[发明专利]具有优异韧性的高强度钢

权利要求书

1.一种钢管，包括：

重量百分比大约0.20％-大约0.30％的碳；

重量百分比大约0.30％-大约0.70％的锰；

重量百分比大约0.10％-大约0.30％的硅；

重量百分比大约0.90％-大约1.50％的铬；

重量百分比大约0.60％-大约1.00％的钼；

重量百分比大约0.020％-大约0.040％的铌；以及

重量百分比大约0.01％-大约0.04％的铝；

其中所述钢管被加工成具有大于大约165ksi的屈服强度并且在大约室温下夏比V型缺口能量在纵向上大于或等于大约80J/cm²以及在横向上大于或等于大约60J/cm²。

2.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，还包括：

重量百分比大约0.24％-大约0.27％的碳；

重量百分比大约0.45％-大约0.55％的锰；

重量百分比大约0.20％-大约0.30％的硅；

重量百分比大约0.90％-大约1.0％的铬；

重量百分比大约0.65％-大约0.70％的钼；以及

重量百分比大约0.025％-大约0.030％的铌。

3.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管的抗拉强度大于大约170ksi。

4.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管在大约室温下表现出100％的韧性断裂。

5.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管的显微结构包括按体积大于或等于大约95％的马氏体。

6.如权利要求5所述的钢管，其特征在于，显微结构的其余部分基本上由贝氏体构成。

7.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管基本上不包括钒。

8.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管被加工成具有多个大致球形的碳化物，该碳化物的最大尺寸小于或等于大约150μm。

9.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管被加工成具有多个细长碳化物，该碳化物的长度小于或等于大约1μm且厚度小于或等于大约200nm。

10.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，还包括以下组分中的至少一个：

重量百分比小于或等于大约0.50％的镍；

重量百分比小于或等于大约0.005％的钒；

重量百分比小于或等于大约0.010％的钛；以及

重量百分比小于或等于大约0.05％的钙。

11.如权利要求1所述的钢管，其特征在于，所述钢管被加工成具有大约5μm到大约15μm之间的平均晶粒尺寸。

12.一种制造钢管的方法，包括：

提供碳钢组合物；

由钢组合物制成管；

在加热操作中将所形成的钢管加热到第一温度；

在淬火操作中以第一速率从第一温度对所形成的钢管进行淬火，使得得到淬火的钢的显微结构是按体积大于或等于大约95％的马氏体；

在淬火操作之后通过将所形成的钢管加热到小于大约550℃的第二温度来对所形成的钢管进行回火；

其中回火之后的钢管具有大于大约165ksi的屈服强度，并且在大约室温下夏比V型缺口能量在纵向上大于或等于大约80J/cm²以及在横向上大于或等于大约60J/cm²。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一温度在大约880℃到大约950℃之间保持大约10到30分钟。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二温度在大约450℃到大约550℃之间保持大约5到30分钟。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所形成的钢组合物在淬火之后的晶粒尺寸在大约5μm到大约15μm之间。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述钢管在回火之后的显微结构包括多个大致球形的碳化物，该碳化物具有小于或等于大约150μm的最大尺寸。