分鐘，以保證夾 雜物能夠變性并充分上浮。連鑄過程采用恒定拉速，速度控制在每分鐘1. 3~1. 4米。
[0018] 鋼的軋制過程包括：管坯加熱、穿孔、熱連軋、定徑、矯直、渦流探傷、熱處理、超聲 波探傷。在直徑為38mm的環(huán)形爐中分段加熱，預(yù)熱段溫度控制在800°C -1150°C，加熱段溫 度控制在1210°C -1290°C，均熱段溫度控制在1240°C -1290°C。采用分段加熱使材料緩慢 升溫，不至于使管坯應(yīng)力過大，同時控制好加熱溫度，既要保證管坯加熱均勻又要控制晶粒 度大小并防止脫碳；其圓坯穿孔時溫度為1200°C -1240°C，在此溫度下穿孔時管坯有良好 的變形能力；熱連軋采用目前世界上最先進(jìn)的5機(jī)架?460mmPQF連軋機(jī)，實現(xiàn)鋼管的精軋， 能夠有效的保證荒管內(nèi)外表面的質(zhì)量；采用12機(jī)架三輥定徑機(jī)將荒管軋制成成品鋼管，定 徑后溫度多880°C，終軋溫度高相當(dāng)于鋼管進(jìn)行一次正火，可以細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力，減輕帶 狀組織為最終熱處理提供合適的組織狀態(tài)。然后進(jìn)行渦流探傷，保證材料表面質(zhì)量。
[0019] 軋態(tài)鋼管熱處理過程在具有惰性氣體保護(hù)氣氛的輥底式光亮熱處理爐中進(jìn)行，可 以防止表面氧化，脫碳，出來的鋼管具有非常光潔的外表面質(zhì)量。熱處理過程包括正火+ 回火。正火溫度為980± KTC，保溫70min，在該溫度下，保證材料全部奧氏體化，合金元素 充分溶解在奧氏體中，同時又不至于過燒；回火溫度為750±10°C，保溫llh，然后隨爐冷至 500°C，然后空冷。由于材料用于高溫下，因此必須使材料合金碳化物充分析出，并彌散的分 布在機(jī)體中，所以，保溫要llh，隨爐冷至500°C會降低材料的硬度提高材料的韌性，強(qiáng)度不 至于過高，使材料具有良好的高溫性能。然后對熱處理態(tài)鋼管進(jìn)行超聲波探傷，保證材料具 有良好的質(zhì)量。
[0020] 上述過程生產(chǎn)的13CrIMolV耐熱無縫鋼管質(zhì)量百分含量為：C 0. 11 %~0. 15%、 Si 0. 17 ~0. 35%、Mn 0. 45 ~0. 60%、P 彡 0. 020%、S 彡 0. 010%、Cr 1. 15 ~I. 35%、Mo 0· 95~L 10%、V 0· 20~0· 25%，其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計100%。
[0021] 對各實例的化學(xué)成分進(jìn)行檢測，化學(xué)成分如表1所示：
[0022] 表1各不例化學(xué)成分（％ )
[0023]
[0024] 各實施例化學(xué)力學(xué)性能測試結(jié)果如表2所示。
[0025] 表2各實施例的力學(xué)性能測試結(jié)果
[0026]
[0027] 從表2可以看出，本發(fā)明的無縫鋼管材料具有良好的力學(xué)性能，特別是材料在 400°C和450°C下仍然有良好的高溫力學(xué)性能。
[0028] 以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種13CrlMolV耐熱無縫鋼管，其特征在于：所述鋼管化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C 0? 11%~0? 15%、Si0? 17 ~0? 35%、Mn0? 45 ~0? 60%、P彡 0? 020%、S彡 0? 010%、Cr L15~L35%、Mo0? 95~L10%、V0? 20 ~0? 25%，其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計 100%。2. -種制備如權(quán)利要求1所述13CrIMolV耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，其特征在于 無縫制備步驟包括：管坯加熱、穿孔、熱連軋、定徑、矯直、渦流探傷、熱處理、超聲波探傷。3. 如權(quán)利要求2所述的13CrIMolV耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，其特征在于：所述 管坯加熱在直徑為38m的環(huán)形爐中分段加熱，預(yù)熱段溫度控制在800°C-1150°C，加熱段溫 度控制在1210°C-1290°C，均熱段溫度控制在1240°C-1290°C。4. 如權(quán)利要求2所述的13CrlMolV耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，其特征在于：所述 穿孔工藝，穿孔溫度控制在1200°C-1240°C。5. 如權(quán)利要求2所述的13CrlMolV耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，其特征在于：所述 熱連軋工藝，采用5機(jī)架?460mmPQF連軋機(jī)，實現(xiàn)鋼管的精軋。6. 如權(quán)利要求2所述的13CrIMolV耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，其特征在于：所述 定徑工藝，采用12機(jī)架三輥定徑機(jī)將荒管軋制成成品鋼管，定徑后溫度多880°C。7. 如權(quán)利要求2所述的13CrIMolV耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，其特征在于：所述 熱處理在具有惰性氣體保護(hù)氣氛的輥底式光亮熱處理爐中，正火溫度為980 ±KTC，保溫 70min，然后空冷；回火溫度為750 ±10°C，保溫Ilh，然后隨爐冷至500°C，然后空冷。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種13Cr1Mo1V耐熱無縫鋼管，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為：C 0.11％～0.15％、Si 0.17～0.35％、Mn 0.45～0.60％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 1.15～1.35％、Mo 0.95～1.10％、V 0.20～0.25％，其余為Fe，質(zhì)量分?jǐn)?shù)共計100％，本發(fā)明還公開了一種13Cr1Mo1V耐熱無縫鋼管的無縫制備方法，通過本方法制造的無縫鋼管具有良好的高溫持久強(qiáng)度、抗氧化性和組織穩(wěn)定性同時在400℃下，材料的屈服強(qiáng)度≥235MPa，450℃下材料的屈服強(qiáng)度≥225MPa，具有很好的高溫力學(xué)性能。
【IPC分類】C21D8/10, C22C38/24
【公開號】CN104911490
【申請?zhí)枴緾N201510204314
【發(fā)明人】張行剛, 馬愛清, 王金龍, 劉金, 石曉霞, 余澤金, 姚曉樂, 孫文秀
【申請人】內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月27日