[发明专利]提升轧态碳钢无缝钢管性能的方法

说明书

本发明涉及提升轧态碳钢无缝钢管性能的方法，无缝钢管包括重量百分比如下的各组分：C：0.16～0.24％；Si：0.17～0.37％；Mn：0.35～0.65％；Cu：0.01～0.20％；Mo：0～0.15％；Cr：0.01～0.25％；Nb：0.001～0.05％；Ni：0.01～0.25％；V：0.002～0.080％；Al:0.001～0.050％；B:0.0002～0.010％；Ti:0.001～0.015％；热轧过程中加热温度不能低于1220℃；按照相同规格、相似钢种轧制节奏的0.6～1.2倍系数进行轧制，终轧温度在钢种Ar3～950℃之间；本发明能大幅度提高轧态碳钢管性能。

技术领域

本发明属于无缝钢管制造技术领域，尤其涉及提升轧态碳钢无缝钢管性能的方法。

背景技术

钢材，尤其是板材，其控轧控冷技术是通过控制轧制过程中的原材料加热温度、轧制工艺参数以及轧制过程中和轧制后的冷却速度等参数，进而提升钢材的强度、韧性等指标。控轧控冷技术可通过降低原材料合金消耗或减少轧后热处理工序，从而降低生产成本，因此在工业生产过程中得到广泛应用。

但对于无缝钢管，由于其本身结构的复杂性以及轧制工艺的复杂性，因此其控轧控冷技术在行业内很难大规模实现，而通过热轧后的快冷技术能够有效提升钢管的各项性能，达到控轧控冷的目的，但有以下几个缺点难以避免：

1、设备投入过高，往往需要在终轧端加入十余组水环，才能够达到控冷的效果；2、水量消耗过大，十余组水环打开的同时，还要求有一定的水压，因此往往生产1吨钢管，需要几十吨水进行冷却；3、需要钢中加入合金的方式来配合实现控轧控冷技术，单纯的通过快速冷却难以达到控轧控冷效果。

发明内容

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

本发明提供了提升轧态碳钢无缝钢管性能的方法：

为了省去热处理工序，节省热处理费用，本发明对钢管进行了如下微合金化，同时针对微合金化进行了一定的轧制工艺设计：

B元素能降低钢的塑性，但可以提高淬透性，从而强烈提高钢的强度和硬度，但需要通过热处理才能实现B元素的强化作用，但热处理费用高，本发明专利对钢管热轧过程进行了如下设计，从而实现了热轧状态下B元素的强化作用：

管坯环型炉加热温度不能低于1220℃，加热温度过低，会导致钢管终轧温度低，静态回复再结晶发生温度低，不利于B元素在晶界的析出；

钢管轧制节奏要合适，从而保证终轧温度在钢种Ar3～950℃之间，一般要求轧制节奏按照相同规格、相似钢种轧制节奏(单位为秒)的0.6～1.2 倍系数进行轧制；通过对轧制工艺的设计，使得B元素在钢管热轧后能够明显起到强化作用。

但另一方面，B元素极易与钢中的残余N结合，生成BN，从而大大削弱B在钢中的作用；为此，在钢中加入少量更容易与N相结合的Ti 和Nb元素，从而保证B在钢中以单质形式存在；

Ni元素可以有效提升钢的韧性和塑性，因此在碳钢中加入 0.01～0.25％的Ni，也能弥补B元素加入带来的塑性降低；适量的Cr和V 的加入，也能一定程度上提升钢的强度，同时韧性和塑性降低不明显，因此将V控制在0.002％～0.080％之间，Cr元素控制在0.01～0.25％之间。

S元素，作为碳钢中的有害元素，容易形成夹杂物，影响钢的塑性， S元素要按≤0.020％控制；P元素，在钢管长期运行后，容易在晶界偏聚，导致钢管过早失效，因此要将P元素要按≤0.025％控制。