CN117987732A - 一种抗酸管线用钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗酸管线用钢及其生产方法，涉及冶金技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C≤0.05%，Mn：0.90~1.20%，Si：0.10~0.30%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Cr：0.10~0.30%，Ni：0.10~0.30%，Mo≤0.20%，Cu：0.10~0.30%，Nb：0.030~0.060%，V：0.02~0.050%，Ti：0.005~0.020%，Al：0.015~0.050%，B≤0.0005%，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明提供的抗酸管线用钢，不但满足了产品的强度要求，同时满足了产品HIC/SSC性能的稳定性，满足了产品HIC/SSC性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种抗酸管线用钢及其生产方法。
背景技术
随着经济的不断发展，钢铁需求不断向高端品种延伸，企业竞争力越趋于白热化，常规品种毛利越来越低，开发高等级产品成了企业生存与发展的关键，管线钢产品在国际市场上需求量相当大，深海抗酸管线由于生产难度大，要求横纵向拉伸性能、同时要求HIC/SSC双抗性能要求，产品质量要求苛刻。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种抗酸管线用钢及其生产方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种抗酸管线用钢，其化学成分及质量百分比如下：C≤0.05%，Mn：0.90~1.20%，Si：0.10~0.30%，P≤0.012%，S≤0.0010%， Cr：0.10~0.30%，Ni：0.10~0.30%，Mo≤0.20%，Cu：0.10~0.30%，Nb：0.030~0.060%，V：0.02~0.050%，Ti：0.005~0.020%， Al：0.015~0.050%，B≤0.0005%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明中化学成分的限定理由如下：
C是仅次于铁的主要元素，降低碳含量可以提高钢中铁素体含量，降低钢的焊接裂纹敏感性，提升产品的HIC/SSC性能的稳定性C含量至0.05%以下。Si是炼钢过程中重要的还原剂和脱氧剂, Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但较高的Si含量会降低钢的焊接性能，一般要求Si含量不超过0.30%。Mn可以提高钢材强度且能与Fe无限固溶，可以提升强度并对钢的塑性影响较小，锰过高会在心部产品硫化锰夹杂导致HIC/SSC性能不合格，因此锰含量0.90~1.20%。P、S是钢中的有害元素，尽量去除，因此尽量降低P、S有害元素含量。Al作为脱氧剂或合金化元素加入钢中，Al脱氧能力比硅、锰强得多。Al在钢中的主要作用是细化晶粒、固定钢中的氮，从而显著提高钢的冲击韧性，降低冷脆倾向和时效倾向性。Nb部分溶入固溶体，起固溶强化作用，溶入奥氏体时显著提高钢的淬透性。铌可以有效细化晶粒的作用降低其脆性转变温度。V在钢中主要以碳化物的形式存在，主要用于细化晶粒，提高钢的横向与纵向强度。Ti和氮、氧、碳都有极强的亲和力，与硫的亲和力比铁强，是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素，加入微量Ti元素即可提高钢的强度，合金成本非常低，同时钛具有细化晶粒的作用，因此，对钢的横纵向拉伸强度及HIC/SSC性能都有利。Ni的晶格常数与γ‐铁相近，可成连续固溶体。可降低临界点并增加奥氏体的稳定性，可以提高钢的强度同时使铁的韧性保持极高的水平。Cr能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用可以保证钢具有较好的力学性能。Cu在钢中可以跳过强度，保证横纵向拉伸强度的稳定性；同时也可以提升钢的抗腐蚀性能及抗氧化性能，加入铜有利于改善钢的HIC/SSC性能稳定性。
本发明还提供了一种抗酸管线用钢的生产方法，包括：
S1、炼钢：采用转炉冶炼、LF/RH精炼、CCM连铸形成板坯；
S2、加热：将铸坯放入加热炉加热，加热系数9.0~13.0 min/cm，加热温度1180~1250℃；
S3、轧制：采用控轧工艺进行轧制，粗轧末道次压下率不低于20%，压下量≥23mm ，轧制终了温度≤950℃；
S4、冷却：将轧制后的钢板放入超快冷系统进行快速冷却，冷却速率控制为10~30℃/s；
S5、精整：钢板冷却后进行取样、标识、探伤、入库。
作为本发明所述抗酸管线用钢的生产方法的一种优选方案，其中：所述步骤S2中，加热系数9.8~12.4 min/cm，加热温度1200~1210℃。
作为本发明所述抗酸管线用钢的生产方法的一种优选方案，其中：所述步骤S3中，在所述采用控轧工艺进行轧制，粗轧末道次压下率不低于20%，压下量≥23mm ，轧制终了温度≤950℃之后，还包括：
粗轧结束后采用低温控制工艺，控制二开温度为800℃~900℃，终轧温度为770℃~870℃。
作为本发明所述抗酸管线用钢的生产方法的一种优选方案，其中：所述步骤S3中，控制二开温度为830℃~880℃，终轧温度为800℃~830℃。
作为本发明所述抗酸管线用钢的生产方法的一种优选方案，其中：所述步骤S4中，冷却速率为15~25℃/s。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的抗酸管线用钢，不但满足了产品的强度要求，同时满足了产品HIC/SSC性能的稳定性，满足了产品HIC/SSC性能要求。
（2）本发明采用转炉冶炼及真空处理等冶炼方法，有效降低P、S、O、N、H等危害元素的含量，并通过合理设计合金元素对危害元素的改进作用，通过奥氏体化温度改进行了钢板中带状组织的危害，通过二阶段轧制工艺及轧后快冷技术，有效细化了组织的晶粒度，实现了组织的致密性，实现了HIC/SSC性能的稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为采用本申请提供抗酸管线用钢的生产方法制得的钢板1/4厚处的显微组织图像。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
实施例1:本实施例提供了一种抗酸管线用钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.03%，Mn：1.12%，Si：0.26%，P：0.0:09%，S：0.00:07%， Cr：0.27%，Ni：0.19%，Mo：0.003 %，Cu：0.19%，Nb：0.043%，V：0.039%，Ti：0.018%， Al：0.031%，B：0.000:2%，其余为Fe和不可避免的杂质。
采用上述化学成分的限定理由如下：
C是仅次于铁的主要元素，降低碳含量可以提高钢中铁素体含量，降低钢的焊接裂纹敏感性，提升产品的HIC/SSC性能的稳定性C含量至0.05%以下。
Si是炼钢过程中重要的还原剂和脱氧剂, Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但较高的Si含量会降低钢的焊接性能，一般要求Si含量不超过0.30%。
Mn可以提高钢材强度且能与Fe无限固溶，可以提升强度并对钢的塑性影响较小，锰过高会在心部产品硫化锰夹杂导致HIC/SSC性能不合格，因此锰含量0.90~1.20%。
P、S是钢中的有害元素，尽量去除，因此尽量降低P、S有害元素含量。
Al作为脱氧剂或合金化元素加入钢中，Al脱氧能力比硅、锰强得多。Al在钢中的主要作用是细化晶粒、固定钢中的氮，从而显著提高钢的冲击韧性，降低冷脆倾向和时效倾向性。
Nb部分溶入固溶体，起固溶强化作用，溶入奥氏体时显著提高钢的淬透性。Nb可以有效细化晶粒的作用降低其脆性转变温度。
V在钢中主要以碳化物的形式存在，主要用于细化晶粒，提高钢的横向与纵向强度。
Ti和氮、氧、碳都有极强的亲和力，与硫的亲和力比铁强，是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素，加入微量Ti元素即可提高钢的强度，合金成本非常低，同时钛具有细化晶粒的作用，因此，对钢的横纵向拉伸强度及HIC/SSC性能都有利。
Ni的晶格常数与γ‐铁相近，可成连续固溶体。可降低临界点并增加奥氏体的稳定性，可以提高钢的强度同时使铁的韧性保持极高的水平。
Cr能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用可以保证钢具有较好的力学性能。
Cu在钢中可以跳过强度，保证横纵向拉伸强度的稳定性；同时也可以提升钢的抗腐蚀性能及抗氧化性能，加入铜有利于改善钢的HIC/SSC性能稳定性。
本实施例还提供了一种抗酸管线用钢的生产方法。该方法包括步骤S1~步骤S5，具体步骤说明如下：
步骤S1、炼钢：采用转炉冶炼、LF/RH精炼、CCM连铸形成板坯。
步骤S2、加热：将铸坯放入加热炉加热，加热系数11.2 min/cm，加热温度1203℃，保证铸坯加热均匀性。
步骤S3、轧制：采用控轧工艺进行轧制，粗轧末道次压下率为23%，压下量为27mm ，轧制终了温度为860℃；粗轧结束后采用低温控制工艺二开温度830℃，终轧温度797℃。
步骤S4、冷却：将轧制后的钢板放入超快冷系统进行快速冷却，冷却速率控制为23℃/s。
步骤S5、精整：钢板冷却后进行取样、标识、探伤、入库。
图1为采用本实施例提供抗酸管线用钢的生产方法制得的钢板1/4厚处的显微组织图像。
实施例2:本实施例提供了一种抗酸管线用钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.0:2%，Mn：0.96%，Si：0.18%，P：0.01:0%，S：0.0006%， Cr：0.17%，Ni：0.19%，Mo：0:0020%，Cu：0.26%，Nb：0.046%，V：0.033%，Ti：0.017%， Al：0.0430%，B：0.0002%，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例还提供了一种抗酸管线用钢的生产方法。该方法包括步骤S1~步骤S5，具体步骤说明如下：
步骤S1、炼钢：采用转炉冶炼、LF/RH精炼、CCM连铸形成板坯。
步骤S2、加热：将铸坯放入加热炉加热，加热系数10.3min/cm，加热温度1212℃，保证铸坯加热均匀性。
步骤S3、轧制：采用控轧工艺进行轧制，粗轧末道次压下率为25%，压下量为30mm ，轧制终了温度为901℃；粗轧结束后采用低温控制工艺二开温度860℃，终轧温度850℃。
步骤S4、冷却：将轧制后的钢板放入超快冷系统进行快速冷却，冷却速率控制为17℃/s。
步骤S5、精整：钢板冷却后进行取样、标识、探伤、入库。
经试验，本发明提供的钢板拉伸性能满足API规范要求，同时具备HIC/SSC双抗性能要求，生产工序少，可实现钢板的经济、快速生产，经济效益好。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种抗酸管线用钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：C≤0.05%，Mn：0.90~1.20%，Si：0.10~0.30%，P≤0.012%，S≤0.0010%， Cr：0.10~0.30%，Ni：0.10~0.30%，Mo≤0.20%，Cu：0.10~0.30%，Nb：0.030~0.060%，V：0.02~0.050%，Ti：0.005~0.020%， Al：0.015~0.050%，B≤0.0005%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.一种抗酸管线用钢的生产方法，其特征在于：包括：
S1、炼钢：采用转炉冶炼、LF/RH精炼、CCM连铸形成板坯；
S2、加热：将铸坯放入加热炉加热，加热系数9.0~13.0 min/cm，加热温度1180~1250℃；
S3、轧制：采用控轧工艺进行轧制，粗轧末道次压下率不低于20%，压下量≥23mm ，轧制终了温度≤950℃；
S4、冷却：将轧制后的钢板放入超快冷系统进行快速冷却，冷却速率控制为10~30℃/s；
S5、精整：钢板冷却后进行取样、标识、探伤、入库。
3.根据权利要求2所述的抗酸管线用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，加热系数9.8~12.4 min/cm，加热温度1200~1210℃。
4.根据权利要求2所述的抗酸管线用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，在所述采用控轧工艺进行轧制，粗轧末道次压下率不低于20%，压下量≥23mm ，轧制终了温度≤950℃之后，还包括：
粗轧结束后采用低温控制工艺，控制二开温度为800℃~900℃，终轧温度为770℃~870℃。
5.根据权利要求4所述的抗酸管线用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，控制二开温度为830℃~880℃，终轧温度为800℃~830℃。
6.根据权利要求2所述的抗酸管线用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤S4中，冷却速率为15~25℃/s。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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