合金钢管的熔炼工艺

 一  绪论：合金钢管具有良好的力学性能主要用途是用于电厂，核电，高压锅炉，高温过热器和再热器等高压高温的管道上及设备上，它是采用优质碳素钢，合金结构钢和不锈耐热钢做材质，经热轧（挤、扩）或冷轧（拔）而成，最大的优点可以100%回收，符合环保、节能、节约资源的国家战略，国家政策鼓励扩大高压合金管的应用领域。目前我国合金管消费量占钢材总量的比重仅为发达国家的一半，合金管使用领域扩大为行业发展提供更广阔的空间。根据中国特钢协会合金管分会专家组的研究，未来我国高压合金管长材的需求年均增长可达10-12%。合金管是钢管按照生产用料（也就是材质）来定义的，顾名思义就是合金做的管子；而无缝管是钢管按照生产工艺（有缝无缝）来定义的，区别于无缝管的就是有缝管，包括直缝焊管和螺旋管。

二 合金钢管的研究
合金钢管简介
合金管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。合金钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，合金钢管是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用合金钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，当前已广泛用钢管来制造。合金钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。合金钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，圆面积最大，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。

1化学成分
C：0.08～0.15
   Si：0.17～0.37
   Mn：0.40～0.70
   Cr：0.90～1.20
   Mo：0.25～0.35
   V：0.15～0.30
2力学性能
标准 牌号 抗拉强度（MPa） 屈服强度（MPa） 伸长率（%） 硬度
GB3087 10 335～475 ≥195 ≥24 /
20 410～550 ≥245 ≥20 / 

GB5310 20G 410～550 ≥245 ≥24 /
20MnG ≥415 ≥240 ≥22 / 

25MnG ≥485 ≥275 ≥20 / 

15CrMoG 440～640 ≥235 ≥21 / 

12Cr2MoG 450～600 ≥280 ≥20 / 

12Cr1MoVG 470～640 ≥255 ≥21 / 

12Cr2MoWVTiB 540～735 ≥345 ≥18 / 

10Cr9Mo1VNb ≥585 ≥415 ≥20 / 

ASME SA210 SA210A-1 ≥415 ≥255 ≥30 ≤143HB
SA210C ≥485 ≥275 ≥30 ≤179HB 

ASME SA213 SA213 T11 ≥415 ≥205 ≥30 ≤163HB
SA213 T12 ≥415 ≥220 ≥30 ≤163HB 

SA213 T22 ≥415 ≥205 ≥30 ≤163HB 

SA213 T23 ≥510 ≥400 ≥20 ≤220HB 

SA213 T91 ≥585 ≥415 ≥20 ≤250HB 

SA213 T92 ≥620 ≥440 ≥20 ≤250HB 

DIN17175 ST45.8/Ⅲ 410～530 ≥255 ≥21 /

　　 15Mo3 450～600 ≥270 ≥22 

13CrMo44 440～590 ≥290 ≥22 / 

10CrMo910 480～630 ≥280 ≥20 / 

热处理性能
合金钢的热处理工艺，分为低碳合金钢、中碳合金钢、高碳合金钢，低碳合金钢一般需要进行渗碳、淬火、回火；中碳合金钢一般需要进行调质处理，有些还根据需要进行表面淬火；高碳合金钢一般需要淬火、回火。比如：低碳合金钢 18CrMnTi ，920~950℃ 渗碳，850~870℃油淬，回火180~200℃，表层硬度 HRC58~67，心部 HRC30~45；中碳合金钢 40CrMnMo ，840~850℃油淬，630~650℃水或油，硬度 HB 302~341 ；高碳合金钢 Cr12MoV，950~1000℃油淬，150~180℃回火，HRC60~64 。
合金元素的影响
碳（C）碳是钢中的主要元素,随着钢中含碳量的增加,钢的常温强度、硬度提高,但塑性、韧性及焊接能降低.所以,锅炉承压元件用钢的含碳量一般为0.1%~0.25%.
锰（Mn）锰可以提高钢的常温强度、硬度及耐磨性,含量高时,焊接应力增加.锰可使钢的高温短时强度提高,但对持久强度和蠕变极限及没有明显的影响.
钼（Mo）和铬（Cr）钼和铬都能提高钢的强度.铬对提高钢的高温组织稳定性能——抵制珠光体球化、石墨化、抗高温氧化有明显效果.并能提高抗腐蚀性.但含铬高的钢,焊接裂纹敏感性强,温差应力也大.钼对提高钢的持久强高度有明显作用.钼有石墨化倾向可加铬防病止,铬的脆化可用钼化可用防止,二者共存可以提高钢的综合性能.
钒（V）钒在钢中能提高高温组织稳定性,还能抵消铬对焊接性能的不利影响.
钛（Ti）钛可提高钢的持久强度,在抵合金钢中,还可改善钢的焊接性能.
钨（W）钨可提高钢的持久强度及高温硬度.
硅（Si）硅能提高钢的强度、耐磨性及抗氧化能力.与铬共存时,可提高抗高温氧化能力,也可提高在烟气中的抗腐蚀性能.
铌（Nb）铌与钛的作用相同,可提高钢有热强性.
硼（B）硼的突出作用是提高钢的淬透性.在耐热钢中可提高钢的热强性及持久塑性.
3 熔炼设备：坩埚电阻炉，燃气连续熔化炉
 工艺规范：熔炼所使用的材料要放在干燥无污染的地方，在使用前进行相应处理，去除表面污染物使用前进行烘干。
  精炼处理：去除合金中的气体，非金属夹杂物和其他有害元素。