[发明专利]高强度石油用管线钢及其制备方法

说明书

本发明提出了一种高强度石油用管线钢及其制备方法，其特征在于：按重量百分比包括：C 0.045～0.05％、Si 0.05～0.15％、Mn 1.2～1.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、V 0.01‑0.015％、Nb 0.07～0.08％、Ti 0.010～0.012％、Al≤0.050％、Cr 0.65～0.75％、Mo 0.55～0.65％、Ni 0.1～0.15％、Cu 0.05～0.06％、W0.005‑0.008％、Zr 0.0001‑0.0004％、Ta 0.0001‑0.005％、稀土(Hf+La)0.0001‑0.0005％、B 0.0001～0.0005％、N 0.001‑0.005％，Ti/N 3.42‑5.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素，最终组织以面积率统计为92‑94％的针片状铁素体和6‑8％的马氏体；经过电镜检测，形成的TiN粒径平均范围是20‑30nm，面积率是0.5‑1％；同时还需要满足冷裂敏感指数Pcm 0.18～0.28％。工艺路线包括：配比备料→铁水预处理→钢水冶炼→炉外精炼→连铸→轧制→卷取。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种高强度石油用管线钢及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，石油天然气需求出现供不应求的局面，这极大促进了边际油气田和海上油气资源的开发和海底管道的建设，海底管线用钢的重要性日益凸现。恶劣的海洋环境对海底管线用钢提出较陆地管线用钢更加严格的质量要求。由于受铺设过程侧面弯曲和海底海流变化等因素的影响，要求海底管线钢具有高的洁净度，较高的纵向强度，高的韧性，较低的钢板各向异性和额外的裂纹止裂评估，这些要求需要改善合金设计和轧制工艺。

海底管线常用X65、X70、X80钢级。目前国内海底管线用钢主要依靠进口，而且其生产方法采用可逆式中板轧机和炉卷轧机。采用热连机生产具有生产效率高，尺寸精度高的优点，但热连轧板各向异性大，同时由于开平、横切过程的加工硬化和热轧应力难以释放，造成钢板板形不好、性能变化大，因此利用热连机生产海底管线用高强度(ReL≥450MPa)钢板是冶金企业努力开发的目标，以满足边际油气田和海上油气资源的开发越来越大的需求。

管线钢，特别是海底管线钢是目前研究最为活跃的技术领域，其研究成果也进行了部分的报道，相关的文献有“海底管线用钢的开发应用”(焊管.2006，29(5)：36-39)，介绍了宝钢海底管线用X65级钢板的理化性能，但文献未对钢的化学成分及其生产方法进行充分公开。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种高强度石油用管线钢，具有高强度、高韧性、低屈强比、裂纹敏感性低的优点。为实现上述目的，本发明一方面是提供高强度石油用管线钢的成分，另一方面是提高高强度石油用管线钢的生产方法。

技术方案如下：

一种高强度石油用管线钢，其特征在于：按重量百分比组成是：C 0.045～0.05％、Si 0.05～0.15％、Mn 1.2～1.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、V 0.01-0.015％、Nb 0.07～0.08％、Ti 0.010～0.012％、Al≤0.050％、Cr 0.65～0.75％、Mo 0.55～0.65％、Ni 0.1～0.15％、Cu 0.05～0.06％、W 0.005-0.008％、Zr 0.0001-0.0004％、Ta 0.0001-0.005％、稀土(Hf+La)0.0001-0.0005％、B 0.0001～0.0005％、N 0.001-0.005％，Ti/N 3.42-5.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素，最终组织以面积率统计为92-94％的针片状铁素体和6-8％的马氏体。同时还需要满足冷裂敏感指数Pcm 0.18～0.28％，其中Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。