本发明涉及低合金超高强连续油管用热轧钢带及其生产方法，具体地指一种屈服强度800～1000mpa级连续管用热轧钢带及其制造方法。
背景技术：
：连续油管是新型高端用油气开采作业用管材，长达数千米至上万米的柔性钢管盘绕在管盘上，作业时从管盘上打开，作业完毕后再次盘绕在管盘上，可反复使用。相较于传统油井管，连续油管作业更为灵活，具有带压作业、连续起下、设备体积小、作业周期快、成本低的优点，尤其在页岩气开采应用中的优势极为突出。因页岩气开发中的超深井超高压作业环境，需要开发性能优异的超高强连续油管。现有的连续油管用热轧钢带均为ct110及以下级别(屈服强度<800mpa)，因强度不足，无法满足8000m的超深井及100mpa超高压作业需求，如专利申请号为200710168545.3、200810040895.6、201611162208.9、201711325095.4、201711324677.0等。技术实现要素：本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种屈服强度800～1000mpa级连续管用热轧钢带及其制造方法，该热轧钢带为塑性、韧性、疲劳性能、焊接性能优良的热轧钢带，其屈服强度800～1000mpa，抗拉强度900～1150mpa，伸长率a50mm为13～20％，-20℃夏比冲击≥100j，其可以用于制造作业深度达8000m的超深井连续油管或作业压力达100mpa的超高压连续油管。为实现上述目的，本发明提供的一种屈服强度800～1000mpa级连续管用热轧钢带，所述热轧钢带的化学成分按重量百分比计包括：c：0.10～0.16％、mn：1.00～2.00％、cr：0.60～1.00％、mo：0.20～0.60％、si：0.15～0.40％、cu：0～0.40％、ni：0～0.35％、nb：0.030～0.070％、ti：0.010～0.030％、v≤0.040％、al：0.015～0.050％、ca：0.0008～0.0025％、p≤0.012％、s≤0.0015％、n≤0.0045％、o≤0.0020％，余量为fe及不可避免的夹杂；且上述元素同时需满足下述两个特征：a.3.5c+3.5mo+mn+cr：3.3～5.3％，b.ni/cu≥2/3；cu的添加可以改善热轧钢带的耐蚀性；c.mn/si：5～10。进一步地，所述热轧钢带的化学成分按重量百分比计包括：c：0.10～0.14％、mn：1.20～1.60％、cr：0.60～1.00％、mo：0.20～0.60％、si：0.15～0.40％、cu：0～0.40％、ni：0～0.35％、nb：0.030～0.060％、ti：0.010～0.030％、al：0.015～0.050％、ca：0.0008～0.0025％、p≤0.012％、s≤0.0015％、n≤0.0045％、o≤0.0015％，余量为fe及不可避免的夹杂；且上述元素同时需满足下述两个特征：a.3.5c+3.5mo+mn+cr：3.3～5.3％，b.ni/cu≥2/3，c.mn/si：5～10。再进一步地，所述热轧钢带的化学成分按重量百分比计包括：c：0.10～0.13％、mn：1.20～1.60％、cr：0.75～1.00％、mo：0.20～0.60％、si：0.15～0.40％、cu：0.25～0.40％、ni：0.20～0.30％、nb：0.030～0.050％、ti：0.020～0.030％、al：0.015～0.050％、ca：0.0008～0.0025％、p≤0.012％、s≤0.0015％、n≤0.0045％、o≤0.0015％，余量为fe及不可避免的夹杂；且上述元素同时需满足下述两个特征：a.3.5c+3.5mo+mn+cr：4.0～5.0％，b.ni/cu≥2/3，c.mn/si：5～10。再进一步地，所述热轧钢带的化学成分按重量百分比计包括：c：0.107％、mn：1.44％、cr：0.93％、mo：0.58％、si：0.28％、cu：0.37％、ni：0.25％、nb：0.045％、ti：0.025％、al：0.0405％、ca：0.0008％、p：0.008％、s：0.0005％、n：0.0040％、o≤0.0015％，余量为fe及不可避免的夹杂；且上述元素同时需满足下述两个特征：a.3.5c+3.5mo+mn+cr：4.8％，b.ni/cu≥2/3，c.mn/si：5.15。再进一步地，所述热轧钢带的化学成分按重量百分比计包括：c：0.120％、mn：1.50％、cr：0.88％、mo：0.47％、si：0.16％、cu：0.34％、ni：0.23％、nb：0.031％、ti：0.027％、al：0.0391％、ca：0.0008％、p：0.008％、s：0.0011％、n：0.0024％、o≤0.0015％，余量为fe及不可避免的夹杂；且上述元素同时需满足下述两个特征：a.3.5c+3.5mo+mn+cr：4.45％，b.ni/cu≥2/3，c.mn/si：9.50。再进一步地，所述热轧钢带的屈服强度800～1000mpa，抗拉强度900～1150mpa，伸长率a50mm为13～20％，-20℃夏比冲击100～160j。本发明还提供了一种屈服强度800～1000mpa级连续管用热轧钢带的制造方法，该热轧钢带由经转炉、氩站、钢包炉、真空炉、钙处理后连铸成坯、板坯加热和控制冷却制备而成，其特征在于：1)板坯加热过程中，板坯加热至1250～1300℃后保温均热后进行轧制，并在温度为1050～1120℃条件下结束粗轧，在温度为830～940℃条件下结束终轧；2)控制冷却过程中，以50～100℃/s冷却至420～600℃，终冷温度需满足420+250[c％]+20([mn％]+[cr％])+60[mo％]℃；随后空冷至400～500℃卷取。本发明中各种元素的作用机理如下：碳(c)：最经济的强化元素，通过间隙固溶强化提升钢的强度。增加碳含量，可大幅提升钢的淬透性，减少其他贵重合金的加入量，降低生产成本，同时对降低钢的屈强比有益，因此c含量不宜过低。但是碳含量越高，越不利于钢的低温韧性，同时易在钢种形成较严重的硬相偏析带，加剧钢的组织不均匀性，不利于产品的疲劳性能，因此碳含量亦不可过高。较适宜的碳的添加量为0.12～0.16％。锰(mn)：较为经济的合金化元素，有效提升钢的淬透性，可显著提升钢的屈服和抗拉强度。但锰含量较高时，如工艺不当，易产生较严重的组织偏析，导致钢的成分、组织不均。锰的添加量为1.00～2.00％，优选的锰的添加量为1.20～1.60％。铬(cr)：有效提升钢的淬透性，并具有一定的固溶强化作用。铬在腐蚀环境中可在钢的表面形成较为致密的保护层，起到保护基体的作用，有效提高钢耐腐蚀性能。但钢中铬含量过高时，不利于高频电阻焊焊缝质量，易形成灰斑缺陷，必须采用焊接保护，增加了焊接难度及成本。较适宜的易焊接热轧钢带铬的添加量为0.60～1.00％。钼(mo)：强淬透性元素，显著推迟铁素体相变，抑制铁素体和珠光体的形成，使得钢在轧后一个较宽的冷速范围内得到贝氏体组织，同时钼的添加不会显著增加钢中的偏析。钼的添加量应为0.20～0.60％。碳、钼、锰、铬元素组合(3.5c+3.5mo+mn+cr)：c、mo、mn、cr均为良好的固溶强化和促进组织强化的元素，但各元素的主要强化作用及对组织的影响程度具有显著的差异，对韧性、塑性的影响也不同。综合产品的强度、塑性、韧性要求，当3.3％≤3.5c+3.5mo+mn+cr≤5.3％时，有益于获得板条间距在250～400nm的板条贝氏体组织，在确保能够达到所需强度的同时，保证钢的韧性和塑性，并且可避免大量大尺寸的脆硬相——块状马氏体的形成。硅(si)：主要起固溶强化作用，也有益于提升钢的疲劳性能，但含量过高时，不利于表面质量以及高频焊接质量，较适宜的硅的添加量为0.15～0.40％，优选的硅的添加量应保证mn/si≥5。铜、镍(cu、ni)：铜主要起改善钢的耐蚀耐候性能的作用，镍可改善因加入铜的热脆性，但其添加量应为铜含量的2/3以上；根据材料的服役环境可选择性加入，优选的铜的添加量为0.25～0.35％，镍的添加量为0.17～0.24％。铌、钛(nb、ti)：微合金化元素，可显著细化晶粒并起到析出强化作用，可显著提高钢的奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区范围，便于实现高温控轧，降低轧机负荷。较适宜的铌、钛的添加量分别为0.030～0.060％，0.010～0.030％。钒(v)：可有效提升薄钢带的抗拉强度，但会显著降低钢的韧性。钒的添加量应为0～0.040％，当对钢带韧性要求不高时，可添加0.020～0.040％的钒；当要求具备高韧性时，应避免钒的加入，其含量应为0～0.010％。铝(al)：铝是钢中主要的脱氧元素，能够显著降低钢中的氧含量，同时铝与氮的结合形成aln，能够有效地细化晶粒。但是钢中铝含量超过0.06％时，易导致铝的氧化物夹杂明显增加，降低钢的洁净度，对钢的低温韧性不利。较适宜的铝的添加量分别为0.015～0.050％。钙(ca)：在二次精炼过程中对钢进行钙处理，可以改善钢中的夹杂物形态，提高钢冲击韧性，但加入过量，易降低钢的洁净度，对钢的低温韧性不利。较适宜的钙的添加量分别为0.0008～0.0025％。磷、硫、氮(p、s、n、o)：磷易导致钢的冷脆；硫易引起热脆；而氮易引起钢的淬火失效和形变失效，导致钢的性能不稳定，同时易导致产生大颗粒tin，降低韧性的同时降低材料的抗疲劳性能；氧含量越高导致钢中夹杂物含量越高，钢的抗疲劳性能越差；因此应尽量降低钢中的磷、硫、氮、氧的含量。终冷温度：终冷温度和合金元素决定了钢的组织构成比例和产品性能，终冷温度过高，形成大量多边形或准多边形铁素体，强度不足；终冷温度过低，形成大量马氏体或细板条贝氏体，钢的韧性和塑性差，较适宜的终冷温度设定为420～600℃。而钢的c、mn、cr、mo含量不同时，适宜的终冷温度也不同，优选的，钢的终冷温度可按照公式420+250[c％]+20([mn％]+[cr％])+60[mo％]进行计算设定。本发明的有益效果在于：本发明与现有技术相比，基于c、mn、cr、mo的有益和有害效果以及其影响程度的不同，通过组合式合金设计和组合式终冷工艺设计，确保获得超高强度热轧钢带所需固溶强化效果和组织强化效果的同时，保证钢的韧性、塑性，满足了8000m超深井和大于100mpa超高压服役环境对强度、韧性、塑性的苛刻要求。具体实施方式为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。屈服强度800～1000mpa级连续管用热轧钢带，所述热轧钢带的化学成分按重量百分比计包括：c：0.10～0.16％、mn：1.00～2.00％、cr：0.60～1.00％、mo：0.20～0.60％、si：0.15～0.40％、cu：0～0.40％、ni：0～0.35％、nb：0.030～0.070％、ti：0.010～0.030％、v≤0.040％、al：0.015～0.050％、ca：0.0008～0.0025％、p≤0.012％、s≤0.0015％、n≤0.0045％、o≤0.0020％，余量为fe及不可避免的夹杂；且上述元素同时需满足下述两个特征：a.3.5c+3.5mo+mn+cr：3.3～5.3％，b.但ni/cu≥2/3。cu的添加可以改善热轧钢带的耐蚀性。上述屈服强度800～1000mpa级连续管用热轧钢带的制造方法，该热轧钢带由经转炉、氩站、钢包炉、真空炉、钙处理后连铸成坯、板坯加热和控制冷却制备而成，其中，1)板坯加热过程中，板坯加热至1250～1300℃后保温均热后进行轧制，并在温度为1050～1120℃条件下结束粗轧，在温度为830～940℃条件下结束终轧；2)控制冷却过程中，以50～100℃/s冷却至420～600℃，终冷温度需满足420+250[c％]+20([mn％]+[cr％])+60[mo％]℃；随后空冷至400～500℃卷取。根据上述热轧钢带的成分和工艺，设计下述实施例的成分、工艺、性能分别如表1～表3所示。从表1～3可已看出，本发明钢与对比实例比较，具有良好的强度、伸长率和冲击韧性匹配，屈服强度达到802～991mpa，抗拉强度达到904～1146mpa，延伸率13.8～19.3％，冲击工109～157j；而对比例中，或强度不足、或韧性差、或塑性不良。其中，实施例7具备良好的强塑性匹配及较好的韧性和抗腐蚀性能；实施例8具备良好的强韧性匹配和较好的塑性和抗腐蚀性能。上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。表1本发明各实施例和对比例的成分取值列表(wt，％)表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表(℃)表3本发明各实施例和对比例主要性能检测统计表序号屈服(mpa)抗拉(mpa)延伸率(％)-20℃夏比冲击(j)1935105017157286391118.21443902100816.51324879101419.3116580290415.7154683392416.41297991114617.81098958110514.3157991594013.8144对比例174898919.162对比例281094514.387对比例31104119811.448其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。当前第1页12