本發(fā)明涉及管材，具體的，涉及一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管。

背景技術(shù)：

1、無(wú)縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒(méi)有接縫的長(zhǎng)條鋼材，因其制造工藝使其管壁無(wú)焊接縫，相較于焊接鋼管，具有更高的可靠性，在石油天然氣運(yùn)輸領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

2、然而，目前無(wú)縫鋼管在應(yīng)用中存在一些問(wèn)題，在強(qiáng)度方面，部分無(wú)縫鋼管強(qiáng)度偏低。強(qiáng)度低會(huì)導(dǎo)致在承受較大壓力或外力時(shí)，容易發(fā)生變形、破裂等情況。例如在石油天然氣輸送中，若管道強(qiáng)度不足，可能引發(fā)泄漏，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至引發(fā)安全事故；在機(jī)械制造中，強(qiáng)度低的無(wú)縫鋼管制成的零件可能無(wú)法承受設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力，縮短設(shè)備使用壽命，影響生產(chǎn)效率。因此，研制一種具有高強(qiáng)度的無(wú)縫鋼管是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管，解決了相關(guān)技術(shù)中無(wú)縫鋼管強(qiáng)度低的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提出一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管，由以下重量百分比的組分組成：c?0.2%~0.4%、si?0.17%~0.27%、mn?1.4%~1.6%、p≤0.03%、s≤0.01%、cr?1.1%~1.3%、mo?0.25%~0.35%、ti?0.015%~0.025%、v?0.1%~0.2%、al?0.02%~0.04%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中c:(mn+v+ti)=4.5~7.6:1。

3、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述c:(mn+v+ti)=5.5:1。

4、本發(fā)明還提出一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，包括以下步驟：

5、s1、煉鋼：按照目標(biāo)成分配料后混合，熔煉后連鑄形成實(shí)心圓柱體；

6、s2、軋制：將所述實(shí)心圓柱體加熱至1080~1240℃進(jìn)行軸向穿內(nèi)孔，得到空心管體，經(jīng)荒管軋制和張力減徑后，得到光管；

7、s3、所述光管依次進(jìn)行淬火、回火，矯直、探傷后，即得無(wú)縫鋼管。

8、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，s1中所述熔煉的溫度為1560~1590℃。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，s2中所述荒管軋制的溫度為1080~1240℃，所述張力減徑的溫度為780~880℃。

10、本發(fā)明中，限定荒管軋制的溫度為1080~1240℃，在此溫度區(qū)間內(nèi)，荒管具有較高的塑性，易于加工成所需的空心管體形狀，同時(shí)保證材料內(nèi)部不產(chǎn)生裂紋、撕裂等缺陷，限定張力減徑的溫度為780~880℃，在保證鋼管具有良好塑性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管外徑和壁厚的精確控制。

11、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，s3中所述淬火包括以下步驟：所述光管一次升溫至600℃，進(jìn)行一次保溫后，再經(jīng)二次升溫至880~960℃，進(jìn)行二次保溫后，噴水淬火冷卻至室溫。

12、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，s3中所述回火的溫度為500~650℃，所述回火的保溫時(shí)間為30~90min。

13、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，s3中所述回火的升溫速率為5℃/min。

14、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，s3中所述矯直的溫度為400~500℃。

15、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述一次升溫的升溫速率＜所述二次升溫的升溫速率，所述一次保溫的時(shí)間＞所述二次保溫的時(shí)間。

16、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述一次升溫的升溫速率為3~5℃/min，所述二次升溫的升溫速率為8~10℃/min。

17、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述一次升溫的升溫速率優(yōu)選為3℃/min，所述二次升溫的升溫速率優(yōu)選為8℃/min。

18、本發(fā)明中，在淬火的升溫過(guò)程中，對(duì)一次升溫和二次升溫速率進(jìn)行不同設(shè)置，一次升溫的升溫速率＜二次升溫的升溫速率，一次升溫過(guò)程中，較低的升溫速率為合金元素提供了充足的時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)散，緩慢升溫使鋼在加熱過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大速度較慢，有助于保持細(xì)小的初始晶粒，較快的二次升溫速率能減少鋼管在非奧氏體化溫度區(qū)間的停留時(shí)間，避免晶粒在較低溫度下異常長(zhǎng)大，提升無(wú)縫鋼管的耐磨性能。

19、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述一次保溫的時(shí)間為30~35min，所述二次保溫的時(shí)間為15~20min。

20、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述一次保溫的時(shí)間優(yōu)選為30min，所述二次保溫的時(shí)間優(yōu)選為20min。

21、本發(fā)明中，合理設(shè)置一次保溫時(shí)間和二次保溫時(shí)間，并限定一次保溫的時(shí)間＞二次保溫的時(shí)間，較長(zhǎng)時(shí)間的一次保溫有助于消除鋼管內(nèi)部的溫度梯度和成分不均勻性，使組織更加均勻，二次保溫的短時(shí)間則確保了奧氏體成分的均勻化和合金元素的充分固溶，同時(shí)避免了晶粒長(zhǎng)大，一次保溫的長(zhǎng)時(shí)間和二次保溫的短時(shí)間相互配合，為鋼管創(chuàng)造了良好的組織轉(zhuǎn)變條件，提高無(wú)縫鋼管的耐磨性能。

22、本發(fā)明的工作原理及有益效果為：

23、本發(fā)明中，嚴(yán)格限制磷和硫等雜質(zhì)元素的含量，減少了它們對(duì)鋼的強(qiáng)度和韌性的不利影響，硅作為脫氧劑，能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)增強(qiáng)鋼的抗氧化性，鋁能細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度，通過(guò)嚴(yán)格控制碳、錳、鈦、釩的質(zhì)量關(guān)系，發(fā)揮各元素間的協(xié)同作用，既能充分發(fā)揮碳的強(qiáng)化作用，又能通過(guò)其他元素對(duì)組織的調(diào)控，進(jìn)一步優(yōu)化鋼的強(qiáng)度，進(jìn)而提高無(wú)縫鋼管的強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.?一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管，其特征在于，由以下重量百分比的組分組成：c?0.2%~0.4%、si?0.17%~0.27%、mn?1.4%~1.6%、p≤0.03%、s≤0.01%、cr?1.1%~1.3%、mo?0.25%~0.35%、ti0.015%~0.025%、v?0.1%~0.2%、al?0.02%~0.04%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中c:(mn+v+ti)=4.5~7.6:1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，s1中所述熔煉的溫度為1560~1590℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，s2中所述荒管軋制的溫度為1080~1240℃，所述張力減徑的溫度為780~880℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，s3中所述淬火包括以下步驟：所述光管一次升溫至600℃，進(jìn)行一次保溫后，再經(jīng)二次升溫至880~960℃，進(jìn)行二次保溫后，噴水淬火冷卻至室溫。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，s3中所述回火的溫度為500~650℃，所述回火的保溫時(shí)間為30~90min。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，s3中所述矯直的溫度為400~500℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，所述一次升溫的升溫速率＜所述二次升溫的升溫速率，所述一次保溫的時(shí)間＞所述二次保溫的時(shí)間。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，所述一次升溫的升溫速率為3~5℃/min，所述二次升溫的升溫速率為8~10℃/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管的制備方法，其特征在于，所述一次保溫的時(shí)間為30~35min，所述二次保溫的時(shí)間為15~20min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及管材技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種高強(qiáng)度無(wú)縫鋼管，由以下重量百分比的組分組成：C?0.2%~0.4%、Si?0.17%~0.27%、Mn?1.4%~1.6%、P≤0.03%、S≤0.01%、Cr?1.1%~1.3%、Mo?0.25%~0.35%、Ti?0.015%~0.025%、V?0.1%~0.2%、Al?0.02%~0.04%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)，其中C:(Mn+V+Ti)=4.5~7.6:1。通過(guò)上述技術(shù)方案，解決了相關(guān)技術(shù)中無(wú)縫鋼管強(qiáng)度低的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：閆慶文,宋志鋒,劉學(xué)軍,王玉培
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北天成元鋼管制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8