[发明专利]具有优异纵向均匀延伸率的用于焊接钢管的钢材、其制造方法和使用其的钢管

说明书

本发明涉及用于输送原油或天然气等的线管用的钢材，并且更具体地涉及具有优异的管纵向均匀延伸率的用于焊接钢管的钢材、用于制造该钢材的方法、以及使用该钢材的钢管。

技术领域

本公开涉及用于输送原油或天然气等的线管用的钢材，并且更具体地涉及具有优异的管纵向均匀延伸率的用于焊接钢管的钢材、用于制造该钢材的方法、以及使用该钢材的钢管。

背景技术

近来，线管(line pipe)已经构造在极端寒冷的地区或地面运动频繁的地区，例如频繁发生地震的地区中。这种线管不仅要求具有通常的强度和韧性，还要求具有改善的可变形性。例如，由于伴随地面运动、结构本身的负载、地震等的逐渐或快速变形，因此对可变形性的需求不断增加以提高线管的稳定性。

如上所述，由于由地面运动引起的线管的变形主要发生在管道的长度方向上，因此用于制造管的钢材的纵向方向变形特性被限制在一定水平或更高。

具有不足的可变形性的线管趋于因在线管的长度方向上变形而被局部压溃，而具有改善的可变形性的线管可以承受一定的变形而不会被局部压溃。

在用于线管的钢材中，主要通过均匀延伸率来评价可变形性。均匀延伸率是发生颈缩(其中在抗拉试验中发生不均匀变形)前的应变并且与由不均匀变形引起的管道压溃有关。

在用于线管的钢材由钢管制成之后，钢材被涂覆有环氧树脂以防止腐蚀。在环氧树脂涂覆过程中，在180℃或更高的温度下进行热处理并持续一段时间。在这种情况下，出现应变时效。由于这种应变时效，形成上屈服点以增加屈服强度并降低均匀延伸率。

因此，需要具有改善的可变形性的用于线管的钢材应当防止由于应变时效而出现上屈服点并且应该表现出高的均匀延伸率。

另一方面，线管的可变形性被评估为不发生压溃的临界应变率。与管的临界应变率相关的钢材的物理性能是加工硬化指数和均匀延伸率。例如，随着加工硬化指数和均匀延伸率的增加，管的可变形性得到改善。

钢材的均匀延伸率根据显微组织而变化。与单相组织相比，复合相组织更有利于获得改善的均匀延伸率。

复合相的组成根据强度而变化。通常，在具有450MPa或更低的屈服强度的钢材中，可以使用多边形铁素体作为主相，并且可以混合有低温转变相例如少量的贝氏体以改善均匀延伸率。在低强度钢中，相的这种组成导致在拉伸试验期间表现出不连续的屈服行为，因为具有高电位密度的低温转变相的分数和第二相的分数非常低。同时，当低温转变相例如贝氏体等的分数增加时，均匀延伸率降低并且韧性也劣化。

如上所述，由于不仅均匀延伸率而且机械性能例如强度都根据复合组织钢的相组成而变化，因此需要能够既满足强度等且满足均匀延伸率的组织控制。

发明内容

技术问题

本发明的一方面是提供一种在制造用于线管的钢材时具有优异的管纵向均匀延伸率的用于焊接钢管的钢材、制造该钢材的方法、以及使用该钢材的钢管。

技术方案

根据本公开的一方面，提供了一种具有优异的纵向均匀延伸率的用于焊接钢管的钢材，该钢材以重量％计包含：碳(C)：0.02％至0.07％；硅(Si)：0.05％至0.3％；锰(Mn)：0.8％至1.8％；铝(Al)：0.005％至0.05％；氮(N)：0.001％至0.01％；磷(P)：0.020％或更少；硫(S)：0.003％或更少；镍(Ni)：0.05％至0.3％；铬(Cr)：0.05％至0.5％；铌(Nb)：0.01％至0.1％；以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，

作为显微组织，包含以面积分数计20％至50％的多边形铁素体、低温转变相和第二相，并且低温转变相是针状铁素体和贝氏体。