[发明专利]NbC纳米颗粒强化X80塑性管用钢板及其制造方法

说明书

本发明提供了一种NbC纳米颗粒强化X80塑性管用钢板及其制造方法，该钢板的成分按重量百分比计如下：C 0.06％～0.12％，Si 0.10％～0.30％，Mn 0.60％～1.40％，Nb 0.07％～0.15％，N 0.001％～0.004％，Ti 0.01％～0.04％，Al 0.025％～0.045％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cu≤0.30％，Mo≤0.30％，Cr 0.12％～0.30％，Ni 0.12％～0.30％，其余为Fe以及不可避免的杂质元素。生产方法包括备料→转炉或电炉冶炼→炉外精炼→铸造→板坯再加热→控制轧制→控制冷却。采用本发明生产的钢板保证地质复杂地带铺设的油气输送管线管的安全，满足高压输送天然气、石油等用途。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种X80塑性管用钢板及其制造方法。

背景技术

随着油气资源需求日益增加，新的油气田的投资建设逐渐增多。由于油气的生产地与消费地往往需要穿越冻土带、地震带、荒漠等地质条件恶劣地区，因此需要长输油气管道具有良好的塑性变形能力。表征管材塑性变形能力的典型性能参数是屈强比低(如Rt0.5/Rm≤0.80)，均匀延伸率高(如uEL≥10％)。

为了获得良好的塑性变形能力，通常采用两种手段：1)增加管材的壁厚；2)增加管材中的高塑性相的体积分数。在实际应用中，单独或者联合使用这两种方法，都存在一定不足之处。增加管材的壁厚，则会增加管道建设投资，降低性价比；增加管材中的高塑性相会限制管材的强度(高塑性相通常是低强度相)，与高压输送油气资源使用高强度材料的发展趋势不符。

目前，塑性管用钢板多为双相钢板，主要有两种生产工艺路线，一是控轧控冷(TMCP)后热轧态供货，一种是控轧控冷后的钢板进行热处理后再使用。由于采用双相组织策略来保证塑性变形能力，这种两相强度差别大的组织结构对提高材料的低温韧性与抗HIC能力不利。例如CN201510830269.7公开了一种低温环境用高强韧低屈强比调质钢板，它的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.068％；Si：0.13～0.25％；Mn：1.55～1.74％；P≤0.020％；S≤0.0015％；Cr：0.25～0.33％；Cu：0.14～0.21％；Ni：0.18～0.25％；Nb：0.035～0.044％；V：0.033～0.049％；Ti：0.010～0.016％；其它为Fe及不可避免的杂质。该专利通过调制工艺获得单相贝氏体组织，保证了钢板两道的低温韧性，但是没有获得本发明中优良的塑性变形能力。CN201510419067.3了提供一种在保证高强韧性的同时具有优异的耐硫化氢腐蚀性能的新型含Cu管线钢，合金成分及重量百分比为：C：0.015～0.035％；Si：0.10～0.20％；Mn：0.8～1.1％；Cu：1.0～2.0％；Ni：0.30～0.40％；Mo：0.30～0.40％；Cr：0.30～0.40％；Nb：0.04～0.06％。该发明中的Nb含量明显低于本发明中的技术方案，且该发明中优异的HIC能力来源于含量高的Cu，与本发明中的抗腐蚀原理有本质差异。专利CN101456034A、WO2009125863提供了基于应变设计要求的X70、X80管线钢及其制备方法，虽然都能获得高的塑性变形能力，但是其组织结构为F-B型双相组织，与本发明的单相组织具有显著的差异。

可见，本发明通过合理的成分设计与工艺匹配，在单相组织的基础上，使钢板同时获得了高塑性变形能力与高低温韧性和抗HIC能力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种保证地质复杂地带铺设的油气输送管线管的安全，满足高压输送天然气、石油等用途的NbC纳米颗粒强化X80塑性管用钢板及其制造方法。

本发明的目的是这样实现的：