[發明專利]一種耐腐蝕爆炸復合板用基材管線鋼板及其制備方法

有效

• 申請號: 201610539660.6
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106011642B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 李少坡;丁文華;諶鐵強;李群;白學軍;馬長文;隋鶴龍;周德光;劉建明;張海
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/18;C22C38/12;C22C38/08;C22C38/14;C22C38/06;C21D8/02;B32B15/01;B32B15/18
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司11207
• 代理人: 王普玉

技術領域

本發明屬于管線鋼技術領域，特別涉及一種耐腐蝕爆炸復合板用基材管線鋼板及其制備方法。產品具有較低的屈強比、優良的低溫韌性，以及耐腐蝕性能，適用于高含硫氣田用輸送管道建設。

背景技術

油氣管道輸送的介質中如果含有較高含量的硫化氫、二氧化碳、氯離子和水分，如果采用的是普通管線鋼材質，將會很快腐蝕穿孔，因此，防止內腐蝕的問題十分突出。為此，在高硫油氣田中常采用Cr13馬氏體不銹鋼、Cr22雙相不銹鋼、Cr25超級雙相不銹鋼、含Ni35％以上高Cr-Ni不銹鋼，直至鎳基合金N08825，但純不銹鋼費用極其昂貴。

耐腐蝕爆炸復合管可以將復材耐蝕合金的耐蝕性能與基材管線鋼的高強度有機的結合，解決油氣田高腐蝕情況下的集輸管線防止內腐蝕的問題，近年來采用不銹鋼或鎳基合金襯里的雙金屬耐腐蝕爆炸復合管成為研發熱點之一。爆炸復合的實質是炸藥爆炸瞬間產生的巨大能量作為能源使金屬發生高速碰撞、產生塑性變形而相互咬合，金屬或合金結合處只有少量甚至沒有擴散，因此每種金屬都可以保持其原有的特性，但由于塑性變形較大，加工硬化、位錯增殖，因此，爆炸復合后，基材強度會大幅升高，基材屈強比升高，而且爆炸復合后，基材和復材結合界面處，基材硬度HV10會大幅升高。因此，從爆炸復合工藝特點，以及產品使用角度考慮，對爆炸復合板和基材管線鋼板的技術要求主要有以下幾個方面：

1、爆炸復合板的基材部分要求較低的屈強比，YT≤0.90，這樣就對爆炸復合前的基材管線鋼板屈強比提出嚴格的要求，為后續爆炸復合后屈強比升高留出空間。

2、爆炸復合板的基材部分低溫韌性要優良，橫向－30℃夏比沖擊功要達到100J以上，橫向-20℃落錘剪切面積達到85％以上。

3、爆炸復合板的基材部分耐腐蝕性能要良好，滿足NACE TM0284-96標準A溶液裂紋長度率CLR≤15％，裂紋厚度率CTR≤5％，裂紋敏感率CSR≤2％。

4、爆炸復合板的基材和復材結合界面處，標準要求硬度值≤245HV10。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐腐蝕爆炸復合板用基材管線鋼板及其制備方法，解決了爆炸復合板的基材部分－30℃夏比沖擊韌性、－20℃落錘韌性、低屈強比性能、A溶液耐腐蝕性能，以及基材和復材結合界面處的硬度升高等問題。

一種耐腐蝕爆炸復合板用基材管線鋼板，其中，化學成份重量百分比為：C：0.03～0.08％，Nb：0.010～0.030％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.15～1.35％，Alt：0.01～0.05％，P：≤0.015％，S：≤0.0015％，Ti：0.008～0.020％，Ni：0.15～0.30％，Cr：0.15～0.30％，Mo：0.08～0.20％，余量為Fe和不可避免雜質元素。

一種耐腐蝕爆炸復合板用基材管線鋼板的制備方法，具體步驟及參數如下：

1、在100～300噸轉爐上冶煉，然后連鑄成厚度150～300mm的鋼坯；

2、鋼坯經過1140～1200℃的再加熱，然后在3300～5500mm軋機生產線上進行兩階段控軋，第一階段終軋溫度為980～1020℃，然后進行待溫，待溫厚度為成品鋼板厚度的2～4倍，第二階段開軋溫度為910～980℃，終軋溫度為840～900℃，然后進行控冷，開冷溫度為810～840℃，終冷溫度為600～700℃，冷卻速度為10～30℃/s；

3、最后通過淬火爐對成品鋼板進行臨界區淬火熱處理，淬火溫度為790～820℃，保溫時間為20～40min；獲得由鐵素體、貝氏體、馬氏體和MA組成的混合組織，鐵素體體積分數為60～80％。

基材管線鋼板的制備方法是兩階段控軋，細化奧氏體晶粒，并在硬化的奧氏體內部積累位錯，為后續相變提供更多的形核點，最終通過軋后控冷，獲得細化的金相組織；之后通過淬火爐對成品鋼板進行臨界區淬火熱處理，獲得由鐵素體、貝氏體、馬氏體和MA組成的混合組織，鐵素體體積分數為60～80％，以保證基材鋼板具備非常低的屈強比≤0.70，經后續爆炸復合后，復合板基材部分屈強比≤0.90。

本發明內容的構成要點立足于以下認識：

Nb元素在本發明中進行了大量試驗，發現：當Nb含量大于0.03％時，由于細晶強化和析出強化，屈服強度太高，會使基材管線鋼板的屈強比偏高；但當Nb含量小于0.01％時，強度性能和低溫韌性水平又偏低。因此本發明中Nb含量控制在0.01～0.03％范圍內。