[發(fā)明專利]具有抗氫致開裂性的鋼板及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310219908.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN103276295A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹雨群;唐春霞;王軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/16
• 分類號(hào): C22C38/16;C22C38/50;C21D8/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽;周海斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有抗氫致開裂性的鋼板及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

腐蝕是指金屬材料在周圍環(huán)境（介質(zhì)）的作用下（主要是化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)）發(fā)生的破壞和變質(zhì)的現(xiàn)象，它是一種自發(fā)進(jìn)行的冶金逆過程；有時(shí)還包括機(jī)械或生物作用，如應(yīng)力腐蝕和微生物腐蝕。腐蝕往往會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和環(huán)境污染等災(zāi)難性后果。

1969年英國(guó)Hoar報(bào)告報(bào)道，英國(guó)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失估計(jì)不少于13.65億英鎊。美國(guó)在1992年發(fā)表在ASM手冊(cè)B卷的數(shù)字報(bào)道,美國(guó)每年腐蝕造成1700億美元的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)對(duì)腐蝕損失所做的統(tǒng)計(jì)表明,腐蝕所造成的損失約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)的3％。對(duì)于石油與石化行業(yè)尤其嚴(yán)重，約占6％左右。由NACE年會(huì)可以看出，石油與石化工業(yè)腐蝕問題研究是腐蝕與防護(hù)學(xué)科最活躍和最廣泛的研究領(lǐng)域。以NACE98為例，500篇左右的宣讀論文中有150余篇論文報(bào)道的是石油石化工業(yè)領(lǐng)域的腐蝕問題研究結(jié)果。因此針對(duì)油氣田腐蝕問題展開系列研究具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

對(duì)于油氣田腐蝕，按照腐蝕介質(zhì)可分為：CO₂腐蝕、H₂S腐蝕、多相流沖刷腐蝕和土壤腐蝕。其中，H₂S主要來自儲(chǔ)藏地層的氣體或伴生氣體，硫酸鹽還原菌和某些化學(xué)品也會(huì)釋放出H₂S。

硫化氫腐蝕是油氣田四大腐蝕中最嚴(yán)重、最危險(xiǎn)的。近幾十年來，我國(guó)在勘探工作中不斷發(fā)現(xiàn)高含硫氣田。目前正在開發(fā)的四川威遠(yuǎn)氣田、臥龍河氣田嘉陵江組氣藏和中壩氣田雷口坡組氣藏的H₂S最高含量分別為52.988g/m³、491.490g/m³和204.607g/m³。2003年12月23日因強(qiáng)烈井噴造成人員重大傷亡的羅家寨氣田硫化氫濃度平均達(dá)到了149.320g/m³。所以由H₂S引發(fā)的腐蝕問題越來越引起人們的關(guān)注。所以研發(fā)具有抗H₂S腐蝕的鋼材是很有價(jià)值的。

通常情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)在鋼種中加入鎳元素，但是均采用微Ni處理，例如，專利號(hào)200410025585.9的中國(guó)發(fā)明專利（名稱：具有抗HIC性能X80管線鋼及其熱軋板制造方法）采用Ni：0.25-0.35%；專利號(hào)201110138418.5的中國(guó)發(fā)明專利（名稱：X80鋼級(jí)抗腐蝕低溫?zé)o縫管線管）采用Ni：0.10-0.20%；申請(qǐng)?zhí)?01110252344.8的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)（名稱：一種具有抗氫致開裂性的管線鋼板及其生產(chǎn)方法）采用Ni：≤0.30%。之所以采用微Ni處理，一方面是由于Ni價(jià)格較高，需要控制成本，另一方面是由于業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為Ni含量較高時(shí)其所起效果會(huì)飽和，形成浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種具有抗氫致開裂性的鋼板及其生產(chǎn)方法，一方面在化學(xué)成分上采用高Ni、低C以及多元少量合金的設(shè)計(jì)，可以降低鋼板合金化成本并使鋼板具有優(yōu)異的抗氫致開裂性，另一方面在生產(chǎn)方法上僅采用控軋冷軋工藝，克服調(diào)質(zhì)工藝流程長(zhǎng)、能耗高等不足，以簡(jiǎn)化易控的工藝流程即可生產(chǎn)出具有優(yōu)異抗氫致開裂性的鋼板。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下：

鎳元素析氫過電位低，可使氫離子容易被還原為氫原子，因此可用于鋼種提升其抗氫致開裂性或抗硫化氫的腐蝕能力。通常而言，鎳用量越高則鋼的抗氫致開裂性越強(qiáng)，但是業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為Ni含量較高時(shí)其所起效果會(huì)飽和。申請(qǐng)人經(jīng)深入實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，要解決該問題一方面要從化學(xué)成分入手，重新設(shè)計(jì)鋼種的化學(xué)成分組成，另一方面要從生產(chǎn)方法入手，克服Ni效果飽和的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種具有抗氫致開裂性的鋼板，其特征是，由以下組分按重量百分比組成：C0.03～0.08%，Si0.10～0.35%，Mn0.20～1.20%，P≤0.013%，S≤0.010%，Nb0.001～0.10%，Ti0.002～0.020%，Mo≤0.20%，Cr≤0.20%，Ni0.90～3.0%，Al≤0.060%，Cu0.15～0.30%，V0.013～0.022%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述鋼板在NACE0177-2005標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)浸泡溶液A的CLR、CTR、CSR均為0。

更優(yōu)選地，所述鋼板具有細(xì)化均勻的貝氏體及鐵素體型金相組織，無明顯的碳化物及MA島組織。