專利名稱：石油裂化用無縫鋼管及其熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無縫鋼管，特別是一種用于石油裂化用無縫鋼管及其熱處理方法。
背景技術(shù)：
由于科技飛速發(fā)展帶來了環(huán)境污染等負(fù)面影響，人們已逐漸意識到這一嚴(yán)重問題，開始在環(huán)境改善方面投入巨大精力及財力。用于石油裂化高溫爐管及部件的無縫鋼管， 要求具有高的抗腐蝕性能和一定的高溫強度，但同時也要求常溫強度和硬度不能太高，同時沖擊韌性要高，從而滿足加工性能和運行的安全性。針對這一性能要求，GB9946提出了對lCr5Mo采用退火的熱處理工藝。但退火熱處理工藝需要對鋼管進(jìn)行長時間加熱，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低，對連續(xù)式熱處理爐，該工藝并不適用。如何試圖采用退火工藝，來達(dá)到很好的力學(xué)性能為棘手的課題。
發(fā)明內(nèi)容
針對GB9948標(biāo)準(zhǔn)對lCr5Mo要求進(jìn)行退火的熱處理gon工藝不適用于連續(xù)式熱處理爐，本發(fā)明的目的是提供一種石油裂化用無縫鋼管及其熱處理方法，包括化學(xué)成分配比以及正火+回火的熱處理工藝，以滿足連續(xù)式熱處理爐能夠熱處理lCr5Mo的要求，同時保證性能滿足GB9948的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種石油裂化用無縫鋼管，其中該鋼管的成份按重量％為C 0. 08 0. 15%、SiO. 20 0. 50 %, MnO. 30 0. 60%、 P ^ 0. 020 %, S ^ 0. 020 %, Ni ^ 0. 20 %, Cr 4. 00 6. 00 %、Mo 0. 40 0. 55 %、 Cu 彡 0. 20%, Al 彡 0. 015%, V ^ 0. 08%, Nb 彡 0. 01%, N ^ 0. 008%，余量為 Fe。還提供一種對權(quán)利要求1所述無縫鋼管的熱處理方法，其中對按上述成分的無縫鋼管熱進(jìn)行熱處理時，采用連續(xù)式熱處理爐進(jìn)行正火及回火，正火溫度為920 960°C， 正火保溫時間為1. 0 1. anin/mm，至少不能小于25min，回火溫度為750 790°C，回火保溫時間為2. 0 2. !Min/mm，至少不能少于1小時；無縫鋼管的壁厚尺寸單位為mm。該無縫鋼管采用GB9948標(biāo)準(zhǔn)要求，其性能指標(biāo)為該無縫鋼管常溫下的屈服強度在380 440MPa ；抗拉強度在520 580MPa ；硬度小于180HB ；沖擊值達(dá)到300J以上。本發(fā)明的效果是通過對石油裂化用無縫鋼管化學(xué)成分的調(diào)整，采用適合連續(xù)式熱處理的正火加回火的熱處理工藝進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品的力學(xué)性能也滿足GB9948要求。
具體實施例方式結(jié)合實施例對本發(fā)明的石油裂化用無縫鋼管及其熱處理方法加以說明。本發(fā)明的石油裂化用無縫鋼管，該鋼管的成份按重量％為C 0.08 0. 15%、Si0. 20 0. 50%,Mn 0. 30 0. 60%,P ^ 0. 020%, S ( 0. 020%,Ni ( 0. 20%, Cr 4. 00 6. 00 %, Mo 0. 40 0. 55 %、Cu 彡 0. 20 %、Al 彡 0. 015 %、V 彡 0. 08 %、Nb 彡 0. 01 %、 N^O. 008%，余量為 Fe。生產(chǎn)上述鋼種的石油裂化用無縫鋼管熱處理方法采用GB9948標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外的正火加回火熱處理工藝，一改GB9948標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該鋼種的熱處理工藝為退火，具體工藝方法為正火溫度為920 960°C，正火保溫時間按1. 0 1. anin/mm，但不能少于25min， mm為鋼管的壁厚尺寸，回火溫度為750 790°C，回火保溫時間按2. 0 2. !Min/mm，但不能少于1小時。本發(fā)明的石油裂化用無縫鋼管及其熱處理方法是基于如下的分析①化學(xué)成分配比C含量過高，可使lCr5Mo的室溫拉伸強度顯著提高，最終將會導(dǎo)致通過正火+回火后，強度高于標(biāo)準(zhǔn)上限，同時過高的C含量可使焊接性能降低，同時降低高溫塑性。因此將 C含量控制在0. 10%左右。V、Nb則會通過與C和N結(jié)合，形成MX型金屬間化合物，起到沉淀強化和細(xì)化晶粒的作用，直接結(jié)果是使鋼的室溫拉伸強度高于標(biāo)準(zhǔn)上限，因此應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制。S和S化物在晶界偏析，削弱晶界，形成孔洞，從而引起晶界脆化和蠕變脆化，因此要嚴(yán)格控制，我公司生產(chǎn)的lCr5Mo將S含量控制在0. 010%以下。P在鋼中的存在能夠增加鋼的脆性，同時造成合金元素嚴(yán)重偏析，因此要嚴(yán)格控制 P的含量，將P含量控制在0. 020%以下。而過高的Al含量，將會削弱其它元素所起的作用，同時也強烈降低鋼的持久性能，因此將Al含量控制在0. 010%以下。N與鋼中的Nb和V形成MX型金屬間化合物，對強度有明顯影響，因此將N含量嚴(yán)格控制在0. 008%以下。Cr的加入能夠顯著提高鋼的抗氧化性能和抗腐蝕性能，同時在鋼中以Cr3(C、N)或 Cr23C6的形式存在，提高了鋼的持久強度。但是過高含量的Cr不僅增加成本，而且使室溫拉伸強度顯著升高，因此將Cr的含量控制在4. 5%左右。Si作為強的脫氧劑，鋼中的含量不能太少，同時Si提高鋼的高溫強度，但當(dāng)Si含量高時，容易引起鋼中碳的石墨化，因此將鋼中的Si控制在0. 30%左右。Mn具有脫氧的作用，提高鋼的純凈度，并且提高鋼的塑性，但含量過高時，則增加鋼種夾雜物的含量，因此將Mn的含量控制在0. 40 0. 50%之間。Mo提高鋼的耐熱性能和高溫強度，但同時也提高鋼室溫的強度和硬度，因此將Mo 控制在0. 40 0. 45%之間。②熱處理工藝對熱軋后的lCr5Mo進(jìn)行正火及回火的熱處理工藝，經(jīng)過測定 lCr5Mo的AC3在860°C左右，由于合金含量比較高，因此將正火溫度定為AC3溫度以上，即 920 960°C，保溫時間則以鋼完全奧氏體化和合金元素完全固溶為準(zhǔn)，按1. 0 1. 2min/ mm但不能少于25min;回火則采用高溫回火，以保證鋼管的室溫強度和硬度在GB9948標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，具體如實施例3表中各項指標(biāo)，但不能超過ACl溫度，因此將回火溫度定為 750 790°C，保溫時間需要適當(dāng)延長以降低室溫強度和硬度，保溫時間按2. 0 2. 3min/ mm，但不能少于1小時。
權(quán)利要求
1.一種石油裂化用無縫鋼管，其特征是該鋼管的成份按重量％為C 0.08 0.15%、 Si 0. 20 0. 50 %、Mn 0. 30 0. 60 %、P 彡 0. 020 %，S 彡 0. 020 %, Ni ^ 0. 20 %, Cr 4. 00 6. 00%,Mo 0. 40 0. 55%,Cu^O. 20%,Al 彡 0. 015%,V^O. 08%,Nb ^ 0. 01%, N^O. 008%，余量為 Fe。
2.一種對權(quán)利要求1所述無縫鋼管的熱處理方法，其特征是對按上述權(quán)利要求1 所述成分的無縫鋼管熱進(jìn)行熱處理時，采用連續(xù)式熱處理爐進(jìn)行正火及回火，正火溫度為 920 960°C，正火保溫時間為1. 0 1. 2min/mm,至少不能小于25min，回火溫度為750 790°C，回火保溫時間為2. 0 2. !Min/mm，至少不能少于1小時；無縫鋼管的壁厚尺寸單位為mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無縫鋼管，其特征是該無縫鋼管采用GB9948標(biāo)準(zhǔn)要求， 其性能指標(biāo)為該無縫鋼管常溫下的屈服強度在380 440MPa ； 抗拉強度在520 580MPa ； 硬度小于180HB ； 沖擊值達(dá)到300J以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種石油裂化用無縫鋼管，該鋼管的成份按重量％為C 0.08～0.15％、Si 0.20～0.50％、Mn 0.30～0.60％、P≤0.020％，S≤0.020％、Ni≤0.20％、Cr 4.00～6.00％、Mo 0.40～0.55％、Cu≤0.20％、Al≤0.015％、V≤0.08％、Nb≤0.01％、N≤0.008％，余量為Fe。同時還提供一種生產(chǎn)上述無縫鋼管的正火加回火的熱處理工藝。本發(fā)明效果是通過嚴(yán)格控制化學(xué)成分，采用GB9948標(biāo)準(zhǔn)以外的熱處理制度對該鋼管進(jìn)行熱處理，熱處理后的各種性能均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，可用于石油裂化的高溫爐管及部件。
文檔編號C22C38/46GK102191437SQ20111011238
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者何彪, 吳國強, 姚家華, 尹溪泉, 張俊萍, 張寶惠, 曹金榮, 梁海泉, 王國亮, 肖功業(yè), 趙慶權(quán) 申請人:天津鋼管集團股份有限公司