超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，該無縫鋼管的化學(xué)成分以重量百分比計為：C 0.13～0.18％、Si 0.20～0.50％、Mn 1.20～1.70％、Cr 0.20～0.60％、Mo 0.15～0.40％、Ni 0.08～0.25％、V 0.07～0.14％、W 0.10～0.70％，余量為Fe、殘余元素和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明提出的技術(shù)方案通過調(diào)整無縫鋼管的坯料成分，并采用調(diào)質(zhì)處理作為熱處理工藝，因此生產(chǎn)出的無縫鋼管具有良好的力學(xué)性能。
【專利說明】
超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管 及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋挖鉆機是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機械，主要適于砂±、粘性 ±、粉質(zhì)±等±層施工，在灌注粧、連續(xù)墻、基礎(chǔ)加固等多種地基基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用。 旋挖鉆機W其高效率、低污染等特性，目前己成為國內(nèi)鐵路及高速公路橋梁粧基礎(chǔ)施工的 主要施工設(shè)備，而隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)投資的加人，旋挖鉆機的需求量激增。
[0003] 旋挖鉆機鉆桿是旋挖鉆機的關(guān)鍵部件，旋挖鉆機鉆桿由數(shù)節(jié)鉆桿組合而成，每節(jié) 鉆桿由無縫鋼管及焊接在其上的內(nèi)外驅(qū)動鍵組成。
[0004] 目前的旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，在鋼種成分設(shè)計上一般都采用C、Mn鋼，鉆桿的 強度低，不能很好的滿足施工要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 【要解決的技術(shù)問題】
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，W生 產(chǎn)一種強度高、初性好、焊接性能優(yōu)良的旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管。
[0007] 【技術(shù)方案】
[000引本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0009] 本發(fā)明首先設(shè)及一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，所述無縫鋼管的化學(xué)成 分^重量百分比計為：(：0.13~0.18%、510.20~0.50%、]\1111.20~1.70%、燈0.20~ 0.60%、M〇 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%，余量為 Fe、殘余元素和不可避免的雜質(zhì)。
[0010] 作為一種優(yōu)選的實施方式，所述殘余元素中：Cu《0.20%、Nb《0.01%、Ti《 0.035%、B《0.0005%。
[0011] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述不可避免的雜質(zhì)中:P《0.025%、S《0.015%。 [001 ^ 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述碳當(dāng)量CEiiw《0.60%，其中CEiiw=C+Mn/6+(Cr+ Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。影響鋼管焊接性能的主要因素是管體材料的化學(xué)成分，其中化學(xué)成 分中含碳量對齊焊接性能的影響最為明顯，通常把鋼中合金元素對其焊接性能的影響，按 其作用換算成碳元素的相當(dāng)含量，即用碳當(dāng)量法評價金屬材料的焊接性能，碳當(dāng)量越低，其 焊接性能越好，碳當(dāng)量越高其焊接性能越差，但是，碳當(dāng)量降低的同時，鋼管的力學(xué)強度指 標也迅速降低，因此，要在保證無縫鋼管力學(xué)強度性能指標的前提下，盡可能降低碳當(dāng)量， 提高焊接性能。本發(fā)明通過優(yōu)選合金元素的含量，保證無縫鋼管具有較高的強度的前提下， 其焊接性能同樣優(yōu)良。
[0013]本發(fā)明還設(shè)及一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，包括步驟：
[0014] A、制巧:經(jīng)過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧，步 驟A中控制連鑄巧成分滿足W上任一實施方式所述的成分要求；
[0015] B、巧料管社制:將連鑄巧經(jīng)環(huán)形爐加熱、穿孔、終社制管；
[0016] C、熱處理:對步驟B社制后的巧料管采用調(diào)質(zhì)處理，其中澤火溫度910~950°C，回 火溫度為660~700 °C。
[0017] 為使無縫鋼管具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和 各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的，為了增強無縫鋼管的強度，本發(fā)明選擇調(diào) 質(zhì)處理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為910~950°C，然后回火，其中回火溫度為660 ~70(TC。
[0018] 作為一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟A中，VD真空處理的出鋼溫度為1590~1605 Γ。
[0019] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟A中，連鑄機誘注的中間包溫度：1530~ 1555Γ。
[0020] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟B中，終社溫度為850~950°C。
[0021] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟B中，連鑄巧出環(huán)形爐溫度為1220~1250 Γ。
[0022] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟C的調(diào)質(zhì)處理中，澤火采用的冷卻劑為水， 回火采用的冷卻方式為空冷。
[0023] 【有益效果】
[0024] 本發(fā)明提出的技術(shù)方案具有W下有益效果：
[0025] 本發(fā)明方法通過調(diào)整無縫鋼管的巧料成分，并采用調(diào)質(zhì)處理作為熱處理工藝，因 此生產(chǎn)出的無縫鋼管具有良好的力學(xué)性能，其屈服強度>770Mpa;抗拉強度為820~ lOOOMpa;延伸率> 16% ;夏比U型沖擊初性:常溫縱向全尺寸夏比沖擊功> 100J，此外，在保 證其具有較高的強度的前提下，其焊接性能同樣優(yōu)良。
【具體實施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的【具體實施方式】 進行清楚、完整的描述。
[0027] 實施例1
[0028] 實施例1提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，用于生產(chǎn)Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0029] (1 )、制巧:經(jīng)過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1590°C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1530°C。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0030] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經(jīng)環(huán)形爐加熱，經(jīng)過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環(huán)形爐溫度為1220°C，終社溫度為850 Γ。
[0031] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調(diào)質(zhì)處理，其中澤火溫度910°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為660°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調(diào)質(zhì)處 理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為910°C，然后回火，其中回火溫度為660°C，通過調(diào) 質(zhì)處理，可W增強產(chǎn)品的強度。
[0032] 實施例1中的方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品的力學(xué)性能參見表2。
[0033] 實施例2
[0034] 實施例2提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，用于生產(chǎn)Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0035] (1 )、制巧:經(jīng)過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1605 °C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1555Γ。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0036] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經(jīng)環(huán)形爐加熱，經(jīng)過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環(huán)形爐溫度為1250°C，終社溫度為950 Γ。
[0037] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調(diào)質(zhì)處理，其中澤火溫度950°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為660~700°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調(diào) 質(zhì)處理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為950°C，然后回火，其中回火溫度為700°C，通 過調(diào)質(zhì)處理，可W增強產(chǎn)品的強度。
[003引實施例3
[0039] 實施例3提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，用于生產(chǎn)Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0040] (1 )、制巧:經(jīng)過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1600°C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1550°C。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0041 ] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經(jīng)環(huán)形爐加熱，經(jīng)過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環(huán)形爐溫度為1230°C，終社溫度為900 Γ。
[0042] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調(diào)質(zhì)處理，其中澤火溫度930°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為680°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調(diào)質(zhì)處 理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為930°C，然后回火，其中回火溫度為680°C，通過調(diào) 質(zhì)處理，可W增強產(chǎn)品的強度。
[0043] 實施例4
[0044] 實施例4提供一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，用于生產(chǎn)Φ 339.7 X 11mm無縫鋼管，該方法包括W下步驟：
[0045] (1 )、制巧:經(jīng)過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機誘注得到連鑄巧， 連鑄巧直徑Φ 350mm，其中VD真空處理的出鋼溫度為1605 °C，連鑄機誘注的中間包溫度： 1555Γ。步驟(1)中需要控制連鑄巧成分的重量百分比滿足表1。
[0046] (2)、巧料管社制:將合格定尺〇350mm連鑄巧經(jīng)環(huán)形爐加熱，經(jīng)過穿孔后在放入再 加熱爐加熱，最后社制、定徑、精整和包裝，連鑄巧出環(huán)形爐溫度為1250°C，終社溫度為950 Γ。
[0047] (3)、熱處理:對步驟(2巧L制后的巧料管采用調(diào)質(zhì)處理，其中澤火溫度950°C，澤火 采用的冷卻劑為水，回火溫度為700°C，回火采用的冷卻方式為空冷。本實施例選擇調(diào)質(zhì)處 理作為熱處理工藝，即先澤火，澤火溫度為950°C，然后回火，其中回火溫度為700°C，通過調(diào) 質(zhì)處理，可W增強產(chǎn)品的強度。
[004引表1為各個實施例中連鑄巧的化學(xué)成分的重量百分比，其中CEV = C+Mn/6+(化+M0+ V)/5+(Ni+Cu)/15。
[0049]表1各個實施例中連鑄巧的化學(xué)成分％
[(K)加 ]
[0051]~表2為實施例1至實施例4中的方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品的力學(xué)性能。
[0化2] 表2巫315 X 15mm產(chǎn)品力學(xué)性能
[0化3]
[0054] 從表2可W看出，各個實施例生產(chǎn)出的無縫鋼管均具有良好的力學(xué)性能，其屈服強 度>770Mpa;抗拉強度為820~lOOOMpa;延伸率> 16 % ;夏比U型沖擊初性:常溫縱向全尺寸 夏比沖擊功>l〇〇J，此外，在保證其具有較高的強度的前提下，其焊接性能同樣優(yōu)良。
[0055] 需要說明，上述描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，也不 是對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述無縫鋼管的化學(xué)成分以重 量百分比計為：C 0.13~0.18%、Si 0.20~0·50%、Μη 1.20~1.70%、Cr 0.20~0.60%、 Mo 0.15~0.40%、Ni 0.08~0.25%、V 0.07~0.14%、W 0.10~0.70%，余量為Fe、殘余元 素和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述殘余元 素中：Cu彡0.20%、Nb彡0·01%、?Κ0·035%、Β<0·0005%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述不可 避免的雜質(zhì)中：Ρ彡0.025%、S彡0.015%。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管，其特征在于所述碳當(dāng)量 CEii?< 0 · 60 %，其中 CEiiw=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15 〇5. -種超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于包括步驟： A、 制坯:經(jīng)過電爐冶煉、LF精煉爐精煉、VD真空處理和連鑄機澆注得到連鑄坯，步驟A中 控制連鑄坯成分滿足權(quán)利要求1至4中任一所述的成分要求； B、 坯料管乳制:將連鑄坯經(jīng)環(huán)形爐加熱、穿孔、終乳制管； C、 熱處理:對步驟B乳制后的坯料管采用調(diào)質(zhì)處理，其中淬火溫度910~950°C，回火溫 度為660~700°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述步驟A中，VD真空處理的出鋼溫度為1590~1605 °C。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述步驟A中，連鑄機澆注的中間包溫度:1530~1555 °C。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述步驟B中，終乳溫度為850~950°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述步驟B中，連鑄坯出環(huán)形爐溫度為1220~1250 °C。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高強度旋挖鉆機鉆桿用無縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述調(diào)質(zhì)處理中，淬火采用的冷卻劑為水，回火采用的冷卻方式為空冷。
【文檔編號】C22C38/12GK106011651SQ201610639912
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月5日
【發(fā)明人】王婀娜, 尹人潔, 童宗圣, 鄢勇, 張濤
【申請人】攀鋼集團成都鋼釩有限公司