[发明专利]一种抗HIC管线钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗HIC管线钢板及其生产方法，属于低碳微合金钢技术领域。 

背景技术

服役于深海之中和恶劣的海洋环境的管线钢，管道承受深海高压及严重的海洋腐蚀及输送油气中较高的H₂S等的气体腐蚀，要求酸性服役环境下的管线钢具有良好的抗HIC性能及良好的强韧性。近年来我国经济的高速发展带来了对以石油和天然气为主要能源需求的高速增长，巨大的石油和天然气能源缺口只能通过从境外输入或在境内寻找新的资源和提高石油开采技术，因此需要大量的高附加值、高级别石油天然气输送用管道。这极大地促进了边际及海上油气资源的开发与管线的建设，因此酸性环境用管线钢的重要性日益凸现。因此，如何生产一种抗HIC（抗氢腐蚀）管线钢板是本领域亟待解决的技术问题。 

发明内容

本发明目的是提供一种抗HIC管线钢板及其生产方法，提高该钢板的抗HIC性能、低温冲击韧性、强度性能，解决背景技术中存在的上述问题。 

本发明的技术方案是： 

一种抗HIC管线钢板，该钢板由以下重量百分比的组分组成：C：0.11%-0.13%，Si：0.20%-0.35%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.008%，S≤0.002%，Nb：0.020%-0.033%，Al：0.020%-0.055%，Ti：0.010%-0.020%，V：0.025%-0.040%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述的钢板的厚度为42mm。 

一种抗HIC管线钢板的生产方法，包含冶炼、连铸、加热和轧制工序，各工序的具体步骤为： 

(1)   冶炼：将含有以下重量百分比C：0.11%-0.13%，Si：0.20%-0.35%，Mn：1.50%-1.60%，P≤0.008%，S≤0.002%，Nb：0.020%-0.033%，Al：0.020%-0.055%，Ti：0.010%-0.020%，V：0.025%-0.040% 组分的钢水先经电炉冶炼，然后送入LF精炼炉精炼，当钢水温度达到或超过1560±10℃时转入VD炉真空脱气处理；

(2)  连铸：采用250mm厚度连铸坯生产，采用电磁搅拌，连铸坯拉速采用0.9m/min；

(3)  加热：钢坯加热温度最高1240℃，最高均热温度1210℃，保温时间为250min；

(4)  轧制：采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制工艺进行轧制，第一阶段轧制温度为1050℃-1100℃，此阶段单道次压下量为10%-20%，累计压下率为30%-50%；第二阶段轧制温度为850℃-880℃，累计压下率为30-50%；轧后入水温度为750℃-780℃，返红温度为500℃-550℃，得到钢板粗品。

所述冶炼工序，精炼时喂入Al线，真空脱气处理前加入CaSi块，真空脱气处理的真空度≤66.6Pa，真空保持时间≥20min。 

所述连铸工序，连铸温度为1535℃-1545℃。 

所述加热工序，加热温度为1220℃-1240℃，均热温度为1180℃-1210℃。 

所述轧制工序，第一阶段轧制的开轧温度为1050℃-1100℃，终轧温度为920℃-970℃；第二阶段轧制的开轧温度为850℃-880℃，终轧温度为820℃-850℃。 

本发明钢板采用的化学成分设计，碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、V细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；通过后续合理的热处理工艺，钢板具有良好的力学性能。其中，各组分及含量在本发明中的作用是： 

C：0.11%-0.13%，碳对钢的屈服强度、抗拉强度、焊接性能产生显著影响；碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度，但碳含量过高，又会影响钢的焊接性能及韧性。

Si：0.20%-0.35%，在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si也能起到固溶强化作用，但硅含量过高时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。 

Mn：1.50%-1.60%，适量廉价合金Mn能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性和保证抗SSCC性能 

P≤0.008%，S≤0.002%：在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性。通过控较低的P、S含量显著提高钢板抗HIC性能。

Al：0.020%-0.055%，铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性；铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。