超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及無縫鋼管技術領域，提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產方法，該無縫鋼管的化學成分以重量百分比計為：C 0.13～0.18％、Si 0.20～0.50％、Mn 1.20～1.70％、Cr 0.20～0.60％、Mo 0.15～0.40％、Ni 0.08～0.25％、V 0.07～0.14％、W 0.10～0.70％，余量為Fe、殘余元素和不可避免的雜質。本發明提出的技術方案通過調整無縫鋼管的坯料成分，并采用調質處理作為熱處理工藝，因此生產出的無縫鋼管具有良好的力學性能。
【專利說明】
超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產方法
技術領域
[0001] 本發明屬于無縫鋼管技術領域，特別設及一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管 及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 旋挖鉆機是一種適合建筑基礎工程中成孔作業的施工機械，主要適于砂±、粘性 ±、粉質±等±層施工，在灌注粧、連續墻、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用。 旋挖鉆機W其高效率、低污染等特性，目前己成為國內鐵路及高速公路橋梁粧基礎施工的 主要施工設備，而隨著國家基礎建設投資的加人，旋挖鉆機的需求量激增。
[0003] 旋挖鉆機鉆桿是旋挖鉆機的關鍵部件，旋挖鉆機鉆桿由數節鉆桿組合而成，每節 鉆桿由無縫鋼管及焊接在其上的內外驅動鍵組成。
[0004] 目前的旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，在鋼種成分設計上一般都采用C、Mn鋼，鉆桿的 強度低，不能很好的滿足施工要求。
【發明內容】
[0005] 【要解決的技術問題】
[0006] 本發明的目的是提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產方法，W生 產一種強度高、初性好、焊接性能優良的旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管。
[0007] 【技術方案】
[000引本發明是通過W下技術方案實現的。
[0009] 本發明首先設及一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，所述無縫鋼管的化學成 分^重量百分比計為：(：0.13~0.18%、510.20~0.50%、]\1111.20~1.70%、燈0.20~ 0.60%、M〇 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%，余量為 Fe、殘余元素和不可避免的雜質。
[0010] 作為一種優選的實施方式，所述殘余元素中：Cu《0.20%、Nb《0.01%、Ti《 0.035%、B《0.0005%。
[0011] 作為另一種優選的實施方式，所述不可避免的雜質中:P《0.025%、S《0.015%。 [001 ^ 作為另一種優選的實施方式，所述碳當量CEiiw《0.60%，其中CEiiw=C+Mn/6+(Cr+ Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。影響鋼管焊接性能的主要因素是管體材料的化學成分，其中化學成 分中含碳量對齊焊接性能的影響最為明顯，通常把鋼中合金元素對其焊接性能的影響，按 其作用換算成碳元素的相當含量，即用碳當量法評價金屬材料的焊接性能，碳當量越低，其 焊接性能越好，碳當量越高其焊接性能越差，但是，碳當量降低的同時，鋼管的力學強度指 標也迅速降低，因此，要在保證無縫鋼管力學強度性能指標的前提下，盡可能降低碳當量， 提高焊接性能。本發明通過優選合金元素的含量，保證無縫鋼管具有較高的強度的前提下， 其焊接性能同樣優良。
[0013]本發明還設及一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，包括步驟：
[0014] A、制巧:經過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧，步 驟A中控制連鑄巧成分滿足W上任一實施方式所述的成分要求；
[0015] B、巧料管社制:將連鑄巧經環形爐加熱、穿孔、終社制管；
[0016] C、熱處理:對步驟B社制后的巧料管采用調質處理，其中澤火溫度910~950°C，回 火溫度為660~700 °C。
[0017] 為使無縫鋼管具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和 各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的，為了增強無縫鋼管的強度，本發明選擇調 質處理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為910~950°C，然后回火，其中回火溫度為660 ~70(TC。
[0018] 作為一種優選的實施方式，所述步驟A中，VD真空處理的出鋼溫度為1590~1605 Γ。
[0019] 作為另一種優選的實施方式，所述步驟A中，連鑄機誘注的中間包溫度：1530~ 1555Γ。
[0020] 作為另一種優選的實施方式，所述步驟B中，終社溫度為850~950°C。
[0021] 作為另一種優選的實施方式，所述步驟B中，連鑄巧出環形爐溫度為1220~1250 Γ。
[0022] 作為另一種優選的實施方式，所述步驟C的調質處理中，澤火采用的冷卻劑為水， 回火采用的冷卻方式為空冷。
[0023] 【有益效果】
[0024] 本發明提出的技術方案具有W下有益效果：
[0025] 本發明方法通過調整無縫鋼管的巧料成分，并采用調質處理作為熱處理工藝，因 此生產出的無縫鋼管具有良好的力學性能，其屈服強度>770Mpa;抗拉強度為820~ lOOOMpa;延伸率> 16% ;夏比U型沖擊初性:常溫縱向全尺寸夏比沖擊功> 100J，此外，在保 證其具有較高的強度的前提下，其焊接性能同樣優良。
【具體實施方式】
[0026] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的【具體實施方式】 進行清楚、完整的描述。
[0027] 實施例1
[0028] 實施例1提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，用于生產Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0029] (1 )、制巧:經過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1590°C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1530°C。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0030] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經環形爐加熱，經過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環形爐溫度為1220°C，終社溫度為850 Γ。
[0031] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調質處理，其中澤火溫度910°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為660°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調質處 理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為910°C，然后回火，其中回火溫度為660°C，通過調 質處理，可W增強產品的強度。
[0032] 實施例1中的方法生產出的產品的力學性能參見表2。
[0033] 實施例2
[0034] 實施例2提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，用于生產Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0035] (1 )、制巧:經過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1605 °C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1555Γ。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0036] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經環形爐加熱，經過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環形爐溫度為1250°C，終社溫度為950 Γ。
[0037] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調質處理，其中澤火溫度950°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為660~700°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調 質處理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為950°C，然后回火，其中回火溫度為700°C，通 過調質處理，可W增強產品的強度。
[003引實施例3
[0039] 實施例3提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，用于生產Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0040] (1 )、制巧:經過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1600°C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1550°C。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0041 ] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經環形爐加熱，經過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環形爐溫度為1230°C，終社溫度為900 Γ。
[0042] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調質處理，其中澤火溫度930°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為680°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調質處 理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為930°C，然后回火，其中回火溫度為680°C，通過調 質處理，可W增強產品的強度。
[0043] 實施例4
[0044] 實施例4提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，用于生產Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0045] (1 )、制巧:經過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1605 °C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1555Γ。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0046] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經環形爐加熱，經過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環形爐溫度為1250°C，終社溫度為950 Γ。
[0047] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調質處理，其中澤火溫度950°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為700°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調質處 理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為950°C，然后回火，其中回火溫度為700°C，通過調 質處理，可W增強產品的強度。
[004引表1為各個實施例中連鑄巧的化學成分的重量百分比，其中CEV = C+Mn/6+(化+M0+ V)/5+(Ni+Cu)/15。
[0049]表1各個實施例中連鑄巧的化學成分％
[(K)加 ]
[0051]~表2為實施例1至實施例4中的方法生產出的產品的力學性能。
[0化2] 表2巫315 X 15mm產品力學性能
[0化3]
[0054] 從表2可W看出，各個實施例生產出的無縫鋼管均具有良好的力學性能，其屈服強 度>770Mpa;抗拉強度為820~lOOOMpa;延伸率> 16 % ;夏比U型沖擊初性:常溫縱向全尺寸 夏比沖擊功>l〇〇J，此外，在保證其具有較高的強度的前提下，其焊接性能同樣優良。
[0055] 需要說明，上述描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，也不 是對本發明的限制。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在不付出創造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述無縫鋼管的化學成分以重 量百分比計為：C 0.13~0.18%、Si 0.20~0·50%、Μη 1.20~1.70%、Cr 0.20~0.60%、 Mo 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%，余量為Fe、殘余元 素和不可避免的雜質。2. 根據權利要求1所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述殘余元 素中：Cu彡0.20%、Nb彡0·01%、?Κ0·035%、Β<0·0005%。3. 根據權利要求1或2所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述不可 避免的雜質中：Ρ彡0.025%、S彡0.015%。4. 根據權利要求2所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述碳當量 CEii?< 0 · 60 %，其中 CEiiw=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15 〇5. -種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，其特征在于包括步驟： A、 制坯:經過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機澆注得到連鑄坯，步驟A中 控制連鑄坯成分滿足權利要求1至4中任一所述的成分要求； B、 坯料管乳制:將連鑄坯經環形爐加熱、穿孔、終乳制管； C、 熱處理:對步驟B乳制后的坯料管采用調質處理，其中淬火溫度910~950°C，回火溫 度為660~700°C。6. 根據權利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，其特征在于 所述步驟A中，VD真空處理的出鋼溫度為1590~1605 °C。7. 根據權利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，其特征在于 所述步驟A中，連鑄機澆注的中間包溫度:1530~1555 °C。8. 根據權利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，其特征在于 所述步驟B中，終乳溫度為850~950°C。9. 根據權利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，其特征在于 所述步驟B中，連鑄坯出環形爐溫度為1220~1250 °C。10. 根據權利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產方法，其特征在于 所述調質處理中，淬火采用的冷卻劑為水，回火采用的冷卻方式為空冷。
【文檔編號】C22C38/12GK106011651SQ201610639912
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月5日
【發明人】王婀娜, 尹人潔, 童宗圣, 鄢勇, 張濤
【申請人】攀鋼集團成都鋼釩有限公司