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一种1000MPA级高强气瓶用无缝钢管及其制备方法.pdf

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一种 1000 MPA 高强 气瓶用 无缝钢管 及其 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910027254

申请日:

20190111

公开号:

CN109594021A

公开日:

20190409

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法律详情: 公开
IPC分类号: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C22C38/42; 主分类号: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C22C38/42;
申请人: 包头钢铁(集团)有限责任公司
发明人: 余泽金;米永峰;张行刚;贾冬梅;林震
地址: 014010 内蒙古自治区包头市昆区河西工业区
优先权:
专利代理机构: 11574 代理人: 全成哲
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910027254

授权公告号:

法律状态公告日:

20190409

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其化学成分的质量百分含量为:C0.33~0.37%、Si0.20~0.35%、Mn0.7~0.9%、Cr1.0~1.2%、Mo0.40~0.45%、Al0.010~0.040%、Ni0.10~0.25%、P≤0.015%、S≤0.005%、Cu≤0.20,其余为铁及微量杂质元素。同时提供了一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管的制备方法。本发明生产的1000MPa无缝钢管满足高压气瓶对管体材料的高强度、高韧性的性能的要求,同时生产效率高,金属消耗小。

权利要求书

1.一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其特征在于:其化学成分的质量百分含量为:C 0.33~0.37%、Si 0.20~0.35%、Mn 0.7~0.9%、Cr 1.0~1.2%、Mo 0.40~0.45%、Al 0.010~0.040%、Ni 0.10~0.25%、P≤0.015%、S≤0.005%、Cu≤0.20,其余为铁及微量杂质元素。 2.根据权利要求1所述的1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其特征在于:化学成?#31181;?#37327;百分含量为:C 0.37%、Si 0.28%、Mn 0.82%、P 0.011%、S 0.010%、Cr 1.12%、Mo 0.45%、Al 0.022%、Ni 0.18%,其余为铁及微量杂质元素。 3.根据权利要求1所述的1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其特征在于:化学成?#31181;?#37327;百分含量为:C 0.35%、Si 0.25%、Mn 0.71%、P 0.015%、S 0.008%、Cr 1.00%、Mo 0.42%、Al 0.02%、Ni 0.21%,其余为铁及微量杂质元素。 4.根据权利要求1-3任意一项所述的1000MPa级高强气瓶用无缝钢管的制备方法,其特征在于:包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD脱气、圆坯连铸和钢轧制及热处理;其中所述转炉冶炼的铁水全部采用预脱硫铁水,铁水要求S≤0.05%,P≤0.12%,终脱氧采用有铝脱氧,终点温度≥1630℃,LF精炼要求全程正常吹氩,采用从低数级到高数级升温方式,VD脱气深真空≤0.10Kpa,深真空≥13?#31181;櫻琕D后期喂入200m硅钙线,喂线后保证软吹时间≥15min;连铸拉速控制在0.35m/min,钢水的过热度≤30℃。 5.根据权利要求4所述的1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其特征在于:所述钢轧制的过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、定径、冷床冷却、探伤,圆坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热,预?#20219;?#24230;控制在980℃-1150℃,加热段控制在1100℃-1280℃,均热段控制在1240℃-1290℃,轧管温度控制在1150℃-1200℃,定径后温度≥850℃,冷床上采用密排缓冷工艺,在650℃以上,冷却速率≤0.50℃/s。 6.根据权利要求1所述的1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其特征在于:所述热处理的工艺为采用淬火和回火调质工艺,淬火介质为水,淬火温?#20219;?50℃,保温30-50min,回火温?#20219;?80℃~610℃,保温80-1000min。 7.根据权利要求1所述的1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其特征在于:淬火保温40min,回火保温90min。

说明书


一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管及其制备方法
技术领域


本发明涉及冶金技术领域,尤其涉及一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管及其制
备方法。


背景技术


天然气是一种优质高效能源,是保护大气环境的最理想燃料。同时天然气储量丰
富,是石油的理想替代能源。随着世界经济的全球化发展,天然气在能源结构中的地位日益
扩大,有效地缓解了能源紧张局势。


随天然气储运设备市场剧增,如何实现气体的快速、高效和便捷输送成为工业气
体行业关注的焦点,尤其是特种高压气瓶(如CNG气瓶)、超高压气瓶已成为发展趋势。而制
备满足使用需求的高强气瓶用无缝钢管是急需解决的问题。


发明内容


本发明的目的是提供一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,满足高强度、高韧性的
性能的要求,同时生产效率高,金属消耗小。


为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:


一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其化学成分的质量百分含量为:C 0.33~
0.37%、Si 0.20~0.35%、Mn 0.7~0.9%、Cr 1.0~1.2%、Mo 0.40~0.45%、Al 0.010~
0.040%、Ni 0.10~0.25%、P≤0.015%、S≤0.005%、Cu≤0.20,其余为铁及微量杂质元
素。


进一步的,化学成?#31181;?#37327;百分含量为:C 0.37%、Si 0.28%、Mn 0.82%、P
0.011%、S 0.010%、Cr 1.12%、Mo 0.45%、Al 0.022%、Ni 0.18%,其余为铁及微量杂质
元素。


进一步的,化学成?#31181;?#37327;百分含量为:C 0.35%、Si 0.25%、Mn 0.71%、P
0.015%、S 0.008%、Cr 1.00%、Mo 0.42%、Al 0.02%、Ni 0.21%,其余为铁及微量杂质
元素。


一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管的制备方法,包括铁水预处理、转炉冶炼、LF
精炼、VD脱气、圆坯连铸和钢轧制及热处理;其中所述转炉冶炼的铁水全部采用预脱硫铁
水,铁水要求S≤0.05%,P≤0.12%,终脱氧采用有铝脱氧,终点温度≥1630℃,LF精炼要求
全程正常吹氩,采用从低数级到高数级升温方式,VD脱气深真空≤0.10Kpa,深真空≥13分
钟,VD后期喂入200m硅钙线,喂线后保证软吹时间≥15min;连铸拉速控制在0.35m/min,钢
水的过热度≤30℃。


进一步的,所述钢轧制的过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、定径、冷床冷却、探伤,圆
坯加热采用预热段、加热段、均热段分段式加热,预?#20219;?#24230;控制在980℃-1150℃,加热段控
制在1100℃-1280℃,均热段控制在1240℃-1290℃,轧管温度控制在1150℃-1200℃,定径
后温度≥850℃,冷床上采用密排缓冷工艺,在650℃以上,冷却速率≤0.50℃/s。


进一步的,所述热处理的工艺为采用淬火和回火调质工艺,淬火介质为水,淬火温
?#20219;?50℃,保温30-50min,回火温?#20219;?80℃~610℃,保温80-1000min。


进一步的,淬火保温40min,回火保温90min。


与现有技术相比,本发明的有益技术效果:


本发明经调质后管体屈服强度:1016Mpa~1082Mpa,抗拉强度:1108Mpa~
1167Mpa,-50℃夏比V型缺口吸收冲击能量:52J~66J,硬度:31HRC~37HRC。调质后材料具
有良好的综合性能,可以保证材料使用的安全性。


具体实施方式


以下结合实施例,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。


冶炼生产过程包括铁水预处理、要求S≤0.05%,P≤0.12%,来保证?#31181;?#22841;杂物含
量在较低的水平,终脱氧采用转炉冶炼、LF精炼、VD脱气和圆坯连铸,转炉冶炼全部采用预
脱硫铁水,铁水有铝脱氧,减少?#31181;?#27668;体特别是氧含量,终点温度≥1630℃,LF精炼要求全
程正常吹氩,采用从低数级到高数级升温方式,VD深真空≤0.10Kpa,深真空≥13?#31181;櫻琕D后
期喂入200m硅钙线,使?#31181;械?#22841;杂物能充分变性,喂线后保证软吹时间≥15min使夹杂物能
充分上浮。连铸采用横拉速,控制在0.35m/min,钢水的过热度≤30℃。


钢的轧制过程包括圆坯加热、穿孔、轧管、张减径、冷床冷却、探伤,管坯加热采用
预热段、加热段、均热段分段式加热,?#32454;?#25511;制炉温,温度均匀上升,预?#20219;?#24230;控制在980℃-
1150℃,加热段控制在1100℃-1280℃,均热段控制在1240℃-1290℃,保证材料加热均匀烧
透?#21482;?#36807;烧,轧管温度控制在1150℃-1200℃,保证钢管的轧制在材料塑性最好的温度区
间,变形抗力小,张力减径温度≥850℃,相当于材料进行了一次正火,为后续的热处理做组
织准备。然后冷床上采用密排缓冷工艺,在650℃以上,冷却速率≤0.50℃/s,使?#31181;?#32452;织相
变发生在铁素体十珠光体组织转变区间。


钢的热处理过程,采用淬火+回火调质工艺,淬火介质为水,淬火温?#20219;?50℃,保
温40min,回火温?#20219;?50℃~610℃,保温90min。?#32454;?#25511;制回火炉温度的波动。


上述过程生产的一种1000MPa级高强气瓶用无缝钢管,其化学成分的质量百分含
量为:C 0.33~0.37%、Si 0.20~0.35%、Mn 0.7~0.9%、Cr 1.0~1.2%、Mo 0.40~
0.45%、Al 0.010~0.040%、Ni 0.10~0.25%、P≤0.015%、S≤0.005%、Cu≤0.20,其余
为铁及微量杂质元素。


各实施例化学成分如表1所示。


















实施例


C


Si


Mn


P


S


Cr


Mo


Al


Ni




实施例1


0.37


0.28


0.82


0.011


0.010


1.12


0.45


0.02


0.18




实施例2


0.35


0.25


0.71


0.015


0.008


1.00


0.42


0.02


0.21






表1各示例化学成分(%)


各实施例热处理工艺如表2所示。


表2各示例热处理工艺







各实施例力学性能检测结果如表3所示。


表3各实施例力学性能测试结果












从表3可以看出,本发明的无缝钢管材料具有良好的力学性能,特别是材料的强度
值控制稳定,且钢低温冲击韧性好,-50℃冲击值达50J以上,材料具有很好强度和韧性。


以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的?#27573;?#36827;行
限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出
的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护?#27573;?#20869;。


关于本文
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