CN109811261A - 酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板及生产方法，所述薄板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.20%，Si：0.20～0.40%，Mn：0.70～1.20%，P≤0.008%，S≤0.002%，Al：0.020～0.040%，Nb：0.010～0.015%，Mo：0.05～0.12%，Ca：0.0015～0.0030%，O≤0.003%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述薄板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序。本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板低温冲击韧性、抗层状撕裂性能和抗氢致开裂性能优良，能够满足酸性环境管道用钢的要求，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板及生产方法。
背景技术
近年来，随着管线广泛用于深海和高寒地区，对于酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的性能提出了更苛刻要求，同时市场对于酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的需求越来越大。
一般A516Gr60薄钢板低温冲击韧性随着钢板厚度的降低，低温冲击韧性随之降低，长期以来由于缺乏必要的生产设备和技术支撑，同时由于国内没有生产酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的成熟经验，致使不能满足深海和高寒地区管线用钢的要求。
通过开展对酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的研究工作，开发适合酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法，使产品满足市场对于酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的需求，具有重要的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板；同时本发明还提供了一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板，所述薄板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.20％，Si：0.20～0.40％，Mn：0.70～1.20％，P≤0.008％，S≤0.002％，Al：0.020～0.040％，Nb：0.010～0.015％，Mo：0.05～0.12％，Ca：0.0015～0.0030％，O≤0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述薄板厚度为8～30mm；其中厚度为8≤H≤12.5mm、Mn：0.70～0.85％，厚度为12.5＜H≤30mm、Mn：1.05～1.20％，所述H为薄板厚度。
本发明所述薄板屈服强度315～360MPa，抗拉强度430～500MPa；-50℃横向冲击功平均≥100J，硬度130～150HBW，全厚度方向Z≥45％。
本发明还提供了一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，所述薄板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序；所述冶炼工序，大包温度≥1580℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.5～1.8kg/t钢的铝线和4.5～5.5kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.5～2.0kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度≤66Pa，真空保持时间≥20min；所述轧制工序，采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段单道次压下率为10～30％、累计压下率为30～50％，第二阶段为奥氏体未再结晶阶段单道次压下率为10～30％、累计压下率为30～50％。
本发明所述冶炼工序，钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在15.80～16.00kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间≥15min，渣中Al2O3的含量为20～35％，渣中FeO含量为10～15％，精炼结束留渣量9.50～10.20kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量100～150L/min，后10min氩气流量30～50L/min。
本发明所述连铸工序，将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为480～500A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度10～20℃，拉坯速度为0.80～1.00min/mm。
本发明所述加热工序，连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1190～1210℃，总加热时间为≥11min/mm。
本发明所述轧制工序，采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1050～1100℃，终轧温度为920～950℃。
本发明所述轧制工序，采用二阶段轧制工艺，第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为870～910℃，终轧温度为780～830℃；轧制后得到半成品钢板，轧后空冷。
本发明所述热处理工序，采用正火工艺，正火温度为900～920℃，总加热时间1.8～2.0min/mm，保温时间30～40min，出炉空冷。
本发明各组分及含量的作用机理是：
应力导向氢致开裂是在应力引导下，在夹杂物与缺陷处因氢聚集而形成的成排小裂纹沿垂直于应力的方向发展，及向压力容器与管道的壁厚方向发展。应力集中常为裂纹缺陷或应力腐蚀裂纹所引起。
材料的耐腐蚀敏感性与其组织、夹杂物、成分、残余应力等因素密切相关。一般而言强度高的材料有高耐腐蚀用钢的敏感性。材料对耐腐蚀用钢敏感性与带状组织密切相关，因为C、Mn等元素的偏析导致的带状组织是良好的输氢通道。降低碳当量、控制偏析、细化晶粒等改善带状组织的措施可以有效降低材料的耐腐蚀用钢敏感性。充分利用Nb形成碳氮化物，通过在钢组织中的溶解和析出对钢进行晶粒细化和沉淀强化。通过微合金化，可以降低影响韧性和焊接性能最大的碳含量，确保在低碳含量情况下仍获得高的强度、良好的低温冲击韧性。微合金化元素Nb能与碳、氮结合成碳化物、氮化物和碳氮化物，在高温下溶解，在低温下析出，加热时阻碍原始奥氏体晶粒长大，在轧制过程中抑制再结晶及再结晶后的晶粒长大，在低温时析出强化，以得到细小的晶粒尺寸和理想的组织，保证板厚1/2处低温冲击韧性、良好的强韧配合和腐蚀性能。同时采用低速大压下工艺，增加道次压下率，适当进行晾钢轧制，充分发挥微合金元素Nb碳氮化物析出质点固定亚晶界而阻止奥氏体晶粒再结晶，进一步细化晶粒和强化基体的作用，以得到细小的晶粒尺寸和理想的组织，保证低温冲击韧性、良好的强韧配合和腐蚀性能。
夹杂物特别是MnS的形状十分重要，MnS在高温时容易塑性变形，热轧所形成的片状MnS在随后的热处理过程中难以改变。MnS/αFe的界面对氢原子来说是很深的“陷井”，与氢的结合很强，可以富积氢而形成氢分子；积累的氢气压力很高时，可以引起界面的开裂。因而降低材料中的含S量，或是加入钙或稀土元素以改变硫化物的形状，是降低耐腐蚀用钢敏感性的有效措施。
碳：碳是稳定奥氏体的元素，随着碳含量增加容易出现碳化物偏析，造成偏析区的硬度与周围组织出现差异，导致耐腐蚀。
硅：含量偏高时焊缝及热影响区的硬度无法控制，同时Si元素易偏析于晶粒边界，助长晶间裂纹的形成。
锰：其偏析容易在焊缝及热影响区产生马氏体和贝氏体等高强度、低韧性的显微金相组织，表现出极高硬度，增加焊后组织开裂倾向，对设备耐腐蚀性能极为不利。因此Mn含量高的低合金钢不宜用于制造湿硫化氢环境中的压力容器。
磷：磷即使含量很低时，裂纹也能在MnS上形核，但尺寸很小，不能被测出；如P高，即使S很低(S＝0.001％)，裂纹也能在氧化物夹杂以及晶界上形核并扩展。
硫：在钢中形成MnS的带状分布和FeS非金属夹杂物，致使局部显微组织疏松增加湿硫化氢环境下抗硫化物应力腐蚀开裂用钢的敏感性，现代耐酸钢一般要求S≤0.002％。
钙：可使夹杂物球化，MnS夹杂变成CaS或含CaS的复合夹杂，使Al2O3类夹杂成为铝酸钙型氧化物夹杂，这类夹杂物为球形，呈弥散分布，在钢的轧制温度下基本不变形，轧制后仍为球形，因此Ca处理可以使钢的氢致开裂敏感性下降。但若钙加入量过多则会形成CaS集聚，CaS有个最佳值，S含量越低，该比值的容许值越大。
铌：铌能够延缓奥氏体的再结晶，在铁素体转变过程中增加铁素体的成核速度和成核点，从而细化铁素体晶粒。在90年代初钢中S含量较高时0.008-0.010％，Nb因为增加高温下γ相的变形抗力，可能在轧制过程中促进MnS夹杂物的变形；在现代耐酸钢中S含量较低≤0.002％，铌的加入能够保证低C、低Mn成分下的强度，因为降低了碳当量，同时和热机械轧制工艺有效结合，极大地改善了带状组织，有效降低了耐腐蚀钢敏感性；又因为能够形成稳定碳化物，改变了碳化物的形貌，在提高强度的同时，能有效改善耐腐蚀钢性能。
钼：钼对铁素体有固溶强化作用，同时也能提高碳化物的稳定性，从而提高钢的强度同时钼能够阻止奥氏体化的晶粒粗大。
本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板产品标准参考ASME A516；产品性能检测方法标准参考ASTM A20/A20M；抗HIC性能检测方法标准参考NACE TM0284。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板钢质更纯净，P≤0.008％，S≤0.002％。2、本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板抗层状撕裂性能良好，全厚度方向Z≥45％，屈服强度315～360MPa，抗拉强度430～500MPa。3、本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板-50℃横向冲击功平均≥100J，低温韧性良好。4、本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度8～30mm。5、本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板硬度130～150HBW。6、本发明酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板低温冲击韧性、抗层状撕裂性能和抗氢致开裂性能优良，能够满足酸性环境管道用钢的要求，具有良好综合性能和焊接性能，可广泛用于管道工程项目中，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为8mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.16％，Si：0.23％，Mn：0.80％，P：0.007％，S：0.001％，Al：0.030％，Nb：0.010％，Ca：0.0030％，O：0.002％，Mo：0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在15.90kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间25min，渣中Al2O3的含量为25％，渣中FeO含量为10％，精炼结束留渣量10.00kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量145L/min，后10min氩气流量45L/min；大包温度1590℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.6kg/t钢的铝线和5.0kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.5kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度66Pa，真空保持时间25min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为485A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度13℃，拉坯速度为0.90min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1205℃，总加热时间为11min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1050℃，终轧温度为920℃，单道次压下率为10％，累计压下率为40％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为900℃，终轧温度为800℃，单道次压下率为12％，累计压下率为45％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺，正火温度为910℃，总加热时间1.8min/mm，保温时间30min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度355MPa，抗拉强度480MPa，-50℃横向冲击功平均130J，Z向性能为68％，硬度136～145HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表1。
表1实施例1薄钢板HIC检验结果
实施例2
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为12mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.17％，Si：0.25％，Mn：0.81％，P：0.007％，S：0.001％，Al：0.035％，Nb：0.011％，Ca：0.0030％，O：0.002％，Mo：0.07％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在16.00kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间23min，渣中Al2O3的含量为30％，渣中FeO含量为11％，精炼结束留渣量10.20kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量150L/min，后10min氩气流量50L/min；大包温度1580℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.65kg/t钢的铝线和4.5kg/t钢的Si-Ca线，再加入2.0kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度66Pa，真空保持时间25min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为490A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度15℃，拉坯速度为0.95min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1200℃，总加热时间为11min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1080℃，终轧温度为920℃，单道次压下率为12％，累计压下率为40％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为900℃，终轧温度为795℃，单道次压下率为11％，累计压下率为40％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺，正火温度为910℃，总加热时间1.9min/mm，保温时间30min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度348MPa，抗拉强度450MPa，-50℃横向冲击功平均115J，Z向性能为70％，硬度135～148HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表2。
表2实施例2钢板HIC检验结果
实施例3
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为25mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.16％，Si：0.25％，Mn：1.15％，P：0.007％，S：0.001％，Al：0.030％，Nb：0.011％，Ca：0.0030％，O：0.002％，Mo：0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在15.80kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间15min，渣中Al2O3的含量为27％，渣中FeO含量为11％，精炼结束留渣量9.80kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量136L/min，后10min氩气流量39L/min；大包温度1595℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.7kg/t钢的铝线和4.6kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.6kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度64Pa，真空保持时间20min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为495A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度13℃，拉坯速度为0.90min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1210℃，总加热时间为12min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1100℃，终轧温度为950℃，单道次压下率为10％，累计压下率为30％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为870℃，终轧温度为800℃，单道次压下率为30％，累计压下率为50％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺，正火温度为920℃，总加热时间2.0min/mm，保温时间40min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度335MPa，抗拉强度450MPa，-50℃横向冲击功平均120J，Z向性能为70％，硬度130～141HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表3。
表3实施例3钢板HIC检验结果
实施例4
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为30mm，其化学成分组成及质量百分含量为C：0.17％，Si：0.25％，Mn：1.19％，P：0.007％，S：0.001％，Al：0.035％，Nb：0.010％，Ca：0.0030％，O：0.002％，Mo：0.09％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在15.90kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间27min，渣中Al2O3的含量为28％，渣中FeO含量为10％，精炼结束留渣量9.90kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量135L/min，后10min氩气流量45L/min；大包温度1585℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.65kg/t钢的铝线和5.0kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.8kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度63Pa，真空保持时间30min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为480A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度13℃，拉坯速度为0.90min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1200℃，总加热时间为≥11.5min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1065℃，终轧温度为940℃，单道次压下率为30％，累计压下率为50％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为910℃，终轧温度为830℃，单道次压下率为12％，累计压下率为30％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺，正火温度为920℃，总加热时间1.9min/mm，保温时间40min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度328MPa，抗拉强度435MPa，-50℃横向冲击功平均125J，Z向性能为68％，硬度133～143HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表4。
表4实施例4钢板HIC检验结果
实施例5
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为12.5mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.15％，Si：0.30％，Mn：0.70％，P：0.007％，S：0.002％，Al：0.030，Nb：0.013％，Mo：0.10％，Ca：0.0020％，O：0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在16.00kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间18min，渣中Al2O3的含量为25％，渣中FeO含量为15％，精炼结束留渣量10.00kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量125L/min，后10min氩气流量30L/min；大包温度1605℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.65kg/t钢的铝线和4.5kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.8kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度65Pa，真空保持时间23min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为500A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度13℃，拉坯速度为0.90min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1200℃，总加热时间为11.5min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1090℃，终轧温度为950℃，单道次压下率为18％，累计压下率为35％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为905℃，终轧温度为825℃，单道次压下率为19％，累计压下率为35％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺，正火温度为910℃，总加热时间1.9min/mm，保温时间40in，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度340MPa，抗拉强度450MPa，-50℃横向冲击功平均140J，Z向性能为65％，硬度130-145HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表5。
表5实施例5钢板HIC检验结果
实施例6
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为10mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.20％，Si：0.30％，Mn：0.85％，P：0.008％，S：0.001％，Al：0.035％，Nb：0.012％，Mo：0.09％，Ca：0.0020％，O：0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在15.90kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间19min，渣中Al2O3的含量为29％，渣中FeO含量为15％，精炼结束留渣量10.00kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量145L/min，后10min氩气流量35L/min；大包温度1590℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.75kg/t钢的铝线和4.8kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.85kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度65Pa，真空保持时间23min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为485A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度15℃，拉坯速度为0.95min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1200℃，总加热时间为11.5min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1080℃，终轧温度为935℃，单道次压下率为19％，累计压下率为40％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为900℃，终轧温度为825℃，单道次压下率为14％，累计压下率为38％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺；正火温度为915℃，总加热时间2.0min/mm，保温时间37min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度355MPa，抗拉强度485MPa，-50℃横向冲击功平均138J，Z向性能为65％，硬度136～150HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表6。
表6实施例6钢板HIC检验结果
实施例7
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.16％，Si：0.20％，Mn：1.20％，P：0.008％，S：0.001％，Al：0.020％，Nb：0.013％，Mo：0.05％，Ca：0.0015％，O：0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在16.00kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间18min，渣中Al2O3的含量为20％，渣中FeO含量为13％，精炼结束留渣量9.50kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量100L/min，后10min氩气流量38L/min；大包温度1590℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.5kg/t钢的铝线和5.5kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.6kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度65Pa，真空保持时间21min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为480A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度10℃，拉坯速度为0.80min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1190℃，总加热时间为11min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1068℃，终轧温度为936℃，单道次压下率为12％，累计压下率为35％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为896℃，终轧温度为780℃，单道次压下率为20％，累计压下率为45％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺；正火温度为900℃，总加热时间1.8min/mm，保温时间40min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度318MPa，抗拉强度432MPa，-50℃横向冲击功平均105J，Z向性能为48％，硬度136～150HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表7。
表7实施例7钢板HIC检验结果
实施例8
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板厚度为28mm，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.17％，Si：0.40％，Mn：1.05％，P：0.006％，S：0.001％，Al：0.040％，Nb：0.015％，Mo：0.12％，Ca：0.0030％，O：0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)冶炼工序：钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在16.00kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间25min，渣中Al2O3的含量为35％，渣中FeO含量为15％，精炼结束留渣量10.00kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量150L/min，后10min氩气流量35L/min；大包温度1590℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.8kg/t钢的铝线和5.2kg/t钢的Si-Ca线，再加入2.0kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度60Pa，真空保持时间27min；
(2)连铸工序：将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为500A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度20℃，拉坯速度为1.00min/mm；
(3)加热工序：连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1210℃，总加热时间为13min/mm；
(4)轧制工序：采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1100℃，终轧温度为950℃，单道次压下率为30％，累计压下率为50％；第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为910℃，终轧温度为830℃，单道次压下率为10％，累计压下率为30％，轧制后得到半成品钢板，轧后空冷；
(5)热处理工序：采用正火工艺；正火温度为920℃，总加热时间2.0min/mm，保温时间40min，出炉空冷。
本实施例所得酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄钢板的力学性能：屈服强度358MPa，抗拉强度497MPa，-50℃横向冲击功平均115J，Z向性能为65％，硬度140～149HBW；抗硫化氢腐蚀性能HIC检验结果见表8。
表8实施例8钢板HIC检验结果
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板，其特征在于，所述薄板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.15～0.20%，Si：0.20～0.40%，Mn：0.70～1.20%，P≤0.008%，S≤0.002%，Al：0.020～0.040%，Nb：0.010～0.015%，Mo：0.05～0.12%，Ca：0.0015～0.0030%，O≤0.003%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板，其特征在于，所述薄板厚度为8～30mm；其中厚度为8≤H≤12.5mm、Mn：0.70～0.85%，厚度为12.5＜H≤30mm、Mn：1.05～1.20%，所述H为薄板厚度。
3.根据权利要求1所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板，其特征在于，所述薄板屈服强度315～360MPa，抗拉强度430～500MPa；-50℃横向冲击功平均≥100J，硬度130～150HBW，全厚度方向Z≥45%。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述薄板生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制和热处理工序；所述冶炼工序，大包温度≥1580℃时吊包VD炉真空处理，精炼过程中向钢液中先喂入1.5～1.8kg/t钢的铝线和4.5～5.5kg/t钢的Si-Ca线，再加入1.5～2.0kg/t钢的电石脱氧剂，真空处理时真空度≤66Pa，真空保持时间≥20min；所述轧制工序，采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段单道次压下率为10～30%、累计压下率为30～50%，第二阶段为奥氏体未再结晶阶段单道次压下率为10～30%、累计压下率为30～50%。
5.根据权利要求4所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述冶炼工序，钢水先经初炼炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣，以利于脱P，渣量在15.80～16.00kg/t钢，渣料少量多批加入，白渣气氛保持时间≥15min，渣中Al2O3的含量为20～35%，渣中FeO含量为10～15%，精炼结束留渣量9.50～10.20kg/t钢，LF炉吹氩搅拌强度，前15min氩气流量100～150L/min，后10min氩气流量30～50L/min。
6.根据权利要求4所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，将冶炼后的钢水进行连铸，连铸时进行电磁搅拌，电搅电流为480～500A、50HZ，加强凝固末端强冷，得到连铸坯；钢水过热度10～20℃，拉坯速度为0.80～1.00min/mm。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述加热工序，连铸坯在连续式加热炉中加热，最高加热温度1190～1210℃，总加热时间为≥11min/mm。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用二阶段轧制工艺，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度为1050～1100℃，终轧温度为920～950℃。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述轧制工序，采用二阶段轧制工艺，第二阶段为奥氏体未再结晶阶段，开轧温度为870～910℃，终轧温度为780～830℃；轧制后得到半成品钢板，轧后空冷。
10.根据权利要求4-6任意一项所述的一种酸性环境管道用高韧性A516Gr60薄板的生产方法，其特征在于，所述热处理工序，采用正火工艺，正火温度为900～920℃，总加热时间1.8～2.0min/mm，保温时间30～40min，出炉空冷。
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