一种高韧、高止裂输氢管道用钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧、高止裂输氢管道用钢及其制备方法，属于管道用钢制备技术领域。高韧、高止裂输氢管道用钢以质量百分比计，包括如下组分：C：0.04～0.07％；Si：0.30～0.45％；Mn：0.7～1.0％；Mo：0.15～0.25％；V：0.05～0.08％；Nb：0.02～0.06％；P≤0.012％；S≤0.005％；余量为Fe。本发明专利技术通过控轧控冷实现梯温轧制，获得梯度压扁的铁素体组织，有利于改变低温冲击载荷作用下裂纹扩展路径，延缓了裂纹扩展过程，提升输氢管道用钢低温韧性和止裂性能。此外，本发明专利技术在梯温轧制过程中利用循环相变和Nb、V微合金化协同作用细化显微组织，进一步提升其强韧性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高韧、高止裂输氢管道用钢及其制备方法，属于管道用钢制备。

技术介绍

1、在双碳战略的推动下，氢能由于无污染、碳排放少等优点成为我国重点发展领域之一。氢气的运输是氢能有效开发使用的关键，目前氢气的运输主要包括管道运输、车辆船舶运输等。由于输送量大、能耗低、安全稳定等特点，管道运输具有极好的应用前景，成为国内外首选方案。目前，输氢管道主要采用钢铁材料制备，但氢气环境下，氢原子可能渗透到钢材内部，导致材料恶化，引起韧性降低和裂纹扩展速率增加。此外，高压氢气运输逐渐成为发展趋势，这还要求输氢用钢铁材料具有更高的强度和耐压性能。因此，开发高韧、高止裂性能的输氢管道用钢成为当前钢铁企业亟需攻关的难题之一。

2、中国专利202210756438.7公开了“一种屈服强度245mpa级输氢管道用热轧板卷及其生产方法”的技术文件，其通过降低钢中mn含量抑制成分组织偏析，减少mns夹杂，并且通过nb合金元素有效补充因c、mn含量降低造成的强度减弱问题。但其强度仍然较低，对于高压氢气运输管道仍然存在一定局限性。

3、中国专利2022103本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高韧、高止裂输氢管道用钢，其特征在于，以质量百分比计，包括如下组分：C：0.04～0.07％；Si：0.30～0.45％；Mn：0.7～1.0％；Mo：0.15～0.25％；V：0.05～0.08％；Nb：0.02～0.06％；P≤0.012％；S≤0.005％；余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种高韧、高止裂输氢管道用钢，其特征在于，高韧、高止裂输氢管道用钢获得了梯度压扁的铁素体组织，即高韧、高止裂输氢管道用钢的表面区域铁素体晶粒的纵横比为1.88～2.01，铁素体晶粒尺寸为4.1～4.5μm；高韧、高止裂输氢管道用钢的芯部区域铁素体晶粒纵横比为1.36～1....

【技术特征摘要】

1.一种高韧、高止裂输氢管道用钢，其特征在于，以质量百分比计，包括如下组分：c：0.04～0.07％；si：0.30～0.45％；mn：0.7～1.0％；mo：0.15～0.25％；v：0.05～0.08％；nb：0.02～0.06％；p≤0.012％；s≤0.005％；余量为fe。

2.根据权利要求1所述的一种高韧、高止裂输氢管道用钢，其特征在于，高韧、高止裂输氢管道用钢获得了梯度压扁的铁素体组织，即高韧、高止裂输氢管道用钢的表面区域铁素体晶粒的纵横比为1.88～2.01，铁素体晶粒尺寸为4.1～4.5μm；高韧、高止裂输氢管道用钢的芯部区域铁素体晶粒纵横比为1.36～1.45，铁素体晶粒尺寸为4.9～5.2μm；高韧、高止裂输氢管道用钢的屈服强度为490～503mpa，抗拉强度为556～566mpa，-40℃冲击功为376～381j，-30℃下的dwtt为98～100％，氢脆敏感性为25～26％。

3.根据权利要求1所述的一种高韧、高止裂输氢管道用钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，第一阶段轧制后的水冷冷却速度为10～50℃/s，第二阶段轧制后的空冷冷却速度为0.5～5℃/s，第三阶段轧制后的水冷冷却速度为20～50℃/s。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，中间坯从650～680℃重新快速加热至750～820℃的过程中加热速度为5～30℃/s。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振兴，张保森，王章忠，胡显军，巴志新，麻晗，吴萌，镇凡，朱帅帅，曲锦波，陶学伟，张振，赵荣贵，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：