[发明专利]一种耐热钢管材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐热钢管材料及其制备方法，属于冶金材料领域。

背景技术

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的圆形，方形，矩形钢材。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件。目前超临界、超超临界火电机组锅炉集箱、蒸汽管道等管件首选用钢，然而现有钢管材料的耐热性严重限制火电机组蒸汽参数的提高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐热性能优异的钢管材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

    一种耐热钢管材料，其化学成分的质量百分比为：C 0.06-0.12、Cr 9.5-12.5、Mn 0.4-0.8、Si 0.15-0.25、Ni 1.6-2.8、W 0.7-1.3、Co 0.5-1.0、Nb 0.4-0.8、Mo 0.3-0.5、Ag 0.15-0.25、Pd 0.1-0.2、N 0.05-0.08、Er 0.03-0.06、Lu 0.02-0.04、P≤0.02、S≤0.01，余量为Fe。

   一种耐热钢管材料的制备方法，包括以下步骤：

    （1）按化学成分要求将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1530-1560℃，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1550-1580℃，加入15-20kg/t钢的造渣剂，保温35-40min，扒渣，然后调整温度至1570-1610℃，加入适量的钛铁和锰硅脱氧20-30min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1620-1640℃即可出钢，在出炉2-3min前往钢水中插入1-1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧；

    （2）钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1525-1545℃，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1240-1270℃，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以150-200℃/h升温至320-360℃，保温5-8h，再以140-180℃/h升温至650-690℃，保温3-4h，再以80-120℃/h升温至850-880℃，保温1-2h，然后以100-150℃/h降温至640-680℃，保温3-4h，再以120-160℃/h降温至420-460℃，保温4-6h，然后以100-150℃/h升温至720-750℃，保温2-3h，再以150-200℃/h降温至340-380℃，保温5-8h，再以80-120℃/h降温至180-240℃，保温8-12h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1120-1160℃，终轧温度为905-925℃，然后张力减径，张力减径的温度为915-935℃；

    （3）将上述制得的管材进行热处理：以140-180℃/h升温至280-320℃，保温4-8h，再以80-120℃/h升温至420-460℃，保温3-6h，再以100-150℃/h升温至660-720℃，保温2-3h，然后以150-200℃/h降温至320-360℃，保温3-6h，然后以100-150℃/h升温至580-620℃，保温2-4h，再以80-120℃/h升温至790-820℃，保温1-2h，强风风冷至350-380℃，保温3-6h，然后放入0-5℃冰盐水中冷却至50℃以下，取出管材以85-95℃/h升温至170-190℃，保温1-2h，再以40-50℃/h降温至80-90℃，保温2-3h，空冷至室温后以90-110℃/h升温至200-220℃，保温1-2h，再以50-60℃/h降温至95-105℃，保温2-3h，空冷至室温；

    （4）将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。

    所述的造渣剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：石灰石15-20、白云石5-10、高岭土10-15、钾长石5-10、菱镁石4-8、铁矿渣8-12、莫来砂3-6；b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨12-24h，烘干，850-880℃煅烧30-40min，冷却至室温，再放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡1-2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220-1240℃煅烧1-2h，水淬，湿法球磨12-24h，过100-150目筛，烘干即得。

本发明的有益效果：