[发明专利]一种兼具抗HIC和抗大变形的管线钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种兼具抗HIC和抗大变形的管线钢，合金成分按重量百分比计为C：0.03～0.039％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.6～1.9％，S：≤0.002％，P：≤0.012％，Al：0.02～0.045％，Cr：0.15～0.35％，0.05≤Nb+V+Ti≤0.1％，Nb、V、Ti均不为0，Ni：0.15～0.50％，Cu：0.01～0.25％，Ca：≤0.002％，N：≤0.0046％，Mo：0.01～0.20％，余量为Fe及不可避免的杂质元素，具有贝氏体单相组织，且贝氏体的晶粒度为11.5级以上。产品的横向屈强比Rt0.5/Rm≤0.78，‑20℃夏比冲击功≥350J，‑20℃落锤剪切面积SA％≥90％；纵向均匀延伸率Uel≥11％，纵向屈强比≤0.77；纵向应力比Rt1.5/Rt0.5≥1.18、Rt2.0/Rt1.0≥1.1；抗HIC性能：在NACE TM0284‑2004A溶液下浸泡96小时，裂纹长度率％：0，裂纹宽度率％：0，裂纹敏感率％：0。

技术领域

本发明属于铁基合金技术领域，具体涉及一种管线钢。

背景技术

管道运输是石油、天然气最经济最合理的输送方式。长输送管线不仅要经过不同温度区域，还需要经过地震冻土带、泥石流、山体滑坡等自然灾害引起的地层运动地区，因此要求管道除满足高强度、高韧性的要求外，还需要具备相对较高的抗大变形能力，才能适应传输地质环境。

抗大变形管线钢是管线钢发展最具挑战性的研究领域之一，要求管线钢具有更高的抗压缩和拉伸应变的性能。大量的研究证明，在基本强塑性衡量性能参数，如屈服强度、抗拉强度及延伸率之外，能够衡量其抗大变形的主要指标为“均匀塑性变形延伸率Ue≥10％、屈强比Rt0.5/Rm≤0.80”等。

针对“抗大变形”这一要求，申请号CN2009100760066.8，CN201210327206、CN2009100760066.8等专利文献公开的管线钢均涉及采用驰豫等方法获得铁素体+贝氏体的双相组织，具有较好的抗大变形特性，但由于该组织为两相组织，见图2，且该两相组织由于沿轧制方向具有明显的带状，因而抗HIC性能不理想，双向组织存在容易聚集氢的境界，带状组织也能诱导氢的聚集。对于铁素体+贝氏体这种双相组织的管线钢，经NACE相应的标准进行抗HIC性能检测，钢板沿厚度不同方向均具有较多的HIC裂纹，抗HIC性能不理想。

发明内容

本发明针对上述现有技术提供一种兼具抗HIC和抗大变形的管线钢及其制造方法，可以适应X80及以下钢级的管线钢板的产品开发。使管线钢具有低屈强比、高均匀延伸率、高应力比等抗大变形特征外，同时表现出良好的抗HIC性能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种兼具抗HIC和抗大变形的管线钢，其特征在于：采用的合金成分按重量百分比计为C：0.03～0.039％，Si：0.15～0.35％，Mn：1.6～1.9％，S：≤0.002％，P：≤0.012％，Al：0.02～0.045％，Cr：0.15～0.35％，0.05≤Nb+V+Ti≤0.1％，Nb、V、Ti均不为0，Ni：0.15～0.50％，Cu：0.01～0.25％，Ca：≤0.002％，N：≤0.0046％，Mo：0.01～0.20％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

Nb的含量根据C含量按照碳化铌确定，Ti的含量根据N含量按照Ti/N的化学计量比3.42进行确定。

进一步地，产品为贝氏体单相组织，且贝氏体的晶粒度为11.5级至12级。