低溫塑性的高錳鋼管材及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，具體的工藝參數(shù)包括：步驟A、高錳鋼的熔煉中，料方的組分按重量百分比計(jì)為：Mn30%~36%，C0.02%~0.06%，S≤0.01，P≤0.008，其余為Fe；步驟B、鋼錠的后處理：將步驟A中熔煉的鋼錠，保持在1150℃~1200℃條件下熱處理2~4小時(shí)、然后轉(zhuǎn)移到室溫、水淬池中均質(zhì)完成固溶處理；步驟C、開坯和拉拔成管材：固溶處理后的鋼錠開坯后經(jīng)過熱拉拔、回火均質(zhì)。經(jīng)熱拉拔的管材還可以再冷拉拔、退火。本發(fā)明所述制備的管材在-170℃~-196℃℃條件下，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率的值較高，其在低溫環(huán)境中的應(yīng)用具有廣闊的前景。
【專利說明】低溫塑性的高猛鋼管材及其加工工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵材料及其加工制備領(lǐng)域，具體涉及一種低溫塑性的高猛鋼管材及 其加工工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，鋼的低溫脆性斷裂是鋼結(jié)構(gòu)最危險(xiǎn)的破壞形式之一，鋼材在低溫時(shí)具 有脆性斷裂現(xiàn)象，而一般來說，鋼鐵材料出現(xiàn)脆性斷裂時(shí)具有W下特征；（1)斷裂時(shí)所承受 的工作應(yīng)力低于屈服極限；（2)脆斷一但發(fā)生，W極高的速度擴(kuò)展（2000米/砂W上）；（3) 斷口平直，斷面收縮率小，外觀上無明顯的宏觀變形特征；（4)斷口形貌多為沿晶斷裂。一 但出現(xiàn)脆性破壞將造成重大損失，如第二次世界大戰(zhàn)中，美國約1000艘"自由輪"發(fā)生脆性 斷裂。
[0003] 因此，不斷提高材料的低溫塑性成為人們研究和實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)。目前，廣泛應(yīng)用于低 溫的鋼鐵材料，主要為低碳馬氏體型低溫鋼主要是3. 5%Ni、5%Ni和9%Ni鋼，該類鋼板性能 雖能滿足要求，但含很高的媒，價(jià)格昂貴；另外一類為奧氏體型低溫鋼，主要包括AISI304、 30411^、316、31611^和310等鋼種，其化學(xué)成分可參見表1，此類鋼種低溫強(qiáng)度低，雖然30411^ 和316LN用氮強(qiáng)化可W在一定程度上提高低溫強(qiáng)度，但此類鋼在低溫下易發(fā)生馬氏體相變 而產(chǎn)生磁性和應(yīng)力。因此上述兩類鋼在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均存在無法克服的缺點(diǎn)。
[0004] 表1常用低溫鋼的化學(xué)成分

【權(quán)利要求】
1. 一種低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，包括高錳鋼的熔煉、鋼錠的后處理、和開坯拉 拔成管材在內(nèi)的工藝步驟，其特征在于具體的工藝參數(shù)包括： 步驟A、高錳鋼的熔煉中，料方的組分按重量百分比計(jì)為：Μη 309Γ36%，C 0· 02%?0· 06%，S 彡 0· 01%，Ρ 彡 0· 008%，其余為 Fe ; 步驟B、鋼錠的后處理：將步驟A中熔煉的鋼錠，保持在1150°C?1200°C條件下熱處理 2~4小時(shí)、然后轉(zhuǎn)移到室溫、水淬池中均質(zhì)完成固溶處理； 步驟C、開坯和拉拔成管材：固溶處理后的鋼錠開坯后經(jīng)過熱拉拔、回火均質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，其特征在于步驟A中所述 料方中Μη的重量百分比含量為329Γ35%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，其特征在于步驟Α所 述高錳鋼的熔煉采用的是工頻電感應(yīng)爐、爐內(nèi)氬氣正壓環(huán)境。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，其特征在于步驟C中熱 拉拔、回火均質(zhì)的工藝條件為：首先將坯料加熱至在800°C ~1000°C、然后熱拉拔成壁厚為 l(T20mm的管材，再在1000°C?1100°C下保持1~2小時(shí)，后轉(zhuǎn)移到室溫、水淬池中均質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，其特征在于還包括步驟D、 熱拉拔后的管材再進(jìn)行冷拉拔、退火均質(zhì)成型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫塑性高錳鋼管材的加工工藝，其特征在于步驟D中冷拉 拔、退火均質(zhì)的工藝條件為：熱拉拔、均質(zhì)后的管材在室溫下冷拉拔至壁厚為1.0mnT2.0_ 的薄壁管材，所述薄壁管材在600°C ~850°C下保持0. 5~2小時(shí)，后轉(zhuǎn)移到室溫、水淬池中均 質(zhì)。
7. -種低溫塑性高錳鋼管材，其特征在于該管材采用權(quán)利要求1所述的工藝步驟加工 而成.。
8. -種低溫塑性高錳鋼管材，其特征在于該管材采用權(quán)利要求5所述的工藝步驟加工 而成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的低溫塑性高錳鋼管材，其特征在于該管材在-170°C _196°C、 常壓下的力學(xué)性能參數(shù)為：屈服強(qiáng)度420-460MPa，抗拉強(qiáng)度660-800MPa，延伸率 18. 0%-37. 8 %，斷口類型屬于沿晶斷裂。
【文檔編號(hào)】C22C38/04GK104259229SQ201410399638
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】王玉輝, 黃曉旭, 王天生, 賀延明, 彭艷, 廖波 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)