[发明专利]一种石油管线钢

说明书

技术领域

 本发明涉及一种石油管线钢。

背景技术

石油管线钢是用于输送石油等流体管路所用的特殊钢种。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。为使钢材的强度及韧性达到要求，在冶炼管线钢时，需要向钢液内添加大量的昂贵合金以优化钢材的性能。在现有技术中，普遍认为添加锰、铬、钼、镍、铜、铝、钛、铌、钒等微合金化元素才能制成最理想的管线钢，因为钒的碳化物最细小，分布也最均匀，要使组织中马氏体细化，主要利用钒的细化晶粒作用，而铜在大气腐蚀过程中可起到活化阴极的作用，促使钢产生阳极钝化，从而减缓了空气的腐蚀，镍可以提高铜的熔点，避免“龟裂”和“铜脆”现象的发生，为此，石油管线钢中含钒、铜和镍是现有技术中必不可少的微合金元素，且还添加有含量不同的锰、铬、钼、铝、钛、铌等。虽然石油管线钢含有上述的微合金元素具有比较理想的屈服强度和高韧性，但，由于镍、铜和钒均属于价格非常昂贵的金属，所以，采用该种合金化法制取管线钢不仅成本较高，而且浪费镍、铜和钒等资源。

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石油管线钢。

本发明所提出的石油管线钢是由以下重量百分比的物料构成：碳0.02-0.04%；锰1.60-1.65%；铌0.070-0.075%；钛0.011-0.013%；铬0.22-0.27%；铝0.030-0.035%；钼0.11-0.15%；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0.070%不利于针状铁素体形成，而其含量高于0.75%会增加成本；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；铬可提高管线钢的抗拉伸强度和淬透性；钼元素为碳化物形成元素，且与低碳钢相比，钼在高碳钢中能更有效地提高淬透性。

所述杂质中包括含有重量百分比为：硅0.15-0.20%；磷≤0.01%；硫≤0.001%。

所述石油管线钢由以下重量百分比的物料构成：碳0.04%；锰1.64%；铌0.074%；钛0.012%；铬0.25%；铝0.030%；钼0.13%；余量为铁和不可避免的杂质。

本发明所提出的石油管线钢没有添加镍、铜和钒这三种贵重金属，而所添加的锰、铬、钼、钛和铌的量并没有增加多少，只是利用含量的变化来提高管线钢的强度和韧性，使其制作成本可大大降低；从该种管线钢性能的检测结果和金相组织的检测结果来看，该种钢是针状铁素体型管线钢，每平方英寸的屈服强度达到70000磅(X70)，且碳含量在0.04%以下，符合国家规定的X70标准。

具体实施方式：

实施例1:

采用钢包精炼炉即LF炉冶炼本发明所提出的石油管线钢，或者采用LF炉与RH真空循环脱气法相结合的方式精炼本发明所提出的石油管线钢，并通过设置在LF炉上方的合金加料系统向LF炉内添加微调合金，并使钢液中各微量合金的重量百分比为：碳0.02%；锰1.65%；铌0.075%；钛0.011%；铬0.22%；铝0.030%；钼0.11%；余量为铁和不可避免的杂质。所述杂质中包括含有重量百分比为：硅0.20%；磷≤0.01%；硫≤0.001%。

实施例2：

按照实施例1的方法精炼石油管线钢，并使钢液中各微量合金的重量百分比为：碳0.04%；锰1.60%；铌0.070%；钛0.013%；铬0.27%；铝0.035%；钼0.15%；余量为铁和不可避免的杂质。所述杂质中包括含有重量百分比为：硅0.15%；磷≤0.01%；硫≤0.001%。

实施例3：

按照实施例1的方法精炼石油管线钢，并使钢液中各微量合金的重量百分比为：碳0.04%；锰1.64%；铌0.074%；钛0.012%；铬0.25%；铝0.030%；钼0.13%；余量为铁和不可避免的杂质。所述杂质中包括含有重量百分比为：硅0.18%；磷≤0.01%；硫≤0.001%。