[发明专利]一种含稀土航空航天用高强度钢无缝管及其制备方法

说明书

本发明涉及无缝管领域，具体为一种含稀土航空航天用高强度钢无缝管及其制备方法。按重量百分比计，无缝管的化学成分为：C0.12～0.18wt％，Si≤0.20wt％，Mn0.80～1.10wt％，P≤0.015wt％，S≤0.010wt％，Cr1.25～1.50wt％，Mo0.80～1.00wt％，V0.05～0.30wt％，Nb0.01～0.20wt％，稀土元素RE0.0005～0.0030wt％，余量为基体Fe。制备方法：真空感应熔炼→电渣重熔/真空自耗重熔→锻造棒料→热穿孔→多道次冷轧/冷拔及退火热处理→成品冷轧/冷拔→成品调质/成品退火热处理→矫直→抛光→成品检验。本发明通过设计合理的化学成分、冶炼工艺、冷变形工艺及热处理工艺使得材料具有较高的屈服强度、抗拉强度、疲劳强度及冲击韧性，屈服强度900～1100MPa，延伸率12％～20％，晶粒度大于6级。

技术领域

本发明涉及在航空航天领域表现出较高的强度、韧性、塑性及疲劳性能的无缝管，具体为一种含稀土航空航天用高强度钢无缝管及其制备方法。

背景技术

国内航空航天用高强度钢无缝管主要包括30CrMnSi,15CrMnMoVA/E，15CrMnMoVA/E相对于30CrMnSi焊接性能更优异，不易产生焊接裂纹。但15CrMnMoVA/E钢存在扩口成材率低，产品性能不稳定等问题。

中国发明专利“航空航天用无缝钢管的制造方法(公开号CN107363124A)”，该发明基于低成本加工航空航天用无缝管，其存在以下问题：采用连续退火炉退火，存在脱碳，表面质量难以控制的问题。

中国发明专利“一种中低碳贝氏体高强高韧钢及其制造方法(公开号CN101210302A)”，该发明基于满足制造高强度、高韧性和较大截面的零部件的工程材料要求。该发明存在以下问题：化学成分范围太宽，导致力学性能波动太大，可操作性不强，无法适用于航空航天领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含稀土航空航天用高强度钢无缝管及其制备方法，该无缝管在航空航天装备中表现出高强度、高韧性、高精度、高疲劳性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种含稀土航空航天用高强度钢无缝管，按重量百分比计，无缝管的化学成分为：C0.12～0.18wt％，Si≤0.20wt％，Mn0.80～1.10wt％，P≤0.015wt％，S≤0.010wt％，Cr1.25～1.50wt％，Mo0.80～1.00wt％，V0.05～0.30wt％，Nb0.01～0.20wt％，稀土元素RE0.0005～0.0030wt％，余量为基体Fe；其中，稀土元素RE为Ce与La的混合稀土金属。

所述的含稀土航空航天用高强度钢无缝管，优选的，V0.15～0.25wt％，Nb0.05～0.15wt％，稀土元素RE0.001～0.002wt％。

所述的含稀土航空航天用高强度钢无缝管的制备方法，依次包括如下步骤：

真空感应熔炼→电渣重熔或真空自耗重熔→锻造棒料→热穿孔→多道次(两道次以上)冷轧或冷拔及退火热处理→成品冷轧或冷拔→成品调质或成品退火热处理→矫直→抛光→成品检验。

所述的含稀土航空航天用高强度钢无缝管的制备方法，真空感应熔炼过程具体特征为：采用高纯度纯铁原料，要求真空感应精炼期的真空度≤2Pa，精炼时间≥15分钟，期间多次(两次以上)搅拌，在浇铸前添加稀土金属。

所述的含稀土航空航天用高强度钢无缝管的制备方法，电渣重熔过程具体特征为：采用惰性气体保护或真空状态重熔。

所述的含稀土航空航天用高强度钢无缝管的制备方法，多道次冷轧或冷拔后的退火热处理具体特征为：采用气氛保护炉，保护气体为氢气+氩气混合气，按体积比例计，氢气：氩气＝1：(3～8)，加热温度650～800℃保温60～180分钟，炉冷。