[发明专利]一种具有优良模焊和低温性能的A516 Gr.70(HIC)抗酸管件钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种具有优良模焊和低温性能的A516Gr.70(HIC)抗酸管件钢及其制造方法，组织以多边形铁素体+游离珠光体为主，化学成分按质量百分比计为C 0.08～0.11％，Si 0.3～0.4％；P≤0.006％；S≤0.001％；Mn 0.9～1.1％；Al 0.02～0.04％；Nb0.01～0.015％；V 0.005～0.009％；Cr+Ni+Cu 0.35～0.65％；Ceq≤0.42；余量为Fe及不可避免的杂质。钢板的模焊性能满足：屈服强度≥300MPa,抗拉强度≥490MPa,‑80℃夏比冲击功≥100J,具有抗HIC性能。本申请结合低C、Mn+TMCP+回火代替正火工艺，通过回火温度和相应的模焊性能发现了特定的回归方程，该工艺和回归方程的配合使用能够替代原先的正火工艺，降低能源消耗及成本，同时钢材也满足了模焊性能。

技术领域

本发明冶金技术领域，尤其是一种兼具优良模焊和低温性能的A516 Gr.70(HIC)抗酸管件钢及其制造方法。

背景技术

近几年来，世界石油天然气管道工程发展迅速，带动了管件产量的大幅提高，油气管道中的管件主要是用来改变管道方向、管径大小等作用，目前许多压气站、输配气站、储备库及输送的酸性油气等设施，都需要通过容器存储压缩，并通过容器钢板制成的管件连接到输送管路内进行输送，这就需要大量的容器钢板用于生产这种特殊连接功能的管件。油气管道输送带有酸性物质或气体的油气、且经过许多严寒或环境恶劣地带，需要使用能够在超低温及酸性环境中使用的容器管件，目前极限温度在-80℃左右，所以在使用容器钢板设计的管件(简称容器管件)就要考虑到材料的超低温性能、抗酸性能及可焊接性能，以此满足工程需要，提升工程安全。因此，对输送管道的钢材的强度、低温及抗酸性能要求也越来越高；容器钢板制作管件要经历热成型过程，为保证最终产品性能，还需要对试样进行模焊处理获得模焊性能，以评估钢板制成管件后的性能。

目前，纯粹容器管件这一方面的研究比较少，专利公开号CN103122436A的专利文献公开了一种-70℃正火型低温压力容器用钢板，可满足-70℃条件低温条件下使用，但缺少抗酸性能，另一方面正火的加热温度较高，生产能耗高。专利公开号CN110317996A公开的一种超低温及酸性服役条件下使用的A516Gr.65(HIC)管件用正火态的钢板及制造方法也是采用的是能耗更高的正火方式。

发明内容

本申请发明人针对容器管件钢A516 Gr.70(HIC)的化学成分、生产方法、抗酸性能、模焊及组织性能进行系统性的研究，主要考虑到低温冲击韧性、焊接和抗酸性能采用低含量的C和Mn设计；考虑到生产成本、强度和模焊性能，制造方法中设计TMCP+回火工艺。

本申请以生产6～50mm厚度的钢板为目的，通过特定工艺参数和相应的模焊性能发现特定的回归方程，该工艺和回归方程的配合使用能够替代正火工艺，降低热处理能耗；钢板满足模焊性能：屈服强度≥300MPa，抗拉强度≥490MPa，-80℃夏比冲击功≥100J，满足超低温及酸性服役条件下A516 Gr.70(HIC)抗酸管件用钢的使用要求。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有优良模焊和低温性能的A516Gr.70(HIC)抗酸管件钢，钢的组织以多边形铁素体+游离珠光体为主，化学成分按质量百分比计为C 0.08～0.11％，Si 0.3～0.4％；P≤0.006％；S≤0.001％；Mn 0.9～1.1％；Al0.02～0.04％；Nb 0.01～0.015％；V 0.005～0.009％；Cr+Ni+Cu 0.35～0.65％；Ceq≤0.42；余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明化学成分中各成分的作用及其含量选择理由具体说明如下：

C：钢中C可以增加屈服和抗拉强度，但C过高会使钢的冲击韧性、焊接及抗酸性能变差；综合考虑，本发明C含量选择范围为0.08-0.11％。