高性能不锈钢管制备工艺的重要突破

       近年来，随着各行业对能源的依赖度不断提高，电、油、天然气的需求快速增长，超临界电站锅炉、高含 H2S 油气田开采等项目迅速发展，带动了对高性能不锈钢管的巨大市场需求。然而，长期以来，这些产品被国外厂家高价垄断，使这些项目的建设不得不付出大量的外汇。 

 

       2006年以来，我国浙江久立特材科技公司通过消化、吸收国外先进技术，并进行了大量的工艺研究和实践，使得这些高性能钢管热成型工艺得到突破，从而打破了国外垄断局面，大大降低了使用厂家的采购成本。既节约了大量外汇，又推动了国内高性能产品的广泛应用。

       超临界电站锅炉、高含 H2S 油气田开采所使用的不锈钢及合金钢管，其合金含量高，热加工性能较差。同时由于使用条件恶劣，对各项技术性能要求很高。采用现在普遍采用的热穿孔加冷轧方式生产这些材料的管子难度大，成本高，并且质量难以保证，不具备稳定生产的条件，难以具有竞争力。针对这种情况，久立特材科技公司研发了用热挤压和冷轧工艺生产 HR3C 无缝钢管的新工艺。其中，热挤压由于其加工变形时金属承受三向压应力作用，特别适用于高合金含量的难变形金属的成型，它有效地解决了高性能不锈钢和高合金钢管的热加工瓶颈。另一方面，通过冷轧加工改善管材表面质量和尺寸精度，可以确保材料在特殊环境中使用时安全性更高。HR3C 是在 TP310 基础上添加Nb、N而改进的耐热钢，产品持久强度高，组织稳定性好，具有较高的高温强度和持久强度，以及较高的抗高温蒸汽腐蚀性能，管材用于超临界燃煤锅炉的过热器和再热器受热面。

       他们采用的工艺步骤如下：（1）管坯经过清洗，确保加热前表面无油污和赃物;（2）管坯经过三步加热，先环形炉预热，再经过两次感应炉加热。预热温度为 850～900℃，一次感应加热温度为1170℃，二次感应加热温度为1210℃。挤压采用玻璃润滑剂润滑；挤压出口速度控制不超过 5 m/s；挤压产生径向和环向压缩和轴向延伸变形，变形量达到90%。（4）冷轧：挤压管经过一道次冷轧成品以提高表面质量和尺寸精度。冷轧采用环孔型、长行程两辊轧机轧制，孔型曲线采用适合特殊材料大变形高精度轧制的双曲线。（5）热处理：成品固溶是在热加工基础上调整产品性能的关键工序，固溶处理在连续辊底式炉中进行，用天然气作为燃烧介质，炉内设置还原性气氛，温度连续监控调节，出炉水冷。固溶温度为 1220℃，保温时间约 30 min。

        该公司采用这种工艺生产的 HR3C无缝钢管，产品尺寸精度高，表面质量好，产品性能稳定，组织均匀，常温及高温强度等性能指标均远远高于标准规定GB5310。（室温下抗拉强度685MPa；延伸率49%；硬度86.8HRB；700oC下，抗拉强度455MPa；延伸率45%。）他们的工作表明，该工艺适用于高合金特殊难变形材料的成型，具有推广价值。
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