CN106498287B - 一种ct90级连续管用热轧钢带及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种CT90级连续管用热轧钢带,其化学成分及wt%:C:0.05~0.10%,Si:0.10~0.30%,Mn:0.40~0.90%,P≤0.015%,S≤0.0020%,Cu:0.25~0.40%,Ni:0.15~0.35%,Cr:0.50~1.00%,Mo:0.10~0.20%,Nb:0.020~0.050%,V:≤0.010,Ti:0.010~0.030%,N≤0.0050%,Al:0.015~0.060%,Ca:0.0008~0.0025,B:0.0008~0.0015。生产方法:经冶炼并铸坯后对铸坯加热;粗轧;精轧;分三阶段进行冷却;钢卷经卷取后置入保温墙缓冷。本发明通过B的加入,降低了C含量,改善了钢的组织偏析,确保了抗HIC和抗SSCC性能合格;通过Cu、Ni的复合加入,改善了Cu的热脆性;分阶段控制冷却,实现复相组织调控,降低了钢带屈强比。

Description

一种CT90级连续管用热轧钢带及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及管线钢及其生产方法,具体地属于一种CT90级连续管用热乳钢带及其 生产方法。
背景技术
[0002] 连续管是用于石油钻采业的新型管材,长达数千米至上万米的柔性钢管盘绕在管 盘上,作业时从管盘上打开,作业完毕后再次盘绕在管盘上,可反复使用。相较于传统油井 管,连续油管作业更为灵活,具有带压作业、连续起下、设备体积小、作业周期快、成本低的 优点。
[0003] 经检索,中国专利申请号为200710168545.3的文献,公开了“一种高塑性连续油管 用钢及其制造方法”,经分析,其Cr含量相对较低,连续管的淬透性及耐腐蚀性较差;由于添 加了0.15〜0.30%的Cu而未同时添加Ni,存在热脆性;其合金含量相对较低,通过较低的控 冷温度达到与本专利相近的强度,其低温韧性相对较差。
[0004] 中国专利申请号为200810040895.6的文献,其公开了 “一种CT90级连续油管用钢 及其制造方法”,其由于C和Mn含量较高,钢带中会出现较严重的偏析,高频电阻焊接制管过 程中亦出现钩状裂纹缺陷;同时其成分设计中含较高的V,对钢带韧性及塑性不利;其屈强 比均在0.90以上,可变形能力差,不利于钢管疲劳性能。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述文献中存在的不足,提供一种组织均匀,强度波动小 于70MPa,硬度波动小于20HV,-20°C低温韧性高于120J的综合性能优良的,适用于CT90级高 疲劳寿命连续管制造的热乳钢带及其制造方法。
[0006] 实现上述目的的措施:
[0007] —种CT90级连续管用热乳钢带,其化学成分及重量百分比含量为:C: 0.05〜 0.10%,Si:0.10〜0.30%,Mn:0.40〜0.90%,P<0.015%,S<0.0020%,Cu:0.25〜0.40%,Ni: 0.15〜0.35%,Cr:0.50〜1.00%,Mo:0.10〜0.20%,Nb:0.020〜0.050%,V:<0.010,Ti:0.010 〜0.030%小彡0.0050%,八1:0.015〜0.060%,〇&amp;:0.0008〜0.0025,8:0.0008〜0.0015,余量 为Fe及不可避免的夹杂。
[0008] 生产一种CT90级连续管用热乳钢带的方法,其步骤:
[0009] 1)经冶炼并铸坯后对铸坯加热,加热温度控制在1220〜1300°C ;
[0010] 2)进行粗乳,并控制粗乳结束温度在1050〜1120°C ;粗乳结束至进入精乳机之前 采用保温罩保温;
[0011] 3)进行精乳,并控制精乳开乳温度在1030〜1080°C,终乳温度在830〜900°C;
[0012] 4)分三阶段进行冷却:第一阶段在冷速为30〜80°C/s下冷却至650〜720°C ;在第 二阶段进行空冷,空冷时间不低于5s;第三阶段在冷速为20〜60°C/s下冷却至530〜620°C ;
[0013] 5)钢卷经卷取后置入保温墙缓冷。
[0014] 本发明中各种元素的作用机理如下:
[0015] 碳(C):最经济的强化元素,通过间隙固溶强化提升钢的强度。增加碳含量,可大幅 提升钢的淬透性,减少其他贵重合金的加入量,降低生产成本。但是碳含量越高,越不利于 钢的低温韧性,同时易在钢种形成较严重的硬相偏析带,加剧钢的组织不均匀性,不利于产 品的疲劳性能。较适宜的碳的添加量为〇. 05〜0.10%。
[0016] 硅(Si):主要起固溶强化作用,有益于辅助冶炼过程中脱硫,也有益于提升钢的疲 劳性能。但含量过高时,不利于表面质量,易导致乳制过程中的氧化铁皮难以去除。较适宜 的硅的添加量为0.10〜0.30%。
[0017] 锰(Μη):较为经济的合金化元素,可有效提升钢的强度。但锰含量较高时,易产生 较严重的中心偏析,导致钢的成分、组织不均。较适宜的锰的添加量为0.40〜0.90%。
[0018] 磷、硫、氮(Ρ、S、Ν):磷易导致钢的冷脆,硫易引起热脆,而氮易引起钢的淬火失效 和形变失效,导致钢的性能不稳定,因此应尽量降低钢中的磷、硫、氮的含量。
[0019] 铜、镍(Cu、Ni):可通过固溶强化提升钢的强度,在此铜主要起改善钢的耐蚀耐候 性能的作用,一般加入量为0.25%以上;镍可改善因加入铜的热脆性,一般加入量为铜含量 的2/3以上。
[0020] 铬(Cr):有效提升钢的淬透性,并具有一定的固溶强化作用。铬在腐蚀环境中可在 钢的表面形成较为致密的保护层,起到保护基体的作用,有效提高钢耐腐蚀性能。但钢中铬 含量过高时,不利于高频电阻焊焊缝质量,易形成灰斑缺陷,必须采用焊接保护,增加了焊 接难度及成本。较适宜的易焊接连续管用钢铬的添加量为〇. 50〜1.00%。
[0021] 钼(Mo):强淬透性元素,显著推迟铁素体相变,抑制铁素体和珠光体的形成,使得 钢在乳后一个较宽的冷速范围内得到贝氏体组织。但钼含量过高时,易导致钢的强度和硬 度超标。较适宜的钼的添加量为0.10〜0.20%。
[0022] 铌、钛(Nb、Ti):微合金化元素,可显著细化晶粒并起到析出强化作用,可显著提高 钢的奥氏体再结晶温度,扩大未再结晶区范围,便于实现高温控乳,降低乳机负荷。但受限 于碳含量设计,铌、钛含量过高时,不仅难以充分发挥作用,同时可能导致析出颗粒粗大不 利于钢的韧性。较适宜的铌、钛的添加量分别为〇. 020〜0.050%,0.010〜0.030%。
[0023] 铝(Al):铝是钢中主要的脱氧元素,能够显著降低钢中的氧含量,同时铝与氮的结 合形成A1N,能够有效地细化晶粒。但是钢中铝含量超过0.06%时,易导致铝的氧化物夹杂明 显增加,降低钢的洁净度,对钢的低温韧性不利。较适宜的铝的添加量分别为0.015〜 0.060% 〇
[0024] 钙(Ca):在二次精炼过程中对钢进行钙处理,可以改善钢中的夹杂物形态,提高钢 冲击韧性,但加入过量,易降低钢的洁净度,对钢的低温韧性不利。较适宜的钙的添加量分 别为0.0008 〜0.0025%。
[0025] 硼(B):同其他元素共同作用下,显著提升钢的淬透性,有利于贝氏体的形成,但不 易添加过高,避免大幅降低钢的韧性。适宜的硼的添加量为0.0008〜0.0015%。
[0026] 本发明与现有技术相比,通过B的加入,降低了C含量,改善了钢的组织偏析,确保 了抗HIC和抗SSCC性能合格;通过Cu、Ni的复合加入,改善了Cu的热脆性;分阶段控制冷却, 实现复相组织调控,降低了钢带屈强比。
具体实施方式
[0027] 下面对本发明予以详细描述:
[0028] 表1为本发明各实施例及对比例的取值列表;
[0029] 表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表;
[0030] 表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
[0031] 本发明各实施例按照以下步骤生产:
[0032] 1)经冶炼并铸坯后对铸坯加热,加热温度控制在1220〜1300°C ;
[0033] 2)进行粗乳,并控制粗乳结束温度在1050〜1120 °C ;粗乳结束至进入精乳机之前 采用保温罩保温;
[0034] 3)进行精乳,并控制精乳开乳温度在1030〜1080°C,终乳温度在830〜900°C ;
[0035] 4)分三阶段进行冷却:第一阶段在冷速为30〜80°C/s下冷却至650〜720°C;在第 二阶段进行空冷,空冷时间不低于5s;第三阶段在冷速为20〜60°C/s下冷却至530〜620°C ;
[0036] 5)钢卷经卷取后置入保温墙缓冷。
[0037] 表1本发明各实施例和对比例的成分取值列表(wt,%)
[I
Figure CN106498287BD00051
[0039] 表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
Figure CN106498287BD00061
[0041] 表3本发明各实施例和对比例主要性能检测统计表
Figure CN106498287BD00071
[0043] 从表1〜3可已看出,本发明钢通过添加Cu在改善了钢的耐蚀性的同时,通过添加 Ni,消除了Cu的热脆性;拉伸性能稳定,平均低温韧性在141〜166J。本发明钢通过添加B元素 降低了 C含量,改善了产品的带状组织偏析,确保了抗HIC和SSCC性能合格;抗拉强度基本在 同一水平,平均屈强比降低了0.09,提升了钢的可变性能力,同时平均硬度降低了21HV,有 利于提升钢的疲劳寿命。
[0044] 上述实施例仅为最佳例举,而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (3)

  1. I. 一种CT90级连续管用热乳钢带,其化学成分及重量百分比含量为:C: O . 05〜0.10%, Si:0.10〜0.18%,Mn:0.40〜0.90%,P<0.015%,S<0.0020%,Cu:0.33〜0.36%,Ni:0.31〜
  2. 0.35%,Cr:0.50〜1.00%,Mo:0.10〜0.20%,Nb:0.020〜0.050%,V:<0.006%,Ti:0.027〜
  3. 0.030%小彡0.0050%,八1:0.015〜0.060%,〇&amp;:0.0008〜0.0025%,8:0.0011〜0.0015%,余量 为Fe及不可避免的夹杂; 生产方法: 1) 经冶炼并铸坯后对铸坯加热,加热温度控制在1220〜1300 °C; 2) 进行粗乳,并控制粗乳结束温度在1089〜1120°C;粗乳结束至进入精乳机之前采用 保温卓保温; 3) 进行精乳,并控制精乳开乳温度在1030〜1080 °C,终乳温度在830〜900 °C ; 4) 分三阶段进行冷却:第一阶段在冷速为30〜49°C/s下冷却至683〜720°C;在第二阶 段进行空冷,空冷时间不低于5s;第三阶段在冷速为20〜29°C/s下冷却至530〜620°C ; 5) 钢卷经卷取后置入保温墙缓冷。
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Applicant after: Wuhan iron and Steel Company Limited

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Applicant before: WUHAN IRON AND STEEL CORPORATION

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