本发明属于钢管生产制造；具体涉及一种高氮不锈钢管及其制备方法。
背景技术：
1、目前，高氮钢已经被认定为是发展高质量治金技术的主要方向之一。随着人们对高氮钢优良性能的认识，有关高氮钢的研制和生产得到了不断的进步和发展。但是高氮钢管在制造过程中发现单一离心铸造高氮不锈钢管的主要缺点是产生裂纹、气孔、夹砂、夹杂和壁厚不均等铸造缺陷，降低高氮钢管的性能，限制高氮不锈钢管的工业发展和应用。
2、申请号为201611096352.7、发明名称为“一种常压下离心铸造高氮奥氏体不锈钢钢
3、管的工艺”的发明专利，公开的技术方案包括以下步骤：“s1：准备材料；s2：添加金属材料；s3：添加氮元素；s4：浇注钢水进行钢管铸造；s5：表面防腐处理；s6：冷却。本发明的铸造工艺简单，流程少，并且在常压下进行，因此耗能低。”但是该专利采用离心铸造的方法，单一离心铸造的缺点有裂纹、气孔、夹砂、夹杂和壁厚不均等铸造缺陷，而最主要的缺点是裂纹。
技术实现思路
1、本发明目的是解决高氮不锈钢管中的裂纹、气孔等缺陷，提出一种高氮不锈钢管及其制备方法。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、一种高氮不锈钢管的制备方法，所述制备方法的工艺流程为配置离心管内壁用涂料→离心管内壁离心涂覆涂层→离心管分级预热处理→离心铸造→机加处理→第1次酸洗、水洗烘干→热轧机热轧→第2次酸洗、水洗烘干；
4、所述一种高氮不锈钢管的材料成分为：氮含量为0.6~1.4wt%、铬含量为16.0~24.0wt%、锰含量为5.0~17.0wt%、镍含量为0.5~4.5wt%、硅含量为0.2~0.5wt%、钼含量为1.5~3.5wt%、铌含量为0.05~0.3wt%、钛含量为0.01~0.25wt%、钴含量≤0.1wt%、锌含量为0.01~0.1wt%、铅含量为0.01~0.1wt%、钒含量为0.05~0.35wt%、铜含量为≤0.1wt%、碳含量≤0.05wt%、硫含量≤0.008wt%、磷含量≤0.02wt%，余量为铁。
5、进一步的，所述配置离心管内壁用涂料的工艺为采用4#詹氏杯测量涂料粘度，涂料粘度为10~25s，搅拌涂料的转速为20~55rmp/min，搅拌时间为10~24h，离心管内壁用涂料配置完毕。
6、进一步的，所述离心管内壁离心涂覆涂层的工艺为离心管预先加热至80~200°c，然后从离心管的管模两端加入离心管内壁用涂料，启动离心机，转速为200~400rmp，时间为10~30min，得到具有涂层的离心管，所述涂层厚度为1~7mm。
7、进一步的，所述离心管分级预热处理的工艺为将具有涂层的离心管保持离心管的冷端温度为230~300°c，离心管的中端温度为210~280°c，离心管的热端温度为190~260°c。
8、进一步的，所述离心铸造处理的工艺为将经中频感应熔炼后的钢水从浇口浇注到离心管内，浇口内径为50mm、浇注温度为1560~1600°c、浇注时间为60~260s，浇注后将离心管转速提高至450~1000rmp，旋转10~60min后，然后在旋转的条件下采用风冷方式冷却离心管，风冷的风速为200~1000rmp，冷却时间为20~60min，离心管冷却至450~650°c时进行脱模，得到外径为175~1040mm、内径为80~730mm、长度为1000~6500mm的离心铸造的高氮不锈钢管。
9、进一步的，所述机加处理的工艺为将离心铸造的高氮不锈钢管切去不齐的两端，然后进行机械加工、矫直，得到机加处理后的高氮不锈钢管的外径为165~1030mm、内径为65~715mm、长度为950~6400mm。
10、进一步的，所述第1次酸洗、水洗烘干的工艺为在酸洗槽中配置质量比为3:1的95wt%hno3和5wt%hf的混合酸，对机加处理的高氮不锈钢管进行第1次酸洗去皮、去油处理，第1次酸洗时间6～20h，然后水洗烘干，得到第1次酸洗后的高氮不锈钢管的外径为155~1025mm、内径为60~710mm、长度为950~6400mm。
11、进一步的，所述热轧机热轧的工艺为热轧机在900~1100°c范围内进行3次热轧，第1次热轧后高氮不锈钢管的外径为150～1020mm、内径为60~700mm、第1次热轧减壁率为0.2~0.55，第1次轧制延伸率为1.0~3.0，第2次热轧后高氮不锈钢管的外径为120～850mm、内径为80~745mm、第2次热轧减壁率为0.2~0.55，第2次轧制延伸率为1.0~3.0，第3次热轧后高氮不锈钢管的外径为100～800mm、内径为70~770mm、第3次热轧减壁率为0.2~0.55，第3次轧制延伸率为1.0~3.0，得到长度为4500~36000mm的热轧后的高氮钢管，热轧后水冷至室温，矫直。
12、进一步的，所述第2次酸洗、水洗烘干的工艺为在酸洗槽中采用质量比为3:1的95wt%hno3和5wt%hf的混合酸，进行第2次酸洗去皮、去油处理，第2次酸洗时间3～8h，然后水洗烘干，得到外径为100~800mm、内径为70~770mm，长度为4500~36000mm的一种高氮不锈钢管。
13、一种所述的高氮不锈钢管的制备方法制备的一种高氮不锈钢管，所述的一种高氮不锈钢管的材料成分为氮含量为0.6~1.4wt%、铬含量为16.0~24.0wt%、锰含量为5.0~17.0wt%、镍含量为0.5~4.5wt%、硅含量为0.2~0.5wt%、钼含量为1.5~3.5wt%、铌含量为0.05~0.3wt%、钛含量为0.01~0.25wt%、钴含量≤0.1wt%、锌含量为0.01~0.1wt%、铅含量为0.01~0.1wt%、钒含量为0.05~0.35wt%、铜含量为≤0.1wt%、碳含量≤0.05wt%、硫含量≤0.008wt%、磷含量≤0.02wt%；
14、所述的一种高氮不锈钢管的熔炼钢水的原料包括冶炼钢铁的原材料包括工业纯铁、纯金属锰、钼铁合金、镍铁合金、铬铁合金、高氮铬铁合金、铌合金、钴合金。
15、本发明的有益效果为：
16、本发明所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，通过高氮合金在高温下分解出活性氮原子，固溶到奥氏体中的方式增氮，此种方法增氮效果好。
17、本发明所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，在离心预热阶段采用分级加热离心管，分别对应离心管远端，中端和近端的温度是呈梯度分布的，这种温度分布可以保证较长的离心管内钢水的凝固速率是连续一致的。
18、本发明所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，采用离心铸造和热轧工艺两步法，可使离心铸造金属中的裂纹、气孔等缺陷焊合，使粗大晶粒通过变形和再结晶的作用变成细小晶粒；且由于高氮钢管成分的特点，可以抑制晶粒长大，明显提高高氮钢管的性能。
19、本发明所述的一种高氮不锈钢管的制备方法制备的一种高氮不锈钢管，与不含镍的高氮不锈钢管相比，塑性更好，更有利于管的成型，含有重要的合金元素钼、铌等元素，起到提高不锈钢耐蚀性以及抑制晶粒长大，细化晶粒从而提高力学性能的作用。
1.一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述制备方法的工艺流程为配置离心管内壁用涂料→离心管内壁离心涂覆涂层→离心管分级预热处理→离心铸造→机加处理→第1次酸洗、水洗烘干→热轧机热轧→第2次酸洗、水洗烘干；
2.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述配置离心管内壁用涂料的工艺为采用4#詹氏杯测量涂料粘度，涂料粘度为10~25s，搅拌涂料的转速为20~55rmp/min，搅拌时间为10~24h，离心管内壁用涂料配置完毕。
3.根据权利要求2所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述离心管内壁离心涂覆涂层的工艺为离心管预先加热至80~200°c，然后从离心管的管模两端加入离心管内壁用涂料，启动离心机，转速为200~400rmp，时间为10~30min，得到具有涂层的离心管，所述涂层厚度为1~7mm。
4.根据权利要求3所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述离心管分级预热处理的工艺为将具有涂层的离心管保持离心管的冷端温度为230~300°c，离心管的中端温度为210~280°c，离心管的热端温度为190~260°c。
5.根据权利要求4所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述离心铸造处理的工艺为将经中频感应熔炼后的钢水从浇口浇注到离心管内，浇口内径为50mm、浇注温度为1560~1600°c、浇注时间为60~260s，浇注后将离心管转速提高至450~1000rmp，旋转10~60min后，然后在旋转的条件下采用风冷方式冷却离心管，风冷的风速为200~1000rmp，冷却时间为20~60min，离心管冷却至450~650°c时进行脱模，得到外径为175~1040mm、内径为80~730mm、长度为1000~6500mm的离心铸造的高氮不锈钢管。
6.根据权利要求5所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述机加处理的工艺为将离心铸造的高氮不锈钢管切去不齐的两端，然后进行机械加工、矫直，得到机加处理后的高氮不锈钢管的外径为165~1030mm、内径为65~715mm、长度为950~6400mm。
7.根据权利要求6所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述第1次酸洗、水洗烘干的工艺为在酸洗槽中配置质量比为3:1的95wt%hno3和5wt%hf的混合酸，对机加处理的高氮不锈钢管进行第1次酸洗去皮、去油处理，第1次酸洗时间6～20h，然后水洗烘干，得到第1次酸洗后的高氮不锈钢管的外径为155~1025mm、内径为60~710mm、长度为950~6400mm。
8.根据权利要求7所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述热轧机热轧的工艺为热轧机在900~1100°c范围内进行3次热轧，第1次热轧后高氮不锈钢管的外径为150～1020mm、内径为60~700mm、第1次热轧减壁率为0.2~0.55，第1次轧制延伸率为1.0~3.0，第2次热轧后高氮不锈钢管的外径为120～850mm、内径为80~745mm、第2次热轧减壁率为0.2~0.55，第2次轧制延伸率为1.0~3.0，第3次热轧后高氮不锈钢管的外径为100～800mm、内径为70~770mm、第3次热轧减壁率为0.2~0.55，第3次轧制延伸率为1.0~3.0，得到长度为4500~36000mm的热轧后的高氮钢管，热轧后水冷至室温，矫直。
9.根据权利要求8所述的一种高氮不锈钢管的制备方法，其特征在于，所述第2次酸洗、水洗烘干的工艺为在酸洗槽中采用质量比为3:1的95wt%hno3和5wt%hf的混合酸，进行第2次酸洗去皮、去油处理，第2次酸洗时间3～8h，然后水洗烘干，得到外径为100~800mm、内径为70~770mm，长度为4500~36000mm的一种高氮不锈钢管。
10.一种权利要求1-9之一所述的高氮不锈钢管的制备方法制备的一种高氮不锈钢管，其特征在于，所述的一种高氮不锈钢管的材料成分为氮含量为0.6~1.4wt%、铬含量为16.0~24.0wt%、锰含量为5.0~17.0wt%、镍含量为0.5~4.5wt%、硅含量为0.2~0.5wt%、钼含量为1.5~3.5wt%、铌含量为0.05~0.3wt%、钛含量为0.01~0.25wt%、钴含量≤0.1wt%、锌含量为0.01~0.1wt%、铅含量为0.01~0.1wt%、钒含量为0.05~0.35wt%、铜含量为≤0.1wt%、碳含量≤0.05wt%、硫含量≤0.008wt%、磷含量≤0.02wt%；
