一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型抗氢致裂纹管线钢板的简易生产方法，其成分按重量百分比为C?0.03～0.06%，Si?0.10～0.35%，Mn?0.4～0.8%，P≤0.010%，S≤0.010%，Nb≤0.0050%，Ti?0.002～0.020%，Mo≤0.02%，Cr?3.0～6.0%，Ni≤0.2%，Al≤0.060%，V≤0.010%，余量为Fe和杂质。采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1180℃～1220℃，终轧温度为820～870℃；随后空冷。得到的钢板具有优异的抗氢致开裂性能。
【专利说明】一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种炼钢工艺，具体说是一种抗氢致裂纹管线钢板的简易生产方法，属于金属冶炼工艺【技术领域】。
【背景技术】
[0002]我国油气分布总体特征是分布广，产量不高，品质不高。已发现的油田多数集中在陆上东部地区，近年来西部地区及浅海大陆架发展很快，开发了一批重要油气田，特别是气田主要分布在西部，但是在油气开采过程中一个不得不面对的问题就是腐蚀。
[0003]对于油气田腐蚀，按照腐蚀介质可分为:CO2腐蚀、H2S腐蚀、多相流冲刷腐蚀和土壤腐蚀。按照腐蚀机制可分为三大类型:常规腐蚀和电化学腐蚀，如电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀等；流体力学化学腐蚀，如冲刷腐蚀、流体促进腐蚀、冲蚀腐蚀、空泡腐蚀等；固体力学化学腐蚀，如腐蚀疲劳、应力腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂等。
[0004]其中，H2S主要来自储藏地层的气体或伴生气体，硫酸盐还原菌和某些化学品也会释放出h2s。硫化氢溶于水显弱酸性，其去极化腐蚀的阴极过程如下:
H2S = HS— + H +
HS— = S2 + + H +
2H+ +2e = H2 or 2H(进入金属导致氢脆或者开裂)
硫化铁膜溶解度非常低，是良导体，作为阴极，促进点蚀的发生。硫化物离子会减慢氢原子复合速率，造成氢分子积累，为氢原子进入金属提供动力。所以不仅造成点蚀，还经常导致金属开裂；硫化氢腐蚀是油气田四大腐蚀中最严重、最危险的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提出一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，通过成分设计和常规轧制工艺获得均匀的多边形铁素体、贝氏体组织，从而得到了优异的抗氢致开裂的钢板。
[0006]本发明通过下列技术实现:本发明提供一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为 C 0.03 ~0.06%, Si 0.10 ~0.35%, Mn 0.4 ~0.8%, P^0.010%,S^0.010%, Nb ^0.0050%, Ti 0.002 ~0.020%，Mo ^ 0.02%, Cr 3.0 ~6.0%，Ni ^ 0.2%,Al ( 0.060%, V^0.010%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1180°C~1220°C，终轧温度为820~870°C ;随后空冷。
[0007]本发明的进一步限定技术方案，前述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，通过轧制后，得到多边形铁素体/贝氏体型(PF+B)组织。
[0008]前述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C 0.038%, Si
0.22%,Mn 0.53%, P 0.010%,S 0.002%,Nb 0.005%,Ti 0.017%,Mo 0.01%,Cr 4.06%, Ni
0.10%, Al 0.041%, V 0.007%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1190°C~1215°C，终轧温度为825~850°C ;随后空冷。[0009]进一步的，前述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C
0.043%, Si 0.23%, Mn 0.49%, P 0.010%, S 0.003%, Nb 0.003%,Ti 0.019%, Mo 0.01%, Cr
3.89%，Ni 0.15%，Al 0.041%, V 0.006%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1200°C~1220°C，终轧温度为855~870°C ;随后空冷。
[0010]本发明通过成分设计，其中铬作为钢板中的有益元素已被广为证实，铬能显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力，有助于提高耐磨性和保持高温强度。Cr通过抑制阴极析氢来降低腐蚀速率，从而提高材料的耐蚀性，这与Cr元素本身属性相关，即固溶态Cr具有.的特质，使氢离子放电反应的驱动力增大，阴极还原变得困难，从而使整个腐蚀过程变得困难。
[0011]本发明具的有益效果:1、通过特殊的成分设计，添加廉价的铬合金，降低了合金成本；同时锰含量低，很大程度上降低了铸坯的中心偏析，利于钢板的抗氢致裂纹性能。加上简单的常规轧制工艺方法，不需控轧控冷以及后续的热处理，可以形成形状相互交织分布的金相组织，使得钢的韧性较好，抗氢致开裂性能提高。
[0012]2、本发明的轧制成型方法简单易行，只需进行简单的常规轧制后，直接空冷即可，免去了控制冷却用水的成本和控冷的工艺，降本的同时保证了板型的均匀性。生产工艺稳定，得到优异的抗氢致裂纹性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为实施例1得到钢板在金相显微镜下典型的组织形貌图。
[0014]图2为实施例2得到钢板在金相显微镜下典型的组织形貌图。
【具体实施方式】
[0015]实施案例I
本实施例提供一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C
0.038%, Si 0.22%, Mn 0.53%, P 0.010%, S 0.002%, Nb 0.005%, Ti 0.017%, Mo 0.01%, Cr
4.06%，Ni 0.10%，Al 0.041%, V 0.007%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1190°C~1215°C，终轧温度为825~850°C ;随后空冷。
[0016]实施案例2
本实施例提供一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，钢种成分按重量百分比为C
0.043%, Si 0.23%, Mn 0.49%, P 0.010%, S 0.003%, Nb 0.003%, Ti 0.019%, Mo 0.01%, Cr
3.89%，Ni 0.15%，Al 0.041%, V 0.006%，余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1200°C~1220°C，终轧温度为855~870°C ;随后空冷。
[0017]图1、2均为实施例得到钢板在金相显微镜下典型的组织形貌图，组织均匀。仔细观察图2，可以发现基体上无明显的岛状组织，提高了钢板的抗H2S腐蚀性能。
[0018]在本实施例中，其成分按重量百分比如表1所示，抗氢致开裂性能见表2。
[0019]表1本发明实施例的化学成分(wt%)
【权利要求】
1.一种提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，其特征在于:钢种成分按重量百分比为C0.03 ~0.06%，Si 0.10 ~0.35%，Mn 0.4 ~0.8%，P^0.010%, S ^ 0.010%, Nb ^ 0.0050%,Ti 0.002 ~0.020%, Mo ( 0.02%, Cr 3.0 ~6.0%, Ni ( 0.2%, Al ( 0.060%, V ^ 0.010%,余量为Fe和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1180°C~1220°C，终轧温度为820~870°C ;随后空冷。
2.根据权利要求1所述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，其特征在于:通过轧制后，得到多边形铁素体/贝氏体型(PF+B)组织。
3.根据权利要求1所述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，其特征在于:钢种成分按重量百分比为 C 0.038%, Si 0.22%, Mn 0.53%, P 0.010%, S 0.002%, Nb 0.005%, Ti0.017%, Mo 0.01%, Cr 4.06%, Ni 0.10%, Al 0.041%, V 0.007%，余量为 Fe 和杂质；轧制工艺采用常规轧制工艺，奥氏体化温度为1190°C~1215°C，终轧温度为825~850°C ;随后空冷。
4.根据权利要求1所述的提高钢板抗氢致裂纹的生产方法，其特征在于:钢种成分按重量百分比为 C 0.043%, Si 0.23%, Mn 0.49%, P 0.010%, S 0.003%, Nb 0.003%, Ti·0.019%, Mo 0.01%, Cr 3.89%, Ni 0.15%, Al 0.041%, V 0.006%，余量为 Fe 和杂质；轧制工艺采用常规轧制 工艺，奥氏体化温度为1200°C~1220°C，终轧温度为855~870°C ;随后空冷。
【文档编号】C22C38/50GK103627974SQ201310648266
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】尹雨群, 唐春霞, 赵晋斌 申请人:南京钢铁股份有限公司