高性能無錫不銹鋼管制備工藝的重要突破

近年來，隨著各行業(yè)對(duì)能源的依賴度不斷提高，電、油、天然氣的需求快速增長(zhǎng)，超臨界電站鍋爐、高含 H2S 油氣田開采等項(xiàng)目迅速發(fā)展，帶動(dòng)了對(duì)高性能無錫不銹鋼管的巨大市場(chǎng)需求。然而，長(zhǎng)期以來，這些產(chǎn)品被國(guó)外廠家高價(jià)壟斷，使這些項(xiàng)目的建設(shè)不得不付出大量的外匯。

　　2006年以來，我國(guó)浙江久立特材科技公司通過消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并進(jìn)行了大量的工藝研究和實(shí)踐，使得這些高性能鋼管熱成型工藝得到突破，從而打破了國(guó)外壟斷局面，大大降低了使用廠家的采購(gòu)成本。既節(jié)約了大量外匯，又推動(dòng)了國(guó)內(nèi)高性能產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。

　　超臨界電站鍋爐、高含 H2S 油氣田開采所使用的無錫不銹鋼管及合金鋼管，其合金含量高，熱加工性能較差。同時(shí)由于使用條件惡劣，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)性能要求很高。采用現(xiàn)在普遍采用的熱穿孔加冷軋方式生產(chǎn)這些材料的管子難度大，成本高，并且質(zhì)量難以保證，不具備穩(wěn)定生產(chǎn)的條件，難以具有競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)這種情況，久立特材科技公司研發(fā)了用熱擠壓和冷軋工藝生產(chǎn) HR3C 無縫鋼管的新工藝。其中，熱擠壓由于其加工變形時(shí)金屬承受三向壓應(yīng)力作用，特別適用于高合金含量的難變形金屬的成型，它有效地解決了高性能不銹鋼和高合金鋼管的熱加工瓶頸。另一方面，通過冷軋加工改善管材表面質(zhì)量和尺寸精度，可以確保材料在特殊環(huán)境中使用時(shí)安全性更高。HR3C 是在 TP310 基礎(chǔ)上添加Nb、N而改進(jìn)的耐熱鋼，產(chǎn)品持久強(qiáng)度高，組織穩(wěn)定性好，具有較高的高溫強(qiáng)度和持久強(qiáng)度，以及較高的抗高溫蒸汽腐蝕性能，管材專用于超臨界燃煤鍋爐的過熱器和再熱器受熱面。

　　他們采用的工藝步驟如下：(1)管坯經(jīng)過清洗，確保加熱前表面無油污和贓物;(2)管坯經(jīng)過三步加熱，先環(huán)形爐預(yù)熱，再經(jīng)過兩次感應(yīng)爐加熱。預(yù)熱溫度為 850～900℃，一次感應(yīng)加熱溫度為1170℃，二次感應(yīng)加熱溫度為1210℃。擠壓采用玻璃潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑;擠壓出口速度控制不超過 5 m/s;擠壓產(chǎn)生徑向和環(huán)向壓縮和軸向延伸變形，變形量達(dá)到90%。(4)冷軋：擠壓管經(jīng)過一道次冷軋成品以提高表面質(zhì)量和尺寸精度。冷軋采用環(huán)孔型、長(zhǎng)行程兩輥軋機(jī)軋制，孔型曲線采用適合特殊材料大變形高精度軋制的雙曲線。(5)熱處理：成品固溶是在熱加工基礎(chǔ)上調(diào)整產(chǎn)品性能的關(guān)鍵工序，固溶處理在連續(xù)輥底式爐中進(jìn)行，用天然氣作為燃燒介質(zhì)，爐內(nèi)設(shè)置還原性氣氛，溫度連續(xù)監(jiān)控調(diào)節(jié)，出爐水冷。固溶溫度為 1220℃，保溫時(shí)間約 30 min。

　　該公司采用這種工藝生產(chǎn)的 HR3C無縫鋼管，產(chǎn)品尺寸精度高，表面質(zhì)量好，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，組織均勻，常溫及高溫強(qiáng)度等性能指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定GB5310。(室溫下抗拉強(qiáng)度685MPa;延伸率49%;硬度86.8HRB;700oC下，抗拉強(qiáng)度455MPa;延伸率45%。)他們的工作表明，該工藝適用于高合金特殊難變形材料的成型，具有推廣價(jià)值。