高性能無錫不銹鋼管制備工藝的重要突破

近年來，隨著各行業對能源的依賴度不斷提高，電、油、天然氣的需求快速增長，超臨界電站鍋爐、高含 H2S 油氣田開采等項目迅速發展，帶動了對高性能無錫不銹鋼管的巨大市場需求。然而，長期以來，這些產品被國外廠家高價壟斷，使這些項目的建設不得不付出大量的外匯。

　　2006年以來，我國浙江久立特材科技公司通過消化、吸收國外先進技術，并進行了大量的工藝研究和實踐，使得這些高性能鋼管熱成型工藝得到突破，從而打破了國外壟斷局面，大大降低了使用廠家的采購成本。既節約了大量外匯，又推動了國內高性能產品的廣泛應用。

　　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。同時由于使用條件惡劣，對各項技術性能要求很高。采用現在普遍采用的熱穿孔加冷軋方式生產這些材料的管子難度大，成本高，并且質量難以保證，不具備穩定生產的條件，難以具有競爭力。針對這種情況，久立特材科技公司研發了用熱擠壓和冷軋工藝生產 HR3C 無縫鋼管的新工藝。其中，熱擠壓由于其加工變形時金屬承受三向壓應力作用，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量和尺寸精度，可以確保材料在特殊環境中使用時安全性更高。HR3C 是在 TP310 基礎上添加Nb、N而改進的耐熱鋼，產品持久強度高，組織穩定性好，具有較高的高溫強度和持久強度，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)管坯經過清洗，確保加熱前表面無油污和贓物;(2)管坯經過三步加熱，先環形爐預熱，再經過兩次感應爐加熱。預熱溫度為 850～900℃，一次感應加熱溫度為1170℃，二次感應加熱溫度為1210℃。擠壓采用玻璃潤滑劑潤滑;擠壓出口速度控制不超過 5 m/s;擠壓產生徑向和環向壓縮和軸向延伸變形，變形量達到90%。(4)冷軋：擠壓管經過一道次冷軋成品以提高表面質量和尺寸精度。冷軋采用環孔型、長行程兩輥軋機軋制，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上調整產品性能的關鍵工序，固溶處理在連續輥底式爐中進行，用天然氣作為燃燒介質，爐內設置還原性氣氛，溫度連續監控調節，出爐水冷。固溶溫度為 1220℃，保溫時間約 30 min。

　　該公司采用這種工藝生產的 HR3C無縫鋼管，產品尺寸精度高，表面質量好，產品性能穩定，組織均勻，常溫及高溫強度等性能指標均遠遠高于標準規定GB5310。(室溫下抗拉強度685MPa;延伸率49%;硬度86.8HRB;700oC下，抗拉強度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，具有推廣價值。