S32750超级双相不锈钢无缝管挤压工艺研究

双相不锈钢是既有奥氏体又有铁素体组织结构且两相独立存在并含量较大的一类不锈钢。第三代双相不锈钢又称为超级双相不锈钢PRE(Cr%+3.3×(Mo+0.5W)%+16N%)≥40。

S32750(022Cr25Ni7Mo4N)是一种典型的超级双相不锈钢，钢中Cr、Mo、N含量高，具有良好的耐点蚀、缝隙腐蚀性能。适用于石油化工、炼油、真空制盐、烟气脱硫等腐蚀环境更为苛刻的领域。

S32750(022Cr25Ni7Mo4N)超级双相不锈钢热加工塑性低，热变形抗力高。针对钢种材料特性，研究了太钢SMS-MEER的6000挤压机热挤压工艺。主要研究内容为预热热处理制度、扩孔变形量、感应加热制度、热挤压变形量、冷却制度及热挤压管坯性能。

试验材料采用电炉+AOD+LF炉冶炼，径锻后车光至Φ219mm，S32750的主要成分见表1。

表1 S32750的化学成分

元素CSiMnPSCrNiMoN

标准要求≤0.030≤0.80≤1.20≤0.035≤0.02024.00～26.006.00～8.003.00～5.000.24～0.32

实际0.0220.0541.030.0290.00124.947.153.930.28

工艺流程：管坯准备→环形炉预热→一次感应加热→扩孔→二次感应加热→挤压→冷却。

挤压设备为6000吨卧式挤压机。根据成品管尺寸要求，挤压筒选择为Φ230mm，挤压针为Φ75mm，挤压模为Φ89mm，成品钢管规格为Φ89×7mm。此规格挤压机的最大安全负荷为38MN。同时准备了挤压双相不锈钢专用玻璃粉润滑垫和玻璃粉。

在该热挤压工艺下，S32750完成挤压，表面质量良好。取钢管头尾进行拉伸试验，执行ASTM A370标准，试验结果均满足标准要求。

针对不同的成分设计，随铁素体增加，强度增加，随奥氏体增加，韧性增加，强度降低。然而对同一钢种而言，相比例对力学性能的影响无明显变化。

对挤压管的金相分析表明，铁素体与奥氏体相呈条带状分布，铁素体相所占比例为49.52%，且晶界纯净无析出，满足ASME标准规范要求。钢管的硬度和腐蚀性能试验结果均满足标准要求。研究结果表明：

1)S32750(022Cr25Ni7Mo4N)超级双相不锈钢σ相有害相析出区间为800～1020℃，预热采用750℃、2.75h，无有害相析出，温度均匀;

2)热加工温度1100～1200℃，扩延系数1.056，挤压比19.9，热挤压表面质量良好;

3)挤压后快速冷却，组织良好;

4)热挤压状态性能满足标准要求，可以直接交货。

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