一种壁厚大于25mm的含B管线无缝钢管热处理方法

技术领域

本发明涉及一种壁厚大于25mm的含B管线无缝钢管热处理方法。

背景技术

针对X65Q钢级及以上输送管线用无缝钢管，实际工况要求材料其有良好的焊接性能、高的强度和良好的韧性，但API 5L标准对钢中C含量上限，以及碳当量和钢中微合金化元素的上限有严格限制，从而保证材料的焊接性及低温韧性。工厂生产厚壁高钢级的管线无缝钢管既要保证材料的强度，又要保证材料的焊接性能和韧性难度很大。本发明旨在添加少量硼微合金化元素提高材料的淬透性、通过硼元素对钢中显微组织晶界的强化和调质热处理方法，使产品同时满足强度和韧性、焊接性能要求。实现低成本、高效生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种含B元素生产成本低、钢管壁厚大于25mm、调质热处理后产品性能满足X65Q钢级以及上管线管要求的热处理制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种壁厚大于25mm的含B管线无缝钢管热处理方法，其工艺流程为：热轧无缝钢管→淬火炉加热→淬火炉保温→出炉→水淬→回火炉加热→回火炉均热→回火炉保温→出炉→空冷→头尾端取样→检测分析，其特征在于，具体包括：

将无缝钢管装入淬火炉，经过加热段、保温段后，无缝钢管保温段温度加热到910℃±10℃，保温5-10分钟；

无缝钢管出淬火炉进行水淬热处理，钢管头端内喷嘴的喷水量为3500m

将无缝钢管加热到680℃进行均热和保温，从加热至保温段，总时间控制在90分钟，炉温控制在680℃±10℃；

无缝钢管回火热处理结束后出炉进行空冷；

对热处理完毕的无缝钢管的头尾端各取300mm的管端试样进行力学性能和显微组织分析；

进一步的，无缝钢管的化学成分及百分含量为：C 0.14-0.17％；Si0.20-0.35％；Mn 1.45-1.60％；P≤0.018％；S≤0.010％；B 0.002-0.004％；Ti0.01-0.02％；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素。

进一步的，钢中碳当量CE

进一步的，无缝钢管经过水淬调质热处理，钢管的各项力学性能达到：屈服强度：500～600MPa；抗拉强度：600～700MPa；屈强比：≤0.90；延伸率：≥22％；-50℃时的横向冲击值：KV

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

①热轧态无缝钢管采用低成本C+Mn+B+Ti合金化元素组合，生产壁厚大于25mm的非API 5L标准的产品，使得钢中碳当量CEIIW≤0.43。

②无缝钢管回火热处理结束后出炉进行空冷，采用“C+Mn+B+Ti”合金化元素组合生产的经济的、非API 5L标准的厚壁管线无缝钢管经过水淬调质热处理，使得钢管的各项性能优异，具体性能指标如下：

屈服强度：屈服强度：500～600MPa；抗拉强度：600～700MPa；屈强比：≤0.90；延伸率：≥22％；-50℃时的横向冲击值：KV8≥50J/cm2；晶粒度：≥8.0级。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为实施例1显微组织照片；

图2为实施例2显微组织照片；

图3为实施例3显微组织照片。

具体实施方式

下面结合实施例1～实施例3对本发明作进一步详细说明。

轧制合格的热轧态管线用无缝钢管，钢中化学成分质量百分比含量满足：C0.14-0.17；Si 0.20-0.35；Mn 1.45-1.60；P≤0.018；S≤0.010；B 0.002-0.004；Ti 0.01-0.02；余量为基体Fe和无法检测的微量杂质元素；碳当量CE

生产工艺流程顺序为：热轧无缝钢管→淬火炉加热→淬火炉保温→出炉→水淬→回火炉加热→回火炉均热→回火炉保温→出炉→空冷→头尾端取样→检测分析。

具体生产工艺流程简述如下：

1、轧制合格的热轧态管线用无缝钢管，使得钢中碳当量CE

2、将无缝钢管装入淬火炉，经过加热段、保温段后，无缝钢管保温段温度加热到910℃，保温7分钟。

3、无缝钢管出淬火炉进行水淬热处理，钢管头端内喷嘴的喷水量为3500m

4、将无缝钢管加热到680℃进行均热和保温，从加热至保温段，总时间控制在90分钟，炉温控制在±10℃；。

5、无缝钢管回火热处理结束后出炉进行空冷。

6、对热处理完毕的无缝钢管的头尾端各取300mm的管端试样进行力学性能和显微组织分析。

对热处理后，规格为Ф406.4mm×30mm×12000mm(钢管外径×钢管壁厚×钢管长度)管线用无缝钢管，取样进行化检验，其化学成分化验结果(重量百分比含量)见表2，力学性能检测结果及见表3，金相性能检测结果见表4，显微组织照片见图1～图3所示。

表2管坯的化学成分检测结果(重量％)

表3无缝钢管的力学性能检测结果

表4无缝钢管的金相性能检测结果(级)

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，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范围内。