[发明专利]一种耐酸性能优良的含镁X65管线钢及生产方法

说明书

一种耐酸性能优良的含镁X65管线钢，其组分及wt%为：C：0.03~0.05%、Si：0.17~0.20%、Mn：0.40~0.70%、Ni：0.12~0.15%、Cr：0.45~0.48%、Mo：0.10~0.15%、Mg：0.002~0.004%、Nb：0.06~0.09%、Ti：0.01~0.02%，P≤0.008%、S≤0.010%；生产方法：经转炉冶炼、真空进行Mg处理后浇注成坯；对铸坯加热；粗轧；精轧；层流冷却；卷取。本发明在保证R_t0.5420~440MPa，R_m为480~500MPa，R_t0.5/R_m≤0.90的前提下，使断后延伸率A_50mm≥20%，‑20℃冲击功KV₂≥200J，‑15℃断口的剪切面比DWTT SA≥90%，硬度值HV10≤180，并在NACE A溶液中，氢致裂纹敏感率CLR、CTR、CSR均不超过0.05%，在0.9应力加载率下不发生硫化物应力开裂。

技术领域

本发明涉及一种管线钢及生产方法，确切为一种含镁的X65耐酸腐蚀管线钢及生产方法。

背景技术

随着我国经济社会发展，油气资源需求量巨大，国家正在大力建设油气管网。但是油气资源中常常富含H₂S等酸性介质，管线钢在运输油气过程中会与H₂S相接触并发生反应，发生氢致开裂(HIC)和硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)，最终引起管线钢的失效，导致较大的经济损失和环境污染。为确保我国油气管网的可靠性，针对输送含H₂S等酸性油气的管线必须使用抗酸管线钢，当前大批量应用的抗酸管线最高钢级为X65MS。

夹杂物是影响管线钢抗硫化氢腐蚀性能的重要因素，裂纹一般从非金属夹杂物处萌生扩展，并相互交叉连接。钢中非金属夹杂物MnS和Al₂O₃数量越多、级别越高，其抗硫化氢腐蚀性能越差。目前，为解决这一问题，即减少钢中的夹杂物、提高管线钢抗硫化氢腐蚀性能，本技术领域基本采取在抗酸管线钢生产中进行超低脱硫处理的技术措施，其不仅导致生产成本高，且其开裂率也相对较高，据统计，开裂率一般在2％～10％。

本技术领域的技术人员，在保证其使用性能的前提下，为降低抗酸管线钢生产成本，提出利用镁处理对钢中夹杂物进行改性，以降低超低脱硫处理成本，同时改善管线钢的抗硫化氢腐蚀性能。如经检索的：

中国专利申请号为CN201710659944.3的文献，公开了《一种基于镁处理的低成本X65 管线钢及其制造方法》。其化学成分重量百分比为：C：0.07-0.09％，Si：0.1-0.3％，Mn：1.35-1.45％，S≤0.006％，P≤0.015％，Nb：0.035-0.045％，Ti：0.010-0.025％，Mg：0.0010-0.0030％，Al：0.020-0.030％，N≤0.006％，余量为Fe及不可避免的杂质。生成的热轧钢板的金相组织为细晶铁素体+针状铁素体+珠光体，10.0～15.0mm厚热轧钢板的断后伸长率A≥24％。但该文献添加了较高C、Mn，会导致生产的X65管线钢组织偏析，且该文献加入Al进行脱氧，钢中Al₂O₃夹杂物较多，这些均不利于其抗HIC和SSCC性能。

中国专利申请号为201110100872.1的文献，公开了《一种镁处理的易焊接高强韧X80管线钢的制备方法》，其化学成分质量百分比如下：C为0.03～0.06％、Si为0.1～0.3％、Mn为 1.6～1.8％、Mg为0.001～0.01％、Ti为0.010～0.03％、Al为0.02～0.04％、Nb为0.02～0.06％、 Cr为0.1～0.5％、Mo为0.1～0.4％、Ni为0.3～0.5％；Cu为0.1～0.5％、P≤0.012％、S≤0.003％，其中Ti/Mg控制在1～30之间，余量为Fe；控轧控冷获得针状铁素体的优良组织。该文献同样采用高Mn成分设计，并使用Al脱氧，生产的X80管线钢抗HIC和SSCC性能较差。