[发明专利]一种高铌管线钢

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高铌管线钢。

背景技术：

管线钢是用于输送石油、天然气等流体管路所用的钢种。由于输送石油天然气等流体的管路通常要经过高寒、高硫和海底等恶劣的自然环境，所以，要求管线钢具有高屈服强度、高韧性和可焊接等良好的力学性能，同时还要求有耐低温及耐腐蚀等特性。管线钢这些性能的提高主要取决于钢中碳、磷、硫等杂质的含量，如每平方英寸的屈服强度达到70000磅(X70)的管线钢的碳含量在0.03％以下。

随着微合金化元素在钢中的基本作用和次生作用，提出了“奥氏体调节”的概念，有意识地控制加入微合金化元素，以发展新的性能更好的钢种。如中国专利1318631号授权公告的名称为“高强度高韧性X80管线钢及其热轧板制造方法”就给出一个具体例子。该管线钢采用了0.02-0.08％的铌，0.055-0.065％的钒，0.01-0.02％的钛，再加上0.2-0.4％的钼和0.02％以下的铬等微合金化元素。其意是想通过钼扩大γ相区，推迟γ→α相变时先折出铁素体、促进针状铁素体形成；利用铌细化晶粒，使钢在热轧过程中NbC应变诱导折出阻碍形变奥氏体的回复、再结晶，以提高钢的强韧性；因钒具有较高的折出强化作用和较弱的晶粒细化作用，该专利采用钒在铁素体中以VC折出强化的特性来提高钢的强度；钛可以固定钢中的氮，在板坯连铸时所形成的细小TiN粒子能有效地阻碍板坯再加热时的奥氏体晶粒增长。这种Nb+V+Ti再添加Mo和铬的合金化法虽然能提高钢的强度和韧性，但，由于钼和铬属于稀有金属，其价格昂贵，所以，采用该种合金化法制取管线钢不仅成本较高，而且浪费钼资源。

中国专利200480028146.1号公告的低碳合金钢管，虽然该钢管的屈服强度可以达到125ksi以上，但其采用0.1-10.％的钼和1.0％以下的铬，其屈服强度的提高是依赖于钼和铬等贵重金属来实现。

发明内容：

本发明的任务是提供一种利用低成本的金属制作能满足力学性能和使用性能要求以解决成本问题的高铌管线钢。

本发明所提出的高铌管线钢，包括以下重量百分比的物料：碳0.02-0.04％；锰1.50-1.80％；铌0.085-0.120％；钛0.005-0.025％；氮≤0.006％；氧≤0.005％；余量为铁和不可避免的杂质。其中，铌能细化晶粒，促进针状铁素体形成，如果铌的含量小于0.085％不利于针状铁素体形成，而其含量高于0.120％会直接影响管线钢的焊接性能；锰在管线钢中具有提高强度、韧性，降低韧脆转变温度的作用；钛是晶粒粗化阻止剂，能降低再结晶停止温度。

所述杂质中包括含有重量百分比为：硅0.10-0.35％；磷≤0.015％；硫≤0.005％。

所述高铌管线钢中还包括重量百分比分别为：铜0.20-0.30％；镍0.10-0.20％；铝0.025-0.065％。

高铌管线钢中含有物料的重量百分比：碳0.02-0.04％；硅0.10-0.35％；锰1.50-1.80％；磷≤0.015％；硫≤0.005％；铌0.085-0.120％；钛0.005-0.025％；铜0.20-0.30％；镍0.10-0.20％；铝0.025-0.065％；氮≤0.006％；氧≤0.005％；余量为铁和不可避免的杂质。

本发明所提出的高铌管线钢采用增大铌含量以替代价格昂贵的钼和铬，使其制作成本可大大降低，且钢的强度和韧性等特性均符合管线钢标准。表1给出本发明所提出的管线钢性能的检测结果，表2给出管线钢金相组织的检测结果。从表1和表2的检测结果中可以看出，该种钢是针状铁素体型管线钢，且符合国家规定的X70标准。

表1