[發(fā)明專利]一種油氣輸送用經(jīng)濟(jì)型低屈強(qiáng)比管件用鋼及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210411123.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN102912250A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帥;任毅;王爽;劉文月;高紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/50
• 分類號(hào): C22C38/50;C22C38/16;C22C38/28;C22C38/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低碳微合金鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種油氣輸送用經(jīng)濟(jì)型低屈強(qiáng)比管件用鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

管件是管道中起到改變方向、加固強(qiáng)化等作用的重要結(jié)構(gòu)件，主要包括三通、彎管和封頭等，在長(zhǎng)輸管道建設(shè)中需要大量的管件產(chǎn)品。隨著管道輸送向著高壓大口徑發(fā)展，對(duì)管件強(qiáng)度、韌性、焊接性等要求不斷提高，也對(duì)管件用鋼的綜合質(zhì)量提出了更高的要求。

目前，油氣管件制作一般需要經(jīng)歷熱處理成型，因此，要求管件用鋼經(jīng)熱處理后必須具有良好的綜合性能。

近年來，油氣管道項(xiàng)目不斷向海底、高寒凍土帶、地震帶等環(huán)境惡劣地區(qū)發(fā)展，這些地區(qū)地殼活動(dòng)較頻繁，管線服役溫度低，易發(fā)生較大幅度的塑性變形，因此，在該類地方應(yīng)用的管線要求基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)，具有良好的抗塑變能力。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)管件鋼的研究多集中在基于應(yīng)力設(shè)定的管件上，例如，CN102127697A的專利，介紹了一種X70級(jí)彎管和管件，其成分為（重量百分比）C：0.09～0.15％、Mn：1.25％～1.75％、Si：0.2%～0.4％、P≤0.010%、S≤0.005%、Ca：0.002%～0.004%、N≤0.008%、Al：0.01%～0.04%，或添加Nb：0.03％～0.10％、Ti：0.02%～0.06％、Cr：0.15%～0.50%、Mo：0.15%～0.45%、Ni：0.15%～1.0%，從其所列的實(shí)施例看，其所制管件強(qiáng)度雖然滿足X70級(jí)，但屈強(qiáng)比均不低于0.89，成分中（Mo+Cr+Ni）≥0.50%，該類管件的抗應(yīng)變能力不足，而且，成分中貴重合金元素的加入量大，生產(chǎn)成本高；專利WO2011150687(A1)、CN102021499A也存在類似情況。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)抗應(yīng)變管線鋼的研究主要是干線管用鋼，該類鋼板制管過程中不經(jīng)歷熱處理，僅保證鋼板軋態(tài)性能滿足抗應(yīng)變要求，不適宜制作管件。例如，專利CN101545079A提供了一種高強(qiáng)度低屈強(qiáng)比X80熱軋鋼板，所述鋼板僅保證熱軋態(tài)性能，且屈強(qiáng)比在0.80～0.86之間。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)型低屈強(qiáng)比管件鋼的研究尚有不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種油氣輸送用經(jīng)濟(jì)型低屈強(qiáng)比X70或X80級(jí)管件用鋼及其生產(chǎn)方法。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明所述經(jīng)濟(jì)型低屈強(qiáng)比管件鋼的化學(xué)成分重量百分比為C：0.09％～0.16％、Si：0.20％～0.40％、Mn：1.00％～1.39％、Nb：0.01%～0.04％、Ti：0.005％～0.018％、V：0.01％～0.04％、Als：0.008%～0.035%，（Nb+V+Ti）≤0.09%、Mo：0～0.20%、Ni：0～0.30%、Cu：0～0.30%、Cr：0～0.25%、（Mo+Ni+Cu+Cr）≤0.40%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

所述經(jīng)濟(jì)型管件鋼的CE_IIW控制在0.34%～0.40%，其中CE_IIW=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/15+(Ni+Cu)/5。

本發(fā)明成分設(shè)計(jì)理由：

C是保證強(qiáng)度最為有效的元素，可以提高淬透性，起到固溶強(qiáng)化和碳化物析出強(qiáng)化作用，因此，碳含量不宜過低；但是，碳含量的增加對(duì)材料韌性和焊接性不利，所以，碳含量也不能過高，本發(fā)明認(rèn)為對(duì)X70、X80管件鋼而言，碳控制在0.09％～0.16％較為適宜。

Si可以起到固溶強(qiáng)化作用，但其含量過高會(huì)使鋼的塑性和韌性降低，其最佳范圍是0.20％～0.40％。

Mn可以起到固溶強(qiáng)化作用，還能增加奧氏體穩(wěn)定性，對(duì)提高淬透性也有利，但是，錳含量過高易誘發(fā)偏析，本發(fā)明認(rèn)為將Mn含量控制在1.00％～1.39％較為適宜。

Nb、V、Ti可以抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化相變組織，同時(shí)還能起到析出強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化等作用，尤其是在熱處理過程中能有效提高強(qiáng)度，但其含量過高會(huì)影響韌性和焊接性。

Al可以有效降低鋼中的氧含量，但Al含量過高會(huì)使鋼中的夾雜物增加，因此，Als的含量控制在0.008%～0.035%為宜。

Mo可以明顯提高奧氏體穩(wěn)定性和淬透性，增加鋼板厚度方向冷卻均勻性，促進(jìn)中低溫轉(zhuǎn)變，但是，鉬含量過高不但會(huì)增加成本，還對(duì)材料焊接性有不利影響，因此，應(yīng)控制其含量在0.20%以下。