[发明专利]一种超低温条件下使用的低碳易焊接正火抗酸管线钢板

说明书

本发明公开了一种超低温条件下使用的低碳易焊接正火抗酸管线钢板，钢板以Fe为基础元素，化学成分按质量百分比％包括C 0.04～0.06；Si 0.20～0.40；Mn 1.1～1.4；Al 0.02～0.04；Nb 0.03～0.05；V≤0.04；Cr 0.1～0.3；Ni 0.1～0.2；Mo≤0.3；Cu 0.1～0.3；Ti 0.01～0.02以及不可避免的杂质元素；焊接裂纹敏感系数Pcm≤0.17，钢板为正火态交货，具有铁素体珠光体组织，晶粒度≥8级。生产流程为KR铁水预处理‑转炉‑LF精炼‑RH真空脱气‑150～370mm板坯连铸‑缓冷‑轧制‑离线正火。本申请采用低碳+微合金复合添加成分设计，重点突出微合金成分的复合添加，从而使材料在正火后具有良好的低温韧性及抗HIC、SSCC能力。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种6～25mm厚度超低温条件下使用的正火抗酸管线钢板。该钢板采用低碳设计，具有较好的焊接性能。

背景技术

管道运输石油、天然气是最经济、最方便、最主要的运输方式之一，为满足管道运输要求，需要大量的管线用钢，特别是一些有特殊环境要求的管线钢。在一些高寒地带，周围环境的极限温度在～30℃到～65℃之间，同时要输送含有H₂S气体管道(世界大约1/3的油气田中含有H₂S气体，例如：新疆、东北及国外的俄罗斯等地的油气层中都含有H₂S气体，他们都是世界上腐蚀比较严重的油气田)，需要在常规管道用钢的基础上，具备更好的低温性能及抗酸性能。同时，针对此类钢管在整个制造过程中，材料的组织均匀性，特别是焊后整个钢管的组织均匀也特别重要，因此，一种超低温及酸性条件下使用的正火态抗酸管线钢板，能够满足工程需要，提高油气输送管线的服役安全性，减少因低温及腐蚀造成的经济损失。

管线钢板一般是以热轧或者TMCP状态交货的，这类钢板可能出现组织不均匀或者非正常组织等缺陷，从而导致性能波动。特别是对超低温性能及抗酸管线钢影响比较大，所以采用正火来消除这类缺陷。

传统低温正火抗酸管线用钢通常采用中高碳+提高抗酸性能的合金成分设计，以保证热处理后各项性能要求，如专利公告号CN 105821335提出了一种焊接性优良的低成本超低温正火型管线钢及其生产方式，可满足～51℃条件下6～25.4mm厚度管线用钢的使用，C的范围在0.06～0.09％，此类钢在极限温度低于～51℃时无法使用，同时在材料的可焊性方面明显变差。

针对正火抗酸管线钢板，开发其低温韧性和易焊接性，使能够在更低的温度下适用值得现有技术人员作出进一步探索。

发明内容

本申请提出了一种6～25mm厚度超低温条件下使用的正火抗酸管线钢板及其制造方法，采用超低温及抗酸成分设计+TMCP热轧工艺+正火工艺生产，可满足整体热处理后的管道在-80℃低温条件下使用，同时还具有易焊接性。

本申请的具体技术方案为，一种超低温条件下使用的低碳易焊接正火抗酸管线钢板，钢板以Fe为基础元素，化学成分按质量百分比％还包括：C 0.04～0.06；Si 0.20～0.40；Mn 1.1～1.4；Al 0.02～0.04；Nb 0.03～0.05；V≤0.04；Cr 0.1～0.3；Ni 0.1～0.2；Mo≤0.3；Cu 0.1～0.3；Ti 0.01～0.02以及不可避免的杂质元素；焊接裂纹敏感系数Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B，Pcm≤0.17，钢板为正火态交货，组织为铁素体+珠光体组织，晶粒度≥8。

产品的厚度为6-25mm。成分设计上，采取低碳+微合金复合添加成分设计，重点突出微合金成分的复合添加，从而使材料在正火后具有良好的低温韧性及抗HIC、SSCC能力。

本发明中所含有的关键组分的作用及其含量设置依据如下：