一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板，其化学组成成分按质量百分比计包括：C≤0.06％、S i≤0.20％、Mn0.8％～1.25％、Nb≤0.05％、T i≤0.020％、Cr≤0.30％、Mo≤0.15％、Alt0.024％～0.040％、P≤0.015％、S≤0.0020％、H≤0.0002％、O≤0.0030％、N≤0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。还公布了其制备方法。本发明专利技术的目的是提供一种具有优良抗H IC、抗SSCC性能以及优良低温韧性的焊管用厚度≥12mm的L360MS/X52MS热轧卷板。L360MS/X52MS热轧卷板。L360MS/X52MS热轧卷板。

【技术实现步骤摘要】
一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板及其制备方法。

技术介绍

[0002]抗H2S腐蚀管线钢主要用于富含H2S/CO2酸性介质原油、成品油、天然气及水、煤气等物质的输送。金属在硫化氢作用下，电化学反应过程中产生的H原子向钢中的缺陷位置和应力集中区不断渗透、积聚，即使在较低输送压力下也会导致钢的腐蚀开裂，具有极大的危害性。随着国内外管道事业的高速发展，全球易开采资源逐年减少(由于当今世界天然气产品中含有较高浓度的硫化氢，特别是中东地区产生的硫化氢腐蚀更为严重)，厚壁管线钢的性能要求越来越高，越来越严苛，特别是要具有良好的抗H2S腐蚀耐腐蚀性能，这对于厚壁管线钢来说具有极大的技术挑战。
[0003]1、文献一《一种高频电阻焊管用X52MS热轧板卷及其制造方法》没有经过 RH真空脱气工序，不利于夹杂物和H、O含量控制，会影响抗氢性的保证。成分设计单一，且碳0.06％～0.08％含量高HIC裂纹敏感性高，而本专利碳≤0.06％，裂纹敏感性低且产品具有优良的低温断裂韧性，可用于寒冷地区。
[0004]2、文献二《无铜镍抗酸管线钢X52MS及其热轧板卷的制造方法》中S≤ 0.003％控制水平低不符合标准要求，而本专利严格控制S≤0.002％；添加 1.0％～1.4％Mn含量高易发生偏析和夹杂，并且高于业内上限1.2％，而本专利Mn 的范围是0.8％～1.25％；该专利采用Nb+V+Ti+Cr成分系，而本专利不含V元素，通过添加Mo元素弥补强度损失。
[0005]3、文献三《抗大加载应力硫化物腐蚀X52MS热轧板卷及制造方法》添加加 0.95％～1.45％Mn含量高易发生偏析和夹杂，并且高于业内上限1.2％，而本专利 Mn的范围是0.8％～1.25％；S≤0.0012％脱硫难度大生产成本高，本专利S≤0.0020％即可；该专利设计产品只满足硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)检测要求，缺少抗氢致开裂(HIC)测试，不符合相关标准要求，本专利产品可以同时满足HIC、 SSCC测试要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种具有优良抗HIC、抗SSCC性能以及优良低温韧性的焊管用厚度≥12mm的L360MS/X52MS热轧卷板的设计制造方法，本专利技术合金设计以低碳C
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Mn钢为主，添加微量Nb、Ti、Cr、Mo合金化，并结合纯净钢冶炼和TMCP控轧控冷工艺，获得具有优异综合性能的产品。本专利技术合金元素添加根据产品厚度完成设计成分范围，在保证产品技术需求前提下，依据铁合金价格波动完成增加产品利润空间的目的。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板，其化学组成成分按质量百分比计包括：C≤0.06％、Si≤0.20％、Mn 0.8％～1.25％、Nb≤ 0.05％、Ti≤
0.020％、Cr≤0.30％、Mo≤0.15％、Alt 0.024％～0.040％、P≤0.015％、 S≤0.0020％、H≤0.0002％、O≤0.0030％、N≤0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0009]一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板的制备方法，其特征在于：其生产工艺流程：
[0010]KR脱硫—转炉—LF炉—RH—板坯连铸—再加热炉—粗轧高压水除鳞—定宽压力机—E1R1粗轧机—E2R2粗轧机—保温罩—飞剪—精轧高压水除鳞—F1～F7 精轧机—加密型层流冷却—卷取—托盘运输系统—取样、检验；具体为：
[0011]冶炼连铸工艺：炼铁水需经KR脱硫处理，要求入转炉铁水硫含量≤0.002％，脱硫渣扒清面积大于95％；出钢温度≥1620℃，保证成分与温度协调出钢；若新出钢口或非正常周转钢包，出钢温度在上限基础上酌情提高10～15℃。转炉出钢过程中加入铝铁、硅铁、锰铁等进行脱氧合金化。LF炉造渣脱硫，并加入铝铁、硅铁、锰铁、铌铁等合金调整到目标成分范围。RH工序真空度要求≤2.6mbar，保持真空时间≥15min，保证循环纯脱气时间≥7min。RH真空处理期间进行测温、取样和根据钢水成分加入钛铁等合金调整到目标成分。RH真空处理结束后进行钙处理，喂丝后保证软吹时间大于8min，防止钢液裸露；
[0012]板坯加热和轧制工艺：连铸坯厚度230mm，连铸坯经步进式加热炉加热至≤ 1210℃出炉，随后经粗轧及精轧机组进行两阶段控制轧制，中间坯≤68mm，精轧开轧温度≤1020℃，精轧终轧温度为≤850℃，随后采用前分散或前集中层流冷却方式即15～30℃/S的速度均匀冷却，在≤560℃进行卷取。
[0013]进一步的，屈服强度R
t0.5
为380MPa～450MPa，抗拉强度Rm为500MPa～ 550MPa，延伸率A50≥38％，
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60℃夏比冲击功Akv≥300J，
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40℃落锤断面剪切率≥90％。
[0014]进一步的，其化学组成成分按质量百分比计包括：C 0.06％、Si 0.15％、Mn0.85％、Nb 0.015％、Ti 0.015％、Cr 0.14％、Mo 0.09％、P≤0.012％、S≤0.0020％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0015]进一步的，其化学组成成分按质量百分比计包括：C 0.05％、Si 0.15％、Mn1.19％、Nb 0.025％、Ti 0.015％、Cr 0.14％、Mo 0.09％、P 0.013％、S 0.001％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0016]其主要元素的选择理由如下：
[0017]C：钢中C含量是易偏析元素会加剧铸坯中心碳化物偏析，轧制后易形成珠光体带状组织，会严重影响钢材抗氢致裂纹性能，因此采用低碳成分设计思路是去掉贵金属Ni、Cu后使产品仍具有一定抗H2S腐蚀性的设计基础，本专利技术将碳含量控制为≤0.06％。
[0018]Mn：锰可以与铁无限置换固溶，是很好的固熔强化元素，但对于抗硫化氢性能来说，锰在钢中与碳、磷元素一样均易富集于铸坯中心形成硬相偏析带，轧制后生成珠光体带状组织造成钢的HIC性能下降。因此，本专利技术锰含量 0.8％～1.25％。
[0019]S：是抗酸性管线钢中极为有害的元素，急剧提高HIC和SSC敏感性。S与 Mn生成的MnS夹杂是HIC最易成核的位置，一般通过钙处理可使MnS成为散的球状体，从而可以抑制HIC的形成，使裂纹敏感性明显降低。因此，本专利技术将S 含量控制为S≤0.002％。
[0020]H：H在固态钢中溶解度极小，在高温时溶入钢液，冷却时来不及逸出而聚集在组织中形成高压细微气孔，从而会加剧钢材HIC和SSC开裂，本专利技术将通过真空脱气使H含量控制在0.0002％以下。
[0021]Nb：铌具有提高钢的强度和韧性的作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板，其特征在于：其化学组成成分按质量百分比计包括：C≤0.06％、Si≤0.20％、Mn 0.8％～1.25％、Nb≤0.05％、Ti≤0.020％、Cr≤0.30％、Mo≤0.15％、Alt 0.024％～0.040％、P≤0.015％、S≤0.0020％、H≤0.0002％、O≤0.0030％、N≤0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的厚规格耐极寒无镍L360MSX52MS抗H2S腐蚀热轧卷板的制备方法，其特征在于：其生产工艺流程：KR脱硫—转炉—LF炉—RH—板坯连铸—再加热炉—粗轧高压水除鳞—定宽压力机—E1R1粗轧机—E2R2粗轧机—保温罩—飞剪—精轧高压水除鳞—F1～F7精轧机—加密型层流冷却—卷取—托盘运输系统—取样、检验；具体为：冶炼连铸工艺：炼铁水需经KR脱硫处理，要求入转炉铁水硫含量≤0.002％，脱硫渣扒清面积大于95％；出钢温度≥1620℃，保证成分与温度协调出钢；若新出钢口或非正常周转钢包，出钢温度在上限基础上酌情提高10～15℃；转炉出钢过程中加入铝铁、硅铁、锰铁等进行脱氧合金化；LF炉造渣脱硫，并加入铝铁、硅铁、锰铁、铌铁合金调整到目标成分范围；RH工序真空度要求≤2.6mbar，保持真空时间≥15min，保证循环纯脱气时间≥7min；RH真空处理期间进行测温、取样和根据钢水成分加入钛铁合金调整到目标成分；RH真空处理结束后进行钙处理，喂丝后保证软吹时间大于8min，防止钢液...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹妍，宿成，张嘉华，高燕飞，张文录，刘广涛，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：