[发明专利]一种适用于-100℃的无镍经济型低温钢、钢管、钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种适用于‑100℃的无镍经济型低温钢，其微观组织为铁素体+珠光体，所述适用于‑100℃的无镍经济型低温钢的化学元素质量百分含量为：0＜C≤0.18％；Si：0.15～0.4％；Mn：0.3～0.95％；Cr：0.15～0.55％；Cu：0.1～0.4％；Ti：0.005～0.06％；余量为Fe和其他不可避免的杂质；其中，Ti/Cu≥0.05。此外，本发明还公开了一种采用上述的无镍经济型低温钢制成的钢板、钢管及其制造方法。本发明所述的无镍经济型低温钢在不添加元素Ni的情况下，将Mn含量控制在一定范围，且无需添加Al元素，在对Cu和Ti元素合理配比的情况下实现钢的低温性能。

技术领域

本发明涉及一种钢、钢产品及其制造方法，尤其涉及一种无镍低温钢、钢产品及其制造方法。

背景技术

低温环境本质上主要分为两类，一类是在低温下为实现某工艺要求，如丙烷脱氢制丙烯等，另一类是为了提高效率而把气体液化后输送或存储，前者如天然气等长输管道，后者如液化气瓶等。就金属而言，奥氏体不锈钢因其没有明显的韧脆转变温度而满足上述要求，但由于奥氏体不锈钢价高而缺乏竞争力，因此性价比高的铁素体型低温钢是研究的热点和工程应用的重点。从元素对低温韧性作用来看，一般认为C、Si、P、S、N等是有害元素，尤其P的危害最大，而Mn、Ni等是有益元素。因此，铁素体型低温钢，总体而言主要依靠Ni、Mn等元素，尤其是Ni元素实现低温性能(参见图1)。图1显示了现有技术中的低温液态物质常压沸点及对应中美低温钢。此外，据统计，Ni每增加1wt％，脆性临界转变温度约可降低20℃，但添加Ni无疑会增加钢生产成本。

目前，现有技术中的低温钢种多采用Ni和Mn来实现其低温性能，例如：

公开号为CN101448966，公开日为2009年6月3日，名称为“低温下具有超高强度和优良韧性的低碳合金钢管及其制造方法”的中国专利文献公开了一种低碳合金钢管及其制造方法，该专利文献所公开的技术方案中不仅需要添加Ni，且Mn的含量在0.3～1.5％。

公开号为CN102424936A，公开日为2012年4月25日，名称为“一种耐低温冲击的合金结构钢及其制造方法”的中国专利文献涉及一种耐低温冲击的合金结构钢，其镍和锰含量为：锰：0.60-1.10％，镍：0.20-0.50％，并且含量为0.030-0.060％。

公开号为CN102965568A，公开日为2013年3月13日，名称为“相变韧化低合金钢板及其制备方法”的中国专利文献公开了一种相变韧化低合金钢板及其制备方法，其中，Mn含量为2.6～3.8％，Al的含量为0.01～0.06％。Cu元素在上述专利文献中仅作为残余元素加以控制。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种适用于-100℃的无镍经济型低温钢。该无镍经济型低温钢在不添加元素Ni的情况下，将Mn含量控制在一定范围，且无需添加Al元素，在对Cu和Ti元素合理配比的情况下实现钢的低温性能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种适用于-100℃的无镍经济型低温钢，其微观组织为铁素体+珠光体，所述适用于-100℃的无镍经济型低温钢的化学元素质量百分含量为：

0＜C≤0.18％；

Si：0.15～0.4％；

Mn：0.3～0.95％；

Cr：0.15～0.55％；

Cu：0.1～0.4％；

Ti：0.005～0.06％；

余量为Fe和其他不可避免的杂质；

其中，Ti/Cu≥0.05。

本发明所述的适用于-100℃的无镍经济型低温钢的各化学元素的设计原理如下所述：