一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板及其制备方法技术

一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板及其制备方法，属于低碳微合金钢生产技术领域。海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板的各化学成分重量百分比为：C：0.055～0.065％，Si：0.18～0.21％，Mn：1.65～1.78％，P≤0.01％，S≤0.002％，Alt：0.02～0.04％，Nb：0.050～0.066％，Ti：0.01～0.018％，Ni：0.09～0.15％，Cr：0.18～0.22％，Cu：0.09～0.15％，Mo：0.09～0.14％，余量为Fe和不可避免杂质元素。优点在于，通过合理的成分设计和优化的控轧控冷工艺，确保了钢板具有高的横、纵向强度、优异的低温韧性，同时具有良好的止裂性能，满足了海洋钻井隔水管制造用钢板的高技术要求。

High strength hot rolled medium plate for offshore drilling water separation pipe and preparation method thereof

The utility model relates to a high strength hot rolled medium plate for offshore drilling water separation pipe and a preparation method thereof, belonging to the technical field of low carbon micro alloyed steel production. The chemical composition of the weight percentage of thick marine drilling riser pipe in hot rolled high strength: C:0.055 ~ 0.065%, Si:0.18 ~ 0.21%, Mn:1.65 ~ 1.78%, P = 0.01%, S = 0.002%, Alt:0.02 ~ 0.04%, Nb:0.050 ~ 0.066%, Ti:0.01 ~ 0.018%, Ni:0.09 ~ 0.15%, Cr:0.18 ~ 0.22%, Cu:0.09 ~ 0.15%, Mo:0.09 ~ 0.14%, the rest is Fe and inevitable impurities. The advantages, through controlled rolling component optimization design and reasonable controlled cooling process, to ensure that the steel has low temperature toughness of transverse and longitudinal strength, excellent high, and has good anti crack property, to meet the manufacturing requirements of marine drilling riser with high technology of steel plate.

【技术实现步骤摘要】
一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板及其制备方法
本专利技术属于低碳微合金钢生产
，具体涉及一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板及其制备方法。
技术介绍
随着陆地油气资源的开采殆尽，海洋油气资源的开采已经成为世界各国资源开发所关注的热点。在这一背景下，各个国家都在集中精力大力发展海洋油气资源勘探技术和装备。海洋钻井隔水管作为海洋钻井平台上进行钻井工作的一个重要装备单元，是连接海洋钻井平台和海底防喷器的重要输送管道，主要用来隔离外界海水，并支撑各种控制管线，是钻井液和循环泥浆的安全通道，是影响整个海洋钻井系统安全性的一个关键环节。在海洋资源开发过程中，随着开发领域由浅海向深海延伸，海洋钻井隔水管的服役环境也越来越复杂，由于长期受到海水高压、低温、浪涌等恶劣服役环境的影响，因此对于制造海洋钻井隔水管用钢板通常要求具有高的横、纵向强度，良好的低温韧性以及优良的止裂性能，同时还必须满足一定的表面硬度值要求，整体的技术要求高，开发难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板及其制备方法，通过合理的成分设计和优化的控轧控冷工艺，确保了钢板具有高的横、纵向强度、优异的低温韧性，同时具有良好的止裂性能，满足了海洋钻井隔水管制造用钢板的高技术要求。本专利技术提供的海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板的各化学成分重量百分比为：C：0.055～0.065％，Si：0.18～0.21％，Mn：1.65～1.78％，P≤0.01％，S≤0.002％，Alt：0.02～0.04％，Nb：0.050～0.066％，Ti：0.01～0.018％，Ni：0.09～0.15％，Cr：0.18～0.22％，Cu：0.09～0.15％，Mo：0.09～0.14％，余量为Fe和不可避免杂质元素。本专利技术的钢板采用TMCP工艺进行轧制，具体的技术方案如下：1)坯型选择：采用150、300mm厚连铸坯进行生产。2)加热制度：钢坯加热温度控制在1160～1180℃，150mm厚钢坯总在炉时间控制在150-250min，300mm厚钢坯总在炉时间控制在280-380min，均热段保温时间≥30min，保证钢坯厚度方向的温度均匀性。3)轧制工艺：采用两阶段控制轧制，即粗轧阶段在奥氏体再结晶区进行轧制，精轧阶段在奥氏体非再结晶区轧制，粗轧和精轧阶段的控制参数如下：粗轧阶段温度控制在1060～1030℃，粗轧纵轧单道次压下率控制在12～35％。精轧阶段开轧温度为860～890℃，终轧温度为800～830℃，精轧阶段总压下率为66～75％。4)水冷工艺：钢板入水温度控制在770～800℃，终冷温度控制在450～480℃，水冷速度为20～30℃/s。5)钢板冷却后需要堆垛缓冷，堆冷时间12～24小时。6)采用上述化学成分及生产工艺所生产的钢板厚度规格为15.88～25.40mm。本专利技术的优点在于：通过优化调整钢板的合金元素含量，在添加较低含量的Nb、V元素以及较少的贵金属元素Ni、Mo的基础上，充分发挥控轧控冷工艺的作用，使钢板全厚度方向得到了以针状铁素体和贝氏体为主的组织，最终保证钢板获得了优良的强韧性。通过本专利技术所述技术方案得到的海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板的各项性能结果可达到如下水平：(1)横向：屈服强度Rt0.5≥555MPa，抗拉强度Rm≥625MPa，屈强比≤0.89。(2)纵向：屈服强度Rt0.5≥555MPa，抗拉强度Rm≥625MPa，屈强比≤0.89。(3)-30℃夏比冲击功值≥290J，冲击剪切断面率SA％≥90％；-25℃落锤撕裂试验(DWTT)剪切面积SA％≥85％。(4)厚度截面维氏硬度208～241HV10，表面布氏硬度210～239HBW。(5)-10℃钢板裂纹尖端张开位移(CTOD)特征值δm≥0.25mm。附图说明图1实施例1钢板金相组织照片。图2实施例2钢板金相组织照片。具体实施方式实施例1根据本专利技术提供的成分设计及生产方法，利用150mm厚连铸坯在4300mm双机架宽厚板生产线生产出了15.88mm厚钢板。钢坯的化学成分如表1所示，控轧控冷工艺关键参数如表2所示，力学性能结果如表3-6所示。表1实施例1钢坯化学成分CSiMnPSAltNbTiMoNiCrCu0.060.201.750.010.00150.0310.0650.0140.130.140.210.14表2实施例1轧制工艺参数1号样钢坯加热温度为1175℃，加热时间为250min，钢坯粗轧温度为1134℃；2号样钢坯加热温度为1174℃，加热时间为249min，钢坯粗轧温度为1136℃。表3实施例1钢板拉伸性能表4实施例1钢板横向冲击性能和落锤性能1号样钢板冲击剪切断面率为100％，2号样冲击剪切断面率为100％。表5实施例1钢板硬度结果表6实施例1钢板裂纹尖端张开位移(CTOD)试验结果实施例2根据本专利技术提供的成分设计及生产方法，利用300mm厚连铸坯在4300mm双机架宽厚板生产线生产出了25.40mm厚钢板。钢坯的化学成分如表7所示，控轧控冷工艺关键参数如表8所示，力学性能结果如表9-12所示。表7实施例2钢坯化学成分CSiMnPSAltNbTiMoNiCrCu0.0560.211.770.010.00120.0360.050.0160.090.090.200.1表8实施例2轧制工艺参数钢坯加热温度为1174℃，加热时间为339min，钢坯粗轧温度为1060℃。表9实施例2钢板拉伸性能表10实施例2钢板横向冲击性能和落锤性能钢板冲击剪切断面率为100％。表11实施例2钢板硬度结果表12实施例2钢板硬度及裂纹尖端张开位移(CTOD)试验结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板，其特征在于，化学成分重量百分比为：C：0.055～0.065％，Si：0.18～0.21％，Mn：1.65～1.78％，P≤0.01％，S≤0.002％，Alt：0.02～0.04％，Nb：0.050～0.066％，Ti：0.01～0.018％，Ni：0.09～0.15％，Cr：0.18～0.22％，Cu：0.09～0.15％，Mo：0.09～0.14％，余量为Fe和不可避免杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板，其特征在于，化学成分重量百分比为：C：0.055～0.065％，Si：0.18～0.21％，Mn：1.65～1.78％，P≤0.01％，S≤0.002％，Alt：0.02～0.04％，Nb：0.050～0.066％，Ti：0.01～0.018％，Ni：0.09～0.15％，Cr：0.18～0.22％，Cu：0.09～0.15％，Mo：0.09～0.14％，余量为Fe和不可避免杂质元素。2.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板，其特征在于，所述中厚板的厚度为15.88～25.40mm。3.一种权利要求1所述的海洋钻井隔水管用高强度热轧中厚板的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：(1)坯型选择：采用150、300mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海，李少坡，丁文华，李战军，李群，马长文，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：北京,11