一种双相不锈钢无缝管的制管方法技术领域
本发明涉及冶金行业奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝管的制造方法，尤其是指双相不
锈钢S31803、S32205(标准ASTM A789、ASTM A90中牌号)无缝管冷加工生产中铁素体
相(α相)含量控制。
背景技术
常规不锈钢为奥氏体型不锈钢，为单相组织。奥氏体-铁素体型双相不锈钢为二相组织，
通常要求控制二相比，保证双相不锈钢的基本性能要求。但在双相不锈钢无缝管国外标准
ASTM A789、ASTM A90中无明确要求，国内标准GB/T21833中提出了二相比要求(α相
含量应为40～60％)，中国石油集团旗下的一家知名企业，要求双相不锈钢S31803成品管
α相含量在45～50％，以达到最佳耐腐蚀性能，同时还要求满足标准ASTM A789要求。
经资料查阅和专利检索，无相关双相不锈钢无缝管成品管α相含量控制文献资料和专利
资料(共检索出5条专利信息，从摘要内容来看，涉及到化学成分、冷轧、冷拔、热处理等，
相关的信息为0条)。
宝钢特钢有限公司批量生产S31803奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝管，主要工艺流程
为：管坯加热—穿孔→第一次冷轧(中间品)→中间品热处理→精正(矫直、酸洗、磨光)
→第二次冷轧(成品)→成品热处理→精正(矫直、酸洗、检验)。
工艺简要说明：
1)管坯加热——加热炉对管坯(实心圆钢)加热至热穿孔所需温度。
2)穿孔——由辊式斜轧穿孔机对圆钢(管坯)进行穿孔，变成空心毛管，由于毛管外
形、表面质量等达不到成品管技术要求，需对毛管冷加工(冷轧)。
3)冷轧——由冷轧管机在室温条件下对毛管进行冷轧，达到成品管所要求的表面质量、
尺寸精度等要求。由于冷轧双相钢无缝管变形量的限制，通常情况下需要二次(或多次)冷
轧，才能达到所要求的成品规格。冷轧前需对毛管磨修表面缺陷、平端口、酸洗等辅助工序。
4)热处理——冷轧后中间规格，由于加工硬化，需要进行中间热处理，才能再次进行
冷轧。
冷轧成品后钢管表面质量、尺寸精度等满足了成品管要求，但理化性能不能满足技术要
求，需对冷轧后成品管进行热处理，使成品理化性能满足技术要求。
5)矫直——采用辊式矫直机对热处理后钢管出现的弯曲进行矫直，保证成品钢管的平
直度。
6)酸洗——热处理后表面生产氧化皮，需用酸洗方法去除。(光亮热处理后不产生氧化
皮，但热处理成本很高，用在核电、航天等产品，一般产品不采用。)
7)磨光——由磨光机对钢管表面进行磨光(砂轮对金属表面磨削)，消除双相钢无缝管
外表面小裂纹及麻点、压坑、搭铁等点状缺陷。
采用现有制管工艺及流程，不同热处理工艺生产的双相不锈钢无缝管成品α相含量在
50～60％(部分钢管成品同一截面α相含量不均匀，低的50％、高的55％，也不满足技术
要求)，α相波动较大且偏高(见下表1)，达不到用户技术要求。
双相不锈钢无缝管成品α相含量波动和不均匀性主要影响因素为化学成分和热处理工
艺，此钢化学成分符合标准要求，不同热处理工艺(相关文献推荐温度1020～1100℃，相
关专利保温时间为4～6min)条件下，成品管α相含量如下(钢管代表规格φ19×2mm)：
1、冷轧中间品后采用1080～1100℃高温热处理工艺，保温时间6±1min，按现有冷轧
变形工艺要求，冷轧成品管较为顺利，经成品热处理后检验，成品α相含量在55～60％，
少量为60％，不满足技术要求。
2、冷轧中间品后采用1020～1040℃低温热处理工艺，保温时间4±1min，按现有冷轧
变形工艺要求，冷轧成品管极为困难，冷轧时管端开裂、并且轧机顶头产生断裂，无法实现
正常批量生产。
3、冷轧中间品后采用1050～1070℃低温热处理工艺，保温时间4～6min，按现有冷轧
变形工艺要求，轧制困难，部分管端出现开裂，成品α相含量在50～55％，同一截面α相
含量不均匀，低的为50％、高的为55％，也不满足技术要求。
表1 不同热处理工艺成品α相含量
热处理温度
保温时间
按变形工艺
成品α相含量
1080～1100℃
6±1min
轧制顺利
55～60％，少量60％
1050～1070℃
4～6min
轧制困难
50～55％，呈不均匀
1020～1040℃
4±1min
轧制及为困难
/
上述热处理、变形工艺表明，采用中高温度热处理后生产的成品，其α相含量不能满足
技术要求，且中温热处理后轧制困难；采用低温热处理后轧制极为困难，无法实现正常批量
生产。
成品α相含量的控制方法，成为双相不锈钢无缝管制造的技术关键。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可以有效控制成品α相含量的双相不锈钢
无缝管制造方法。
本发明的技术方案是，一种双相不锈钢无缝管的制管方法，包括管坯加热—穿孔→第一
次冷轧→中间品热处理→精正→第二次冷轧→成品热处理→精正，
所述中间品热处理温度1070℃-1090℃，满足冷轧成品顺利进行的同时，控制α相含量
为48-52％；
所述成品热处理温度1030～1060℃，满足成品α相45-50％的含量要求，同时保证成品
力学性能要求；
在所述中间品热处理和成品热处理中，保温系数为3.0～4.0min/mm壁厚，保温时间＝
保温系数×钢管壁厚。
中间品热处理控制α相范围为48-52％；通过限制上限温度来防止α相含量增加，增加
保温时间即采用保温系数法来保证α相含量均匀性。成品α相要求范围是45～50％。
保温时间适用于中间品和成品，保温时间按钢管壁厚计算，如钢管壁厚相同则保温时间
相同。一般成品壁厚小于中间品壁厚，成品保温时间少于中间品保温时间。采用保温系数法
确定保温时间，对于不同壁厚的钢管更为合理，避免由于钢管壁厚增加而达不到所需保温时
间而产生α相含量不均匀性。
根据本发明的一种双相不锈钢无缝管的制管方法，优选的是，所述保温时间≤30min。
即大规格厚壁管保温时间≤30min。
力学性能是指抗拉强度Rm、规定非比例延伸强度Rp0.2和断后伸长率，本发明要求双
相不锈钢无缝管Rm≥620MPa、Rp0.2≥450MPa、A≥25％。
与原有主要工艺相比，现有热处理工艺对中间品和成品采用不同热处理工艺，同时按系
数确定不同规格保温时间。针对钢管不同规格(壁厚)，采用保温系数确定不同保温时间更
为合理，使热处理后组织更为均匀，满足成品α相含量要求。
本发明的有益效果是：
1、中间品采用相对高温热处理，防止低温热处理而不能进行正常轧制成品；成品采用
相对低温热处理，防止成品α相含量偏高，并满足成品力学性能要求。
2、按保温系数确定钢管不同规格(壁厚)保温时间更为合理，防止由于保温时间不足
造成二相组织不均匀，使轧制成品困难和成品α相含量不均匀。
具体实施方式
实施例1(钢管代表规格φ19×2mm)
1、管坯加热—穿孔(φ65×5)→第一次冷轧(φ38×3)→中间品热处理(中温处理，
按系数保温)→精正→第二次冷轧(φ19*2)→成品热处理(低温处理，按系数保温)→成
品精正→入库。
2、管坯加热—穿孔(φ65×5)→第一次冷轧(φ38×3)，为原有常规工艺。
3、中间品热处理(中温处理，按系数保温)，为现有新工艺，在辊底式热处理炉中热处
理，温度设定1080℃，保温系数取3.0min/mm、保温时间为9min。
4、成品精正→第二次冷轧(φ19*2)，为原有常规工艺。
5、成品热处理(低温处理，按系数保温)，为现有新工艺，在辊底式热处理炉中热处理，
成品温度设定1030℃，保温系数取3.0min/mm、保温时间为6min，生产至成品，力学性能
合格，α相含量46％，满足技术要求(见下表2)。
6、成品精正→入库，为原有常规工艺。
实施例2(钢管代表成品规格φ19×2mm)
1、管坯加热—穿孔(φ65×5)→第一次冷轧(φ38×3)→中间品热处理(中温处理，
按系数保温)→精正→第二次冷轧(φ19*2)→成品热处理(低温处理，按系数保温)→成
品精正→入库。
2、管坯加热—穿孔(φ65×5)→第一次冷轧(φ38×3)，为原有常规工艺。
3、中间品热处理(中温处理，按系数保温)，为现有新工艺，在辊底式热处理炉中热处
理，温度设定1080℃，保温系数取4.0min/mm、保温时间12min。
4、精正→第二次冷轧(φ19*2)，为原有常规工艺。
5、成品热处理(低温处理，按系数保温)，为现有新工艺，在辊底式热处理炉中热处理，
成品温度设定1060℃，保温系数取4.0min/mm、保温时间为8min，生产至成品，力学性能
合格，α相含量50％，满足技术要求(见下表2)。
6、成品精正→入库，为原有常规工艺。
实施例3(钢管代表成品规格38×3mm)
1、管坯加热—穿孔(φ76×7)→第一次冷轧(φ57×4.5)→中间品热处理(中温处
理，按系数保温)→精正→第二次冷轧(φ38*3)→成品热处理(低温处理，按系数保温)
→成品精正→入库。
2、管坯加热—穿孔(φ76×7)→第一次冷轧(φ57×4.5)，为原有常规工艺。
3、中间品热处理(中温处理，按系数保温)，为现有新工艺，在辊底式热处理炉中热处
理，温度设定1080℃，保温系数取3.5min/mm、保温时间16min。
4、精正→第二次冷轧(φ38*3)，为原有常规工艺。
5、成品热处理(低温处理，按系数保温)，为现有新工艺，在辊底式热处理炉中热处理，
成品温度设定1040℃，保温系数取3.5min/mm、保温时间为10.5min，生产至成品，力学性
能合格，α相含量48％，满足技术要求(见下表2)。
6、成品精正→入库，为原有常规工艺。
表2 实施方式与α相含量
钢管加热、穿孔、冷轧等其它工序为钢管常规工序，实施过程顺利，成品表面质量良好，
未出现对环保和安全方面的影响。
通过上述实施方式，2013年全年生产了此用户合同6个冶炼炉号，250吨成品，产品表
面质量、成品力学性能符合产品标准要求，成品α相含量在45～50％之间，满足用户技术
要求，具有较好的经济效益和社会效益。