本申请涉及一种通过对钢表面提供保护来改善腐蚀环境下的特性从而降低氢渗入的钢组合物。进一步在热处理工作窗口以及在轧制温度下耐表面氧化方面提供良好的过程控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及在腐蚀环境下提供良好韧性的钢组合物。这些实施方式还涉及对钢表面的保护，从而降低氢渗入。进一步在热处理工作窗口以及在轧制温度下耐表 面氧化方面提供良好的过程控制。
技术介绍
已经就有关能量存储以及过渡金属老化(例如剥落、氢脆化、裂化和腐蚀)的问题 对氢嵌入金属进行广泛的研究。在金属例如钢中的氢浓度会受到钢的腐蚀率、形成在钢上 的腐蚀薄膜的保护性以及氢通过钢的扩散率的影响。氢在钢内部的移动性进一步受到显微 组织的影响，所述显微组织包括沉淀物的类型和数量、晶界和位错密度。因而，吸收的氢的 数量不仅取决于氢显微组织相互作用，而且取决于所形成的腐蚀产物的保护性。 在存在吸收的催化毒物物质(例如硫化氢H2S)的情况下也会增强氢吸收。尽管 这一现象不容易理解，但对于用于石油开采的高强度低合金钢(HSLA)非常重要。钢的高强 度和H2S环境中大量氢的组合会导致这些钢发生致命失效。 从以上描述中可见，一直需要钢组合物在侵蚀性环境(例如包含H2S的那些环境) 中提供改善的耐腐蚀性。
技术实现思路
本申请的实施方式涉及在腐蚀性环境下提供改善性能的钢组合物。这些实施方式 还涉及对钢表面的保护，从而降低氢渗入。进一步在热处理工作窗口以及在轧制温度下耐 表面氧化方面提供良好的过程控制。 在一种实施方式中，本专利技术提供一种钢组合物，包括 在大约0. 2-0. 3wt. %之间的碳(C); 在大约0. l-lwt. %之间的锰(Mn); 在大约0-0. 5wt. %之间的硅(Si); 在大约0. 4-1. 5wt. %之间的铬(Cr); 在大约0. l-lwt. %之间的钼(Mo); 在大约0-0. lwt. %之间的铌(Nb); 在大约0-0. lwt. %之间的铝(Al); 在大约0-0. Olwt. %之间的|丐(Ca);小于大约100卯m的硼(B); 在大约0-0. 05wt. %之间的钛(Ti); 在大约0. 1-1. 5wt. %之间的钨(W); 在大约0-不超过大约0. 05wt. %之间的钒(V); 在大约0-不超过大约0. 15wt. %之间的铜(Cu); 小于大约200ppm的氧(0); 小于大约0. Olwt. %的氮(N); 小于大约0. 003wt. %的硫(S);以及 小于大约0. 015wt. %的磷(P)， 其中基于钢组合物的总重量以wt. %的形式给出各元素的含量。 将会理解在另一实施方式中，不是上述列出的所有元素都存在于钢组合物中，可以想到采用用于酸性作业的其他成分。在一种实施方式中，这样一种钢可以包括以下成分 在大约0. 2-0. 3wt. %之间的碳(C); 在大约0. 1-lwt. %之间的锰(Mn); 在大约0. 4-1. 5wt. %之间的铬(Cr); 在大约0. 15-0. 5wt. %之间的硅(Si); 在大约0. 1-lwt. %之间的钼(Mo); 在大约0. 1-1. 5wt. %之间的鸨(W); 在大约0-0. lwt. %之间的铌(Nb); 小于大约100卯m的硼(B); 其中以基于钢组合物总重量的wt. %形式给出各元素的含量。 在另一实施方式中，提供一种包括碳(C)、钼(Mo)、铬(Cr)、钨(W)、铌(Nb)和硼(B)的钢组合物。以总的钢组合物的wt. %形式设置各种元素的含量，使得钢组合物满足算式Mo/10+Cr/12+W/25+Nb/3+25*B在大约0. 05wt. %到0. 39wt. %之间。 在另一实施方式中，提供一种制成钢组合物的方法。该方法包括获得碳(C)、钼(Mo)、铬(Cr)、鸨(W)、铌(Nb)和硼(B)及其组合物中的至少一种。该方法还包括选择所获得的元素的含量，使得钢组合物满足算式Mo/10+Cr/12+W/25+Nb/3+25*B在大约0. 05wt. %到0. 39wt. %之间，其中以基于钢组合物总质量的wt. %形式给出元素含量。 在另一实施方式中，组合物的抗硫应力腐蚀(SSC)性能对于实际尺寸试样的应力在大约85%特定最小屈服强度(SMYS)下通过根据NACETM0177测试方法和测试方法A确定是大约720h。 在另一实施方式中，钢组合物还在模式I硫化物应力腐蚀裂化韧性(KISSC)与屈服强度之间具有基本上线性的关系。 在其他实施方式中，由钢组合物制成管。附图说明 图1表示在所公开的钢组合物实施方式中模式I硫化物应力腐蚀断裂韧性(KISSC) 值作为屈服强度的函数； 图2表示在所公开的钢组合物实施方式中标准化50% FATT值(Charpy试样的断 裂表面表现出50%的韧性区域和50%的脆性区域的温度)作为包尺寸的函数，表示对具有 包尺寸细化的标准化韧性的提高； 图3表示在所公开的组合物的实施方式中标准化KISSC作为包尺寸的函数；以及 图4表示在所公开的组合物的实施方式中屈服强度的测量结果作为回火温度的 函数。具体实施例方式本专利技术的实施方式提供用于酸性作业环境的钢组合物。关注的属性包括但不局 限于可硬化度、显微组织、沉淀尺寸、硬度、屈服强度、韧性、耐腐蚀性、抗硫应力腐蚀裂化 (SSC)性能、防氢扩散的保护层的形成、以及在高温下的抗氧化性。 在某些实施方式中，还披露了用于具有选定显微组织参数的成分的实施方式的模式I硫化物应力腐蚀裂化韧性(KIsse)与屈服强度(YS)之间的基本上线性的关系。显微组织参数可以包括但不局限于晶粒细化、马氏体包尺寸以及沉淀物的形状和分布。 在其他实施方式中，已经进一步发现在以下显微组织参数之间存在特殊关系，从而形成这样的相互关系 平均包尺寸dpacket小于大约3 u m。沉淀物具有大于大约70nm的颗粒直径dp和大于或等于约0. 62的形状因数，如 下文所述。拥有马氏体的显微组织基于钢组合物总体积的体积百分比高于大约95vol. %。 另外已经发现拥有这些处于选定范围内的显微组织参数的钢组合物的实施方式 还可以提供额外的优势。例如，钢组合物可以在酸环境中表现出改善的抗腐蚀性以及改善 的过程控制能力。 在某些实施方式中，通过按如下方式增加或限制选定成分来提供这些改善 添加钨(W)减小钢在一定环境内受到加热时发生的氧化，所述环境通常形成在 热轧制过程中采用的燃烧炉中。限制最大铜(Cu)含量通过形成附着腐蚀产物层来阻止钢的氢渗入。 *氧(0)抑制钢内形成过大的包含物，从而提供尺寸小于大约50ym的分离的包含物颗粒。这种包含物的抑制进一步抑制用于氢裂化的成核点的形成。 *低钒(V)含量减小了回火曲线(屈服强度vs.回火温度)的斜度，这样提高了过 程控制能力。 在某些实施方式中，已经发现包括W、低Cu和低V并且还表现出上述显微组织、板条束尺寸以及沉淀物形状和尺寸的钢组合物。这些组合物在下文表l中列出，这些数值除非另有说明，否则都是基于总组合物的wt. % 。将会认识到不是下文列出的每种成分都必须包含在每种钢组合物中，因此可以想到包含一些但不是全部列出成分的变型。 表1-钢组合物的实施方式<table>table see original document page 8</column></row><table>本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢组合物，包括： 在大约０．２－０．３ｗｔ．％之间的碳（Ｃ）； 在大约０．１－１ｗｔ．％之间的锰（Ｍｎ）； 在大约０－０．５ｗｔ．％之间的硅（Ｓｉ）； 在大约０．４－１．５ｗｔ．％之间的铬（Ｃｒ）； 在大约０．１－１ｗｔ．％之间的钼（Ｍｏ）； 在大约０－０．１ｗｔ．％之间的铌（Ｎｂ）； 在大约０－０．１ｗｔ．％之间的铝（Ａｌ）； 在大约０－０．０１ｗｔ．％之间的钙（Ｃａ）； 小于大约１００ｐｐｍ的硼（Ｂ）； 在大约０－０．０５ｗｔ．％之间的钛（Ｔｉ）；在大约０．１－１．５ｗｔ．％之间的钨（Ｗ）； 在大约０－不超过大约０．０５ｗｔ．％之间的钒（Ｖ）； 在大约０－不超过大约０．１５ｗｔ．％之间的铜（Ｃｕ）； 小于大约２００ｐｐｍ的氧（Ｏ）； 小于大约０．０１ｗｔ．％的氮（Ｎ）；小于大约０．００３ｗｔ．％的硫（Ｓ）；以及 小于大约０．０１５ｗｔ．％的磷（Ｐ）， 其中基于钢组合物的总重量以ｗｔ．％的形式给出各元素的含量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：GL图尔科尼，R富库伊，AI加西亚，
申请(专利权)人：特纳瑞斯连接股份公司，
类型：发明
国别省市：LI[列支敦士登]
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