[发明专利]含Cr合金钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗二氧化碳局部腐蚀的含Cr合金钢及其制造方法，特别是在油气田含二氧化碳环境下不发生局部腐蚀并具有可焊性的含Cr合金钢，该合金钢可用于制造油气输送管线。

背景技术

油藏和气藏中常常伴生二氧化碳，二氧化碳溶于水，形成碳酸，会对油气输送管线造成严重腐蚀。潮湿二氧化碳通常会导致碳钢管线发生局部腐蚀而穿孔，如果采用不锈钢，虽然可以解决腐蚀问题，但成本大幅提高，且不锈钢存在可焊性差的问题。因此，开发既能抗二氧化碳局部腐蚀、兼具可焊性、成本又比较低廉的新钢种非常必要。

中国发明专利申请01126575.2(抗二氧化碳腐蚀的低合金钢及油套管)公开了一种合金钢，其化学成分为：C：0.01-0.3％，Si：0.10-1.0％，Mn；0.1-2.0％，Cr：0.5-5.0％，Mo：0.01-1.0％，Cu：0.05-2.0％，Ni：0.05-1.0％，Al：0.005-0.1％，其余为Fe和不可避免的杂质。该专利是通过加入范围较宽的Cr元素(0.5-5.0％)，来抑制润湿二氧化碳、氯离子、硫化氢等复合酸性腐蚀环境条件下的腐蚀，该专利用于制造油气井油套管，最终产品的组织为索氏体组织。

中国发明专利申请200910117129.x(一种含Cr厚壁管线钢及其板卷控轧控冷方法)公开了一种合金钢，其化学成分：Cr：0.20-0.90％，C：0.0,3-0.09％，Si：0.20-0.35％，Mn；1.00-1.30％，Ti：0.010-0.030％，Nb：0.03-0.08％，Cu：0.15-0.30％，Ni：0.10-0.40％，该发明主要通过加入少量Cr(0.20-0.90％)来提高强度和细化晶粒，形成多而细的针状铁素体组织。

当输送高压、含二氧化碳油气介质时，碳钢管线容易发生局部腐蚀造成管线泄漏，但如果通过添加大量合金元素来增加强度和抗局部腐蚀性能，一是大量增加成本，二是可能造成可焊性变差。因此，研究一种在兼具优良可焊性的基础上由合适成分及工艺生产的抗局部腐蚀合金钢成为必要。

发明内容

本发明提供一种含Cr合金钢及其制造方法。

在第一方面，本发明提供一种含Cr合金钢，其含有

C：0.03-0.07％，

Cr：1.50-4.99％，

Nb：0.03-0.05％，

Mo：0.15-0.25％，

Ti：0.01-0.03％，

其余为Fe和不可避免的杂质，以上均为重量百分比。

在第二方面，本发明提供其由本发明第一方面的含Cr合金钢制成。

在第三方面，本发明提供制造含Cr合金钢的方法，包括如下步骤：

(1)提供含Cr合金钢的钢坯，所述钢坯含有

C：0.03-0.07％，

Cr：1.50-4.99％，

Nb：0.03-0.05％，

Mo：0.15-0.25％，

Ti：0.01-0.03％，

(2)锻造所述钢坯，其中终锻温度不低于1000℃；

(3)使经过锻造的钢坯进行如下两阶段轧制，

(a)第一阶段为粗轧阶段，其中粗轧阶段的开轧温度为1100-1150℃，优选为1100-1130℃；粗轧阶段的终轧温度为980-1000℃，优选为1000℃；

(b)第二阶段为精轧阶段，其中精轧阶段的开轧温度为900-950℃，优选为930-950℃；精轧阶段的终轧温度为850-900℃，优选为880-900℃；

其中所述粗轧阶段的压下率大于45％，整个轧制过程总压下率不小于65％；

(4)使经过轧制的钢冷却，得到所述合金钢，其中终冷温度为500-600℃，优选为540-580℃，冷却速度为10-35℃/s。

具体而言，本申请包括以下实施方式：

实施方式1.一种含Cr合金钢，其含有

C：0.03-0.07％，

Cr：1.50-4.99％，

Nb：0.03-0.05％，

Mo：0.15-0.25％，

Ti：0.01-0.03％，

其余为Fe和不可避免的杂质，以上均为重量百分比。

2.实施方式1的含Cr合金钢，其中，含有

C：0.03-0.04％，

Cr：2.00-2.99％，

Nb：0.03-0.05％，

Mo：0.20-0.25％，