無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，屬于鋼管熱處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無縫鋼管的生產(chǎn)過程中，為了獲得所需的性能，需要對其進行熱處理，無縫鋼管 的熱處理一般包括退火、正火、淬火和回火。淬火是將無縫鋼管加熱至相變溫度以上的給定 溫度，保溫一定時間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝。淬火目的在于為了獲得馬氏體，以 便在適當(dāng)溫度回火后，獲得所需力學(xué)性能?；鼗鹗菍o縫鋼管加熱到奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變 溫度以下的某一溫度，經(jīng)適當(dāng)保溫后，冷到室溫的熱處理工藝。回火目的在于獲得無縫鋼管 所需的組織和性能。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為 調(diào)質(zhì)熱處理。
[0003] 傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)熱處理通常在連續(xù)式步進熱處理生產(chǎn)線上進行，連續(xù)式步進熱處理線 通常包括步進式淬火爐和步進式回火爐。鋼管通常先進淬火爐，在加熱段升溫到淬火溫度， 到保溫段保溫一段時間后出爐水冷，再進回火爐，在加熱段升溫到回火溫度，到保溫段保溫 一段時間后出爐空冷，完成調(diào)質(zhì)處理。淬火爐及回火爐多采用燃氣加熱，其加熱時間長，鋼 管在爐內(nèi)的時間長，單位時間熱處理產(chǎn)量低，鋼管的氧化燒損大，使制造成本增加，制造效 率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法。
[0005] 本發(fā)明無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，包括淬火和回火，其中，淬火采用如下方法： 先將無縫鋼管感應(yīng)加熱至淬火溫度以下〇~50°C，再將其放入淬火爐內(nèi)，保證其溫度為淬 火溫度，并保溫，然后加速冷卻；
[0006] 回火采用如下方法：將無縫鋼管感應(yīng)加熱至回火溫度以下0~50°C，再將其放入 回火爐內(nèi)，保證其溫度為回火溫度，并保溫，然后空冷至室溫。
[0007] 進一步的，淬火和回火時的感應(yīng)加熱均采用感應(yīng)線圈來進行。
[0008] 作為優(yōu)選方案，感應(yīng)線圈的電流頻率為80~200Hz。
[0009] 進一步的，淬火時，保溫時間為10~30min，回火時，保溫時間為30~60min。
[0010] 其中，所述淬火爐和回火爐均為步進式燃氣爐。
[0011] 其中，所述加速冷卻為水冷、氣冷或水霧冷卻。
[0012] 本發(fā)明在傳統(tǒng)的連續(xù)式步進熱處理生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進行了改進，采用感應(yīng)圈和步 進式燃氣爐結(jié)合的熱處理生產(chǎn)線，單位時間熱處理產(chǎn)量高，鋼管的氧化燒損小。通過本發(fā)明 的方法，能夠保證熱處理后的鋼管的性能穩(wěn)定，降低成產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
【具體實施方式】
[0013] 本發(fā)明無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，包括淬火和回火，其中，淬火采用如下方法： 先將無縫鋼管感應(yīng)加熱至淬火溫度以下O~50°c，再將其放入淬火爐內(nèi)，保證其溫度為淬 火溫度，并保溫，然后加速冷卻；
[0014] 回火采用如下方法：將無縫鋼管感應(yīng)加熱至回火溫度以下0~50°C，再將其放入 回火爐內(nèi)，保證其溫度為回火溫度，并保溫，然后空冷至室溫。
[0015] 淬火溫度以下0~50°C是指低于淬火溫度50°C到淬火溫度這一溫度范圍，回火溫 度以下0~50°C是指低于回火溫度50°C到回火溫度這一溫度范圍。
[0016] 其中，所述淬火溫度和回火溫度根據(jù)鋼的成分、原始組織和性能要求來確定。其確 定方法為現(xiàn)有技術(shù)，在生產(chǎn)實踐中選擇淬火溫度和回火溫度時，要考慮生產(chǎn)的無縫鋼管的 化學(xué)成分、技術(shù)要求、尺寸形狀以及原始組織以及冷卻介質(zhì)等諸多因素，對加熱溫度和回火 溫度進行適當(dāng)調(diào)整。例如，按API 5CT標(biāo)準(zhǔn)L80-1鋼級生產(chǎn)規(guī)格為244. 48*11. 05的套管， 采用20CrMo，其淬火溫度可選擇900 °C，回火溫度可為650 °C。
[0017] 感應(yīng)加熱的速度快，加熱時間短，可在數(shù)秒內(nèi)即達到要求。淬火時，感應(yīng)加熱由于 加熱速度比爐體加熱速度快得多，因此其馬氏體組織更細小，相應(yīng)的硬度也更高。但是，感 應(yīng)加熱的無縫鋼管會存在局部溫度不均的問題，同時由于感應(yīng)加熱時間短，限制了碳化物 的溶解時間，珠光體層間的碳化物仍殘留在奧氏體中，并保留在隨后轉(zhuǎn)變的馬氏體組織中。 通過將其放入加熱爐內(nèi)，可起到均溫和保溫的作用，同時增加了碳化物的溶解時間，以保證 所得鋼管的性能穩(wěn)定。
[0018] 進一步的，無縫鋼管在感應(yīng)加熱時，可采用環(huán)形感應(yīng)線圈進行加熱。無縫鋼管放在 交流環(huán)形感應(yīng)線圈中，在交變磁場作用下被加熱。所述感應(yīng)線圈的電流頻率為80~200Hz， 優(yōu)選感應(yīng)線圈的電流頻率為90~160Hz，鋼管壁厚越厚，則頻率越低，無縫鋼管在感應(yīng)線圈 中的加熱時間由鋼管升溫達到設(shè)定溫度所需時間而定。
[0019] 淬火時，保溫時間根據(jù)鋼管壁厚而定，回火時，保溫時間也根據(jù)鋼管壁厚而定。為 了獲得性能穩(wěn)定的無縫鋼管，淬火時，保溫時間優(yōu)選為10~30min，回火時，保溫時間優(yōu)選 為 30 ~60min。
[0020] 本發(fā)明所述淬火爐和回火爐均為本領(lǐng)域常用的加熱爐，優(yōu)選為步進式燃氣爐。
[0021] 進一步的，淬火時，加速冷卻優(yōu)選為水冷、氣冷或水霧冷卻。
[0022] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實施例范圍之中。
[0023] 實施例1
[0024] 按API 5CT標(biāo)準(zhǔn)L80-1鋼級生產(chǎn)規(guī)格為244. 48*11. 05的套管，鋼種采用20CrMo， 具體成分見表1，生產(chǎn)工藝流程：電爐煉鋼一連鑄280坯一340連乳機組熱乳一調(diào)質(zhì)熱處理 -探傷、水壓、檢查、包裝。
[0025] 表1 20CrMo鋼的化學(xué)成分
[0027] 20CrMo套管在感應(yīng)加熱+連續(xù)式步進爐生產(chǎn)線上進行調(diào)質(zhì)熱處理，套管在進淬火 爐前經(jīng)過感應(yīng)加熱圈加熱到860~880°C，再進淬火爐進行保溫后，冷卻；套管在進回火爐 前經(jīng)過感應(yīng)加熱圈加熱到610~630°C，再進回火爐進行保溫后，空冷。具體工藝參數(shù)如下： 感應(yīng)線圈的電流頻率為140Hz，淬火溫度為900°C，淬火保溫時間為15分鐘，淬火冷卻使用 水淬，回火溫度為650°C，回火保溫時間為45分鐘。熱處理后所得套管的力學(xué)性能見表2， 全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0028] 表2 20CrMo的力學(xué)性能
[0030] 實施例2
[0031] 按API 5CT標(biāo)準(zhǔn)L80-1鋼級生產(chǎn)規(guī)格為273. 05*20. 24的套管，鋼種采用20CrMo， 具體成分見表1，生產(chǎn)工藝流程：電爐煉鋼一連鑄280坯一340連乳機組熱乳一調(diào)質(zhì)熱處理 -探傷、水壓、檢查、包裝。
[0032] 20CrMo套管在感應(yīng)加熱+連續(xù)式步進爐生產(chǎn)線上進行調(diào)質(zhì)熱處理，套管在進淬火 爐前經(jīng)過感應(yīng)加熱圈加熱到850~860°C，再進淬火爐加熱到淬火溫度進行保溫后，冷卻； 套管在進回火爐前經(jīng)過感應(yīng)加熱圈加熱到620~640°C，再進回火爐加熱到回火溫度進行 保溫后，空冷。具體工藝參數(shù)如下：感應(yīng)線圈的電流頻率為90Hz，淬火溫度為900°C，淬火保 溫時間為30分鐘，淬火冷卻使用水淬，回火溫度為650°C，回火保溫時間為60分鐘。熱處理 后所得套管的力學(xué)性能見表3,全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0033] 表3 20CrMo的力學(xué)性能
[0034]
[0035] 實施例3
[0036] 按API 5CT標(biāo)準(zhǔn)L80-1鋼級生產(chǎn)規(guī)格為177. 8*9. 19的套管，鋼種采用20CrMo,具 體成分見表1，生產(chǎn)工藝流程：電爐煉鋼一連鑄280坯一340連乳機組熱乳一調(diào)質(zhì)熱處理一 探傷、水壓、檢查、包裝。
[0037] 20CrMo套管在感應(yīng)加熱+連續(xù)式步進爐生產(chǎn)線上進行調(diào)質(zhì)熱處理，套管在進淬火 爐前經(jīng)過感應(yīng)加熱圈加熱到865~875°C，再進淬火爐加熱到淬火溫度進行保溫后，冷卻； 套管在進回火爐前經(jīng)過感應(yīng)加熱圈加熱到600~620°C，再進回火爐加熱到回火溫度進行 保溫后，空冷。具工藝參數(shù)如下：感應(yīng)線圈的電流頻率為160Hz，淬火溫度為900°C，淬火保 溫時間為10分鐘，淬火冷卻使用水淬，回火溫度為650°C，回火保溫時間為30分鐘。熱處理 后所得套管的力學(xué)性能見表4,全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0038] 表4 20CrMo的力學(xué)性能
[0040]續(xù)表 4

【主權(quán)項】
1. 無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，包括淬火和回火，其特征在于： 淬火采用如下方法：先將無縫鋼管感應(yīng)加熱至淬火溫度以下0~50°c，再將其放入淬 火爐內(nèi)，保證其溫度為淬火溫度，并保溫，然后加速冷卻； 回火采用如下方法：將無縫鋼管感應(yīng)加熱至回火溫度以下0~50°C，再將其放入回火 爐內(nèi)，保證其溫度為回火溫度，并保溫，然后空冷至室溫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，其特征在于：淬火和回火時的 感應(yīng)加熱均采用感應(yīng)線圈來進行。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，其特征在于：感應(yīng)線圈的電流 頻率為80~200Hz。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項所述的無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，其特征在于：淬火 時，保溫時間為10~30min，回火時，保溫時間為30~60min。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，其特征在于：所述 淬火爐和回火爐均為步進式燃氣爐。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，其特征在于：所述 加速冷卻為水冷、氣冷或水霧冷卻。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法，屬于鋼管熱處理領(lǐng)域。本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供無縫鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理方法。該方法包括淬火和回火，其中，淬火采用如下方法：先將無縫鋼管感應(yīng)加熱至淬火溫度以下0～50℃，再將其放入淬火爐內(nèi)，保證其溫度為淬火溫度，并保溫，然后冷卻；回火采用如下方法：將無縫鋼管感應(yīng)加熱至回火溫度以下0～50℃，再將其放入回火爐內(nèi)，保證其溫度為回火溫度，并保溫，然后空冷至室溫。本發(fā)明方法單位時間熱處理產(chǎn)量高，鋼管的氧化燒損小。通過本發(fā)明的方法，能夠保證熱處理后的鋼管的性能穩(wěn)定，降低成產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
【IPC分類】C21D1/25, C21D9/08
【公開號】CN105385828
【申請?zhí)枴緾N201510999552
【發(fā)明人】江健, 黃英, 鄒友富, 楊旭, 張凱之
【申請人】攀鋼集團成都鋼釩有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月25日