[发明专利]马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金类马氏体无缝钢管的制造方法，特别属于马氏体沉淀硬化不锈钢从管坯到成品管的加工工艺。

背景技术

马氏体沉淀硬化不锈钢具有较高的强度，较好的耐腐蚀、抗氧化和可焊性。适用于制造400℃以下工作的高强度耐蚀零件，如飞机、导弹的紧固件、发动机涡轮机匣的前后安装边、涡轮叶片、阀门和结构套管等部件。此类不锈钢主要牌号有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni5Cu2Ti等。其中典型牌号0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢标准化学成分重量百分配比为：C：0.07，Si：≤1.00，Mn：≤1.00，S：≤0.030，P：≤0.035，Cr：15.50～17.50，Cu：3.00～5.00，Ni：3.00～5.00，Nb：0.15～0.45，Mo，Ti，W，As，Al。0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化马氏体不锈钢，强度高，硬度大，制作无缝管在热穿孔、冷加工、酸洗和热处理等工艺上均有较大的难度，而与0Cr17Ni4Cu4Nb小规格无缝管生产工艺相关的专利还未见公开报道。以前曾试制过几支0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢无缝管，加工时工模具损耗严重，多次发生模子破裂和钢管表面纵向开裂的情况，无法进行后续加工。且成品合格率很低，约为20％，由于种种原因，最终没有生产出符合成品要求的产品，未能形成批量供货。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，该方法消除工艺上的难度，能够解决马氏体不锈钢无缝钢管生产问题，降低加工成本，提高加工质量。

为解决上述技术问题，本发明的一种马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，包括如下步骤：

1. 马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的化学成分重量百分配比为：C：≤0.07，Si：≤1.00，Mn：≤1.00，S≤≤0.030，P≤0.035，Cr：15.50～17.50，Cu：3.00～5.00，Ni：3.00～5.00，Nb：0.15～0.45；

2. 管坯剥皮落料后加热：加热温度1100℃～1150℃；

3. 热穿孔：管坯热穿孔加热温度一般控制在1100～1500℃；保温时间大于30分钟；热轧管坯固溶态显微组织为马氏体+少量δ铁素体晶粒+部分动态再结晶晶粒。采用两辊斜轧穿孔工艺。由于该钢种需在奥氏体组织状态、且δ-铁素体不超过10％的情况下才具有较好的热塑性，这使得其热穿孔温度范围较窄。

4. 冷却：热穿孔后空冷；热穿孔后采用堆放的方式进行空冷；由于热穿孔后残余应力和组织内应力较大，易导致荒管变形和开裂，故热穿孔后采用堆放的方式进行空冷，以降低冷却速度，减少大量热变形后荒管内的残余应力。空冷后荒管显微组织为马氏体+少量δ铁素体。

5. 荒管表面处理；精整、酸洗、润滑，酸液温度50～60℃，酸洗时间5～10分钟；

6. 循环处理：冷轧：在室温下其固溶态组织为板条状马氏体及少量δ铁素体和残留奥氏体，采用小变形全冷轧工艺，具体变形工艺根据成品规格确定，冷轧单道次相对变形量不超过50％，开坯轧制时变形量控制在40％～50％，成品轧制和成品规格前一个道次变形量控制在20％左右；脱脂：冷轧后用有机溶剂脱脂；热处理：每道次冷加工后均进行中间退火，中间退火采用辊底炉，退火温度为1030～1080℃，前进速度根据不同的壁厚确定，速度范围0.2～0.8m/min，保温后堆冷；退火后酸洗去除氧化皮，抛光后进行下一步冷轧；

7. 固溶处理：在H₂炉保护气氛中进行成品固溶处理，温度1030～1060℃，网带速度0.2～0.8m/min，堆冷；

8. 时效处理：成品管时效处理在真空炉中进行，真空度10^-3Pa；

9. 包装入库：成品经矫直、切管、酸洗、清洗、检验后入库。

优选地，所述的马氏体沉淀硬化不锈钢无缝钢管的制备方法，化学成分重量百分配比为：C：0.03～0.06，Si：0.4～0.8，Mn：0.4～0.8，S≤0.010，P≤0.032，Cr：15.50～16.50，Cu：3.20～3.80，Ni：4.10～4.50，Nb：0.25～0.35，Mo：≤0.40，Ti：≤0.10，W：≤0.20，As：≤0.04，Al：≤0.10；

所述步骤3)中对于Φ80管坯，其热穿孔加热温度1100～1150℃，采用堆放的方式进行冷却。

所述步骤5)酸洗的酸洗液配方：HF 5～8％，HNO₃ 10～15％，其余为水，酸洗时不脱钩。