一种适于煤制气输送管道的X80管线钢板/带及生产方法，属于金属材料领域，该X80管线钢板/带的化学成分重量百分比为：C:0.02～0.07wt％、Si:0.10～0.50wt％、Mn：1.2～1.8wt％、Nb：0.02～0.08wt％、Mo:0.10～0.50wt％,Ni:0.3～1.0wt％,Cr:0～0.5wt％,Cu:0～0.5wt％、P：≤0.015wt％、S：≤0.005wt％，余量为Fe及不可避免杂质。制备方法包括：铸坯加热温度1180～1220℃，加热时间为2～6小时，两阶段控轧，粗轧末机架入口温度950℃～1020℃，粗轧末机架变形量≥25％，终轧温度780～860℃，层流冷却速度≥5℃/s，终冷或卷取温度：300～450℃，钢板出炉后空冷。优点在于，具有较高强度的同时，兼具优异的抗氢致开裂性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料高强度低合金钢
，具体涉及一种适用于制造煤制气 输送管道的X80管线钢板/带及生产方法。
技术介绍
在石油化工项目中，氢气是一种较常见腐蚀性介质，在有游离水或凝析水的环境 下，氢气可分解析出氢原子，氢原子可对金属材料构成氢损伤。实际工程上使用的钢材都存 在着缺陷，如面缺陷（晶界、相界等）、位错、三维应力区等，这些缺陷与氢的结合能强，可将 氢捕捉陷住，便成为氢的富集区，通常把这些缺陷称为陷阱。当氢原子在金属内部陷阱中富 集到一定程度，便会析出氢气。经估算这种氢气的强度可达300MPa，于是促使钢材脆化，局 部区域发生塑性变形，萌生裂纹最后导致开裂。由于氢损伤通常是瞬间出现失效，因此氢致 开裂是一种危害性比较大的腐蚀形式。 在煤制气输送管道中，气体中掺杂着大量的H2。以中石化新粵浙管道为例，输送 气体中〇)2和Η2的含量之和为3 % (mol% )，其中Η2的含量达到2 %左右，管道输送压力 12MPa，氢分压达到了 0.24MPa。目前国内常温输送含Η2天然气介质的管道基本上都采用 低钢级管线钢，比如20、B(L245)、X52(L360)等。但是为了提高油气输送效率，管线钢向着 高钢级厚规格方向发展。随着管线钢钢级的提高及输送压力的提升，材料的氢致裂纹敏感 性增加。为了确保高钢级管道在较高的氢分压下具有较低的氢致裂纹敏感性，降低因氢渗 透导致的管道破坏，本专利技术的X80钢板/带通过优化控乳控冷工艺，使钢板/带中的脆性第 二相Μ/A岛的形态和分布控制在一个较为理想的范围，避免因粗大的硬相Μ/A岛提高裂纹 敏感性。并且通过将化学成分中的Ni含量提高到0. 3~1. 0%范围，增加了相变过程中奥 氏体的稳定性，使室温显微组织中以马氏体为主的Μ/A岛转变为以奥氏体为主。奥氏体是 典型的面心立方结构，八面体间隙较大，可以容纳更多的氢原子，所以从另一方面也降低了 管材的氢致开裂风险。因此，本专利技术的适用于煤制气管道输送的X80钢板/带在具有高屈 服强度同时，还具有优异的抗氢致裂纹敏感性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于制造煤制气输送管道的X80管线钢板/带及生 产方法，该钢板在满足高强度的同时，大幅提高其抗氢致开裂敏感性。可用于制造氢含量较 高的煤制气输送管道生产领域。 本专利技术的适用于制造煤制气输送管道的X80管线钢板/带的化学成分质量百 分比为：C:0. 02 ~0· 07wt%、Si:0. 10 ~0· 50wt%、Μη:1· 2 ~1. 8wt%、Nb:0· 02 ~ 0. 08wt%、Mo: 0. 10 ~0. 50wt%，Ni: 0. 3 ~1.Owt%，Cr: 0 ~0. 5wt%，Cu: 0 ~0. 5wt%、 P:彡0.015wt%、S:彡0.005wt%，其余为Fe及不可避免的杂质。 本专利技术的X80管线钢板/带的制备方法的工艺包括：冶炼、连铸、加热、控制乳制、 控制冷却。在工艺中控制的技术参数为： 铸坯的加热温度为1160~1220°C，根据坯料厚度，其加热时间为2~6小时； 控制乳制工艺采用两阶段乳制，包括再结晶区乳制和未再结晶区乳制，粗乳末机 架入口温度970 °C~1020 °C，粗乳末机架变形量：25 %~40 %，终乳温度780~860 °C，乳后 控制冷却采用层流冷却，冷却速度多5°C/s，终冷温度：300~450°C。 本专利技术的适用于制造煤制气输送管道的X80管线钢板/带的显微组织特征为针状 铁素体基体上弥散分布着细小的以奥氏体组元为主的Μ/A小岛。 本专利技术的适用于制造煤制气输送管道的X80管线钢板/带的成分构成中，各主要 化学成分的作用为： c:c在钢中主要以固溶的方式存在，以提高奥氏体的淬透性，得到贝氏体铁素体 组织，但C含量不宜过多，易在钢中形成富C的MA组元，恶化材料韧性。同时，高的C含量 还会影响其焊接性能。因此，本专利技术钢板的C含量控制在0. 07%以下。 Μη:Mn既能以固溶状态存在，也可以进入渗碳体中取代一部分Fe原子，起到固溶 强化作用，还能形成硫化物。Μη元素在奥氏体中聚集，可提高奥氏体稳定性。本专利技术中Μη 含量范围：1. 2~1. 8wt%。 Nb:在乳制过程中，固溶的Nb能显著提高奥氏体再结晶温度，增加未再结晶区变 形量，析出的碳氮化铌颗粒能增加再结晶奥氏体晶粒形核点，并阻止再结晶奥氏体晶粒长 大，得到细化的再结晶奥氏体晶粒，从而细化室温组织。在回火时效过程中，析出的碳氮化 铌第二相能起到析出强化作用，提高材料强度。本专利技术的适用于制造煤制气输送管道的X80 管线钢板/带中Nb的加入量在0. 02~0. 08wt% 0范围。 Mo:Mo在钢中能明显提高奥氏体的稳定性，抑制多边形铁素体生成，形成单一的 针状铁素体或者贝氏体组织。但是如果Mo含量过高，则在贝氏体中会形成粗大的Μ/A岛，破 坏钢基体的韧性和增加氢致开裂敏感性，所以该专利技术的适用于制造煤制气输送管道的X80 管线钢板/带中Mo含量范围为0. 10~0. 50wt%。 Cu、Cr:这两种合金元素的添加主要是提高材料的淬透性。除此之外，在耐腐蚀管 线钢中Cu和Cr还能明显提高材料的耐腐蚀性能。Ni:Ni以固溶形式存在于基体。尤其是Ni作为奥氏体形成元素，可增强连续冷却 过程中奥氏体的稳定性，尤其是在贝氏体钢中，增加Ni含量，可使脆性Μ/A小岛中的马氏体 转变成奥氏体，降低Μ/A脆性的同时，作为面心立方结构的奥氏体其八面体间隙较大，还可 作为氢陷阱，溶解更多的氢原子，降低材料的氢致裂纹敏感性。另外，RARicks等人通过 对Ni含量对Fe-Cu合金奥氏体分解规律的研究发现，提高Ni含量还可明显降低合金的Acl 和Ac3温度。更重要的是，钢中的Ni还能大幅度提高材料的韧性。另外，在含Cu量较高的 钢中，为改善铸坯表面质量，通常要加入Ni，并且Ni含量至少为Cu含量的1/2,Cu和Ni同 时添加还可以提高材料的耐腐蚀性能。所以，在本专利技术的一种适用于制造煤制气输送管道 的X80管线钢板/带化学成分中，Ni含量最好控制在：0. 3~1.Owt%， P:P在钢中可以抑制渗碳体的析出，对铁素体有显著的固溶强化作用。但是，P含 量过高，会影响钢的使用性能，如在低温下钢会产生冷脆效应。尤其是本专利技术的钢板主要在 高寒地区使用，所以P含量应该严格控制。尽量能够控制在〇. 015%以下。 S:S在钢中与Μη结合形成MnS，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
适用于制造煤制气输送管道的X80管线钢板/带，其特征在于，化学成分质量百分比为：C:0.02～0.07wt％、Si:0.10～0.50wt％、Mn：1.2～1.8wt％、Nb：0.02～0.08wt％、Mo:0.10～0.50wt％,Ni:0.3～1.0wt％,Cr:0～0.5wt％,Cu:0～0.5wt％、P：≤0.015wt％、S：≤0.005wt％，余量为Fe及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜志阳，刘清友，辛萌，贾书君，宋卫臣，汪兵，付国强，孙新军，张洪伟，陈小平，李春艳，时米波，陈洪杰，
申请(专利权)人：中石化石油工程设计有限公司，钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。