超臨界電站鍋爐、高含H2S 油氣田開采所使用的不銹鋼無縫管及合金鋼管,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,第一: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管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。
目前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℃。(3)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。
淄博不銹鋼廠目前采用這種工藝生產的不銹鋼無縫鋼管,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。