耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵材料領域，涉及一種無縫鋼管，具體涉及一種耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管及其制備方法。
【背景技術】
[0002]對于火電機組和鋼鐵廠高爐由于工作環境惡劣，對于普通的鋼管或者鐵素體合金已經不能滿足其使用要求，必須采用新型耐高溫材料。其中，鍋爐管、煉鋼爐、高溫爐等部件使用的材料是其中要求較高的部件，700°C超超臨界火電機組鍋爐管對高溫材料的基本要求是包括:高溫持久蠕變性能、耐高溫腐蝕性能、長期組織穩定性、管內壁抗蒸汽氧化、良好的冷熱加工工藝性能、良好的焊接性能、管外壁抗煙氣腐蝕及抗飛灰沖蝕、低成本等。現有奧氏體耐熱不銹鋼無縫管性能較低，韌性、持久強度、抗氧化性和高溫組織穩定性差，不能滿足上述要求，為了滿足這些苛刻的要求，需要開發一種新型的耐高溫奧氏體無縫管。
【發明內容】
[0003]本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管。
[0004]為達到上述目的，本發明所采用的技術方案為:一種耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管，它的元素重量百分比如下，C.,( 0.12%，Mn.,( 1.5%，Cu.,( 0.2% ；S1:1.70-2.10%，P:(0.035%，S 0.005%，Cr:23-26%, N1:18~22%，余量為 Fe。
[0005]優化地，它的元素重量百分比如下，C:0.10%，Mn:彡1.5%，Cu:0.2% ；S1:1.70%，P:0.035%，S:0.005%，Cr:23%，N1: 18%，余量為 Fe。
[0006]優化地，它的元素重量百分比如下，C:0.10%，Mn: ^ 1.50%，Cu: ^ 0.15% ；Si:2.10%，P:0.030%，S:0.004%，Cr:26%，N1:22%，余量為 Fe。
[0007]優化地，它的元素重量百分比如下，C:0.10%，Mn: ^ 1.50%，Cu: ^ 0.15% ；Si:
2.00%，P:0.030%，S:0.004%，Cr:25%，N1:20%，余量為 Fe。
[0008]本發明提供一種上述耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管的制備方法，它包括以下步驟:
(a)熱軋穿孔:將管坯置于1150~1160°C保溫30~60分鐘，控制頂頭前壓縮率為4.5-5.0%穿孔，隨后浸入水中冷卻；
(b)第一次酸洗&檢驗:將步驟(a)中制得的鋼管用氫氟酸和硝酸混合溶液進行酸洗，再采用內窺鏡、目視的方式分別對其內外表面進行裂縫檢測，確認鋼管的內外表面有無裂縫；所述酸洗時間為l~3h，所述氫氟酸的質量濃度4~7%，所述硝酸的質量濃度分別為10-15% ；
(c)潤滑:在步驟(b)中檢測后沒有裂縫的鋼管內外表面涂刷潤滑劑，置于200~250°C烘干；所述潤滑劑包含工業脂和石灰水；
(d)冷拔/冷軋:將步驟(c)中得到的鋼管在冷軋機組中進行冷軋，冷軋過程中冷加工變形量控制在60%以內；
Ce)第二次酸洗:將步驟(d)中得到的鋼管用質量濃度為4?5%的硝酸溶液中進行酸洗30-60分鐘；
Cf)熱處理:將步驟(e)中得到鋼管置于1100~1150°C保溫30~60分鐘，隨后浸入水中冷卻；
(g)第三次酸洗&檢驗:將步驟(f)中得到的鋼管用所述氫氟酸和硝酸混合溶液進行酸洗，酸洗時間為l~3h ;水洗干燥后再進行無損檢測后入庫。
[0009]優化地，所述潤滑劑包含以下重量份數的組分:1~3份3號工業脂和8~15份石灰水。
[0010]優化地，所述步驟(a)中，先在管坯端面打上定心孔，便于在穿孔時對中，隨后將其置于加熱爐中以8~10°C /min的速度加熱至800°C，再以20~30°C /min速度加熱至1150?1160。。。
[0011]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:本發明耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管，它具有較高含量的鉻和鎳，由于鉻和鎳原子尺寸和鐵原子尺寸有差異，高含量的鉻和鎳使晶格發生畸變、組織得到強化，并具有較高的再結晶溫度，硅元素的增加是鋼的力學性能適當提高，更增加了鋼的抗氧化性能。
【具體實施方式】
[0012]本發明耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管，它的元素重量百分比如下，C:彡0.12%，Mn: ^ 1.5%，Cu: ^ 0.2% ；S1:1.70-2.10%，P: ^ 0.035%，S: ^ 0.005%，Cr:23-26%, Ni:18~22%，余量為Fe。它具有較高含量的鉻和鎳，由于鉻和鎳原子尺寸和鐵原子尺寸有差異，高含量的鉻和鎳使晶格發生畸變、組織得到強化，并具有較高的再結晶溫度，硅元素的增加是鋼的力學性能適當提高，更增加了鋼的抗氧化性能。它的元素重量百分比如下優選為，C:0.10%，Mn..( 1.5%, Cu:0.2% ；S1:1.70%，P:0.035%，S:0.005%, Cr:23%，N1: 18%，余量為 Fe ；或者優選為 0.10%，Mn:彡 1.50%，Cu:彡 0.15% ；S1:2.10%，P:0.030%，S:0.004%，Cr:26%，N1:22%，余量為 Fe ;或者優選為 C:0.10%,Mn:彡 1.50%，Cu..( 0.15% ；S1:2.00%,P:0.030%，S:0.004%，Cr:25%, N1:20%，余量為 Fe。
[0013]上述耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管的制備方法，它包括以下步驟:(a)熱軋穿孔:將管坯置于1150~1160°C保溫30~60分鐘，控制頂頭前壓縮率為4.5-5.0%穿孔(穿孔采用的軋輥壓下量為11~13%，控制橢圓度為1.07-1.10%，注意的是在頂頭上優選使用玻璃粉進行潤滑，從而提高鋼管內孔的質量)，隨后浸入水中冷卻；(b)第一次酸洗&檢驗:將步驟(a)中制得的鋼管用氫氟酸和硝酸混合溶液進行酸洗，再采用內窺鏡、目視的方式分別對其內外表面進行裂縫檢測，確認鋼管的內外表面有無裂縫；所述酸洗時間為l~3h，所述氫氟酸的質量濃度4~7%，所述硝酸的質量濃度分別為10~15% ; (c)潤滑:在步驟(b)中檢測后沒有裂縫的鋼管內外表面涂刷潤滑劑，置于200~250°C烘干，所述潤滑劑包含工業脂和石灰水，潤滑劑中采用工業脂和石灰水一方面即能起到鋼管的基體和模具的隔離作用及潤滑作用，另一方面也有利于后續步驟的脫除；(d)冷拔/冷軋:將步驟(C)中得到的鋼管在冷軋機組中進行冷軋，冷軋過程中冷加工變形量控制在60%以內；(e)第二次酸洗:將步驟(d)中得到的鋼管用質量濃度為4?5%的硝酸溶液中進行酸洗30~60分鐘；(f)熱處理:將步驟(e)中得到鋼管置于1100~1150°C保溫30~60分鐘，隨后浸入水中冷卻；(g)第三次酸洗&檢驗:將步驟(f)中得到的鋼管用所述氫氟酸和硝酸混合溶液進行酸洗，酸洗時間為l~3h ;水洗干燥后再進行無損檢測后入庫。步驟(a)和步驟(f)中的熱處理使得在鋼管的表面形成一層薄的氧化膜，非常致密且穩定，從而防止了氧的滲透、擴散和鋼表面的氧化。
[0014]潤滑劑優選為包含以下重量份數的組分:1~3份3號工業脂和8~15份石灰水，這兩種物質的混合能夠協同降低磨擦力的效果；而且干燥后脫除3號工業脂的效果最好，減少后續第二次酸洗的時間，只需30~60分鐘即可。所述步驟(a)中，先在管坯端面打上定心孔(便于穿孔時對中)，隨后將其置于加熱爐中以8~10°C /min的速度加熱至800°C，再以20-300C /min速度加熱至1150~1160°C，這樣能夠確保管坯在保溫30~60分鐘內而穿孔之前具有均勻的溫度。
[0015]下面對本發明優選實施方案進行詳細說明:
實施例1
本實施例提供一種耐高溫奧氏體不銹鋼無縫鋼管，它的元素重量百分比如下C:0.10%，Mn:1.5%, Cu:0.2% ；S1:1.70%，P:0.035%，S:0.005%，Cr:23%，N1: 18%，余量為 Fe ;它的制備方法包括以下步驟:
Ca)熱軋穿孔:將管坯置于1150°C保溫60分鐘，控制頂頭前壓縮率為4.5%穿孔，隨后浸入水中冷卻；
(b)第一次酸洗&檢驗:將步驟(a)中制得的鋼管用氫氟酸和硝酸混合溶液進行酸洗，再采用內窺鏡、目視的方式分別對其內外表面進行裂縫檢測，確認鋼管的內外表面有無裂縫；所述酸洗時間為3h，所述氫氟酸的質量濃度4%，所述硝酸的質量濃度分別為10% ;
(c)潤滑:在步驟(b)中檢測