[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010534817.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111809121B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史顯波;單以銀;嚴(yán)偉;楊柯;任毅;王爽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所;鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼，其特征在于，按重量百分比計，管線鋼的化學(xué)成分為：C0.02~0.08%，Si≤0.3%，Mn≤1.0%，Cu 1.35~2.0%，Al0.1~0.6%，Ce0.1~0.2%，Ni 1.0~2.0%，Nb≤0.1%，V≤0.1%，Ti≤0.1%，N≤0.005%，S≤0.005%，P≤0.005%，O≤0.005%，余量為Fe；

按重量百分比計，化學(xué)成分滿足：

Cu+Al+Ce≥1.0% （1）

Ni與Cu的質(zhì)量比Ni/Cu＞0.5 （2）

其中，式（1）和（2）中各元素符號代入對應(yīng)的元素含量；

所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，采用高爐+爐外精煉方式冶煉、連鑄板坯，或采用電爐+爐外精煉方式冶煉、連鑄板坯；無論采用哪種方式冶煉和連鑄，Ce元素需在冶煉后期加入，而且當(dāng)氧含量O和硫含量S均不大于0.005wt%后加入，攪拌均勻后立即澆注出鋼；

將連鑄的板坯進行控制軋制和控制冷卻，粗軋開軋溫度1000~1100℃，粗軋終軋溫度900~1000℃，精軋開軋溫度850~950℃，精軋終軋溫度700~800℃，終軋后快速水冷或緩慢堆冷；

終軋后快速水冷的鋼板進行如下處理：終軋后以10~30℃/s的冷速水冷，終止水冷溫度為500~600℃，然后進行保溫，保溫時間=鋼板厚度×保溫時間系數(shù)，保溫時間系數(shù)為3~6，保溫時間的單位為：分鐘，鋼板厚度單位為：mm；保溫后，空冷至室溫；

管線鋼的室溫屈服強度≥500MPa，抗拉強度≥600MPa；-20℃條件下，全尺寸V型缺口沖擊功≥180J。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼，其特征在于，管線鋼的化學(xué)成分還含有Ca、Cr、Mo、B之一種或兩種以上，每一種的重量百分比＜0.5%。

3.一種權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，采用高爐+爐外精煉方式冶煉、連鑄板坯，或采用電爐+爐外精煉方式冶煉、連鑄板坯；無論采用哪種方式冶煉和連鑄，Ce元素需在冶煉后期加入，而且當(dāng)氧含量O和硫含量S均不大于0.005wt%后加入，攪拌均勻后立即澆注出鋼。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，將連鑄的板坯進行控制軋制和控制冷卻，粗軋開軋溫度1000~1100℃，粗軋終軋溫度900~1000℃，精軋開軋溫度850~950℃，精軋終軋溫度700~800℃，終軋后快速水冷或緩慢堆冷。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，終軋后快速水冷的鋼板進行如下處理：終軋后以10~30℃/s的冷速水冷，終止水冷溫度為500~600℃，然后進行保溫，保溫時間=鋼板厚度×保溫時間系數(shù)，保溫時間系數(shù)為3~6，保溫時間的單位為：分鐘，鋼板厚度單位為：mm；保溫后，空冷至室溫。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，終軋后緩慢堆冷的鋼板進行如下處理：終軋后鋼板堆垛在一起空冷至室溫，堆垛高度不小于1000mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，管線鋼具有優(yōu)異的抗SSC性能，參照NACE TM0177標(biāo)準(zhǔn)，MethodA，A溶液，恒載荷80%屈服強度下720小時不斷裂。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，管線鋼具有優(yōu)異的抗HIC性能，參照NACE TM 0284標(biāo)準(zhǔn)，選用A溶液，浸泡96小時后氫致開裂參數(shù)：裂紋敏感率CSR、裂紋長度率CLR和裂紋厚度率CTR為零。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)功能一體化管線鋼的制造方法，其特征在于，管線鋼具有獨特的耐MIC性能，在含有硫酸鹽還原菌SRB的油氣產(chǎn)出水中浸泡21天內(nèi)，點蝕坑深度小于3μm。