耐硫化氢腐蚀的低合金稀土钢制造技术

本发明专利技术涉及一种铁基低合金稀土钢材料。主要特征是在低合金Ｃｒ、Ｍｏ钢的基础上添加ＲＥ，化学成份由Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、ＲＥ、Ｓ、Ｐ以及Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ等构成，其钢材提高耐腐蚀性能的关键在于ＲＥ的合金化作用，目的是提高材料的耐腐蚀性能，并改善钢的机械性能和焊接性能。可广泛应用于石油、化工、电力等行业的耐腐蚀领域。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐腐蚀的铁基低合金稀土钢，主要用于石油、化工装置中H2S、HCN、NH3、CO2、Cl-的抗腐蚀领域。目前所用的低合金钢在耐H2S腐蚀性能方面均难达到良好的使用性能，一般低合金Cr、Mo钢虽然具有一定的耐腐蚀性能，但钢中Cr和Mo所导致的脆硬倾向使其冷弯和焊接性能较差。如上海钢铁三厂开发的12Cr2AlMoV抗应力腐蚀专用钢，因其钢中不仅具有导致脆硬倾向的Cr、Mo元素，而且还有进一步导致脆硬倾向和焊接冷裂纹倾向的V，使钢材的综合使用性能受到影响，真正推广应用的范围不大。再如重庆特钢和西宁特钢公司80年代开发的Cr4NiAlCuMo，同样由于冷加工和焊接性能较差而得不到推广应用。上述钢种均没有考虑到RE(稀土)在钢中对耐腐蚀以及焊接和冷加工性能的良好作用。本专利技术的目的是利用我国丰富的稀土资源，提供一种既耐高温氧化、又耐H2S、Cl-低温应力腐蚀以及具有较高的抗均匀腐蚀性能的低合金稀土钢产品。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是以C、Si、Mn、Cr、Mo、Al、S、P和RE为成份组成的，余量由Fe加以平衡。这种稀土合金钢化学成份的含量(按钢材熔炼成分比)分别为；C0.02～0.15％，Si0.15～0.90％，Mn0.30～1.50％，Cr1.00～5.50％，Al0.20～1.20％，Mo0.20～1.20％，RE≤0.150％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为铁(Fe)。根据不同用途本专利技术还可加入Nb、V、Ti元素，其加入量为Nb≤0.40％、Ti≤0.40％、V≤0.15％。在本专利技术的成分设计中Cr、Al、Mo是主要的耐腐蚀元素。同时Al和V还起细化晶粒的作用，RE(稀土)虽没有资料显示有直接单独的耐腐蚀作用，但其在钢中的合金化的作用可以较大的提高钢材的耐腐蚀性能和机械加工性能。由于RE具有较大的活性，与钢中的杂质元素C、S、P以及有害夹杂物有较大的亲和力，可以提高钢的纯净度，并控制夹杂物的形态，使线形MnS夹杂变为细小的仿锤形或球形均匀的在钢中分布，当RE达到合理状态时，具有最佳的耐腐蚀性能和最优良的冲击韧性。此外，RE(稀土)在国内资源丰富，价格仅相当于V的1/8左右，且加入量也仅及V的1/10左右。RE的加入量不大于0.15％，钢中RE的残余量最低不得小于S的含量，最高不得大于S的含量的6倍，即RE/S＝1.0～6.0，一般RE/S＝2.0～3.0时为最佳。由于本专利技术技术使用了RE(稀土)，不仅可以提高其耐腐蚀性能，而且还提高了钢材的综合加工性能。在本专利技术所含成份范围内波动，生产出的合金钢可分别具有耐高温氧化和高温硫化腐蚀，耐H2S、HCN、CO2的均匀腐蚀，以及耐H2S、Cl-的应力腐蚀，此外还可用作高强度的抗H(氢)钢使用。其实施例如下实施例1.生产耐H2S应力腐蚀和耐H2S均匀腐蚀用钢，其钢材中的成份如下(按钢材重量成份分析比％)C≤0.10％，Si0.20～0.65％，Mn0.30～0.90％，Cr1.80～2.50％，Al0.30～0.80％，Mo0.30～0.60％，RE0.005～0.030％，S≤0.015％，P≤0.025％，余量为Fe。按此方法生产的稀土合金钢的钢号暂定为08Cr2AlMoRE或09Cr2AlMoRE，经实验室测得材料基体和焊缝的抗恒载荷应力腐蚀试验数据分别为σth≥0.75σs和σth≥0.70σs，远高于美国腐蚀工程师协会NACE MRO175-97中规定σth≥0.45σs的要求。与12Cr2AlMoV和不含RE的08Cr2AlMo的耐均匀腐蚀性能测试对比数据如下H2S介质模拟工况的腐蚀试验对比(浸泡时间144h) 实施例2.耐高温硫和高温氧化腐蚀以及高强度抗氢(H)钢，其钢材中的成分如下(按钢材重量成份分析比％)C≤0.12％，Si0.30～0.90％，Mn0.50～1.20％，Cr3.50～5.50％，Al0.30～0.80％，Mo0.60～1.20％，V0.05～0.15％，RE0.005～0.060％，S≤0.020％，P≤0.025％，余量为Fe。按此种方法生产的低合金稀土钢，由于钢中提高了Cr的含量，并增加了V，不仅能提高材料的耐高温硫和耐高温氧化腐蚀性能，其高强性也可以作为高强度抗氢钢使用，而且还可用于模具和刀具类用钢。用上述实施例1和实施例2中化学成分生产的钢可以轧制板材、管材、型钢和棒材，还可以用钢坯料或圆棒锻制锻件材料。本专利技术的低合金稀土钢具有多种耐腐蚀性能，与相类似的12Cr2AlMoV以及不含稀土的08Cr2AlMo相比具有良好的耐腐蚀性能，而且由于钢中存在具有脱氧和脱硫作用的RE，可以较大地改善钢材的焊接性能。本专利技术与常规不加稀土的低合金钢的冶炼和轧制技术相同，炼钢时RE可在出钢过程中或出钢后的钢包中加入。RE在国内资源丰富，价格相对低廉。本专利技术——低合金稀土钢可广泛应用于石油、化工、电力等行业的耐腐蚀环境。权利要求1.一种低合金稀土钢，其所述的低合金稀土钢包括C、Si、Mn、Cr、Mo、Al、S、P和RE(稀土)，其特征在于钢中的化学成份为(按钢材熔炼成份分析)C0.02～0.15％，Si0.15～0.90％，Mn0.30～1.50％，Cr1.00～5.50％，Al0.20～1.20％，Mo0.20～1.20％，RE≤0.150％，S≤0.035％，P≤0.035％，余量为Fe。2.如权利要求书1所述的低合金稀土钢，其特征在于钢中还可以加入Nb、V或Ti元素，其加入量为Nb≤0.40％，V≤0.15％，Ti≤0.40％。3.如权利要求书1和2所述的低合金稀土钢，其特征在于用该低合金稀土钢可以轧制板材、管材、型材和棒材，还可以用钢坯或圆棒材锻制锻件材料。全文摘要本专利技术涉及一种铁基低合金稀土钢材料。主要特征是在低合金Cr、Mo钢的基础上添加RE,化学成份由C、Si、Mn、Cr、Mo、Al、RE、S、P以及V、Nb、Ti等构成,其钢材提高耐腐蚀性能的关键在于RE的合金化作用,目的是提高材料的耐腐蚀性能,并改善钢的机械性能和焊接性能。可广泛应用于石油、化工、电力等行业的耐腐蚀领域。文档编号C22C38/22GK1360081SQ01114359公开日2002年7月24日 申请日期2001年7月17日 优先权日2001年7月17日专利技术者束润涛 申请人:束润涛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低合金稀土钢，其所述的低合金稀土钢包括Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｓ、Ｐ和ＲＥ（稀土），其特征在于：钢中的化学成份为（按钢材熔炼成份分析）Ｃ：０．０２～０．１５％，Ｓｉ：０．１５～０．９０％，Ｍｎ：０．３０～１．５０％，Ｃｒ：１．００～５．５０％，Ａｌ：０．２０～１．２０％，Ｍｏ：０．２０～１．２０％，ＲＥ：≤０．１５０％，Ｓ：≤０．０３５％，Ｐ：≤０．０３５％，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：束润涛，
申请(专利权)人：束润涛，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]