[发明专利]一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢管的制备领域，具体涉及一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及在线制备方法。 

背景技术

随着全球环境和能源危机的日益加剧，节能、减排已成为汽车制造业面临的首要问题，在保证整车性能的前提下实现轻量化技术依然是汽车行业的发展潮流，其中通过使用空心部件代替实心部件的应用是目前实现汽车轻量化的最为有效途径之一。随着管材内高压生产技术的成熟，高强度空心构件的工业生产已经成为可能，而实现该方案需要有高强度和高塑性的空心件作为载体。双相钢以其低屈强比、高加工硬化率、良好的强度和延伸率配合的优点，可解决普通碳素钢无缝管由于存在强度与塑性之间的矛盾、而在内高压成形领域的实际应用中一直受到限制的问题。 

目前，内高压加工领域使用较为成熟的材料仍然以低强度钢管、钛管、铝管以及镁管等为主，这些材料可用于制备T型三通管、Y型三通管、方管、波纹管等具有复杂截面形状的零件，但是这些材料的强度普遍较低。近年来，不锈钢被试用为内高压加工的材料，得到满意的试验结果，但是由于不锈钢较高的成本，其应用受到了限制。 

目前，对于钢管的热处理方式仍以燃气加热和电阻加热为主，该热处理方式多数是将钢管整体放入加热炉内进行加热，这样所加工的钢管长度受到加热炉炉体大小的限制，不能生产大规格和长度较大的钢管，从而限制了钢管的产品规格；此外，采用这种装置在加热过程中升温较慢，钢管表面的氧化层严重，而且工作效率也不高；再者，炉体内的托辊道无法保证钢管在加热炉内的匀速转动，其加热不均，可能导致钢管的弯曲。 

发明内容

针对现有技术存在的诸多问题，本发明提供了一种高强塑性钒微合金化双相钢无缝管及在线制备方法。 

本发明提供的高强塑性钒微合金化双相钢无缝管按质量百分比包括：C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％， S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

优选的，所述无缝管的制备过程包括如下热处理步骤：将冷拔无缝钢管以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理后缓冷至640～690℃；然后冷却到240～300℃，后等温处理60～300s；最后冷却(空冷﹑水冷或自然)至室温。 

更优选的，所述冷拔无缝钢管通过中频加热感应线圈加热。 

更优选的，两相区退火处理后采用空气冷却或自然冷却的方式，对所述无缝冷拔钢管以2～6℃/s的速率缓冷至640～690℃。 

更优选的，采用压缩空气对所述无缝冷拔钢管进行冷却，以使缓冷至640～690℃的无缝冷拔钢管以至少50℃/s的速率冷却到240～300℃。 

优选的，所述无缝管的制备过程包括：将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，得到无缝冷拔钢管，其中，所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次。 

优选的，所述无缝冷拔钢管的尺寸为：壁厚≤20mm，外径≤1000mm。 

优选的，无缝管中微观组织由(74.5～85.0％)铁素体和(15.0～25.5％)马氏体两相组成，铁素体平均晶粒尺寸为2.5～4.5μm，基体中弥散地分布着直径为2～6nm的细小V(C，N)析出粒子。 

本发明还提供了一种无缝管的制备方法，其包括冶炼、锻棒、车削、加热、穿孔、冷拔以及热处理步骤，所述无缝管按质量百分比包括：C：0.10％～0.18％，Si：0.1％～0.6％，Mn：1.1％～1.6％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，P≤0.006％，S≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。 

优选的，所述热处理步骤为将冷拔无缝钢管以10～20℃/s的速率加热至两相区780～820℃，退火处理后缓冷至640～690℃；然后冷却到240～300℃，后等温处理60～300s；最后冷却至室温。 

优选的，所述方法还包括无缝冷拔钢管的步骤： 

将冶炼后得到的铸锭锻造成棒材，车削棒材除去外表面褶皱和缺陷后形成管坯，再将管坯加热处理后进行穿孔，然后冷却至室温进行冷拔处理，得到无缝冷拔钢管；所述加热处理是将所述管坯加热到1150～1250℃并保温2-3小时，所述冷拔处理的道次为3～7道次。 

更优选的，所述冷拔无缝钢管通过中频加热感应线圈加热。