一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材的制作方法
【專利摘要】一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材，其特征是其化學(xué)成份以重量百分比計(jì)為：C?≤0.05％，Si≤0.75％，Mn≤2.00，P≤0.03％，S≤0.03％，Ni?38.0～46.0％，Cr?24.00～26.00％，N?0.15～0.35，Ti：0.6～1.2％，Cu≤2.5％；Al≤0.2％；S≤0.015％；P≤0.03％；余量為Fe和不可避免的微量元素，其機(jī)械性能的技術(shù)指標(biāo)為：屈服強(qiáng)度≥300MPa，抗拉強(qiáng)度≥655MPa，延伸率A％≥40，硬度≤260HB/100HRB；金相組織為奧氏體；晶粒度為4～7級(jí)。
【專利說明】一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長(zhǎng)條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動(dòng)軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡(jiǎn)化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)，如滾動(dòng)軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造。鋼管還是各種常規(guī)武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要鋼管來制造。鋼是所有金屬中用途最廣泛的一種材料，在航空、核能、艦船、石化等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，近年來向交通運(yùn)輸(汽車、火車)、廚房用具、家用電器、建筑裝飾等民用領(lǐng)域發(fā)展。因此，鋼材的性能與人們的生活安全密切相關(guān)。目前，汽車工業(yè)用鋼的開發(fā)主要致力于提高鋼的強(qiáng)度并保持其成形性。汽車輕量、安全、低能耗的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品在品種、規(guī)格、質(zhì)量上提出更高的要求。研發(fā)質(zhì)量輕、耐沖擊的運(yùn)輸工具體系的新設(shè)計(jì)理念要求開發(fā)強(qiáng)度高、塑性好及能量吸收能力優(yōu)良、比質(zhì)量輕的材料。提高強(qiáng)度可以減輕汽車的重量(滿足節(jié)能環(huán)保需求)，而塑性提高則可滿足復(fù)雜車型設(shè)計(jì)及提高駕乘安全性能的需求。
[0003]目前，海洋開發(fā)利用行業(yè)以及特殊行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè)，近年來隨著國(guó)家安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，加大了對(duì)海洋等的開發(fā)力度。中國(guó)正在加大海洋的開發(fā)利用，并且隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提升，對(duì)一些特殊行業(yè)也提出了更高要求。積極發(fā)展該類產(chǎn)業(yè)用新型高性能耐蝕銅合金材料已刻不容緩。
[0004]銅鋅鋁黃銅合金作為一種耐蝕銅合金材料，廣泛應(yīng)用于制作大型海水淡化管材、海洋養(yǎng)殖、地?zé)崂靡约耙恍┨厥庑袠I(yè)材料需求等,要求材料具有更高的耐腐蝕性能和其他綜合性能，其材料的水平?jīng)Q定著行業(yè)的發(fā)展方向，隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高性能耐蝕銅合金材料的研制開發(fā)顯得日益緊迫。
[0005]目前所有的高性能耐蝕銅合金，主要以HA177-2合金、HSn70_l合金系以及白銅合金為主，其主要存在的問題是耐蝕性能差，加工工藝性能一般，特別是板帶材生產(chǎn)，其加工工藝難度較大，方法復(fù)雜，工作效率低，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，耗費(fèi)能源，生產(chǎn)成本高；且材料后續(xù)使用性能、耐多重腐蝕效果較差，無法滿足一些特殊行業(yè)的需求，如海水養(yǎng)殖、地?zé)崂玫取?br> [0006]石油或水及某些固體物料的管道要求其具有很好的耐腐蝕性能，普通的鋼管不能達(dá)到其對(duì)耐腐蝕性能的要求，本發(fā)明提供了一種耐腐蝕鋼管的制備方法，成功的解決了以上問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、工作性能優(yōu)良的具有良好耐蝕性和耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材。
[0008]一種具有良好耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材，其化學(xué)成份以重量百分比計(jì)為:C ≤ 0.05 %, Si ≤ 0.75 %, Mn ≤ 2.00, P ≤ 0.03 %, S ≤ 0.03 %, Ni 38.0 ~46.0 %，Cr 24.00 ~26.00 %，N 0.15 ~0.35，T1:0.6 ~1.2 %，Cu ≥ 2.5 % ;A1 ≥ 0.2 % ;S ≤ 0.015% ;P≤0.03% ;余量為Fe和不可避免的微量元素，其機(jī)械性能的技術(shù)指標(biāo)為:屈服強(qiáng)度≥300MPa，抗拉強(qiáng)度≥655MPa，延伸率40，硬度≥260HB/100HRB ;金相組織為奧氏體；晶粒度為4~7級(jí)
一種具有良好耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材的制造方法，包括以 下步驟:
配料一熔鑄一棒材一定心一淬火一鋸切一加熱一熱軋一纟先面一冷粗軋一固溶一退火—成品軋制一成品退火一到切
配料:依據(jù)以下要求進(jìn)行耐腐蝕銅鋅鋁合金材料的組分配比:c ( 0.05%,Si ( 0.75，Mn ( 2.00, P ≤ 0.03，S ≥ 0.03，Ni 38.0 ~46.0%,Cr 24.00 ~26.00，N 0.15 ~0.35，Ti:0.6 ~1.2%，Cu ≥ 2.5% ；A1 ( 0.2% ；S ( 0.015% ;P ( 0.03%
熔鑄:采用熔煉爐進(jìn)行熔煉；
定心:將棒材鋸斷成短料，將短料進(jìn)行定心，制成定心料；
淬火:淬火溫度為890-920°C，淬火時(shí)間為30s-lmin ;回火溫度為450_600°C，保溫
0.5-1.5小時(shí)后在空氣中冷卻至室溫；
鋸切:采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；
加熱:采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，重點(diǎn)在于其加熱溫度為:880°C，以保證材料的可塑性，加熱時(shí)間:加熱4小時(shí)，保溫3小時(shí)；
銑面:采用雙面銑對(duì)熱軋后的坯料進(jìn)行銑面；
冷粗軋:將管坯進(jìn)行I~5道次軋制，制得冷軋管；
固溶:將冷軋管進(jìn)行保護(hù)氣氛固溶處理:
半成品固溶:溫度1050~1090°C，保溫時(shí)間:0.5~1.0小時(shí)，用氫氣保護(hù)加熱；
成品固溶:溫度940~1050，保溫時(shí)間:20~40分鐘，采用氫氣保護(hù)加熱；即制得合金管材。
[0009]拉伸:采用鏈?zhǔn)嚼鞕C(jī)對(duì)退火后的管材坯料進(jìn)行多道次拉伸至成品規(guī)格，道次延伸系數(shù)為1.15-1.90 ；
成品退火:光亮退火溫度:640-71 (TC，網(wǎng)鏈速度:320-400mm/min ；
鋸切:根據(jù)合同要求對(duì)耐腐蝕銅鋅鋁合金材料管材進(jìn)行鋸切
制冷軋中，每道軋制前先進(jìn)行去油酸洗，將管坯內(nèi)外表面清洗干凈后，再按照所述半成品固溶熱處理制度進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行下一道次軋制。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
配料:依據(jù)以下要求進(jìn)行耐腐蝕銅鋅鋁合金材料的組分配比
C ≤ 0.05 %, Si ≤ 0.75，Mn ( 2.00，P ≥ 0.03，S ≥ 0.03，Ni 38.0 ~46.0 %，Cr 24.00 ~26.00，N 0.15 ~0.35，T1:0.6 ~1.2 %, Cu ≤ 2.5 % ；A1 ≤ 0.2 % ；S ≤ 0.015% ;P ≤ 0.03%
熔鑄:采用熔煉爐進(jìn)行熔煉，各元素添加順序:銅-鎳-鐵-鉛-硅-錳-鋁-鋅-硼-單質(zhì)稀土鑭，在熔鑄過程中，注意硼和單質(zhì)稀土鑭元素的成分以及鋁元素的加入引起的劇烈放熱，其重點(diǎn)在于:為防止鋁加入時(shí)可能會(huì)造成的噴濺傷人，需要預(yù)先留20%銅作為降溫料，待降溫料加入后方可加鋁；鑄造采用半連續(xù)鑄造，需要考慮鑄造工藝，重點(diǎn)在于:比正常鑄造溫度低20°C -30°C，鑄造工藝溫度為:1110°C，以保證鑄錠的內(nèi)外部質(zhì)量，鑄造速度4m/h，水壓20kPa，采用木炭作為保護(hù)劑進(jìn)行保護(hù)，熔體靜止時(shí)間20min ;從而形成鑄錠；鋸切:采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；
加熱:采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度為:920°C，比一般正常同類合金材料加熱溫度低40-70°C，以保證材料的可塑性，加熱時(shí)間:加熱3小時(shí)，保溫4小時(shí)；熱軋:采用熱軋機(jī)對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行熱加工軋制，熱加工溫度為830°C，比正常工藝溫度低40-60°C，但是溫度低于830°C時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋缺陷；熱軋至15mm厚；
銑面:采用雙面銑對(duì)熱軋后的坯料進(jìn)行銑面；
冷粗軋:采用四輥精軋機(jī)對(duì)熱加工后的板坯料進(jìn)行冷加工粗軋，軋制道次:3-6，軋制速度:50-200m/min ；
固溶:將冷軋管進(jìn)行保護(hù)氣氛固溶處理:
半成品固溶:溫度1050~1090°C，保溫時(shí)間:0.5~1.0小時(shí)，用氫氣保護(hù)加熱；
成品固溶:溫度940~1050，保溫時(shí)間:20~40分鐘，采用氫氣保護(hù)加熱；即制得合金管材。
[0011]拉伸:采用鏈?zhǔn)嚼鞕C(jī)對(duì)退火后的管材坯料進(jìn)行多道次拉伸至成品規(guī)格，道次延伸系數(shù)為1.15-1.90 ；
成品退火:光亮退火溫度:640-71 (TC，網(wǎng)鏈速度:320-400mm/min ；
成品軋制:采用四輥精軋機(jī)對(duì)退火后的坯料進(jìn)行最后道次的冷加工軋制至要求的成品規(guī)格；
成品退火:對(duì)于軟態(tài)要求的產(chǎn)品，需要進(jìn)行成品退火，對(duì)硬態(tài)產(chǎn)品，僅進(jìn)行低溫去應(yīng)力退火，軟態(tài)退火溫度:600-65(TC，退火時(shí)間:加熱4小時(shí)，保溫8小時(shí)隨爐冷卻；低溫去應(yīng)力退火溫度一般為200-280°C，退火時(shí)間:加熱4小時(shí)，保溫8小時(shí)隨爐冷卻；
剪切:根據(jù)合同要求對(duì)耐腐蝕銅鋅鋁合金材料帶材進(jìn)行剪切；
包裝入庫:按合同要求對(duì)耐腐蝕銅鋅鋁合金材料帶材進(jìn)行包裝及入庫。
[0012] 上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材，其特征是其化學(xué)成份以重量百分比計(jì)為:C ^ 0.05 %, Si ^ 0.75 %, Mn ^ 2.00, P ^ 0.03 %, S ^ 0.03 %, Ni 38.0 ~46.0 %，Cr 24.00 ~26.00 %，N 0.15 ~0.35，T1:0.6 ~1.2 %，Cu ≤ 2.5 % ;A1 ≤ 0.2 % ;S ^ 0.015% ;P^0.03% ;余量為Fe和不可避免的微量元素，其機(jī)械性能的技術(shù)指標(biāo)為:屈服強(qiáng)度≤300MPa，抗拉強(qiáng)度≤655MPa，延伸率40，硬度≤260HB/100HRB ;金相組織為奧氏體；晶粒度為4~7級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材的制造方法，其特征在于:還含有一定量的Nb 和Ta并且Nb+Ta 0.20~0.60。
3.如權(quán)利要求1所述的一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材的制造方法，其特征在于:制造步驟為:配料一熔鑄一棒材一定心一淬火一鋸切一加熱一熱軋一統(tǒng)面一冷粗軋一固溶一退火一成品軋制一成品退火一剪切 配料:依據(jù)以下要求進(jìn)行耐腐蝕銅鋅鋁合金材料的組分配比:c ( 0.05%,Si ( 0.75，Mn ( 2.00, P ^ 0.03，S ≤ 0.03，Ni 38.0 ~46.0%,Cr 24.00 ~26.00，N 0.15 ~0.35，Ti:0.6 ~1.2%，Cu ≤ 2.5% ；A1 ( 0.2% ；S ( 0.015% ;P ( 0.03% 熔鑄:采用熔煉爐進(jìn)行熔煉； 定心:將棒材鋸斷成短料，將短料進(jìn)行定心，制成定心料； 淬火:淬火溫度為890-920°C，淬火時(shí)間為30s-lmin ;回火溫度為450_600°C，保溫0.5-1.5小時(shí)后在空氣中冷卻至室溫； 鋸切:采用鋸床對(duì)鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切； 加熱:采用加熱爐對(duì)鋸切后的鑄錠進(jìn)行加熱，重點(diǎn)在于其加熱溫度為:880°C，以保證材料的可塑性，加熱時(shí)間:加熱4小時(shí)，保溫3小時(shí)； 銑面:采用雙面銑對(duì)熱軋后的坯料進(jìn)行銑面； 冷粗軋:將管坯進(jìn)行I~5道次軋制，制得冷軋管； 固溶:將冷軋管進(jìn)行保護(hù)氣氛固溶處理: 半成品固溶:溫度1050~1090°C，保溫時(shí)間:0.5~1.0小時(shí)，用氫氣保護(hù)加熱； 成品固溶:溫度940~1050，保溫時(shí)間:20~40分鐘，采用氫氣保護(hù)加熱；即制得合金管材； 拉伸:采用鏈?zhǔn)嚼鞕C(jī)對(duì)退火后的管材坯料進(jìn)行多道次拉伸至成品規(guī)格，道次延伸系數(shù)為 1.15-1.90 ； 成品退火:光亮退火溫度:640-71 (TC，網(wǎng)鏈速度:320-400mm/min ； 鋸切:根據(jù)合同要求對(duì)耐腐蝕銅鋅鋁合金材料管材進(jìn)行鋸切。
4.如權(quán)利要求3所述的一種耐磨損、耐熱及耐腐蝕管材的制造方法，其特征在于:制冷軋中，每道軋制前先進(jìn)行去油酸洗，將管坯內(nèi)外表面清洗干凈后，再按照所述半成品固溶熱處理制度進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行下一道次軋制。
【文檔編號(hào)】C22C30/02GK103981421SQ201410198743
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】陳海波, 陳愛國(guó), 陳仁訓(xùn), 陳冰玲, 劉桂春, 陳春燕 申請(qǐng)人:南安市國(guó)高建材科技有限公司