[发明专利]一种具有良好抗HIC性能的低屈强比高强管线钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种具有良好抗HIC性能的低屈强比高强管线钢板及制造方法，化学成分(wt.％)为C≤0.05，Si 0.20‑0.50，Mn 1.00‑1.40，Al 0.02‑0.04，Nb 0.02‑0.05，Ti0.01‑0.03，Ni 0.10‑0.50，Mo 0.10‑0.30，Cr 0.10‑0.30，Ca 0.0008‑0.0020，S≤0.0008，P≤0.007，余量为Fe及不可避免的杂质。制造方法包括依次进行的转炉冶炼、LF+RH(VD)冶炼、板坯连铸、板坯加热、轧制及热处理等工序。本发明提供一种具有良好抗HIC性能的低屈强比高强管线钢板，屈服强度≥485MPa，抗拉强度≥630MPa，屈强比≤0.75，同时具有良好的抗HIC性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种具有良好抗HIC性能的低屈强比高强管线钢板及其制造方法。

背景技术

全球有1/4以上的油气资源中含有H2S腐蚀介质，极易导致材料的氢致开裂失效，从而发生油气泄漏等事故。为防止事故，抗氢致开裂(HIC)性能要求的管线钢已经批量应用在大型工程中，但最高强度级别仅均在在屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥570MPa的钢级中。随着高强轻量化的发展趋势，以及项目建设经济性的要求，更高强度抗HIC管线钢也在开发过程中。在开发高强度抗HIC性能管线钢过程中，主要技术难点具体表现在强度越高，屈强比越高，当强度超过485MPa时，屈强比在0.88-0.93之间，材料止裂性能明显下降，从而导致材料的安全性能下降。

目前解决高强钢屈强比的问题主要通过生成两相组织来保证，软相组织可以保证钢板的屈服强度较低，而硬相组织可以提高钢板的抗拉强度，从而使得钢板在具备高强度的时候仍能保持较低的屈强比。但是，由于氢原子极易在软硬相界面富集，因此两相钢的抗HIC性能很差，极不稳定，难以满足具有良好抗HIC性能的要求。由此可见，按照常规技术思路开发既具有低屈强比性能又具有良好抗HIC性能的高强度管线钢难以实现。

目前未见过具有良好抗HIC性能的低屈强比管线钢板的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种具有良好抗HIC性能的低屈强比高强管线钢板，可满足屈服强度≥485MPa，抗拉强度≥630MPa，屈强比≤0.75，同时具有良好的抗HIC性能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有良好抗HIC性能的低屈强比高强管线钢板，化学成分(wt.％)为C≤0.05，Si 0.20-0.50，Mn 1.00-1.40，Al 0.02-0.04，Nb 0.02-0.05，Ti 0.01-0.03，Ni 0.10-0.50，Mo 0.10-0.30，Cr 0.10-0.30，Ca0.0008-0.0020，S≤0.0008，P≤0.007，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明中所含有所有关键组分的作用及其含量选择理由具体说明如下：

C：影响淬透性组织转变的关键元素，也是影响中心偏析和抗HIC性能的关键元素，为保证良好的HIC性能和减轻中心偏析，一般采用低碳设计；同时，为了平衡淬透性和组织转变之间的关系，得到理想的贝氏体组织，本专利碳的选择范围为≤0.05％。

Si：还原剂和脱氧剂，过高会对氧化铁皮去除、韧性及焊接性能产生不利影响，综合考虑，本发明Si含量选择范围为0.20-0.50％。

Mn：影响强度、淬透性、中心偏析和抗HIC性能的主要合金元素，以固溶强化形式提高钢的强度，Mn含量较高时，会发生Mn偏析形成中心偏析带，同时还容易形成MnS，导致HIC性能不合格。本发明Mn含量的选择范围为1.00-1.40％；

Al：主要脱氧元素，有一定细化晶粒作用。本发明Al含量的选择范围为0.02-0.04％。

Nb：主要细化晶粒元素，可通过细化原奥氏体晶粒来提高强度和韧性。综合考虑，本发明Nb含量的选择范围为0.02-0.05％。