[發明專利]具有優異抗延展性破壞的管線鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201410134680.6
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103952639A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 李士才;厲建強;劉玉慶;張文博;朱經濤;李明賢;李玉春
• 申請（專利權）人: 日照鋼鐵控股集團有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C21D8/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于高強度合金鋼制造的技術領域，更具體地說，本發明涉及一種可在油氣管道等工程項目上使用的具有優異抗延展性破壞的管線鋼及其制備方法。

背景技術

隨著能源需求的不斷增長，遠距離的油氣開采及輸送已成為必然，輸送管道將經過大量的地址條件不穩定區域，如地震帶、泥石流、凍土帶等，嚴重影響管道的安全。而高壓輸送和高密度輸氣技術是當今國際大流量管道技術的發展趨勢，可為大型油氣管道項目帶來可觀的效益，并將對管道設計，管線鋼的制造提出了更高的要求。高壓輸送要求管線鋼具有高強度，從而減少鋼管的厚度，同時需要高韌性及良好的延展性。

在近年來油氣需求日益增大，而供應量增長緩慢的情況下，因而需要開發遙遠地帶或自然環境嚴酷（例如沙漠、嚴酷的環境）的地區的油氣資源。對于遠距離輸送天然氣的管線鋼，除要求用于提高輸送效率的厚壁、高強度之外，還要求能耐受在嚴酷環境中使用的韌性，兼具韌性和高強度。經過高溫和低溫交替的嚴酷環境中的管線鋼經常會發生延展性破壞，而延展性破壞的傳播停止可以通過夏比沖擊試驗中的沖擊吸收能量進行評價。特別是高壓油氣的管線鋼，由于內壓高，裂紋的傳播速度比破裂后的減壓波的速度更快，因此從防止延展性破壞的觀點出發還要求高沖擊吸收能量，兼顧抗延展性破壞和高強度的管線鋼也日益成為人們的迫切需求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種具有強度高、綜合性能優異的具有優異抗延展性破壞的管線鋼及其制備方法。

一種具有優異抗延展性破壞的管線鋼，以質量百分比計含有：C：0.02～0.08%，B：0.002～0.003%，Si：0.15～0.25%，Mn：0.65～0.85%，Ni：0.15～0.30%，Cr：0.35～0.50%，Cu：0.15～0.25%，Ba：0.02～0.05，Ti：0.02～0.03%，Ca：0.003～0.006%，Zr：0.002～0.005%，Alt：0.02～0.03%，P≤0.02%，S≤0.005%，余量為Fe和不可避免的雜質。

作為優選地，所述具有優異抗延展性破壞的管線鋼的各化學成分組成如下：

C：0.03～0.05%，B：0.002～0.003%，Si：0.15～0.20%，Mn：0.75～0.85%，Ni：0.25～0.30%，Cr：0.35～0.40%，Cu：0.20～0.25%，Ba：0.03～0.05，Ti：0.02～0.03%，Ca：0.003～0.005%，Zr：0.003～0.005%，Alt：0.02～0.03%，P≤0.015%，S≤0.005%，余量為Fe和不可避免的雜質。

其中，所述的具有優異抗延展性破壞的管線鋼的抗拉強度≥750MPa，屈強比為0.60～0.80。

本發明的第二方面，還涉及上述具有優異抗延展性破壞的管線鋼的制備方法，其特征在于所述工藝包括以下步驟：配比備料→鐵水深度脫硫→轉爐冶煉→LF精煉→RH處理→板坯連鑄→板坯再加熱→溫度控制軋制→馳豫空冷→預矯直→加速冷卻→熱矯直→冷床冷卻→空冷；連鑄時控制過熱度為15～25℃、輕壓下率控制在2%～5%之間，拉速為0.8～1.2m/min；板坯再加熱溫度控制在：1150～1250℃；再結晶區軋制溫度960～1130℃；非再結晶區開軋溫度820～920℃，非再結晶區每道次壓下率為10～18%，非再結晶區總壓下率為75～90%，終軋溫度720～820℃；軋后鋼板馳豫空冷至Ar3以下30～60℃后進入預矯直，然后快速進入加速冷卻，加速冷卻速度15～50℃，終冷溫度為350～450℃，然后空冷至室溫。

與現有技術相比，本發明所述的具有優異抗延展性破壞的管線鋼具有以下有益效果：

（1）本發明所述的管線鋼板C、P、S含量低，鋼質純凈；不含Mo、Nb等貴金屬，而Ni、Ti的用量少，成本較低；本發明通過合金成分設計，能在低碳的條件下確保鋼板淬透性，使鋼板具有較高的抗拉強度和屈服強度，具有良好的綜合性能。

（2）申請人發現在本發明所述的管線鋼中同時添加有適量的C、Ni、Cu、Ba和Zr不僅保證了較高的抗拉強度，還獲得了優異的抗延展破壞性，能夠確保所述的管線鋼具有優異的抗沖擊韌性。

具體實施方式

下面將結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明。