[发明专利]一种高端装备系统用极薄无缝管的制造方法

说明书

一种高端装备系统用极薄无缝管的制造方法，包括管坯多道次中间品冷轧，中间品脱脂，精轧成型，成品脱脂，纯氢保护固溶处理，低应力矫直，表面精抛整形，保护气氛随动夹持消应力，成品定切，内外表面清洗等步骤。采用本发明方法制成的极薄管外径壁厚比为80~150倍，外径范围Φ20~35mm，壁厚范围0.10~0.35mm，外径、壁厚公差为±0.01mm，直线度≤0.05mm/全长。且能实现奥氏体不锈钢在750℃高温下拉伸抗拉强度≥220MPa，屈服强度≥100MPa的性能要求。

技术领域

本发明属于高端装备和新型能源系统用关键材料加工技术领域，特别是设计一种高端装备系统用极薄无缝管的制造方法。

背景技术

随着科学技术的发展，各类装备设计在追求性能先进性的同时，在尺寸方面也提出了更为严苛的要求，特别是在航空航天以及新型核能系统为代表的高端装备领域，更是如此。航空航天领域，因其工况环境的特殊性和对材料重量的敏感性，必然追求小型化、轻质化和高精度。另一方面，随着核能系统的应用愈加广泛，不仅局限于民用大型电站发电，还应用于对能源系统要求更苛刻的各类特殊领域中，需要追求高效、小型化、轻量化设计，对其核心部件的关键材料也提出了特殊要求，包括抗腐蚀能力、耐高温辐射环境等。因此，对于以上高端装备系统用无缝管，在满足性能要求的前提下，规格设计上要求突破常规，超薄管、极薄管的需求已愈发迫切。

由于使用环境的特殊性，要求管材具备较高的高温强度，常规提高强度的方式是增加C、N元素含量，但C元素含量过高，腐蚀性能将下降，需要同步提高Ti等元素。C、Ti、N元素含量同步提高，碳氮化钛等夹杂物产生的可能性会增加，以上夹杂物的含量过高，对极薄管而言，有使用风险。因此对于元素、夹杂物含量的控制是一个综合性难点，需要严格控制，找到平衡点。

常用的冷轧无缝精密管外径壁厚比值在5~20之间；外径壁厚比超过20的，称之为薄壁管，冷轧成型工艺需要特殊控制；外径壁厚比超过40的称为超薄管，冷轧成型难度更大；外径壁厚比超过60倍的冷轧无缝管国内外已鲜有报道。本方法涉及的一种高端装备系统用极薄无缝管外径壁厚比达到了80~150倍，且壁厚绝对值仅0.10至0.35mm。通常，类似规格的管材均采用超薄钢带焊接成型，而不会选择冷轧无缝成型技术。但由于本产品为一种高端装备系统用管，其使用工况特殊，通常不允许管材中间存在焊缝，只能使用冷轧无缝管，而目前国内尚无此类成熟技术。

高端装备系统用无缝管，精度要求高。外径、壁厚允许公差仅为±0.01mm，直线度要求≤0.05mm/全长，远高于常规无缝精密管外径、壁厚公差±0.1mm，直线度≤1mm/全长的要求。性能特殊，要求750℃高温下拉伸抗拉强度≥220MPa，屈服强度≥100MPa，远超现有奥氏体不锈钢管考核温度（350℃左右）。夹杂物含量要求严苛。

为实现该高端装备系统的轻量化设计，满足高精度要求，急需开发一种可以实现以上高精度、高性能要求下的极薄无缝冷轧管及其制造技术。

发明内容

本发明目的在于针对高端装备系统用无缝管，精度要求高，理化性能要求特殊的需要提供一种能够满足上述要求的高端装备系统用极薄无缝管的制造方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种高端装备系统用极薄无缝管的制造方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）将外径Φ65~90mm的管坯经过多道次中间品冷轧后轧至外径Φ25~38mm的半成品，每次冷轧后都经过中间品脱脂、清洁；

（2）通过高精度多辊精轧机将步骤（1）中的半成品管精轧成外径Φ20~35mm，壁厚0.10至0.35mm的成品直管；并进行内外脱脂，清洗；

（3）通过纯氢保护热处理炉将步骤（2）中清洁干净的成品直管进行成品固溶热处理；

（4）对步骤（3）中热处理后的成品直管进行低应力矫直；